KR20110109773A - 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물 - Google Patents

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Abstract

내구성 폴리옥시메틸렌 조성물 및 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물로 제조된 램프가 개시된다. 본 발명의 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물은 우수한 내미세마모 특성을 갖는다.

Description

내구성 폴리옥시메틸렌 조성물{Durable polyoxymethylene composition}
본 출원은 2010년 3월 29일에 출원된 미국 가출원 일련번호 61/318,784의 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물 및 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 포함하는 램프(ramp)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고습 및 고온 조건하에서, 또는 저습 및 저온 조건하에서 우수한 내미세마모 특성 (micro-wear-resistant property)을 갖는 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 포함하는 램프뿐만 아니라 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물에 관한 것이다.
폴리옥시메틸렌 수지는 양호한 마찰 마모 성능뿐만 아니라 균형 잡힌 기계적 특성, 놀라운 내약품성 및 미끄럼 특성으로 인해 광범위하게 사용되는 엔지니어링 수지이다. 최근에, 하드디스크 드라이브의 램프용 재료로서 그러한 폴리옥시메틸렌 수지를 사용하려는 시도가 있어 왔다. 예를 들어, US 2008/0037175은 폴리옥시메틸렌 수지 및 착색제를 포함하는 하드디스크 드라이브용 램프를 개시한다. 상기 램프는 20 ㎍/g 이하의 아웃가스(outgas) 수준을 갖는다. US 7088555는 2.6 GPa 이상의 표면경도를 갖는 램프를 개시한다. 그러나, 전술한 종래의 기술들에는, 우수한 내미세마모 특성을 갖는 폴리옥시메틸렌 수지에 대한 설명이 아직 되어 있지 않으며, 더욱이, 폴리옥시메틸렌 수지 램프로부터 마모편(wear debris)을 감소시키려는 시도에 대한 제안이 발견되지 않는다.
본 발명은 내미세마모의 특성, 높은 기계적 안정성 및 높은 성형성을 갖는다. 내미세마모의 기능은 로딩/언로딩에 필요한 에너지의 양을 감소시키고, 또한 서스펜션 암의 리프트부(lift feature)가 램프 표면을 문지를 때 생기는 파편의 양을 줄이는 것이다.
일 측면에서 본 발명은 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 제공한다. 본 발명의 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물은 우수한 내미세마모 특성을 갖는다. 일 측면에서 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 8 inch/sec의 속도 및 낮은 주위 습도와 낮은 주위 온도에서, 2.5g의 하중, 600,000회의 왕복운동의 조건하에서, 10㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실을 나타내거나, 또는 1㎛ 최대 마모 깊이의 미세마모 손실을 나타낸다.
또 다른 측면에서 본 발명은 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 제공한다. 본 발명의 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물은 우수한 내미세마모 특성을 갖는다. 또 다른 측면에서 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 8 inch/sec의 속도 및 높은 주위 습도와 높은 주위 온도에서, 2.5g의 하중, 600,000회의 왕복운동의 조건하에서, 10㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실을 나타내거나, 또는 1㎛ 최대 마모 깊이의 미세마모 손실을 나타낸다.
또 다른 측면에서 본 발명은 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 포함하는 램프를 제공한다. 본 발명의 램프는 8 inch/sec의 속도 및 낮은 주위 습도와 낮은 주위 온도에서, 2.5g의 하중, 600,000회의 왕복운동의 조건하에서, 10㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실을 나타내거나, 또는 1㎛ 최대 마모 깊이의 미세마모 손실을 나타낼 수 있다.
