专利名称：硬盘的斜面的制作方法
技术领域：
本发明涉及用聚缩醛树脂形成的用于在硬盘驱动器内安置和引导磁头的斜面(ramp)。
背景技术：
通常，硬盘驱动器内的磁头待机时停放的位置的主流是磁盘(CSS系统)的内半径的上半部分。该系统具有如下所述的问题。
即，为了改进硬盘的磁记录密度，最近要求使磁头的悬空高度变低，以便减小磁头和盘片之间的间隙尺寸。为了满足这些要求，必需改进磁头滑块和盘片各自的表面光滑度。然而，出现了问题，当这种光滑表面彼此接触时，发生了吸附现象，从而磁头不能运转。尤其，在CSS系统中，该问题以高概率地发生。此外，存在的问题是根据CSS系统，在其中磁头待机时所停放的盘片区域，该区域的表面变粗糙，因此该盘片区域不能记录，从而不可避免地减小了记录容量。另外，根据CSS系统，当硬盘单元被撞击时，引起了高概率的磁头和盘片的碰撞，从而盘片和数据往往被破坏。
为了解决CSS系统的这些问题，以便提高可靠性，最近，CSS系统往往被转移到装载/卸载(load/unload)系统中，其中在盘片的外部提供称之为斜面的组件，以便在硬盘驱动器内安放和引导磁头。在所使用的大多数硬盘中，尤其笔记本电脑、汽车导航系统或移动式应用的硬盘中，使用装载/卸载系统。
聚缩醛树脂具有机械强度、耐化学品性和滑动性能之间的优异均衡性，以及优异的加工性能，因此广泛用作典型工程塑料，并且主要用于电动机械设备及其机械零件，以及汽车零件。此外，在近年来，其应用领域的延伸伴随着各种机械零件的广泛应用。作为它们的例子，能够列举在硬盘驱动器内的斜面。
例如，JP-11-339411A披露了作为斜面材料的4-羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸(HAHN)的共聚酯，聚缩醛，或聚醚醚酮。此外，JP-2001-23325A披露了作为斜面单元材料的聚酰亚胺，聚缩醛，PEEK，HAHN，液晶聚合物，以及PTFE填充的塑料。此外，JP-10-125014A公开了作为斜面材料的合成树脂如聚缩醛。此外，JP-10-312657A披露了其承载部分用热塑性聚酰亚胺形成的斜面，其滑动部分用含聚四氟乙烯的液晶聚合物形成。此外，JP-10-302421A公开了在斜面的接触区域(或滑动表面)上形成了(四氟乙烯树脂、酰亚胺树脂或类似物的)干燥润滑膜。此外，JP-2002-124051A；2001-229634A；和2001-195853A各自披露了将具有低摩擦系数的聚合材料，或具有优异磨耗性能的树脂材料施涂于斜面的引导区域(或滑动部分)。
如在现有技术中使用的那样，使用4-羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸(HAHN)的共聚酯，聚醚醚酮，聚酰亚胺，液晶聚合物，PTFE填充的塑料或含聚四氟乙烯的液晶聚合物用于斜面的方法具有在斜面的树脂部分的磨耗损失非常大的问题，当硬盘操作时，产生了所述磨耗损失，从而用作配合材料的金属片被刮擦。由磨耗形成的颗粒撞击硬盘和/或导致了记录和/或重写的扰乱。此外，在斜面的接触区域(或滑动表面)上形成(四氟乙烯树脂，酰亚胺树脂等的)干燥润滑膜的方法等不能令人满意地减小在斜面树脂部分上的磨耗损失，当硬盘驱动器运行时产生了所述磨耗损失。
另一方面，JP-2001-297548A披露了以ASTM D638为基础的具有≥30％的拉伸伸长率的斜面材料。该现有技术公开了聚缩醛斜面，但没有公开具有如在本发明中所定义的表面硬度及特定剪切应力的聚缩醛共聚物。另外，即使使用以ASTM D638为基础的具有≥30％的拉伸伸长率的以上材料，也不能获得具有所有以下性能要求的斜面在硬盘驱动器运行时在斜面的树脂部分的磨耗损失是小的(或在通过往复运动的耐久性试验之后的磨耗损失是小的)，以及树脂部分的尺寸变化是小的和优异的模塑性(没有模塑瘪陷，铸件飞边，以及短模塑周期)。另外，取决于模塑条件或类似条件，滑动性能可能显著降低，以及当硬盘驱动器运行时，在斜面的树脂部分的磨耗损失可能增加。
此外，JP-2002-197820A披露了用于斜面的材料，包括热塑性或热固性树脂与以≤4wt％的量添加的无机填料。该现有技术公开了由聚缩醛制备的斜面，但没有公开如在本发明中所定义的表面硬度以及特定剪切应力的聚缩醛共聚物。此外，即使使用包括热塑性或热固性树脂与以≤4wt％的量添加的无机填料的这种材料，也不能得到具有所有以下性能要求的斜面在硬盘驱动器运行之后在斜面的树脂部分的磨耗损失是小的(或在通过往复运动的耐久性试验之后的磨耗损失是低的)，以及树脂部分的尺寸变化是小的和优异的模塑性(没有模塑瘪陷和铸件飞边，以及模塑周期短)。另外，取决于模塑条件或类似条件，滑动性能可能会显著降低，以及在硬盘驱动器运行之后，在斜面的树脂部分的磨耗损失可能增加。
本发明的目的是提供由具有优异的模塑性(没有模塑瘪陷，无铸件飞边，以及模塑周期短)的聚缩醛树脂制备的斜面，在硬盘驱动器运行之后，其树脂部分具有非常低的磨耗损失，这是在现有技术中所不能获得的。
本发明的公开即，本发明涉及通过模塑聚缩醛树脂获得的具有≥2.6GPa的表面硬度的斜面。
此外，尤其，优选使用具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-6×106的剪切应力的聚缩醛共聚物作为本发明中的聚缩醛树脂。
附图简述
图1是图示本发明的斜面的形状的一个实施方案的示意图。
图2是用于本发明中的耐久性试验的设备的示意图。
实施本发明的最佳方式下文将详细描述本发明的构成。
通过模制聚缩醛树脂获得的本发明的斜面必须具有≥2.6Gpa的表面硬度。如果表面硬度小于2.6Gpa，模塑斜面在硬盘驱动器运行之后容易磨损，从而降低了产品价值。
