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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares Minigerät mit einer
speziellen Dichtung, insbesondere eine Armbanduhr mit einer speziellen
Dichtung oder ein tragbares Mini-Datenendgerät mit einer speziellen Dichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Armbanduhr
mit einer langlebigen Spezifikation, wobei beispielsweise eine langlebige
Batterie oder eine Solarzelle verwendet wird, die Energie durch
eine Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie gewinnt,
oder eine Armbanduhr mit einer mechanischen Spezifikation, wobei
keine Batterie benötigt
wird, oder eine Armbanduhr mit einer Spezifikation, bei der eine Reinigung
bewirkt werden kann, indem z.B. ein Ultraschallreiniger verwendet
wird, wobei die Armbanduhr mit einer Dichtung versehen ist, die
das Eindringen von Wasser oder Dampf von außerhalb und auch das Eindringen
von menschlichem Schweiß oder
Talgmaterial usw. verhindern kann und daher eine exzellente Langzeitwasserdichtigkeit
aufweist.
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Stand der
Technik
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Für tragbare
Minigeräte,
von denen eine Armbanduhr ein repräsentatives Beispiel ist, wird
gefordert, wasserdicht zu sein, da sie täglich getragen werden.
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Zum
Beispiel sind, bezugnehmend auf 4, die einen
Teilabschnitt einer Außenkomponente
einer Armbanduhr zeigt, ringförmige
wasserdichte Kautschukdichtungen an Abdichtungsabschnitten der Außenkomponente
der Armbanduhr angeordnet, nämlich
in einer Lücke,
zwischen einem Gehäusehauptkörper 4 der Armbanduhr
und einer rückseitigen
Abdeckung 7, in einer Lücke
zwischen dem Gehäusehauptkörper 4 und einem
Windschutzglas 4, einem Abschnitt des Schaftes 6,
einem Abschnitt des Druckknopfes usw.. Bezug nehmend auf die in 4 gezeigten
Dichtungen wird die Dichtung 3 im Allgemeinen als „Windschutzglasdichtung", Dichtung 5 als „Schaft-O-Ring" und Dichtung 1 als „O-Ring der rückseitigen
Abdeckung" bezeichnet. 5 zeigt
einen Abschnitt, aus dem der Umriss einer wasserdichten Struktur
für die
Lücke zwischen
Gehäusehauptkörper 4 der
Armbanduhr und der rückseitigen
Abdeckung 7 ersichtlich wird. Diese wasserdichte Struktur
besteht aus einem ringförmigen
elastischen O-Ring 1 der
rückseitigen
Abdeckung, der in einem zusammengepressten Zustand in eine konkave
Rille eingepasst ist, die in der rückseitigen Abdeckung 7 ausgebildet
ist. Das Eindringen von Wasser von außen wird verhindert und die
Wasserdichtigkeit wird für
innere Teile der Armbanduhr gewährleistet,
indem der O-Ring 1 der
rückseitigen
Abdeckung gegen den Gehäusehauptkörper 4 und
die rückseitige
Abdeckung 7 gedrückt
wird und indem ein geeigneter Berührungsdruck aufrecht erhalten
wird.
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Zum
Beispiel ist des Weiteren, Bezug nehmend auf 6, in der
eine Teilquerschnittsansicht einer konventionellen Armbanduhrstruktur
gezeigt ist, eine Wellenfassung 13 an dem Armbanduhrgehäuse 11 befestigt,
und eine Welle 12 weist eine ringförmige Rille 18 auf,
die auf einem Wellenschaftabschnitt 17 angeordnet ist.
Eine wasserdichte Dichtung 15 ist in die ringförmige Rille 18 eingepasst.
Zum Zeiteinstellen ist ein Aufzugswelle 16 mit dem Wellenschaftabschnitt 17 verbunden.
In dieser Struktur oszilliert der Wellenschaftabschnitt 17 der
Welle 12 in der Wellenfassung 13, wobei die wasserdichte
Dichtung 15 dazwischen angeordnet ist. Die Wasserdichtigkeit
wird für
das Armbanduhrgehäuse 11 gewährleistet,
indem die wasserdichte Dichtung 15 gegen die Oberfläche der
Innenwand der Wellenfassung 13 gepresst wird.
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Bezüglich der
oben genannten wasserdichten Dichtung zur Verwendung in der Außenkomponente
der Armbanduhr wird unter dem Gesichtspunkt einer langandauernden
Wasserdichtigkeit von Dichtungen gefordert, dass die Dichtung selbst
für Wasser
und Feuchtigkeit nicht durchlässig
ist, und dass des Weiteren ein Eindringen von Wasser ausgehend vom
obigen Anpressabschnitt nicht auftritt, das heißt, dass die Dichtung in einem
zusammengedrückten
Berührungszustand
eine Langzeitverschleißresistenz
und geringe Druckverformungsresteigenschaften aufweist.
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Es
ist bekannt, als Material für
die oben genannte wasserdichte Dichtung z.B. ein Nitrilkautschuk,
der ein Acryl-Nitril-Butadien-Copolymer ist (im Weiteren als „NBR-Kautschuk" bezeichnet), ein
Butylkautschuk, der ein Isobutylen-Isopren- Copolymer ist (im Weiteren als „IIR-Kautschuk" bezeichnet) oder
ein Ethylen-Propylen-Kautschuk,
der ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer ist (im Weiteren als „EPDM-Kautschuk" bezeichnet) gemäß einer
geforderten Spezifikation zu verwenden.
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In
dem oben genannten konventionellen Verfahren, bei der Verwendung
von NBR-Kautschuk als wasserdichtes Kautschukdichtungsmaterial,
hat der NBR-Kautschuk,
obwohl er ausgezeichnete Beständigkeit
gegen Öl
und Abnutzung gewährleistet,
den Nachteil, dass nicht nur die Wasser- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit,
sondern auch der Druckverformungsrest groß ist.
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Bei
der Verwendung von IIR-Kautschuk besteht der Nachteil, dass der
IIR-Kautschuk, obwohl
er eine ausgezeichnete Nichtdurchlässigkeit von Wasser und Feuchtigkeit
gewährleistet,
nicht nur eine geringe Abnutzungsbeständigkeit, sondern einen großen Druckverformungsrest
aufweist.
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Auch
bei der Verwendung von EPDM-Kautschuk hat der EPDM-Kautschuk, obwohl
er eine ausgezeichnete Nichtdurchlässigkeit für Wasser und Feuchtigkeit gewährleistet,
den Nachteil, dass nicht nur die Abnutzungsbeständigkeit gering ist, sondern
dass auch der Druckverformungsrest groß ist. Das heißt, dass
es bezüglich
der konventionellen Dichtungen aus synthetischen Kautschukmaterialien
schwierig ist, beiden, der Nichtdurchlässigkeit bezüglich Wasser
und Feuchtigkeit und dem geringen Druckverformungsrest, zu genügen. Diese
synthetischen Kautschukmaterialien haben das Problem bezüglich des
Druckverformungsrests aufgeworfen.
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Bei
konventionellen Armbanduhren mit Dichtungen, die aus den oben genannten
Materialien bestehen, würden,
wenn auf diese eine Kompressionskraft für einen langen Zeitraum ausgeübt wird,
die Dichtungen eine plastische Deformation erfahren. Daher kann
ein geeigneter Berührungsdruck
nicht aufrecht erhalten werden, so dass an den wasserdichten Abdichtungsabschnitten
eine Lücke
auftreten würde.
