DE60317317T2

DE60317317T2 - Bandförmiges gussteil und band für kugelkette

Info

Publication number: DE60317317T2
Application number: DE60317317T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Shimotsuga-gun MASUMURA; Kazuki Shimotsuga-gun TOMITA; Akira Shimotsuga-gun TOCHIGI; Yuji Shimotsuga-gun KOKUNO; Seiichi Shimotsuga-gun OHIRA; Hidekazu Michioka; Katsuya Nakakoma-gun Iida
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: EP1498246A4; CN1655913A; AU2003221164A1; EP1498246B1; US10800080B2; JP2010280215A; JPWO2003080306A1; US20120156468A1; DE60317317D1; US8764302B2; US20050153119A1; JP4913890B2; US20160193764A1; WO2003080306A1; KR20040097235A; CN100379542C; JP4567978B2; EP1498246A1; ATE377494T1; KR100905033B1

Description

[Technischer Bereich]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein bandförmiges Produkt und ein Band für eine Kugelkette, wie sie in einer Führungsvorrichtung für lineares Bewegen auf einer Spur verwendet wird, die Gebrauch vom Rollen einer Mehrzahl von Roll-Elementen wie beispielsweise Kugeln oder Rollen macht (nachfolgend beispielhaft in Bezug genommen als „Kugel(n)").
[Stand der Technik]
Bisher sind verschiedene bandförmige Produkte aus thermischen Harzen bekannt, jedoch wurden fast keine Vorschläge in Bezug auf ein bandförmiges Produkt gemacht, das zur Bildung eines Bandes geeignet ist, das einen planaren Band-Abschnitt einschließt, der mit einer Vielzahl von Löchern zum Halten eines anderen Objektes darin versehen ist. Als Beispiel eines derartigen Bands, das einen planaren Band-Abschnitt einschließt, der mit einer Vielzahl von Löchern zum Halten eines anderen Objektes darin versehen ist, gibt es ein Endlos-Band für eine Führungs-Vorrichtung zum linearen Bewegen auf einer Spur, das darin Kugeln hält, die darauf rollbar sind. Wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung ( JP-A) 5-52217 offenbart ist, schließt ein solches Band Kugeln haltende Abschnitte, die im Eingriff mit einer Mehrzahl von Kugeln sind, die mit vorgeschriebenen Abständen in einer Reihe angeordnet sind, und ein flexibles Verbindungselement zur Verbindung zwischen den jeweiligen Kugeln haltenden Abschnitten ein.
Für die Herstellung eines Bandes für eine Kugelkette (nachfolgend mitunter in Bezug genommen als Kugelketten-Band) sind bekannt ein Verfahren zur Bildung vorgeschriebener, eine Kugeln haltender Löcher in einem extrudierten Band und ein Verfahren zum direkten Spritz-Formen ohne über ein derartiges Band-Produkt zu gehen. Ein Beispiel des erstgenannten Verfahrens ist offenbart in der Druckschrift JP-A 2001-74048 , worin vorab ein gestrecktes flaches Band-Produkt (d. h. ein Band-Element) durch Extrusion gebildet wird und in vorgeschriebener Länge unter Bildung einer Reihe von Löchern zum lockeren Halten von Kugeln geschnitten wird und Spacer-Abschnitte zwischen benachbarten Halte-Löchern zum Halten von Kugeln gebildet werden, wobei die Kugeln als Einsätze verwendet werden. Im Fall der Bildung eines Band-Produkts (eines Band-Elements) durch Extrudieren eines synthetischen Harzes und anschließendes Bilden von Kugeln haltenden Löchern zum rollbaren Halten von Kugeln ist es schwierig, eine Festigkeit zu erhalten, die ausreichend dafür ist, das Produkt als Endlos-Band zu verwenden, das einer Gleitbewegung unterliegt. Weiter ist die Haftung zwischen den Spacer-Abschnitten, die durch Spritzformen gebildet werden, und dem Band-Element unzureichend und ruft das Abfallen der Spacer-Abschnitte hervor. Aus diesem Grund offenbart zum Zweck einer Sicherstellung der Zugfestigkeit und Biegefestigkeit des Band-Elements die Druckschrift JP-A 2001-74048 auch ein Verfahren unter Verwendung zweier Extruder zum Extrudieren eines Harzes, das als verstärkendes Material fungiert, und eines Harzes, das das verstärkende Material unter Bildung eines Band-Abschnitts durch eine gemeinsame Düse überzieht, und ein Extrusionsbilde-Verfahren zum Einbetten verstärkender Elemente wie beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern oder Keramik-Fasern entlang paralleler Längs-Kanten eines flachen, bandförmigen Bandes. Jedoch kann das oben genannte Verfahren des Co-Extrudierens zweier Typen von Harzen zur Bildung eines verstärkenden Elements keine ausreichende Festigkeit liefern, und wenn ein großes Reck-Verhältnis darauf angewendet wird, um eine erhöhte Festigkeit zu liefern, wird die thermische Schrumpfbarkeit größer, so dass das Produkt nicht für eine Verwendung wie beispielsweise ein Endlos-Band zum Halten von Kugeln, die in einer linearen Bewegungs-Führungs-Vorrichtung rollbar sind, geeignet ist. Andererseits können die Fasern wie beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern oder Keramikfasern eines Materials, das von dem ein Band bildenden Material verschieden ist, nicht ausreichend stark mit dem das Band bildende Material verbunden werden, so dass diese Materialien dazu neigen, aufgrund verschiedener Belastungen während des Gebrauchs dazwischen einen Spalt zu bilden, und die Festigkeit sinkt schnell, wenn der Spalt auftritt, was ein Problem in Bezug auf die Haltbarkeit einschließt.
Weiter sind in einem anderen Verfahren zur Herstellung eines Kugelketten-Bandes, wie es beispielsweise offenbart ist in der Druckschrift JP-A 11-247856 , Kugelrahmen, die einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der von Kugeln, wie sie für die Kugel-Kette verwendet werden, in einem Überstand in vorgeschriebenen Intervallen in einer Metallform zum Spritzformen von synthetischem Harz aufgereiht, und ein synthetisches Harz wird in die Metall-Form eingespritzt und so ein verbindendes Band mit den darin aufgereihten Kugel-Rahmen gebildet, gefolgt vom Herausnehmen des Verbindungsbandes aus der Metallform und dem Eindrücken von Kugeln in die Kugel-Rahmen des geformten Produktes unter rollbarem Halten der Kugeln darin. Gemäß diesem Verfahren ist es sehr schwierig, eine ausreichende Größen-Genauigkeit zu entwickeln, und selbst in einem Fall, in dem eine ausreichende Genauigkeit erreicht werden kann, werden die Metall-Form-Produktionskosten sehr teuer. Weiter ist das Herausnehmen des Produkts aus der Form schwierig, und der Anteil von defekten Teilen neigt dazu, aufgrund des Auftretens von Form-Graten um die Löcher höher zu sein.
In einem anderen Verfahren, wie es beispielsweise in der Druckschrift JP-A 5-196037 beschrieben ist, werden eine Mehrzahl von Kugelstücken, die zwischen den Kugeln angeordnet sind, und ein Verbindungsband, das die Kugelstücke verbindet und mit Kugel-Löchern zum Aufnehmen der Kugeln versehen ist, einstückig durch Spritzformen gebildet. In dem Spritzform-Verfahren werden Harze, die aus jeweiligen Ausgängen eingeschlossen werden, an einem Zwischenpunkt zwischen den Ausgängen unter Bildung einer Schweißnaht vereinigt, deren Festigkeit dazu neigt, verringert zu sein.
Das Dokument EP-A 0 890 754 beschreibt eine Kugelkette, die für eine lineare Führungsvorrichtung geeignet ist und mit Kugel-Roll-Rillen in Form gotischer Bögen versehen ist, in der eine Zahl von Kugeln in einer Reihe angeordnet ist und rollbar gehalten wird und in einer Kugel-Endlos-Spur der linearen Führungsvorrichtung angeordnet sind. Jede Kugel wird durch ein Paar kugelförmiger Sitze gehalten. Die kugelförmigen Sitze sind aus einem Harz-Material geformt, dessen Zugfestigkeit größer ist als diejenige des Harz-Materials der Kugelkette.