此外，如果使用具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-1×107的剪切应力的聚缩醛树脂，那么能够有效和更好地生产具有高商业价值的斜面，它们能够进行模塑，不会出现模塑瘪陷和铸件飞边，并且具有短的模塑周期。具有1×106-6×106的剪切应力的聚缩醛树脂是尤其优选使用的。
在本发明中使用的聚缩醛树脂的实例包括主要含有氧化亚甲基单元的甲醛均聚物的端部稳定处理来获得的聚甲醛均聚物，所述甲醛均聚物通过使用甲醛单体，或甲醛的环状低聚物如三聚物(三噁烷)或四聚体(四噁烷)作为原料来生产；以及通过具有0.1-20wt％的量的2-8个碳原子数的氧化亚甲基单元的氧化亚甲基-氧化亚烷基共聚物的端部稳定处理获得的甲醛共聚物，所述氧化亚甲基-氧化亚烷基共聚物通过使用上述原料，以及共聚单体如环氧乙烷，环氧丙烷，表氯醇，1，3-二氧戊环，1，4-丁二醇，环状缩甲醛(例如乙二醇缩甲醛，或二甘醇缩甲醛)来生产。
此外，在本发明中使用的聚缩醛树脂可以是具有支化分子链结构的氧化亚甲基-羟基醇(oxyalcohol)共聚物；或含有≥50wt％的聚氧化亚甲基(POM)嵌段和≤50wt％的不同于所述POM的聚合物嵌段的氧化亚甲基嵌段共聚物。顺便提一下，包括使用1，3-二氧戊环生产的氧化亚甲基-氧化亚烷基的氧化亚甲基共聚物作为共聚物是优选的。
至于本发明的斜面的应用，从斜面属于在硬盘驱动器内使用的零件之一的观点来看，需要具有优异尺寸稳定性的斜面。此外，因为斜面是滑动零件，为此要求低磨耗性能。当低磨耗性能和尺寸稳定性被考虑进去时，具有少量的共聚单体的共聚物是优选的。
制备能够用于本发明的聚缩醛树脂的方法不是特别限制的。它能够根据普通已知的方法，例如在USP.No.2,998,409中所述的方法或类似方法来制备。具体地说，在共聚物的情况下，它能够通过将三噁烷和共聚单体的环醚共聚，再用双轴挤出机处理所得聚合物以便端部稳定来获得。
聚合一般通过本体聚合法来进行。聚合能够通过间歇和连续式方法的任何一种来进行。作为间歇聚合装置，通常能够使用具有搅拌器的反应容器。另一方面，作为连续聚合装置，能够使用共捏合机(co-kneader)，双螺杆式连续挤出捏合机，或自洁式混合机如双叶桨式连续混合机。聚合在60-200℃的温度范围在常压下进行。
作为聚合催化剂，一般使用气体形式或适当的有机溶剂的溶液形式的三氟化硼；水合三氟化硼；或三氟化硼和含氧原子或硫原子的有机化合物的配位化合物。所得聚合物含有活性聚合催化剂，因此最好将聚合催化剂钝化。
聚合催化剂的钝化能够在含有碱性物质的水溶液，或有机溶剂中进行。作为另一钝化方法，还能够使用包括将碱性物质加入到端部稳定化之前的聚缩醛树脂中，再用挤出机在溶解聚缩醛中钝化催化剂的方法。作为用于钝化的碱性物质，能够列举氮化合物如位阻胺，氨，三乙胺或三丁基胺，或类似物。
在聚合催化剂钝化之后的聚合物的端部稳定处理能够通过从溶解聚缩醛树脂中脱除挥发性组分来进行，例如用能够连续进行用于端部稳定的操作的双螺杆挤出机，所述操作至少包括以下两个步骤(1)将碱性物质注入到溶解聚缩醛中的聚合物中，再捏合，以及(2)释放以上注射的碱性物质蒸汽和从中释出的甲醛。作为以上碱性物质，能够列举氮化合物如氨，三乙胺或三丁基胺。另外，水可以与碱性物质一起存在。
在端部稳定处理中，在聚合之后的不稳定端部的热处理是重要的。在该操作中，特定季铵化合物适合用作催化剂。作为用于本发明的季铵化合物，用以下通式(1)表示的化合物是优选的 nXn-(1)其中R1、R2、R3和R4各自独立表示具有1-30的碳原子数的未取代或取代烷基；具有6-20的碳原子数的芳基；芳烷基，其中具有1-30的碳原子数的未取代或取代烷基被具有6-20的碳原子数的至少一个芳基取代；或烷芳基，其中具有6-20的碳原子数的芳基被具有1-30的碳原子数的至少一个未取代或取代烷基取代，其中未取代或取代烷基是直链、支化或环状的，其中在以上取代烷基中的取代基是卤素，羟基，醛基，羧基，氨基，或酰胺基，其中在以上未取代烷基、芳基、芳烷基或烷芳基中的氢原子可以被卤素取代，其中“n”表示1-3的整数，和“X”表示羟基，或具有1-20的碳原子数的羧酸，除了卤化氢以外的含氢酸，含氧酸，无机硫羰酸，或具有1-20的碳原子数的有机硫羰酸的酸残基。
在它们当中，优选，在通式(1)中的R1、R2、R3和R4各自独立是具有1-5的碳原子数的烷基，或具有2-4的碳原子数的羟烷基。尤其，优选，R1、R2、R3和R4的至少一个是羟乙基。
季铵化合物的实例包括氢氧化物；含氢酸如盐酸，氢溴酸，或氢氟酸的盐；含氧酸如硫酸，硝酸，磷酸，碳酸，硼酸，氯酸，碘酸，硅酸，高氯酸，亚氯酸，次氯酸，氯硫酸，氨基硫酸，焦硫酸，或三聚磷酸的盐；硫羰酸如硫代硫酸的盐；或羧酸如甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，异丁酸，戊酸，己酸，辛酸，苯甲酸，或草酸的盐，具体地说，四甲基铵，四乙基铵，四丙基铵，四正丁基铵，鲸蜡基三甲基铵，四癸基三甲基铵，1，6-六亚甲基-双-(三甲基铵)，十亚甲基-双-(三甲基铵)，三甲基-3-氯-2-羟丙基铵，三甲基(2-羟乙基)铵，三乙基(2-羟乙基)铵，三丙基(2-羟乙基)铵，三正丁基(2-羟乙基)铵，三甲基苄基铵，三乙基苄基铵，三丙基苄基铵，三正丁基苄基铵，三甲基苯基铵，三乙基苯基铵，三甲基-2-氧乙基铵，单甲基三羟乙基铵，单乙基三羟乙基铵，十八烷基三(2-羟乙基)铵，四(羟乙基)铵。
尤其，优选季铵化合物是氢氧化物(OH-)，硫酸(HSO4-或SO42-)，碳酸(HCO3-，或CO32-)，硼酸(B(OH)4-)，或羧酸。此外，在羧酸当中，甲酸、乙酸和丙酸是特别优选的。
这些季铵化合物各自可以单独或结合使用。此外，除了以上一种或多种季铵化合物以外，可以一起使用胺如氨或三乙胺，它们是通常已知的用于不稳定端部的分解剂。
