DE69030294T2

DE69030294T2 - Selbstschmierende Polyacetalformmasse und daraus hergestellte Gegenstände

Info

Publication number: DE69030294T2
Application number: DE69030294T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Endo; Osamu Kanoto; Nobuyuki Matsunaga N Matsunaga; Katsunori Takayama
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2010-10-20
Also published as: JPH03134050A; EP0424170A2; CN1051047A; EP0424170A3; JP2818451B2; EP0424170B1; BR9005317A; CA2027897A1; US5177123A; DE69030294D1; ATE150777T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf selbstschmierende Polyacetalharz-Formmassen, die Gleit- und Verschleißfestigkeitseigenschaften aufweisen, auf Verfahren zur Herstellung derariger Zusammensetzungen und auf geformte Gleitteile (z.B. Verschleißteile oder Lager), die aus denselben gebildet werden. Die selbstschmierenden Polyacetalharz- Zusammensetzungen umfassen ein Blend eines Polyacetalbasisharzes und einer für die Selbstschmierung wirksamen Menge eines Siliciumdioxid-Pulvers, in dem ein Silicon-Polymer (z.B. Siliconöl) absorbiert ist.
Die Erfindung bezieht sich auf die Erfindung, die in der gleichzeitig anhängigen und sich im gemeinsamen Besitz befindlichen Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 420 564 beschrieben und beansprucht wird.
Polyacetalharze sind aufgrund ihrer ausgeglichenen mechanischen Eigenschaften wohlbekannte technische Kunststoffe. Diesbezüglich weisen Polyacetalharze üblicherweise die erwünschten physikalischen Eigenschaften in Form ihres Reibungsund Abriebverhaltens, der elektrischen Eigenschaften und der chemischen Beständigkeit und der wärmebeständigkeit auf. Bestimmte Eigenschaften des Polyacetalharzes müssen jedoch für Anwendungen bei speziellen Umgebungen kontinuierlich ver-. bessert werden.
Die Gleiteigenschaften von Polyacetalharzen sind beispielhafte Eigenschaften, die zuweilen verbessert werden müssen. Diesbezüglich werden seit kurzem Polyacetalharze als Führungsteile für sich bewegende magnetische Bänder von Audio- und Videogeräten sowie als Führungsstützen von Bandkassetten angewendet. Andere repräsentative Beispiele von gleitenden Teilen, bei denen strikte Anforderungen an die Gleiteigenschaften erfüllt werden müssen, umfassen Führungsteile, wie Führungsrollen und Euhrungsstützen, die in dem wandernden Bandsystem von Videorecordern, 8 mm Videorecordern und dergleichen verwendet werden.
Im allgemeinen bestehen Führungsteile, die in den oben erwähnten Anwendungen verwendet werden, aus spanabhebend bearbeiteten, metallischen Materialien. Wenn metallischen Materialien verwendet werden, ist es jedoch notwendig, daß Vorsichtsmaßregeln eingehalten werden, um während des Betriebs eine Beschädigung des Bandes aufgrund des Gleitkontakts mit dem Führungsteil zu vermeiden. Demgemäß ist es so üblicherweise notwendig, den Reibungskoeffizienten der metallischen Führungsstützen zu. reduzieren, indem man die mit dem Band in Kontakt stehende Oberfläche einer oberflächenglättenden Behandlung, wie dem Plattieren, Polieren, Läppen usw., unterzieht. Derartige Oberflächenbehandlungen sind wirtschaftlich von Nachteil (d.h. sie erhöhen die Kosten der Führungsteile) und benötigen notwendigerweise eine separate Handhabung und/oder spezielle Herstellungstechniken, um zu verhindern, daß die Führungsstütze vor der Anwendung beschädigt wird.
Aus diesen Gründen wurden Vorschläge gemacht, um verschiedene Schmiermittel in Harz-Führungsteile einzubauen, um so alternative Materialien für konventionelle Metalle bereitzustellen, die bei derartigen Endanwendungen verwendet werden. Polyacetalharze, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften und dergleichen aufweisen, sind insbesondere für Führungsstützen von Bändern als eine Alternative zu konventionellen metallischen Materialien vorgeschlagen worden, indem verschiedene Schmiermittel in die Polyacetalbasisharze eingebaut werden. Beispiele von vorgeschlagenen Schmiermitteln umfassen Fluorharze, Polyolefinharze und Siliconharze. Zusätzlich dazu sind feste Schmiermittel, wie Graphit und Molybdändisulfid, und Schmieröle, wie Paraffinöle, Spindelöle und Siliconöle, vorgeschlagen worden. Insbesondere sind verschiedene Vorschläge bezüglich des Einbaus von Siliconöl (welches ausgezeichnete Wärmebeständigkeits-Eigenschaften, Tieftemperatur-Eigenschaften und chemische und physikalische Stabilität aufweisen) in Polyacetalbasisharze gemacht worden.
