專利名稱：潤滑薄膜涂覆的金屬板及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有連續(xù)涂覆薄膜的金屬板，所述連續(xù)涂覆薄膜在其表面上包含添加劑；以及所述金屬板的生產方法。本發(fā)明尤其涉及具有潤滑性的金屬板，其中包含作為添加劑的固體潤滑劑。與傳統(tǒng)潤滑薄膜涂覆的金屬板相比，本發(fā)明的金屬板在滑動性方面是優(yōu)異的，因此，特別適合于需要滑動的移動物品等的應用中。此外，就重復滑動運動而言，本發(fā)明在持久性方面也是優(yōu)異的，因此，也可用于特別是多級作業(yè)的壓制成形。此外，本發(fā)明在耐磨性方面也是優(yōu)異的，因此，也能夠用于耐磨性應用，如復印機的送紙部件。此外，本發(fā)明的金屬板具有疏水性，因此，也能夠用作具有雪脫落性能和環(huán)境友好的戶外使用的金屬材料。
背景技術：
在自動化物資調運中，傳統(tǒng)上使用箱，滑槽等等來移動物品。然而，近來，一直在尋求通過改進效率減少整個系統(tǒng)的尺寸，也即減少由于運輸過程中擁塞所致的丟失的可能性或減少運輸板的梯度等等。另一方面，如果以自動售貨機為例，除傳統(tǒng)的罐裝或瓶裝產品以外，業(yè)已增加了PET瓶裝產品的分布，其在滑動性方面具有更大的困難。因此，越來越需要具有更高等級潤滑性的運輸板。
復合的電鍍金屬板過去作為用于運輸板的材料，具有鎳-基鍍層和共沉積的氟-基樹脂，參見日本未審專利公開(Kokai)No.6-325255。然而，這種板的成本高，此外能夠共沉積的氟-基樹脂量是有限的，因此，不能夠實現(xiàn)高等級的潤滑性。
就改進潤滑性和壓制成形性而言，作為能夠對其進行改進的現(xiàn)有技術，可提及的是包含聚四氟乙烯(PTFE)或另一種氟-基樹脂作為其涂覆薄膜中固體潤滑劑的涂覆的金屬板。例如，日本專利No.3071376披露了有機復合鋼板，其由下述方法獲得將作為固體潤滑劑的平均粒度為0.1-5微米的聚四氟乙烯顆粒引入環(huán)氧-基樹脂中，并將其涂覆至鋅-基電鍍鋼板的表面上。日本未審專利公開(Kokai)No.8-174758披露了有機涂覆的電鍍鋼板，其由下述方法獲得將作為潤滑劑的平均粒度為0.05-7微米的水分散聚烯烴-基樹脂或水分散氟-基樹脂引入親水性樹脂中，并將其涂覆至鋅-基電鍍鋼板的表面上，然后進行干燥。此外，日本專利No.2617837披露了潤滑薄膜涂覆的電鍍鋼板的生產方法，所述鋼板是將粒徑均為3微米或更小的聚烯烴蠟和聚四氟乙烯(Teflon wax(商標))與水-基樹脂混合，并將該混合物涂覆至電鍍鋼板表面上并進行干燥而獲得的。在這些現(xiàn)有技術中，對氟-基樹脂粒徑進行限制的原因在于當粒徑太小時潤滑性太差；當粒徑太大時，樹脂涂覆薄膜的突起將太大并硬硬地固定在涂覆薄膜中，在相對涂覆薄膜等滑動時容易脫落；并且當粒徑太大時，顆粒將難以均勻地分散于樹脂中。在日本未審專利公開(Kokai)No.2-92536中，這種關系被量化，且將T/R＝0.6-2定為優(yōu)選范圍，式中T為薄膜厚度，R為氟-基樹脂的粒徑。
氟-基樹脂是具有低表面自由能的樹脂，因此，當它與其它樹脂混合時，在干燥時往往會聚集在涂覆薄膜的表層中。作為與此有關的現(xiàn)有技術，可提及的是日本未審專利公開(Kokai)No.2-92536和日本專利No.3075117。日本未審專利公開(Kokai)No.2-92536披露了以下技術選擇適合于干燥涂覆薄膜厚度的粒徑的氟-基樹脂粉末，通過由表面處的氟-基樹脂的聚集而故意產生的脫層。另一方面，日本專利No.3075117披露了以下技術設置合適干燥條件以便使氟-基樹脂保留在接近金屬板一側的涂覆薄膜中；這是因為當樹脂太多地聚集在表面時，在表面層磨損時將失去潤滑性。存在的技術問題是氟-基樹脂聚集在表面所致的脫層，這是由于與基礎樹脂的干燥的涂覆薄膜厚度相比，氟-基樹脂粉末的粒徑相對較小。這些已知的例子企圖解決所述問題。
另一方面，現(xiàn)有技術還利用具有較大粒徑的氟-基樹脂。在日本未審專利公開(Kokai)No.2001-198522中的技術是將丙烯酸樹脂用作基礎樹脂，并添加3-30重量％、粒徑為0.1-5微米的聚四氟乙烯粉末，以便改進潤滑性；此外還添加粒徑為7-20微米的聚四氟乙烯以賦予無光澤的外表。其中，粒徑7-20微米的粉末限制在10重量％或更少，這是因為當加入所述粉末的量超過所述值時耐磨性將明顯下降。日本未審專利公開(Kokai)No.62-179936披露了預涂覆的鋼板，它是通過將粒徑1-110微米的氟-基樹脂粉末加入至烘焙固化樹脂中從而獲得5-200微米的干燥薄膜厚度。
作為將氟-基樹脂用于耐磨性用途的現(xiàn)有技術，有日本未審專利公開(Kokai)No.2003-33995。所述技術將平均粒徑為1微米或更小的氟-基樹脂粉末與聚醚砜或其它耐熱涂層以及絮片狀的無機添加劑混合，將該混合物涂布至金屬板上，將該金屬板加熱至氟樹脂的熔融溫度，然后對其進行燒制，從而在涂覆薄膜最外表層中形成僅由氟樹脂制成的薄膜。由于所述氟樹脂薄膜的存在，最初就賦予了耐磨性和非-粘性。作為與所述技術同樣考慮的賦予金屬板以耐磨性的技術，即通過在加熱下熔融氟-基樹脂而增加表面濃度的技術，參見日本未審專利公開(Kokai)No.8-57413。
另外還有許多利用氟-基樹脂的疏水性和環(huán)境友好性的現(xiàn)有技術。日本未審專利公開(Kokai)No.7-90691披露了用氟-基樹脂涂覆由金屬或陶器制成的硬母粒的表面，并在鎳或其它金屬電鍍中使之進行共-沉積的技術。此外，日本未審專利公開(Kokai)No.9-141780披露了通過經(jīng)化學處理的層將氟-基樹脂薄膜層合至鋼板表面上，以便獲得對環(huán)境特別友好的鋼板。
另外，氟-基樹脂還可用于金屬板的表面處理，以便獲得優(yōu)異的雪脫落性能。日本未審專利公開(Kokai)No.63-268636和64-58539披露了一種金屬板，其具有在表層不含任何顏料的氟-基樹脂層，以便改進雪脫落性能；其還具有含顏料的氟-基樹脂層，以便改進在第二層中的持久性。
然而，這些現(xiàn)有技術均有一些問題。
粒徑為幾微米的氟-基樹脂通過乳液聚合獲得。由通過乳液聚合形成的氟-基樹脂的乳膠和給定的表面活性劑組成的氟-基樹脂的水分散體，經(jīng)濃縮并穩(wěn)定，其可從市場上得到。如在日本未審專利公開(Kokai)No.7-90620中解釋的那樣，這些水分散體在涂布組合物中具有優(yōu)異的分散穩(wěn)定性。然而，當將通過乳液聚合獲得的、粒徑為幾微米或更小的氟-基樹脂與其它樹脂混合，并涂覆至鋼板上時，所述氟-基樹脂將容易旋繞涂料輥。據(jù)信，這是由于當經(jīng)受剪切力時由氟-基樹脂形成纖維的性能所致。日本未審專利公開(Kokai)No.4-341375披露通過利用涂有丙烯酸基或聚乙烯基樹脂、粒徑為0.01-2微米的氟-基樹脂顆粒，可解決氟-基樹脂顆粒與涂覆薄膜分離以及在生產時形成纏繞涂料輥的纖維的問題。然而，從涂覆薄膜上的這種脫落是在涂覆和干燥之后發(fā)生，因此，僅僅避免了在涂料輥之后的步驟中對輸送輥的纏繞。沒有直接解決在涂料輥上形成纖維的問題。
在利用粒徑為幾微米或更小的氟-基樹脂的另一問題是先前所述的、由于在表面處氟-基樹脂的聚集所致的脫層。為了解決這個問題，根據(jù)日本未審專利公開(Kokai)No.2-92536的方法，必須制備具有很窄粒徑分布的氟-基樹脂(粒徑為厚度的1/2至5/3)。為此，必須借助過濾器等等對由通常方法獲得的具有寬粒徑分布的氟-基樹脂進行過濾。這將很麻煩并且是昂貴的。另一方面，日本專利No.3075117的方法試圖僅通過干燥條件來控制氟-基樹脂在表面處的聚集，但還必須考慮由于環(huán)境溫度所致的基礎樹脂粘度的改變，以便控制表面濃度。穩(wěn)定地獲得所希望的脫層結構是不容易的。
日本未審專利公開(Kokai)No.2003-33995和No.8-57413披露了關于通過熔融氟-基樹脂而在表面處聚集的技術，因此其優(yōu)點在于，在不考慮氟-基樹脂原始粒徑時，有可能在表面處使所述樹脂聚集。然而，這些技術需要在使干燥的鋼板溫度升至氟-基樹脂會熔融的溫度下燒制幾分鐘至數(shù)十分鐘。在排成一行、線速度為每分鐘幾十米或更高的情況下，這是不可能的。此外，還必需使用在氟熔融的溫度下仍具有耐熱性的基礎樹脂，但是這樣的樹脂是昂貴的。
另一方面，如果氟-基樹脂的粒徑與涂覆薄膜厚度相比足夠大的話，具體地說，如果所述粒徑為涂覆薄膜厚度的3倍或更大的話，將不會有脫層的問題，但取而代之的是，存在著從涂覆薄膜上脫落的危險。
即，在現(xiàn)有技術中還沒有找到能夠解決所述問題的廉價材料1)氟-基樹脂在涂料輥上受到剪切力，在生產時形成旋繞涂料輥的纖維，2)當與基礎樹脂的干燥的涂覆薄膜厚度相比，氟-基樹脂粉末的粒徑相對較小時，氟-基樹脂聚集在表面并導致脫層，和3)當與基礎樹脂的干燥的涂覆薄膜厚度相比，氟-基樹脂粉末的粒徑相對較大時，氟-基樹脂粉末從涂覆薄膜上脫落。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決上述三個問題，并提供用于運輸板的材料，該材料具有高等級潤滑性，甚至使PET瓶也能夠容易且穩(wěn)定的滑動。本發(fā)明還旨在提供能夠用于壓制成形的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其還具有耐磨性和雪脫落性/環(huán)境友好性。
