JP2001329122A - 摺動部材用樹脂組成物及びそれを用いた傾斜ポールベース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 摩擦係数が低く、曲げ剛性が所定範囲
の摺動部材用樹脂組成物及びそれを用いたテープの走行
抵抗が小さく、走行安定性に優れ、且つ、経済的な、磁
気テ−プガイド用の傾斜ポ−ルベ−ス一体化成形体の提
供。 【解決手段】 射出成形可能な超高分子量ポリエチレン
に対して補強充填剤として酸化亜鉛ウィスカが15ｗｔ％
から45ｗｔ％、適宜、潤滑油が３〜10wt％配合された、
対磁気テープ摩擦係数が0.17〜0.22、曲げ弾性率が1960
〜3430MPa である樹脂組成物を材料として磁気テ−プ走
行用の傾斜ポ−ルとベ−スを一体に射出成形して傾斜ポ
ールベースを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摺動部材用樹脂組
成物、特にＤＡＴ、ＶＴＲ等の磁気記録再生装置におけ
る磁気テープの入り側及び出側に位置し、テープの走行
方向を傾斜させる傾斜ポールとそれを固定するベースを
一体的に射出成形するのに適した摺動部材用樹脂組成物
及びそれを用いた磁気記録再生装置の磁気テープガイド
用傾斜ポールベースに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気記録再生装置の磁気テープガ
イド用ポールベースは、角度を持って取り付けられた回
転シリンダー対して、磁気テープの入側及び出側に傾斜
配置しており、テープの走行方向を回転ドラムヘッドに
合わせて傾斜させて、テープをヘッドに密着させるため
に一定のテープ張力を維持させることは知られている
（特開平７−６４５４号公報）。これらポールベース
は、傾斜ポール、垂直ポール及び本体のベースから構成
されているのが普通であるが、一般に傾斜ポールはステ
ンレス鋼（以下、ＳＵＳと表す）の研削品であり、亜鉛
ダイキャスト製のベースに圧入して組み付けられてお
り、回転するローラーである垂直ポールはベースに対し
ては、ねじの刻まれたシャフトで固定される。そのた
め、従来技術によるポールベースには、多数の部品の加
工、組立により、製造コストが高い、組立品のため、完
成品にバラツキが出て、テープ走行が不安定になり、画
像障害（ジッタ）や音声障害（ワウ）を生じやすい、な
どの問題点を持つことがわかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】各種樹脂成形品を効率
的に形成するには、一般に射出成形が多用されているの
で、磁気記録再生装置のポ−ルベ−スの製造のために射
出成形が試みられたが、ポールベースを樹脂を用いて一
体的に射出成形によって得ることのできる製品は、以下
イ〜ハの課題を解決する必要に迫られていた。 イ．テープに対して従来のＳＵＳ研削品と同水準の低摩
擦係数を有する。 ロ．ポール精度を維持するための剛性を有する。 ハ．テープをいためず、汚染しない。

【０００４】上述のように、従来、一般に用いられてい
た射出成形による樹脂摺動グレードにおいては、例えば
含油系のものは、ロ、ハ．を満足せず、繊維補強材と固
定潤滑材のものはイ．、ハ．を満足しないなど、上記の
条件を満足するものは、見出されておらず、樹脂の射出
一体成形によって形成した磁気記録再生装置の磁気テー
プガイド用ポールベースは実現されていなかった。本発
明では、前述の従来技術の問題点を解決するため、特定
範囲の摩擦係数と剛性を有する摺動性に優れた樹脂組成
物及びそれを用いて、傾斜ポールとベースを射出一体化
することにより、画像障害（ジッタ）や音声障害（ワ
ウ）の発生のない、安定したテープ走行を可能にする傾
斜ポールベースを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、樹脂分として射出成形可能な超高分子量ポリエチレ
ン55〜85重量％に対し、補強充填剤として酸化亜鉛ウィ
スカを15重量％〜45重量％混合し、磁気テープに対する
摩擦係数が常温で0.17〜0.22、曲げ弾性率が1960〜3430
MPにすることによって達成することができた。本発明に
用いる超高分子量ポリエチレンは、粘度法による平均分
子量が100 〜500 万のもので、高い自己潤滑性を有する
ために、磁気テープとの摩擦係数は従来のＳＵＳと同水
準の低い値を示すのでこのような樹脂の使用によって、
テープの走行抵抗が小さく抑えられ、テープの走行を安
定に保つ効果が発揮される。超高分子量ポリエチレン
は、流動性が悪く、通常射出成形には適さないが、低分
子量ポリエチレン等の流動化剤の添加により射出成形を
可能にしたもので、本願で用いることができるのは、こ
の射出成形可能なものに限定され、例えば三井石油化学
工業株式会社の「リュブマー」が該当する。