Das Dokument EP-A 1 083 347 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Roll-Element-Schnur, die eine überlegene Zugfestigkeit und Biegefestigkeit von einem Harz-Material aufweist, das in den Bereichen, die die Roll-Elemente halten, durch Zugabe von Glasfasern, Carbonfaser oder Keramikfasern zu dem Harzmaterial oder durch die Zugabe von Carbon-Füllstoffen zu dem Harz-Material verstärkt ist.
Wie oben beschrieben, wurde kein bandförmiges Produkt bereitgestellt, das zur Bildung eines Bandes geeignet ist, das einen planaren Band-Abschnitt einschließt, der mit einer Vielzahl von Löchern zum Halten eines anderen Objektes darin versehen ist. Weiter ist die Produktion von Band-Elementen gemäß den oben genannten Verfahrensweisen kompliziert, und es ist schwierig, eine gewünschte Festigkeit durch die Produkte zu erhalten.
[Offenbarung der Erfindung]
Die Erfinder haben Untersuchungen betrieben mit dem Ziel einer Bereitstellung eines bandförmigen Produktes, das geeignet ist zur Bildung eines Bandes, das einen planaren Band-Abschnitt einschließt, der mit einer Vielzahl von Löchern zum Halten eines anderen Objektes darin versehen ist und eine große Zugfestigkeit aufweist, und eines Form-Produktes, das eine große Zugfestigkeit aufweist, wie beispielsweise ein Kugelketten-Band, das eine große Zugfestigkeit aufweist, zum rollbaren Halten von Kugeln, die in einer Reihe angeordnet sind, und sind so zu der vorliegenden Erfindung gelangt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein bandförmiges Produkt bereitzustellen, das geeignet zur Bildung eines Bandes ist, das einen planaren Band-Abschnitt einschließt, der mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, oder eines Bandes zum Halten eines anderen Gegenstandes in solchen Löchern, oder eines Bandes für eine Kugelkette (d. h. eines Kugelketten-Bandes), das exzellente Band-Halte-Energie und Haltbarkeit aufweist.
Die Erfindung betrifft ein bandförmiges Produkt aus synthetischem Harz, das umfasst:

– ein Band aus einem thermoplastischem Harz und
– ein faserförmiges Element aus einem thermoplastischen Harz, das darin längs verlaufender paralleler Kanten des Bandes oder in Nähe dazu enthalten ist; wobei das bandförmige Produkt dadurch gekennzeichnet ist, dass das faserförmige Element ein vorher gerecktes Element ist; und
– das thermoplastische Harz, das das faserförmige Element bildet, von derselben Familie ist wie das thermoplastische Harz, das das Band bildet.

Bevorzugte Ausführungsformen des Produkts gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 beansprucht.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes für eine Kugelkette, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Einsetzen von Kugeln zum Formen in eine Form, wobei die Kugeln jeweils einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig größer ist als Kugeln, die in einem resultierenden Form-Produkt gehalten werden sollen, damit sie in einer geraden Linie entlang einem zentralen Abschnitt des resultierenden Form-Produkts aufgereiht sind, und ein faserförmiges Element, damit dieses entlang länglicher paralleler Kanten des resultierenden Form-Produktes oder in deren Nähe enthalten ist;
– Spritzformen eines formbaren thermoplastischen Harzes unter Bilden eines Band-Abschnitts und eines haltenden Abschnitts in integraler Weise; und
– anschließendes Entfernen der Kugeln zum Formen; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass
– das faserförmige Element ein vorher gerecktes Element ist; und
– das thermoplastische Harz, welches das faserförmige Element bildet, ein Harz aus einem Material derselben Familie ist, wie das formbare thermoplastische Harz, das das Band bildet.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in dem abhängigen Patentanspruch 9 beansprucht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein bandförmiges Produkt aus thermoplastischem Harz, das ein vorab gerecktes faserförmiges Element aus thermoplastischem Harz (nachfolgend in Bezug genommen als „gerecktes faserförmiges Element") entlang längs verlaufender paralleler Kanten oder deren Nähe aufweist. Es ist bevorzugt, dass das gereckte faserförmige Element ein Harz umfasst, das eine gute Haftung aufweist und zusammen mit dem Harz formbar ist, das das Band bildet, das von dem faserartigen Element verschieden ist, und das das bandförmige Produkt eine Längs-Zugfestigkeit von wenigstens 250 MPa und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 1% aufweist, noch mehr bevorzugt eine Längs-Zugfestigkeit von wenigstens 300 MPa und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 0,5% aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein bandförmiges Produkt aus synthetischem Harz, das geformt wurde durch Spritzgießen, zusammen mit einem gereckten faserförmigen Element aus einem thermoplastischen Harz, das eine gute Haftung mit dem direkten faserförmigen Element aufweist und das mit dem gereckten faserförmigen Element, das darin an Positionen entlang längs verlaufender paralleler Kanten oder in Nähe dazu enthalten ist, Kugel-Einsatz-Löchern, die in gleichen Abständen in einer geraden Linie angeordnet sind, und Kugeln haltenden Elementen versehen ist (die nicht die Kugeln halten müssen, jedoch ausreichend sind, wenn sie einen direkten Kontakt von miteinander benachbarten Kugeln verhindern). In dem Kugelketten-Band gemäß der vorliegenden Erfindung kann das gereckte, faserförmige Element ein synthetisches Harz umfassen, das eine gute Haftung mit und Formbarkeit zusammen mit dem Harz aufweist, das das Band bildet und von dem gereckten, faserförmigen Element verschieden ist, und das Band kann eine Zugfestigkeit von wenigstens 100 MPa, eine Kugeln haltende Kraft von wenigstens 30 MPa, wenn Kugeln in die Kugel-Einsatz-Löcher eingesetzt sind, und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 1% zeigen. Es ist bevorzugt, dass die Zugfestigkeit wenigstens 150 MPa beträgt, die Kugeln haltende Kraft wenigstens 45 MPa beträgt, wenn die Kugeln in die Kugel-Einsatzlöcher eingesetzt sind, und die thermische Schrumpfbarkeit höchstens 0,5% ist. In diesem Beispiel ist es ausreichend, dass das gereckte, faserförmige Element an Positionen außerhalb der Einsatz-Löcher angeordnet ist.
[Kurze Beschreibung der Figuren]
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein bandförmiges Produkt gemäß der Erfindung zeigt.
2 zeigt ein Kugelketten-Band gemäß der Erfindung und schließt ein: eine planare Sicht bei (a), eine Längs-Schnitt-Sicht bei (b) und eine seitliche Seitenansicht bei (c).
3 zeigt Zustände von gereckten, faserförmigen Elementen, die eingesetzt sind in eine Form zum Formen eines bandförmigen Produkts gemäß der Erfindung und schließt ein: eine Längs-Schnitt-Sicht bei (a) und eine seitliche Schnittsicht bei (b).
4 ist eine perspektivische Ansicht eines zum Vergleich herangezogenen bandförmigen Produktes, das keine gereckten faserförmigen Elemente enthält.
5 zeigt ein zum Vergleich herangezogenes Verbund-Produkt in Bandform, das ko-extrudierte Kerne enthält.
6 ist eine Ansicht, die einen Zustand des Bildens von Kugel-Einsatz-Löchern in einem bandförmigen Produkt gemäß der Erfindung zeigt.
7 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem gereckte, faserförmige Elemente und Kugeln in eine Form zur Formung eines Kugelketten-Bandes gemäß der Erfindung eingesetzt sind.
8 zeigt eine zum Vergleich herangezogenes Kugelketten-Band, das frei von gereckten, faserförmigen Elementen ist, und schließt ein: eine planare Ansicht bei (a); eine Längs-Seiten-Ansicht bei (b) und eine seitliche Seitenansicht bei (c).
9 zeigt ein zum Vergleich herangezogenes Kugelketten-Band, das frei von gereckten, faserförmigen Elementen ist, und schließt ein: eine planare Ansicht bei (a); eine Längs-Seiten-Ansicht bei (b) und eine seitliche Seitenansicht bei (c).
10 ist eine Ansicht, die einen Zustand der Bildung von Kugel-Einsatz-Löchern in einem zu einem Vergleich herangezogenen bandförmigen Produkt zeigt, das frei von gereckten, faserförmigen Elementen ist.
11 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Rollen in eine Form zur Formung eines Kugelketten-Bandes des Rollen-Typs gemäß der Erfindung eingesetzt werden.