為了解決上述問題，本發(fā)明者進行了深入細致的研究。結果發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術中(1)沒有搞清楚氟-基樹脂纏繞涂料輥和氟-基樹脂結構及物理性能之間的關系，(2)為了防止氟-基樹脂的脫層和脫落，所用的方法僅僅是假定氟-基樹脂具有球形或接近球的形狀下，調整粒徑和干燥薄膜厚度之間的關系。
因此，本發(fā)明者首先研究了對涂料輥纏繞抑制的方法，由此他們發(fā)現(xiàn)，通過乳液聚合所形成的氟-基樹脂易于纏繞涂料輥，并與其粒徑無關，而通過對其進行照射使C-F鍵斷開并且使分子量降低而獲得的樹脂將抵制對涂料輥的纏繞。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，通過另外的聚合方法，即懸浮聚合方法獲得的氟-基樹脂，與通過乳液聚合獲得的樹脂相比很少有纏繞涂料輥的問題，而通過對其進行照射使C-F鍵斷開并使分子量降低的方法獲得的氟-基樹脂幾乎不會對涂料輥進行纏繞。
接著是有關脫層和脫落的問題，本發(fā)明者建議通過利用其粒徑大于干燥薄膜厚度的氟-基樹脂粉末來消除薄膜厚度方向的脫層問題；通過在涂覆時的輥表面壓力破碎涂覆薄膜中突出的氟-基樹脂部分來避免脫落問題。于是，他們對完成所述任務的方法進行了深入的研究。
首先，他們對用于塑粉的通過懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行造粒(燒制)，并對其進行照射以便降低分子量。然后，通過用橡膠輥涂布涂層將表面壓力施加至其上，由此使顆粒得以破碎。另一方面，在不進行造粒(燒制)的情況下，將乳液聚合獲得的氟-基樹脂轉化成粒徑為幾百微米的細粉并對其進行照射，從而使分子量降低。通過輥表面壓力使之塑性變形。其原因尚不清楚，但是據(jù)推測，在對塑粉進行造粒之后，通過照射獲得的氟-基樹脂將形成“硬且脆的”顆粒；而在不對塑粉進行造粒、通過照射獲得的氟-基樹脂具有亞微米尺寸的初級粒子，所述初級粒子松散鍵合以形成總體上具有幾十微米大小的“柔軟且易變形的”次級粒子。
另一方面，本發(fā)明者還對通過懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行照射以降低分子量，并通過用橡膠輥涂布施加表面壓力，因此，在這種情況下也發(fā)生塑性變形。也就是說，與通過由乳液聚合還是由懸浮聚合獲得無關，在沒有塑性變形的造粒(燒制)下通過照射使顆粒的分子量下降。需要指出的是，在下文中，“造?！被颉盁啤睉斠暈榕c如下所述相當?shù)臒崽幚硗ǔＴ谌埸c或更高溫度下對通過懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行的長時間加熱以獲得塑粉。
此外，本發(fā)明者還研究了獲得甚至使PET瓶也能夠滑動的高等級滑動性能，能夠經(jīng)受多級加工的壓制成形性，以及高等級耐磨性和雪脫落性能/環(huán)境友好性的方法，結果發(fā)現(xiàn)，通過在涂覆薄膜中提高與厚度相比具有大的長直徑的平面形狀的氟-基樹脂含量，這認為是通過輥表面壓力的破碎作用而獲得的；通過表面接觸可能起潤滑點的作用，并且顯著改善潤滑性，可成形性，耐磨性，雪脫落性，環(huán)境友好性等等。
此外，發(fā)明者還研究了獲得滑動性能改進作用的其它必要條件。即，提出了利用具有從超過潤滑涂覆薄膜厚度3倍的大粒徑至比所述厚度還小的小粒徑的寬粒徑分布的氟-基樹脂粉末，首先消除薄膜厚度方向脫層的問題；并且還提出了在涂覆時將所述顆粒引入涂覆薄膜中，以便在用作潤滑點的涂覆薄膜表面處形成合適的突出部分，因此，并不總是需要使顆粒從涂覆薄膜表面突出或在表面處聚集。并且，他們還對完成所述任務的方法進行了深入的研究。
首先，發(fā)明者研究了由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂。他們對懸浮聚合后經(jīng)輕度熱處理的氟-基樹脂進行照射而形成“硬顆?！?，以便降低分子量。結果發(fā)現(xiàn)，當將其與水-基樹脂混合并通過輥式涂布機進行涂布時，比薄膜厚度大得多的顆粒被彈回，并且僅具有不大于2倍薄膜厚度的短直徑的顆粒很好地引入到潤滑薄膜中而形成突出部分。另外，他們還發(fā)現(xiàn)，由于分子量降低的影響，當載荷加至這些突出部分上時將發(fā)生輕微變形，由此使其能夠起潤滑點的作用。
另一方面，他們在低于熔點的溫度下對通過乳液聚合獲得的氟-基樹脂進行輕度熱處理，然后對其進行照射從而使分子量下降。他們還發(fā)現(xiàn)，當將其與水-基樹脂混合并通過輥式涂布機進行涂布時，顆粒將再次進入潤滑薄膜中并形成突出部分。當經(jīng)受負載時這些突出部分還起潤滑點的作用。其原因尚不清楚，但據(jù)推測，通過輕度熱處理，然后照射，亞-微米尺寸的初級粒子將結合形成總體上為幾十微米大小“柔軟且易變形的”聚集物，它們將以此形式被引入到涂覆薄膜中。
此外，發(fā)明者還研究了獲得甚至使PET瓶也能夠滑動的高等級滑動性能的方法，結果發(fā)現(xiàn)，對于上述由懸浮聚合獲得的樹脂和由乳液聚合獲得的樹脂，通過將形成在潤滑薄膜表面上的突出部分的高度和密度控制在特定的范圍內，這些突出部分將起潤滑點的作用并明顯地改善PET瓶的滑動性能。基于上述發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的要點如下所述(1)一種潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，包含在一面或兩面上有平均薄膜厚度為20微米或更小的連續(xù)涂覆薄膜的金屬板，所述連續(xù)涂覆薄膜包含長直徑至少為平均薄膜厚度3倍的固體潤滑劑。
(2)如(1)中所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，當從垂直于涂覆薄膜的方向觀察時，作為固體潤滑劑包含長直徑超過20微米的氟-基樹脂。
(3)如(2)中所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述長直徑超過20微米的氟-基樹脂顆粒的數(shù)量為每平方毫米10個或更多。
(4)如(2)或(3)中所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述連續(xù)涂覆薄膜不含氟，并且在金屬板上所述氟-基樹脂的沉積量以F換算為20mg/m2或更多。
(5)如(2)-(4)任一項所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述連續(xù)涂覆薄膜還包含作為固體潤滑劑的不含氟的蠟。
(6)如(2)-(5)任一項所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，在所述連續(xù)涂覆薄膜和所述金屬板之間有表面處理層。
(7)如(1)中所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，在所述連續(xù)涂覆薄膜的表面粗糙度曲線中，在生產線方向10毫米的長度內，峰高度超過2微米的峰的數(shù)量多于3個，并且峰高度超過5微米的峰的數(shù)量少于1個。
(8)如(7)中所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，包含作為固體潤滑劑的氟-基樹脂，并且所述連續(xù)涂覆薄膜不含氟，并且在金屬板上所述氟-基樹脂的沉積量以F換算為20mg/m2或更多。
(9)如(7)-(8)所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述連續(xù)涂覆薄膜還包含作為固體潤滑劑的不含氟的蠟。
(10)如(7)-(9)任一項所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，在所述連續(xù)涂覆薄膜和所述金屬板之間提供表面處理層。
(11)如(1)中所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法的特征在于將連續(xù)涂覆薄膜的各組分和固體潤滑劑混合，并將該混合物涂布至金屬板表面上，在此步驟期間，利用在涂布時的表面壓力使固體潤滑劑變平，由此將其引入至連續(xù)涂覆薄膜中。
(12)如(11)中所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，其特征在于，通過對由乳液聚合獲得的氟-基樹脂的細粉進行照射以使其分子量下降而獲得固體潤滑劑，將其與連續(xù)涂覆薄膜的各組分混合，并對此混合物進行攪拌，將該混合物涂覆至金屬板并進行干燥。
(13)如(12)中所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，其特征在于，通過對由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行照射以便在沒有燒制的情況下使其分子量下降而獲得固體潤滑劑，將其與連續(xù)涂覆薄膜的各組分混合，并對此混合物進行攪拌，將該混合物涂覆至金屬板并進行干燥。
(14)如(12)或(13)中所述表面處理過的金屬板的生產方法，其特征在于，通過表面活性劑將照射過的氟-基樹脂制成水分散體，將此水分散體與水基樹脂混合，對該混合物進行攪拌，并將此混合物涂布至金屬板上并進行干燥。
附圖概述

圖1是本發(fā)明金屬板表面的掃描電子顯微照片，其中，B-1示出了長直徑為1微米或更小的氟-基樹脂顆粒，B-2示出了長直徑超過1微米但不大于20微米的氟-基樹脂顆粒，而B-3示出了當從垂直于涂覆薄膜的方向進行觀察時長直徑超過20微米的氟-基樹脂。
