DE68923957T2

DE68923957T2 - Herstellungsverfahren einer gleitvorrichtung.

Info

Publication number: DE68923957T2
Application number: DE68923957T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Dai Nippon Insat Fujii; Masashi Dai Nippon I Nishiyama; Tatsumi Dai Nippon I Takahashi
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2009-09-27
Also published as: EP0857564A2; EP0857564A3; DE68923957D1; KR970009565B1; WO1990003422A1; EP0653284B1; US5422061A; DE68928883T2; EP0389642A4; KR900701973A; KR970006964B1; EP0653284A3; DE68928883D1; EP0653284A2; EP0389642A1; EP0389642B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitvorrichtung aus synthetischen Harzen und spezieller auf ein Verfahren zur Herstellung einer Bandführung, welche mit Magnetbändern für VTR, Tonaufzeichnung und digitale Aufzeichnung und dgl. verwendet wird.
Bisher wurden verschiedene Materialien für Führungen für bewegbare Systeme für Magnetbänder, wie VTR und Kassettenbänder verwendet. Beispielsweise umfassen bekannte organische Materialien Polyoxymethylen (kurz POM), welche alleine oder in Kombination mit einem Fluorharz und selbst Silikon verwendet werden. Einige Kunststoffteile enthalten Kohlenstoff, um Ladungen, welche beim Reibungskontakt mit der Oberfläche eines Bandes entstehen, freizusetzen, da Kunststoffe dazu tendieren elektrisch aufgeladen zu werden. Bekannte anorganische Materialien umfassen Metalle und Keramiken, während bekannte metallische Führungen aus rostfreien Materialien oder Messing, welches an seiner Oberfläche mit Nickel oder Chrom plattiert ist, ausgebildet sind.
Derartige wie oben erwähnte Führungen arbeiten auf zwei Arten, wobei sie gemäß einer davon gemeinsam mit der Bewegung eines Bandes rotieren. Gemäß einer anderen davon sind sie relativ zur der Bewegung eines Bandes fixiert. In den meisten Fällen werden die fixierten Typen von metallischen Führungen für Bereiche verwendet, durch welche sich ein Band unter relativ vergrößerter Bandspannung mit verstärkten Änderungen in der Richtung seiner Bewegung bewegt.
Einige Probleme mit derartigen konventionellen Führungen stammen von den Eigenschaften der verwendeten Materialien und einige rühren von den angewandten Verfahrenstechniken her.
Die JP-A-59/120423 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von gleitbaren Blättern, indem gleichmäßig Polyethylenpulver mit ultrahohem Molekulargewicht mit pulverförmigem Graphit vermischt wird, die Mischung zur Ausbildung eines Blocks gepreßt wird, der Block in Blätter geschnitten wird und diese Blätter wärmebehandelt werden. Die JP-A-58/210929 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Blättern, indem Polyethylenpulver mit ultrahohem Molekulargewicht unter erhöhtem Druck gegossen wird, der Blockguß in Blätter geschnitten wird, das Kernmaterial mit den Blättern umwickelt wird, die Blätter mit radioaktiven Strahlen bestrahlt und dabei in einem derartigen Ausmaß vernetzt werden, daß die Blätter einen Gelgehalt von 60 bis 90 % aufweisen. Die JP-A-60/9723 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von spritzgegossenen Gegenständen aus Rohmaterialien, um durch Zusetzen eines anorganischen Komplexmaterials zu Polyethylen mit ultra-Makromolekulargewicht und Gießen der geschmolzenen Rohmaterialien in eine Vertiefung vor dem Beginnen des thermischen überbrückens unter Verwendung eines Einspritzverfahrens gemacht zu werden. Die US-A 4 489 033 beschreibt ein Verfahren zum Spritz-Kompressionsgießen von Polyethylenen mit ultrahohem Molekulargewicht.
Bemerkenswert im Zusammenhang mit den verwendeten Materialien ist es, daß in bezug auf die Prinzipien der Reibung oder Tribologie ein Material mit einem größeren Moment grundsätzlich härter als das zugehörige Material mit einem kleineren Moment sein sollte. In anderen Worten sollte ein Bandmaterial grundsätzlich härter als die zugehörige Führung sein. Unter derartigen Bedingungen wird die Menge des Abriebes als minimiert betrachtet.
In bezug auf die Tribologie verhält sich jedoch das Material, das für die konventionellen Führungen verwendet wird, in Kombination vollständig umgekehrt oder zumindest nicht gemäß idealen Bedingungen. Genauer ist das POM, das ein für Führungen verwendetes polymeres Material ist, bedeutend härter als PET, welches ein Basisfilm der Magnetbänder ist. Zu sätzlich sind Materialien aus rostfreiem Stahl oder Chromplattierte Messingmaterialien, welche für fixierte Führungen verwendet werden, härter als POM. Dies impliziert, daß es, wenn Führungen auch nur geringfügig auf ihren Oberflächen unregelmäßig werden, dann wahrscheinlich wird, daß sie beschädigt werden.
Um dieses Problem zu vermeiden, werden die Oberflächen der Führungen, über welche die Bänder laufen, d.h. mit welchen sie in Kontakt stehen, nun zu Spiegeloberflächen poliert, um den in Kontakt mit den Bändern befindlichen Bereich ihrer Oberflächen zu vergrößern, wodurch ein lokaler Kontaktdruck auf die Bänder zu dem Zweck angewandt wird, um eine Vergrößerung des Bewegungswiderstandes und so eine Beschädigung der Oberflächen der Bänder zu verhindern. Deutlicher gesagt, werden die Oberflächen bis zu so einer Oberflächenrauheit, wie sie in Einheiten von Rmax ausgedrückt sind, von gleich oder kleiner als 0,1 µm poliert.
Für die rotierenden Führungen ist andererseits eine Rundheit von 0,1 µm oder darunter zusätzlich dazu, daß sie eine Oberflächenrauheit wie erwähnt aufweisen, gefordert.
Daher ist ein Problem mit den konventionellen Führungen jenes, daß es als ein Ergebnis, daß die Basisprinzipien der Tribologie in bezug auf einige Beschränkungen der Materialien unvermeidbar nicht berücksichtigt werden, erforderlich ist, ihre Verarbeitungsgenauigkeit auf das höchste gegenwärtig erreichbare Niveau zu steigern, was zu einer Erhöhung der Produktionskosten führt. Insbesondere in dem Fall der fixierten Art der Führungen ist es noch immer unmöglich, diese aus Kunststoffen zu fertigen. Folglich werden immer noch metallische Führungen selbst für Kassettengehäuse oder -decks gezwungenermaßen verwendet, was merkbare Beschränkungen, um diese leicht auszubilden, in Masse zu produzieren und ihre Kosten herabzudrücken, mit sich bringt.
Als ein Ergebnis der verschiedenen Studien, welche von den vorliegenden Erfindern getätigt wurden, um eine Lösung der obigen Probleme zur Verfügung zu stellen, wurde nun gefunden, daß ein Gleitmaterial, das aus einem Polyethylenharz gefertigt ist, welches ein relativ hohes Molekulargewicht in der Größenordnung von 500.000 bis 6.000.000 aufweist, den bereits erwähnten Basiserfordernissen der Tribologie genügen kann und bei niedrigeren Kosten als Massenprodukt herge stellt werden kann, indem ein Polyethylen mit hohem Molekulargewicht spritzgießbar gemacht wird, welches bis dato als schwierig gieß- bzw. forinbar betrachtet wurde. Dieser Befund ist Gniiidlage der vorliegenden Erfindung. Genauer stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitvorrichtung zur Verfügung, wie es in den Ausbildungen der Ansprüche gekennzeichnet wurde.
Fig. 1 ist eine Gesamtansicht einer Führung für Magnetbänder, welche gemäß einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, welche einen Teil einer Form, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt;
Fig. 3-4 und 6-8 sind jeweils eine Schnittansichten einer Spritzgießmaschine, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, welche ein Gefäß zur Herstellung von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, welches in dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt;
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, welche einen Teil eines Sandschlamm-Testers zeigt;
Fig. 10 ist eine graphische Ansicht, welche die Ergebnisse des Sandschlamm- Testes zeigt;
Fig. 11 ist eine graphische Ansicht, welche die Ergebisse der Tests des Abriebwiderstands zeigt.
Im folgenden wird die Gleitvorrichtung, hergestellt durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf eine Führung für Magnetbänder als ein Beispiel beschrieben.
Allgemein ist die Führung zum Führen eines Magnetbandes&sub1; welche nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, in einer derartigen Form ausgebildet, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, z.B in einer zylindrischen Form von etwa 6 mm Außendurchmesser, etwa 4,85 mm Innendurchmesser und etwa 16 mm Länge. Dieses Beispiel ist auf ein 12,7 mm (1/2 Zoll) Magnetband anwendbar. Es ist verständlich, daß jedoch die Außen- und Innendurchmesser und die Länge von Führungen in Abhängigkeit von der Breite der Bänder und selbst von der Struktur der Kassettenbehälter variieren können.
