CN1075228A - 具有盒子及其开闭器的记录介质 - Google Patents
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Abstract
一种盒式记录介质，盒子上有一个开孔和一个不
时地覆盖住所说开孔的可移动开闭器，所说开闭器是
由含有少于重量的0.1％的润滑剂的聚缩醛制成的，
并可以用于各种类型的具有可关闭的盒子开孔及带
有可关闭的前端开孔的装填式盒的记录介质，尤其是
磁性介质。
Description
本发明涉及一种带有盒子的记录介质，其中盒子有一个开孔以及为该开孔设置的开闭器，由于开闭器的移动使开孔在打开位置时是可以存取的，而在闭合位置是不可存取的，该开闭器是采用注模法由聚缩醛材料制成的一个部件，本发明还涉及开闭器本身。
EP-A301811公开了一种具有塑料的，最好是聚丙烯的开闭器的微型软盘或3.5英寸的软磁盘。EP-A236100公开了一种这类由塑料[例如聚酰胺、聚对苯二酸丁二醇酯（PBT）、聚酯、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氟乙烯（PFET）、聚缩醛等]制成的开闭器，据称，为保证注模时适当的脱模特性，其中含有0.1～10重量百分比的润滑剂。而且据说，除润滑剂外，该开闭器还含有5～30重量百分比的填料。据称其熔体流量是指数（MFT）为30～60克/10分钟。
已知的开闭器（例如聚丙烯材料的）的性能存在缺陷，因为在聚丙烯的情况下，塑料会发生磨损从而产生有关操作安全性及数据保护方面的严重问题，因为含有过多填料的塑料相对较脆，并且注模部件易碎，使得将其装在盒子上时会断裂，而且，由于注模过程中的高剪切力，使得所采用的润滑剂分离出来，进而可能出现在模具上形成覆盖层的情形。
本发明的一个目的是设计一种具有带开闭器的盒子的记录介质，并且以一种可避免上述已有技术中的缺陷的方式形成开闭器本身。
我们发现这一目的可以通过一种具有盒子的记录介质来实现，该盒子具有至少一个开孔，及用于该开孔的开闭器，通过开闭器的移动，使得开孔在打开位置时是可存取的，而在闭合位置时是不可存取的，并且如果开闭器由一种含有少于0.1重量百分比的润滑剂的聚缩醛构成的话，则该开闭器是通过注模法，采用聚缩醛材料制成的一个部件。
在这种情况下，特别优越的聚缩醛是聚甲醛。
特别适用于上述注模部件-开闭器的材料，即聚缩醛，特别是聚甲醛，选自在开头所描述的塑料材料，尽管对于专业技术人员来说可得到的其它材料也同样可以用来通过注模生产薄型部件（参阅“塑料工程手册”，Joel Frados，第四版，1976，第647页）。
还可以采用不含一点润滑剂的聚缩醛材料而不会有坏处。
我们惊喜地发现，采用这种新颖的不含或含一点润滑剂的开闭器，避免了由于润滑剂而引起的聚缩醛（特别是聚甲醛）的分解，同时不会再发生润滑剂的渗出及结果在注模内形成覆盖层。另一个优点是开闭器的机械特性得到了改进。
对于所有的聚缩醛材料来说，其熔体流量指数较好地为30～150，最好地为50～100克/10分钟。一个大于60克/10分钟，特别是大于75克/10分钟的聚缩醛（特别是聚甲醛）的熔体流量指数是特别有利的。与已有技术中通常为30～60克/10分钟范围内的熔体流量指数相比较，这些具有新颖性的范围，尤其对于聚缩醛，特别是聚甲醛来说，是实现经济注模的最佳范围。还可发现，如果开闭器中润滑剂含量基于其厚度，以重量百分比计，取0.01/毫米～0.16/毫米为有利。至于开闭器的机械性能及最佳生产条件，在该范围内可获得最佳效果。