圖2是本發(fā)明金屬板的局部示意圖。
圖3是本發(fā)明潤滑薄膜涂覆的金屬板的另一局部示意圖。A連續(xù)涂覆薄膜；B氟-基樹脂；C不含氟的潤滑劑；且白色箭頭從涂覆薄膜的突出部分(潤滑點)。
圖4是當對本發(fā)明的金屬板和對比材料進行連續(xù)滑動測試時，表示動摩擦系數(shù)變化的曲線圖。
圖5是通過多級加工形成的汽車傳動部件的照片。
具體實施例方式
在下文將詳細描述本發(fā)明。
首先，本發(fā)明包括在其一個面或兩個面上有不均勻的表面處理的涂覆薄膜的金屬材料，所述薄膜由連續(xù)涂覆薄膜和添加劑組成。在本發(fā)明中，對“連續(xù)涂覆薄膜”進行定義，以便有意地排除將涂覆薄膜成分分散并涂布至金屬板上、使得沒有涂覆薄膜的部分占金屬板整個表面相當大的比例(例如百分之幾十)的情況。因此，將準備形成連續(xù)涂層，但其中薄膜厚度根據(jù)位置而改變或者其中存在金屬部分地暴露的部位的情況稱之為連續(xù)涂覆薄膜。將平均薄膜厚度規(guī)定為20微米或更小，以便覆蓋所謂的后-處理金屬板和涂覆的金屬板。通過下面所述的方法來測量平均薄膜厚度。連續(xù)涂覆薄膜可以是單層或涂布兩層或更多層涂布薄膜的復合層。此外，其主要成分可以是有機或無機成分。
作為可以使用的添加劑，有固體潤滑劑，防銹劑，著色材料，金屬粉末，纖維，箔片，磁體等等。本發(fā)明的特征在于添加劑中固體潤滑劑的長直徑為連續(xù)涂覆薄膜平均薄膜厚度的3倍或更大，即在連續(xù)涂覆薄膜中包含扁平的潤滑劑。長直徑小于平均薄膜厚度3倍的固體潤滑劑在本發(fā)明中不稱之為扁平潤滑劑。
在現(xiàn)有技術中，人們認為，固體潤滑劑的長直徑不能大于薄膜厚度的約2倍，否則將易于從連續(xù)涂覆薄膜中脫落，但本發(fā)明的特征在于使長直徑為薄膜厚度3倍或更大的扁平固體潤滑劑包含在連續(xù)涂覆薄膜中。由于長直徑為平均薄膜厚度的3倍或更大，因此，顯出了由于表面接觸所致的潤滑作用，并且能夠獲得高等級的滑動性能和耐磨性。更優(yōu)選的是，長直徑為平均薄膜厚度的5倍或更大。另一方面，當固體潤滑劑的長直徑小于平均薄膜厚度的3倍時，點接觸將占主導地位，并且滑動性能和耐磨性將下降。
對可作為連續(xù)涂覆薄膜的成分應用的有機物的種類沒有特別的限制?？梢粤信e的例如有烯烴-基樹脂，丙烯酸-基樹脂，離子鍵樹脂，環(huán)氧-基樹脂，聚氨酯-基樹脂，聚酯-基樹脂，乙酸乙烯酯-基樹脂，或聚醚砜，聚苯硫，聚酰胺-酰亞胺等等。他們可以單獨使用或以選自其中的兩種或更多種的混合物使用，可以使用共聚物(例如乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物或(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物)，它們可以彼此改性(例如，環(huán)氧-改性的聚氨酯樹脂或丙烯酸-改性的離子鍵樹脂)，或者可以使用通過另外的有機物質改性的樹脂(例如，胺-改性環(huán)氧樹脂)。此外，所述樹脂可以是溶劑-基樹脂或水-基樹脂。此外，所述樹脂本身可以是選自下面所述氟-基樹脂的一種或兩種或更多種樹脂。
此外，作為能夠用于連續(xù)涂覆薄膜的成分的無機物的例子，可以列舉的有硅酸鋰，硅酸鈉(水玻璃)以及其它硅化合物，釩酸，鈦酸，鋯酸，鉬酸，鉻酸，以及其它金屬酸，磷酸，硝酸，以及其它酸。
作為能夠用于固體潤滑劑的樹脂的例子，除下面所述的氟-基樹脂以外，還可提供的是不含氟的蠟，如聚烯烴蠟，石蠟，微晶蠟，天然蠟，硬脂酸酯，三聚氰胺氰脲酸酯，二硫化鉬，石墨，二硫化鎢，氮化硼等等。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，將氟-基樹脂用作扁平固體潤滑劑的成分。就滑動性能而言，氟-基樹脂是最佳固體潤滑劑之一。作為用于固體潤滑劑的氟-基樹脂，可使用聚四氟乙烯(PTFE)，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)，聚氯三氟乙烯(PCTFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚氟乙烯(PVF)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)，乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)等等?？梢詥为毜厥褂闷渲械囊环N或將兩種或更多種一起使用。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，規(guī)定連續(xù)涂覆薄膜的最低薄膜厚度和作為固體潤滑劑而包含的扁平氟-基樹脂的最小長直徑。連續(xù)涂覆薄膜的最低薄膜厚度優(yōu)選為0.5微米或更大，以便充分利用氟-基樹脂的大小和形狀。在本發(fā)明中，利用SEM并選擇合適放大倍數(shù)觀察測試材料橫截面來測定薄膜厚度。從金屬板的彼此遠離的不同位置至少取10個試樣，并在3-5個規(guī)則的位置處對橫截面進行觀察，從而測量每個試樣的薄膜厚度。將所獲得的30-50個測量值的平均值定義為薄膜厚度。
下面將連同圖1的SEM照片，對連續(xù)涂覆薄膜中氟-基樹脂(B)顆粒的種類進行解釋。當如圖1所示對包含在涂覆薄膜中的氟-基樹脂(B)顆粒的大小和種類進行分類時，它們由如下組構成，具有長直徑為1微米或更小的顆粒(B-1)組，具有長直徑大于1微米但不大于20微米的顆粒(B-2)組，和當從垂直于涂覆薄膜的方向觀察時長直徑大于20微米的顆粒(B-3)組。圖1的SEM照片是在20kV的加速電壓和500倍的放大倍數(shù)從垂直于涂覆薄膜的方向獲得的。需要指出的是“從垂直于涂覆薄膜的方向觀察”意指當拍攝SEM照片時不故意傾斜試樣。觀察到許多變白顆粒。這些顆粒由氟-基樹脂組成的事實可以通過EDX的元素分析(表面分析)來證實。將加速電壓設置在稍高的20kV，以便清楚地顯示氟-基樹脂顆粒。當加速電壓下降時，照片總體將變黑。在本發(fā)明中，所希望的是(B-1)的含量盡可能的少，優(yōu)選為整個氟-基樹脂(B)的10重量％或更少。(B-2)作為主要成分。(B-3)是構成本發(fā)明的最重要的特征。即使當僅僅包含長直徑小于(B-3)的長直徑的(B-2)時，只要其長直徑為平均薄膜厚度的3倍或更大，就能夠顯示出比傳統(tǒng)滑動性能更高等級的滑動性能；但是，如果需要更高級的滑動性能、可成形性、耐磨性等等的話，必須包含長直徑大于20微米的(B-3)。
當包含(B-3)時，可顯示出比傳統(tǒng)滑動性能更高的滑動性能，但是，如果需要更高級的滑動性能和耐磨性的話，例如為了提高難滑動材料如PET瓶的潤滑性和耐磨性，必須以每平方毫米涂覆薄膜中包含10個或更多個顆粒(B-3)。如果所述顆粒量少于10個，改進作用很小。此外，如果長直徑為20微米或更小的話，改進作用仍然很小。
(B-3)顆粒的數(shù)量由如下方法測量由從垂直于涂覆薄膜的方向，即不故意傾斜試樣，以20kV的加速電壓和500倍的放大倍數(shù)獲得SEM照片而得到；在視野內測量氟-基樹脂(B)顆粒的長直徑；并數(shù)出與所述條件相符的數(shù)量。對每個試樣在至少40個視野區(qū)進行上述操作，然后將結果匯總并轉換成每平方毫米的數(shù)量。通過在彼此遠離的位置將試樣小塊切成10-20份，并以盡可能小的偏差對每個小塊隨機選擇出的2-4個視野區(qū)拍攝SEM照片，從而獲得40個視圖。
需要指出的是，在(B-3)類氟-基樹脂顆粒中，其大小和種類是相當重要的。氟-基樹脂暴露在潤滑薄膜的表面處還是包埋至接觸底層金屬的位置并不總是重要的。如圖2所示，在(B-3)類顆粒中，當被輥表面壓力壓碎時，存在著看起來被連續(xù)涂覆薄膜的成分覆蓋其表面的顆粒。這是因為，即使當氟-基樹脂顆粒不完全暴露時，只要它們形成多少從潤滑薄膜突出的突出部分，它們就能夠起劈裂型輥潤滑的潤滑點的作用。相反，也有不包埋至接觸底層金屬的位置的顆粒，但這些顆粒也形成從潤滑薄膜突出的突出部分，因此能夠起潤滑點的作用。
當需要廉價地獲得高等級滑動性能時，連續(xù)涂覆薄膜不含作為一成分的氟是一個必要條件。即，如果連續(xù)涂覆薄膜(A)和固體潤滑劑(B)都使用氟-基樹脂，確實將獲得高等級的滑動性能和耐磨性，但氟-基樹脂較昂貴，因此總成本也將變高。與此相反，通過將不含氟且本身沒有優(yōu)異滑動性能、但成本低廉的材料用于連續(xù)涂覆薄膜(A)，并利用本發(fā)明的用于固體潤滑劑(B)的扁平氟樹脂，將大大地改善滑動性能。需要指出的是，當以F換算，氟-基樹脂的沉積量低于20毫克/平方米時，滑動性能的改進作用將不足。
在通過稱重法制備校正曲線之后，借助熒光X-射線測量測試材料的F沉積量。測量步驟如下所述從0.8毫米板厚的鍍鋅鋼板上切取約10片140mm×140mm尺寸的鋼板。通過化學天平，以精確至0.1毫克對其重量進行精確稱量。接著，通過將不含氟的連續(xù)涂覆薄膜的成分(A)和氟-基樹脂(B)混合而制備組合物。將所述組合物均勻地涂布至上述已稱重的鍍鋅鋼板片的第一表面上。這時，改變組合物中氟-基樹脂(B)的比例，水稀釋比，涂布條件等等，以便制備在約1-2克/平方米范圍內的占總沉積量10-15水平的鋼板片(下文稱之為“試樣”)。在涂布和干燥后，再次通過化學天平測量鍍鋅鋼板片的重量，然后，根據(jù)試樣的重量增量計算組合物的總沉積量(g/m2)。