또 다른 측면에서 본 발명은 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 포함하는 램프를 제공한다. 본 발명의 램프는 8 inch/sec의 속도 및 높은 주위 습도와 높은 주위 온도에서, 2.5g의 하중, 600,000회의 왕복운동의 조건하에서, 10㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실을 나타내거나, 또는 1㎛ 최대 마모 깊이의 미세마모 손실을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 고습의 조건은 50% 내지 60% 범위의 상대습도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 저습의 조건은 13% 내지 17% 범위의 상대습도를 갖는다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 고온의 조건은 22℃ 내지 60℃ 범위의 온도를 갖는다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 저온의 조건은 3℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 갖는다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 하기를 포함한다:
코모노머로서 1,3-디옥솔란 3.3 중량%를 포함하는 90.5 중량% 내지 92.5 중량%의 폴리옥시메틸렌 코폴리머;
0.5 중량% 내지 3.0 중량%의 무기필러;
3.0 중량% 내지 10.0 중량%의 윤활제;
1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 조핵제;
0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 안정화제; 및
0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 대전방지제.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 폴리옥시메틸렌 코폴리머는 인장강도 62MPa (ISO 527) 및 용융 흐름 속도 27 g/10min (ISO 1133)를 가질 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 윤활제는 개질 폴리올레핀일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 개질 폴리올레핀은 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 무기필러는 100 nm 이하의 평균입자크기를 갖는 나노급 징크 옥사이드 입자일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 조핵제는 몬탄산의 소듐염, 장쇄, 선형 카르복실산(long chain, linear carboxylic acid) 및 장쇄, 선형 카르복실산의 소듐염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 조핵제는 Clariant의 Licomont Cav 102일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 안정화제는 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (사양 EBS-SP)의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물에서, 상기 대전방지제는 글리세롤 모노스테아레이트일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 평균입자크기 30㎛를 갖는 분자량 2백만의 초고분자량 폴리에틸렌을 3 중량% 내지 10 중량%의 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 1.5㎛의 평균입자크기를 갖는 포타슘 티타네이트 분말을 0.5 중량% 내지 2.0 중량% 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 1㎛의 부피평균입경을 갖는 칼슘 카보네이트를 0.5중량% 내지 2.0중량%의 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 20nm의 평균입자크기를 갖는 나노급 실리카 디옥사이드를 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 1㎛의 평균입자크기를 갖는 티타늄 디옥사이드를 0.5 중량% 내지 2.0중량%의 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (사양 EBS-SP)와 같은 안정화제를 0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 용융 흐름 속도 28g/10min을 갖는 저밀도 폴리에틸렌을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 2mm×3mm 크기의 펠릿 형태일 수 있다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 중공 칼럼의 형태일 수 있다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들은 하기 바람직한 구현예의 상세한 설명을 읽은 후 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 자명해질 것은 의심의 여지가 없을 것이다.
본 발명은 일반적으로 로드/언로드 램프 구조물뿐만 아니라 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물에 관한 것이다. 로드/언로드 램프 구조물은 자기 헤드가 회전디스크와 거리를 두도록 하기 위해 사용된다. 서스펜션 암은 하드디스크 드라이브에서 고속으로 회전하는 정보 기록 디스크로부터 정보를 읽고 상기 디스크에 정보를 기록하는 자기 헤드를 지지한다. 최신 하드디스크 드라이브에는, 기록 디스크가 동작 불능 모드일 때 자기 헤드가 기록 디스크로부터 이격된 채로 지지되는 자기 헤드 리트랙션 장소로서의 램프가 제공된다.
제1 측면에서 본 발명은 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 제공한다. 본 발명의 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물은 우수한 내미세마모 특성을 갖는다. 일 측면에서 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 8 inch/sec의 속도 및 낮은 주위 습도와 낮은 주위 온도에서, 2.5g의 하중, 600,000회의 왕복운동의 조건하에서, 10㎛2 마모 면적 미만 또는 1㎛ 최대 마모 깊이의 미세마모 손실을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 저습의 조건은 13% 내지 17% 범위의 상대습도를 갖는다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 저온의 조건은 3℃ 내지 10℃ 범위의 온도를 갖는다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 하드 디스크 드라이브에 사용하기 위한 램프를 형성한다.
또 다른 측면에서 본 발명은 또 다른 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물을 제공한다. 본 발명의 내구성 폴리옥시메틸렌 조성물은 또한 우수한 내미세마모 특성을 갖는다. 또 다른 측면에서 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 8 inch/sec의 속도 및 높은 주위 습도와 높은 주위 온도에서, 2.5g의 하중, 600,000회의 왕복운동의 조건하에서, 10㎛2 마모 면적 미만 또는 1㎛ 최대 마모 깊이의 미세마모 손실을 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 고습의 조건은 50% 내지 60% 범위의 상대습도를 갖는다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 고온의 조건은 22℃ 내지 60℃ 범위의 온도를 갖는다. 본 발명의 한 바람직한 구현예에서, 상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 하드 디스크 드라이브에 사용하기 위한 램프를 형성한다.