在采用聚缩醛的情况下，不用填料或采用小于5或不大于2的重量百分比的填料也是有益的，这种填料也可以，例如，是一种颜料。聚缩醛的吸水作用应该不大于0.05，最好约为0.2的重量百分比。为了赋予其以黑色，用缩醛材料（特别是聚甲醛）可包含0.04～0.09重量百分比的具有等于或小于30纳米的平均基本颗粒大小的碳黑。
在一个实施例中，开闭器可包含（作为一种颜料）具有≤30纳米基本颗粒大小的0.04～0.09重量百分比的一种碳黑。结果不仅可获得良好的生产条件，而且能够以简便的方式生产出黑色的开闭器，并且碳黑的导电性可被有利地用于产生一种抗静电的开闭器。
这种新颖的盒式记录介质最好是一种扁平盒内的记录盘，特别是一种磁盘或微型盘。
然而，如果记录介质是一种盒式录音带中的磁带，如数字式袖珍磁带（DCC），也是有益的。
根据本发明，开闭器本身的壁厚小于1毫米，用注模法制造，并且最好由聚缩醛，特别是聚甲醛制成，并含有小于0.1重量百分比的润滑剂或根本不含润滑剂。
润滑剂含量约为0.04～0.09重量百分比。根据本发明，熔体流量指数应为约30～150，特别是约50～100克/10分钟，且优选地大于60克/10分钟，特别是大于约75克/10分钟。为获得更好的注模效果，润滑剂含量基于开闭器厚度应为约0.01～0.16毫米。
为了赋予开闭器以黑色，开闭器可含有（作为颜料）平均基本颗粒大小不大于30nm的碳黑。
在另一个实施例中，开闭器包括一个具有U形截面的部件，其大约等长的U形边充分地夹紧有一开孔的盒子，在开闭器表面上为开孔设置了一个或多个窗口。
开闭器还可以包括一个具有U形截面和用来充分夹紧盒的不等长的侧边的部件，并可形成一个连接两侧边并在盒子的窄边上具有一个或多个为开孔设置的窗口的背部。
作为注模部件制成的U形部件的厚度应该为约0.25～0.6毫米，最好约为0.3～0.5毫米，以便有利于采用注模制造并降低材料消耗。
作为本发明的应用实例，附图表示了一个软磁盘和一个磁带。
图1表示一个带有开闭器的3.5英寸的软盘，及
图2表示一个具有开闭器的磁带。
图1表示了一个3.5英寸软盘（即微型软盘）的分解示意图，其中包括下壳体1，上壳体2，作为记录介质的磁盘3，作为可移动开闭器的滑板4以及另外一些小部件，包括滑板关闭弹簧5，提升器6和写保护器7。磁盘3具有一个在中央与其相连并具有倒置的平顶帽形状的毂环8。在每个壳体1和2上为作为扫描元件的插入口12设置了一个开孔。滑板4具有U形截面并带有约等长的侧边13和14。用15表示窗口。
在上壳体2的下表面上为毂环8设置了一个中心凸缘9（用虚线表示）。毂环8的中心部分与中心凸缘的外周边配合插入下壳体1的圆形开孔内，以便将磁盘3可旋转地固定在盒子1和2中。
只有当窗口15中的一个位于其上时，存取孔12才是可存取的。
磁盘元件的开闭器的其它设计方式也是已知的，例如延长到整个盒子的长度或具有不同形状或能够以不同方式移动，例如可绕轴转动地安装，并且本发明对于所说的开闭器也是适用的。
图2表示一种数字式袖珍磁带的外壳20，在其具有前开孔22a和22b的前端21被开闭器23盖住，开孔22a和22b既可以关闭也可以打开，这取决于可闭合的开闭器23的位置。
开闭器23或滑板具有一个U形截面，部件24和25不等长，窗口27a和27b位于U形件的背部26。当开闭器23的窗口27a和27b处于外壳前端的前开孔22a和22b的上面位置上时，可以在内部或外部（在磁带可以取出的情况下）操作磁带（未示出）。