Im Resultat war es nicht möglich,
ein wasserdichtes und feuchtigkeitsdichtes Verhalten aufrecht zu
erhalten. Insbesondere bei einer Armbanduhr mit einer langlebigen
Spezifikation mit einem Uhrwerk, für das beispielsweise eine langlebige Batterie
oder eine Solarzelle verwendet wird, welche Energie durch Umwandlung
von Licht in elektrische Energie gewinnt, oder bei einer Armbanduhr
mit einer mechanischen Spezifikation müssen zwangsläufig alle zwei
oder drei Jahre nur die Kautschukdichtungen ausgetauscht werden,
obwohl kein Batteriewechsel erforderlich ist, so dass keine Wartungsfreiheit
der Armbanduhr gegeben ist. Außerdem
bestand das Problem, dass durch Reinigen der Armbanduhr mittels
Ultraschall oder dergleichen ein Wasserdichtigkeitsfehler verursacht werden
kann.
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Es
folgt eine genauere Beschreibung unter Bezugnahme auf die in 6 gezeigte
Querschnittsteilansicht einer Armbanduhr.
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Im
Allgemeinen wackelt die in die Wellenfassung 13 eingesetzte
Welle 12 leicht in der zur axialen Richtung senkrechten
Richtung um einen Abstand, der der Lücke zwischen der Umfangsfläche des
Wellenschaftabschnittes 17 und der Innenwandoberfläche der
Wellenfassung 13 entspricht. Die Welle 12 wackelt
auch leicht zwischen der Umfangsoberfläche der Wellenfassung 13 und
der Innenwandoberfläche
des Wellenringabschnittes 14 um den Betrag der dazwischenliegenden
Lücke.
Bei der Verwendung von Armbanduhren über einen langen Zeitraum kommt
es vor, dass konventionelle wasserdichte Dichtungen 15 an
sich verschleißt
werden und durch den Verschleiß der
Dichtungen und durch Einflüsse
von Außenstaub
oder von menschlichem Schweiß deformiert
werden, mit dem Resultat, dass die Kompressionsberührungskraft
auf die Innenwandoberfläche
der Wellenfassung 13 ungünstig verringert wird.
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Wenn
eine große äußere Kraft,
beispielsweise resultierend aus einem Zusammenstoß eines
Gegenstandes mit der Welle 12 im Wasser, auf die Welle 12 ausgeübt wird,
die mit der wasserdichten Dichtung 15 versehen ist, deren
Kompressionsberührungskraft
vermindert ist, würde
der Wellenschaftabschnitt 17 eine Bewegung erfahren, die
aus der Wackeligkeit der Welle resultiert. Daher würde es sehr
wahrscheinlich sein, dass der Zustand einer gleichmäßigen Kompressionsberührung einer
wasserdichten Dichtung 15 beeinträchtigt wird, mit dem Resultat,
dass sich die wasserdichte Dichtung 15 verschieben würde. Daher
lag ein Problem darin, dass ein Eindringen von Wasser an Abschnitten
wahrscheinlich auftritt, an denen die Kompressionsberührung der
wasserdichten Dichtung 15 geschwächt ist. Des Weiteren kann,
wenn die wasserdichte Dichtung deformiert ist, die Deformation das
Problem verursachen, dass bei der Drehung der Welle und bei der
Oszillation innerhalb der Wellenfassung die Bewegung schwergängig wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel gemacht, die oben genannten
technologischen Probleme des Standes der Technik zu lösen. Somit
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein tragbares Minigerät, beispielsweise
eine Armbanduhr oder ein tragbares Mini-Datenendgerät, bereitzustellen,
das mit einer Dichtung versehen ist, die nicht nur ausgezeichnete
Wasserundurchlässigkeit-
und Feuchtigkeitsundurchlässigkeitseigenschaften
aufweist, sondern auch eine ausgezeichnete Druckverformungsrestleistung,
und die auch im Langzeiteinsatz eine nur geringe plastische Verformung
zeigt, um dadurch eine ausgezeichnete Haltbarkeit zu gewährleisten.
Des Weiteren ist es eine besondere Aufgabe der Erfindung, im Hinblick
auf Armbanduhren mit langlebiger Uhrwerkspezifikation, eine wartungsfreie
Armbanduhr oder eine Armbanduhr mit einer Spezifikation bereitzustellen,
bei der eine Reinigung beispielsweise mit einem Ultraschallreiniger
bewirkt werden kann.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Erfinder haben extensive und intensive Studien mit dem Ziel betrieben,
die oben genannten Probleme zu lösen.
Als ein Resultat hat sich dabei herausgestellt, dass eine Dichtung,
die ein Butylkautschuk mit einer schwefelfreien Vernetzungsstruktur
aufweist, nicht nur exzellente Wasser- und Feuchtigkeitsundurchlässigkeitseigenschaften,
sondern auch ausgezeichnete Druckverformungsresteigenschaften aufweist,
und dass sie daher sehr geeignet ist, in einem tragbaren Minigerät, wie beispielsweise
einer Armbanduhr, das unter erschwerten Bedingungen verwendet wird,
beispielsweise in hoher Feuchtigkeit oder im Wasser, und für das Langzeitwartungsfreiheit
gefordert wird, verwendet zu werden. Die vorliegende Erfindung wurde
auf der Grundlage dieser Untersuchungsergebnisse gemacht.
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Der
hier verwendete Begriff „Dichtung" bezeichnet ein Kautschukteil,
das für
den Zweck der Verhinderung des Eindringens eines Fluids (Flüssigkeit
oder Gas) an Röhrenverbindungen,
an Komponentenlücken,
an Verbindungsstellen usw. ver wendet wird und das beispielsweise
eine bekannte Dichtung, ein bekannter O-Ring oder ein bekannter V-Ring ist.
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Daher
weist die vorliegende Erfindung folgende Merkmale auf.
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Das
erfindungsgemäße tragbare
Minigerät
umfasst eine Dichtung aus einem Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur
aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
der folgenden Formel:
wobei der Butylkautschuk
ein Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur ist, in die kein
Schwefel eingebaut ist, und wobei der Butylkautschuk ein Butylkautschuk
ist, der aus einem halogenierten Butylkautschuk abgeleitet ist.
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Der
halogenierte Butylkautschuk ist bevorzugt ein Chlorbutylkautschuk.
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Der
Grund für
die Bevorzugung liegt darin, dass die Vulkanisationsleistung verbessert
werden kann, wenn der halogenierte Butylkautschuk ein Chlorbutylkautschuk
als eine Hauptkomponente einer Kautschukdichtung ist.
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Es
ist bevorzugt, dass der Gehalt an Butylkautschuk in der Dichtung
in dem Bereich von 45,0 bis 65,0 Gewichtsprozent liegt.
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Des
Weiteren ist es bevorzugt, dass die Dichtung einen Druckverformungsrest
von 15 % oder weniger aufweist, gemessen bei einem Kompressionsverhältnis (engl.
compression ratio) von 25 % bei 80 °C nach 72 Stunden (gemäß dem in
der japanischen Industrienorm (JIS) K6262 spezifizierten Testverfahren).
Es ist auch bevorzugt, dass die Dichtung eine Kautschukhärte von
A50 bis A65 aufweist, gemessen gemäß dem Testverfahren, das in
der japanischen Industrienorm (JIS) K6253 spezifiziert ist.
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Das
oben genannte tragbare Minigerät
ist bevorzugt eine Armbanduhr. In dieser Armbanduhr kann das Uhrwerk
ein Uhrwerk mit einer langlebigen Spezifikation sein, wobei eine
langlebige Batterie oder eine Solarzelle verwendet wird, oder das
Uhrwerk kann ein Uhrwerk mit einer mechanischen Spezifikation sein,
wobei keine Batterie benötigt
wird.
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Das
oben genannte tragbare Minigerät
kann auch ein tragbares Mini-Datenendgerät sein.