12 zeigt Ansichten eines Kugelketten-Bandes gemäß der Erfindung, die einschließen: eine planare Ansicht bei (a); eine Längs-Seiten-Ansicht bei (b) und eine seitliche Seitenansicht bei (c).
13 ist eine perspektivische Ansicht einer Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung, in die eine Kugelkette gemäß der Erfindung eingebaut wurde.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung, in die eine Kugelkette des Rollen-Typs gemäß der Erfindung eingebaut wurde.
15 ist eine Schnittansicht einer Kugelschraube, in die eine Kugelkette gemäß der Erfindung eingebaut wurde.
Die jeweiligen Symbole entsprechen den jeweiligen Komponenten-Elementen wie folgt.

1: gerecktes faserförmiges Element;
2: Band-Element;
3: Kugel-Halte-Loch;
4: Kugel-Halte-Element;
5: Kugel zum Formen;
6: Kern;
7: Kugel-Einsatz-Zustand;
8: Form;
9: Rollen-Halte-Loch;
10: Rollen-Halte-Element;
11: Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung;
12: Spurschiene;
13: bewegbarer Block-Körper;
14: Kugelkette;
15: Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung;
16: Spur-Schiene;
17: bewegbarer Block-Körper;
18: Kugelkette des Rollentyps;
19: Kugel-Schraube;
20: Schrauben-Schaft;
21: Mutter;
22: Rückfluss-Rohr;
23: Kugelkette (Kugel-Band und Kugeln).

[Bester Weg zur praktischen Durchführung der Erfindung]
Ein bandförmiges Produkt gemäß einer ersten Erfindung ist in 1 gezeigt und umfasst ein gerecktes faserförmiges Element 1 und eingespritztes Harz 2. Die gereckten faserförmigen Elemente 1 werden vorab in eine Form eingesetzt, so dass sie in dem resultierenden geformten Produkt entlang von in Längsrichtung verlaufenden parallelen Kanten oder in Positionen in Nähe bei dem geformten Produkt enthalten sind, und ein Harz, das zusammen mit den gereckten faserförmigen Elementen formbar ist und eine gute Haftung mit diesen aufweist, wird durch Einspritzen geformt und bildet so das bandförmige Element (spritzgeformtes Harz-Element) 2, das integral (bzw. einstückig) mit den gereckten, faserförmigen Elementen 1 ist. Als Ergebnis ist es möglich, ein ein Harz umfassendes, bandförmiges Produkt zu erhalten, das eine Längs-Zugfestigkeit von wenigstens 250 MPa und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 1% aufweist, vorzugsweise eine Längs-Zugfestigkeit von wenigstens 300 MPa und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 0,5%. Übrigens sind die Werte der thermischen Schrumpfbarkeit bezogen auf Werte, die gemessen wurden, nachdem man die Proben für 24 h unter keinem Zug bei 40°C (trocken) stehen ließ.
Ein Kugelketten-Band gemäß einer zweiten Erfindung ist in 2 gezeigt, die einschließt: eine planare Ansicht bei (a); eine Längs-Seiten-Ansicht bei (b); und eine seitliche Seiten-Ansicht bei (c), und es umfasst gereckte faserförmige Elemente 1 eines bandförmigen Produkts entlang in Längsrichtung verlaufender paralleler Kanten oder an Positionen in Nähe dazu, ein bandförmiges Element (aus spritzgeformten Harz) 2, eine Mehrzahl von Kugel-Einsatz-Löchern 3, die in gleichen Intervallen angeordnet sind, die in einem zentralen Abschnitt des Band-Elements 2 aufgereiht sind, und Kugel-Halte-Elemente 4, die jeweils zwischen benachbarten Kugel-Einsatz-Löchern 3 angeordnet sind. In diesem Beispiel ist es ausreichend, dass die gereckten faserförmigen Elemente 1 an einer Position außerhalb der Kugel-Einsatz-Löcher 3 angeordnet sind. Gepunktete Linien 7 in 2 geben jeweils einen Zustand einer Kugel wieder, die in Position eingesetzt ist.
Ein Kugelketten-Band gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es oben beschrieben wurde, kann in der folgenden Weise hergestellt werden: Es werden nämlich in einem bandförmigen Produkt, das gereckte faserförmige Elemente (1) enthält, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurden, Löcher 3, die einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig größer ist als derjenige einer Kugel (oder Rolle), die darin gehalten wird, in gleichen Intervallen durch Perforieren gebildet wird, wie dies in 6 gezeigt ist; es werden Kugeln zum Formen in die Löcher 3 eingesetzt, und es werden Kugeln haltende Elemente 4 im Vorsprung durch Spritzformen um die Löcher 3 herum gebildet. Alternativ werden, ohne über ein derartiges bandförmiges Produkt zu gehen, Kugeln 5, die einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig größer ist als derjenige einer Kugel, die darin gehalten wird, und gereckte faserförmige Elemente 1 in einer Form angeordnet, wie sie in 7 gezeigt ist, und ein vorgeschriebenes Harz wird spritzgeformt, und so werden integral bzw. ganzstückig das Band-Element 2 und die Halte-Elemente 4 gebildet. So wird ein geformtes Produkt, das die gereckten faserförmigen Elemente entlang der in Längsrichtung verlaufenden parallelen Kanten oder in Positionen in Nähe dazu enthält und einen mittleren Abschnitt der Kugeln fixiert, gebildet, und dann werden die Kugeln zum Formen herausgenommen und so ein Kugelketten-Band bereitgestellt. Beim Benutzen des Kugelketten-Bandes werden vorgeschriebene Kugeln, die gehalten werden sollen, an jeweiligen Löchern eingesetzt und so eine Kugelkette bereitgestellt, die die Kugeln mit Roll-Vermögen hält.
In der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen bezieht sich der Ausdruck „vorher gereckte(s) faserförmige(s) Element(e)" auf ein faserförmiges Element, das orientierte Molekül-Ketten einschließt, die erhalten wurden durch Recken eines noch ungereckten faserförmigen Elements, das durch Faser-Spinnen gebildet wurde. Das Recken kann nach jedem beliebigen Verfahren durchgeführt werden, das in der Lage ist, zu einer erhöhten Orientierung des faserförmigen Elements zu führen. Beispielsweise ist es möglich, ein Verfahren zu übernehmen, bei dem ein derartiges, noch ungerecktes faserförmiges Element kontinuierlich einem Reck-Schritt unterzogen wird. Alternativ kann ein derartiges, noch ungerecktes faserförmiges Element später einem separaten Reck-Schritt unterzogen werden. Das Recken kann in einem einzigen Schritt oder in mehreren Schritten, einschließlich zwei oder mehr Schritten, bewirkt werden und kann auch einen Schritt der Wärme-Behandlung usw. einschließen. Das Reck-Medium kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder eine heiße Platte sein und braucht nicht besonders beschränkt zu sein. Weiter ist es auch möglich, ein direktes Spinn-Reck-Verfahren zu übernehmen, in dem ein Harz, das aus einer Spinn-Düse ausgestoßen wird, einem Reck-Vorgang unterzogen wird. Das vorab gereckte faserförmige Element aus thermoplastischem Harz kann gereckte Fasern mit einer Zugfestigkeit von wenigstens 300 MPa umfassen, vorzugsweise 450–1.000 MPa, und kann in Form eines Monofilaments oder in Form von mehreren Filamenten vorliegen. Das gereckte faserförmige Element kann Verbundstrukturfasern (z. B. Kern-/Umhüllungs-Struktur), kombinierte Garn-Fasern, verzwillte Garn-Fasern oder Fasern mit nicht kreisförmigem Querschnitt oder jede beliebige andere Form umfassen, soweit es eine Haftung mit dem eingespritzten Harz halten kann, um so eine ausreichende Festigkeit zu zeigen. Als vorab gerecktes faserförmiges Element aus thermoplastischem Harz ist es bevorzugt, ein Monofilament im Sinne des Einschließens von Verbund-Garn des Kern-Umhüllungs-Typs aus einem Harz derselben Art wie das Harz zum Spritzformen zu verwenden.