如果外壳20的规定的外部尺寸能够被滑板23所容纳，即开闭器23可以做得充分薄而又具备所需强度，则通常由金属片构成的开闭器23能够更有利地直接被新颖的聚缩醛开闭器所取代。至于良好的摩擦特性，由于外壳20同样是由塑料构成的，因此这是一个很大的优点。
下面的例子用来解释本发明。
选择聚缩醛中的聚甲醛作为塑料材料制造开闭器（如滑板4）。新颖的聚甲醛注模材料一般含有50～99.9，最好是60～99.8，特别是70～99.8重量百分比的聚甲醛均聚物或共聚物。
对于专业技术人员来说，这类聚合物本质上都是已知的并记载在文献中。
非常普遍地，在这类聚合物主链中至少含有50mol%的-CH2O-重复单元。
均聚物通常可以通过甲醛或二噁烷的聚合作用获得，最好加入适当的催化剂。
为实现本发明的目的，最好选用聚甲醛共聚物，尤其是那些除含有重复单元-CH2-O-以外，还包含高达50mol%，最好是0.1～20，特别是0.3～10mol%的
重复单元的共聚物。其中彼此独立的R1～R4分别是H，1～4个碳原子的烷基或C1-C4囟代烷基，R5是-CH2-，-CH2O，C1-C4-烷基取代的或C1-C4-囟代烷基取代的亚甲基或相应的甲醛基，n为0～3。这些基团能够通过环醚的环裂解被很好地引入到共聚物中。优选的环醚具有下列通式：
其中R1～R5及n具有上述含义。仅仅通过举例，如环氧乙烷，1，2-环氧丙烷，1，2-环氧丁烷，1，3-环氧丁烷，1，3-二氧戊环及1，3-二氧杂环庚烷作为环醚的例子，而可以举出低聚或聚甲醛，如聚二氧戊环或聚二氧二氧杂环庚烷作为共聚物单体的例子。
甲醛三元共聚物也是适用的，其制备是采用，例如，三噁烷和上述环醚中的一种与一种第三共聚用单体进行反应，最好是具有下式的双官能化合物：
其中Z是一个化学键，-O-，-ORO-且R是C1-C8-亚烷基或C2-C8环亚烷基。
这类优选的共聚用单体有：乙烯缩水甘油，二环氧甘油醚，缩水甘油二醚以及摩尔比为2∶1的甲醛、二噁烷或三噁烷，及从2摩尔的缩水甘油化合物和1摩尔的含2～8个碳原子的脂族二醇中获得的二醚，仅举出几种，如1，2-亚乙基二醇，1，4-丁二醇，1，3-丁二醇，环丁烷-1，3-二醇，1，2-丙二醇或环己烷-1，4-二醇的二环氧甘油醚。
上述均聚物和共聚物的制备方法对于专业技术人员来说是已知的并记载在文献中，因此不必在此进一步解释。
优选的聚甲醛共聚物熔点至少为150℃，平均分子量Mw为5，000～200，000，最好为7，000～150，000。
特别优选的是那些末端基团稳定的且在键的末端有C-C键的聚甲醛聚合物。
为实现本发明的目的，优先选用的聚甲醛（POM）共聚物的熔体流量指数（按照ISO标准1133）在190℃和2.16g负载下，至少约为30克/10分钟。更好的熔体流量指数范围是40～150，特别是约50～100克/10分钟，且优选的是大于约60克/10分钟，特别是约75克/10分钟。
本发明的开闭器中所采用的POM共聚物最好通过甲醛或三噁烷与重量百分比为0.5～10%的共聚用单体的共聚合作用获得，其中的共聚用单体选自下列一组物质：环氧乙烷，四氢呋喃（THF），1，3-二氧戊环，1，3-二氧杂环庚烷和1，3，5-三氧杂环辛烷（trioxocane）。如必要的话，POM均聚物或共聚物可进一步包含0.01～0.05%的选自下列一组物质中的分支共聚物：1，3-丁二醇，1，4-丁二醇或1，6-己二醇的1，2-亚乙基二醇，并包括二甘油二甲醛或二甘油三甲醛。适宜的POM均聚物及共聚物通常含有稳定剂，如酚类抗氧化剂（最好选用Ciba-Geigy的Irgano×245，Irgano×259或Irgano×1010），以及酸性中和剂，例如酰胺，蜜胺、合成硅酸镁，双氰胺或蜜胺与甲醛的缩合物。