Im allgemeinen weisen die meisten Schmiermittel (einschließlich Siliconöl) typischerweise geringe Kompatibilitätseigenschaften bezüglich ihrer Affinität zu Polyacetalharzen auf. Diese Inkompatibilität zwischen Polyacetalharzen einerseits und Schmiermitteln (einschließlich Siliconöl) andererseits macht es sehr schwierig, derartige Schmiermittel in homogener Weise in die Polyacetalharze einzubauen.
Selbst wenn sich Zusammensetzungen auf erfolgreiche Weise herstellen lassen, neigen üblicherweise Schmiermittelöle weiterhin zum Ausbluten aus der Oberfläche des Harzes während des Formens, so daß ein relatives Gleiten zwischen den einzelnen Harzteilchen und/ader zwischen den Harzteilchen und der Schnecke eines konventionellen Schneckenextruders erfolgt. Dies verursacht wiederum, daß das Harz ein geringes "Anlösen" ("bite") durch die Schnecke erfährt, und so ergibt sich einer ungenügende Plastifizierung des Harzes. In extremen Fällen verhindert eine solche Inkompatibilität zwischen Schmierölen und dem Polyacetalbasisharz die Durchführung formgebender Arbeitsweisen. Selbst wenn ein derartiges Formen erfolgreich durchgeführt wurde, "blutet" jedoch üblicherweise - wie oben festgestellt wurde - das Schmieröl aus der Oberfläche des geformten Gegenstandes aus und wird somit auf die Bandober fläche, die damit im Kontakt steht, übertragen und/oder haftet an derselben. Daraus ergibt sich, daß das mit Schmiermittel verunreinigte Band sich üblicherweise verfärbt. Weiterhin erniedrigen Schmieröle auf nachteilige Weise die Oberflächenhärte des geformten Gegenstandes.
Wie oben kurz erwähnt wurde, sind verschiedene Vorschläge in Bezug auf die Verbesserung der selbstschmierenden Eigenschaften eines Polyacetalbasisharzes gemacht worden, einschließlich der Zugabe von Schmierölen, insbesondere Siliconölen. Insbesondere ist in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, Siliconöle zusammen mit einer Trägersubstanz für das Siliconöl in die Polyacetalbasisharze einzuführen, um so die oben beschriebenen Probleme der Dispergierbarkeit und/oder der Kompatibilität des Siliconöls in Bezug auf das Polyacetalbasisharz zu mindern. Beispiele in der Vergangenheit vorgeschlagener, anorganischer Träger umfassen aktiven Kohlenstoff und Graphit, während Beispiele organischer Träger Polyethylen hoher Molmasse, Ethylen-Copolymere und Siliconkautschuk umfassen.
Aktiver Kohlenstoff und Graphit sind jedoch unfähig, Siliconöl auf befriedigende Weise zu absorbieren und zu halten. Polyethylen hoher Molmasse und Polyethylen-copolymere und dergleichen weisen ebenfalls eine geringe Affinität zu Siliconölen auf und sind daher weniger zufriedenstellend. Obwohl andererseits Siliconkautschuk eine befriedigende Kompatibilität mit Siliconöl aufweist (und so fähig ist, die Verarbeitungs- und Herstellungseigenschaften des Harzes beträchlich zu verbessern), kann er nicht auf befriedigende Weise das Siliconöl unter den Gleitbedingungen zurückhalten. Weiterhin fließt der Silicon-Kautschuk, wenn er erhöhten Temperaturen unterzogen wird, wodurch das Ansammeln von Kautschuk an der Oberfläche geformter Harz-Gegenstände hervorgerufen wird.
Demgemäß wird ein dünner Film auf der Oberfläche des geformten Gegenstandes gebildet, der sich leicht abschälen läßt, wenn eine äußere Spannung auf ihn einwirkt - d.h. wie man es beim Kontakt mit einem laufenden Audio/Videoband antreffen kann. So mindern die bisher vorgeschlagenen Siliconöl-Träger nicht die Probleme des "Ausblutens", die in Bezug auf die Siliconöle angetroffen werden.