Die Harze, die zusammen formbar sind und eine gute Haftung miteinander aufweisen, müssen nicht notwendigerweise vollständig identisch sein, können jedoch solche sein, die Haupt-Komponenten aus identischen Harzen einschließen, können Harze aus demselben Typ oder derselben Familie sein oder können ein gerecktes faserförmiges Element einschließen, dessen Oberfläche chemisch oder physikalisch behandelt wurde, damit sie ein solches Klebevermögen zeigt, dass sie praktisch keine leichte Trennung hervorruft. Das Harz zum Spritzformen ist nicht in besonderer Weise beschränkt, soweit es ein Spritzformen erlaubt, kann jedoch verschiedene Elastomere (z. B. des Polyester-Typs, des Nylon-Typs, des Polyolefin-Typs, des Acryl-Typs, des Fluorenthaltenden Harz-Typs) oder verschiedene synthetische Harze umfassen (z. B. des Polyester-Typs, des Nylon-Typs, des Polyolefin-Typs, des Acryl-Typs, des Fluorenthaltenden Harz-Typs) usw..
Spezielle Kombinationen des gereckten faserförmigen Elements und des Spritz-Form-Harzes können einschließen: eine Kombination aus identischen Harzen und auch Kombinationen aus einem Verbund-Garn des PVDF-/PMMA-Kern-Hülle-Typs und ein Elastomer des Acryl-Typs, ein Elastomer des Polyester-Typs, ein Elastomer des PBT-Typs oder dergleichen, eine PVDF-/PMMA-Mischfaser und das oben genannte Elastomer; PMMA-imprägnierte UHMWPE-Faser-Fäden und PMMA; usw..
In dem bandförmigen Produkt, das aus dem gereckten faserförmigen Element und einem Harz gebildet wurde, die miteinander formbar sind und die eine gute Haftung zwischen ihnen durch Spritzformen aufweisen, kann das gereckte faserförmige Element wünschenswerterweise einen Anteil von 10–70%, vorzugsweise einen Anteil von 20–60%, der Schnittfläche senkrecht zur Längsrichtung einnehmen. Der Mengenanteil kann in Abhängigkeit von der Größe, gewünschten Festigkeit usw. des bandförmigen Produkts schwanken.
In dem bandförmigen Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung weist der geformte Harz-Anteil, der von dem faserförmigen Element verschieden ist, eine Orientierung auf, die geringer ist als diejenige des faserförmigen Elements und die in einem solchen Grad ist, dass sie eine thermische Schrumpfbarkeit des bandförmigen Produkts von vorzugsweise höchstens 1% liefert, noch mehr bevorzugt höchstens 0,5%.
Das bandförmige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Form eines Schnitts senkrecht zur Längsrichtung aufweisen, die nicht auf ein Quadrat oder ein Rechteck mit vier Seiten beschränkt ist, sondern kann auch ein Dreieck, ein Mehreck, von denen jedes in der Lage ist, eine oder mehrere gebogene Seiten einzuschließen, oder weiter eine Ellipse oder eine Form sein, die durch Teilen einer Ellipse in zwei Hälften gebildet wurde.
Das bandförmige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen Schnitt wie oben beschrieben aufweisen, der ein Verhältnis der maximalen Dicke zur Breite in einem Bereich von 1:50 bis 1:1 zeigt, vorzugsweise von 1:20 bis 1:1, noch weiter bevorzugt von 1:15 bis 1:2. Es ist besonders bevorzugt, dass das bandförmige Produkt eine Schnittform eines Rechtecks aufweist, das ein Verhältnis der maximalen Dicke zur Breite von 1:15 bis 1:2 zeigt.
Eine Kugelkette, die erhalten wurde durch Einsetzen von Kugeln in ein bandförmiges Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise verwendet werden als Kugel-Verbindungs-Element in einer Linear-Bewegungs-Führungs-Vorrichtung, die mit einem Kugeln haltenden endlosen Umlauf-Weg versehen ist, sowie in einer Kugel-Schrauben-Vorrichtung, wie sie offenbart wurde beispielsweise in der Druckschrift JP-A 11-37246 .
[Beispiele]
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung spezieller auf der Basis von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Üblicherweise sind die Mess-Bedingungen für die thermische Schrumpfbarkeit, die Zugfestigkeit und die Längung in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wie folgt:
(Mess-Verfahren und Mess-Bedingungen)
(1) Thermische Schrumpfbarkeit
Gemessen bei einer Temperatur von 40°C (trocken) für eine Zeit von 24 Stunden.
(2) Zugfestigkeit und Längung
Gemessen dadurch, dass man ein Test-Stück von 50 mm Länge einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min unterwarf, wofür man die Vorrichtung Tension UCT = 100 Model verwendet (hergestellt von der Firma Orienttech K. K.), und zwar in einer Umgebung einer Temperatur von 23°C.
(3) Kugelhalte-Festigkeit eines Kugelketten-Bandes
Eine Kugel wird in ein drittes Loch von einem Ende eines Kugelketten-Bandes eingesetzt, das dann einer Messung in derselben Weise wie bei der Messung der Zugfestigkeit unterzogen wird.
Ein Kugelketten-Band wird mit kreisförmigen Löchern versehen und hat daher verschiedene Schnitt-Abschnitte an den jeweiligen Positionen, und das Brechen tritt an einem Abschnitt der kleinsten Querschnittsfläche auf. Die Kugel-Halte-Festigkeit wird berechnet auf der Basis der kleinsten Schnittfläche.
Physikalische Eigenschaften von Produkten, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, sind einschließlich gezeigt in den Tabellen 1 und 2.
(Beispiel 1)
Ein Polyester-Elastomer mit einer MFR = 10 wurde bei einer Harz-Temperatur von 240°C durch einen Extruder mit einem Durchmesser von 50 mm unter Bildung eines ungereckten Filaments gesponnen. Das ungereckte Filament wurde um das 5,8-Fache in einem Heißluftofen einer Temperatur von 150°C gereckt und um 10% in einem Heißluftofen bei 180°C unter Erhalt eines gereckten Filaments von 200 μm entspannt. Das gereckte Filament zeigte eine Zugfestigkeit von 470 MPa und eine Längung von 86%.
Danach wurde das gereckte Filament in eine Form zum Spritzformen, wie in 3 gezeigt eingesetzt, und ein identisches Harz wie das gereckte Filament wurde bei 280°C in die Form unter Bildung eines bandförmigen Produkts eingespritzt, wie es in 1 gezeigt ist, und zwar mit einer Breite von 0,65 mm und einer Dicke von 0,24 mm. Das gereckte Filament nahm 40% der Schnittfläche senkrecht zur Längsrichtung ein. Wie von den physikalischen Eigenschaften verstanden wird, die in Tabelle 1 gezeigt sind, zeigte das geformte Produkt eine hohe Zugfestigkeit, eine niedrige thermische Schrumpfbarkeit und damit eine gute Größen-Genauigkeit.
(Vergleichsbeispiel 1)
<Vergleichsbeispiel 1-(1)>
Ein identisches Harz wie dasjenige in Beispiel 1 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 verwendet, mit der Ausnahme, dass man kein gerecktes Filament einsetzte, unter Bildung eines bandförmigen Produkts, wie es in 4 gezeigt ist, das eine Breite von 0,65 mm und eine Dicke von 0,24 mm aufwies. Das Produkt zeigte eine viel niedrigere Zugfestigkeit von 61 MPa als das geformte Produkt von Beispiel 1.
<Vergleichsbeispiel 1-(2)>
Ein Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10 wurde bei einer Harz-Temperatur von 240°C durch einen Extruder mit einem Durchmesser von 50 mm unter Bildung eines ungereckten Filaments gesponnen. Danach wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 das ungereckte Filament in eine Form zum Spritzformen eingesetzt, wie dies in 3 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie das ungereckte Filament wurde in die Form zum Spritzformen eingespritzt unter Bildung eines bandförmigen Produkts, wie es in 1 gezeigt ist, das eine Breite von 0,65 mm und eine Dicke von 0,24 mm aufwies. Das Produkt zeigte eine viel niedrigere Zugfestigkeit von 65 MPa als das geformte Produkt von Beispiel 1.
Aus diesen Vergleichsbeispielen wird die Effektivität der Anordnung der gereckten Filamente in Beispiel 1 verstanden.
(Vergleichsbeispiel 2)
Ein bandförmiges Produkt, das keine gereckten faserförmigen Elemente im Unterschied zu dem geformten Produkt von Beispiel 1 enthielt, wurde durch Extrusion hergestellt.
<2-(1)>
Ein bandförmiges Produkt, wie es in 4 gezeigt ist, wurde erhalten unter Verwendung eines Extruders mit einem Durchmesser von 50 mm anstelle des Spritzformens in Beispiel 1.