본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 폴리옥시메틸렌 코폴리머, 무기필러, 윤활제, 조핵제, 안정화제, 및 대전방지제와 같은 몇가지 성분들을 포함한다. 상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 코모노머로서 1,3-디옥솔란의 3.3 중량%를 포함하는 90.5중량% 내지 92.5중량%의 폴리옥시메틸렌 코폴리머를 포함한다. 예를 들어, 상기 폴리옥시메틸렌 코폴리머는 인장강도 62MPa (ISO 527) 및 용융 흐름 속도 27g/10min (ISO 1133)를 가질 수 있다.
상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 3.0 중량% 내지 10.0 중량%의 윤활제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 윤활제는 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀과 같은 개질 폴리올레핀일 수 있다. 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 용융 흐름 속도 28 g/10min을 갖는 저밀도 폴리에틸렌을 추가로 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 평균입자크기 30㎛를 갖는 분자량 2백만의 초고분자량 폴리에틸렌을 3 중량% 내지 10 중량%의 범위에서 추가로 포함할 수 있다.
상기 초고분자량 폴리에틸렌에서의 분자량이란 중량 평균분자량을 의미한다.
다양하고 상이한 무기필러가 존재할 수 있다. 예를 들어, 적당한 무기필러는 100 nm 이하의 평균입자크기를 갖는 0.5 중량% 내지 3.0 중량%의 나노급 징크 옥사이드 입자일 수 있다. 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 1.5㎛의 평균입자크기를 갖는 0.5중량% 내지 2.0 중량%의 범위의 포타슘 티타네이트 분말, 1㎛의 부피평균입경을 갖는 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위의 칼슘 카보네이트, 20nm의 평균입자크기를 갖는 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위의 나노급 실리카 디옥사이드, 1㎛의 평균입자크기를 갖는 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위의 티타늄 디옥사이드, 또는 이들의 조합과 같은 상이한 중량%의 다른 적당한 무기필러(들)를 포함할 수 있다.
상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 조핵제를 포함한다. 예를 들어, 상기 조핵제는 몬탄산의 소듐염, 장쇄, 선형 카르복실산 및 장쇄, 선형 카르복실산의 소듐염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 조핵제는 Clariant의 Licomont Cav 102일 수 있다.
상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 산화방지제 및 산 제거제 중 적어도 하나와 같은, 0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 안정화제를 포함한다. 예를 들어, 상기 안정화제는 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (사양 EBS-SP)의 혼합물일 수 있다.
상기 폴리옥시메틸렌 조성물은 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 대전방지제를 포함한다. 예를 들어, 상기 대전방지제는 글리세롤 모노스테아레이트일 수 있다.
램프를 형성하기 위해 가공되는 외에, 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물은 또한 펠릿을 형성하기 위해 가공될 수 있다. 예를 들어, 상기 펠릿은 2mm×3mm 크기의 중공 칼럼일 수 있다. 상기 펠릿은 운반 또는 저장에 사용되기에 유리하다. 상기 펠릿은 필요한 경우 램프를 형성하기 위해 후가공될 수 있다.
몇가지 실시예들이 본 발명의 내미세마모성 폴리옥시메틸렌 조성물을 배합하고(formulate) 형성하는 단계들을 실증하기 위해 여기에 제공된다.
실시예 1
재료들 (A) 폴리옥시메틸렌 코폴리머 (90.5 중량%); (B) 윤활제인 LDPE (용융 흐름 속도 28g/10min (ISO 1133)) (5.0 중량%); 무기필러인 (C-1) 나노급 칼슘 카보네이트(1.0 중량%) 및 (C-3) 나노급 실리콘 디옥사이드 (1.0 중량%); (D) 조핵제인 Clariant의 Licomont Cav 102 (2.0 중량%) 및 (E) 안정화제인 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (0.5 중량%)를 고속 버티컬 믹서에서 2분 동안 잘 혼합하였다. 혼합후 상기 혼합된 재료들 (5 KG)을 원료 탱크에 위치시켰다.