Es ist auch verständlich, daß die Führung nicht auf eine derartige zylindrische Form beschränkt ist und in jeder am besten für das Darüberlaufen von Bändern geeigneten Form vorliegen kann. Grundsätzlich ist es jedoch zweckmäßig, daß die Führung in einer Säulenform vorliegt, welche jeden beliebigen Querschnitt aufweisen kann.
Das für die Führung, welche nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, verwendete Material ist ein Polyethylen, welches ein Molekulargewicht von 500.000 bis inklusive 6.000.000 aufweist. Ein bevorzugter Molekulargewichtsbereich liegt zwischen 600.000 und 2.000.000. Als ein Ergebnis der Analyse der Ergebnisse der tribologischen Messung der Oberfläche eines Polyesterf ilms, welcher ein Material von Magnetbändern ist, und einer Polyethylenführung haben die vorliegenden Erfinder nun gefunden, daß das Polyethylen durch den Polyester bei einem Molekulargewicht von weniger als 500.000 abgenutzt wird, wohingegen der Polyesterfilm bei einem Molekulargewicht von mehr als 6.000.000 abgenutzt wird.
Mit anderen Worten ist es, wenn das Molekulargewicht in dem oben definierten Bereich liegt, möglich eine Führung zu erhalten, welche erfolgreich drei Erfordernisse, nämlich (a) daß sie einen reduzierten Reibungskoeffizienten aufweist, (b) daß sie einen erhöhten Abriebwiderstand aufweist und (c) daß der Abrieb von einer zugehörigen Einrichtung (Z.B. einen Polyesterfilm) in einem gut harmonisierten Zustand reduziert wird, erfüllt.
Üblicherweise stellen Gleitvorrichtungen, wie Führungen, ein Elektrifizierungsproblem aufgrund der Reibung zusätzlich zu derartigen, wie oben beschriebenen Reibungs- und Abriebproblemen dar. Dies erläuternd, unter Bezugnahme auf das obige Beispiel, tritt die Polarisierung der Ladungen auf den Oberflächen sowohl des Polyethylens als auch des zugehörigen Polyesters ein, da sie unabhängig voneinander gute Isolatoren sind. Aus diesem Grund tritt zwischen dem Polyesterfilm und der Polyethylenführung eine Anziehung durch Ladung auf, welche gegenwärtig zu einem Phänomen führt, daß der Film an der Führung klebt.
Dieses Problem wird effizient durch das Einbringen von geeigneten Additiven gelöst. Genauer ist dies erreichbar, indem ein Polyethylen-Verbundmaterial mit elektrisch leitfähigen Materialien, wie Kohlenstoff, Gold, Silber, Aluminium, Kupfer, Chrom, Nickel, Eisen, Blei, Molybdän, Zink, Zinn, Indium, Wismut, Platin, Selen, Magnesium, Mangan, Kobalt, Wolfram, Titan, Germanium, Quecksilber u.s.w., hergestellt wird. In Hinblick auf ökonomische Betrachtungen und elektrische Eigenschaften wird Kohlenstoff, Silber, Gold, Aluminium, Kupfer, Eisen, Zink und Nickel, welche alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden können, besonderer Vorzug gegeben. Die elektrisch leitfähigen Materialien sollten in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 8 Gew.-%, zugesetzt werden.
Bevorzugter können organische Additive zugesetzt werden, um die Gleiteigenschaften der Polyethylenführung in bezug auf den assoziierten Polyesterfilm zu verbessern.
Detaillierte Experimente haben gezeigt, daß der Zusatz von Kohlenwasserstoff-haltigen Oligomeren, welche ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 400 bis 4000 aufweisen, z.B. Ethylen-α-olefin Oligomer, bedeutend effizienter für Verbesserungen der Gleiteigenschaften ist. Die Menge des zugesetzten Kohlenwasserstoff-haltigen Oligomers sollte in einem Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 10 Gew.-%, liegen.
Es ist festzuhalten, daß das zu Polyethylen zuzusetzende organische Material nicht auf eine Type beschränkt ist. Bedeutend verbesserte Gleiteigenschaften sind durch den Zusatz von jeglichen organischen Materialien in Kombination von zwei oder mehreren, in Abhängigkeit davon, welche Eigenschaften für die Beförderung des Bandes erforderlich sind, erzielbar. Als ein Beispiel stellen eine Kombination aus Polyethylen mit einem ultrahohen Molekulargewicht von über 2.000.000 mit Zusätzen, nämlich 5 Gew.-% Kohlenstoff, 1 Gew.-% Polyethylenwachs und 5 Gew.-% eines Kohlenwasserstoff-haltigen Oligomers Gleiteigenschaften zur Verfügung, welche für eine Führung für konventionelle VTR-Bänder geeignet sind.
Ein anderes Beispiel für die organischen Additive gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine auf Fluor basierende, oberflächenaktive Substanz.
Die auf Fluor basierenden, oberflächenaktiven Substanzen können anionische Typen, wie Ammoniumsalze von Perfluoralkylsulfonsäuren, Kaliumsalze von Perfluoralkylsulfonsäuren und Kaliumsalze von Perfluoralkylcarbonsäuren; kationische Typen, wie Iodide von Perfluoralkyl quaternärem Ammonium; und nicht-ionische Typen, wie Perfluoralkylpolyoxyethylen ethanol und Fluoralkylester umfassen. Sie alle sind effektiv für Verbesserungen in den Gleiteigenschaften zwischen dem Polyesterfilm und dem Polyethylen. Unter anderen sind die anionischen, oberflächenaktiven Substanzen basierend auf Fluor die effizientesten, möglicherweise weil aus den anionischen, kationischen und nicht-ionischen Systemen die anionischen Typen so niedrig in der Verträglichkeit in Polyethylen sind, daß sie selbst in kleinen Mengen auf die Oberflächen der geformten Stücke ausbluten können. Die auf Fluor basierenden, oberflächenaktiven Substanzen sollten in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugter 0,1 bis 1 Gew.-%, zugesetzt werden.
Für ihre gleichmäßige verteilung während der Zeit des Mischens ist es gewünscht, daß die auf Fluor basierenden, oberflächenaktiven Substanzen entweder in Form von Pulvern oder in Form von viskosen Flüssigkeiten mit einem organischen Lösungsmittel, welches bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft werden kann und in welchem sie löslich sind, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, Aceton und Methylethylketon, gelöst werden und auf eine niedrige Konzentration verdünnt werden. Die resultierende Lösung wird weiters mit einem Spray zu der Zeit des Ver mischens atomisiert, wodurch es möglich wird, sie gleichmäßig innerhalb des Polyethylens zu verteilen.
Es ist festzuhalten, daß das zuzusetzende organische Material nicht auf eine Type beschränkt ist. Bedeutend verbesserte Gleiteigenschaften sind durch den Zusatz von jeglichen organischen Materialien in Kombination von zwei oder mehreren, in Abhängigkeit davon, welche Eigenschaften für das Durchlaufen von Bändern erforderlich sind, erzielbar. Als ein Beispiel stellen eine Kombination aus Polyethylen mit einem ultrahohen Molekulargewicht von über 2.000.000 mit Zusätzen, nämlich 5 Gew.-% Kohlenstoff, 5 Gew.-% eines Kohlenwasserstoff-haltigen oligomers und 0,2 Gew.-% einer anionischen, auf Fluor basierenden oberflächenaktiven Substanz Gleiteigenschaften zur Verfügung, welche für eine Führung für konventionelle VTR-Bänder geeignet sind.
Noch ein weiteres Beispiel der organischen Additive gemäß der vorliegenden Erfindung ist fein verteiltes Tetrafluorethylen oder ein Fluorharz, welches eine mittlere Teilchengröße von bis 20 µm aufweist, welches wieder als das effizienteste für Verbesserungen in den Gleiteigenschaften gefunden wurde. Die Fluorharzpulver sollten in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugter 5 bis 25 Gew.-%, zugesetzt werden.
Es ist festzuhalten, daß das zuzusetzende organische Material nicht auf eine Type beschränkt ist. Bedeutend verbesserte Gleiteigenschaften sind durch den Zusatz von jeglichen organischen Materialien in Kombination von zwei oder mehreren, in Abhängigkeit davon, welche Eigenschaften für das Durchlaufen von Bändern erforderlich sind, erzielbar. Als ein Beispiel stellt eine Kombination aus Polyethylen mit einem ultrahohen Molekulargewicht von über 2.000.000 mit Zusätzen, nämlich 5 Gew.-% Kohlenstoff, 5 Gew.-% eines Kohlenwasserstoff-haltigen Oligomers und 15 Gew.-% der Fluorharzpulver, welche eine mittlere Teilchengröße von 13 µm aufweisen, Gleiteigenschaften zur Verfügung, welche für eine Führung für konventionelle VTR-Bänder geeignet sind.
Unter den Bedingungen, unter welchen Führungen zu verwenden sind, können Verbesserungen in der Wärmebeständigkeit und Steifigkeit in Betracht gezogen werden. Polyethylen kann dann mit nicht nur den oben genannten, elektrisch leitfähigen Materialien zusammengesetzt werden, sondern auch mit keramischen Materialien. Die verwendeten keramischen Materialien können jene umfassen, welche auf Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Kalzium, Silikon, Silizium und dgl. basieren. Polyethylen, welches mit kurzen Kohlefasern und Keplerfasern usw. zusammengesetzt ist, kann ebenfalls effizient sein. Diese Materialien sollten in etwa in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, zugesetzt sein.