<2-(2)>
Ein bandförmiges Produkt wurde gebildet durch Extrusion in derselben Weise wie in dem obigen Kapitel 2-(1), gefolgt schrittweise von einem Recken um das 5,8-Fache in einem Heißluftofen bei 150°C und einer Entspannung um 10% in einem Heißluftofen bei 180°C unter Erhalt eines bandförmigen Produkts, wie es in 4 gezeigt ist.
<2-(3)>
Ein bandförmiges Produkt wurde gebildet durch Extrusion in derselben Weise wie in dem obigen Kapitel 2-(1), gefolgt schrittweise von einem Recken um das 6,25-Fache in einem Heißluftofen bei 180°C und einer Entspannung um 30% in einem Heißluftofen bei 320°C unter Erhalt eines bandförmigen Produkts, wie es in 4 gezeigt ist.
<2-(4)>
Ein bandförmiges Produkt, wie es in 4 gezeigt ist, wurde in derselben Weise erhalten wie in dem obigen Kapitel 2-(2), mit der Ausnahme, dass das Reck-Verhältnis geändert wurde auf das 6,9-Fache.
Die bandförmigen Produkte der Vergleichsbeispiele 2-(1) bis 2-(4), die keine gereckten Filamente enthielten, jedoch erhalten wurden durch Extrusion, zeigten niedrigere Zugfestigkeiten. Wenn die extrudierten Produkte weiter einem Recken unterworfen wurden, zeigten sie eine große Zugfestigkeit, waren jedoch begleitet von einer unerwünscht großen Schrumpfbarkeit der geformten Produkte bei einem größeren Reck-Verhältnis. Weiter versagten in jedem Fall die Produkte und zeigten keine ausreichende Festigkeit, verglichen mit dem geformten Produkt von Beispiel 1.
(Beispiel 2)
Ein Verbund-Garn des Kern-/Hülle-Typs (Verhältnis Kern/Hülle = 80/20, angegeben als Vol.-%) mit einem Kern aus Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10 und einer Hülle aus einem Polyester-Elastomer mit einem MFR = 17 wurde bei einer Harz-Temperatur von 240°C unter Bildung eines ungereckten Filaments gesponnen. Das ungereckte Filament wurde um das 5,8-Fache in einem Heißluftofen von 180°C unter Bildung eines gereckten Filaments von 200 μm gereckt. Das gereckte Filament zeigte eine Zugfestigkeit von 437 MPa und eine Längung von 71%. Unter Verwendung des gereckten Filaments und eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10 wurde ein bandförmiges Produkt, wie es in 1 gezeigt ist, das eine Breite von 0,65 mm und eine Dicke von 0,24 mm hatte, in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten. In dem bandförmigen Produkt nahm das gereckte Filament 40% einer Querschnittsfläche senkrecht zur Längsrichtung ein. Das geformte Produkt zeigte auch ausgezeichnete physikalische Eigenschaften in ähnlicher Weise wie das geformte Produkt von Beispiel 1.
(Vergleichsbeispiel 3)
Ein bandförmiges Produkt (wie es in 5 gezeigt ist), das Kerne 6 hatte, die dem gereckten Filament in Beispiel 2 entsprachen, wurde hergestellt durch Co-Extrusion.
<3-(1)>
Anstelle des Spritzformens von Beispiel 2 wurden ein Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10 und ein Polyester-Elastomer mit einem MFR = 17 gemeinsam gereckt, so dass das Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10 Kerne mit einem Durchmesser von 0,2 mm entlang beider Kanten eines geformten Bandes bildete, und so wurde ein bandförmiges Produkt (Breite = 0,65 mm; Dicke = 0,24 mm, Kern-Durchmesser = 0,2 mm) hergestellt, wie es in 5 gezeigt ist, das Kerne 6 enthielt.
<3-(2)>
Ein Kernhaltiges bandförmiges Produkt wurde gebildet durch Co-Extrusion in derselben Weise wie in dem obigen Abschnitt 3-(1), und es wurde dann um das 5,8-Fache in einem Heißluftofen bei 150°C gereckt und weiter um 10% in einem Heißluftofen bei 180°C entspannt, und so wurde ein Kernhaltiges bandförmiges Produkt erhalten (Breite = 0,65 mm, Dicke = 0,24 mm; Kern-Durchmesser = 0,2 mm), wie es in 5 gezeigt ist.
<3-(3)>
Ein Kernhaltiges bandförmiges Produkt wurde gebildet durch Co-Extrusion in derselben Weise wie in dem obigen Abschnitt 3-(2), und es wurde dann um das 6,25-Fache in einem Heißluftofen bei 180°C gereckt und weiter um 10% in einem Heißluftofen bei 220°C entspannt, und so wurde ein kernhaltiges bandförmiges Produkt erhalten (Breite = 0,65 mm, Dicke = 0,24 mm; Kern-Durchmesser = 0,2 mm), wie es in 5 gezeigt ist.
<3-(4)>
Ein kernhaltiges bandförmiges Produkt (Breite = 0,65 mm, Dicke = 0,24 mm, Kern-Durchmesser = 0,2 mm), wie es in 5 gezeigt ist, wurde in derselben Weise wie in dem obigen Abschnitt 3-(2) hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Reck-Verhältnis geändert wurde auf das 6,7-Fache.
Aus den obigen Abschnitten 3-(1) bis 3-(4) ergibt sich, dass die gereckten, Kernhaltigen bandförmigen Produkte, die erhalten worden waren durch Bilden eines bandförmigen Produkts, das ein Kern-bildendes Harz entlang beider seiner Kanten enthielt, durch Extrusion und anschließendes Recken keine ausreichende Festigkeit zeigte, verglichen mit dem bandförmigen Produkt, das durch Spritzformen zusammen mit dem gereckten Filament erhalten worden war; wenn das Reck-Verhältnis weiter erhöht wurde, um eine erhöhte Festigkeit sicherzustellen, neigten die Produkte dazu, eine Trennung zwischen den Kernen und dem Band hervorzurufen.
(Beispiel 3)
Ein 6/66-Copolymer-Nylon-Harz mit einer relativen Viskosität von 3,5 wurde bei einer Harz-Temperatur von 230°C durch einen Extruder mit einem Durchmesser von 50 mm gesponnen und so ein ungerecktes Filament erhalten. Das ungereckte Filament wurde einem ersten Schritt des Reckens um das 3,6-Fache in einem warmen Wasserbad bei 85°C und anschließend einem zweiten Schritt des Reckens um das 1,5-Fache in einem Heißluftofen bei 185°C unterzogen, gefolgt weiter von einer Entspannung um 15% in einem Heißluftofen bei 165°C unter Erhalt eines gereckten Filaments. Das gereckte Filament zeigte eine Zugfestigkeit von 815 MPa und eine Längung von 45%. Anschließend wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 das gereckte Filament in eine Form zum Spritzformen eingesetzt, wie sie in 3 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie das gereckte Filament wurde bei 240°C in die Form gespritzt und so ein bandförmiges Produkt gebildet, wie es in 1 gezeigt ist. Das gereckte Filament nahm 40% der Querschnittsfläche senkrecht zur Längsrichtung des Produktes ein. Das geformte Produkt zeigte exzellente physikalische Eigenschaften einschließlich einer hohen Zugfestigkeit von 581 MPa und einer kleinen thermischen Schrumpfbarkeit von 0,3%.
(Beispiel 4)
Ein Polyvinylidenfluorid-Harz mit einem η_inh = 1,0 (Produkt „KF#1000", hergestellt von der Firma Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) wurde bei einer Harz-Temperatur von 260°C durch einen Extruder mit einem Durchmesser von 50 mm unter Erhalt eines ungereckten Filaments gesponnen. Das ungereckte Filament wurde einem ersten Schritt des Reckens um das 5,6-Fache in einem Glycerin-Bad bei 170°C und danach einem zweiten Schritt des Reckens um das 1,15-Fache in einem Glycerin-Bad bei 165°C unterworfen, gefolgt weiter von einer Entspannung um 10% in einem Glycerin-Bad bei 160°C unter Erhalt eines gereckten Filaments. Das gereckte Filament zeigte eine Zugfestigkeit von 752 MPa und eine Längung von 35%. Anschließend wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 das gereckte Filament in eine Form zum Spritzformen eingesetzt, wie sie in 3 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie das gereckte Filament wurde bei 240°C in die Form eingespritzt und so ein bandförmiges Produkt gebildet, wie es in 1 gezeigt ist. Das gereckte Filament nahm 40% der Querschnittsfläche senkrecht zur Längsrichtung des Produkts ein. Das geformte Produkt zeigte auch exzellente physikalische Eigenschaften in ähnlicher Weise wie das geformte Produkt von Beispiel 3.