【０００６】また、本発明では補強充填剤として酸化亜
鉛ウィスカを15重量％から45重量％配合することによ
り、樹脂単独では不足している剛性を補い、ポストの傾
き等の精度を向上させ、使用可能なレベルに上げること
ができた。補強充填剤として使用する酸化亜鉛ウィスカ
は、一般的な強化繊維（ガラス繊維など）や充填剤と比
較して、成形品表面の平滑性を悪化させることがなく、
また、摩擦時の相手材への攻撃性も極めて少ないため、
走行時にテープが傷つくのを防ぐことが出来る。酸化亜
鉛ウィスカーは、テトラポット状の形状を有するので、
三次元方向へ補強することができる線状の補強繊維のよ
うに配向を生じにくいので、配向によるポストの傾斜角
度のばらつきを抑えることができる、本発明の用途には
特に適した補強充填剤である。さらに、本発明では、潤
滑油を３〜10重量％含有させることにより、特に高温
（60℃）時の対磁気テープ摩擦係数がＳＵＳ製ポールの
0.17に近くなり、ＳＵＳ代替としてより好ましくなる。

【０００７】本発明の慴動部材用の樹脂組成物を使用し
て傾斜ポールとベースを一体に射出成形された磁気テー
プガイド用の傾斜ポールベースは、従来のＳＵＳ製傾斜
ポールと亜鉛ダイキャスト製ベースの組立品と比較する
と、組み付けによるバラツキがないため、量産において
安定した精度の製品を供給することができる。また、本
発明の慴動部材用樹脂組成物は、事務機器や音響機器等
におけるテープや記録材の走行する個所のガイド部材、
分離部材、駆動部材として適した材料である。

【０００８】本発明の慴動部材用樹脂組成物を用いた傾
斜ポールベースの働きを図１及び図２により説明する。
図１は、磁気記録再生装置の回転シリンダー周辺のテー
プ走行状態を示す平面図であり、図２は前から見た側面
図である。１は傾斜して回転するシリンダー、２は磁気
テープ、３はテープ入側傾斜ポールベース、４はその傾
斜ポール、７はその垂直ポール、５はテープ出側ポール
ベース、６、６′はその傾斜ポール、８はその垂直ポー
ルである。両側の傾斜ポールベースは、収容される枠体
とともに回転シリンダーの外周に沿って移動してテープ
を回転シリンダーにΩ状かつ傾斜走行するように巻き付
ける。回転シリンダーの出入り口でテープの走行方向を
回転シリンダーの傾斜、テープの巻付き傾斜に合わせ、
テープが回転シリンダーに密着して走行するようにする
働きをする。傾斜角の精度や磁気テープとの摩擦係数
は、テープの走行安定性の重要な因子であり、本発明の
磁気テープガイド用傾斜ポールベースは、超高分子量ポ
リエチレンと酸化亜鉛ウィスカを所定割合で混合した本
発明の慴動部材用の樹脂組成物を用いてベースとポール
を一体的に射出成形することにより、傾斜角の精度と摩
擦抵抗の問題をクリア−し、走行安定性を満たすことが
できた。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の摺動部材用樹脂組成物
は、流動性を改良した超高分子量ポリエチレンを主素材
とし、これに対して酸化亜鉛ウィスカーを15〜45重量％
加え、押出機やオープンロール等により混練りすること
により得ることができる。該組成物において、酸化亜鉛
ウィスカーの量が15重量％より少なくなるにつれ、曲げ
弾性率が低くなり、磁気テープ張力による傾斜角が変わ
る可能性が大きくなり、逆に45重量％より多くなると摩
擦係数が高くなり、剛性（曲げ弾性率）が大きくなり過
ぎるので、磁気テープの走行抵抗が大きくなるので、上
記使用量の範囲が適当である。また、本発明の摺動性樹
脂組成物は、押出機等で混練りし、ペレット化しておく
のが、射出成形するのに好ましい。本発明の傾斜ポール
ベースを射出成形する場合は、通常のエンジニアリング
プラスチックに用いる成型機を用いればよい。また、傾
斜ポールの根元には、0.2〜0.8 程度のＲ面とするのが
応力集中を避け、傾斜角のばらつきを少なくする点で好
ましい。