在本發(fā)明中，通過考慮組合物中氟-基樹脂(B)的比例和氟-基樹脂(B)的分子結構(例如在PTFE的情況下，為CF2-CF2)，從而計算基于總沉積量的F的重量比(重量％)，并且將該值乘以如上所述測得的每個試樣的總沉積量(g/m2)，從而計算得到每個試樣中F的沉積量(mg/m2)。
接著，將每個試樣切割成35mm×35mm的片以獲得16個小的試樣。借助熒光X-射線分析系統(tǒng)(RIX2000，由Rigaku Corporation制造)對這些小試樣進行分析。X-射線管的靶是Rh，應用條件為50kV和50mA，并且測量面積為20φmm。將F用作測量元素，并且由此測量其X-射線強度(kcps)。將16個小試樣的平均值用作每個試樣的F的強度(kcps)。
最后，將上面測得的每個試樣的F的強度(kcps)和先前計算得到的每個試樣F的沉積量(mg/m2)進行線性近似關聯(lián)，從而獲得在熒光X-射線中F的校正曲線。此后，利用該校正曲線來換算未知試樣F的熒光X-射線強度(kcps)，從而得到其F沉積量(mg/m2)。
需要指出的是，當總沉積量超過2g/m2時，隨著沉積量的增加，到達表面的氟的熒光X-射線量將減少，因此，對于各個總沉積量，均需要繪制氟的校正曲線。例如，如果總沉積量為4g/m2的話，為了正確地測量所包含的F含量，必需準備總沉積量標準化至4g/m2的試樣，并且改變氟的加入量用與上述相同的方式，借助稱重法和熒光X-射線強度來繪制“總沉積量為4g/m2的氟的校正曲線”。
除上述氟-基樹脂以外，通過一起使用不含氟的蠟作為固體潤滑劑可顯示出更高級的潤滑性。在本發(fā)明中，作為不含氟的蠟而使用的蠟可以提及的有聚烯烴蠟，石蠟，微晶蠟，天然蠟，硬脂酸酯，三聚氰胺氰脲酸酯，二硫化鉬，石墨，二硫化鎢，氮化硼等等。需要指出的是，只要氟-基樹脂是滿足上述條件的扁平的固體潤滑劑，不含氟的蠟可以是扁平的或非扁平的。
為了改進連續(xù)涂覆薄膜和金屬板之間的粘著力，優(yōu)選在金屬板和連續(xù)涂覆薄膜之間進行表面處理。作為表面處理層，優(yōu)選使用化學處理層和/或底漆層。作為化學處理層的例子，可以提及的有磷酸鋅處理層，鉻酸鹽處理層，非-鉻酸鹽處理層，陽極氧化處理層，以及可通過浸漬、電解、涂布/干燥等等形成的其它處理層；而作為底漆層，可應用環(huán)氧-基樹脂和其它各種樹脂，硅烷偶聯(lián)劑及其他偶聯(lián)劑等等。
下面將與圖3一起解釋對有關連續(xù)涂覆薄膜(A)表面粗糙度的要求。包含在涂覆薄膜中的氟-基樹脂顆粒(B)包括各種尺寸和種類的顆粒。其中，當具有比薄膜厚度大的顆粒尺寸至比薄膜厚度小的顆粒尺寸的寬的粒徑分布，如通過懸浮聚合獲得的氟-基樹脂的粒徑分布，將存在從涂覆薄膜突出的顆粒和包含在涂覆薄膜中的顆粒的混合。結果是，在連續(xù)涂覆薄膜上將形成許多潤滑點。另一方面，人們認為，通過乳液聚合獲得的氟-基樹脂的更小的顆粒，通過在低于熔點的溫度下輕度的熱處理將以聚集體的形式被涂覆薄膜保留在涂覆薄膜中，并且可再次在連續(xù)涂覆薄膜上突出形成潤滑點。這些潤滑點在該圖3中由寬箭頭表示。獲得高等級滑動性能的重要因素是這些突出部分的高度和數(shù)量。
即，當在直線方向，即對金屬板涂布的前進方向，對長度為10毫米的連續(xù)涂覆薄膜(A)的表面粗糙度進行測量時，高度為2微米或更高的突出部分的數(shù)量超過3個，并且高度為5微米或更小的突出部分的數(shù)量小于1個是本發(fā)明的必要條件。在直線方向測量表面粗糙度，以避開不均勻度的影響，這是因為在通過輥涂機進行涂布時，在輥的寬度方向有時會形成由于粘稠所致的不均勻度。峰高度為2微米或更大的突出部分的數(shù)量為三個或更少時，作為潤滑點的數(shù)量將太少，并且不能夠獲得高等級的滑動性能。另一方面，當峰高度為5微米或更大的突出部分的數(shù)量為一個或更多時，氟-基樹脂(B)將從連續(xù)涂覆薄膜(A)上脫落，這是因為相對于薄膜厚度高突出部分的數(shù)量太多。
需要指出的是，其中突出部分的高度和數(shù)量是重要的因素。包埋在突出部分中的氟-基樹脂(B)顆粒是否暴露在連續(xù)涂覆薄膜(A)的表面上，或者它們是否埋至接觸底層材料的位置，沒有直接的相關性。在氟-基樹脂(B)顆粒中，存在著表現(xiàn)為被連續(xù)涂覆薄膜(A)的成分覆蓋的顆粒。即使不完全暴露，只要所述顆粒稍稍從連續(xù)涂覆薄膜(A)中突出，它們就能夠起劈裂型輥潤滑的潤滑點的作用。相反，雖然也有不埋至接觸底層金屬的位置的顆粒，但這些顆粒也有從潤滑薄膜突出的突出部分，因此也能夠起潤滑點的作用。
從試樣金屬板彼此充分遠離的位置取100平方毫米尺寸的五個試樣進行測量，在每個試樣的三個位置進行測量，對總共15個數(shù)據(jù)取平均值。無需說明的是，應盡可能多地消除取樣位置和測量位置的偏離。
對于該測量，使用探頭型表面粗糙度儀(SURFCOM570，由TOKYOSEIMITSU制造)。測量用探頭是標準測量探頭，且測量條件如下所述。
測量長度10毫米掃描速率0.3毫米/秒切斷0.8毫米垂直放大倍數(shù)(高度方向)5000橫向放大倍數(shù)(長度方向)10在0.8毫米波長處切斷通過探頭示蹤所獲得的分段曲線的低頻段，從而獲得粗糙度曲線。由該曲線得到Pc(峰數(shù))的步驟如下所述。為測量峰數(shù)，必需設置V-LEVEL(負標準值)和P-LEVEL(正標準值)。在此，將V-LEVEL設置成0微米，并將P-LEVEL設置成2微米或5微米。當P-LEVEL為2微米時將峰數(shù)稱為Pc(2微米)時，該值表示在該粗糙度曲線中觀察到的峰中，超出負標準位置2微米高度的峰的數(shù)量。當P-LEVEL為5微米時將峰數(shù)，即Pc(5微米)表示為用與前者相同的方法，超出負標準位置5微米高度的峰的數(shù)量。
由于測量長度為10毫米，因此，人們認為，負標準位置是連續(xù)涂覆薄膜中不含氟-基樹脂顆粒的扁平部分。因此，上述Pc定量地測量了氟-基樹脂顆粒從涂覆薄膜的突出部分。Pc(2微米)＞3指的是，高度為2微米或更大的突出部分的數(shù)量超過3個，而Pc(5微米)＜1指的是，高度為5微米或更大的突出部分的數(shù)量少于1個。當Pc(2微米)為3或更小時，潤滑點的數(shù)量將太少，并且不能顯示出高等級的滑動性能。另一方面，當Pc(5微米)超過1時，突出部分的高度的潤滑點的數(shù)量將太多，因此，氟-基樹脂顆粒(B)可能從連續(xù)涂覆薄膜(A)中脫落。
當還對連續(xù)涂覆薄膜的粗糙度的等級進行限定時，不含氟的連續(xù)涂覆薄膜是廉價地獲得高級滑動性能的必要條件。這時，如果以F換算，氟-基樹脂(B)的沉積量低于20毫克/平方米的話，滑動性能的改進作用將不足。
通過將不含氟的蠟(C)與上述氟-基樹脂(B)一起用作固體潤滑劑，能夠進一步顯示出更高等級的潤滑性。在此，作為可用作(C)的蠟，可提及的有聚烯烴蠟，石蠟，微晶蠟，天然蠟，硬脂酸酯等等。
本發(fā)明包括在其一個面或兩個面上有不均勻表面-處理的涂覆薄膜的金屬材料，所述薄膜由連續(xù)涂覆薄膜組成，所述連續(xù)涂覆薄膜由具有長直徑為連續(xù)涂覆薄膜的平均薄膜厚度的3倍或更大的扁平的添加劑顆粒組成。在所述材料的生產過程中，將連續(xù)涂覆薄膜的成分和添加劑混合并涂布至金屬板上。本發(fā)明的特征在于長直徑為連續(xù)涂覆薄膜平均薄膜厚度3倍或更大的添加劑顆粒，通過在涂布時利用表面壓力而弄平并保持在連續(xù)涂覆薄膜中。
即，在現(xiàn)有技術中，具有粒徑大于薄膜厚度2倍的添加劑顆粒被認為是不可用的，這是因為它們可能會從涂覆薄膜中脫落。因此，為了利用所述的添加劑顆粒，將它們預先通過球磨機等破碎而弄平，然后與連續(xù)涂覆薄膜成分混合用于涂布。其例子例如可參見日本未審專利公開(Kokai)No.01-170666和日本未審專利公開(Kokai)No.63-303001。與此相反，在本發(fā)明中，即使具有粒徑超過薄膜厚度3倍的添加劑顆粒，在涂布時借助表面壓力破碎突出部分從而防止其從涂覆薄膜中脫落。因此，作為涂布方法，能夠直接接觸的輥涂法是最為合適的。需要指出的是，只要能夠施加足夠的表面壓力，非-接觸方法，例如空氣擦涂法也可以使用。
在將固體潤滑劑作為添加劑的潤滑薄膜涂布的金屬板的生產方法中，在現(xiàn)有技術中，固體潤滑劑的長直徑被限制在不大于約薄膜厚度的2倍。另外，對于固體潤滑劑，如前所述，未曾有通過球磨機等破碎而將添加劑顆粒弄平的任何現(xiàn)有技術?？衫玫墓腆w潤滑劑的尺寸不可避免地將受連續(xù)涂覆薄膜的薄膜厚度限制。與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明通過以下方法取得了技術突破，所述方法為將固態(tài)潤滑劑顆粒加入至連續(xù)涂覆薄膜中，在涂布時通過表面壓力破碎將具有長直徑為薄膜厚度3倍或更大的固體潤滑劑顆粒弄平。
就滑動性能而言，氟-基樹脂是最好的固體潤滑劑之一，但當與聚乙烯，石蠟等相比時就粒徑方面就難以制造。即，通常它們是亞-微米大小的細顆粒，或者是幾十至幾百微米的混合粉末。因此，在現(xiàn)有技術中，當摻入至薄膜厚度為20微米或更小的連續(xù)涂覆薄膜時，不可避免地必須對細顆粒的種類進行選擇。在這一點上本發(fā)明取得了技術突破。另外，本發(fā)明的主要特征在于僅通過涂布輥的表面壓力，能夠將被認為是相對“硬且脆”的氟-基樹脂弄平。
