(57)【要約】【課題】  溶剤の乾燥を急速に行っても膨れ等の問題が発生せず、且つ品質も安定する樹脂被覆摺動部材の製造方法を提供する。【解決手段】  裏金１１上に焼結された多孔質焼結層に溶剤を含んだ樹脂組成物を樹脂含浸装置１２で含浸させる含浸工程と、溶剤に吸収され易い波長領域の電磁波を発する電磁波発振源によって多孔質焼結層に含浸させた樹脂組成物中の溶剤を乾燥炉１３で乾燥させる乾燥工程と、多孔質焼結層に含浸させた樹脂組成物を焼成炉１４で焼成する焼成工程と、からなるので、電磁波発振源によって溶剤自身を優先的に自己発熱させることで、樹脂最表面に皮膜を形成することなく溶剤を乾燥させることで膨れの発生を防ぐと同時に、電磁波発振源からの輻射熱によって乾燥炉の雰囲気温度も均熱化されるため、品質を安定させることができる【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤を含んだ樹脂組成物を裏金上に被覆させて乾燥させ、その後焼成することにより製造される樹脂被覆摺動部材の製造方法において、
前記裏金上に溶剤を含んだ樹脂組成物を被覆させる被覆工程と、
前記溶剤に吸収され易い波長領域の電磁波を発する電磁波発振源によって前記裏金に被覆させた樹脂組成物中の溶剤を乾燥させる乾燥工程と、
前記裏金上に被覆させた樹脂組成物を焼成する焼成工程と、
からなることを特徴とする樹脂被覆摺動部材の製造方法。
【請求項２】
溶剤を含んだ樹脂組成物を裏金上に焼結された多孔質焼結層に含浸させて乾燥させ、その後焼成することにより製造される樹脂被覆摺動部材の製造方法において、
前記裏金上に焼結された多孔質焼結層に溶剤を含んだ樹脂組成物を含浸させる含浸工程と、
前記多孔質焼結層の空隙に侵入し、且つ前記溶剤に吸収され易い波長領域の電磁波を発する電磁波発振源によって前記多孔質焼結層に含浸させた樹脂組成物中の溶剤を乾燥させる乾燥工程と、
前記多孔質焼結層に含浸させた樹脂組成物を焼成する焼成工程と、
からなることを特徴とする樹脂被覆摺動部材の製造方法。
【請求項３】
前記電磁波発振源は赤外線発光源であり、前記電磁波は、波長が０．４〜１０μｍの赤外線であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂被覆摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤を含んだ樹脂組成物を裏金に被覆または裏金上に焼結された多孔質焼結層に含浸させて乾燥させ、その後焼成することにより製造される樹脂被覆摺動部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、銅又は青銅粉末等を焼結した鋼製の裏金（帯鋼）上に、ＰＴＦＥやＰＡＩ等の樹脂を溶剤（例えば、トルエン）を含んだ樹脂組成物を含浸被覆し、その後乾燥、焼成することにより樹脂被覆摺動部材を製造していた。このような樹脂被覆摺動部材の製造に際しては、樹脂組成物に溶剤を添加することは粘度調整や含浸性等のため必要不可欠であり、このため、焼成する前の乾燥工程も必然的なものとなっていた。
【０００３】
しかしながら、電気抵抗炉等を用いて溶剤を除去するために急速加熱を行うと、樹脂最表面に皮膜が形成され、その後内部の溶剤が気体として蒸発するため、皮膜を押し上げ、膨れが発生してしまう。この膨れが発生しないようにするためには、時間をかけて乾燥する必要があった。このような問題を解決するために、特許第３８４２６３５号に開示される技術のように、乾燥温度までの昇温及び保持を高周波誘導加熱で行う方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３８４２６３５号（請求項１，２、段落０００９，００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、高周波誘導加熱により裏金を直接的に加熱し、その伝熱により裏金に接する樹脂層側から乾燥し、樹脂最表面の膨れ発生を防ぐことを記載している。