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Wie
dem oben Gesagten zu entnehmen ist, betrifft die vorliegende Erfindung
ein tragbares Minigerät, wie
beispielsweise eine Armbanduhr oder ein tragbares Mini-Datenendgerät, das mit
einer Dichtung versehen ist, die einen speziellen Butylkautschuk
aufweist. Diese Dichtung enthält
zu einem vorgegebenen Anteil den Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur,
die aus einer chemischen Struktur gemäß der oben genannten Formel
(1) zusammengesetzt ist.
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Zur
Erläuterung,
die Vernetzungsstruktur ist aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen zusammengesetzt.
Daher sind die Kohlenstoffatome wechselseitig extrem stabil und
mit einer extrem großen
Bindungsenergie miteinander verbunden, anders als Butylkautschuk,
der eine Vernetzungsstruktur, die einen Schwefelvernetzungsteil
enthält
(eine Monosulfitbindung, Disulfitbindung, Polysulfitbindung), entsprechend
folgender Formel aufweist:
wobei x eine ganze Zahl gleich
oder größer 2 ist.
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Bezüglich der
Hitzebeständigkeit
und des Druckverformungsrests weist der erfindungsgemäße Butylkautschuk
im Vergleich zu konventionellen Kautschuken, die für einen
speziellen Zweck angepasst sind, eine auffallend ausgezeichnete
Leistung auf.
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Des
Weiteren sind in der chemischen Struktur des oben genannten Butylkautschuks
mehrere Methylgruppen vorhanden, die eine sterische Hinderung verursachen
und deren Polarität
an Seitenketten derselben gering ist. Daher ist die Gasdurchlässigkeit
des Butylkautschuks extrem niedrig. Bezüglich der Wasser- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
stehen sich Wassermoleküle
hoher Polarität
und Methylgruppen niedriger Polarität gegenüber und weisen eine schlechte
Mischbarkeit auf. Dementsprechend weist der erfindungsgemäße Butylkautschuk
bezüglich
der Nichtdurchlässigkeit
für Wassermoleküle im Vergleich
zu anderen Kautschuken, die für
einen speziellen Zweck angepasst worden sind, eine auffallend ausgezeichnete
Leistung auf. Des Weiteren ist der Doppelbindungsgehalt gering,
so dass die Oxidationswahrscheinlichkeit gering ist. Daher ist der erfindungsgemäße Butylkautschuk
ein chemisch sehr stabiles Material.
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Daher
können
bei der wasserdichten Struktur des tragbaren Minigerätes, wie
beispielsweise einer Armbanduhr, das mit einer Dichtung mit erfindungsgemäßem Butylkautschuk
versehen ist, nur extrem wenig Wassermoleküle durch die Dichtung hindurch
gelangen, und zudem ist die plastische Deformation der Kautschukdichtung äußerst gering
(geringer Druckverformungsrest), gemessen unter Langzeitdruckbelastung. Folglich
kann die erfindungsgemäße wasserdichte
Struktur für
einen langen Zeitraum ausgezeichnete Wasserdichtigkeits- und Feuchtigkeitsdichtigkeitsleistungen
aufrecht erhalten. Bei der Armbanduhr mit einer langlebigen Spezifikation,
die ein Uhrwerk aufweist, bei dem beispielsweise eine langlebige
Batterie oder eine Solarzelle verwendet wird, die Energie durch
Umwandlung von Licht in elektrische Energie gewinnt, oder bei der mechanischen
Armbanduhr, kann das Ersetzen einer Dichtung unnötig sein, wodurch eine wartungsfreie
Armbanduhr realisiert wird. Des Weiteren kann eine Armbanduhr bereitgestellt
werden, die gereinigt werden kann, indem entsprechend der starken
Marktnachfrage beispielsweise ein Ultraschallreiniger verwendet
wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Kompressionsdauer
unter Wärmeeinwirkung
und dem Druckverformungsrest für
O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung zeigt;
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2 ist
eine Darstellung, die für
O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung die Beziehung zwischen dem Druckverformungsrest und der
Klemmung zeigt, die vorhanden ist, wenn sie in einer Armbanduhr
eingepasst sind;
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3 ist
eine erläuternde
Ansicht eines O-Ringes einer rückseitigen
Abdeckung;
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4 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Armbanduhr;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die den Umriss einer wasserdichten Struktur
einer Armbanduhr zeigt;
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6 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Armbanduhr; und
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7 ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Armbanduhr.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße tragbare
Minigerät
umfasst eine Dichtung mit einem Butylkautschuk, der eine Vernetzungsstruktur
mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
gemäß folgender
Formel aufweist:
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Zuerst
wird die oben genannte Dichtung mit einem Butylkautschuk, mit der
das erfindungsgemäße tragbare
Minigerät
versehen ist, beschrieben.
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Bei
der Dichtung zur Verwendung in der wasserdichten Struktur des erfindungsgemäßen tragbaren
Minigerätes,
wie beispielsweise einer Armbanduhr, ist es bevorzugt, ein Material
zu verwenden, das eine extrem niedrige Durchlässigkeit für Wassermoleküle und eine
geringe Tendenz zur plastischen Deformation aufweist, selbst wenn
es für
einen langen Zeitraum einer Kompressionskraft ausge setzt ist, wobei
das Material, wenn die Kompressionskraft nicht mehr ausgeübt wird,
seine ursprüngliche
Form leicht wieder einnimmt (Druckverformungsrest ist klein). Das
Dichtungsmaterial enthält
einen Butylkautschuk mit mehreren Methylgruppen an Seitenketten
desselben, wobei der Butylkautschuk einen geringen Doppelbindungsanteil
und eine Vernetzungsstruktur aufweist.
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Dieser
Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur wird hergestellt, indem
bekannter Butylkautschuk vernetzt wird, der bevorzugt ein Copolymer
aus Isobutylen und einem Diolefin mit vier bis sechs Kohlenstoffatomen
und der weiter bevorzugt ein Copolymer aus Isobuthylen und Isopren
ist. Obwohl das Verhältnis
zwischen Einheiten, die von Isobuthylen abgeleitet sind, und Einheiten,
die von Diolefin abgeleitet sind, im Butylkautschuk nicht besonders
eingeschränkt
ist und bekannter Butylkautschuk verwendet werden kann, ist es im Allgemeinen
bevorzugt, ein Butylkautschuk mit beispielsweise 95 bis 99,7 Gewichtsprozent
Isobutylen und 0,3 bis 5 Gewichtsprozent Diolefin zu verwenden.
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Wie
bei dem oben genannten Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur,
ist es bevorzugt, einen Butylkautschuk zu verwenden, der hergestellt
wird, indem ein halogenierter Butylkautschuk vernetzt wird, der ein
Halogen in einer Menge von bevorzugt 0,5 bis 4 Gewichtsprozent und
weiter bevorzugt von 1 bis 2 Gewichtsprozent enthält, basierend
auf ein halogeniertes Butylcopolymer vor der Vernetzung. Dieser
halogenierte Butylkautschuk kann beispielsweise ein Chlorbutylkautschuk
oder ein bromierter Butylkautschuk sein. Von diesen wird Chlorbutylkautschuk
bevorzugt verwendet.
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Es
ist im Allgemeinen bevorzugt, dass die Mooney-Viskosität eines
nicht vernetzten Butylkautschuks bei 100°C in dem Bereich von ungefähr 18 bis
100 ML1+8 liegt.
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Bei
dem Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung besteht die Vernetzungsstruktur aus
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
gemäß der Formel
(1), wobei in die Vernetzungsstruktur kein Schwefel eingebaut ist.