接著，將解釋本發(fā)明金屬板的生產方法。市售的氟-基樹脂的水分散體由通過乳液聚合形成的氟-基樹脂的膠乳、給定的表面活性劑組成，且經(jīng)過濃縮并穩(wěn)定。然而，如果將其中之一與水-基樹脂混合，并將該混合物涂布至金屬板上；或者對其進行干燥并凝結以形成細粉，將其添加至溶劑基樹脂中，并將該混合物涂布至金屬板上，氟-基樹脂會容易地纏繞在涂布輥上。此外，當從垂直于涂覆薄膜的方向觀察時，所產生的潤滑薄膜不包含前述的長直徑超過20微米的顆粒(B-3)，因此不能顯示出高等級的滑動性能。與此相反，當使乳液聚合獲得的氟-基樹脂凝聚并干燥以形成細粉時，根據(jù)需要將其破碎，然后對其進行照射以降低其分子量，將不會出現(xiàn)纏繞涂布輥的問題，并且潤滑薄膜包含(B-2)或(B-3)顆粒。
在此，由于利用為降低其分子量而經(jīng)照射的細粉，在這種情況下其粒徑指的是次級粒子大小。這僅僅需要超過20微米。初級粒子大小為1微米或更小。僅僅通過涂布輥的表面壓力就能夠使經(jīng)照射的分子量降低的細粉弄平的原因認為是初級粒子彼此適當?shù)亟Y合并處于塑性可變形狀態(tài)。
作為細粉，可使用通常獲得的次級粒子大小為300-600微米(亞微米級的初級粒子大小)的粉末。通過對其進行照射使分子量降低。在此采用的照射為通過電子束，γ-射線，X-射線等等的照射。
需要指出的是，很難正確地測量氟-基樹脂的分子量，因此，作為分子量降低的標準，當與所生產的細粉進行對比時，可利用熔點下降的程度。當熔點下降程度為0.8℃或更大時，具有抑制纏繞涂布輥的作用。需要指出的是，在此所述的“熔點”為熔化然后冷卻的燒制品再次熔化時的溫度。這就是熔化，冷卻，然后通過示差掃描量熱法(DSC)，以10℃/分的升溫速率進行再熔化的情況。
接著，將解釋本發(fā)明金屬板的另一生產方法。對于塑粉應用，在不造粒(燒制)的情況下根據(jù)需要對由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行破碎，然后對其進行照射以降低其分子量。第一，由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂幾乎沒有纏繞涂料輥的問題。在此照射的主要目的在于促進塑性變形。如果容易塑性變形的話，在涂布時能夠通過表面壓力使樹脂弄平。結果是，涂覆薄膜包含(B-2)或(B-3)型氟-基樹脂。如果與照射前相比，熔點的下降度數(shù)為0.80℃或更多的話，能夠觀察到所述的作用。
需要指出的是，由于粒徑較大，因此，當將其與連續(xù)涂覆薄膜的成分混合并將該混合物涂布至金屬板上時，必需連續(xù)地對該混合物進行攪拌。如果攪拌不充分，將產生沉淀。為了抑制沉淀，優(yōu)選的是進行至少50rpm的攪拌。如果為100rpm或更大的話，幾乎不會產生沉淀。
類似的生產方法可應用于在表面粗糙度方面進行限定的本發(fā)明的金屬板。除此之外，還可應用進行輕度熱處理的下述生產方法。即，根據(jù)需要對由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行破碎，然后在接近熔點的溫度進行約幾分鐘的短時加熱。然后進行照射以降低其分子量，以便賦予能夠起潤滑點作用的形變能力。作為分子量的降低標準，可以利用照射前后熔點的下降程度。如果熔點的下降度數(shù)為0.80℃或更大的話，那就獲得了上述的形變能力。
另一方面，對通過由乳液聚合獲得的氟-基樹脂進行干燥成固態(tài)，然后在低于熔點的溫度下對其進行輕度熱處理，再對其進行照射從而使分子量下降。分子量的下降標準同樣也是熔點下降程度為0.80℃或更大。此外，作為熱處理溫度，優(yōu)選約150-250℃。
當摻入至連續(xù)涂覆薄膜中時，這些方法獲得的所有氟-基樹脂均能夠形成高度超過2微米或更高的突出部分。
在將本發(fā)明應用于由水-基成分構成的連續(xù)涂覆薄膜(A)時的生產方法中“由水-基成分構成的連續(xù)涂覆薄膜”為水-基樹脂，即，水溶性樹脂或水分散性樹脂或含水無機化合物，例如，水玻璃或含水金屬氧化物。在此，通過表面活性劑，將經(jīng)照射的分子量降低的氟-基樹脂進一步制成水分散體。將分散體與連續(xù)涂覆薄膜(A)的水-基成分混合并涂布至金屬板上，然后進行干燥。為了抑制沉淀，優(yōu)選進行相當于至少50rpm的攪拌。
當通過表面活性劑將經(jīng)照射的分子量降低的氟-基樹脂制成水分散體時，為了增加水分散體本身的分散穩(wěn)定性，其固相濃度優(yōu)選控制在約30重量％或更高。另一方面，考慮到容易處理，希望的固相濃度約60重量％或更高。當在長期儲存后使用時，優(yōu)選將樹脂以水分散體的形式儲存，在使用前充分攪拌，然后與連續(xù)涂覆薄膜(A)的水-基成分進行混合。
接著，將解釋本發(fā)明的其它原材料和可用材料。
在不妨礙滑動性能的范圍內，連續(xù)涂覆薄膜可以有添加至其中的各種添加劑。例如，為了改進耐腐蝕性，可摻入作為有機化合物的各種抑制劑，和作為無機化合物的二氧化硅，二氧化鈦，氧化鋯等等。此外，當需要著色時，可添加各種有機和無機顏料。為了改進涂覆性能，還可以添加均化劑或消泡劑。
用于本發(fā)明的組合物可僅通過將先前解釋的成分(A)和(B)與各種添加劑按預定比例混合而獲得。對混合順序沒有特別的限制，但為了大規(guī)模地穩(wěn)定地獲得所述組合物，優(yōu)選的是，以精確預定量預先測量固體潤滑劑(B)，用連續(xù)涂覆薄膜(A)的成分稀釋其2-3倍，然后充分攪拌，并在攪拌的同時將該混合物混入通過將連續(xù)涂覆薄膜(A)的成分，添加劑，溶劑等等混合獲得的混合物中。優(yōu)選不斷地對所形成的組合物進行攪拌。
所述涂布可以通過通常的方法進行。例如可以采用利用輥涂機，噴涂+輥涂，浸涂+輥涂，刮棒涂布機，輥涂，刷涂的方法，或任何其它方法，但在涂布時必需施加相當于輥表面壓力的壓力。因此，如果采用非接觸式的氣刀對非接觸式進行控制的話，必需確認的是，是否施加了足夠的表面壓力以使添加劑弄平。雖然取決于連續(xù)涂覆薄膜(A)的種類，但干燥通?？梢栽谌軇┗蛩殖浞殖r的溫度，即指100℃或更高的干燥板溫度下進行。干燥方法也可以選自普通方法，如利用直接燒制爐，感應加熱爐，電阻爐和熱風干燥爐。
作為本發(fā)明應用的金屬板，可以列舉的是鋼板，鋁及其合金的板，鎂及其合金的板，鈦及其合金的板，銅及其合金的板，鎳及其合金的板等等。在這些金屬板中，作為鋼板的例子，可以提及的是熱軋鋼板，冷軋鋼板，電鍍鋼板，不銹鋼板等等。
在這些金屬板中，作為電鍍鋼板的例子，可以提及的是通過例如如下各種方法制備的各種電鍍鋼板，所述方法為電鍍法，熱浸漬法，汽相淀積鍍，無電電鍍和熱浸電鍍。例如，有純金屬電鍍的鋼板，如鍍鋅鋼板，鍍鋁鋼板，鍍鉻鋼板，鍍鎳鋼板以及鍍銅鋼板。此外，例如還有鍍合金的鋼板，所述合金包含鋅和一種或兩種或更多種選自鎳，鐵，鋁，鉻，鈦，鎂，錳，鈷，錫，和鉛的金屬；另外還有在電鍍層中有意包含另一金屬，和/或無機物如二氧化硅，氧化鋁，二氧化鈦和氧化鋯，和/或有機化合物或作為雜質包含其中的鋼板；此外還有具有上述的兩種或更多種電鍍層的多層電鍍鋼板。
實施例(實施例1)接著，將利用實施例來解釋本發(fā)明。
(1)用于測試的金屬板使用如下金屬板。
GI(熱浸鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋅60克/平方米而獲得的鋼板。
EG(電鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上電鍍鋅20克/平方米而獲得的鋼板。
SUS(不銹鋼板)鋼板厚度為1.2毫米的SUS304。
(2)連續(xù)涂覆薄膜利用表1中列出的六種連續(xù)涂覆薄膜。
(3)固體潤滑劑使用列于表2中的兩種。
PTFE聚四氟乙烯PE聚乙烯蠟。
(4)涂布和干燥將每一連續(xù)涂覆薄膜的成分和每一固體潤滑劑混合并通過輥涂機將該混合物涂布至金屬板上，然后在直接燒制干燥爐中進行干燥。
(5)固體潤滑劑最大長直徑的測量用掃描型電子顯微鏡來觀察每個涂覆薄膜的表面和截面。選取扁平固體潤滑劑顆粒并測量其最大長直徑。
(6)滑動起始角的測量將每個測試板切成約100平方毫米的大板和約20平方毫米的小片，將小片置于大板上，然后，觀察當大板傾斜時小片的滑動起始角。進行該測量操作10次，并對除最大和最小數(shù)據(jù)以外的八組數(shù)據(jù)取平均值。
結果列于表2中。在連續(xù)涂覆薄膜和固體潤滑劑的每一種混合物中，可以觀察到的是，在與包含由細顆粒組成的固體潤滑劑的情況相比時，包含有長直徑3倍于薄膜厚度或更大的扁平潤滑劑顆粒時，其滑動性能更為優(yōu)異。
(實施例2)(1)用于測試的金屬板使用如下金屬板。
GI(熱浸鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋅60克/平方米而獲得的鋼板。
EG(電鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上電鍍鋅20克/平方米而獲得的鋼板。
AL(熱浸鍍鋁鋼板)在厚度為1.6毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋁50克/平方米而獲得的鋼板。需要指出的是，作為合金元素，鍍層中包含8重量％的硅。
HR(熱軋鋼板)厚度為2.3毫米的浸酸的熱軋鋼板(440MPa)。
SUS(不銹鋼板)鋼板厚度為1.2毫米的SUS304。
Ti(鈦板)板厚1.0毫米的純鈦板。
Al(鋁板)板厚1.0毫米的JIS3004。
(2)表面處理根據(jù)金屬板的種類進行如下不同的表面處理。
1)鉻酸鹽處理涂覆部分還原的鉻酸和膠態(tài)氧化硅的混合物并干燥。
2)磷酸鋅處理利用可商購的磷酸鋅處理液進行處理。
3)非-鉻酸鹽處理涂覆鞣酸和硅烷偶聯(lián)劑的混合物并進行干燥。
4)底漆處理涂覆環(huán)氧基底漆并干燥。