季铵化合物的加量优选是0.05-50ppm(重量)，按基于聚氧化亚甲基共聚物和季铵化合物的总重量的来源于季铵化合物的氮的量计，它可用下式(2)来表示P×14/Q (2)其中“P”表示基于氧化亚甲基共聚物和季铵化合物的总重量的季铵化合物的量(重量ppm)；“14”表示氮的原子量；和“Q”表示季铵化合物的分子量。
当季铵化合物的加量少于0.05重量ppm时，不稳定端部的分解速率降低，而当该加量超过50重量ppm时，不稳定端部分解之后的聚氧化亚甲基共聚物的色调变差。优选的热处理可以使用挤出机、捏合机或类似物在≥共聚物的熔点到≤260℃的树脂温度下进行。当该温度超过260℃时，可能发生着色的问题，以及聚合物骨架链分解(或分子量降低)的问题。通过分解产生的甲醛能够在减压下脱除。
添加季铵化合物的方法包括、但不限于尤其，在聚合催化剂的钝化步骤中添加水溶液形式的该化合物的方法，以及将该化合物喷雾到共聚物粉料上的方法。可以使用任何添加方法，只要该季铵化合物在共聚物的热处理步骤中已加入到该共聚物中。当将季铵化合物注射到挤出机中，或者在挤出机或类似物中共混填料和/或颜料时，该季铵化合物可能粘着在树脂粒料上，随后不稳定端部在后续共混加工中分解。不稳定端部的分解可以在通过聚合获得的甲醛共聚物中的聚合催化剂已被钝化之后，或者在聚合催化剂被钝化之前进行。
作为钝化聚合催化剂的方法，一般，能够列举通过在胺或类似物的碱水溶液中中和聚合催化剂的钝化方法。此外，聚合催化剂可以在≤甲醛共聚物的熔点的温度下在惰性气体氛围中加热，不用钝化聚合催化剂，以及通过蒸发来减少，随后本发明的不稳定端部分解。
对于本发明而言的措辞“表面硬度”是指在如图1所示的斜面的滑动表面上的近中心部分的表面硬度，它通过TRIBOSCOPE(Nanomechanical Test Instruments)(Hysitron Incorporated)和SPM300HV(Seiko Instruments Inc.)的组合的装置来测定，在使用斜面作为样品时，所示斜面通过在200℃的机筒温度，20秒钟的注射时间，和10秒钟的冷却时间的条件下，使用具有5盎司的注塑能力的注塑机将共聚物模塑为如图1所示形状来生产。这里，作为压杆，使用90°三棱锥形的金刚石压杆，它通过使用熔凝石英020822作为标准材料来校准。此外，该测量应该在100μN的最大预定载荷，以及3秒钟的拉伸和加压时间的条件下进行，以及应该选择790/20，Area FunctionNo.8的Upper/Lower的分析条件。顺便提一下，详细情况可以根据文献“Handbook of Micro/Nanotribology.(Mechanics and MaterialsScience)，2nd，ed.(1998)，作者或编者Bhushan，B.(eds.)，出版商CRCPress LLC”来定。
如上所述，在斜面应用中，要求在斜面的树脂部分的磨耗损失小。在磁存储介质上掉下的磨耗颗粒可能撞碎磁头，或沉积于磁头的表面上，从而可以不利地影响记录和重写，进而，磁头会变得不起作用。因而，在本发明中，使用滑动性能优异的聚缩醛树脂，以便减少磨耗颗粒的量。此外，已经发现，磨耗颗粒的产生取决于由聚缩醛树脂制备的斜面的表面硬度。即，为了减少硬盘驱动器内的斜面的磨耗颗粒的量，必要的是，表面硬度≥2.6GPa。更优选，表面硬度是≥2.7GPa，以便减少磨耗颗粒的量，最优选，表面硬度≥2.8GPa。顺便提一下，表面硬度的上限不是特别限制的，但为了避免斜面的模塑周期的延长，例如，表面硬度的上限优选设定至6.0GPa，更优选4.0GPa。
为了提高斜面的表面硬度，已有一些方法；能够列举通过提高模具温度来模塑斜面的方法，通过将成核剂加入到聚缩醛树脂中来模塑斜面的方法，以及将模塑斜面退火的方法等。
首先，优选将在模塑时用于提高斜面表面硬度的模塑温度设定于75-135℃。更优选的温度范围是95-135℃，以及最优选的温度范围是110-135℃。当模塑温度≥75℃时，能够获得具有在耐久性试验之后的低磨耗所需的一定表面硬度的斜面。此外，当模塑温度≤135℃时，斜面能够以良好的生产率模塑，而不会过度延长模塑周期。如果模塑温度高达大约120℃，能够使用普通水温度控制模具。如果模塑温度≥120℃，有必要使用诸如具有加热器，或油介质模具温度控制器的模具之类的装置，和/或在模具中应用热绝缘材料。
优选地，对于其熔点为170±3℃的聚缩醛共聚物，将模具温度设定为≥75℃，对于其熔点为165±3℃的聚缩醛共聚物，设定为≥95℃，以及对于其熔点为175±3℃的聚缩醛均聚物，设定为≥75℃。为了进一步增强表面硬度，更优选的是，对于其熔点为170±3℃的聚缩醛共聚物，将模具温度设定为≥80℃，对于其熔点为165±3℃的聚缩醛共聚物，设定为≥110℃，以及对于其熔点为175±3℃的聚缩醛均聚物，设定为≥80℃。
作为通过将成核剂加入到聚缩醛树脂中来模塑的方法，能够列举其中将氮化硼、滑石、云母、氧化铝、硼酸化合物或类似物预先熔融，再与聚缩醛树脂捏合，以便均匀分散，随后将所得分散体注塑的方法。优选地，这种成核剂以0.01-0.1重量份/100重量份聚缩醛树脂的量共混。
作为将模塑斜面退火的方法，能够列举其中将模塑斜面在120-150℃的温度下加热大约30到180分钟，以便将聚缩醛树脂退火，从而促进聚缩醛树脂结晶的方法。
优选地，当根据如下文所述(实施例)的方法测定时，在本发明中使用的聚缩醛树脂具有≥50％的结晶度。该结晶度更优选为68％或68％以上。
如果聚缩醛树脂的结晶度≥50％，即使当模塑斜面用于硬盘驱动器，斜面的磨耗损失也是小的，因此往往获得了具有高价值的产物。也就是说，有关本发明的表面硬度一定程度上与聚缩醛的结晶度相关。结晶度越高，在表面附近的结晶度也越高，以及表面硬度也就越高。因此，聚缩醛树脂的结晶度是显著影响本发明的斜面性能的因素之一。然而，对于本发明严格地来讲，在进一步研究中，已经发现，斜面的表面硬度作为降低硬盘驱动器运行之后的斜面的树脂部分的磨耗损失的真正参数更有效，而不是聚缩醛树脂的结晶度。