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Bei
dem Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur, die durch Vernetzen
des halogenierten Butylkautschuks erzeugt worden ist, können Halogenatome
zurückbleiben
oder alle Halogenatome können
an der Vernetzung beteiligt sein, wobei dann keine Halogenatome übrigbleiben.
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Das
Vernetzungsverhältnis
des Butylkautschuks mit einer Vernetzungsstruktur ist nicht eingeschränkt, solange
bei der Verwendung eines Butylkautschuks in einer Dichtung die Vernetzung
nicht nachteilig für
das Ziel der vorliegenden Erfindung ist. Der Butylkautschuk kann
teilweise oder vollständig
vernetzt sein. Obwohl der Vernetzungsbereich geeignet gesetzt wird,
reicht er bevorzugt beispielsweise von 20 bis 100 % und weiter bevorzugt
von 20 bis 85 %.
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Die
Dichtung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,
enthält
zumindest den oben genannten Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur
in einem vorgegebenen Verhältnis.
Des Weiteren kann die Dichtung, wie andere Komponenten, ein Verstärkungsmittel
und Komponenten aufweisen, die von einem Vulkanisationsmittel stammen.
Je nach Bedarf kann die Dichtung andere Harze (engl. resins) und
andere Zusätze
enthalten.
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Es
ist bevorzugt als Vulkanisationsmittel ein Metalloxid, insbesondere
Zinkoxid zum Ausbilden einer Vernetzungsstruktur, die aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen besteht,
zu verwenden. Der Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur zur
Verwendung in der vorliegenden Erfindung weist eine Vernetzungsstruktur auf,
bei der kein Schwefel eingebaut ist. Es ist bevorzugt, als Vulkanisationsmittel
keine schwefelhaltige Verbindung zu verwenden.
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Beispiele
für Verstärkungsmittel
umfassen Ruß (engl.
carbon black), Siliziumdioxid, Holz- und Korkmehl.
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Beispiele
der anderen Harze umfassen SBR, NR, NBR und CR.
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Beispiele
der anderen Zusätze
umfassen einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Füllstoff,
wie beispielsweise Calciumcarbonat, Talk oder Ton oder Lehm, einen
Weichmacher und einen Stabilisator.
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Aus
der Sicht der Beziehung zwischen der Druckverformungsresteigenschaft
auf der einen Seite und der Bruchfestigkeit und Härte des
Kautschuks auf der anderen Seite ist es bevorzugt, dass der Gehalt
von Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur in der oben genannten
Dichtung in dem Bereich von 45,0 bis 65,0 Gewichtsprozent, insbesondere
in dem Bereich von 46,0 bis 60,0 Gewichtsprozent liegt, basierend
auf das Gewicht der Dichtung.
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Das
oben genannte Verstärkungsmittel
ist bevorzugt in einer Menge von 30,0 bis 50,0 Gewichtsprozent basierend
auf das Gewicht der Dichtung enthalten. Die Komponenten, die von
einem Vulkanisationsmittel stammen, sind bevorzugt in einer Menge
von 1,0 bis 10,0 Gewichtsprozent basierend auf das Gewicht der Dichtung
enthalten.
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Ein
Erhöhen
des Gehalts des Butylkautschuks mit einer Vernetzungsstruktur tendiert
dazu, obwohl der Druckverformungsrest vermindert wird, z.B. den
Kautschukverstärkungseffekt
von Ruß zu
verringern, der als Verstärkungsmittel
hinzugefügt
worden ist.
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Beispielsweise
zeigen die Experimente der Erfinder Folgendes. Bei der Verwendung
einer Dichtung, die aus einem Chlorbutylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur
besteht, zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung an einem Abschnitt
zum Befestigen der rückseitigen
Abdeckung einer Armbanduhr, ist, wenn der Gehalt an Butylkautschuk
in der Dichtung weniger als 45,0 Gewichtsprozent beträgt, der
Druckverformungsrest groß,
und ein Wasserdichtigkeitsfehler ist in einem beschleunigten Test
aufgetreten. Auf der anderen Seite, wenn der Gehalt von Chlorbutylkautschuk
65,0 Gewichtsprozent übersteigt,
ist beispielsweise der Kautschukverstärkungseffekt von Ruß, der als
Verstärkungsmittel
hinzugefügt
worden ist, schwach und die Bruchfestigkeit und Kautschukhärte, die
für die
Kautschukdichtung geeignet sind, sind nicht erreichbar.
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Die
chemische Struktur des Butylkautschuks mit einer Vernetzungsstruktur
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung weist mehrere Methylgruppen
an Seitenketten auf und besteht aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen.
Diese chemische Struktur ermöglicht
es, eine Dichtung zu erhalten, die eine ausgezeichnete Wasserundurchlässigkeit
und Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
und einen extrem kleinen Druckverformungsrest im Vergleich zu anderen
Kautschuken, die für
einen speziellen Zweck angepasst sind, aufweist.
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Daher
ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass diese Dichtung
einen Druckverformungsrest von 15 % oder weniger, insbesondere von
10 % oder weniger aufweist, gemessen mit einem Kompressionsverhältnis von
25 % nach einer Behandlung bei 80°C
für 72
Stunden entsprechend dem Testverfahren, das in der japanischen Industrienorm
(JIS) K6262 spezifiziert ist. Wenn der Druckverformungsrestwert
so ist, wie oben erwähnt,
kann die Dichtung eine langzeitige Wasserdichtigkeit gewährleisten
und ist zur Verwendung in einer Armbanduhr mit einer wartungsfreien
langlebigen Spezifikation sehr geeignet.
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In
der vorliegenden Erfindung ist es zudem auch bevorzugt, dass diese
Dichtung eine Kautschukhärte von
A50 bis A65 aufweist, gemessen gemäß dem Testverfahren, das in
der japanischen Industrienorm (JIS) K6253 spezifiziert ist.
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Beispielsweise
ist gemäß den Testergebnissen
der Erfinder bei der Verwendung einer Dichtung, die aus einem Chlorbutylkautschuk
mit einer Vernetzungsstruktur besteht, zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung an einem Abschnitt zum Befestigen einer rückseitigen
Abdeckung einer Armbanduhr, wenn die Kautschukhärte weniger als A50 beträgt, ein
Zusammenbaufehler, wie beispielsweise eine Verdrehung, aufgetreten,
wenn die Dichtung an der rückseitigen
Abdeckung befestigt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Kautschukhärte A65 übersteigt,
wird der Gehalt an Chlorbutylkautschuk in der Dichtung kleiner als
45,0 Gewichtsprozent, so dass der Druckverformungsrest größer wird
und ein Wasserdichtigkeitsfehler in einem beschleunigten Test aufgetreten
ist.
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Die
Morphologie eines Querschnitts dieser Dichtung wird in Abhängigkeit
von dem tragbaren Minigerät oder
einem Einsatzort desselben variiert, wobei das tragbare Minigerät mit der
Dichtung versehen ist. Daher ist die Morphologie nicht besonders
begrenzt und kann geeignet gewählt
werden. Beispielsweise kann der Querschnitt der Dichtung kreisförmig, elliptisch,
halbkreisförmig,
dreieckig, viereckig oder trapezförmig sein oder eine Donut-Form
aufweisen.
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Diese
Dichtung kann hergestellt werden, indem eine nicht vulkanisierte
Butylkautschukzusammensetzung vulkanisiert wird, die einen nicht
vulkanisierten Butylkautschuk, ein Vulkanisationsmittel, ein Verstärkungsmittel
und optional einen Vulkanisationsbeschleuniger usw. aufweist. Der
Gehalt des nicht vulkanisierten Butylkautschuks in der nicht vulkanisierten
Butylkautschukzusammensetzung liegt bevorzugt in dem Bereich von
45,0 bis 65,0 Gewichtsprozent und weiter bevorzugt in dem Bereich
von 45,0 bis 60,0 Gewichtsprozent, basierend auf der nicht vulkanisierten
Butylkautschukzusammensetzung.