5)陽極氧化處理對于鋁板進行磷酸鹽陽極氧化處理，而對于鈦板進行過氧化氫陽極氧化處理。
(3)水-基樹脂作為水-基樹脂，使用如下任一種樹脂。
1)聚氨酯樹脂醚/酯-基聚氨酯樹脂和酯-基聚氨酯樹脂1∶1的混合物2)離子鍵樹脂鈉中和的離子鍵樹脂3)丙烯酸樹脂甲基丙烯酸樹脂，丙烯酸丁酯，丙烯酸羥乙基酯，苯乙烯共聚物4)烯烴樹脂乙烯-甲基丙烯酸共聚物5)聚酯樹脂線性飽和聚酯樹脂
(4)氟-基樹脂的水分散體作為氟-基樹脂，主要使用通過如下處理得到的樹脂對乳液聚合獲得的PTFE，PFE，和FEP的膠乳進行凝結和干燥，然后對其進行照射以降低其分子量(在此利用電子束)，以使其熔點下降程度為0.80℃或更高，然后通過表面活性劑等等使其成為水分散體。此外，對于部分水分散體(No.23，25，30)，使用通過如下處理得到的樹脂在沒有熱處理的情況下對由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行照射，以降低其分子量(在此利用γ-射線)，以使其熔點下降程度為0.80℃或更高，然后通過表面活性劑等等使其成為水分散體。需要指出的是，為進行對比，還使用市售的水分散體(No.34)，其由乳液聚合獲得的PTFE的膠乳和表面活性劑組成，且經(jīng)濃縮和穩(wěn)定化。
(5)其它潤滑劑對于某些實施例，以樹脂固含量計添加聚乙烯蠟(PE)，微晶蠟(MC)或石蠟(PAR)16重量％。
(6)其它添加劑對于某些實施例，以樹脂固含量計添加膠態(tài)氧化硅20重量％。此外，對于所有實施例，添加少量均化劑以阻止樹脂分散。
(7)涂布和干燥將上述(3)-(6)的物質混合所獲得的每一組合物借助輥涂機涂布至金屬帶上，并在直接燒制型干燥爐中，于100-150℃的峰值金屬溫度下進行干燥。需要指出的是，確認是否有樹脂纏繞輥涂機。
(8)評價試驗(8-1)滑動性能當相對于水平方向使測試板以一定角度傾斜，并側向放置市售PET瓶(500cc體積，其上纏繞有薄膜)時，檢查開始滑動的角度。
VG(很好)在低于7度的角度開始滑動G(好)在7度或以上且小于9度的角度開始滑動F(合格)在9度或以上且小于11度的角度開始滑動P(差)僅在11度或以上的角度滑動。
(8-2)耐磨性將上述PET瓶側向置于測試材料上，以每分鐘60次的往復運動速率進行滑動，并在100000次往復運動之后檢查測試材料表面的損壞狀況。
VG(很好)在滑動部分沒有觀察到明顯的劃痕G(好)僅在滑動部分的兩端觀察到劃痕F(合格)還在滑動部分的中央觀察到淺劃痕P(差)還在滑動部分的中央觀察到許多深劃痕。
(8-3)磨損后的滑動性能在上述(8-2)的耐磨試驗結束后，進行(8-1)的滑動性能測試。
VG(很好)在低于7度的角度開始滑動G(好)在7度或以上且小于9度的角度開始滑動F(合格)在9度或以上且小于11度的角度開始滑動P(差)僅在11度或以上的角度滑動。
(8-4)涂覆薄膜的粘著力通過切刀以1平方毫米的正方形在表面內對測試板的潤滑薄膜進行橫切刻痕。
G(好)沒有觀察到涂覆薄膜剝落F(合格)少于5％的涂覆薄膜剝落P(差)超過5％的涂覆薄膜剝落。
結果列于表3中。在本發(fā)明的所有板中，在涂布時均沒有樹脂纏繞輥。涂覆的金屬板具有優(yōu)異的滑動性能，耐磨性，磨損后的滑動性能和涂覆薄膜粘著力，因此，能夠用作自動售貨機射手和頂板的材料。
(實施例3)利用列于表3中的電鍍鋼板18(本發(fā)明的實施例)和35(對比例)進行圓柱體成形測試。測量極限拉伸比，結果發(fā)現(xiàn)，實施例18為2.7，而對比例35為2.2，實施例更18優(yōu)異。因此，本發(fā)明的板顯示出使其還能夠用于成形應用的優(yōu)異的滑動性能。
(實施例4)對列于表3中的熱軋鋼板30(本發(fā)明實施例)和39(對比例)進行拉伸。對于這兩種板將板厚度減薄率設置為15％。通過獨立的模頭對1000個試樣進行測試，然后對比模頭的損壞情況。結果是，用于30的模頭具有明顯更輕的損壞。因此，本發(fā)明還可有效地防止對模頭的損壞。
(實施例5)
(1)氟-基樹脂的水分散體準備列于表4中的在樹脂種類，聚合方法，聚合后的處理方法，有或沒有熱處理，分子量降低方法方面不同的氟-基樹脂的水分散體。為制備水分散體，利用具有極性基團的氟碳-基表面活性劑。對于分子量降低的水分散體，通過前述的示差掃描量熱法(DSC)測量從高分子量狀態(tài)熔點的下降程度。此外，通過光散射測量水分散體的粒子大小。
需要指出的是，表4中的H和K是乳液聚合后濃縮并穩(wěn)定化的膠乳的可商購的水分散體，并且用作本發(fā)明的對比例。此外，C和G是通過中止借助乳液聚合合成氟-基樹脂的反應以致降低其分子量而獲得的分散體。它們也是對比例。此外，B和D的分子量沒有降低。它們也是對比例。
(2)水-基樹脂聚氨酯樹脂醚/酯-基聚氨酯樹脂和酯-基聚氨酯樹脂1∶1的混合物(3)用于測試的金屬板GI(熱浸鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋅60克/平方米而獲得的鋼板。
(4)表面處理非-鉻酸鹽處理涂覆鞣酸和硅烷偶聯(lián)劑的混合物。
(5)涂布和干燥攪拌下混合(1)和(2)，使固含量比為20∶80，將此混合物對借助上述(4)的涂布和干燥得到的總沉積量為100-150mg/m2的金屬板(3)進行涂布。在100-150℃的峰值金屬溫度下，在直接燒制型干燥爐中對其進行干燥。干燥后的薄膜厚度控制在3-4微米。
(6)水分散體和金屬板的評價試驗(6-1)水-基樹脂+水分散體的分散穩(wěn)定性將用于上述(5)的(1)和(2)的混合物進行調節(jié)，以使固含量為25重量％，并置于500cc的燒杯中。將金屬攪拌器設置在液面附近，并以50rpm或100rpm進行攪拌。連續(xù)攪拌18小時后停止，然后測量燒杯底部的沉淀量。
VG(很好)沒有沉淀G(好)基于氟-基樹脂固含量有小于10％的沉淀量F(合格)基于氟-基樹脂固含量有大于10％但小于30％的沉淀量P(差)基于氟-基樹脂固含量有超過30％的沉淀量(6-2)水-基樹脂+水分散體對涂料輥的纏繞制備與上述(6-1)相同的混合物(1升)，通過實驗室輥涂機模仿涂布時的輥轉動測試。輥的類型是具有兩根輥的涂料器(取料輥由金屬輥組成，涂膠輥由橡膠輥組成)，輥寬為300毫米，輥徑為120毫米。當1升上述混合物填入接收盤中并以15mpm的涂膠輥轉速，10mpm的取料輥轉速使輥旋轉，并且觀察到2小時的200g/mm的線壓力時，樹脂將纏繞在輥上。需要指出的是，為了獲得更接近實際工作的條件，通過固定GI板而使涂膠輥旋轉，以便總是原樣地接觸涂膠輥。
VG(很好)樹脂沒有纏繞在輥上G(好)在輥部件上觀察到樹脂輕度纏繞
F(合格)在1小時內發(fā)生樹脂明顯的纏繞P(差)在15分鐘內樹脂明顯纏繞(6-3)在潤滑薄膜中(B-3)顆粒的數(shù)量如前所述，氟-基樹脂(B)顆粒在潤滑薄膜中的形狀由SEM觀察來證實。當從垂直于涂覆薄膜的方向觀察時，可以確認在每平方毫米中是否包含10個或更多個長直徑大于20微米的(B-3)型氟-基樹脂顆粒。
G(好)每平方毫米包含10個或更多個(B-3)型氟-基樹脂顆粒P(差)每平方毫米沒有包含10個或更多個(B-3)型氟-基樹脂顆粒(6-4)金屬板的滑動性能當相對于水平方向使測試板以一定角度傾斜，并側向放置市售PET瓶(500cc體積，其上纏繞有薄膜)時，檢查開始滑動的角度。
VG(很好)在低于7度的角度開始滑動G(好)在7度或以上且小于9度的角度開始滑動F(合格)在9度或以上且小于11度的角度開始滑動P(差)僅在11度或以上的角度滑動。
結果列于表4中。本發(fā)明的所有水分散體均是防止樹脂纏繞涂料輥的。如果以100rpm的轉速攪拌的話，幾乎沒有沉淀物。通過涂布至金屬板上，可顯示出優(yōu)異的滑動性能。即，本發(fā)明能夠被穩(wěn)定地制造，并且其質量也是穩(wěn)定的。
(實施例6)(1)用于測試的金屬板使用板厚2.3毫米的熱軋鋼板(440Mpa級)。
(2)連續(xù)涂覆薄膜和固體潤滑劑的種類使用列于表5的三種級別用于本發(fā)明的實施例，三種級別用于對比例，和由市售潤滑劑Bonde-Bondalube(Nihon Parkerizing Co.Ltd.)處理的熱軋鋼板。在此，實施例2和對比例2使用溶劑-基樹脂作為連續(xù)涂覆薄膜，因此，當它們還沒有變成水分散體時，作為固體潤滑劑，添加粉末狀的表4的E和市售的聚乙烯蠟。
(3)涂布和干燥通過輥涂機將表5的每種混合物涂布至浸酸的熱軋鋼板上，并在熱風烘箱中進行干燥。
(4)金屬板的連續(xù)滑動性能從涂布且干燥的每個試樣上切取20毫米×350毫米的測試片，并進行連續(xù)拉伸測試。所用的模頭是帶有R2.5肩和5毫米寬臺的SKD11。表面壓力為40kgf/mm2。以3.3毫米/秒的拉伸速度拉伸260毫米的長度。由拉伸負載的平均值測量動摩擦系數(shù)。拉伸試驗重復30-50次，借此檢查動摩擦系數(shù)是否升高。
結果列于表4中。當滑動次數(shù)少時，對比例顯示出低于市售的Bond處理的動摩擦系數(shù)，但是，當滑動次數(shù)增加時往往會使動摩擦系數(shù)增加。與此相反，本發(fā)明的板顯示出比對比例更低值的動摩擦系數(shù)。甚至當滑動次數(shù)增加時，它們仍保持其穩(wěn)定的值，因此，在高表面壓力下其連續(xù)滑動性能優(yōu)異。
(實施例7)(1)用于測試的金屬板使用板厚為2.3毫米的熱軋鋼板(440Mpa級)。
(2)連續(xù)涂覆薄膜和固體潤滑劑的種類使用列于表6的三種級別用于本發(fā)明的實施例，三種級別用于對比例，和由市售潤滑劑Bonde-Bondalube(Nihon Parkerizing Co.Ltd.)處理的熱軋鋼板。在實施例4和5中，作為熱軋鋼板的表面處理，通過電解沉積磷酸鋅涂層。處理時間為1-2秒。