Obwohl die Zugabe von Fluorharzen, Olefinharzen und dergleichen in einem gewissen Maße zur Verbesserung der Gleiteigenschaften des Polyacetalharzes dient, weisen derartige Harze typischerweise von sich aus eine geringe Verträglichkeit mit dem Polyacetalharz auf. So erfolgt üblicherweise ein Abschälen der Oberfläche geformter Gegenstände und/oder die Bildung von Abscheidungen auf dem Formwerkzeug während der Herstellung derartiger geformter Gegenstände. Weiterhin kann die Zugabe solcher festen Schmiermittel zur Folge haben, daß sich aufgrund eines Pulverfilms - der sich aus dem Abrieb des Bandes im Kontakt mit der Oberfläche des geformten Gegenstandes ergibt -, der sich auf der Oberfläche des Verschleißteils bildet, die Gleiteigenschaften mit der Zeit verschlechtern.
Wie aus der obigen Diskussion ersichtlich ist, müssen die Techniken des Standes der Technik zur Bereitstellung von Selbstschmierungs- und/oder Gleiteigenschaften für Polyacetalharze noch befriedigende Ergebnisse für Kurzzeit- und Langzeit-Gleiteigenschaften ergeben. Deshalb sind diesbezüglich weitere Verbesserungen notwendig. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Befriedigüng eines derartigen Bedarfs.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kännen verbesserte selbstschmierende Polyacetalformmassen durch die Stufen der Absorption eines Siliconöls in einer Menge zwischen 20 und 80 % (bezogen auf das Gewicht des Siliciumdioxid-Pulvers) in einem Siliciumdioxid-Pulver-Träger mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 5 und 300 µm und das anschließende Vermischen mit einem Polyacetalbasisharz in einer für die Selbstschmierung wirksamen Menge zwischen 0,5 und 25 Gew.-%, bezogen auf das Zusammensetzungsgesamtgewicht von Siliciumdioxid- Pulver-Träger mit dem darin absorbierten Öl, erhalten werden. Das Siliciumdioxid-Pulver, welches mit dem Polyacetalbasisharz hochkompatibel ist, wird im ganzen Polyacetalbasisharz leicht dispergiert, so daß die Schmiereigenschaften des Siliconöls vollständig verwirklicht werden können. Darüber hinaus hält das Siliciumdioxid-Pulver auf befriedigende Weise das Siliconöl in der Zusammensetzung zurück. Demgemäß werden Probleme, die mit dem "Ausbluten" des Siliconöls auf die Oberflächen geformter Teile verbunden sind - die aus den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gebildet werden - verringert.
So stellt die vorliegende Erfindung eine selbstschmierende Polyacetalharz-Zusammensetzung bereit, umfassend eine Mischung eines Polyacetal-Basisharzes und eine für die Selbstschmierung wirksame Menge eines Siliciumdioxid-Pulvers, in dem ein Silicon-Polymer absorbiert ist, wobei das Siliciumdioxid- Pulver mit absorbiertem Silicon in einer Menge zwischen 0,5 und 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt und einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen 5 und 300 µm hat, und das Siliciumdioxid-Pulver zwischen 20 und 80 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des Siliciumdioxid- Pulvers) Silicon-Polymer darin absorbiert aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin einen selbstschmierenden, geformten Gegenstand bereit, umfassend eine selbstschmierende Polyacetalharz-Formmasse, wie sie hierin definiert wurde. Geformte Gegenstände, wie Führungsteile oder Magnetband-Transportsysteme (insbesondere Führungsstützen für Tonbandkassetten) weisen so befriedigende selbstschmierende Eigenschaften auf.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen bis zu 99,5 Gew.-% eines Polyacetalbasisharzes; der Rest ist Siliciumdioxid-Pulver, indem zwischen 20 und 80 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 30 und 80 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des Siliciumdioxid-Pulvers), eines Siliconpolymers absorbiert sind, und irgendein optionales Additiv, wie es später in dieser Beschreibung aufgeführt wird.