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Das
Verstärkungsmittel
ist bevorzugt in einer Menge von 30,0 bis 50,0 Gewichtsprozent basierend
auf der nicht vulkanisierten Butylkautschukzusammensetzung enthalten.
Das Vulkanisationsmittel ist bevorzugt in einer Menge von 1,0 bis
10,0 Gewichtsprozent basierend auf der nicht vulkanisierten Butylkautschukzusammensetzung
enthalten.
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Das
Vulkanisieren kann mit bekannten Verfahren durchgeführt werden
und ist nicht besonders beschränkt.
Beispielsweise kann das Vulkanisieren durchgeführt werden, indem ein nicht
vulkanisierter Butylkautschuk, Zinkoxid als Vulkanisationsmittel,
Ruß als
Verstärkungsmittel,
ein Vulkanisationsbeschleuniger usw. zusammen vermischt werden,
indem die resultierende Zusammensetzung zu einem Blatt oder jeder
anderen gewünschten
Form geformt wird und indem eine Pressformung derselben durchgeführt wird.
Die Aufheizbedingungen für
die Vulkanisationsreaktion sind nicht besonders eingeschränkt, und
das Vulkanisieren kann beispielsweise bei einer Temperatur von 130
bis 210 °C über einen
Zeitraum von ungefähr
5 bis 60 Minuten durchgeführt
werden.
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Die
somit erlangte Dichtung, die den Butylkautschuk mit der Vernetzungstruktur
bestehend aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen gemäß Formel
(1) aufweist, ist für
die Verwendung in tragbaren Minigeräten sehr geeignet.
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Beispiele
für derartige
tragbare Minigeräte
umfassen Geräte,
für die
eine hohe Wasserdichtigkeitsfähigkeit
für einen
langen Zeitraum beim Gebrauch gefordert wird, insbesondere eine
Uhr, bevorzugt eine Armbanduhr, ein tragbares Mini-Datenendgerät, wie beispielsweise
ein tragbares Telefon, ein Zeitanzeigegerät, wie beispielsweise eine
Stopuhr, eine Kamera oder ein Videogerät, ein mobiler Personal-Computer,
ein elektronischer Rechner, ein Flüssigkristallfernseher, ein
Schrittzähler
und tragbare Gesundheitsgeräte
(ein klinisches Thermometer, ein Elektrokardiograph, ein Blutdruckmessgerät und ein
Herzfrequenzmessgerät).
Die erfindungsgemäße Dichtung
wird bevorzugt in einer Armbanduhr oder einem tragbaren Mini-Datenendgerät und weiter
bevorzugt in einer Armbanduhr verwendet. Des Weiteren ist die Dichtung
mit der Vernetzungsstruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht nur ausgezeichnet bezüglich der Wasserundurchlässigkeit
und Feuchtigkeitsundurchlässigkeit,
sondern auch bezüglich
der Druckverformungsrestleistung, und selbst wenn die Dichtung über einen
langen Zeitraum verwendet wird, ist die plastische Deformation derselben
gering, wodurch eine hohe Haltbarkeit der Dichtung gewährleistet
wird. Deshalb ist die Dichtung besonders zur Verwendung in einer
Armbanduhr, bei der das Uhrwerk eine langlebige Spezifikation aufweist,
in einer wartungsfreien Armbanduhr oder einer Armbanduhr mit einer
Spezifikation, bei der ein Reinigen durch die Verwendung beispielsweise
eines Ultraschallreinigers bewirkt werden kann, geeignet.
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Die
efindungsgemäße Dichtung
kann zur Gewährleistung
einer Wasserdichtigkeit an einer speziellen Struktur eines tragbaren
Minigerätes
angebracht sein, so dass bezüglich
der wasserdichten Abdichtungsleistung ein tragbares Minigerät mit verbesserter
Langzeitfunktionssicherheit realisiert werden kann.
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Beispielsweise
kann bei einer Armbanduhr mit einer Welle, einer Aufzugswelle, einer
wasserdichten Dichtung und einer Wellenfassung eine Armbanduhr mit
verbesserter Langzeitfunktionssicherheit geschaffen werden, indem
in der wasserdichten Struktur als wasserdichte Dichtung der oben
genannte Butylkautschuk mit einer Vernetzungsstruktur, die ausgezeichnete
niedrige Druckverformungsresteigenschaften aufweist, verwendet wird,
und indem des Weiteren die wasserdichte Dichtung dem Wellenringabschnitt
zugefügt
wird, so dass die wasserdichte Dichtung gegen die Umfangsoberfläche der
Wellenfassung gedrückt
wird. Beispielsweise zeigt 7 eine Armbanduhr
mit einer Welle 22, einer Aufzugswelle 26, einer
wasserdichten Dichtung 28 und einer Wellenfassung 23,
wobei der Wellenringabschnitt 24 mit einer Ringrille 210 versehen
ist und eine wasserdichte Dichtung 29 eingepasst ist.
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Die
wasserdichte Dichtung 29, die auf dem Wellenringabschnitt 24 angeordnet
ist, ist an solch einer Position angeordnet, dass die wasserdichte
Dichtung 29 gegen die Umfangsoberfläche der Wellenfassung 23 gedrückt wird.
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Der
oben genannte Butylkautschuk mit einer niedrigen Druckverformungsrestleistung,
der nicht für
einen langen Zeitraum deformiert wird, wird in den wasserdichten
Dichtungen 25, 29 verwendet. Da der Butylkautschuk
nicht über
einen langen Zeitraum deformiert wird, kann der Schaft immer leichtgängig betrieben
werden.
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Ein
Anpressen der wasserdichten Dichtung 29, die auf der Innenwandoberfläche des
Wellenringabschnittes 24 angeordnet ist, gegen die Umfangsoberfläche der
Wellenfassung 23 bewirkt, dass das Eindringen von äußerem Staub,
menschlichem Schweiß und
Wasser oder Feuchtigkeit in die Wellenfassung 23 verhindert wird.
Dies ermöglicht,
dass der Verschleiß der
wasserdichten Dichtung 25, die in der Wellenfassung 23 angeordnet
ist, verhindert wird, so dass eine Wasserdichtigkeitsleistung mit
hoher Verlässlichkeit
realisiert werden kann.
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Des
Weiteren wird, wenn eine große äußere Kraft,
beispielsweise resultierend aus einem Zusammenstoß eines
Gegenstandes mit der Welle 22 im Wasser, auf die Welle 22 ausgeübt wird,
kein Wackeln auftreten, da zwischen der Umfangsoberfläche der
Wellenfassung 23 und dem Wellenringabschnitt 24 keine
Lücke vorhanden
ist. Des Weiteren werden die wasserdichten Dichtungen 25, 29 nicht
deformiert werden, wodurch ermöglicht
wird, dass das seitliche Verlagern der Welle 22 vermieden
wird, so dass die wasserdichte Dichtung 25 in der Wellenfassung 27 eine
gleichmäßige Kompressionsverteilung
aufrecht erhalten kann. Daher wird kein Wasser in den inneren Teil
der Armbanduhr eindringen, wodurch eine hochverlässliche Wasserdichtigkeitsleistung
realisiert wird.