상기 혼합된 재료들을 피더에 의해 2축 압출기(Φ=44 mm)로 주입하였다. 상기 주입을 35kg/hr로 설정하였다. 압출기 배럴을 160-220℃로 조절하였다. 진공을 10-30cmHg로 조절하였다. 상기 용융된 조성물을 냉각하고 3mm*2mm의 펠릿 형태로 절단한 후, 열풍 건조기에 의해 130℃에서 4시간 동안 건조시켰다. 상기 펠릿들을 사출하여 각각이 0.17g, 11.6 x 6.2 x 5.2 mm인 램프들을 형성하였다. 상기 램프들을 초음파 세척기 (1% 계면활성제인 VALTRON® DP97031에서 제1 단계, 탈이온수에서 제2 내지 제5 단계, 각 단계 8분)에서 세척하였다. 상기 젖은 램프들을 사이클론형 오븐에서 85℃에서 8분 동안 건조시킨 후, 건조 오븐에서 85℃에서 1시간 동안 건조시켰다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 2에 열거하였다.
실시예 2
(A) 폴리옥시메틸렌 코폴리머 (91.0 중량%); (B-1) 윤활제인 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀 (7.0 중량%); (C) 무기필러인 포타슘 티타네이트 분말 (0.5 중량%); (D) 조핵제인 Clariant의 Licomont Cav 102 (1.0 중량%); 및 (E) 안정화제인 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (0.5 중량%)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법을 사용하였다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 2에 열거하였다.
실시예 3
(A) 폴리옥시메틸렌 코폴리머 (91.0 중량%); (B-2) 윤활제인 UHMWPE (평균입자크기가 30 ㎛이고 분자량이 2백만(ASTM D4020)임) (7.0 중량% ); (C) 무기필러인 포타슘 티타네이트 분말 (0.5 중량%); (D) 조핵제인 Clariant의 Licomont Cav 102 (1.0 중량%) 및 (E) 안정화제인 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (0.5 중량%)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법을 사용하였다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 2에 열거하였다.
실시예 4
(A) 폴리옥시메틸렌 코폴리머 (92.5 중량%); (B-1) 윤활제인 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀 (5.0중량%) ; (C-4) 무기필러인 티타늄 디옥사이드 분말 (1.0 중량%); (D) 조핵제인 Clariant의 Licomont Cav 102 (1.0 중량%) 및 (E) 안정화제인 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (0.5 중량%)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법을 사용하였다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 2에 열거하였다.
실시예 5
(A) 폴리옥시메틸렌 코폴리머 (91.5 중량%); (B-1) 윤활제인 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀 (5.0 중량%); (C-2) 무기필러인 나노급 징크 옥사이드 (1.0 중량%); (D) 조핵제인 Clariant의 Licomont Cav 102 (1.0 중량%) 및 (E) 안정화제인 CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (1.0 중량%)를, 추가적인 (F) 대전방지제인 글리세롤 모노스테아레이트 1.0 중량%와 함께 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법을 사용하였다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 3에 열거하였다.
비교예 1
원료인, 폴리옥시메틸렌 수지 펠릿들 (Polyplastics-Duracon M9044)을 100℃에서 4시간 동안 건조시켰다. 상기 펠릿들을 사출하여 각각이 0.41g, 13.5 x 8.8 x 8.6 mm인 램프들을 형성하였다. 상기 램프들을 초음파 세척기 (1% 계면활성제인 VALTRON® DP97031에서 제1 단계, 탈이온수에서 제2 내지 제5 단계, 각 단계 8분)에서 세척하였다. 상기 젖은 램프들을 사이클론형 오븐에서 85℃에서 8분 동안 건조시킨 후, 건조 오븐에서 85℃에서 1시간 동안 건조시켰다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 4에 열거하였다.
비교예 2
원료인, 폴리옥시메틸렌 수지 펠릿들 (DuPont-Derlin 500P)을 100℃에서 4시간 동안 건조시켰다. 상기 펠릿들을 사출하여 각각이 0.17g, 11.6 x 6.2 x 5.2 mm인 램프들을 형성하였다. 상기 램프들을 초음파 세척기 (1% 계면활성제인 VALTRON® DP97031에서 제1 단계, 탈이온수에서 제2 내지 제5 단계, 각 단계 8분)에서 세척하였다. 상기 젖은 램프들을 사이클론형 오븐에서 85℃에서 8분 동안 건조시킨 후, 건조 오븐에서 85℃에서 1시간 동안 건조시켰다. 상기 램프들에 대하여 다양한 테스트를 실시하였다. 상기 결과를 표 5에 열거하였다.