关于本发明的剪切应力应该根据以下方法来测定。
将温度设定至210℃，以及使用Capirograph(Toyo SeikiSeisaku-sho Ltd.)在100-5,000(1/sec)的范围内改变聚缩醛树脂的剪切速率，使得能够测定剪切应力与剪切速率的相关性。作为聚缩醛树脂的样品，应该使用注塑用粒料，或切割成粒料尺寸的物质。作为安装在加热到210℃的料筒的底部的孔口，应该选择具有0.5mm的直径和5.05mm的长度的孔口。
对于具有薄壁形状的斜面，从模塑瘪陷、充模度和模塑制品的表面外观来看，优选通过使用具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-1×107的剪切应力的聚缩醛树脂来模塑。此外，更优选，使用具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-6×106的剪切应力的聚缩醛树脂。如果斜面通过使用其剪切应力偏离该范围的聚缩醛树脂来模塑，那么有必要特地升高模具温度，和/或限制所要模塑的斜面的形状，例如不能模塑具有薄壁形状的斜面。
在本发明中，如果必要，能够使用通常用于聚缩醛树脂的已知颜料，只要不对抗本发明的目的。例如，能够列举包括硫化锌、碱式碳酸铅，碱式硫酸铅，碱式硅酸铅或金属硫化物的无机颜料；或者偶氮，甲亚胺，次甲基，阴丹酮，蒽醌，皮蒽酮，黄烷士酮，benzenethrone，酞菁，perinone，苝，二噁嗪，硫靛，异吲哚啉，异吲哚啉酮，喹吖啶酮，pyrulepyrrole或quinophtharone体系有机颜料。
在本发明中，可以使用这些颜料之一，或可以一起使用它们中的两种或多种。为了获得所需色调，一般一起使用两种或多种颜料。
所要添加的颜料的总量是0.005-5.0重量份/100重量份的聚缩醛树脂。
在本发明中，如果必要，可以使用通常用于聚缩醛树脂的已知添加剂，只要不影响本申请的目的。添加剂的实例包括抗氧化剂，甲醛和/或甲酸的清除剂，光稳定剂，脱模剂，填料等。取决于添加剂的类型，这些添加剂各自的加量是大约0.001-1重量份/100重量份的聚缩醛树脂。
作为抗氧化剂，能够使用位阻酚抗氧化剂的一种或多种；具体地说，例如，能够列举正十八烷基-3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟苯基)-丙酸酯，正十八烷基-3-(3’-甲基-5’-叔丁基-4’-羟苯基)-丙酸酯，正十四烷基-3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟苯基)-丙酸酯，1，6-己二醇-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸]酯，1，4-丁二醇-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸]酯，三甘醇-双-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)-丙酸]酯，四[亚甲基-3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]甲烷，3，9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1，1-二甲基乙基]-2，4，8，10-四氧杂螺(5，5)十一烷，N，N’-双-3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酰基六亚甲基二胺，N，N’-四亚甲基-双-3-(3’-甲基-5’-叔丁基-4’-羟基酚)丙酰基二胺，N，N’-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基酚)丙酰基]肼，N-水杨酰基-N’-水杨叉基肼，3-(N-水杨酰基)氨基-1，2，4-三唑，N，N’-双[2-{3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基}乙基]羟基酰胺等。三甘醇-双-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4羟苯基)-丙酸]酯和四[亚甲基-3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]甲烷是优选的。
甲醛和/或甲酸的清除剂的实例包括(a)含有甲醛反应性氮的化合物或聚合物，和(b)碱金属或碱土金属氢氧化物，无机盐，羧酸盐等。作为(a)含有甲醛反应性氮的化合物或聚合物，能够列举聚酰胺树脂如尼龙4-6，尼龙6，尼龙6-6，尼龙6-10，尼龙6-12，或尼龙12；和它们的共聚物，如尼龙6/6-6/6-10，或尼龙6/6-12。除此之外，能够列举丙烯酰胺及其衍生物，以及丙烯酰胺或它们的衍生物和另一乙烯基单体的共聚物；例如，能够列举通过将丙烯酰胺或它们的衍生物和另一乙烯基单体在金属醇盐的存在下聚合而获得的聚-β-丙氨酸共聚物。除了它们以外，能够列举氨基取代的三嗪化合物；氨基取代三嗪化合物和甲醛的加成产物；以及氨基取代三嗪化合物和甲醛的缩聚产物。
氨基取代三嗪化合物的实例包括胍胺(2，4-二氨基-对称三嗪)，蜜胺(2，4，6-三氨基-对称三嗪)，N-丁基蜜胺，N-苯基蜜胺，N，N’-二苯基蜜胺，N，N’-二烯丙基蜜胺，N，N’，N”-三苯基蜜胺，苯胍胺(2，4-二氨基-6-苯基-对称三嗪)，2，4-二氨基-6-甲基-对称三嗪，2，4-二氨基-6-丁基-对称三嗪，2，4-二氨基-6-苄氧基-对称三嗪，2，4-二氨基-6-丁氧基-对称三嗪，2，4-二氨基-6-环己基-对称三嗪，2，4-二氨基-6-氯-对称三嗪，2，4-二氨基-6-巯基-对称三嗪，2，4-二氧-6-氨基-对称三嗪，2-氧-4，6-二氨基-对称三嗪，和N，N’，N”-四氰基乙基苯胍胺。