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Zusammenfassend
kann die Deformation der wasserdichten Dichtung einer Armbanduhr,
selbst wenn sie eine lange Zeit verwendet wird, durch die Konstruktion
vermieden werden, die realisiert wird, indem der oben genannte Butylkautschuk
mit einer Vernetzungsstruktur als wasserdichte Dichtung verwendet
wird und indem des Weiteren die wasserdichte Dichtung zu dem Wellenringabschnitt
hinzugefügt
wird, so dass die wasserdichte Dichtung gegen die Umfangsoberfläche der
Wellenfassung gedrückt
wird. Daher kann die Welle immer leichtgängig betrieben werden. Des
Weiteren würde,
wenn eine große äußere Kraft,
beispielsweise resultierend aus einem Zusammenstoß eines
Gegenstandes mit der Welle im Wasser, auf die Welle einwirkt, kein Wackeln
auftreten, da zwischen der Umfangsoberfläche der Wellenfassung und der
Innenwandoberfläche
des Wellenringabschnittes keine Lücke vorhanden ist. Daher kann
der gleichmäßig zusammengedrückte Zustand der
wasserdichten Dichtung aufrecht erhalten werden, wodurch ermöglicht wird,
dass das Eindringen von Wasser in den inneren Teil der Armbanduhr
verhindert wird. Im Ergebnis kann die Armbanduhr eine ausgezeichnete
Wasserdichtigkeit aufweisen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Das
tragbare Minigerät,
das mit der Dichtung versehen ist, die den Butylkautschuk mit der
Vernetzungsstruktur aufweist, die aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht, ist gegenüber
Wasser und Feuchtigkeit hoch resistent. Selbst wenn das tragbare
Minigerät über einen langen
Zeitraum verwendet wird, ist die plastische Deformation der Dichtung
gering. Daher weist das tragbare Minigerät eine ausgezeichnete Haltbarkeit
auf und kann eine ausgezeichnete Wasserdichtigkeitsleistung über einen
langen Zeitraum aufrecht erhalten. Insbesondere bei der Armbanduhr
mit einer langlebigen Spezifikation mit dem Uhrwerk, bei der beispielsweise
eine langlebige Batterie oder eine Solarzelle verwendet wird, die
Energie durch eine Umwandlung von Licht in elektrische Energie gewinnt,
oder bei der mechanischen Armbanduhr kann ein Austausch von wasserdichten
Dichtungen unnötig
sein, wodurch eine wartungsfreie Armbanduhr realisiert wird. Des
Weiteren kann eine Armbanduhr bereitgestellt werden, die durch die
Verwendung beispielsweise eines Ultraschallreinigers entsprechend
der starken Marktnachfrage gereinigt werden kann.
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Des
Weiteren kann das erfindungsgemäße tragbare
Minigerät
zu einem tragbaren Minigerät
mit verbesserter Langzeitwasserdichtigkeit ausgebildet werden, indem
die Struktur des tragbaren Minigerätes mit der oben genannten
Dichtung kombiniert wird.
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Beispiel
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
und die angehängten Zeichnungen
weiter erläutert,
die jedoch in keiner Weise den Schutzbereich der Erfindung einschränken.
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(Beispiele 1 und 2)
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Die 4 und 5 sind
Querschnittsansichten, die den Umriss der wasserdichten Struktur
einer äußeren Komponente,
die eine Kautschukdichtung aufweist, zeigen.
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Die
folgende Beschreibung ist auf den O-Ring 1 einer rückseitigen
Abdeckung zur Verwendung in der wasserdichten Abdichtungsstruktur
eines Gehäusehauptkörpers 4 einer
Armbanduhr und einer rückseitigen Abdeckung 7 als äußere Teile
einer Armbanduhr, wie in 5 gezeigt, fokussiert.
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Chlorbutylkautschuk
(JSR 1068 (Handelsname) hergestellt durch JSR Co., Ltd.) wurde als
Ausgangskautschuk verwendet, Zinkoxid als Vulkanisationsmittel,
Ruß als
Verstärkungsmittel
und Zink-Diethyldithiokarbamat (Vulkanisationsbeschleuniger EZ (Handelsname)
hergestellt durch Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.) als
Vulkanisationsbeschleuniger.
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Gemäß der Rezeptur
aus Tabelle 1 wurden für
jedes der Beispiele 1 und 2 mit einem Banbury-Mixer oder einem Druckkneter
der Ausgangskautschuk und die Zutaten gemischt und miteinander verbunden.
Danach wurde, während
das Zinkoxid und der Vulkanisationsbeschleuniger darin reingemischt
wurden, die Verbindung mittels einer offenen Walzenmühle gezogen,
um eine vorgegebene Dicke zu erreichen. Damit wurden nicht vulkanisierte
Kautschukblätter
geschaffen. Die nicht vulkanisierten Kautschukblätter wurden in vorgegebene
Formen geschnitten, und für
jedes der Beispiele 1 und 2 wurde eine Pressvulkanisation bei 180°C für 5 bis
10 Minuten mittels einer Druckformungsmaschine durchgeführt. Daher
wurden O-Ringe 1 (Innendurchmesser 1b: 27,0 mm) für eine rückseitige
Abdeckung einer Armbanduhr geschaffen, die in der Draufsicht ringförmig und
im Querschnitt 1a kreisförmig
sind (Ringquerschnittsdurchmesser 1c: 0,75 mm), wie in 3 dargestellt, und
des Weiteren wurden Teststücke
gemäß der japanischen
Industrienorm (JIS) K6262 hergestellt (Durchmesser: 29,0 mm und
Dicke: 12,5 mm).
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- (Bemerkung) Jede Zahl gibt ein Mischungsverhältnis (pts.wt.)
pro 100 pts.wt. eines Chlorbutylkautschuks an.
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(Vergleichsbeispiele 1
bis 3)
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O-Ringe 1 für eine rückseitige
Abdeckung einer Armbanduhr mit der gleichen Größe wie in den Beispielen 1
und 2 und Teststücke
gemäß der japanischen
Industrienorm (JIS) K6262 wurden auf die gleiche Art präpariert,
wie in den Beispielen 1 und 2, außer dass der Ausgangskautschuk,
wie unten beschrieben, verändert
wurde.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Ein
mit Schwefel vulkanisierter NBR-Kautschuk (Acrylnitrilgehalt: 36
Gewichtsprozent, Handelsname: Nipol 1041, hergestellt von Nippon
Zeon Co., Ltd.) wurde als Ausgangskautschuk verwendet.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Ein
mit Schwefel vulkanisierter IIR-Kautschuk (Handelsname: Butyl 365,
hergestellt von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) wurde als Ausgangskautschuk
verwendet.
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(Vergleichsbeispiel 3)
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Ein
mit Schwefel vulkanisierter EPDM-Kautschuk (Handelsname: M600, hergestellt
durch Mitsui Chemicals, Inc.) wurde als Ausgangskautschuk verwendet.
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Jedes
der Kautschukprodukte (O-Ringe für
die rückseitige
Abdeckung einer Armbanduhr und Teststücke gemäß der japanischen Industrienorm
(JIS) K6262), die aus den Kautschukzusammensetzungen der Beispiele
1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt worden sind,
wurde bezüglich
der folgenden Punkte evaluiert (10 Teststücke für jeden Punkt). Die Testresultate
sind in der Tabelle 2 und 1 aufgeführt.
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(Kautschukhärtetest
gemäß JIS K6253)
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Der
Typ A-Durometerhärtetest
wurde gemäß der japanischen
Industrienorm (JIS) K6253 durchgeführt. Die Testresultate sind
in Tabelle 2 aufgeführt.
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(Plastischer Verformungstest
gemäß JIS K6262)
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Ein
plastischer Verformungstest wurde gemäß der japanischen Industrienorm
(JIS) K6262 durchgeführt.
Der Test wurde für
jedes Teststück
bei 80 ± 1°C für 72 Stunden
mit einer Verformung von 25 % der Dicke durchgeführt. Es wurden Teststücke mit
einem Durchmesser von 29 mm und einer Dicke von 12,5 mm verwendet.