실시예 1 내지 실시예 5의 조성물 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
성분 A. 폴리옥시-메틸렌 코폴리머 90.5 91 91 92.5 91.5
B. 윤활제
(2)*		 LDPE 5 - - - -
B-1 개질된 PE
(폴리올레핀)		 - 7 - 5 5
B-2 UHMWPE - - 7 - -
C. 무기
필러		 포타슘
티타네이트
분말		 - 0.5 0.5 - -
C-1 CaCO3 1 - - - -
C-2 나노 ZnO - - - - 1
C-3 나노 SiO2 1 - - - -
C-4 TiO2 분말 - - - 1 -
D. 조핵제 Licomont Cav
102		 2 1 1 1 1
E. 안정화제 (1)* 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
F. 대전
방지제		 글리세롤
모노스테아레이트		 - - - - 1
결과 물성 용융 흐름 속도
(ISO 1133)		 27 24 25 26.2 24.7
인장 강도
(ISO 527-1,2)		 60 59 52 59 58.2
인장 신율
(ISO 527-1,2)		 23 25 18 24 26.4
굴곡 강도
(ISO 178)		 88 82 75 82 80
샤르피 충격강도
(ISO 179/1eA)		 6 8 6 8 9.1
주: (1)* CIBA의 IRGANOX 1010,　IRGANOX 259와 IRGANOX 1098, 멜라민, 칼슘 스테아레이트 및 PALMOWAX (사양 EBS-SP)의 혼합물.
(2)* 성분 (B)는 LDPE, 개질된 PE, 또는 UHMWPE일 수 있는 윤활제임. 성분 (C)는 포타슘 티타네이트 분말, CaCO3, 나노 ZnO, 나노 SiO2, 또는 TiO2 분말일 수 있는 무기필러임.
600,000회의 왕복운동 후 하기 조건하에서 하기 테스트 결과를 실시하였다:
(1) 2.5g의 하중;
(2) 8 inch/sec의 속도;
(3) 주위 저습 또는 고습하; 및
(4) 주위 저온, 실온 또는 고온하.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
조건 (A) (A) (A) (A)
5℃±2℃
15%±3% RH		 5℃±2℃
15%±3% RH		 5℃±2℃
15%±3% RH		 5℃±2℃
15%±3% RH
최대 마모 깊이 0.3890 0.3301 0.2474 0.2292
0.4466 0.3279 0.3446 0.2844
0.9180 0.4028 0.1547 0.5014
0.3702 0.3473 0.0785 0.2244
마모 면적 4.4868 9.2383 1.7316 1.4760
3.9027 7.1192 8.2014 1.5837
5.7947 5.2397 1.1880 6.4781
6.3641 7.4159 0.8134 9.6901
주: 1.(A) 저습/저온; (B) 고습/고온; (C) 실온. 2. Wyko (MHT-Ⅲ)기기(상이한 브랜드의 기기는 상이한 테스트 결과를 가질 수 있음)에 의해 상기 데이터를 측정하였음. 3. 서스펜션 부품을 갖는 CETR Micro-Tribometer UMT (로드/언로드 모델)에 의해 상기 부품들을 테스트하였음.
실시예 1은 본 발명의 폴리옥시메틸렌 조성물의 기초 평가를 실증한다. 실시예 2-4는 실시예 1에 따라 추가로 개질되고 개선되었다. 실시예 5 는 비교예들에 비해 우수한 내미세마모 특성을 실증한다. 실시예 5는 (A) 저습/저온 조건, (B) 고습/고온 조건 및 (C) 실온 모두에서 우수한 내미세마모 특성을 나타낸다. 실시예 5는 또한 (A) 저습/저온 조건, (B) 고습/고온 조건 및 (C) 실온에서 최소 마모편 (wear debris)을 발생시켜 우수한 내미세마모 특성을 나타낸다.