高周波誘導加熱で最も一般的なソレノイドコイル方式を例に説明すると、高周波誘導コイル中に被加熱物金属を非接触に挿入し高周波誘導コイルに交流電流を流し磁束を発生させ、この磁束を被加熱物金属の表面部のみ浸透させると、その磁束を打ち消す様に被加熱物金属に誘導電流が流れるため金属の電気抵抗によりジュール発熱するものである。しかし、被加熱物金属が薄板であると、板の幅方向中央部では端部に比べて高周波誘導コイルによって発生する磁束密度が高くなるので加熱温度が高くなるという様に均一加熱が困難である。薄板金属の不均一加熱を緩和する各種提案がなされているが、樹脂被覆摺動部材の裏金で最も一般的な厚さ０．５〜３ｍｍ程度の帯鋼や鋼板では、磁束浸透深さの制約もあり、有効な解決手段は完成していない。このため先行技術文献１のように高周波誘導加熱により鋼裏金を加熱し、その伝熱で被覆樹脂中の溶剤を乾燥しようとすると、樹脂被覆摺動部材の中央部と端部で乾燥程度に差ができるので、その後の樹脂焼成後の品質が均一でないという問題があった。本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、溶剤の乾燥を急速に行っても膨れ等の問題が発生せず、且つ品質も安定する樹脂被覆摺動部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、溶剤を含んだ樹脂組成物を裏金上に被覆させて乾燥させ、その後焼成することにより製造される樹脂被覆摺動部材の製造方法において、前記裏金上に溶剤を含んだ樹脂組成物を被覆させる被覆工程と、前記溶剤に吸収され易い波長領域の電磁波を発する電磁波発振源によって前記裏金に被覆させた樹脂組成物中の溶剤を乾燥させる乾燥工程と、前記裏金に被覆させた樹脂組成物を焼成する焼成工程と、からなることを特徴とする。
【０００６】
ここで、上記の乾燥工程では、溶剤に吸収され易い波長領域の赤外線が溶剤に吸収されることにより、その赤外線の有する電磁波の振動数と溶剤を構成する分子構造の振動数とを共振させて溶剤自身の温度が上昇する原理を利用している。
このため、樹脂被覆摺動部材のどの部位でも樹脂に比べ溶剤が優先的に発熱、乾燥するので樹脂最表面被膜に膨れを発生させずに急速加熱することができる。また、溶剤の共振による自己発熱による乾燥であるので樹脂被覆摺動部材のどの部位でも均一に乾燥させることが可能となる。樹脂被覆摺動部材の製造に用いられる一般的な各種溶剤の固有振動数と共振を起こさせるには０．４μｍ〜５０μｍの波長を有する電磁波を選択すればよい。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、溶剤を含んだ樹脂組成物を裏金上に焼結された多孔質焼結層に含浸させて乾燥させ、その後焼成することにより製造される樹脂被覆摺動部材の製造方法において、前記裏金上に焼結された多孔質焼結層に溶剤を含んだ樹脂組成物を含浸させる含浸工程と、前記多孔質焼結層の空隙に侵入し、且つ前記溶剤に吸収され易い波長領域の電磁波を発する電磁波発振源によって前記多孔質焼結層に含浸させた樹脂組成物中の溶剤を乾燥させる乾燥工程と、前記多孔質焼結層に含浸させた樹脂組成物を焼成する焼成工程と、からなることを特徴とする樹脂被覆摺動部材の製造方法。
【０００８】
ここで、上記の多孔質焼結層の空隙に侵入し、且つ前記溶剤に吸収され易い波長を有する電磁波の作用は前述した通りであるが、この波長領域の電磁波は多孔質焼結層や裏金等の金属表面でほぼ全反射し金属中を透過しないので、電磁波を多孔質焼結層の表面側の大きな空隙から多孔質焼結層内部の空隙に伝播させ、空隙内部の溶剤を加熱、乾燥する。樹脂被覆摺動部材の多孔質焼結層の表面側の空隙は電磁波が侵入するのに問題ないほど大きいが、多孔質焼結層の内部の金属粉末同士の焼結部での隙間は最も狭い部分は３０μｍ程度のものも多くあるので、少なくともこの空隙内に侵入可能な３０μｍ以下の波長の電磁波を選択しなければならない。このため０．４μｍ〜３０μｍの波長の電磁波が好ましい。