Der plastische Verformungstest weist folgende Schritte auf: Kompression
jedes Teststückes
bei einer vorgegebenen Temperatur für eine vorgegebene Zeitdauer,
Entfernen der Kompressionskraft und Messen einer Restverformung.
Der Druckverformungsrest wurde durch folgende mathematische Formel
berechnet: (Anfangsdicke – Dicke
nach dem Test) ÷ (Anfangsdicke – Dicke
des Teststückes
während
der Kompressionsverformung während
des Testes) × 100
(%). Die Dicke von jedem Teststück,
das während
des Testes einer Kompressionsverformung ausgesetzt war, war konstant
und gleich 75 % der Anfangsdicke. Die Testergebnisse sind in Tabelle
2 aufgeführt.
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(Plastischer Verformungstest
für einen
O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung)
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Ein
plastischer Verformungstest für
einen O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung wurde gemäß des Testverfahrens
durchgeführt,
das in der japanischen Industrienorm (JIS) K6262 spezifiziert ist.
Bezug nehmend auf 3 war die Querschnittsform 1a
von jedem O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung kreisförmig.
Jeder O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung wurde in Richtung seiner Dicke zusammengedrückt bis
die Umrissdimension 1c 76 % der ursprünglichen Umrissdimension entsprach,
und während
die Kompression aufrecht erhalten wurde, wurde der O-Ring einer
rückseitigen
Abdeckung auf 80°C
aufgeheizt. Damit wurde der plastische Verformungstest eingeleitet.
Bei der Einleitung des plastischen Verformungstest betrug die Klemmung des
O-Ringes einer rückseitigen
Abdeckung 0,18 mm (Klemmung bei der Einleitung des Testes = Anfangsdicke
t0 vor dem Test – Dicke
t2 des Teststückes
unter Kompressionsverformung). Die Dicke t2 des Teststückes unter
Kompressionsverformung war während
des Testes konstant und betrug 0,57 mm. Die Kompression wurde für einen
vorgegebenen Zeitraum aufrecht erhalten (5, 10, 20 oder 30 Tage),
und die Kompressionskraft wurde entfernt. Das Teststück eines
O-Ringes einer rückseitigen
Abdeckung wurde auf eine gewöhnliche
Temperatur abgekühlt,
und die Dicke t1 desselben wurde gemessen. Die mathematische Formel
zum Berechnen des Druckverformungsrestes wurde oben bereits erwähnt und
lautet: (Anfangsdicke t0 vor dem Test – Dicke t1 nach dem Test) ÷ (Anfangsdicke
t0 vor dem Test – Dicke
t2 des Teststückes
unter Kompressionsverformung während
des Testes) × 100
(%).
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Die
Dicke t2 des Teststückes
unter Kompressionsverformung während
des Testes war konstant. Die Änderung
des Druckverformungsrestes bei einer Langzeitheizkompression mit
fortschreitender Zeit wird für die
O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung aus Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 und
der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 in 1 gezeigt.
Es wird im Allgemeinen angenommen, dass das beschleunigte Testen
bei 80 °C über 30 Tage
einer Tragedauer einer Armbanduhr von ungefähr drei Jahren entspricht.
Der Druckverformungsrest nach 30 Tagen betrug 32 % im Beispiel 1
und 25 % im Beispiel 2. Der Druckverfromungsrest betrug jedoch 65
% im Vergleichsbeispiel 1, 70 % im Vergleichsbeispiel 2 und 86 %
im Vergleichsbeispiel 3.
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Unter
der Annahme das O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung mit Restverformungen in Armbanduhren eingesetzt werden,
ist in 2 die Beziehung zwischen dem Druckverformungsrest
und der Klemmung, wenn die O-Ringe in eine Armbanduhr eingesetzt
sind, für
die O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung gezeigt (Klemmung = (Dicke t1 eines O-Ringes einer rückseitigen
Abdeckung nach einer Sequenz von Heizkompression für einen
vorgegebenen Zeitraum und einer Rücknahme der Kompressionskraft) – (Dicke
t2 eines O-Ringes einer rückseitigen
Abdeckung unter Kompressionsverformung)). Die Dicke t2 eines O-Ringes
einer rückseitigen
Abdeckung unter Kompressionsverformung ist konstant. Zum Beispiel,
wenn bei einer derartigen initialen Bedingung, dass die Restverformung
eines O-Ringes einer rückseitigen
Abdeckung nicht vorhanden ist, ist der Druckverformungsrest 0 %
und beträgt
die Klemmung 180 μm.
Des Weiteren beträgt,
wenn in einem derartigen Zustand, in dem der O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung etwas vulkanisiert ist, um eine plastische Deformation
zu verursachen, der Druckverformungsrest 50 % und die Klemmung 90 μm. In diesem
Zusammenhang besteht die Vorbedingung, dass die Konstruktionswerte
für den
Querschnittsdurchmesser eines O-Ringes einer rückseitigen Abdeckung und für das Kompressionsverhältnis, wenn
er in eine Armbanduhr eingesetzt ist, 0,75 mm bzw. 24 % betragen.
Des Weiteren wurde die Beziehung zwischen der Klemmung eines O-Ringes
einer rückseitigen
Abdeckung, wenn er in eine Armbanduhr eingesetzt ist, und die Zehn-Atmosphären-Wasserdichtigkeit
untersucht (Druck von 10 atm wird im Wasser auf eine Armbanduhr
ausgeübt,
und das Eindringen von Wasser in den inneren Teil der Armbanduhr
wird getestet). Wenn die Klemmung weniger als 50 μm beträgt (Druckverformungsrest
größer als
72 %), trat ein Wasserdichtigkeitsfehler auf. Wenn die Klemmung
80 μm oder
mehr betrug (Druckverformungsrest nicht größer als 55%), war die Wasserdichtigkeitsleistung
ausgezeichnet. Wenn die Klemmung in dem Bereich von 50 μm bis weniger
als 80 μm
lag, trat ein Wasserdichtigkeitsfehler gelegentlich auf.
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Bezogen
auf die O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung aus den Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 und
2 beträgt
der Druckverformungsrest nach einem Langzeitheiztest, der bei 80°C über 30 Tage durchgeführt worden
ist, weniger als 55%, so dass die plastische Deformation von O-Ringen
einer rückseitigen Abdeckung
nur gering sein würde,
wodurch ein geeigneter Berührungsdruck
in der wasserdichten Struktur für einen
langen Zeitraum aufrecht erhalten wird. Das heißt, die Armbanduhr, die mit
diesen O-Ringen einer rückseitigen
Abdeckung versehen ist, könnte
eine ausgezeichnete Wasserdichtigkeit für einen langen Zeitraum aufrecht
erhalten. Auf der anderen Seite übersteigen
die Druckverformungsrestwerte als Resultat des Tests, der unter
den gleichen Bedingungen durchgeführt worden ist, bezogen auf
die O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung aus den Kautschukzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele
1 bis 3 55 oder 72 %. Die Armbanduhr, die mit diesen O-Ringen einer
rückseitigen
Abdeckung versehen ist, hat die Wasserdichtigkeit nicht über einen
langen Zeitraum aufrecht erhalten können. Dem Druckverformungsrest
wurde der Wert A gegeben, wenn er in dem Bereich von 0 bis 55 %
lag. Ihm wurde der Wert B gegeben, wenn er in dem Bereich von mehr als
55 % bis 72 % lag, und ihm wurde der Wert C gegeben, wenn er 72
% überstieg.