【００１０】

【実施例１】射出成形可能な超高分子量ポリエチレンと
して、三井石油化学工業社製「リュブマー」を70重量％
用い、これに酸化亜鉛ウィスカーとして、松下アムテッ
ク社製「パナテトラ」を30重量％添加し、押出機により
加熱混合し、ペレット化して本発明の摺動部材用樹脂組
成物を得た。得られた本発明の摺動部材用樹脂ペレット
を、傾斜ポールベースを成形する金型を取り付けた射出
成形機に供給し、加熱スクリューで混練りして、金型に
射出し、磁気テープガイド用傾斜ポールベースを得た。
また、得られた本発明の摺動部材用樹脂ペレットをＡＳ
ＴＭ Ｄ７４７に規定する曲げ弾性率測定用試料を成形
する金型を取付けた射出成型機に供給し、加熱混練りし
て、金形に射出し、曲げ弾性率測定用試料を得た。上記
で得られた磁気テープガイド用傾斜ポールベースからポ
スト11を研削で取出し、図３に示す摩擦係数測定装置の
モーターにより回転するシャフトに取付け、市販の８mm
ビデオ用磁気テープ12（ＳＯＮＹ社製Ｈi８ＭＰ 120）
を、一端をロードセル10につなぎ、他端に20ｇの錘り13
（重さＴ₂ ）を取付け、ポスト部11と90度で接触するよ
うにし、ポスト部11を110 rpm で回転（摺動速度14.4 m
m／sec）して、ロードセル10の張力Ｔ₁ を読み取った。
なお、測定は、常温（23℃）、低温（- ５℃）、高温
（60℃）で、試料、測定装置を約１時間放置後行った。
また、摩擦係数μは、次式（１）で求め、その結果を表
１に示した。

【００１１】 μ＝２／π１ｎ（Ｔ₁ ／Ｔ₂ ） 式（１）

【００１２】また、ＡＳＴＭ Ｄ７４７に基づいて、該
樹脂組成物の曲げ弾性率を測定し、結果を表１に示し
た。曲げ弾性率が1960〜3430MPa で、テープ汚れを生じ
なく、しかも高温〜常温の摩擦係数が、ＳＵＳ製傾斜ポ
ールに近く、代替が好ましいものを◎、代替可能なもの
を○、代替困難なものを×として総合評価した。

【００１３】

【実施例２】酸化亜鉛ウィスカの配合量を15重量％にし
た以外は、実施例１と同様にして摺動部材用樹脂組成
物、磁気テープガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾性
率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定し、
結果を表１に示した。

【００１４】

【実施例３】酸化亜鉛ウィスカの量を45重量％にした以
外は、実施例１と同様にして摺動部材用樹脂組成物、磁
気テープガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾性率測定
用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定し、結果を
表１に示した。

【００１５】

【実施例４】酸化亜鉛ウィスカの配合量を15重量％に
し、潤滑油として、タフニーメカニックオイル＃100
（商品名、出光興産社製）を３重量％配合した以外は、
実施例１と同様にして摺動樹脂組成物、磁気テープガイ
ド用傾斜ポールベース及び曲げ弾性率測定用試料を得、
摩擦係数及び曲げ弾性率を測定し、結果を表１に示し
た。