Nachstehend wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, worin gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche Strukturelemente bezeichnen und worin:
die Figur 1A eine Aufrißansicht des Endes einer geformten, zylindrischen Band-Führungsstütze gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
die Figur 1B eine Querschnittsansicht der in der Figur 1A gezeigten Führungsstütze entlang der Linie 1B-1B in derselben darstellt; und
die Figur 2 eine schematische, perspektivische Ansicht der Testapparatur darstellt, die in den folgenden Beispielen verwendet wird, um den Reibungskoeffizienten der geformten Teststücke zu bestimmen
Die Polyacetalbasisharze, die aus befriedigende Weise in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können jedes Polyacetal-Homopolymer oder Polyacetal-Copolymer sein, das eine Hauptkette aufweist, die hauptsächlich aus Oxymethylen (-CH&sub2;O-)-Repetiereinheiten besteht. Weiterhin können auch Polyacetalharze, die gemäß bekannten Techniken durch Vernetzung oder Pfropfpolymerisation modifiziert wurden, als die Basisharze gemäß den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Polymerisationsgrad für das Polyacetalbasisharz ist nicht besonders eingeschränkt, vorausgesetzt daß die Formbarkeit des Harzes nicht beeinträchtigt wird.
Wie vorstehend erwähnt wurde, sind die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß ein Siliciumdioxid-Pulver, in dem ein Siliconpolymer absorbiert ist, eingebaut wird. Das siliconabsorbierende Siliciumdioxid-Pulver, das in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung auf befriedigende Weise verwendet wird, kann durch Vermischen von fein zerteiltem Siliciumdioxid zwischen 20 und 80 Gew.-% eines Siliconpolymers und anschließendes Formen eines Pulvers aus dem sich ergebenden, siliconabsorbierten Siliciumdioxid hergestellt werden.
Spezifische Beispiele siiiconabsorbierender Siliciumdioxid- Pulver, die in den Zusammensetzungen der Erfindung brauchbar sind, umfassen fein zerteiltes Kieselsäureanhydrid, das durch Trockenverarbeitung hergestellt wurde, natürliche Kieselsäure und Silicate, und wäßrige Kieselsäure, die durch Naßverarbeitung hergestellt wurde. Unter diesen wird die wäßrige Kieselsäure, die durch Naßverarbeitung hergestellt wurde, bevorzugt.
Das Siliconpolymer, das von dem Siliciumdioxid absorbiert wird, wird vorzugsweise aus Siliconöl, Silicon-Kautschuk und/oder Siliconharz ausgewählt, wobei Siliconöl besonders bevorzugt wird.
Verwendbare Siliconöle umfassen unsubstituiertes Dimethylpolysiloxan oder Dimethylpolysiloxan, in dem einige der Methylgruppen durch einen oder mehrere Substituenten substituiert sind, die aus Wasserstoff, Phenylgruppen, halogenierten Phenylgruppen, halogenierten Alkylgruppen und Fluorestergruppen ausgewählt sind.
Obwohl es. keine bestimmte Einschränkung der Viskosität des verwendbaren Siliconöls gibt, liegt sie vorzugsweise zwischen 500 und 200 000 cSt (bei 25 ºC) unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren, einschließlich seiner Absorption in dem Siliciumdioxid, der Herstellung des Siliciumdioxid-Pulvers, der Dispergierbarkeit des Siliciumdioxid-mit-absorbiertem- Silicon-Produkts in dem Harz, der Verarbeitbarkeit des Harzes während des Knetens der Schmelze und des Formverfahrens, den Verbesserungen der Gleiteigenschaft und der Langlebigkeit derartiger Verbesserungen.