氨基取代三嗪化合物和甲醛的加成产物的实例包括N-羟甲基蜜胺，N，N’-二羟甲基蜜胺和N，N’，N”-三羟甲基蜜胺。
作为氨基取代三嗪化合物和甲醛的缩聚产物的实例，能够列举蜜胺-甲醛缩合产物。
这些氨基取代三嗪化合物，氨基取代三嗪化合物和甲醛的加成产物，以及氨基取代三嗪化合物和甲醛的缩合产物各自可以单独或结合使用。
作为(b)碱金属或碱土金属氢氧化物，能够列举钠、钾、镁、钙或钡的氢氧化物；上述金属任何一种的碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐或羧酸盐。尤其，钙盐如氢氧化钙，碳酸钙，磷酸钙，硅酸钙，硼酸钙，以及脂肪酸的钙盐(如硬脂酸钙，或肉桂酸钙)是优选的。这些脂肪酸可以被羟基取代。在它们当中，脂肪酸的钙盐(例如硬脂酸钙，或肉桂酸钙)是优选的。这些甲醛和/或甲酸的清除剂各自可以单独或结合使用。
作为光稳定剂，例如，能够列举苯并三唑紫外线吸收剂，草酰苯胺紫外线吸收剂，以及位阻胺光稳定剂。苯并三唑紫外线吸收剂的实例包括2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑，2-(2’-羟基-3’，5’-二异戊基苯基)苯并三唑，2-[2’-羟基-3’，5’-双-(α，α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑，和2-(2’-羟基-4’-辛氧基苯基)苯并三唑。草酰苯胺紫外线吸收剂的实例包括2-乙氧基-2’-乙基草酰双苯胺，2-乙氧基-5-叔丁基-2’-乙基草酰双苯胺，和2-乙氧基-3’-十二烷基草酰双苯胺。这些紫外线吸收剂各自可以单独或结合使用。
此外，位阻胺光稳定剂的实例包括4-乙酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-硬脂酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-丙烯酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-(苯基乙酰氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-甲氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-硬脂氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-环己基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-苄氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-苯氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-(乙基氨基甲酰基氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-(环己基氨基甲酰基氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶，4-(苯基氨基甲酰基氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶，碳酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，草酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，丙二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，己二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，对苯二甲酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，1，2-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶氧基)-乙烷，α，α’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基氧基)-对二甲苯，双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)甲苯-2，4-二氨基甲酸酯，双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基-1，6-二氨基甲酸酯，三(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-苯-1，3，5-三羧酸酯，三(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-苯-1，3，4-三羧酸酯，1-[2-{3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基}丁基]-4-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基]2，2，6，6-四甲基哌啶，以及1，2，3，4-丁烷四羧酸和1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶醇和β，β，β’，β’-四甲基-3，9-[2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷]二乙醇的缩合产物。上述位阻胺光稳定剂各自可以单独或结合使用。此外，它们可以与上述苯并三唑紫外线吸收剂和/或草酰苯胺紫外线吸收剂结合使用。