(3)涂布和干燥通過輥涂機將表6的每種混合物涂布至浸酸的熱軋鋼板上，并在熱風烘箱中進行干燥。
(4)金屬板的多-段可加工性將涂布并干燥后的每個試樣沖切成盤狀物，然后通過多段加工使之定型，以便獲得示于圖5中的汽車傳動部分的形狀。不進行任何油的潤滑。通過總共四次拉伸操作，使輪齒部分的板厚度下降30％。對300片進行所述程序，然后按照如下進行排列并進行評價。將Bonde-處理的板用作參照板，這是因為它在實際環(huán)境中經(jīng)常用于多段加工。
VG(很好)板能夠在沒有裂縫的情況下進行加工，并且尺寸精度和產品的生產節(jié)拍時間均與Bonde處理板相當。
G(好)板能夠在沒有裂縫的情況下進行加工，并且尺寸精度與Bonde處理板相當，但脫模稍慢并且生產節(jié)拍時間變長。
F(合格)板能夠在沒有裂縫的情況下進行加工，但尺寸精度次于Bonde處理板。
P(差)在加工期間產生裂縫。
結果列于表6中。本發(fā)明的板顯示出與Bonde-處理板幾乎相當?shù)亩?段可加工性。特別是，板經(jīng)受的作為表面處理的電解結合相當于包括對生產節(jié)拍時間處理在內的Bonde處理。因此，本發(fā)明的板也能夠應用于通過多段壓力加工制造傳動部件等等的場合。
(實施例8)(1)用于測試的金屬板EG(電鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上電鍍鋅20克/平方米而獲得的鋼板。
(2)連續(xù)涂覆薄膜和固體潤滑劑的種類如表7所示，使用三種級別用于本發(fā)明的實施例和一種級別用于對比例。
(3)涂布和干燥通過輥涂機將表7的每個混合物涂布至EG上，并在直接燒制爐中進行干燥。
(4)送紙的適用性測試通過下列方法檢查作為復印機的送紙部件的測試材料的適用性。
(4-1)紙的滑動性能將30mm×30mm的KB紙置于金屬板上，并以250克的負載和150mm/min的滑動速率進行滑動，以測量動摩擦系數(shù)。
(4-2)紙張耐磨性將KB紙張纏繞在50mm直徑的圓柱體上，利用500克的負載壓在金屬板上，并以30毫米的幅度進行總計5000次的滑動，同時每次往復運動使其轉動1度。按照如下判斷紙張耐磨性的耐久性。
G(好)在金屬板的表面上幾乎觀察不到磨損，并且紙張也幾乎沒有污染。
F(合格)在金屬板表面上觀察到淺磨損(連續(xù)涂覆薄膜的劃痕)，并且還觀察到紙張的輕微污染。
P(差)在金屬板表面上觀察到深磨損(金屬表面的劃痕)，并且還觀察到紙張的嚴重污染。
(4-3)帶電性能用KB紙對每個測試材料進行摩擦，并用測量摩擦前后的電位差以顯示是否帶電。
G(好)10V或更小F(合格)超過10V但小于或等于100VP(差)超過100V。
結果列于表7中。本發(fā)明的板在送紙適用性方面也是優(yōu)異的，并且還能夠用作復印機或打印機的送紙部件。
(實施例9)
(1)用于測試的金屬板SUS(不銹鋼板)鋼板厚度為1.2毫米的SUS304。
(2)連續(xù)涂覆薄膜和固體潤滑劑的種類如表8所示，使用三種級別用于本發(fā)明的實施例和一種級別用于對比例。在此，將三層有機涂覆薄膜(下涂層，中間涂層，頂涂層)形成于金屬板上。本發(fā)明應用于它們中間的頂涂層樹脂中。此外，將溶劑-基樹脂用作頂涂層的連續(xù)涂覆薄膜，因此，當它們還沒有變成水分散體時，作為潤滑劑，添加粉末狀的表4的E和市售的聚乙烯蠟。
(3)涂布和干燥借助所謂的三涂、三烘烤法利用輥涂機將其涂布至金屬板上，進行所有的表面處理，中間涂布和頂層涂布；并在熱風烘箱中進行干燥。
(4)雪脫落測試將冰輕輕地置于測試板上，在水平方向上施加力，并測量動摩擦系數(shù)。
(5)耐氣候性測試在實驗室中進行4000小時的耐氣候性循環(huán)測試，所述測試包括UV-線照射和重復的干燥/濕潤；然后檢查涂覆薄膜所存在的任何剝落和雪脫落性能的改變。
結果列于表8中。從表中可以看出，本發(fā)明的板在雪脫落性能和耐氣候性方面也是優(yōu)異的，并且還能夠用作屋頂材料。
表1

表2

表3

PTFE*乳液聚合后通過表面活性劑使膠乳穩(wěn)定而獲得的PTFE(市售)
表4

PTFE*，F(xiàn)EP*乳液聚合后通過表面活性劑使膠乳穩(wěn)定而獲得的(市售)
表5

*參見圖3
表6

表7

表8

(實施例10)(1)用于測試的金屬板使用如下金屬板。
GI(熱浸鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋅60克/平方米而獲得的鋼板。
EG(電鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上電鍍鋅20克/平方米而獲得的鋼板。
AL(熱浸鍍鋁鋼板)在厚度為1.6毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋁50克/平方米而獲得的鋼板。需要指出的是，作為合金元素，鍍層中包含8重量％的硅。
HR(熱軋鋼板)板厚2.3毫米的浸酸的熱軋鋼板(440MPa)SUS(不銹鋼板)鋼板厚度為1.2毫米的SUS304。
Ti(鈦板)板厚1.0毫米的純鈦板Al(鋁板)板厚1.0毫米的JIS3004(2)表面處理根據(jù)金屬板的種類進行如下不同的表面處理。
1)鉻酸鹽處理涂覆部分還原的鉻酸和膠態(tài)氧化硅的混合物并干燥。
2)磷酸鋅處理利用可商購的磷酸鋅處理液進行處理。
3)非-鉻酸鹽處理涂覆鞣酸和硅烷偶聯(lián)劑的混合物并進行干燥。
4)底漆處理涂覆環(huán)氧基底漆并干燥。
5)陽極氧化處理對于鋁板進行磷酸鹽陽極氧化處理，而對于鈦板進行過氧化氫陽極氧化處理。
(3)連續(xù)涂覆薄膜作為連續(xù)涂覆薄膜的主要成分，使用如下任一種樹脂。
1)含水聚氨酯樹脂醚/酯-基聚氨酯樹脂和酯-基聚氨酯樹脂1∶1的混合物2)含水離子鍵樹脂鈉中和的離子鍵樹脂3)含水丙烯酸樹脂甲基丙烯酸樹脂，丙烯酸丁酯，丙烯酸羥乙基酯，苯乙烯共聚物4)含水烯烴樹脂乙烯-甲基丙烯酸共聚物5)溶劑-基聚酯樹脂線性飽和聚酯樹脂6)溶劑-基環(huán)氧樹脂雙酚F型環(huán)氧樹脂7)水玻璃+膠態(tài)氧化硅(4)氟-基樹脂的水分散體作為氟-基樹脂，使用通過如下處理得到的粉末由乳液聚合獲得的PTFE，PFE，或FEP的在200℃加熱5分鐘，然后對其進行照射以降低其分子量(在此利用電子束)，以致使其熔點下降程度為0.80℃或更高而獲得；由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂在380℃加熱5分鐘，然后對其進行照射(在此利用γ-射線)以降低其分子量，以致使其熔點的下降程度為0.80℃或更高而獲得。當連續(xù)涂覆薄膜含水時，利用由表面活性劑制得的水分散體。需要指出的是，為了進行對比，另外還利用通過乳液聚合獲得的PTFE的分散體(No.19)。
(5)其它潤滑劑對于某些實施例，以樹脂固含量計添加聚乙烯蠟(PE)或石蠟(PAR)16重量％。
(6)其它添加劑對于某些實施例，以樹脂固含量計添加氧化硅20重量％。此外，對于所有實施例，添加少量均化劑以阻止樹脂分散。
(7)涂布和干燥將上述(3)-(6)的物質混合所獲得的每一組合物借助輥涂機涂布至金屬帶上，并在直接燒制型干燥爐中，于100-150℃的峰值金屬溫度進行干燥。需要指出的是，確認是否有樹脂纏繞輥涂機。
(8)評價試驗(8-1)表面粗糙度的測量在生產線方向(對金屬板進行涂布時的前進方向)，在10毫米的長度內測量每個潤滑薄膜的表面粗糙度。通過輥涂機進行涂布時為了避免寬度方向粘稠的影響，在生產線方向進行測量。從測試金屬板彼此充分遠離的位置取100平方毫米尺寸的五個試樣進行測量，在每個試樣的三個位置進行測量，并取總共15個數(shù)據(jù)的平均值。無需說明的是，應盡可能多地消除取樣位置和測量位置的偏離。
對于表面粗糙度的測量，使用探頭型表面粗糙度儀(SURFCOM570A，由TOKYO SEIMITSU制造)。測量用的探頭是標準測量探頭，且測量條件如前所述。借此獲得了作為峰值的Pc(2微米)和Pc(5微米)。
(8-2)滑動性能當相對于水平方向使測試板以一定角度傾斜，并側向放置市售PET瓶(500cc體積，其上纏繞有薄膜)時，檢查開始滑動的角度。
VG(很好)在低于7度的角度開始滑動G(好)在7度或以上且小于9度的角度開始滑動F(合格)在9度或以上且小于11度的角度開始滑動P(差)僅在11度或以上的角度滑動。
(8-3)耐磨性將上述PET瓶側向置于測試材料上，以每分鐘60次的往復運動速率進行滑動，并在100000次往復運動之后檢查測試材料表面的損壞狀況。
VG(很好)在滑動部分沒有觀察到明顯的擦傷G(好)僅在滑動部分的兩端觀察到劃痕F(合格)還在滑動部分的中央觀察到淺劃痕P(差)還在滑動部分的中央觀察到許多深劃痕。
(8-4)磨損后的滑動性能在上述(8-3)的耐磨試驗結束后，進行(8-2)的滑動性能測試。
VG(很好)在低于7度的角度開始滑動G(好)在7度或以上且小于9度的角度開始滑動F(合格)在9度或以上且小于11度的角度開始滑動P(差)僅在11度或以上的角度滑動。
(8-5)涂覆薄膜的粘著力通過切刀以1平方毫米正方形的形式在表面內對測試板的潤滑薄膜進行橫切刻痕。
G(好)沒有觀察到涂覆薄膜剝落F(合格)少于5％的涂覆薄膜剝落
P(差)超過5％的涂覆薄膜剝落。
結果列于表9中。在本發(fā)明的所有板中，在涂布時均沒有樹脂纏繞輥。涂覆的金屬板具有優(yōu)異的滑動性能，耐磨性，磨損后的滑動性能，和涂覆薄膜的粘著力。