Für die Ausbildung der oben genannten elektrisch leitfähigen Materialien und verstärkenden Verbundmaterialien mit dem Polyethylen wird ein System verwendet, in welchem sie zuerst gemeinsam bei einer Temperatur gerade unter der Schmelztemperatur des verwendeten Polyethylenharzes schnell geschüttelt werden, um von der durch die Reibung zwischen dem Harz und den Additiven gebildeten Wärme Gebrauch zu machen. Rühren wird in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt, um eine Verringerung des Molekulargewichts des Polyethylens durch seine Oxidation zu vermeiden. Es ist günstig, daß das verwendete Polyethylenharz eine Teilchengröße von 10 bis 300 pm, vorzugsweise 50 bis 200 µm, aufweist, wohingegen die verwendeten Additive eine Teilchengröße von 0,01 bis 100 µm, vorzugsweise 0,05 bis 10 µm, aufweisen.
Die Pulver aus dem Polyethylen und Additiven werden zuerst bei hohen Geschwindigkeiten in einem Inertgas gerührt. Das Rühren wird bei einer Kammertemperatur von anfangs 60 ºC durchgeführt, während eine Rührklinge mit 100 bis 10.000 Ulmin, vorzugsweise 300 bis 3.000 Ulmin, rotiert und wird dann fortgesetzt bis eine Temperatur von 80 bis 120 ºC durch Wärmeerzeugung durch Reibung erreicht wird.
Gemäß den Erkenntnissen der vorliegenden Erfinder haften unter den obigen Bedingungen die Additive eng an den Oberflächen der Polyethylenteilchen an, so daß Verbesserungen in der elektrischen Leitfähigkeit und der Festigkeit selbst bei geringen Mengen zum Zeitpunkt des Mischens erreicht werden.
Eine Einrichtung zum Erreichen der obigen Bedingungen ist vorzugsweise ein Henschel-Mischer.
Die Verarbeitung des so behandelten Polyethylenharzes zu einer Führungsform wird durch Verwendung der Spritzgießtechnik erreicht, welche von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, und welche später beschrieben werden wird.
Für Formen zum Erhalt der geformten Führungen, welche mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, kann von Vakuum/Kompressionsformen Gebrauch gemacht werden, welche später beschrieben werden.
Eine typische Basisstruktur der verwendeten Form, welche im Detail beschrieben wird, ist in Fig. 2 gezeigt, worin das Bezugszeichen 51 für einen Kemstift, 52 eine Hülse (für einen Ejektor), 53 eine Ausnehmung, 54 eine Ausnehmungsplatte, 55 einen Dichtungsring, 56 einen zweiten Einguß, 57 eine Filmöffnung und 58 ein gegossenes Stück oder Teil steht.
Als ein Beispiel liegt das gegossene bzw. geformte Stück in Form einer zylindrischen Führung, wie in Fig. 1 gezeichnet, vor. Der Ausnehmungsraum, in welchen das zusammengesetzte Material aus polyethylenharz gemäß der vorliegenden Erfindung zu füllen ist, wird durch eine Trennfuge der Form evakuiert. Zum Evakuieren wird eine Vakuumpumpe verwendet, welche mit einem außerhalb der Form angeordneten Rohr verbunden ist. Nach dem Fullen wird das Harz durch horizontales Bewegen (in der Zeichnung) der Hülse 52 komprimiert. Tatsächlich wird die Hülse 52 direkt, nachdem das Harz unter Druck nach seinem Befüllen in die Ausnehmung der Form unter Druck gehalten wurde, betätigt. Ein Antrieb wird durch einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder mit Hilfe eines Elektromotors etc., durchgeführt. Vernünftigerweise wird ein Betätigungssignal von der Sequenz einer Spritzgießmaschine ausgegeben. Die Temperatur der Form liegt im Bereich von bevorzugt 40 bis 100 ºC, bevorzugter 60 bis 90 ºC.
Die Bedingungen für das Spritzgießen können grundsätzlich den obigen Gießbedingungen entsprechen. In dem Fall des Polyethylen-Verbundmaterials ist festzuhalten, daß ein Kompressionsverhältnis an der Schraube von 1,1 bis 1,6 zufriedenstellend gegossene Stücke ergibt und eine in etwa stabile Plastifizierung ergibt. Es ist auch festzuhalten, daß je niedriger die Zylindertemperatur eines Zuführbereiches ist, welche bevorzugt durch ein Gebläse-induziertes starkes Kühlen abgesenkt wird, desto niedriger das Molekulargewicht der erhaltenen gegossenen Produkte ist.
Die obengenannte Polyethylenführung, welche durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist den konventionellen, metallischen Führungen in den folgenden Punkten überlegen.
(1) Im Prinzip kosten die metallischen Führungen zweimal so viel wie die harzhaltigen Führungen gemäß der vorliegenden Erfindung, da deren Produktion bedeutende Schritte, wie das Rohrschneiden, Endverspiegeln und Plattieren, umfaßt.
(2) In dem Fall der metallischen Führungen sollten ihre Oberflächen zum Gleiten über ein zugehöriges Bandelement eine Oberflächenrauhheit oder Rmax von 0,1 µm oder darunter aufweisen. Mit der harzartigen Führung gemäß der vorliegenden Erfindung sind jedoch ausreichende Effekte erzielbar, selbst wenn ihre Gleitoberfläche eine Rauheit nach Endbearbeitung oder ein Rmax in der Größenordnung von 2 bis 5 µm aufweist, teilweise weil dies mit der Theorie der Tribologie in Übereinstimmung ist. Darüberhinaus ist keine spezielle Technik für die Herstellung der Formen erforderlich.
(3) Die harzartige Führung, welche nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann bedeutend mehr zu Gewichtsreduktionen beitragen als die Führungen gemäß dem Stand der Technik. Dies ist weniger signifikant für eine Einzelkassette, jedoch ist es signifikanter für den Schritt der Lagerung einer großen Anzahl von Kassetten, wie dies in der Kassetten-Zusammenbaustation angetroffen wird, erstens weil ein Führungslader in der Kassetten-Zusammenbaustation klein ausgebildet werden kann und zweitens weil harzartige Führungen im Großen angeordnet werden können, wobei jedoch metallische Führungen an ihren verspiegelten Oberflächen gefährdet sind, aufgrund ihres eigenen Gewichtes beschädigt zu werden, wenn sie miteinander in Kontakt kommen. Üblicherweise werden metallische Führungen derart transportiert, daß sie in einem Behälter oder auf einem Tablett angeordnet sind.
(4) Ein Vergleich von gegenwartig erhältlichen metallischen Führungen mit Polyethylen-Führungen in bezug auf die Stabilität über die Zeit, Stabilität gegenüber Temperatur und Feuchtigkeit, Laufgeräusch, Gewicht und Kosten, welche für Bandführungen erforderlich sind, ergab, daß ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, welches ein Molekulargewicht aufweist, welches 1.000.000 übersteigt, gegossene Stücke ergibt, welche eine Stabilität über die Zeit vergleichbar oder über jener von gegenwärtig verwendeten metallischen Führungen aufweist, teilweise weil es in der chemischen Widerstandsfähigkeit überlegen ist und teilweise weil es sehr stabil gegen Aussehensveränderungen ist.
Bezugnehmend auf die Stabilität gegenüber Temperatur und Feuchtigkeit, insbesondere Temperatur, sind Polyethylenführungen bei üblicherweise angewandten Temperaturen stabil. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, daß sie bei einer Temperatur von -45 ºC bis 80 ºC während des Transports, außer eine spezielle äußere Kraft wird darauf angewandt, einsetzbar sind. In bezug auf die Stabilität gegenüber Feuchtigkeit besitzt Polyethylen selbst eine Hygroskopizität von nur 0,01 % oder darunter und erleidet daher aufgrund von Feuchtigkeit keine Veränderung.
Indem nun auf Gleitgeräusche Bezug genommen wird, welche durch klebriges Gleiten verursacht werden, zeigen die Ergebnisse der Versuche, daß die Führung aus Polyethylen, welche als Verbundmaterial nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, sehr stark in bezug auf das klebrige Gleiten beschränkt ist und dies somit insgesamt kein praktisches Problem darstellt. Daher sind die Laufgeräusche auf für die Praxis geeignete Niveaus, selbst bei hohen Geschwindigkeiten, abgesenkt.
Das Gewicht der Polyethylenführungen kann auf 1/5 bis 1/10 von jenem von metallischen Führungen abgesenkt werden.
Die Kosten von Polyethylenführungen sind auf etwa die 1/2 von jenen von metallischen Führungen durch erhöhte Gießzyklen abgesenkt.
Das verwendete Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts von 1.000.000 bis 6.000.000 aufweisen. Beispielsweise kann vorzugsweise von Hi-Zex million 240 M (welches ein Molekulargewicht von 2.900.000 aufweist und von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. hergestellt wird) und Hostaren GUR 412 (welches ein Molekulargewicht von 2.400.000 aufweist und von Hoechst, Westdeutschland hergestellt wird), wobei beide in Pulverform erhältlich sind, und dgl., Gebrauch gemacht werden. Alternativ kann von einem synthetisierten Polyethylen mit hohem Molekulargewicht, welches ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts von 1.000.000 bis 6.000.000 oder mehr, einem sogenannten vernetzten Polyethylen, welches durch Vernetzen mit einem Vernetzungsmittel oder Elektronenstrahlen hergestellt wird, und dgl., Gebrauch gemacht werden. In der vorliegenden Erfindung sollte das verwendete Polyethylen vorzugsweise in derart fein verteilten Formen vorliegen, wie dies durch eine Teilchengröße von 10 bis 300 µm, insbesondere 50 bis 200 µm, ausgedrückt ist, um ein so gleichmäßiges Vermischen wie möglich zu erreichen.