多孔質焼結層の空隙の径が最も狭い部分に侵入しにくい３０μｍを超える波長の電磁波では多孔質焼結層の最深部に含浸された溶剤を含む樹脂の乾燥が不十分となる場合がある。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項２記載の樹脂被覆摺動部材の製造方法において前記電磁波発振源は赤外線発光源であり、前記電磁波は、波長が０．４〜１０μｍの赤外線であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、上記電磁波発振源を赤外線発光源とすることにより、赤外線発光源は電磁波を発振すると同時に自身が熱源となり、その輻射熱によって乾燥炉内の雰囲気も加熱されるようになる。このため電磁波吸収による溶剤の雰囲気への伝熱損失が減少するのでさらに急速加熱させることが可能となる。また、輻射熱により炉内温度も均熱化するので乾燥品質も安定する。また、前記電磁波は、波長が０．４〜１０μｍの赤外線とすることにより、多孔質焼結層の空隙径の空隙の最も狭い部分の径に比べても十分に波長が短くしたので多孔質焼結層内を電磁界強度が減衰することなく多孔質焼結層最深部にも伝播するので溶剤を含む樹脂を十分に乾燥することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明においては、乾燥工程として、溶剤に吸収され易い波長領域の電磁波を発する電磁波発振源によって裏金に被覆した樹脂組成物中の溶剤を乾燥させる方式を採用し溶剤自身を優先的に自己発熱させるので、樹脂最表面に皮膜を形成することなく溶剤を乾燥させることで急速加熱しても膨れの発生を防ぐことができ、品質も安定させることができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明においては、多孔質焼結層の空隙に侵入し、且つ溶剤に吸収され易い波長を有する電磁波とすることにより、多孔質焼結層内部に含浸した溶剤を乾燥させることで急速加熱しても膨れの発生を防ぐことができ、品質も安定にすることができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明においては、電磁波発振源を赤外線発光源とし、電磁波を０．４〜１０μｍの赤外線とすることにより、多孔質焼結層内部の最深部に含浸した溶剤も乾燥させることで急速加熱しても膨れの発生を防ぐことができる。それと同時に、電磁波発振源からの輻射熱によって乾燥炉の雰囲気温度も均熱化することで、さらに乾燥品質を安定にすることができる。なお、樹脂被覆摺動部材の全体を均一に照射するために、ミラーを用いて赤外線発振源からの赤外線の角度調整を行う構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係る樹脂被覆摺動部材の製造工程を示す概略図であり、図２は、乾燥工程における電磁波の反射状態を示す概念図である。
【００１５】
図１において、アンコイラ１０から送り出された多孔質焼結層を有した裏金１１（この裏金１１は、図２（Ａ）の裏金２、又は図２（Ｂ）の裏金２に多孔質焼結層３を焼結したものと同じ）に樹脂含浸装置１２によって溶剤を含有した樹脂組成物を塗布若しくは含浸させる（被覆工程又は含浸工程）。その後、内部に電磁波を発する電磁波発振源を有する乾燥炉１３によって溶剤を蒸発させ樹脂組成物を乾燥させる（乾燥工程）。なお、本実施形態における多孔質焼結層を有した裏金は、例えば、１．２ｍｍの厚み寸法を有する鋼板（裏金）上に、銅合金粉末を厚さ０．３ｍｍで散布し、次いで、還元雰囲気中で７５０〜９００℃の温度に加熱して銅合金粉末を焼結することにより得られたものである。
【００１６】