(實施例11)利用列于表9中的電鍍鋼板8(本發(fā)明的實施例)和20(對比例)進行圓柱體成形測試。測量極限拉伸比，結果發(fā)現(xiàn)，實施例8為2.7，而對比例20為2.2，即實施例8是優(yōu)異的。
(實施例12)對列于表9中的熱軋鋼板13(本發(fā)明實施例)和21(對比例)進行拉伸。對于這兩種板將板厚度減薄率設置為15％。通過獨立的模頭對1000個試樣進行測試，然后對比模頭的損壞情況。結果是，用于13的模頭具有明顯更輕的損壞。
(實施例13)(1)氟-基樹脂的水分散體準備列于表10中的在樹脂種類，聚合方法，熱處理方法(溫度和時間)，和分子量降低方法方面不同的氟-基樹脂的水分散體。為制備水分散體，利用具有極性基團的氟碳-基表面活性劑。對于分子量降低的水分散體，通過前述的示差掃描量熱法(DSC)測量從高分子量狀態(tài)熔點的下降程度。此外，通過光散射測量水分散體的粒子大小。
(2)水-基樹脂水-基聚氨酯樹脂醚/酯-基聚氨酯樹脂和酯-基聚氨酯樹脂1∶1的混合物(3)用于測試的金屬板GI(熱浸鍍鋅鋼板)在厚度為0.8毫米的軟鋼板的每個表面上熱浸鍍鋅60克/平方米而獲得的鋼板。
(4)表面處理非-鉻酸鹽處理涂覆鞣酸和硅烷偶聯(lián)劑的混合物。
(5)涂布和干燥攪拌下混合(1)和(2)使固含量比為20∶80，將此混合物對借助上述(4)涂布和干燥得到的總沉積量為100-150mg/m2的金屬板(3)進行涂布。在100-150℃的峰值金屬溫度下，在直接燒制型干燥爐中對其進行干燥。干燥后的薄膜厚度控制在3-4微米。
(6)水分散體和金屬板的評價試驗(6-1)水-基樹脂+水分散體的分散穩(wěn)定性將用于上述(5)的(1)和(2)的混合物進行調節(jié)，以使固含量為25重量％，并置于500cc的燒杯中。將金屬攪拌器設置在液面附近，并以50rpm或100rpm進行攪拌。連續(xù)攪拌18小時后停止，然后測量燒杯底部的沉淀量。
VG(很好)沒有沉淀
G(好)基于氟-基樹脂固含量有小于10％的沉淀量F(合格)基于氟-基樹脂固含量有大于10％但小于30％的沉淀量P(差)基于氟-基樹脂固含量有超過30％的沉淀量(6-2)水-基樹脂+水分散體對涂料輥的纏繞制備與上述(6-1)相同的混合物(1升)，通過實驗室輥涂機模仿涂布時的輥轉動測試。輥的類型是具有兩根輥的涂料器(取料輥由金屬輥組成，涂膠輥由橡膠輥組成)，輥寬為300毫米，輥徑為120毫米。當1升上述混合物填入接收盤中并以15mpm的涂膠輥轉速，10mpm的取料輥轉速使輥旋轉，并且觀察到2小時的200g/mm的線壓力時，樹脂將纏繞在輥上。需要指出的是，為了獲得更接近實際工作的條件，通過固定GI板而使涂膠輥旋轉，以便總是原樣地接觸涂膠輥。
VG(很好)樹脂沒有纏繞在輥上G(好)在輥部件上觀察到樹脂輕度纏繞F(合格)在1小時內發(fā)生樹脂明顯的纏繞P(差)在15分鐘內樹脂明顯纏繞(6-3)潤滑薄膜的表面粗糙度用與實施例10相同的方法測量每個測試板的表面粗糙度，并得到Pc(2微米)和Pc(5微米)。
(6-4)金屬板的滑動性能當相對于水平方向使測試板以一定角度傾斜，并側向放置市售PET瓶(500cc體積，其上纏繞有薄膜)時，檢查開始滑動的角度。
VG(很好)在低于7度的角度開始滑動
G(好)在7度或以上且小于9度的角度開始滑動F(合格)在9度或以上且小于11度的角度開始滑動P(差)僅在11度或以上的角度滑動。
結果列于表10中。本發(fā)明的所有水分散體均是防止樹脂纏繞涂料輥的。如果以100rpm的轉速攪拌的話，幾乎沒有沉淀物。通過將其涂布至金屬板上，可顯示出優(yōu)異的滑動性能。
表9


PTFE*乳液聚合后通過表面活性劑穩(wěn)定膠乳獲得(市售)
表10

PTFE*，F(xiàn)EP*乳液聚合后通過表面活性劑穩(wěn)定膠乳獲得(市售)
工業(yè)實用性本發(fā)明能夠解決將氟-基樹脂用作固體潤滑劑的現(xiàn)有技術生產中的三個問題，并且能夠廉價且穩(wěn)定地提供具有甚至能夠使PET瓶滑動的優(yōu)異滑動性能的輸送板用材料，另外還提供具有優(yōu)異壓制可成形性和可拉伸性的潤滑薄膜涂覆的金屬板，耐久抗紙張磨損的送紙部件，雪脫落屋頂材料等等。
權利要求
1.一種潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，包含在一面或兩面上有平均薄膜厚度為20微米或更小的連續(xù)涂覆薄膜的金屬板，所述連續(xù)涂覆薄膜包含長直徑至少為平均薄膜厚度3倍的固體潤滑劑。
2.如權利要求1所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于包含作為固體潤滑劑的氟-基樹脂，當從垂直于涂覆薄膜的方向觀察時所述樹脂的長直徑超過20微米。
3.如權利要求2所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述長直徑超過20微米的氟-基樹脂顆粒的數(shù)量為每平方毫米10個或更多。
4.如權利要求2或3所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述連續(xù)涂覆薄膜不含氟，并且在金屬板上所述氟-基樹脂的沉積量以F換算為20mg/m2或更多。
5.如權利要求2-4任一項所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述連續(xù)涂覆薄膜還包含作為固體潤滑劑的不含氟的蠟。
6.如權利要求2-5任一項所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，在所述連續(xù)涂覆薄膜和所述金屬板之間有表面處理層。
7.如權利要求1所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，在所述連續(xù)涂覆薄膜的表面粗糙度曲線中，在生產線方向10毫米的長度內，峰高度超過2微米的峰的數(shù)量多于3個，并且峰高度超過5微米的峰的數(shù)量少于1個。
8.如權利要求7所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，包含作為固體潤滑劑的氟-基樹脂，并且所述連續(xù)涂覆薄膜不含氟，并且在金屬板上所述氟-基樹脂的沉積量以F換算為20mg/m2或更多。
9.如權利要求7或8所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，所述連續(xù)涂覆薄膜還包含作為固體潤滑劑的不含氟的蠟。
10.如權利要求7-9任一項所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板，其特征在于，在所述連續(xù)涂覆薄膜和所述金屬板之間提供表面處理層。
11.如權利要求1所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法的特征在于將連續(xù)涂覆薄膜的各組分和固體潤滑劑混合，并將該混合物涂布至金屬板表面，在此步驟期間，利用在涂布時的表面壓力使固體潤滑劑變平，由此將其引入至連續(xù)涂覆薄膜中。
12.如權利要求11所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，其特征在于，通過對由乳液聚合獲得的氟-基樹脂的細粉進行照射以使其分子量下降而獲得固體潤滑劑，將其與連續(xù)涂覆薄膜的各組分混合，并對此混合物進行攪拌，將該混合物涂覆至金屬板并進行干燥。
13.如權利要求12所述潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，其特征在于，通過對由懸浮聚合獲得的氟-基樹脂進行照射以便在沒有燒制的情況下使其分子量下降而獲得固體潤滑劑，將其與連續(xù)涂覆薄膜的各組分混合，并對此混合物進行攪拌，將該混合物涂覆至金屬板并進行干燥。
14.如權利要求12或13所述的潤滑薄膜涂覆的金屬板的生產方法，其特征在于，通過表面活性劑將照射過的氟-基樹脂制成水分散體，將此水分散體與水基樹脂混合，對此混合物進行攪拌，并將此混合物涂布至金屬板上并進行干燥。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種能夠廉價且穩(wěn)定地提供的具有如下性能的材料甚至能夠使PET瓶滑動的高等級的滑動性能，甚至相對多段拉伸可以耐久的壓制成形性，耐紙張磨損性和雪脫落性能。即，一種經(jīng)表面處理的金屬板，所述金屬板具有在其一面或兩面上的平均薄膜厚度為20微米或更小的連續(xù)涂覆薄膜(A)和包含在所述涂覆薄膜中的長直徑為平均薄膜厚度3倍或更大的固體潤滑劑(B)。表面處理的金屬板包含作為固體潤滑劑的每平方毫米10個或更多個當從垂直于涂覆薄膜的方向觀察時長直徑大于20微米的氟－基樹脂顆粒。并且按如下制得潤滑薄膜涂覆的金屬板通過將連續(xù)涂覆薄膜(A)中的成分和長直徑大于薄膜厚度3倍的固體潤滑劑(B)混合并將其涂覆至金屬板上，利用在涂覆時的表面壓力使固體潤滑劑變平，由此使之在涂覆薄膜中固定。所述潤滑薄膜涂覆的金屬板例如由如下步驟生產通過照射由懸浮聚合或乳液聚合獲得的氟－基樹脂以降低氟－基樹脂的分子量，然后將其與水－基樹脂混合，并在攪拌下將該混合物涂覆至金屬板上并干燥。
文檔編號C23C30/00GK1738925SQ20038010862
公開日2006年2月22日 申請日期2003年11月21日 優(yōu)先權日2003年1月9日
發(fā)明者仲澤真人 申請人:新日本制鐵株式會社