Die Funktion des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht variiert in Abhängigkeit davon, ein wie hohes oder niedriges Molekulargewicht es aufweist. Beispielsweise, wenn es für eine Führungshülse für Videobänder angewandt wird, korreliert sein Molekulargewicht mit der Reibung, welche zwischen der Führungshülse und einem PET-Film, welcher ein Bandmaterial ist, auftritt. Mit anderen Worten verschleißt sich die Führungshülse, wenn sein Molekulargewicht unter 500.000 liegt, während sich dann, wenn sein Molekulargewicht unter 2.000.000 liegt, sich der PET-Film frühzeitig ver schleißt. Folglich hat die Frage, ein wie hohes oder niedriges Molekulargewicht das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht besitzt, einen so bedeutenden Bezug zu seiner Verwendung, daß sein Molekulargewicht in Abhängigkeit davon, welche Eigenschaften die Produkte besitzen müssen, reguliert wird.
Wie bereits ausgeführt, steigen Polyethylenharze allgemein in ihrer Schmelzviskosität mit einem Anstieg in ihrem Molekulargewicht. Insbesondere bei einem Molekulargewicht, welches 1.000.000 übersteigt, ist es sehr wahrscheinlich, daß sie in dem Behälter einer üblichen (geraden schneckenartigen Type einer) Spritzgießmaschine verharren, so daß sie nicht spritzgegossen werden können. Wenn sie unter Zwang plastifiziert werden sollen, wird die Hauptmolekülkette des Polyethylens durch hohe Scherbeanspruchung, welche zwischen dem Behälter und der Schnecke auftritt, geschnitten, was in der Bildung von Polyethylen resultiert, welches sein Molekulargewicht reduziert hat. Wie bereits ausgeführt, ist ein derartiges Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (welches ein Molekulargewicht unter 500.000 aufweist) ungeeignet für Bandführungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bisher wurde daher Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht durch Kompressionsgießen oder Extrusionsgießen geformt. Mit derartigen Gieß- bzw. Formtechniken ist es jedoch nicht möglich, gegossene Stücke oder Teile mit hoher Genauigkeit bei niedrigen Kosten zu erhalten.
Andererseits wird erwartet, daß Verbesserungen in der Steifigkeit von Getrieben etc. durch Zusammensetzen des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht mit einem anorganischen Material, wie Kohlefasern, erreicht werden können. Mit Kompressionsgießen kann das anorganische Material mit dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in Pulverformen zusammengesetzt werden, da das erstere auf die Oberfläche von jedem Teilchen des letzteren geschmolzen wird. Mit üblichem Spritzgießen wird jedoch das anorganische Material mit dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht durch Zusammenschmelzen ihrer entsprechenden Teilchen zusammengesetzt, woraus resultiert, daß sein Molekulargewicht reduziert wird und seine ursprünglichen Eigenschaften verlorengehen.
Gemäß dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, effizient spritzgegossene Stücke mit hoher Genauigkeit aus einem Rohmaterial, umfassend das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit oder ohne dem damit zusammenzusetzenden, anorganischen Material mit Hilfe des Spritzgießens zu erhalten.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Spritzgießmaschine ist eine symmetrische Schrauben-Type einer Spritzgießmaschine, in welcher ein Trichter mit einem Zuführschlauch für ein atmosphärisches Gas verbunden ist, um das zugeführte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre zu schmelzen, wobei nur die Kompressions- und Düsenzonen eines Zylinders mit einer eingebauten Schraube mit Erhitzern versehen sind und eine Wärmeabstrahlungszone durch einen Teil eines Zuführbereiches definiert ist.
Ein besser erläuterndes Beispiel einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten Spritzgießmaschine wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, welche eine Spritzgießmaschine erläutert, welche verwendet werden kann, um die Gleitvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen. Hauptteile der Spritzgießmaschine sind ein Zylinder 2 mit einer eingebauten Schraube 1, ein Trichter 4 zum Einbringen eines Ausgangsmaterials 3 in den Zylinder 2, eine Form 6, welche darin eine Formungsausnehmung 5 aufweist, in welcher das Vorderende des Zylinders 2 angeordnet ist, ein Vakuumtank 7 zum Evakuieren der Ausnahmung 5 und eine Rotationspumpe 8.
Der Trichter 4 ist mit einem Rohr 9 verbunden, um ihm ein atmosphärisches Gas, wie Stickstoff, zuzuführen, um das Ausgangsmaterial 3, welches in den Zylinder 2 zugeführt ist, in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre zu schmelzen. In seinem unteren Bereich umfaßt der Trichter 4 eine Regulierungsplatte 10, welche darin einen kreisförmigen oder rechteckigen Schlitz loa für das Regulieren der Zufuhr des Ausgangsmaterials 3 aufweist.
In geeigneter Weise wird die Schraube 1 durch einen Flügelradmotor 11 angetrieben, welcher ein Kompressionsverhältnis von 2,3 oder darunter, insbesondere 1,3 bis 2,0, ermöglicht, wobei sich das Längen- zu Breiten-(L/D)-Verhältnis in einem Bereich von vorzugsweise 10 bis 25, bevorzugter 15 bis 20, befindet.
Ohne zu einem Rückflußring zu greifen, weist die Schraube einen Schraubengang auf, welcher sich zu ihrem rückwärtigen Ende erstreckt und einen um 0,1 bis 0,2 µm geringeren Durch messer als der innere Durchmesser des Zylinders 2 aufweist.
Der Zylinder 2 ist in einen rückwärtigen Bereich, welcher eine Zuführzone 2a definiert, und in einen vorderen Bereich unterteilt, welcher eine Kompressionszone 2b mit dem eine Düsenzone 2c definierenden Vorderende definiert. Vorzugsweise ist die Länge der Zuführzone 2a, über welcher ein wärmeabstrahlendes Leitblech 12 zu fixieren ist, als 1/4 bis 1/3 der Gesamtlänge des Zylinders 2 ausgebildet.
Die Polyethylenpulver mit ultrahohem Molekulargewicht werden durch die Schraube durch den Zylinder zugeführt und bilden aufgrund ihrer Reibung Wärme, wenn das Kompressionsverhält nis ansteigt. Es ist dann, wenn das Polyethylen den Kompressionsbereich der Schraube erreicht, daß dieser Zustand erreicht wird, und es ist in diesem Bereich 2b, in welchem die Pulver individuell zum ersten Mal durch externe Erwärmung erweicht werden. Mit anderen Worten sollte in dem Bereich 2a vor dem Bereich 2b ein Erwärmen so gut wie möglich vermieden werden, um Reibungswärme abzustrahlen, wodurch ein Vernetzen vermieden wird.
In Abwesenheit des wärmeabstrahlenden Leitbleches 12 ist derart eine Erwärmungssteuerung in dem Kompressionsbereich 2b unmöglich, daß die Polyethylenpulver vorzeitig vernetzt werden können. Für das momentane Schmelzen des Ausgangsmaterials 3 sind die Kompressions- und Düsenzonen 2b und 2c mit Erhitzern 13 versehen.
Um besonders genau spritzgegossene Stücke aus dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu erhalten, ist es im wesentlichen erforderlich, ausreichende Einspritzraten auf das Harz in dem Einspritzschritt anzuwenden und ausreichenden Druck auf das Harz während des Verfahrens des Befüllens in die Ausnehmung der Form auszuüben. Aus der Fließfähigkeit des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht wurde nun gefunden, daß es von besonderer Bedeutung für die Verbesserung der Formbarkeit und Dimensionsgenauigkeit ist, den Druck auf das Harz während dem Druckhalteschritt beizubehalten.
Ein Teil des Schraubenkopfbereiches der Spritzgießmaschine, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist in der Schnittansicht von Fig. 4 gezeigt, worin Bezugszeichen 31 für eine Schraube, 32 für einen Zylinder (einen Behälter) und 33 eine Zylinderdüse steht. Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Schraubenkopfbereich, welcher aus einem zylindrischen Bereich 35, welcher sich von dem Schraubenbereich erstreckt, und einem konischen Bereich 36 ausgebildet ist, welcher damit verbunden ist und sich davon erstreckt. Die Zylinderdüse 33 ist an einem Endbereich des Zylinders 32 über ein Gewinde verbunden, wobei die Wand der Innenbohrung 37 der Form des Schraubenkopfbereiches 34 folgt. Wenn sich die Schraube 31 nach vorne in eine wie gezeigte Position bewegt, wird ein Spalt oder Raum zwischen dem zylindrischen Bereich 35 des Schraubenkopfbereiches 34 und der Wand der Innenbohrung 37 der Zylinderdüse 33 ausgebildet, welcher einen Bereich 38 definiert, in welchem Druck auf das Harz ausgeübt wird (in der Folge als der Harzdruck bezeichnet) - ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung. Der druckerzeugende Bereich 38 kann zwischen dem zylindrischen Bereich und dem Zylinder 32, jedoch nicht der Zylinderdüse 33 angeordnet sein. Es ist festzuhalten, daß die Bezugszeichen 39 und 40 für eine Düsenspitze bzw. eine Gegenmutter stehen.