润滑剂可以选自下列一组物质：甘油或季戊四醇的脂肪酯类、硅油、石蜡、PTFE、以及碱土金属的脂肪酸盐（例如，9-羟基硬脂酸钙，二柠檬酸三钙），亚乙基二硬脂酰胺，二硫化钼或石墨。
从原则上讲，如不加入添加剂，商业上使用的碳黑不具备任何润滑特性。下列产品适于用作着色目的的碳黑：商业用碳黑，按照DIN53，601最好选用具有小于或等于30nm的平均基本颗粒大小的且DBP吸收值小于或等于380毫升/100克有碳黑。生产厂家是，如Deg-ussa AG。（DBP吸收值是指邻苯二甲酸二丁酯的吸收值。）
比较实例
下面对于具有各种特性的新颖性物质进行了比较：
采用的物质：
1、97%的三噁烷和3%的1，3-二氧杂环庚烷的POM共聚物，其MFI190/2.16为82克/10分钟，并含有（作为稳定剂）0.04%的酰胺（按照美国专利US-3，960.984的实例5-4），0.05%合成的非晶体硅酸镁（如法国Societe Nobel Bozel-Amerace公司的Ambosol500），0.2%的密胺/甲醛缩合物（按照DE-B-2，540，207中的实例1）和0.35%的Irganox245（选自Ciba-Geigy的抗氧化剂）但不含润滑剂。
POM共聚物的吸水性在50%相对湿度（RH）及23℃时为0.23%（重量），且在23℃及饱和状态下甚至可达8%（重量）。
2、与1相同，但加有0.07%的碳黑，如PrintexR90（注册商标为Deg-ussa AG，Fran Rfurt am Main），其DBP吸收值为95毫升/100克，平均基本颗粒大小为15nm。
3、同1，只是MFI190/2.16＝100克/10分钟。
4、同2，只是MFI190/2.16＝54克/10分钟。
5、同1，只是MFI190/2.16＝16克/10分钟。
6、同2，只是MFI190/2.16＝28克/10分钟
7、同1，只是MFI190/2.16＝130克/10分钟。
8、97%的三噁烷，2.85%的1，3-二氧杂环庚烷和0.15%的双甘油二甲醛，其MFI190/2.16为71克/10分钟，并含有（作为稳定剂）0.4%的Irgano×259和0.3%的蜜胺/甲醛缩合物（按照DE-B-2，540，207中的实例1），还有0.05%的碳黑（例如2中所述）。
9、97%的三噁烷和3%的1，3-二氧杂环庚烷的POM共聚物，其中含有0.3%的Irganox 1010和0.1%的酰胺（按照US-3，960，984中的实例5-4）作为稳定剂，以及0.3%的季戊四醇四硬脂酸酯作为润滑剂。
MFI190/2.16＝54克/10分钟。
10、如5，只是加入0.3%的碳黑，如2中所述。
11、97.5%的三噁烷和2.5%的1，3-二氧杂环庚烷的POM共聚物，其中含有0.4%的Irganox 245和0.3%的二柠檬酸三钙作为润滑剂，MFI190/2.16＝45克/10分钟。
12、如9，只是加入0.4%的碳黑，如2中所述。3.5英寸软盘的开闭器的制作：
在一台Arburg Allrounder320型注模机上制作开闭器，在熔体温度为210℃，模具表面温度为90℃的条件下，该机的单槽热浇道模具内的注射压力为750千牛顿（NK）。
制成的是一件开闭器，即U形的（参考附图中部件4）且具有下列主要尺寸：
长32毫米，最大宽度48.0毫米。