作为脱模剂，例如，能够列举选自聚亚烷基二醇，和具有酰胺基的脂族化合物中的一种或多种。
作为聚亚烷基二醇，能够使用用以下通式(3)表示的聚亚烷基二醇
其中R5选自氢，具有1-6个碳原子的烷基，取代烷基，和取代烯丙基，它们可以彼此相同，或彼此不同；X表示2-6的数值；和Y表示1000-20000的数值。
聚亚烷基二醇能够通过环氧烷的开环聚合来获得。环氧烷的实例包括环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷，表氯醇，氧化苯乙烯，氧杂环丁烷，3，3-双(氯甲基)氧杂环丁烷，四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃和氧杂环戊烷。这些聚亚烷基二醇各自可以单独或结合使用。
作为具有酰胺基的脂族化合物，能够使用用以下通式(4)表示的脂族化合物 其中R6和R8各自是具有9-35个碳原子的烷基，它们可以彼此相同或彼此不相同；以及R7表示具有1-6个碳原子的亚烷基。
具有酰胺基的脂族化合物的实例包括亚乙基双棕榈酸酰胺，亚乙基双硬脂酸酰胺，亚乙基双月桂酸酰胺，亚乙基双油酸酰胺，亚乙基双芥酸酰胺，亚乙基(单棕榈酸-单硬脂酸)酰胺，亚乙基(单硬脂酸-单十七烷酸)酰胺等。这些具有酰胺基的脂族化合物各自可以单独或结合使用。
作为填料，能够列举各种增强剂，如玻璃纤维，玻璃珠粒，玻璃气球，硅灰石，碳纤维，滑石，云母和钛须晶；和以氮化硼为典型的成核剂。
将以上添加剂加入到聚缩醛树脂中的方法不是特别限制的。根据本发明的聚缩醛树脂一般能够通过用挤出机将聚缩醛树脂和如这里定义的属于任选组分的添加剂熔融和捏合来制备。在这种情况下，优选这些添加剂可以在与聚缩醛树脂熔融和捏合之前预混；或添加剂和聚缩醛树脂可以在熔融和捏合之前一起预混。预混它们的方法不是特别限制的，为此能够适当选择任何已知的技术。所使用的挤出机可以是单轴或双轴型。除此之外，当聚缩醛树脂聚合时，可以将添加剂加入到其中。通常挤出机的温度可以在170-240℃的范围内适当选择，但不限于这些温度。
模塑本发明的斜面的方法不是特别限制的。该斜面能够通过已知模塑方法如挤出模塑，注塑，压塑、真空成型、吹塑、发泡成型、注气、夹物模压、金属嵌件注塑等中的任何一种来成型。尤其，从生产效率，尺寸变化量等来看，注塑或压塑是优选的。
实施例下文通过实施例和对比实施例来详细描述本发明，但不限于不限于这些实施例。
实施例1将具有能够通入热介质的夹套的双螺杆桨式连续聚合装置调至80℃的温度。然后，将作为共聚单体的三噁烷(12kg/hr)；含有100ppm乙醛的1，3-二氧戊环(148g/hr；0.015mol/1mol的三噁烷)；作为分子量改性剂的甲缩醛(23.3g/hr；和2.3×10-3mol/1mol三噁烷)连续加入到其中。此外，将三氟化硼-二正丁基醚合物在环己烷中的1wt％溶液(39.6g/hr)作为聚合催化剂连续加入到其中，以便提供1.5×10-5mol三氟化硼/1mol的三噁烷用于聚合。
将从混合机中排出的聚甲醛共聚物注入到三乙胺的0.1％水溶液中，以便钝化聚合催化剂。钝化的聚甲醛共聚物用离心分离器过滤，然后将1重量份的含有作为季铵化合物的氢氧化胆碱的甲酸盐(甲酸三甲基-2-羟乙基铵)的水溶液加入到100重量份的过滤后的聚甲醛共聚物中，再均匀混合该混合物，随后在120℃的温度下干燥。氢氧化胆碱的甲酸盐的加量是20ppm，按氮的量计。氢氧化胆碱的甲酸盐的加量的调节通过调节氢氧化胆碱的甲酸盐在含有氢氧化胆碱的甲酸盐的水溶液中的浓度来进行。将0.3重量份的作为抗氧化剂的三甘醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)-丙酸酯]/100重量份的干燥后的聚甲醛共聚物加入到聚甲醛共聚物中，随后供给具有排气口的双螺杆式挤出机。
将0.5重量份的水加入到在挤出机内熔融的100重量份聚甲醛共聚物中，以及不稳定端部在200℃的挤出机预定温度下分解，在挤出机中的保留时间为5分钟。不稳定端部分解的聚甲醛共聚物在20托的真空度的条件下在排气口蒸发，再从挤出机的模头部分作为线材挤出，再造粒。将100重量份的这些粒料与0.1重量份的二硬脂酸钙，0.05重量份的二棕榈酸钙，0.05重量份的尼龙66，0.025重量份的乙二醇二硬脂酸酯，和0.005重量份的乙二醇二棕榈酸酯混合，随后用具有排气口的单轴挤出机熔体捏合，以便形成最终聚甲醛共聚物粒料。
根据以下测量方法，测定所得聚甲醛共聚物的剪切应力，表面硬度，结晶度，模塑性(关于模塑瘪陷，铸件飞边，和模塑周期)，尺寸变化量，耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
<剪切应力>
将温度设定至210℃，使用Capirograph(Toyo Seiki Seisaku-shoLtd.)将聚缩醛的剪切速率从100改变为50,000(1/sec.)，以便能够测定剪切应力与剪切速率的相关性。作为安装于加热到210℃的温度的料筒底部的孔口，选择具有0.5mm的直径和5.05mm的长度的孔口。
<表面硬度>