Das oben beschriebene siliconabsorbierende Siliciumdioxid- Pulver hat einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen 5 und 300 µm, um zu gewährleisten, daß es in dem Polyacetalbasisharz dispergierbar ist, und die Harz-Zusammensetzung weist eine befriedigende Verarbeitbarkeit bei der Knet-Verarbeitung in der Schmelze auf. Vorzugsweise beträgt der mittlere Teilchendurchmesser des siliconabsorbierenden Siliciumdioxid-Pulvers 200 µm oder weniger. Das siliconabsorbierende Siliciumdioxid- Pulver wird in einer Menge zwischen 0,5 und 25 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) in das Polyacetal basisharz eingemischt. Wenn die Menge der Siliciumdioxid- Pulvers mit dem absorbierten Silicon weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, werden keine signifikanten Verbesserungen der Selbstschmierungseigenschaften der Polyacetal-Zusammensetzung erhalten. Wenn andererseits die Menge des siliconabsorbierenden Siliciumdioxid-Pulvers 25 Gew.-% übersteigt, verschlechtern sich die anderen erwünschten Eigenschaften des Polyacetalbasisharzes. Das siliconabsorbierende Siliciumdioxid-Pulver wird am meisten bevorzugt mit dem Polyacetalbasisharz in einer Menge zwischen 2 und 20 Gew.-%, und insbesondere zwischen 3 und 15 Gew.-%, vermischt.
Wie oben erwähnt wurde, ist die vorliegende Erfindung ins besondere durch die Zugabe eines siliconpolymerabsorbierenden Siliciumdioxid-Pulvers zu dem Polyacetalharz gekennzeichnet. Diesbezüglich ist es bekannt, daß Siliconpolymere, insbesondere Siliconöle, allein oder in Kombination mit zwei oder mehreren derselben mit einem anorganischen Pulver während der Extrusion zugegeben werden können. In einer derartigen Situation umfaßt jedoch das anorganische Pulver kein vorabsorbiertes Siliconöl. Nichtsdestoweniger ergibt die separate Zugabe von Siliconöl und anorganischen Pulvern während der Extrusion typischerweise Verbesserungen der Gleiteigenschaften der sich ergebenden Harz-Zusammensetzung, verglichen mit der Verwendung anderer bekannter Schmiermittel. Wenn jedoch Schmiermittel in relativ großen Mengen zugegeben werden müssen, um so sogar noch weitere Verbesserungen der Schmierung zu erreichen, wird das Schmiermittel nichtgleichförmig in dem Basisharz (d.h. aufgrund seiner schlechten Verträglichkeit mit demselben) dispergiert. Das wiederum verursacht verschiedene Probleme bei der Herstellung (z.B. während der Extrusion und/oder den Formverfahren). Selbst wenn weiterhin das Siliconöl in die Basisharze eingebaut worden ist, besteht die Möglichkeit, daß es auf den Oberflächen der geformten Gegenstände "aublutet", wodurch es unpraktisch wird, es als eine Komponente für Bandtransport-Führungsteile zu verwenden, da z.B. das Siliconöl im Kontakt mit dem Band dasselbe beschädigen kann.
Demgegenüber stellt jedoch die Zugabe eines Siliciumdioxid- Pulvers, das ein darin absorbiertes Siliconpolymer (z.B. Siliconöl) gemäß der Erfindung aufweist, ein Material bereit, das besonders als eine Tonbandkassetten-Führungsstütze verwendbar ist, da die oben aufgeführten Nachteile, die mit der separaten Zugabe von anorganischen Pulvern und Siliconölen verbunden ist, verringert werden. Zusätzlich dazu ergibt die Verwendung von Siliciumdioxid-Pulver, in dem Siliconöl absorbiert ist, ausgezeichnete Gleiteigenschaftswirkungen der sich ergebenden Harz-Zusammensetzung, die für Band-Führungsteile notwendig sind.
Es sollte auch festgestellt werden, daß typischerweise angenommen wird, daß die Zugabe eines steifen anorganischen Materials für die Gleiteigenschaften der Harz-Zusammensetzungen, wie die Verschleiß- und Abriebbeständigkeits-Eigenschaften, schädlich ist. Jedoch weist überraschenderweise die Zugabe von Siliciumdioxid-Pulver gemäß der Erfindung (selbst ein anorganisches, steifes Material), das darin ein Siliconpolymer absorbiert aufweist, nicht die Nachteile auf, die typischerweise mit anorganischen, steifen Materialien bezüglich der schädlichen Einwirkung auf die Gleiteigenschäften der Harz-Zusammensetzung verbunden sind.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen notwendigen Komponenten können die Harz-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Verstärkung der Bewitterungs-/Light-Stabilität der Harz-Zusammensetzung bekannte Stabilisatoren umfassen. Weiterhin können wunschgemäß weitere, verschiedenartige Additive, die typischerweise in technische Kunststoffe eingebaut werden, zu den Harz-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gegeben werden, um spezifische, physikalische Eigenschaften zu erhalten. Beispiele derartiger Additive umfassen Färbemittel wie Farbstoffe und Pigmente, Gleitmittel, Formentrennmittel, Weichmacher, Kristallisationsbeschleuniger, Keimbildner, antistatische Mittel, obenflächenaktive Mittel, schlagzähigkeitsmodifizierende Polymere und organische Verbesserungsmittel.