실시예 5
조건 (A) (A) (C) (B)
5℃±2℃
15%±3% RH		 10℃±2℃
15%±3% RH		 25℃±3℃
55%±5% RH		 55℃±5℃
55%±5% RH
최대 마모 깊이 0.0888 0.1740 0.0573 0.0735
0.0915 0.2216 0.2277 0.1274
0.1752 0.2181 0.0820 0.2216
0.2100 0.1137 0.1091 0.2291
마모 면적 1.5791 3.9492 0.4437 0.8667
1.4484 3.4538 1.8543 1.7613
2.0638 2.5785 1.6032 1.8775
3.2159 2.2625 0.4718 2.0090
주: 1.(A) 저습/저온; (B) 고습/고온; (C) 실온. 2. Wyko (MHT-Ⅲ)기기(상이한 브랜드의 기기는 상이한 테스트 결과를 가질 수 있음)에 의해 상기 데이터를 측정하였음. 3. 서스펜션 부품을 갖는 CETR Micro-Tribometer UMT (로드/언로드 모델)에 의해 상기 부품들을 테스트하였음.
비교예 1
조건 (A) (C) (B)
5℃±2℃
15%±3% RH		 25℃±3℃
55%±5% RH		 55℃±5℃
55%±5% RH
최대 마모 깊이 1.8854 0.3795 0.2768
2.2465 0.3597 0.4282
1.8726 0.2569 0.4215
1.8947 0.4435 0.6491
마모 면적 181.2939 13.1565 4.7282
172.5484 9.1015 17.1287
161.4402 7.2146 7.8671
180.5232 8.5611 19.7332
비교예 2
조건 (A) (A) (C) (B)
5℃±2℃
15%±3% RH		 10℃±2℃
15%±3% RH		 25℃±3℃
55%±5% RH		 55℃±5℃
55%±5% RH
최대 마모 깊이 2.5730 2.5730 0.7733 0.3698
2.0564 1.6634 1.0455 0.5261
1.8703 2.1453 1.5200 0.6344
2.1701 1.4446 1.1794 0.8624
마모 면적 99.8968 99.8968 15.3849 9.0576
76.3102 98.7693 24.8515 12.0457
60.1881 85.8774 42.3004 12.4023
85.8774 86.7332 29.6912 14.6838
주: 1.(A) 저습/저온; (B) 고습/고온; (C) 실온. 2. Wyko (MHT-Ⅲ)기기(상이한 브랜드의 기기는 상이한 테스트 결과를 가질 수 있음)에 의해 상기 데이터를 측정하였음. 3. 서스펜션 부품을 갖는 CETR Micro-Tribometer UMT (로드/언로드 모델)에 의해 상기 부품들을 테스트하였음.
본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 가르침을 유지하면서도 상기 장치 및 방법의 수많은 변형이 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 볼 것이다. 따라서, 상기 개시는 첨부된 청구항들의 경계에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (28)

  1. 8 inch/second의 속도 및 13% 내지 17% RH의 주위 습도와 3℃ 내지 10℃의 주위 온도에서 600,000회의 왕복운동 후 2.5g의 하중 조건하에서 1㎛ 최대 마모 깊이 미만의 미세마모 손실 및 10㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실 중 적어도 하나를 갖는 폴리옥시메틸렌 조성물로서, 상기 폴리옥시메틸렌 조성물은,
    코모노머로서 1,3-디옥솔란의 3.3 중량%를 포함하는 90.5중량% 내지 92.5중량%의 폴리옥시메틸렌 코폴리머;
    0.5 중량% 내지 3.0 중량%의 무기필러;
    3.0 중량% 내지 10.0 중량%의 윤활제;
    1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 조핵제;
    0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 안정화제; 및
    0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 대전방지제를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윤활제는 개질 폴리올레핀인 폴리옥시메틸렌 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 개질 폴리올레핀은 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀을 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기필러는 100nm 이하의 평균입자크기를 갖는 나노급 징크 옥사이드 입자를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조핵제는 몬탄산의 소듐염 및 장쇄, 선형 카르복실산중 적어도 하나를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안정화제는 산화방지제 및 산 제거제 중 적어도 하나를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 대전방지제는 글리세롤 모노스테아레이트를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 30㎛의 평균입자크기와 함께 2백만의 분자량을 갖는 초고분자량 폴리에틸렌을 3 중량% 내지 10 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 1.5㎛의 평균입자크기를 갖는 포타슘 티타네이트 분말을 0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 1㎛의 부피평균입경을 갖는 칼슘 카보네이트를 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 20nm의 평균입자크기를 갖는 나노급 실리카 디옥사이드를 0.5 중량% 내지 2 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 1㎛의 평균입자크기를 갖는 티타늄 디옥사이드를 0.5 중량% 내지 2 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 용융 흐름 속도 28 g/10min를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 (5 중량%)을 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  14. 8 inch/sec의 속도 및 13% 내지 17% RH의 주위 습도와 3℃ 내지 10℃의 주위 온도에서 600,000회의 왕복운동 후 2.5g의 하중 조건하에서 1㎛ 최대 마모 깊이 미만의 미세마모 손실 및 10㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실 중 적어도 하나를 갖는 램프로서, 상기 램프는,
    코모노머로서 1,3-디옥솔란의 3.3 중량%를 포함하는 90.5중량% 내지 92.5중량%의 폴리옥시메틸렌 코폴리머;
    1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 무기필러;
    3.0 중량% 내지 10.0 중량%의 윤활제;
    1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 조핵제;
    0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 안정화제; 및
    0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 대전방지제를 포함하는 램프.