板厚0.4毫米
对开闭器的下列性能进行了测试：
a）注模过程中的注射压力
b）将部件从模具中取出的容易程度
c）注模过程中模具的覆盖层′
d）开闭器的机械性能。为此，将部件两侧边的自由端从其初始位置向外应弯曲90°，在弯曲过程中注意部件是否断裂。
采用的碳黑PrintexR90是一种无润滑作用的颜料碳黑。甚至发现，即使在小于0.1重量百分比的很低量的情况下，碳黑对于聚甲醛中的流量起着相反的作用，使其确实具有与润滑剂相反的效果。结果：
表
产品 注射压力 脱模 模具覆盖层 机械试验
(巴)
a)新颖性产品:
1 740 良好 无 满意
2 740 良好 无 满意
3 710 良好 无 满意
4 960 良好 无 满意
7 680 良好 无 满意
8 840 良好 无 满意
b)比较实例:
5模具未完全注满
6 1150 良好 大量 弯曲时部
件断裂
9 910 良好 大量 满意
10 920 良好 大量 弯曲时部
件断裂
11 950 良好 少量 满意
12 940 良好 大量 弯曲时部
件断裂
采用新颖性物质制造的并具有新颖性特性的a）组试验中的开闭器还表现出了（除试验4外）需要相对较低的注射压力，从而可使得有足够的压力增量用于多槽模具成为可能。还应注意到，用于上述各种记录介质系统的这种开闭器的壁厚约为0.25～0.6毫米，特别是约为0.3～0.5毫米。我们发现，为了能够制造出在良好的机械特性和制造成本方面最佳的开闭器，润滑剂含量的重量百分比与开闭器厚度的比值约为0.01/毫米～0.16毫米。
为了进一步与除聚缩醛以外的其它物质比较，还进行了下列对比实验：
13、熔体流量指数（MFI230/5）为50克/10分钟并含10%的滑石的聚丙烯均聚物。在260℃的熔解温度和30℃的模具温度下，采用注模成型法制造开闭器。这种开闭器在含有ABS的软盘盒上具有较差的摩擦特性，因而在长期使用中会出现摩损，并对软盘的操作可靠性产生极相反的影响，还发现在模具上有大量的覆盖层。
14、熔体容量指数（MVI275/5）为150厘米3/10分钟的且不含填料的尼龙6。在模具温度为60℃条件下，以290℃下的注模成型法制造开闭器。由于尼龙的高吸水性，由这种物质制成的开闭器的尺寸随空气湿度而变化，结果，部件尺寸稳定性得不到保证，进而导致在干燥气候下，灰尘会进入软盘中，而在潮湿气候下开闭器会被卡住。而且，由于硬度降低，在空气湿度大时，开闭器变得很脆，这对于操作可靠性有极相反的影响。
15、熔体容量指数（MVI220/10）为35厘米3/10分钟的ABS。在265℃的熔解温度和80℃的模具温度下将开闭器注模成型，这种开闭器的摩擦性能不合适并且在沿软盘盒滑动时有较大的摩损。
结果，所得到的开闭器的性能比在比较实例6和9～12中得到的那些开闭器的性能差得多。
在具有一个开孔和一个不时地覆盖住该开孔的可移动开闭器的盒式记录介质中，所述开闭器由聚缩醛，特别是聚甲醛制成的并含有小于重量的0.1%的润滑剂。
该开闭器可用于各类具有可关闭的盒子开孔的以及具有可关闭前开孔的装填式盒的盒式记录介质，尤其是磁性介质。
Claims (22)
1、一种盒式记录介质(分别是1，2，和20)，其中具有至少一个开孔(2，22)和该开孔的开闭器(4，23)，通过开闭器的移动，使得开孔(12，22)，在打开位置上是可存取的，而在闭合位置上是不可存取的，且开闭器(4，23)是由聚缩醛材料通过注模成型制成的一个部件，其特征在于该开闭器由一种聚缩醛构成，并含有少于重量的0.1%的润滑剂。