Ein Rückflußring, welcher einen Durchmesser aufweist, welcher im wesentlichen gleich dem Zylinderdurchmesser ist, ist an dem Schraubenkopfbereich vorgesehen und ist in einer derartigen Weise ausgebildet, daß er am äußersten Ende des Zylinders stoppt, selbst wenn er bis zu einem Maximum nach vorne bewegt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Rück fluß des Harzes zum Zeitpunkt des Druckhaltens zu stoppen, indem der Bedingung D > D' genügt wird, worin D der Durchmesser der Schraube 31 ist und D' der Durchmesser des zylindrischen Bereiches 35 des Schraubenkopfbereiches 34 ist. Jedoch kann die Länge L' des zylindrischen Bereiches 35 beliebig bestimmt werden.
Indem nun auf den auf das Harz einen Druck erzeugenden Bereich 39 Bezug genommen wird, ist der Durchmesser D' des zylindrischen Bereiches 39 vorzugsweise identisch mit oder kleiner als ein Vertiefungsdurchmesser DM des Gewindeganges, welcher in dem Dosierbereich der Schraube 31 liegt. Die Länge L' kann 1/10D' ≤ L' ≤ 10D', vorzugsweise 1/2D' ≤ L' ≤ 3/2D', genügen.
Der Schraubenkopfbereich 34 kann adaptiert sein, um von der Schraube 31 getrennt zu werden. In diesem Fall kann ein anderer Schraubenkopf 34, welcher eine in Abhängigkeit von der Art des Harzes variierende Länge L' aufweist, zur Verfügung gestellt werden, um beliebig die Ausbildung eines Druckhaltedruckes zu regulieren.
Es wird nun auf die Art, wie gegossene Stücke aus dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Verwendung einer derartigen wie oben erwähnten Spritzgießmaschine, hergestellt werden, Bezug genommen.
Das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in der Form von feinen Pulvern, welche eine Teilchengröße von etwa 30 bis 100 µm aufweisen, wird zuerst als das Ausgangsmaterial 3 in den in Fig. 3 gezeigten Trichter 4 zugeführt. Es wird hier festgehalten, daß das Einbringen des Ausgangsmaterials pro Zeiteinheit nur durch die Regulierung des Durchmessers 10a bestimmt werden kann, da, ungleich zu gewöhnlichem Polyethylen, das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht in pulverförmiger Form anstelle von Pellettform vorliegt, so daß der Reibungskoeffizient zwischen den Polyethylenteilchen reduziert werden kann. Die Regulierung des Einbringens des Ausgangsmaterials in den Zuführbereich 2a bedeutet, daß das Kompressionsverhältnis der Schraube 1 relativ absinkt, mit dem Ergebnis, daß, wenn Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht plastifiziert wird, das Kompressionsverhältnis so stark ansteigt, daß ein Verweilen des Ausgangsmaterials in dem Zylinder 2 vermieden werden kann.
Dann wird das in den Zylinder 2 zugeführte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht von dem Zuführbereich 2a zu dem Kompressionsbereich 2b geführt, in welchem es sofort erhitzt wird. Dieses Polyethylen wird im Gegensatz dazu in dem Düsenbereich 2c (nur an seiner Oberfläche) geschmolzen. Es wird hier festgehalten, daß, da der Trichter 4 mit einem Stickstoffgas gefüllt ist, der Zylinder 2 darin in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre gehalten wird, um zu verhindern, daß das Molekulargewicht des Polyethylens durch Oxidation verringert wird. Das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hat die Eigenschaft, die Vernetzung unmittelbar nach dem Schmelzen zu starten. Daher wird, wenn das Polyethylen momentan in dem Kompressionsbereich geschmolzen wird und sofort danach durch die Düse in die Vertiefung 5 gegossen wird, es möglich, das geschmolzene Polyethylen in die Vertiefung zu gießen, während es fließfähig bleibt.
Es ist verständlich, daß für die harzartigen Führungen, welche mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, das Polyethylen, welches ein Molekulargewicht von 500.000 oder mehr aufweist, alleine und effizienter zusammengesetzt mit Kohlenstoff oder kohlenwasserstoffhaltigen Oligomeren, Polyethylenwachsen, Fluorharzen und dgl. verwendet werden kann. Selbst in diesem Fall ist der vorliegenden Erfindung keine Beschränkung auferlegt. Mit anderen Worten ist es, obwohl die Schmelzviskosität des Harzes weiter durch Ausbildung eines Verbundmaterials erhöht wird, möglich, eine ausreichende Formbarkeit an hochviskose Materialien zu verleihen, wenn die Form und die Spritzgieß technik gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Wie bereits ausgeführt, sind Kunststoffmaterialien sogenannte Nicht-Newton'sche Fluids, welche üblicherweise in ihrer scheinbaren Viskosität bei erhöhten Scherwerten herabgesetzt sind. Dies ist auch richtig für das Polyethylen, welches ein Molekulargewicht von 500.000 oder höher aufweist. Beim tatsächlichen Gießen impliziert dies, daß die Viskosität bei steigenden Scherwerten absinkt, so daß ein Dünnwand-Gießen machbar ist, was Verbesserungen in der Formbarkeit ermöglicht.
Beispielweise ist es möglich, Gleitführungen für Magnetbänder durch Erhöhen der Scherwerte und Absenken der Viskosität zu gießen, da sie in einer dünnwandigen Form vorliegen.
Die dann auftretenden Probleme sind jene, daß:
(1) Löcher gebildet werden, da das Harz, welches gegossen wird, die in der Form verbliebene Luft mitreißt;
(2) kurze Schüsse gebildet werden, da, wenn das Volumen der Ausnehmung verringert wird, keine Luft aus der Ausnehmung austritt; und
(3) Harzverbrennen aufgrund der Reibung zwischen dem fließenden Ende des Harzes und der Luft auftritt, was in einer Verringerung des Molekulargewichts resultiert.
Gemäß der Form, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird der Ausnehmungshohlraum so mit dem Einsatzstück in einem Anfangszustand des Füllens ausgefüllt, daß die in dem Schieber und den Einlaufbereichen verbliebene Luft unter einem verringerten Druck vorliegt. Zum Zeitpunkt des Harzeinfüllens ist daher die in dem Hohlraum verbliebene Luftmenge so gering, daß die obigen Probleme eliminiert werden können.
Im Folgenden wird nun darauf Bezug genommen, wie das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, welches in die obige Spritzgießmaschine eingebracht wird, zusammenzusetzen ist.
Fig. 5 ist ein Längsschnitt des Gefäßes, welches zum Zusammensetzen des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht verwendet wird. Ein Gefäß 18 umfaßt eine Seitenwand, welche mit einem öl 19 zum Erhitzen gefüllt ist, ist an seinem Boden mit einer Rührklinge 21 versehen, welche durch einen Motor rotiert wird, und ist durch seinen oberen Bereich mit einem Rohr 22 zum Zuführen einer nicht-oxidierenden Gasatmosphäre, wie Stickstoffgas, versehen.
Das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und das Material, welches damit zusammengesetzt werden soll, sind in das oben genannte Gefäß 18 einzubringen. Dieses Material ist vorzugsweise ein anorganisches Material, wie CaCO&sub3;Al(OH)&sub3;, AlO&sub3;, Ca&sub3; (PO&sub4;), Glasfaserpulver, Kohlefaserpulver, Holzpulver, Papierpulver, Glaskügelchen, Metallteilchen und Kohlenstoff, welches in einer Menge von 30 Gew.-% oder weniger, insbesondere 3 bis 30 Gew.-%, zugesetzt wird. Zur selben Zeit können die oben genannten organischen Materialien zugesetzt werden.
Eine Mischung 23 des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht wird mit dem Material, mit welchem es zusammengesetzt werden soll, eingebracht und in dem Gefäß 18 vermischt, welches auf eine Temperatur von 80 bis 120 ºC, vorzugsweise von 85 bis 100 ºC, festgesetzt ist, während die Rotationsgeschwindigkeit der Rührklinge 21 1.800 bis 3.000 U/min beträgt. Nachdem die Temperatur der Mischung 23 110 bis 120 ºC erreicht hat, wird die Geschwindigkeit der Rührklinge auf 90 U/min reduziert. Das so zusammengesetzte Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht wird in ein Kühlgefäß eingebracht, in welchem es bei 60 U/min auf Normaltemperatur abgekühlt wird.
Es ist festzuhalten, daß, wenn die Polyethylenteilchen mit ultrahohem Molekulargewicht vollständig geschmolzen sind, ein Verbinden bzw. Zusammensetzen nicht erreicht werden kann. Indem jedoch das Rühren in der oben beschriebenen Weise ausgeführt wird, absorbieren die Polyethylenteilchen mit ultrahohem Molekulargewicht Wärme von der Wandoberfläche des Gefäßes 18 und werden dann an ihrer Oberfläche durch Reibungswärme durch Rühren erweicht. Danach wird das zusam menzusetzende Material angetrieben und auf den erweichten Teilchenoberflächen durch Beschleunigung durch Rühren abgeschieden. So wird ein Zusammensetzen erreicht.
Das so zusammengesetzte Rohmaterial wird in den Trichter 4 der in Fig. 3 gezeigten Spritzgießmaschine eingebracht, in welcher es innerhalb einer kurzen Zeit geschmolzen wird, wie dies bereits ausgeführt wurde. Die Schmelze wird unmittelbar in die Ausnehmung zum Formen gegossen.