使用其中料筒温度设定至200℃和模具温度设定至80℃的具有5盎司的注塑能力的注塑机，在20秒钟的注射时间和10秒钟的冷却时间的条件下模塑具有如图1所示形状的斜面。使用所得斜面作为样品，通过用属于TRIBOSCOPE(Nanomechanical Test Instruments)(Hysitron Incorporated)和SPM 300HV(Seiko Instruments Inc.)的组合的装置来测定在如图1所示的斜面的滑动表面上的大约中心部分的表面硬度。作为压杆，使用90°三棱锥形的金刚石压杆，它通过使用熔凝石英020822作为标准材料来校准。此外，使用100μN的最大预定载荷，以及3秒钟的牵引和加压时间的测量条件，以及选择790/20，Area Function No.8的Upper/Lower的分析条件。顺便提一下，详细情况可以根据文献“Handbook of Micro/Nanotribology.(Mechanics and Materials Science)，2nd，ed.(1998)，作者或编者Bhushan，B.(eds.)，出版商CRC Press LLC”来定。
<结晶度>
使用其中料筒温度设定至200℃和模具温度设定至80℃的具有5盎司的注塑能力的注塑机，在20秒钟的注射时间和10秒钟的冷却时间的条件下由所得聚缩醛树脂模塑60×60×3(mm)的平板。根据反射法，使用X射线衍射仪(Rigaku Industrial Corporation)，在120mA的管电流和50KV的管电压下，通过测角计在10-30°的衍射角度范围(2θ)扫描作为样品的成型平板模塑试样。选择1/2°的常用栅缝。
<模塑性>
使用其中料筒温度设定至200℃的具有5盎司的注塑能力的注塑机，在20秒钟的注射时间和10秒钟的冷却时间的条件下模塑具有如图1所示形状的斜面，随后目测在所得模塑制品上的模塑瘪陷和铸件飞边。根据以下标准进行判断当没有发现模塑瘪陷和铸件飞边时○当发现少量的模塑瘪陷和/或少量的铸件飞边时△当发现一些模塑瘪陷和/或一些铸件飞边时×<模塑周期>
当使用其中料筒温度设定至200℃的具有5盎司的注塑能力的注塑机，模塑具有如图1所示形状的斜面时，测定浇口封闭时间，此外测定当树脂充分冷却和能够用顶出销推出时的时间。措辞“浇口封闭时间”是指当浇口在注射时被封闭，即使施加保压压力达另外一段时间，也没有另外的树脂被注入模腔时的时间。为了测定浇口封闭时间，保压应该从短时间逐渐延长，然后应该观测到模塑斜面制品的重量增加的状态，而当该重量增加停止并且重量已经恒定时的时间被当作“浇口封闭时间”。另外，增加直到当制品已充分冷却并且能够用顶出销推出时的时间的冷却时间。这种浇口封闭时间，冷却时间，打开和关闭模具所需的时间的总时间在本文中被称为“模塑周期”。
<尺寸变化的量>
使用其中料筒温度设定为195℃，模具温度设定为80℃和注射/冷却时间设定为10秒钟/15秒钟的SG-50型注塑机(Sumitomo HeavyIndustries，Ltd.)，用具有Ф63.24mm的尺寸的模具模塑Ф60正齿轮(m＝1，b＝5，和z＝60)。所得模塑制品在模塑之后立即在具有恒温和恒定湿度(23℃，50％RH)的室中贮存。根据在模塑24小时之后测定的尺寸(作为0)，通过千分卡尺测定在14天之后的轮缘直径(大约Ф62)的尺寸变化量。
<在耐久性试验之后的磨耗损失>
使用其中料筒温度设定至200℃的具有5盎司的注塑能力的注塑机，在20秒钟的注射时间和15秒钟的冷却时间的条件下注塑2(mm)厚度的平板。使用往复运动摩擦磨损试验机(TOYO SEIMITSU K.K.的AFT-15MS型)，让所得模塑制品在100g的载荷，100mm/sec的线速度，20mm的往复运动长度，23℃的环境温度的条件下往复运动5万次，随后测定耐久性试验之后的磨耗损失(参看图2)。作为配合材料，使用对应于用于接头片(tab)的材料的SUS 304试件(具有5mm直径的球)。顺便提一下，虽然在实际情况下施加于斜面的应力是大约3-5g，往复运动次数为大约50万次，但在本试验中使用较高的负荷，较少的往复运动次数，以便缩短评价时间，和提高效率。
实施例2-4使用类似于实施例1所用的聚甲醛共聚物的粒料，以与实施例1类似的方式测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失，不同的是模具温度变为100℃，120℃和130℃。结果在表1中给出。
实施例5按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.015mol和1.0×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，测定剪切应力，表面硬度，结晶度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例6按照与实施例1类似的方式，不同的是用聚甲醛均聚物(ASAHIKASEI CHEMICALS CORPORATION的Tenac 7010)代替聚甲醛共聚物，测定剪切应力，表面硬度，结晶度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例7按照与实施例1类似的方式，不同的是用聚甲醛均聚物(ASAHIKASEI CHEMICALS CORPORATION的Tenac 4010)代替聚甲醛共聚物和模具温度设定为120℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例8按照与实施例1类似的方式，不同的是用聚甲醛均聚物(ASAHIKASEI CHEMICALS CORPORATION的Tenac 