【００１６】

【実施例５】酸化亜鉛ウィスカの配合量を45重量％に
し、潤滑油の配合量を10重量％にした以外は、実施例４
と同様にして、摺動樹脂組成物、磁気テープガイド用傾
斜ポールベース及び曲げ弾性率測定用試料を得、摩擦係
数及び曲げ弾性率を測定し、結果を表１に示した。

【００１７】

【実施例６】酸化亜鉛ウィスカの配合量を15重量％に
し、潤滑油の配合量を１重量％にした以外は、実施例１
と同様にして、摺動樹脂組成物、磁気テープガイド用傾
斜ポールベース及び曲げ弾性率測定用試料を得、摩擦係
数及び曲げ弾性率を測定し、結果を表１に示した。

【００１８】

【比較例１】ベース樹脂をポリアセタール（ＰＯＭ）に
変えた以外は、実施例１と同様にして摺動部材用樹脂組
成物、磁気テープガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾
性率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定
し、結果を表１に示した。

【００１９】

【比較例２】ベース樹脂をポリカーボネート（ＰＣ）に
変えた以外は、実施例１と同様にして摺動部材用樹脂組
成物、磁気テープガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾
性率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定
し、結果を表１に示した。

【００２０】

【比較例３】ベース樹脂をポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）に変えた以外は、実施例１と同様にして摺動
部材用樹脂組成物、磁気テープガイド用傾斜ポールベー
ス及び曲げ弾性率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾
性率を測定し、結果を表１に示した。

【００２１】

【比較例４】酸化亜鉛ウィスカをチタン酸カリウムウィ
スカに変えた以外は、実施例１と同様にして摺動部材用
樹脂組成物、磁気テープガイド用傾斜ポールベース及び
曲げ弾性率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を
測定し、結果を表１に示した。

【００２２】

【比較例５】酸化亜鉛ウィスカを用いないで超高分子量
ポリエチレンのみで摺動部材用樹脂組成物、磁気テープ
ガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾性率測定用試料を
得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定し、結果を表１に示
した。

【００２３】

【比較例６】酸化亜鉛ウィスカの配合量を１０重量％と
した以外は、実施例１と同様にして摺動部材用樹脂組成
物、磁気テープガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾性
率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定し、
結果を表１に示した。

【００２４】

【比較例７】酸化亜鉛ウィスカの配合量を５０重量％と
した以外は、実施例１と同様にして摺動部材用樹脂組成
物、磁気テープガイド用傾斜ポールベース及び曲げ弾性
率測定用試料を得、摩擦係数及び曲げ弾性率を測定し、
結果を表１に示した。

【００２５】

【比較例８】酸化亜鉛ウィスカの配合量を15重量％に
し、潤滑油の配合量を15重量％にした以外は、実施例４
と同様にして、摺動樹脂組成物、磁気テープガイド用傾
斜ポールベース及び曲げ弾性率測定用試料を得、摩擦係
数及び曲げ弾性率を測定し、結果を表１に示した。

【００２６】

【参照例】亜鉛ダイキャスト製のベースに嵌合して用い
られていたＳＵＳ製のポストを取出し、実施例と同様に
対磁気テープ摩擦係数を測定し、結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果より、実施例のものは、磁気テ
ープとの摩擦係数が従来のＳＵＳ製のポールと同程度か
若干低めであり、しかも曲げ弾性率で見た剛性が、1960
〜3430MPa にあるので、成形時のベースとポールの傾斜
角を精度良く確保でき、磁気テープの張力による傾斜角
の変化を受けにくい。それに対して、比較例１〜３のよ
うにベース樹脂を超高分子量ポリエチレン以外にしたも
のや、補強材として酸化亜鉛ウィスカを用いたものは、
磁気テープとの摩擦係数が高くなり、磁気テープの走行
を不安定にする。