Zusätzlich dazu können faserige, flockige oder teilchenfömige, anorganische, organische und/oder metallische Füllstoffe entweder allein oder in Form einer Mischung von zweien oder mehreren derselben verwendet werden. Diesbezüglich sollte die Menge der Füllstoffe, die in die Harz-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden, nicht übermäßig groß sein, um so die Gleiteigenschaften der Harz-Zusammensetzung herabzusetzen, die durch die vorliegende Erfindung erreicht werden. Wenn die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zur Bildung von Bandtransport-Führungsteilen verwendet wird, können sich elektrostatische Ladungen im Laufe der Zeit aufgebaut haben und so einige Probleme verursachen. Diesbezüglich wird es so besonders bevorzugt, ein antistatisches Mittel in die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung einzubauen, um bei dieser spezifischen Endanwendung so dieser Tendenz entgegenzuwirken.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können leicht durch bekannte Techniken hergestellt werden, die allgemein zur Herstellung konventioneller Harz-Zusammensetzungen verwendet werden. Z.B. können die Bestandteile in einem uniaxialen oder biaxialen Extruder zuerst vermischt und dann geknetet und extrudiert werden, um Pellets herzustellen. Die Pellets können dann geformt werden, um geformte Gleitteile herzustellen. Alternativ dazu können Pellets, die unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, als ein Masterbatch hergestellt werden, indem man eine spezifischen Menge derartiger Pellets mit anderen Komponenten vermischt (verdünnt) und dann formt, um Gleitteile zu bilden. Bei der Herstellung der Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung ist es am erwünschtesten, die Dispergierbarkeit der Additive zu verbessern, wobei wenigstens ein Teil des Polyacetalbasisharzes zu einem Pulver vermahlen wird, welches dann mit den anderen Komponenteen vermischt wird. Die so erhaltene Mischung kann dann extrudiert werden, um Pellets und/oder einen fertigen, geformten Gegenstand zu bilden.
Es sollte nun klarer ersichtlich sein, daß die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung insbesondere geeignet sind, zu Komponenten geformt zu werden, bei denen Selbstschmierungseigenschaften wichtig sind, wie bei der Verwendung als Band- Führungsteile für Audio- und Video-Magnetband-Apparaturen (z.B. Videobandrecorder, Audio-Kassetten-Spieler/Aufnahmegeräte und der gleichen). Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind darüber hinaus zur Verwendung als eine Alternative für verschiedene gesinterte Legierungslager (z.B. Motorlager, Endlager, Bandantriebslager und dergleichen) oder als mechanische Teile für eine bestimmte Apparatur außerhalb des Video- und Audiogebiets, z.B. als Komponenten für Uhren, Faxgeräte, Computer und Automobil-Komponenten, geeignet. Es genügt festzustellen, daß aufgrund der Verträglichkeit des Siliconpolymers mit dem Polyacetalharz, die durch die vorliegende Erfindung verbessert wird (z.B. dem Fehlen des "Blutens der Oberfläche"), die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung als selbstschmierende "Verschleißteile" für eine Vielfalt von Endanwendungen auf befriedigende Weise verwendet werden können.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch die folgenden nicht-einschränkenden Beispiele erläutert. Es wurden Teststücke bewertet, um die in den beigefügten Tabellen aufgeführten Daten zu erhalten. Die Bewertungen wurden gemäß den folgenden Techniken durchgeführt:

(1) Extrudierbarkeit (Beobachtung während der Pelletisierung der Zusammensetzung):

Die Extrusion wurde mit einem Doppelschneckenextruder durchgeführt, der mit einer Entlüftungsöffnung eines Innendurchmessers von 30 mm versehen ist, um den Extrusionszustand zu beobachten. Das Phänomen des Anlösen der Schnecke, des Aufgasens, des Strangschäumens und des Pulsierens der Schnecke und dergleichen wurden visuell beobachtet und gemäß den fünf folgenden qualitativen Einstufungen gemeinsam bewertet. (gut) (schlecht) frei Pulsieren, Aufgasen, Brechen des Strangs signifikant

(2) Formbarkeit

Die Plastifizierungszeit wurde mit einer Spritzgußmaschine vom Schneckentyp gemessen, die mit einer Zylindertemperatur von 190 ºC und einer Schneckengeschwindigkeit von 120 U/min arbeitete. Ein großer Wert der Plastifizierungszeit weist aufgrund des Rutschens der Pellets auf der Schnecke (d.h. ein schlechtes "Anlösen") auf eine schlechte Formbarkeit des Harzes hin.

(3) Bluten der Oberfläche:

Es wurde ein in den Figuren 1A und 1B gezeigter zylindrischer, geformter Gegenstand (Führungsstütze) hergestellt. Ein Videoband wurde um die Stütze gewickelt und in einem Thermostat (80 ºC, 95 % RH) 150 h stehengelassen. Das Ausbluten, die Übertragung und die Haftung von Öl an dem geformten Gegenstand und auf dem magnetischen Band wurden visuell beobachtet und gemäß den folgenden fünf qualitativen Rangstufen bewertet. (gut) (schlecht) frei Ausbluten, Übertragung und Haftung des Öls signifikant

(4) Reibungskoeffizient

Es wurde ein in den Figuren 1A und 1B gezeigter zylindrischer, geformter Gegenstand auf das Teil A einer in der Figur 2 gezeigten Testapparatur montiert. Ein Videoband einer Länge von 200 mm wurde an dem Teil B befestigt, und eine Last von 100 g wurde auf das Teil C angelegt. Ein bewegliches Teil D wurde hin- und herbewegt, um den geformten Gegenstand in einen Gleitkontakt mit dem Band zu bringen, und der Reibungskoeffizient (u) wurde durch ein U-förmiges Meßgerät E bestimmt und bewertet. Die folgenden Bedingungen wurden während der Messung eingehalten:
Ungebungsbedingungen: 23 ºC, 50 % RH
Anzahl der Hin- und Herbewegungen: 100
Bandgeschwindigkeit: 20 mm/s

(5) Oberflächenrauhigkeit

Die Oberflächenrauhigkeit in der axialen Richtung eines zylindrischen, geformten Gegenstandes, wie er in der Figur 1 gezeigt wird, wurde mittels einer Maschine gemessen, die die Oberflächenrauhigkeit und die Konfiguration mißt, die von Tokyo Seirnitus Co., Ltd. (Surfcom S54A) hergestellt wird.

(6) Oberflächenhärte

Die Oberflächenhärte eines zylindrischen, geformten Gegenstandes, wie er in den Figures 1A und 1B gezeigt wird, wurde mittels eines Microvickers-Härtemeßgeräts gemessen, das von Matsuzawa Seiki Co., Ltd. (MHT-ILSD) hergestellt wird. Je größer der Wert ist, desto härter ist der geformte Gegenstand.

(7) Bedienungstest (Transporttest)

Eine metallische Führungsstütze wurde von einer im Handel erhältlichen VHS-Bandkassette (Scotch EG120; ein Produkt von Sumitomo 3M) entfernt, und ein zylindrischer, geformter Gegenstand der gleichen Größenmaße wurde an der gleichen Stelle eingeführt, um eine Testkassette herzustellen. Unter Verwen dung dieser Testkassette wurden die folgenden Tests durchgeführt.

(a) Transportzeit (FF- und REW-Zeiten)

Die oben beschriebene Kassette wurde in ein im Handel erhältliches VHS-Kassettendeck eingebaut, und die FF (Schneller Vorlauf)- und REW (Zurückspulen)-Arbeitsgänge wurden durchgeführt, um die Band-Transportzeit pro Hin- und Herbewegung zu messen. Die Ergebnisse wurden mit jenen einer im Handel erhältlichen VHS-Bandkassette verglichen, die mit einer metallischen Führungsstütze versehen ist. Ein größerer Wert und ein Streuen der Werte weist auf schlechte Gleiteigenschaften des Bandes hin.

(b) Materialfehler des Bandes nach dem Transporttest

Die FF- und REW-Arbeitsgänge der Testkassette wurden 50-mal in dem VHS-Bandgerät wiederholt. Die Kontaktoberfläche des Bandes der Testkassette wurde dann unter einem metallographischen Mikroskop untersucht. Materialfehler in der Bandoberfläche wurden unter Verwendung der folgenden fünf qualitativen Rangstufen berwertet: (frei) (fehlerhaft) gering Fehler in der gleitenden Oberfläche des Bandes groß

Beispiele 1 bis 6 und Veraleichsbeispiel 1 bis 11

Es wurde ein Polyacetalharz (Duracon M90; ein Produkt von Polyplastics Co., Ltd.) mit einem Siliciumdioxid-Pulver vermischt, das darin verschiedene Siliconöle in Anteilen absorbiert aufweist, die in der Tabelle 1 aufgeführt sind. Das Blend wurde mit einem Doppelschneckenextruder in der Schmelze geknetet, um die Zusammensetzung zu pelletisieren. Dann wurde ein Teststück auf die oben beschriebene Weise bewertet.
Eür Vergleichszwecke wurden auch Teststücke bewertet, die aus Zusammensetzungen gebildet wurden, die kein Siliciumdioxid- Pulver aufwiesen und Zusammensetzungen, die separat ein Siliconöl und/oder Siliciumdioxid-Pulver enthalten, wie in der Tabelle 2 gezeigt wird.