(Beispiel 5)
Dasselbe 6/66-Copolymer-Nylon, das in Beispiel 3 verwendet worden war, wurde zu einem gereckten Filament von 200 μm in derselben Weise wie in Beispiel 3 gereckt, mit der Ausnahme eines Änderns des zweiten Reck-Verhältnisses auf das 1,4-Fache. Das gereckte Filament zeigte eine Zugfestigkeit von 761 MPa. Danach wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 das gereckte Filament in eine Form zum Spritzgießen eingesetzt und ein identisches Harz wie in Beispiel 4 wurde bei 240°C in die Form unter Bildung eines bandförmigen Produkts eingespritzt, wie es in 1 gezeigt ist. Das gereckte Filament nahm 40% einer Querschnittsfläche senkrecht zur Längsrichtung des geformten Produkts ein. Das geformte Produkt zeigte auch exzellente physikalische Eigenschaften.
Zwar zeigten die Produkte beider Beispiele 4 und 5 exzellente physikalische Eigenschaften, doch zeigte das bandförmige Produkt von Beispiel 4 bessere physikalische Eigenschaften trotz fast gleicher Werte der Festigkeit der gereckten Filamente in diesen Beispielen. Dies ist einem Unterschied der Haftung zwischen dem Harz des gereckten Filaments und dem eingespritzten Harz zuzuschreiben. So führt eine bessere Haftung zwischen einem gereckten Filament und einem eingespritzten Harz zu einer besseren Entwicklung der Eigenschaften des gereckten Filaments in dem bandförmigen Produkt.
(Beispiel 6)
Ein Polyester-Harz (IV = 1,0) wurde bei einer Harz-Temperatur von 275°C durch einen Extruder mit einem Durchmesser von 50 mm unter Erhalt eines ungereckten Filaments gesponnen. Das ungereckte Filament wurde um das 5,5-Fache gereckt und anschließend um 15% entspannt und so ein gerecktes Filament erhalten. Danach wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 das gereckte Filament in eine Form zum Spritzgießen eingesetzt, wie sie in 3 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie in Beispiel 1 wurde bei 280°C in die Form eingespritzt und so ein bandförmiges Produkt gebildet, wie es in 1 gezeigt ist. Das gereckte Filament nahm 40% eines Querschnitts-Bereichs senkrecht zur Längsrichtung des Produkts ein. Das geformte Produkt zeigte in ähnlicher Weise exzellente physikalische Eigenschaften wie das Produkt von Beispiel 3.
(Vergleichsbeispiel 4)
Ein ein gerecktes Filament enthaltendes bandförmiges Produkt wurde hergestellt durch Einspritzen eines Harzes, das verschieden von dem gereckten Filament war.
<4-(1)>
Ein einen Kern enthaltendes ungerecktes Band wurde gebildet durch Co-Extrusion eines identischen Polyester-Harzes, wie es in Beispiel 6 verwendet worden war, und eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 1,0. Das Band wurde dann in einer reckenden und entspannenden Hitze-Behandlung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 6 unterzogen und so ein einen Kern enthaltendes gerecktes bandförmiges Produkt erhalten (Breite = 0,65 mm, Dicke = 2,4 mm, Kern-Durchmesser = 0,2 mm). Wie von den physikalischen Eigenschaften verstanden wird, die in Tabelle 1 gezeigt sind, zeigte das bandförmige Produkt eine ausreichende Festigkeit, zeigte jedoch keine Größen-Stabilität aufgrund einer großen thermischen Schrumpfbarkeit.
<4-(2)>
Ein bandförmiges Produkt wurde versuchsweise in derselben Weise wie in Beispiel 1 gebildet, mit der Ausnahme einer Verwendung eines gereckten Filaments aus Polyvinylidenfluorid-Harz, das in derselben Weise wie in Beispiel 4 erhalten worden war, und eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10, das identisch zu einem war, das in Beispiel 1 verwendet worden war, jedoch schmolz das gereckte Filament aus Polyvinylidenfluorid-Harz zum Zeitpunkt des Spritzformens.
Als nächstes werden Beispiele einer Produktion von Kugelketten-Bändern beschrieben.
(Beispiel 7)
Wie in 7 gezeigt, wurden Kugeln in gleichen Abständen in eine Form eingesetzt, das gereckte Filament, das in Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde an solchen Positionen angeordnet, dass es entlang von 2 Kanten parallel zur Längsrichtung des resultierenden geformten Produktes angeordnet war, und ein identisches Harz (Polyester-Elastomer mit einem MFR = 1,0) wie das gereckte Filament wurde in die Form eingespritzt und so ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 2 gezeigt ist, das eine Breite von 2,24 mm, eine Dicke von 0,24 mm, einen Loch-Durchmesser von 1,63 mm und einen Loch-Loch-Abstand von 1,73 mm aufwies. Das gereckte Filament nahm einen Anteil der Schnittfläche senkrecht zur Längsrichtung bei Verhältnissen von 5% bei einem Kugelhalter-Abschnitt (Spacer-Abschnitt) und von 43% bei einer Loch-Durchmesser-Position ein. Wie die physikalischen Eigenschaften davon in Tabelle 2 gezeigt sind, zeigte das Kugelketten-Band eine hohe Zugfestigkeit und auch eine hohe Festigkeit an der Kugelhalte-Position und zeigte weiter eine gute Größen-Stabilität aufgrund der geringen thermischen Schrumpfbarkeit. Das ungereckte Filament zeigte eine gute Haftung ohne Abschälen.
(Vergleichsbeispiel 5)
Ein Kugelketten-Band (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm, Loch-Durchmesser = 1,63 mm, Abstand Loch zu Loch = 1,73 mm) wie es in 8 gezeigt ist (worin eine gepunktete Linie 7 für den Kugel-Einsatz-Zustand steht) wurde erhalten durch Spritzformen in derselben Weise wie in Beispiel 7, mit der Ausnahme, dass das gereckte Filament weggelassen wurde.
(Beispiel 8)
Ein bandförmiges Produkt mit einer Breite von 2,24 mm und einer Dicke von 0,24 mm, das in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde perforiert zur Bildung von Löchern mit einem Durchmesser von 1,63 mm und einem Loch-Loch-Abstand von 1,73 mm. Danach wurde das perforierte, bandförmige Produkt in eine Form eingesetzt, Kugeln zum Formen wurden in deren Löcher eingesetzt, und ein Einsatzformen wurde durchgeführt durch Einspritzen eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10 unter Erhalt eines Kugelketten-Bandes, wie es in 2 gezeigt ist.
(Vergleichsbeispiel 6)
Bandförmige Produkte unterschiedlicher Reck-Verhältnisse wurden perforiert und einem Einsatz-Formen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 8 unter Herstellung von Kugelketten-Bändern unterworfen.
<6-(1)>
Ein identisches Harz (Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10) wie es in Beispiel 7 verwendet worden war, wurde durch einen Extruder mit einem Durchmesser von 50 mm extrudiert und so ein Band-Produkt hergestellt (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm), wie es in 4 gezeigt ist, das dann unter Bildung von Löchern mit einem Durchmesser von 1,63 mm und einem Loch-Loch-Abstand von 1,73 mm, wie in 6 gezeigt, perforiert wurde. Anschließend wurde das perforierte, bandförmige Produkt in eine Form eingesetzt, Kugeln zum Formen wurden in die Löcher eingesetzt, und ein Einsatz-Formen wurde durchgeführt und so ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 8 gezeigt ist.
<6-(2)>
Ein identisches Harz, wie es in Beispiel 7 verwendet worden war, wurde in ein bandförmiges Produkt in derselben Weise wie im obigen Kapitel 6-(1) extrudiert, und dieses wurde danach um das 5,8-Fache in einem Heißluftofen bei 150°C gereckt und anschließend um 10% in einem Heißluftofen bei 180°C entspannt und so ein gerecktes Band erhalten. Das Band wurde zum Perforieren und Einsatzformen in derselben Weise wie in dem obigen Abschnitt 6-(1) verwendet und so ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 8 gezeigt ist.