Die Evaluationsergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
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(Wasserdurchlässigkeitstest)
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Für jede der
Armbanduhren, die mit den O-Ringen einer rückseitigen Abdeckung aus den
Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 und die mit den
O-Ringen einer rückseitigen
Abdeckung aus den Kautschukzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele
1 bis 3 versehen sind, wurden 10 Teststücke bereitgestellt und 2 Tage
lang in 50 °C
warmem Wasser eingetaucht. Diese Armbanduhrteststücke wurden
herausgenommen, auf einer heißen
Platte angeordnet, deren Oberfläche
auf 70 °C
aufgeheizt war, und für
10 Minuten geheizt. Ein Wassertropfen wurde auf jedes Windschutzglas
mittels eines Füllfederhalters
gesetzt. Es wurde dem Wassertropfen ermöglicht, für 30 Sekunden unbewegt dort
zu verbleiben, und dann wurde der Wassertropfen weggewischt. Der
Grad an Eintrübung
(Taukondensation) auf der Innenfläche des Windschutzglases wurde
visuell evaluiert.
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Als
Ergebnis wurde für
die Armbanduhren, die mit den O-Ringen einer rückseitigen Abdeckung der Beispiele
1 und 2 und des Vergleichsbeispiels 2 versehen waren, beobachtet,
dass alle 10 Teststücke
keine Eintrübung
aufwiesen, wodurch sie eine ausgezeichnete Wasserundurchlässigkeit
zeigten. Im Gegensatz dazu weisen, bezogen auf die Armbanduhr, die
mit dem O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung des Vergleichsbeispiels 1 versehen ist, alle 10 Teststücke eine
Eintrübung
auf, und 3 der 10 Teststücke
wiesen bezüglich
der Armbanduhr, die mit dem O-Ring einer rückseitigen Abdeckung eines
Vergleichsbeispiels 3 versehen ist, eine Eintrübung auf. Diese Eintrübungen verschwanden
nicht, selbst nachdem 3 Minuten vergangen waren.
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Der
Nichtdurchlässigkeit
wurde der Wert A gegeben, wenn alle 10 Teststücke keine Eintrübung aufwiesen.
Der Nichtdurchlässigkeit
wurde der Wert B gegeben, wenn 1 bis 5 Teststücke eine Eintrübung aufwiesen,
und der Nichtdurchlässigkeit
wurde der Wert C gegeben, wenn 6 bis 10 Teststücke eine Eintrübung aufwiesen.
Die Evaluationsergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
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(Feuchtigkeitsdurchlässigkeitstest)
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Die
Uhren, die den Wasserdurchlässigkeitstest
durchlaufen haben, wurden auseinandergebaut und getrocknet. Bezogen
auf jede der so erlangten Armbanduhren, die mit den O-Ringen einer
rückseitigen
Abdeckung der Beispiele 1 und 2 und die mit den O-Ringen einer rückseitigen
Abdeckung der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 versehen sind, wurden
10 Teststücke
in einer Kammer mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit platziert,
65 °C bzw.
90 %. Die Armbanduhren konnten dort unbewegt 5 Tage lang verbleiben.
Diese Armbanduhrtestteile wurden herausgenommen, auf einer heißen Platte
angeordnet, deren Oberfläche
auf 70 °C
geheizt war, und für
10 Minuten geheizt. Ein Wassertropfen wurde auf jedem Windschutzglas
mittels eines Füllfederhalters
gesetzt. Der Wassertropfen konnte dort für 30 Sekunden unbewegt verbleiben
und wurde weggewischt. Der Grad an Eintrübung (Taukondensation) auf
der Innenfläche
des Windschutzglases wurde visuell evaluiert. Als Resultat wurde
bezogen auf die Armbanduhren, die mit den O-Ringen einer rückseitigen
Abdeckung der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 2 und
3 versehen sind, beobachtet, dass alle 10 Teststücke keine Eintrübung aufwiesen,
wodurch sie eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
zeigten. Im Gegensatz dazu, wiesen, bezogen auf die Armbanduhr,
die mit dem O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung des Vergleichsbeispiels 1 versehen war, alle 10 Teststücke eine
Eintrübung
auf. Diese Eintrübungen
verschwanden nicht, selbst nachdem 3 Minuten vergangen waren.
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Die
Nichtdurchlässigkeit
wurde mit A bewertet, wenn alle 10 Teststücke keine Eintrübung aufwiesen. Die
Nichtdurchlässigkeit
wurde mit B bewertet, wenn 1 bis 5 Teststücke eine Eintrübung aufwiesen.
Die Nichtdurchlässigkeit
wurde mit C bewertet, wenn 6 bis 10 Teststücke eine Eintrübung aufwiesen.
Die Evaluationsergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgelistet.
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(Silbernes-Ziffernblatt-Verfärbungstest)
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Für jeden
der O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung aus den Kautschukzusammensetzungen der Beispiele 1 und
2 und der O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung aus den Kautschukzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele
1 bis 3 wurde ein Wetterfestigkeitstest derselben durchgeführt, indem
der O-Ring einer rückseitigen
Abdeckung zwischen einer Glasplatte und einem silbernen Ziffernblatt
gesetzt wurde und indem die Glasplattenseite mittels eines Sonnenschein-Wetter-Messgerätes, das
von der Suga Test Instruments Co., Ltd. hergestellt wird, Licht
ausgesetzt wird. Die Lichtaussetzung wurde kontinuierlich 10 Stunden
lang durchgeführt,
und danach wurde der Grad der Verfärbung des silbernen Ziffernblattes
evaluiert. Die O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung der Beispiele 1 und 2 erzielten ausgezeichnete Ergebnisse,
ohne dass sich das silberne Ziffernblatt verfärbt hat. Im Gegensatz dazu
wiesen die silbernen Ziffernblättern
der O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 eine Verfärbung auf.
Diese O-Ringe einer rückseitigen
Abdeckung der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 enthalten zur Vernetzung
Schwefel, so dass vermutet wird, dass das Schwefel als Gas verdunstet,
wodurch das silberne Ziffernblatt nachteilig beeinflusst wird.
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Bezogen
auf die Kautschukzusammensetzungen der Beispiele ist die Rezeptur
nicht besonders beschränkt.
Zum Beispiel könnte
bei der Verwendung von Ruß als
Verstärkungsmittel
die Kautschukhärte
reguliert werden, indem ein Mischungsverhältnis von Ruß ausgewählt wird
(zwischen 50 und 150 Gewichtsanteilen). Des Weiteren könnte die
Vulkanisationsleistung der Kautschukzusammensetzung durch Hinzufügen eines
Vulkanisationsbeschleunigers verbessert werden.
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Anhand
der Ergebnisse der Tabelle 2 und der 1 ist es
offensichtlich, dass bezogen auf die Wasserdichtigkeitsleistung
von Armbanduhren, die mit den Kautschukdichtungen aus den Kautschukzusammensetzungen
der Beispiele versehen sind, die Anfangsleistung bezüglich der
Wasserundurchlässigkeit
und der Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
ausgezeichnet ist und dass die ausgezeichnete Leistung aufrecht
erhalten werden kann, selbst wenn die Armbanduhren über einen
langen Zeitraum verwendet werden. Des Weiteren wurden Verfärbungsprobleme
und andere Probleme eines metallischen Materials, beispielsweise
von Silber als eine äußere Komponente
einer Armbanduhr, selbst wenn die Armbanduhr lange verwendet wird,
vollständig
gelöst.
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Die
Leistung bezogen auf das silberne Ziffernblatt wurde mit A bewertet,
wenn keine Verfärbung
auftrat, und die Leistung wurde mit C bewertet, wenn eine Verfärbung auftrat.
Die Evaluationsresultate sind in der Tabelle 2 aufgelistet.