4010)代替聚甲醛共聚物和模具温度设定为130℃，测定剪切应力，表面硬度，结晶度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例9和10按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.038mol和2.3×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，不同的是模具温度改变为120℃和150℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例11按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.015mol和0.8×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，不同的是模具温度改变为100℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例12按照与实施例1类似的方式，不同的是用聚甲醛均聚物(ASAHIKASEI CHEMICALS CORPORATION的Tenac3010)代替聚甲醛共聚物和模具温度设定为120℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
实施例13按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.038mol和0.8×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，不同的是模具温度改变为120℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
对比实施例1使用类似于实施例1所用的聚甲醛共聚物的粒料，以与实施例1类似的方式测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失，不同的是模具温度变为40℃。结果在表1中给出。
对比实施例2按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.12mol和2.3×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，不同的是模具温度改变为120℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
对比实施例3按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.12mol和1.0×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，不同的是模具温度改变为120℃，测定剪切应力，表面硬度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
对比实施例4按照与实施例1类似的方式生产聚甲醛共聚物的粒料，不同的是相对于每1mol的三噁烷的1，3-二氧戊环和缩甲醛的量分别改变为0.038mol和1.0×10-3mol。此外，以与实施例1类似的方式，测定剪切应力，表面硬度，结晶度，模塑性，尺寸变化的量，以及在耐久性试验之后的磨耗损失。结果在表1中给出。
从上述实施例和对比实施例可以看出，由表面硬度≥2.6GPa的聚缩醛树脂制备的斜面具有优异的模塑性(没有模塑瘪陷，无铸件飞边，模塑周期较短)，以及在硬盘驱动器运行之后的斜面的树脂部分的磨耗损失非常小(即，在耐久性试验之后平板的磨耗损失小)。
表1
工业应用性根据本发明的聚缩醛树脂的斜面模型具有优异的模塑性(没有模塑瘪陷，无铸件飞边，模塑周期较短)，以及在硬盘驱动器运行之后的其树脂部分的磨耗损失非常小。因此，本发明的斜面能够在任何硬盘产品和类硬盘产品中用作安置和引导硬盘驱动器内的磁头的斜面。
权利要求
1.具有等于或高于2.6GPa的表面硬度和通过模塑聚缩醛树脂获得的斜面。
2.根据权利要求1的斜面，其中聚缩醛树脂是聚缩醛共聚物。
3.根据权利要求1的斜面，具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-1×107的剪切应力。
4.根据权利要求2的斜面，具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-1×107的剪切应力。
5.根据权利要求1的斜面，具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-6×106的剪切应力。
6.根据权利要求2的斜面，具有在210℃的温度下在10,000(1/sec.)的剪切速率下测定的1×106-6×106的剪切应力。
7.根据权利要求2的斜面，其中该斜面通过在75-135℃的模具温度下模塑来获得。
8.根据权利要求4的斜面，其中该斜面通过在75-135℃的模具温度下模塑来获得。
9.根据权利要求6的斜面，其中该斜面通过在75-135℃的模具温度下模塑来获得。
10.根据权利要求1的斜面，其中该斜面具有等于或高于2.8GPa的表面硬度。
11.根据权利要求2的斜面，其中该斜面具有等于或高于2.8GPa的表面硬度。
12.根据权利要求6的斜面，其中该斜面具有等于或高于2.8GPa的表面硬度。
13.根据权利要求9的斜面，其中该斜面具有等于或高于2.8GPa的表面硬度。
全文摘要
本发明涉及具有等于或高于2.6GPa的表面硬度的斜面，它通过模塑聚缩醛树脂获得。由聚缩醛树脂制备的这种斜面具有优异的模塑性，以及当硬盘运行时该斜面的树脂部分的磨耗损失是非常小的。因此，它适合用作安置和引导硬盘驱动器内的磁头的斜面。
文档编号C08L59/00GK1602339SQ0282479
公开日2005年3月30日 申请日期2002年12月9日 优先权日2001年12月12日
发明者塚原浩 申请人:旭化成化学株式会社