Erläuterndes Beispiel des Spritzgießens

Zuallererst wurde ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht von 3.000.000 (Hi-Zex million 240 M, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) in den Trichter 4 der Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eingebracht und der Schlitz 10a zum Regulieren des Eintrages des Ausgangsmaterials, welcher am Boden des Trichters angeordnet ist, wurde vollständig geöffnet. Die Schraube hatte dann einen Durchmesser von 40 mm, ein Kompressionsverhältnis von 1,4, eine Steigung von 30 mm, ein L/D Verhältnis von 20 und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 180 Ulmin. Die Düsen(eine offene Düse) und Kompressionsbereiche 2c und 2b des Zylinders 2 wurden bei 220 ºC und 170 ºC festgelegt, während der Zuführbereich 2a nicht erhitzt wurde, jedoch 70 bis 100 ºC erreichte, wie dies während des Gießens gemessen wurde. Weiters wurde der Trichter 4 mit einem Stickstoffgas mit einer Rate von 1,0 l/min beschickt.
Andererseits wurde die Form 6 auf 70 ºC fixiert, während die Ausnehmung 5 auf 10&supmin;³ Torr evakuiert wurde. Das Gießen wurde mit einem ringförmigen Durchgang (welcher eine Durchgangsbreite von 0,8 mm besitzt) für die Gleitführung für Magnetbänder durchgeführt, um geformte Gegenstände zu erhalten, in welchen D = 6 mm; d = 4,85 mm und L = 16 mm ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist.
Die Gießbedingungen waren eine Einspritzzeit von 0,3 s, eine Druckhaltezeit von 3 s, eine Kühlzeit von 20 5, ein Intervall von 3 s und ein Gesamtzyklus von 26,5 s. Der auf das Harz in der Form anzuwendende Druck war auf 8 x 10&sup6; Pa (800 kg/cm²) (wie dies mittels eines Sensors gemessen wurde) festgelegt und die Feder zum Ausbilden eines Kompressionseffektes war in die Form mit einer Federkonstante und Durchbiegung eingebaut, welche beide derart berechnet und bestimmt waren, daß, wenn das Harz in die Ausnehmung gefüllt wurde und das zu formende St;ick L = 16 mm erreichte, die Feder einen Kompressionsdruck von 1,5 x 10&sup5; Pa (15 kg/cm²) produzierte.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer Formenanordnung mit 12 Ausnehmungen zum Spritzgießen von 12 Gleitführungen für Magnetbänder gemäß der Ausbildung nach der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf diese Fig. umfaßt die Formenanordnung eine fixierte Bodenplatte 103, eine Laufplatte 104, eine fixierte Halteplatte 105, eine bewegbare Halteplatte 106, eine rückwärtige Platte 107, eine Abstandsplatte 108, eine Ejektor-Vorderplatte 109, eine Ejektor-Rückplatte 110 und eine bewegbare Bodenplatte 111 mit einer Vakuumdichtung 119, welche zwischen der fixierten und der bewegbaren Halteplatte 105 und 106 angeordnet ist, und O-Ringen (nicht gezeigt), welche zwischen den entsprechenden Platten zum Vervollständigen der Abdichtung vorgesehen sind. Indem die Form abgeschlossen wird, wird sie in einem vollständig abgeschlos senen Zustand angeordnet und durch ein Loch 120 zum Evakuieren mittels einer Vakuumpumpe evakuiert.
Bezugszeichen 101 steht für einen Haltering, 102 eine Angußbuchse und 112 einen ersten Anguß, welcher in der Angußbuchse 102 ausgebildet ist. Ein Drucksensorstift 126 ist gleitbar in bezug auf die Angußplatte 104 angeordnet, um eine Last aufgrund des Harzdruckes von einem Angußkanal 113 zu einem Sensor 127 hiefür zu bringen. Die übertragene Last ist zu einer Maschinensteuerung für eine geschlossene Kreislaufsteuerung rückgekoppelt.
Der Hohlraum ist aus einem beweglichen Stück 115, einem Kompressionsstück, welches unter dem Harzdruck und einer Federkraft gleitbar ist, und einem Innenkern (Einguß-Schneidstück) 117 gebildet. Wenn der Hohlraum nicht befüllt ist, ist das Kompressionsstück 116 in einer vorgeschobenen Position mit einem Spalt von 1 mm zwischen ihm und der fixierten Halteplatte 105 angeordnet. Das bewegbare Stück 115 ist gleitbar mit dem Kompressionsstück 116 in einer derartigen Weise verbunden, daß, wenn das Harz in den Hohlraum fließt und so sich das Volumen des Hohlraum vergrößert, das Kompressionsstück 116 durch den Harzdruck zurückgezogen wird. Das Kompressionsstück 116 ist mit einer Feder 118 verbunden und an dieser festgelegt zur Ausbildung einer Reaktionskraft in bezug auf den Harzdruck und zur Bestimmung des Volumens des Hohlraumes durch den Harzdruck und die Federkraft, wodurch der Harzdruck gleichmäßig über das zu formende Stück verteilt wird. Es ist festzuhalten, daß es das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, das Volumen des Hohlraumes durch die Menge des eingefüllten Harzes zu variieren, wodurch eine Federkraft entsprechend dem Volumen oder eine Kraft zum Vergleichmäßigen der Hohlraum-Kraftverteilung gebildet wird.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist ein ringförmiger Spalt 124 zwischen dem Innenkern (Einguß-Schneidstück) 117 und einem zweiten Anguß 114 angeordnet. Der Innenkern (Einguß-Schneidstück) 117 und das Kompressionsstück 116 sind gleitbar miteinander verbunden, so daß der Innenkern (Einguß-Schneidstück) 117 nach vorne durch die Ejektor-Vorderplatte und Rückplatte 109 und 110 zum Eingußschneiden durch Antreiben eines Druckzylinders 123 ausgestoßen wird, wodurch der ringförmige Spalt 124 geschnitten wird.
Ein erläuterndes Beispiel des Spritz-Kompressions-Gießverfahrens wird nun erklärt.
Das Verfahren wird von dem Verschließen der Form gestartet. Während des Verschließens der Form wird die Vakuumpumpe betätigt, um das Evakuieren der Form zu starten. Zum Zeitpunkt der Vervollständigung des Verschließens der Form ist die Form auf etwa 10&supmin;³ Torr evakuiert. Danach wird das abgewogene Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht aus dem Zylinder in die Form eingespritzt und in den Hohlraum durch den ersten Anguß 112, Angußkanal 113, zweiten Anguß 114 und Ringspalt 124 gefüllt. Das Harz wird in bezug auf seinen Druck durch den Drucksensor 127 gemessen und tritt in den Druckhalteschritt ein, nachdem der vorgegebene Druck [8 x 10&sup6; Pa (800 kg/cm²)] erreicht ist. Gleichzeitig mit der Vervollständigung des Druckhalteschrittes wird der Druckzylinder 123 für das Eingußschneiden durch den Innenkern (Einguß-Schneidstück) 117 angetrieben.
Nachher tritt das Harz in den Abkühlschritt ein und in der Zwischenzeit wird das Harz in dem Zylinder für den nächsten Schuß ausgewogen. Sobald der Abkühlschritt abgeschlossen ist, wird die Form so geöffnet, daß das Kompressionsstück 116 nach vorne durch die Feder 118 ausgestoßen wird, wobei das geformte Stück aus der Form ausgestoßen wird. Auf diese Weise ist eine Aufeinanderfolge der Formungsschritte abgeschlossen.
Als ein Ergebnis des Messens der Abmessungen der so er haltenen Gleitführungen für Magnetbänder wurde gefunden, daß sie im Bereich von 10 µm der Standardabmessungen sind und eine Rundheit von 15 µm aufweisen.
Gemäß dem vorliegenden Verfahren und der Vorrichtung, in welchen, wie oben erläutert, ein Polyethylen, welches ein Molekulargewicht von 500.000 oder höher aufweist, sofort geschmolzen wird und die Schmelze unmittelbar in den Hohlraum injiziert wird, ist es möglich, geformte bzw. gegossene Stücke mit hoher Präzision, wie Gleitführungen für Bänder, leicht herzustellen. Durch Spritz-Kompressionsgießen eines Polyethylens, welches ein Molekulargewicht von 500.000 oder höher aufweist, ist es auch möglich, Verbesserungen in der Formbarkeit, wie einfache Übertragung der Formoberfläche und eine Reduktion der Oberflächen-Rauhigkeit, zu erzielen. Zusätzlich werden Reduktionen in dem Reibungswiderstand und die Vermeidung von Welligkeiten der Oberflächen der gegossenen Stücke erzielt, wodurch es möglich wird, die Beförderungscharakteristika von Bändern zu verbessern.
Da sie eine Selbstbenetzbarkeit aufweisen, erfordern die erhaltenen Gleitführungen für Bänder keine Schmierung und sind daher sowohl im Vakuum als auch in dem Wasser anwendbar.