<6-(3)>
Ein Kugelketten-Band wurde in derselben Weise wie im obigen Kapitel 6-(2) erhalten, mit der Ausnahme, dass das Reck-Verhältnis auf das 6,9-Fache geändert wurde.
<6-(4)>
Ein identisches Harz, wie es in Beispiel 7 verwendet worden war, wurde zu einem bandförmigen Produkt in derselben Weise wie im obigen Kapitel 6-(1) extrudiert, das dann um das 6,5-Fache in einem Heißluftofen bei 180°C gereckt wurde und danach um 30% in einem Heißluftofen bei 220°C entspannt wurde; so wurde ein gerecktes Band erhalten. Das Band wurde zum Perforieren und Einsatzformen in derselben Weise wie im obigen Kapitel 6-(1) verwendet, und so wurde ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 8 gezeigt ist.
In den obigen Abschnitten 6-(1) bis 6-(4) traten Fehler beim Formen wie beispielsweise ein unzureichendes Einfüllen des Harzes an den Spacer-Abschnitten und „Grate" auf, die durch Eintreten von Harz in Löcher hervorgerufen worden waren.
(Beispiel 9)
Einsatzformen wurde durchgeführt in derselben Weise wie in Beispiel 7, mit der Ausnahme, dass man das Kern-Hülle-Verbund-Reck-Filament verwendete, das in Beispiel 7 erhalten worden war, um ein Kugelketten-Band herzustellen, wie es in 2 gezeigt ist.
(Vergleichsbeispiel 7)
Kerne enthaltende Verbundbänder wurden hergestellt durch Co-Extrudieren eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10 als Kern-Harz zusammen mit einem Polyester-Elastomer mit einem MFR = 17, und diese wurden zum Herstellen von Kugelketten-Bändern verwendet, wie sie in 9 gezeigt sind, worin eine gepunktete Linie 7 für einen Kugel-Einsatz steht.
<7-(1)>
Ein Verbundband, das einen Kern enthielt, wurde hergestellt durch Co-Extrudieren eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10 als Kern-Harz zusammen mit einem Polyester-Polymer mit einem MFR = 17. Das Band wurde einem Perforieren und Einsatzformen in derselben Weise wie in Beispiel 6 unterworfen und so ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 9 gezeigt ist.
<7-(2)>
Ein einen Kern enthaltendes Verbundband wurde hergestellt durch Co-Extrudieren eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10 als Kern-Harz zusammen mit einem Polyester-Elastomer mit einem MFR = 17, und das Produkt wurde um das 5,8-Fache in einem Heißluftofen bei 150°C gereckt, gefolgt von einem Entspannen um 10% in einem Heißluftofen bei 180°C unter Erhalt eines gereckten Bandes. Das Band wurde einem Perforieren und anschließend einem Einsatzformen in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 6 unterworfen und so ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 9 gezeigt ist.
<7-(3)>
Ein Kugelketten-Band wurde erhalten in derselben Weise wie im obigen Abschnitt 7-(2), mit Ausnahme des Änderns des Reck-Verhältnisses auf das 6,7-Fache.
<7-(4)>
Ein einen Kern enthaltendes Verbundband wurde hergestellt durch Co-Extrudieren eines Polyester-Elastomers mit einem MFR = 10 als Kern-Harz, zusammen mit einem Polyester-Elastomer mit einem MFR = 17, und dieses wurde dann um das 6,25-Fache in einem Heißluftofen bei 180°C gereckt, gefolgt von einer Entspannung um 30% in einem Heißluftofen bei 220°C unter Erhalt eines gereckten Bandes. Das Band wurde einem Perforieren und anschließenden Einsatzformen in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 6 unterworfen und so ein Kugelketten-Band erhalten wie es in 9 gezeigt ist.
In jedem der obigen Fälle 7-(1) bis 7-(4) traten viele mangelhafte Produkte aufgrund von Schwierigkeiten beim Formen auf, und die erhaltenen Produkte waren offenbar normalerweise weit weg von praktischem Gebrauch aufgrund niedriger Zugfestigkeit und geringer Festigkeit an den haltenden Abschnitten.
(Beispiel 10)
Das gereckte Nylon-Filament, das in Beispiel 3 hergestellt worden war, wurde in eine Form eingesetzt, wie dies in 7 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie das gereckte Filament wurde in die Form eingespritzt und so ein Kugelketten-Band erhalten (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm, Loch-Durchmesser = 1,63 mm, Abstand Loch zu Loch = 1,73 mm), wie es in 2 gezeigt ist, und zwar in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7.
(Beispiel 11)
Das gereckte Polyvinylidenfluorid-Harz-Filament, das in Beispiel 4 hergestellt worden war, wurde in eine Form eingesetzt, wie sie in 7 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie das gereckte Filament wurde in die Form eingespritzt und so ein Kugelketten-Band erhalten (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm, Loch-Durchmesser = 1,63 mm, Abstand Loch zu Loch = 1,73 mm), wie es in 2 gezeigt ist, und zwar in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7.
(Beispiel 12)
Das gereckte Nylon-Filament, das in Beispiel 5 hergestellt worden war, wurde in eine Form eingesetzt, wie sie in 7 gezeigt ist, und ein identisches Harz wie das gereckte Filament wurde in die Form eingespritzt und so ein Kugelketten-Band erhalten (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm, Loch-Durchmesser = 1,63 mm, Abstand Loch zu Loch = 1,73 mm), wie es in 2 gezeigt ist, und zwar in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7. Das gereckte Filament nahm einen Anteil der Querschnittsfläche senkrecht zur Längsrichtung in einem Anteil von 5% am Kugelhalter-Abschnitt (Spacer-Abschnitt) und von 43% an der Kugeldurchmesser-Position ein.
Die Produkte der Beispiele 11 und 12 zeigten beide exzellente Ergebnisse. Der Grund, warum das Produkt von Beispiel 11 bessere Eigenschaften zeigte, ist der, dass die Haftung zwischen dem gereckten Filament und dem eingespritzten Harz in Beispiel 11 besser war, in ähnlicher Weise wie im Fall der Beispiele 4 und 5.
(Vergleichsbeispiel 8)
Das gereckte Polyvinylidenfluorid-Harz-Filament, das in Beispiel 4 hergestellt worden war, wurde in eine Form eingesetzt, wie sie in 7 gezeigt ist, und ein Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10 wurde in die Form zum Einsatzformen unter Herstellung eines Kugelketten-Bandes eingespritzt (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm, Loch-Durchmesser = 1,63 mm, Abstand Loch zu Loch = 1,73 mm) wie es in 2 gezeigt ist, und zwar in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7, wobei das Polyvinylidenfluorid-Harz zum Zeitpunkt des Einsatzformens geschmolzen war.
(Beispiel 13)
Das in Beispiel 6 hergestellte gereckte Polyester-Filament wurde in eine Form eingesetzt, wie sie in 7 gezeigt ist, und ein Polyester-Elastomer mit einem MFR = 10 wurde in die Form eingespritzt und so ein Kugelketten-Band erhalten (Breite = 2,24 mm, Dicke = 0,24 mm, Loch-Durchmesser = 1,63 mm, Abstand Loch zu Loch = 1,73 mm), wie es in 2 gezeigt ist, und zwar in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 7.
Die Kugelketten-Bänder, die in den obigen Beispielen 7 bis 13 hergestellt worden waren, zeigten alle eine ausreichend große Zugfestigkeit und Festigkeit an dem Halte-Abschnitt und zeigten damit ausgezeichnete Eigenschaften als Kugelketten-Band.
(Vergleichsbeispiel 9)
Glasfasern (Mulitfilamente in Form eines Bündels von 120 Filamenten, jedes mit einem Durchmesser von 9,4 um), die um eine Spule gewickelt waren, wurden einer Düse zugeführt, und das in Beispiel 7 verwendete Polyester-Elastomer wurde durch einen Extruder erhitzt und der Düse zum Extrudieren zugeführt und so Glasfasern umhüllt, wodurch ein einen Kern enthaltendes Verbund-Produkt in Bandform erhalten wurde, wie es in 5 gezeigt ist. Danach wurde das bandförmige Produkt einem Perforieren und Einsatzformen in einer ähnlichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 6 unterworfen und so ein Kugelketten-Band erhalten, wie es in 9 gezeigt ist, worin die Haftung zwischen der Glasfaser und dem Polyester-Elastomer unzureichend war und so ein Abschälen der Glasfasern und Schneiden von Filamenten hervorrief.