また、上記した乾燥工程において、乾燥炉１３内に設けられる電磁波発振源としては、ハロゲンランプを使用している。ハロゲンランプから照射された赤外線は、樹脂組成物中の溶剤に吸収され易く樹脂に吸収され難い波長領域の電磁波である。具体的には、溶剤がトルエンであり、樹脂がＰＴＦＥである場合においては、０．４μｍ〜５０μｍの波長領域が好ましい。この波長領域の電磁波を照射することにより溶剤が選択的に加熱され、樹脂や裏金の温度よりも高い温度（「溶剤温度＞樹脂温度＞裏金温度」の関係を有する。）となるため、樹脂最表面に皮膜が形成されることはなく溶剤を蒸発させ樹脂組成物を乾燥させることができる。また、本願の波長の電磁波は光と同じく直進性が高いので電磁波発振源から発振された電磁波を、ミラーで樹脂組成物の表面の全域を均一に照射できるように構成することができるため、樹脂組成物の全域において斑のない乾燥を行うことができる。なお、電磁波発振源としては、ハロゲンランプ以外に、クセノンランプ、クセノンフラッシュランプ、マーキュリーランプ等でも良い。
【００１７】
また、本実施形態は本願の請求項２を例として説明しているが本願の請求項１に関する実施形態である樹脂被覆摺動部材が裏金上に樹脂組成物が直接的に被覆されている場合に、図２（Ａ）に示すように電磁波が裏金２と樹脂組成物４との界面で一方向に反射する。本願の請求項２に関する本実施形態における樹脂被覆摺動部材のように、裏金上に多孔質焼結層を介して樹脂組成物が含浸されている場合には、図２（Ｂ）に示すように、電磁波の波長が短いことと相俟って電磁波が多孔質焼結層３の内部まで到達でき且つ多孔質焼結層３で乱反射し伝播するので、溶剤に電磁波が吸収される確率が高くなり、溶剤をより均一に且つ短時間に加熱して乾燥時間を短縮することができる。また、電磁波を波長０．４〜１０μｍの赤外線とすることにより多孔質焼結層３の最深部まで電磁界強度が減衰することなく伝播するので、さらに、溶剤をより均一に且つ短時間に加熱することができる。また、電磁波発振源に赤外線発光源を用いると赤外線発光源からの輻射熱によって乾燥炉の雰囲気温度も均熱化されるので、さらに乾燥後の品質が安定する。
【００１８】
図１に戻って、上記した乾燥工程の次に乾燥した樹脂組成物を焼成するために焼成炉１４で焼成する（焼成工程）。この焼成工程においては、ＰＴＦＥ樹脂の場合、融点以上、分解温度よりも低い温度で焼成され、熱硬化性樹脂であれば、硬化開始温度以上で焼成する。また、焼成炉１４の構成としては、高周波誘導加熱炉でも良いし、電気炉、ガス炉でも良い。
【００１９】
焼成工程に次いで、焼成した樹脂被覆裏金１１を冷却ゾーン１５で室温に冷却した後コイラー１６で巻き取る。なお、冷却ゾーン１５における冷却は、空冷、水冷、あるいはそれらの組合せで室温まで冷却できればよい。また、冷却ゾーン１５とコイラー１６との間に樹脂被覆裏金１１の総厚を制御するサイジング工程を入れても良い。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、上記した実施形態においては、樹脂組成物としてＰＴＦＥ樹脂を示したが、ＰＴＦＥ以外に、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＡＩ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＯＭ等でも良く、また、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、キシレン、メチルエチルケトン、ジメチルアセトアミド（ＭＥＫ）等であっても良い。また、裏金は鋼以外の各種金属、合金等でよい。更に、樹脂中にＭＯＳ2、黒鉛等の固体潤滑剤や、硬質粒子等を混合して使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る樹脂被覆摺動部材の製造工程を示す概略図である。
【図２】乾燥工程における電磁波の反射状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２２】
２  裏金
３  多孔質焼結層
４  樹脂組成物
１０  アンコイラー
１１  裏金
１２  樹脂含浸装置
１３  乾燥炉
１４  焼成炉
１５  冷却ゾーン
１６  コイラー
【図１】
2008291952.tif 000003
【図２】
2008291952.tif 000004