Beispiel-1

Mit einer wie in Fig. 3 gezeigten Spritzgießmaschine wurden Polyethylenharze mit variierenden Molekulargewichten gegossen und die Verschleißbeständigkeit der Polyethylenharze wurde mit einer Sandschlamm-Testmaschine, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, beurteilt.
Indem nun auf die Testbedingungen Bezug genommen wird, wurde ein Schlamm 91 durch Zusetzen von 2 l Wasser zu 3 kg Sihziumdioxidsand Nr. 4, wie von der Civil Engineering Society (Bauingenieurgesellschaft) beschrieben wurde, hergestellt. Ein Teststück 92, welches 50 x 25 x 3 mm maß, wurde aus einer spritzgegossenen Scheibe mit 85 mm Durchmesser und gleicher Dicke herausgeschnitten. Wie erläutert, wurde das Teststück 92 kontinuierlich durch einen Motor 93 in dem Sandschlamm für 20 h bei 1.000 U/min rotiert. Zum Vergleich wurde ein Teststück mit analogen Abmessungen aus Kohlenstoff-Werkzeugstahl SK-5 ausgebildet und dem Verschleißbeständigkeitstest unter analogen Bedingungen, unter Verwen dung von Siliziumcarbid als ein Schlamm, unterworfen.
Die verwendeten Polyethylenharze sind Hi-Zex 5000H (welches ein Molekulargewicht von 130.000 aufweist und von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. hergestellt wurde> , SHOLEX SUPER 4451H (welches ein Molekulargewicht von 330.000 aufweist und von Showa Denko K.K. hergestellt wurde), Hi-Zex million 240 M (welches ein Molekulargewicht von 2.200.000 aufweist und von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. hergestellt wurde) und Hosteren GUR413 (welches ein Molekular gewicht von 2.900.000 aufweist und von Hoechst hergestellt wurde).
Die Gießbedingungen waren eine Schrauben-Rotationsgeschwindigkeit von 180 U/min, eine Zylinder-Düsenzonen-Temperatur von 240 ºC und eine Kompressionenszonen-Temperatur von 170 ºC, wobei der Zuführbereich durch spontane Wärmestrahlung abgekühlt wurde. Die Temperatur der Form wurde bei 70 ºC festgelegt und ein Stickstoffgas wurde in den Trichter mit einer Rate von 1,0 l/min zugeführt.
Die Ergebnisse der Verschleißbeständigkeit durch das Sandschlamm-Testen sind in Fig. 10 gezeigt, aus welchen gefunden wird, daß je höher das Molekulargewicht ist, desto geringer die Volumsreduktion und der Verschleiß sind. Die Ergebnisse eines Vergleichs mit dem Kohlenstoff-Werkzeugstahl sind ebenfalls in Fig. 11 angeführt. Diese Ergebnisse zeigen, daß das vorliegende Gießverfahren hinsichtlich des Abriebverlusts des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht äquivalent ist zu konventionellem Kompressionsgießen und daß es verbessert in bezug auf die Produktivität ist, ohne ein Zerstören der Funktion des Polyethylens mit ultrahohem Molekularge wicht zu bewirken.
Die folgenden Beispiele beziehen sich auf die Ergebnisse aus den folgenden, untersuchten Harzen, Formulierungen und Additiven. Tabelle 1 (Formulierungen der Harzmaterialien) Verwendete Harze: Hi-Zex million Lubmer Formulierungen: Hi-Zex million alleine Additive: Kohlenwasserstoffhaltige Additive Lucant Flüssiges Paraffin Harz mit niederem Molekulargewicht (PE-Wachs) Additive auf Silikonbasis Silikonöl Silikonpulver Siliziumdioxidkugeln Additive auf Fluorbasis auf Fluor basierende, oberflächenaktive Substanzen anionische nicht-ionische kationische Fluorharzpulver Schmiermittel Kalziumstearat Kalziumcarbonat Kohlenstoff Acetylenruß Kechenruß Graphit

Beispiel-2

Die in Tabelle 1 gezeigten Harze wurden miteinander vermischt, um Polyethylenharze herzustellen, welche variierende Molekulargewichte besitzen. Fünf (5) Gew.-% Ruß (Acetylenruß) wurden zu den resultierenden Mischungen zugesetzt, welche wiederum mit einer Gießmaschine analog zu jener, welche oben in Beispiel 1 verwendet wurde, gegossen wurden, um gegossene Stücke mit einer wie in Fig. 1 gezeigten Form zu erhalten. Sie wurden dann als Bandführungen ausgewertet.
Die Mischungsverhältnisse sind in Tabelle 2-1 gezeigt.
Ruß wurde mit den Harzen von 50 ºC durch trockenes Vermischen bei 1800 U/min und Normaltemperatur für 5 min. mit einem Henschel-Mischer vermischt.
Die Gießbedingungen waren analog zu den in Beispiel 1 angewandten, d.h. eine Formtemperatur von 70 ºC, eine Harztemperatur von 240 ºC und eine Schrauben-Rotationsgeschwindigkeit von 180 U/min. Der Gießzyklus betrug 25 s und die verwendete Form war eine Type mit vier Hohlräumen.
Die unter den obigen Bedingungen gegossenen Bandführungen wurden in eine vorliegende Kassette (T-120) gemäß der VHS Spezifizierung zum Messen der Aufnahmezeit eines Bandes in schnellem Vorlauf (kurz: FF) und Rücklauf (kurz: REW), unter Verwendung einer Rückspuleinrichtung (KMV-750), hergestellt von TAPEX, eingebaut. Je größer die dynamische Reibungskraft der Bandführungen für ein Magnetband ist, desto mehr Zeit wird benötigt und umgekehrt. Mit einer derartigen realen Experimentierung können auch Schäden (Zerstören) an dem Magnetband abgeschätzt werden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2-2 gezeigt. Tabelle 2-1 (Mischungsbeispiele) Hi-Zex million 240M alleine Lubmer Tabelle 2-2 (Beförderungszeit durch die Rücklaufeinrichtung) Beförderungszeit Bandschäden Führungsschäden
Bemerkung 1: Beförderungszeit - ein Mittel von 10 Beförderungszeitwerten in FF und REW, gemessen mit einer TAPEX Rücklaufeinrichtung.
Bemerkung 2: Bandschäden - die Anzahl der Schäden, welche an einem Band auftreten, welches 50 mal unter einer Last von 50 g bei einer Geschwindigkeit von 1000 mm/min über eine Länge von 150 mm hin- und herbewegt wurde.
Bemerkung 3: Führungsschäden - die Anzahl der Schäden, welche an einer Führung auftreten, welche durch analoge Verfahren, wie in Bemerkung 2 angewandt, gemessen wurden.
Bemerkung 4: Vergleich (1) bezieht sich auf einen Wert einer allgemein erhältlichen metallischen Führung.
Bemerkung 5: Vergleich (2) bezieht sich auf einen Wert einer harzartigen Führung (POM), welche in einer von Victor Company of Japan, Ltd. verkauften Kassette eingebaut ist.
Aus den obigen Ergebnissen ist es in Hinblick auf die Beförderungszeit und darauf, daß kein Bandschaden eintritt, wünschenswert, daß das Molekulargewicht bis zu 2.000.000 beträgt. In Hinblick darauf, daß kein Führungsschaden eintritt, ist es erwünscht, daß das Molekulargewicht etwa 800.000 oder höher ist.
Aus den obigen Ergebnissen ist es wünschenswert, daß das Molekulargewicht 800.000 bis 2.000.000 inklusive beträgt. Es wurde auch gefunden, daß die Führungen nach der vorliegenden Erfindung in bezug auf Schäden den vergleichbaren harzartigen Führungen überlegen sind.

Beispiel-3

Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um den quantitativen Bereich des zu dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zugesetzten Rußes zu bestimmen.
Wie Harze zu vermischen sind, Bandführungen zu gießen sind usw. ist analog zu dem, was in den Beispielen 1 und 2 beschrieben wurde.
Zur Abschätzung wurden statische und dynamische Reibungs kräfte, welche auf Magnetbänder ausgeübt wurden, mit einem Zugspannungstester, welcher von Orientic Co., Ltd. (Tensilon) hergestellt wurde, gemessen. Mit anderen Worten wurden die auf ein Band ausgeübten Reibungskräfte, wenn sie 50 mal unter einer Last von 50 g bei einer Geschwindigkeit von 1000 mm/min hin- und herbewegt wurden, mit einer Belastungszelle gemessen. Das dafür verwendete Band war ein Band der HS-Type T-120, hergestellt von TDK.
Die erhaltenen Schlußfolgerungen sind, daß, wenn die Reibungskräfte und die Anzahl der Schäden, welche an den Bändern und den Gleitoberflächen der Bandführungen auftreten, in Betracht gezogen werden, die am meisten bevorzugt zugesetzte Menge an Acetylenruß 5 Gew.-% ist, wohingegen die am meisten bevorzugte Menge an zugesetztem Ketchenruß in dem Bereich von 2 bis 5 Gew.-% liegt.
Die für die Abschätzung verwendeten Harze sind in Tabelle 3-1 aufgelistet und die Ergebnisse der Abschätzung sind in Tabelle 3-2 angegeben. Tabelle 3-1 (Zusammensetzung) Verwendeter Ruß Acetylenruß Ketchenruß Harze Lubmer alleine Kombination der Additive Gew.-% zugesetzt Tabelle 3-2 "Ergebnisse der Reibunaskräfte und aefundenen Schäden Reibungslast Bandschäden Führungsschäden
Bemerkung: Reibungslast - ein Wert der auf ein Videoband aufgebrachten Last, wenn es über eine Führung unter einer Last von 50 g mit einer Geschwindigkeit von 1000 mm/min hinund herbewegt wird.