Vergleichsbeispiel 12

Unter Verwendung im Handel erhältlicher Bandkassetten wurden Bedienungstests (Transporttests) - wie oben beschrieben - durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 1
Anmerkungen: *1 Siliciumdioxid-Pulver, das ein Siliconöl (Viskostät: 60 000 cSt) eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 µm darin absorbiert (Silicongehalt: 60 Gew.-%) aufweist.
*2 Siliciumdioxid-Pulver, das ein Siiiconöl (Viskosität: 1000 cSt) eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 µm darin absorbiert (Silicongehalt: 60 Gew.-%) auweist.
3* Siliciumdioxid-Pulver, das ein Siliconöl (Viskosität: 12 500 cSt) eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 µm darin absorbiert (Silicongehalt: 60 Gew.-%) aufweist. Tabelle 2
Anmerkungen: *1:Viskostät: 60 000 cSt); *3: Viskosität: 12 500 cSt; *4: Teilchendurchmesser: 20 mµ (primäres Teilchen); *5: im Handel erhältliche Videokassette; *6: Es wurde keine Bewertung durchgeführt, da kein Siliconöl zugegeben wurde.

Claims

1. Selbstschmierende Polyacetalharz-Zusammensetzung, umfassend eine Mischung eines Polyacetal-Basisharzes und eine für die Selbstschmierung wirksame Menge eines Siliciumdioxid-Pulvers, im dem ein Silicon-Polymer absorbiert ist, wobei das Siliciumdioxid-Pulver mit absorbiertem Silicon in einer Menge zwischen 0,5 und 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt und einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen 5 und 300 µm hat, und das Siliciumdioxid-Pulver zwischen und 80 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des Siliciumdioxid-Pulvers) Silicon-Polymer darin absorbiert aufweist.

2. Selbstschmierende Polyacetalharz-Zusammensetzung gemäß dem vorhergenden Anspruch 1, worin das Silicon-Polymer ein Siliconöl ist.

3. Selbstschmierender, geformter Gegenstand, der eine Polyacetal-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 umfaßt.

4. Selbstschmierender, geformter Gegenstand gemäß Anspruch 3, der in Form eines Führungsteils eines magnetischen Bandes vorliegt.

5. Selbstschmierende Führungsstütze für ein magnetisches Band, die eine Polyacetal-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 umfaßt.

6. Verfahren zur Herstellung einer selbstschmierenden Polyacetalharz-Zusammensetzung, umfassend die Stufen des Absorbierens eines Siliconöls in einer Menge zwischen 20 und 80 % (bezogen auf das Gewicht des Siliciumdioxid- Pulvers) in einem Träger von Siliciumdioxid-Pulver, das einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen 5 und 300 um hat, und dann Vermischen mit einem Polyacetal-Basisharz in einer für die Selbstschmierung wirksamen Menge zwischen 0,5 und 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung des Siliciumdioxid-Trägers, mit darin absorbiertem Siliconöl.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, umfassend: das Vermischen eines Siliconöls mit dem Siliciumdioxid-Pulver, daß das Siliciumdioxid-Pulver das Siliconöl in einer Menge zwischen 20 und 80 Gew.-% des Siliciumdioxid-Pulvers absorbieren kann, und dann die Bildung eines Pulvers der sich ergebenden absorbierten Mischung.

8. Die Erfindung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Siliconöl eine Viskosität zwischen 500 und 200 000 cSt (gemessen bei 25 ºC) hat.

9. Die Erfindung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Silicon-Polymer in dem Siliciumdioxid-Pulver in einer Menge zwischen 30 und 80 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des Siliciumdioxid-Pulvers) absorbiert ist.

10. Die Erfindung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Siliciumdioxid-Pulver fein zerteiltes Kieselsäureanhydrid ist.

11. Die Erfindung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Siliciumdioxid-Pulver einen mittleren Teilchendurchmesser von 200 µm oder weniger aufweist.

12. Die Erfindung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in der das Siliciumdioxid-Pulver mit dem absorbierten Silicon-Polymer in einer Menge zwischen 2 und 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, vorliegt.