2、如权利要求1所述记录介质，其特征在于聚缩醛是一种聚甲醛。
3、如权利要求1或2或1和2所述记录介质，其特征在于聚缩醛不含任何润滑剂。
4、如权利要求1或2或3或2和3所述记录介质，其特征在于聚缩醛的熔体流量指数约为30～150，优选地约为50～100克/10分钟。
5、如权利要求4所述记录介质，其特征在于聚缩醛的熔体流量指数大于约60克/10分钟，特别是大于约75克/10分钟。
6、如权利要求1，2，4或5所述记录介质，其特征在于润滑剂含量的重量百分比以基于开闭器厚度计为0.01～0.16/毫米。
7、如权利要求1～6听一项或多项所述记录介质，其特征在于聚缩醛中不含填料或含有少于5个重量百分比的填料。
8、如权利要求1～7中的一项或多项所述记录介质，其特征在于聚缩醛材料，尤其是聚甲醛的吸水性为大于重量的0.2%。
9、如权利要求1～8中的一项或多项所述记录介质，其特征在于：为使开闭器呈黑色，开闭器中含有0.04～0.09重量百分比的碳黑，其平均基本颗粒大小等于或小于30nm。
10、一种用于盒式记录介质（分别为1，2或20）的开闭器（4，23），其中具有至少一个开孔（12，22），通过移动开闭器，使得开孔（12，22）在开闭器（4，23）的打开位置上是可存取的，而在其关闭位置上是不可存取的，且开闭器（4，23）由聚缩醛构成，壁厚小于1毫米且是一个注模成型部件，其中包括的聚缩醛含有小于0.1个重量百分比的润滑剂。
11、如权利要求10所述开闭器，其特征在于聚缩醛是聚甲醛。
12、如权利要求10或11所述开闭器，其特征在于聚缩醛或聚甲醛不含任何润滑剂。
13、如权利要求10所述开闭器，包括一种聚缩醛，特别是聚甲醛，并含有0.01～0.09重量百分比的润滑剂。
14、如权利要求10～13中的一项或多项所述开闭器，其中包括的聚缩醛具有约30～150，特别是约50～100克/10分钟的熔体流量指数。
15、如权利要求10～14中的一项或多项所述开闭器，其特征在于聚缩醛的熔体流量指数大于60克/10分钟，特别是约75克/10分钟。
16、如权利要求10～15中的一项或多项所述开闭器，其特征在于在开闭器（4，23）厚度基础上润滑剂含量的重量百分比约为0.01～0.16/毫米。
17、如权利要求10～16中的一项或多项所述开闭器，其中含有（作为颜料）平均基本颗粒大小等于或小于30nm的碳黑。
18、如权利要求10及权利要求11～17中的一项或多项所述开闭器，其中具有一个U形截面的部件，其大约等长的U形侧边（13，14）充分地夹住带开孔（12）的盒子（1，2），在开闭器的表面为开孔（12）设置了一个或多个窗口（15）。
19、如权利要求10和权利要求11～17中的一项或多项所述开闭器，其中有一个部件，它具有U形截面和充分夹住盒子（20）的两个不等长的侧边，以及连接两侧边并在盒（20）的窄边（21）上为开孔（22A，22B）设置了一个或多个窗口的背部（26）。
20、如权利要求10和要权利求11～19中的一项或多项所述开闭器，其厚度约为0.25～0.6毫米，最好约为0.3～0.5毫米。
21、如权利要求1和权利要求2～9中的一项或多项所述盒式记录介质，其特征在于记录介质是一种在一个扁平盒（1，2）内的记录盘（3），特别是一种磁记录软盘。
22、如权利要求1和权利要求2～9中的一项或多项所述的盒式记录介质，其特征在于该记录介质是装在磁带盒（20）中的磁带。
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