Beispiel-4

Um den Reibungswiderstand zu reduzieren, wurden Untersuchungen von Additiven durchgeführt. Die verwendeten Harze waren analog zu den drei in Beispiel 3 verwendeten Typen und 5 Gew.-% Acetylenruß wurden als Ruß zugesetzt. Wie dies der Fall bei dem Zusetzen von Ruß war, wurde der Acetylenruß gleichzeitig mit dem Beimischen des Rußes zugesetzt. Die Mischungsbedingungen waren analog zu den in Beispiel 2 angewandten. Die Messung wurde ebenfalls auf analoge Weise, wie in Beispiel 3 verwendet, durchgeführt.
Additive in flüssiger oder pulverförmiger Form, und welche in kleineren Mengen verwendet wurden, wurden verdünnt und mit flüchtigen Lösungsmitteln, wie Ethylalkohol, Methylalkohol, Isopropylalkohol, Methylethylketon und Aceton, zum Auflösen derselben vermischt, gefolgt von dem Entfernen von überschüssigen Lösungsmitteln durch Anwendung von Erwärmen und reduziertem Druck.
Die verwendeten Additive sind in Tabelle 4-1 gemeinsam mit ihren Mengen gezeigt. Tabelle 4-1 (Additive und ihre Mengen) Verwendete Additive Kohlenwasserstoffhaltige Öl Lucant Flüssiges Parrafin Harz mit niedrem Molekulargewicht (PE-Wachs) Additive auf Fluorbasis auf Fluor basierende, oberflächenaktive Substanzen anionische nicht-ionische kationische Fluorharzpulver Schmiermittel Kalziumstearat Kalziumcarbonat Menge der Additive Lucant Flüssiges Paraffin Silikonöl Silikonpulver Siliziumdioxidkugeln anionische, auf Fluor basierende, oberflächenaktive Substanzen nicht-ionische, auf Fluor basierende, oberflächenaktive Substanzen Kationische, auf Fluor basierende, oberflächenaktive Substanzen
Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen 4-2 bis 4-4 dargestellt. Tabelle 4-2 (Ergebnisse der gefundenen Reibungsergebnisse (25 ºC: TDK HS) Tabelle 4-3 (Ergebnisse der gefundenen Reibungsergebnisse (60 ºC; TDK HS) Tabelle 4-4 (Ergebnisse der gefunden Reibungsergebnisse (10 ºC; TDK HS)
Aus den obigen Ergebnissen wird gefunden, daß der Reibungswiderstand davon abhängt, welche Temperatur für die Messung verwendet wird, und daß die Arten der Additive zur Reduktion des Reibungswiderstandes bei niedrigen oder hohen Temperaturen voneinander differieren. Es war nur Silikonöl (3), welches allen Bedingungen genügte. Bei Aufbewahren bei niedrigen Temperaturen zeigten die Teststücke, welche keine Additive enthielten, relativ gute Werte, jedoch sanken diese Werte bei niedrigen Temperaturen.
Diese Daten gelten für Bänder der HS Qualität, verkauft von TDK, und die Arten der geeigneten Additive variieren in Abhängigkeit von den von den verschiedenen Herstellern ver wendeten Bändern und ob eine Rückseitenbeschichtung angewandt wird oder nicht. Beispielsweise ist eine Kombination aus einer auf Fluor basierenden, oberflächenaktiven Substanz mit einem Kohlenwasserstoff-haltigen Öl am effizientesten für eine Reduktion in dem Reibungswiderstand von JVC- Bändern. Das heißt, es ist erforderlich, die Additive entsprechend den Charakteristika der verschiedenen Hersteller auszuwählen, und es ist erwünscht, daß die obigen Additive alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.

Beispiel-5

In diesem Beispiel wurde das Beförderungsdrehmoment, welches von den Bandführungen gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein gängiges Bandlaufgerät ausgeübt wird, durch Messen der Ausgangsspannung eines Motors eines Bandlaufwerkes berechnet.
Das für die Abschätzung verwendete Bandlaufgerät ist ein VTR BR-7000A, hergestellt von JVC. Das verwendete Band war eine HS-Type T-120 hergestellt von TDK. Die verwendeten Harze und wie sie zugesetzt wurden, sind analog zu Beispiel 4. Dies gilt auch für die Gießbedingungen, die Gießmaschine und die Form.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5-1 bis 5-4 angegeben. Tabelle 5-1 (Ergebnisse des aefundenen Drehmoments (zu Beginn des Spulens in FF: TDK HS))
Bemerkung 1: Drehmoment - ein Drehmoment (in mV)' welches an einen Motor bei FF und REW angelegt wird, welches zu Beginn und am Ende des Spulens mit Victor VTR BR-7000A gemessen wurde. Tabelle 5-2 (Ergebnisse des gefunden Drehmoments (am Ende des Spulens in FF; TDK HS)) Tabelle 5-3 (Ergebnisse des gefunden Drehmoments (zu Beginn des Spulens in FF; TDK HS)) Tabelle 5-4 (Ergebnisse des gefundenen Drehmoments (am Ende des Spulens in REW: TDK HS))
Die aus den obigen Ergebnissen erhaltenen Schlußfolgerungen sind, daß das Drehmoment am Ende des Spulens höher ist als am Beginn des Spulens und daß es höher und sehr viel unterschiedlicher bei FF (Vorlauf) ist als bei REW (Rücklauf). Im Fall von HS Bändern, hergestellt von TDK, werden die besten Ergebnisse mit Silikonöl (3) erhalten.
Am Beginn des Spulens läuft das Band mit einer geringen Geschwindigkeit mit begrenzter Reibung, wobei jedoch die Ergebnisse des Drehmoments im wesentlichen sowohl bei FF als auch bei REW mit den in Beispiel 4 erhaltenen Ergebnissen des Reibungswiderstandes übereinstimmen.
Um das Drehmoment zu reduzieren, können Additive, wie jene, welche fähig sind, den Reibungswiderstand herabzusetzen, gewählt werden. Um das Drehmoment am Ende des Spulens zu reduzieren, kann es jedoch erforderlich sein, Anderungen in der Form der Bandführungen per se, wie das Begrenzen ihrer Exzentrizität, in Betracht zu ziehen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Gleitvorrichtung, umfassend ein Polyethylen mit einem Viskositätsmittel des Molekulargewichts von 500.000 bis 6.000.000 einschließlich, welche einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist und überragend ist in der eigenen Haltbarkeit und in der Eigenschaft den Abrieb eines zugeordneten Teils zu verhindern, durch Spritzgießen, welches einschließt:

einen Schritt des Evakuierens eines Teils der Formhöhlung vor dem Einspritzschritt und, nach dem Einspritzen, Reduzieren des Raums der Höhlung vor dem Verfestigen der in den Raum eingefüllten Harze, wodurch die eingefüllten Harze komprimiert werden,

wobei die Gleitvorrichtung zusätzlich zu dem Polyethylenharz ein ein organisches Material oder anorganisches Material umfassendes Additiv enthält, und das Polyethylenharzpulver und das Additiv, welche Ausgangsmaterialien sind, bei einer Temperatur von bis zu dem Schmelzpunkt des Harzes in Gegenwart einer Rührbeschleunigung miteinander gemischt werden, wodurch das Additiv nur auf die Oberflächen der Polyethylenharzpulverteilchen abgelagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Viskositätsmittel des Molekulargewichts des Polyethylens im Bereich von 500.000 bis 2.000.000 einschließlich liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gleitvorrichtung eine Führung zur Unterstützung des Laufs eines Bands, Blatts oder Films ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Gleitvorrichtung eine Führung für Magnetbänder ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Additiv ein Oligomer auf der Basis eines Kohlenwasserstoffs umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Additiv eine fluorhaltige oberflächenaktive Substanz umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Additiv ein feines Tetrafluorethylenpulver umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Polyethylenharzbeschickung in flüssiger Form einem Spritzzylinder in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre zugeführt wird, worin sie in kurzer Zeit durch Einstellen des Kompressionsverhältnisses einer Schnecke des Spritzzylinders auf 1,3 bis 2,0 und Regulieren des Länge-zu-Durchmesser-Verhältnisses der Schnecke auf 15 bis 20 geschmolzen wird, und die geschmolzene Beschickung vor dem Beginn ihrer thermischen Vernetzung in die Höhlung gespritzt wird.