(Vergleichsbeispiel 10)
Ein Kugelketten-Band, wie es in 9 gezeigt ist, wurde in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 9 hergestellt, mit der Ausnahme, dass man Carbonfasern (Multifilamente in Form eines Bündels von 80 Filamenten mit jeweils einem Durchmesser von 10 μm) verwendete. In dem Band war die Haftung zwischen den Carbonfasern und dem Polyester-Elastomer unzureichend und verursachte ein Abschälen der Carbonfasern und ein Schneiden der Filamente.
(Beispiel 14)
Wie in 11 gezeigt, wurden Rollen in gleichen Abständen in eine Form eingesetzt, und das gereckte Filament, das in Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde an solchen Positionen angeordnet, dass es entlang zweier Kanten parallel zur Längsrichtung des resultierenden geformten Produktes enthalten war, und ein identisches Harz (Polyester-Elastomer mit einem MFR = 1,0) wie das gereckte Filament wurde in die Form eingespritzt und so eine Kugelkette-Band des Rollen-Typs erhalten, wie es in 12(a), (b) und (c) gezeigt ist, das eine Breite von 2,24 mm, eine Dicke von 0,24 mm, ein Loch in der Breiten-Richtung von 1,63 mm und einen Abstand Loch zu Loch von 1,73 mm hatte. Das gereckte Filament nahm einen Abschnitt des Querschnitts-Bereichs senkrecht zur Längsrichtung in einer Höhe von 5% an dem Rollen haltenden Abschnitt (Spacer-Abschnitt) und 43% an einer Loch-Durchmesser-Position ein. Das Kugelketten-Band des Rollen-Typs zeigte eine hohe Zugfestigkeit und auch eine hohe Festigkeit an der Kugelhalte-Position und zeigte weiter eine gute Größen-Stabilität aufgrund der geringen thermischen Schrumpfbarkeit. Das gereckte Filament zeigte eine gute Haftung ohne Abschälen.
(Beispiel 15)
Eine Kugelkette wurde hergestellt durch Einsetzen von Kugeln in ein Kugelketten-Band, das in derselben Weise wie in Beispiel 7 erhalten worden war. Die Kugelkette wurde verwendet zur Herstellung einer Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung, wie sie in 13 gezeigt ist, und eine Spur-Schiene 12, einen sich bewegenden Block-Körper 13 und die Kugelkette 14 einschließt.
(Beispiel 16)
Eine Kugelkette des Rollen-Typs wurde hergestellt durch Einsetzen von Rollen in ein Kugelketten-Band, das in derselben Weise wie in Beispiel 14 erhalten worden war. Die Kugelkette wurde verwendet zur Herstellung einer Linear-Bewegungs-Führungs-Vorrichtung 15, wie sie in 14 gezeigt ist, und eine Spur-Schiene 16, einen sich bewegenden Block-Körper 14 und eine Kugelkette 18 des Rollen-Typs einschließt.
(Beispiel 17)
Eine Kugelkette wurde hergestellt durch Einsetzen von Kugeln in ein Kugelketten-Band, das in derselben Weise wie in Beispiel 7 erhalten worden war. Die Kugelkette wurde verwendet zur Herstellung einer Kugel-Schraube 19, wie sie in 15 gezeigt ist und einen Schrauben-Schaft 20, ein Mutter-Element 21, ein Rückführ-Rohr 22 und die Kugelkette 23 einschließt.
Es wurde klar, dass die Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtungen, die in den Beispielen 14 und 15 hergestellt worden waren, und die Kugelschraube, die in Beispiel 17 hergestellt worden war, alle einen langen Gebrauchszeitraum aushielten, wodurch es bewiesen wurde, dass das Kugelketten-Band und die Kugelkette gemäß der vorliegenden Erfindung exzellente Bauteile einer solchen Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung und Kugelschrauben-Vorrichtung sein können.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Gemäß der vorliegenden Erfindung des Bewirkens von Spritzformen nach Einsetzen eines gereckten faserförmigen Elements in eine Form, ist es möglich, ein bandförmiges Produkt mit einer großen Festigkeit zu erhalten, das nicht erhältlich ist aus einem herkömmlichen Extrusions-Produkt oder einem allein durch Spritzformen gebildeten Produkt.
Weiter ist es möglich, dass ein Kugelketten-Band, das eine große Festigkeit aufweist und erhalten wurde dadurch, dass man ein derartiges bandförmiges Produkt einem Perforieren und Einspritzformen von Abschnitten zum Halten von Rollen-Elementen (wie beispielweise Kugeln oder Rollen) unterwirft oder durch Spritzformen nach Einsetzen eines gereckten faserförmigen Elements und Kugeln zum Formen, ein Produkt bereitzustellen, das eine große Festigkeit zeigt, wie sie nicht mit einem Kugelketten-Band realisierbar ist, das durch (Co-)Extrusion gebildet wurde. Weiter trägt das gereckte faserförmige Element, das entlang beider Kanten des geformten Produkts angeordnet ist, nicht nur zur Festigkeit bei, sondern verstärkt auch die Schweißnaht und reduziert merklich Form-Defekte.
Durch Einsetzen vorgeschriebener Kugeln (oder Rollen) in das so erhaltene Kugelketten-Band gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelkette erhalten. Die Kugelkette kann exzellente Leistungen zeigen, wenn sie in eine Linear-Bewegungs-Führungsvorrichtung eingearbeitet wird, die mit einem Endlos-Umlaufweg ausgestattet ist, oder in eine Kugel-Schraube usw..

Claims

Band-förmiges Produkt aus synthetischem Harz, umfassend – ein Band aus einem thermoplastischen Harz; und – ein faserförmiges Element aus einem thermoplastischen Harz, das darin entlang längs verlaufender paralleler Kanten des Bandes oder in Nähe dazu enthalten ist; – dadurch gekennzeichnet, dass das faserförmige Element ein vorher gerecktes Element ist; und – das thermoplastische Harz, das das faserförmige Element bildet, von derselben Familie ist wie das thermoplastische Harz, das das Band bildet.
Band-förmiges Produkt aus synthetischem Harz nach Anspruch 1, worin das faserförmige Element in Form eines Monofilaments vorliegt.
Band-förmiges Produkt aus synthetischem Harz nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, welches eine Längs-Zugfestigkeit von wenigstens 250 MPa und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 1% aufweist.
Band für eine Kugelkette, umfassend: Ein Band-förmiges Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und Kugeln einlassende Löcher, die in gleichen Abständen in einer geraden Linie in dem Band aus dem thermoplastischen Harz angeordnet sind.
Band für eine Kugelkette nach Anspruch 4, weiter einschließend Vorsprünge, die um die Löcher angeordnet sind.
Band für eine Kugelkette nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, worin das faserförmige Element in Form eines Monofilaments vorliegt.
Band für eine Kugelkette nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, aufweisend eine Zugfestigkeit von wenigstens 100 MPa und eine thermische Schrumpfbarkeit von höchstens 1%.
Verfahren zum Herstellen eines Bandes für eine Kugelkette, umfassend: – Einsetzen von Kugeln zum Formen in eine Form, wobei die Kugeln jeweils einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig größer ist als Kugeln, die in einem resultierenden Form-Produkt gehalten werden sollen, damit sie in einer geraden Linie entlang einem zentralen Abschnitt des resultierenden Form-Produkts aufgereiht sind, und ein faserförmiges Element, damit dieses entlang länglich paralleler Kanten des resultierenden Form-Produkts oder in deren Nähe enthalten ist; – Spritzformen eines formbaren thermoplastischen Harzes unter Bilden eines Band-Abschnitts und eines haltenden Abschnitts in integraler Weise; und – anschließendes Entfernen der Kugeln zum Formen; dadurch gekennzeichnet, dass – das faserförmige Element ein vorher gerecktes Element ist; und – das thermoplastische Harz, welches das faserförmige Element bildet, ein Harz aus einem Material derselben Familie ist wie das formbare thermoplastische Harz, das das Band bildet.
Verfahren zum Herstellen eines Bandes für eine Kugelkette nach Anspruch 8, worin das faserförmige Element in Form eines Monofilaments vorliegt.