【００２９】また、超高分子量ポリエチレン単独や、酸
化亜鉛ウィスカが所定量より少ない比較例５や６では、
対磁気テープ摩擦係数は、0.18と良好であるが、曲げ弾
性率が1960MPa より小さくなり、成形時の傾斜角精度が
落ち、しかも磁気テープの走行張力による変化を受けや
すくなる。さらに、実施例４〜６のように、潤滑油を配
合することにより、特に高温時の摩擦係数がＳＵＳ製ポ
ールに近いものになるので、ＳＵＳ製の代替の信頼感が
増す。但し、比較例８のように潤滑油の配合量が大きく
なるとテープを汚す恐れがあるので、10％以下、さらに
好ましくは３〜10重量％にするのがよい。超高分子量ポ
リエチレンと酸化亜鉛ウィスカの組み合わせでも、所定
量より酸化亜鉛ウィスカが多くなると、対磁気テープの
摩擦係数が高くなり、走行不安定になるので好ましくな
い。実施例１の磁気テープガイド用傾斜ポールベースと
参照例のポールとベースの組立品を比較すると、実施例
１のものが、コストでは約１／２、単位時間の生産量で
約３倍であった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の摺動部材用樹脂組成物は、射出
成形可能な超高分子量ポリエチレンと酸化亜鉛ウィスカ
を混合し、超高分子量ポリエチレンの自己潤滑性と酸化
亜鉛ウィスカの補強効果を発揮させ、所定範囲の低摩擦
係数と曲げ剛性を有するようにしているので、事務機器
や音響機器等におけるテープや記録材の走行する個所の
ガイド部材、分離部材、駆動部材として適した材料であ
り、コスト面、生産性に優れた材料となる。この摩擦係
数と剛性のバランスがとれた摺動性樹脂組成物を用いる
と、ベースと傾斜ポールを一体化した磁気テープガイド
用傾斜ポールベースを射出成形で生産性良く製造でき、
磁気テープとの摩擦係数をＳＵＳ製のポールと同程度に
できかつポールの傾斜角を精度良く成形でき、しかも磁
気テープ張力の影響を受けにくいものにできる。したが
って、磁気テープの走行安定性に優れた磁気テープガイ
ド用傾斜ポールを妥当なコストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録再生装置の回転シリンダー部の平面図

【図２】磁気記録再生装置の回転シリンダー部の横面図

【図３】摩擦測定装置

【符号の説明】

１；回転シリンダー ２；磁気テ−プ ３；入側傾斜ポールベース ４；入側傾斜ポール ５；出側傾斜ポ−ルベ−ス ６；出側傾斜ポール ６';出側傾斜ポール ７；入側垂直ポール ８；出側垂直ポール 10；ロ−ドセル 11；φ2.5 ポ−ル 12；テ−プ 13；錘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 15/60 Ｇ１１Ｂ 15/60 Ａ Ｃ Ｂ 15/61 15/61 Ａ // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形可能な超高分子量ポリエチレン
   に対して補強充填剤として酸化亜鉛ウィスカが15〜45重
   量％含有されてなり、常温時の対磁気テープ摩擦係数が
   0.17〜0.22、曲げ弾性率が1960〜3430MPa である摺動部
   材用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 射出成形可能な超高分子量ポリエチレ
   ンに対して補強充填剤として酸化亜鉛ウィスカが15〜45
   重量％、さらに潤滑油が３〜10重量％含有されてなり、
   対磁気テープ摩擦係数が常温時0.17〜0.22、60℃時0.16
   〜0.18で、かつ曲げ弾性率が1960〜3430MPa である摺動
   部剤用樹脂組成物。
3. 【請求項３】 回転シリンダーに対する磁気テープの入
   り側及び出側の各走行方向を傾斜させるための傾斜ポー
   ルとこれを固定するベ−スよりなる傾斜ポールベースで
   あって、傾斜ポールとベースが請求項１もしくは請求項
   ２の摺動部材用樹脂組成物により一体的に射出成形され
   たものであることを特徴とする磁気記録再生装置の磁気
   テープガイド用傾斜ポールベース。