  15. 8 inch/sec의 속도 및 50% 내지 60% RH의 주위 습도와 22℃ 내지 60℃의 주위 온도에서 600,000회의 왕복운동 후 2.5g의 하중 조건하에서 0.5㎛ 최대 마모 깊이 미만의 미세마모 손실 및 5㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실 중 적어도 하나를 갖는 내미세마모성 폴리옥시메틸렌 조성물로서, 상기 내미세마모성 폴리옥시메틸렌 조성물은,
    코모노머로서 1,3-디옥솔란의 3.3 중량%를 포함하는 90.5중량% 내지 92.5중량%의 폴리옥시메틸렌 코폴리머;
    0.5 중량% 내지 3.0 중량%의 무기필러;
    3.0 중량% 내지 10.0 중량%의 윤활제;
    1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 조핵제;
    0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 안정화제; 및
    0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 대전방지제를 포함하는 내미세마모성 폴리옥시메틸렌 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 윤활제는 개질 폴리올레핀인 폴리옥시메틸렌 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 개질 폴리올레핀은 무수말레산으로 개질된 폴리올레핀을 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  18. 제15항에 있어서, 상기 무기필러는 100nm 이하의 평균입자크기를 갖는 나노급 징크 옥사이드 입자인 폴리옥시메틸렌 조성물.
  19. 제15항에 있어서, 상기 조핵제는 몬탄산의 소듐염 및 장쇄, 선형 카르복실산 중 적어도 하나를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  20. 제15항에 있어서, 상기 안정화제는 산화방지제 및 산 제거제 중 적어도 하나를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  21. 제15항에 있어서, 상기 대전방지제는 글리세롤 모노스테아레이트를 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  22. 제15항에 있어서, 30㎛의 평균입자크기와 함께 2백만의 분자량을 갖는 초고분자량 폴리에틸렌을 3 중량% 내지 10 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  23. 제15항에 있어서, 1.5㎛의 평균입자크기를 갖는 포타슘 티타네이트 분말을 0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  24. 제15항에 있어서, 1㎛의 부피평균입경을 갖는 칼슘 카보네이트를 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  25. 제15항에 있어서, 20nm의 평균입자크기를 갖는 나노급 실리카 디옥사이드를 0.5 중량% 내지 2 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  26. 제15항에 있어서, 1㎛의 평균입자크기를 갖는 티타늄 디옥사이드를 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 범위에서 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  27. 제15항에 있어서, 용융 흐름 속도 28 g/10min를 갖는 저밀도 폴리에틸렌을 추가로 포함하는 폴리옥시메틸렌 조성물.
  28. 8 inch/sec의 속도 및 50% 내지 60% RH의 주위 습도와 22℃ 내지 60℃의 주위 온도에서 600,000회의 왕복운동 후 2.5g의 하중 조건하에서 0.5㎛ 최대 마모 깊이 미만의 미세마모 손실 및 5㎛2 마모 면적 미만의 미세마모 손실 중 적어도 하나를 갖는 램프로서, 상기 램프는,
    코모노머로서 1,3-디옥솔란의 3.3 중량%를 포함하는 90.5중량% 내지 92.5중량%의 폴리옥시메틸렌 코폴리머;
    0.5 중량% 내지 3.0 중량%의 무기필러;
    3.0 중량% 내지 10.0 중량%의 윤활제;
    1.0 중량% 내지 3.0 중량%의 조핵제;
    0.5 중량% 내지 1.0 중량%의 안정화제; 및
    0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 대전방지제를 포함하는 램프.












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