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TW201814002A - 低磨損碎片聚甲醛組合物及以此聚甲醛組合物所製備的適用於各種硬碟設計的滑軌 - Google Patents

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TW201814002A
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Abstract

一種聚甲醛組合物，包括具有1,3-二氧戊環作為共聚單體的聚甲醛共聚物、耐磨劑、成核劑和抗靜電劑。本發明另披露由聚甲醛組合物製成滑軌，具有優異的低磨損性質。低磨損碎片聚甲醛組合物可用於製備許多不同硬碟設計的滑軌，例如PMR（垂直記錄）+ TDMR（二維磁記錄）硬碟、SMR（疊瓦式磁記錄）硬碟、HAMR+ （HAMR（輔助磁記錄）+ SMR + TDMR）硬碟、BPMR+ （BPMR（位元圖案介質記錄）+ SMR + TDMR）硬碟和氦填充硬碟。

Description

低磨損碎片聚甲醛組合物及以此聚甲醛組合物所製備的適用於各種硬碟設計的滑軌
本發明大致上係關於一種耐磨耗之聚甲醛組合物及以該耐磨耗之聚甲醛組合物模塑成型所製成的滑軌。本發明特別係關於一種耐磨耗之聚甲醛組合物及包含該耐磨耗之聚甲醛組合物的滑軌，其在高環境濕度與高環境溫度、低環境濕度與高環境溫度、高環境濕度與高環境溫度或室溫、或是低環境濕度與低環境溫度之情況下，具有絕佳的微磨損性質與及少量的磨損碎片的性質。因此，本發明可應用於多種不同設計硬碟的滑軌，如：PMR(垂直紀錄) + TDMR(二維磁記錄) 硬碟、SMR(疊瓦式磁紀錄)、HAMR+ = HAMR(熱輔助磁紀錄)+TDMR+SMR、BPMR+ = BPMR(位元圖案介質記錄) + SMR+ TDMR硬碟、與氦填充硬碟內的硬碟滑軌均可適用。
聚甲醛，又稱聚縮醛，是一種在工程中使用的熱塑性塑料，其具有高剛性、低摩擦和優異的尺寸穩定性的特性。聚甲醛典型的模塑成型應用包括高性能工程部件，例如小齒輪、緊固件、刀柄及鎖定器等。這種材料被廣泛使用在汽車和消費電子產業。
近年來，硬碟產業開始使用聚甲醛作為硬碟(HDD)中滑軌(以下又稱硬碟滑軌)的材料。硬碟滑軌的功能是在硬碟讀寫頭(Read/Write Head)1不處於讀/寫動作時，讀寫頭自碟片(Media)上退出後，作為停泊之零件。例如，專利文獻JP 10-064205與專利文獻JP 10-125014揭示聚甲醛是適合用於硬碟滑軌的材料，專利文獻JP 11-339411列舉應用於硬碟滑軌的材料有共聚酯、聚甲醛、聚醚醚酮(PEEK)，專利文獻JP 2001-23325公開一些硬碟滑軌材料，例如聚醯亞胺、聚甲醛、PEEK、4-羥基苯甲酸和6-羥基-2-萘甲酸(HAHN)、液晶聚合物LCP以及PTFE填充的塑膠。專利文獻US 2008/0037175揭示一種用於硬碟之滑軌，其材料包含聚甲醛樹脂與著色劑，利用此技術之硬碟滑軌具有20微克/公克之脫氣程度。
由於讀寫頭的前端反覆地滑進、滑出硬碟滑軌，所以當讀寫頭前端摩擦硬碟滑軌表面時會產生碎片。碎片可能沾附於讀寫頭的前端，進而刮傷碟片表面，使其記錄的數據損毀。因此，提升聚甲醛的微耐磨耗特性，逐漸成為一個重要的課題。
為了提升聚甲醛的耐磨耗性，可藉著添加其他樹脂來提高耐磨耗性，例如氟素樹脂及聚烯烴樹脂，或添加固態或液態潤滑劑來降低表面摩擦係數。
另一方面，亦可藉著添加無機填充物增加表面硬度，進而提高聚甲醛樹脂的耐磨耗性。例如，專利文獻JP 2002-197820提出添加無機添料之技術，專利文獻US 7,088,555揭示調整成型參數來提高表面硬度之技術。
雖然可藉由上述技術來改善聚甲醛樹脂的耐磨耗性，但在特殊的工作環境中，上述現有技術中的聚甲醛樹脂的滑動性及耐磨耗性仍不足以達到使用者的需求。近來，專利文獻US 8,759,431揭示添加無機填料、潤滑劑、成核劑、穩定劑以及抗靜電劑應用在高環境溫度與高環境濕度、低環境溫度與低環境濕度下，可強化其微耐磨耗性質。
硬碟產業發展的趨勢逐漸由搭載於個人電腦轉向搭載雲端裝置之巨量資料伺服器與輕薄短小之大容量移動式外接式硬碟等。因此，必須滿足一些新的可靠性要求，例如，為了降低因外在衝擊和震動所產生之讀寫錯誤性、維持讀寫頭高速度操作之穩定性及保存大容量資料之正確性。
針對滑軌零件之樹脂的微耐磨耗性新需求，循環磨耗從60萬次提高至200萬次，用於硬碟滑軌之樹脂的微耐磨耗性質必需大幅度提升，使讀寫頭的前端摩擦滑軌表面時，只能產生微量的磨損與碎片數量。另外一方面，樹脂禁止添加金屬鈦(Ti)及其氧化物，主要目的是防止此種碎片刮傷碟片表面，造成資料毀損。含鈦物質是著色劑中的常見組分。
一些先前技術提出可加入固體潤滑劑至聚甲醛樹脂中以提升其耐磨耗性，然而，由於其與聚甲醛材料相容性不佳，進而產生分層（delamination）的現象，或是在模具的表面產生模垢（mold deposits）問題，使耐磨性降低。除此之外，若加入液態潤滑劑至聚甲醛樹脂中以提升其耐磨耗性，則會好發因太潤滑而導致射出成型困難。此外，上述先前技術已無法滿足往復摩擦200萬次微耐磨耗的要求和禁用含鈦物質的規範。
本發明提供一種聚甲醛組合物，具備微耐磨耗性、低磨損碎片產生、高機械穩定度與高模塑性等特性。除了可克服上述之瓶頸，並在高環境濕度與高環境溫度、低環境濕度與高環境溫度、高環境濕度與高環境溫度或室溫、或是低環境濕度與低環境溫度之情況下，仍保持傑出的微耐磨耗性及低磨損碎片產生的特性。
微耐磨耗性質之功用是在減少硬碟載入/載出設計所需要之能量，也能減少當讀寫頭前端摩擦滑軌表面時所產生之磨損損失與碎片數量。
本發明提供一種聚甲醛組合物。本發明之聚甲醛組合物具有傑出之微耐磨耗性質以降低由於操作過程中磨損所造成的磨損碎片。本發明另一方面提供一種以聚甲醛組合物模塑成型所製出的硬碟滑軌。本發明的聚甲醛組合物顯示出在2.5g負載下，以8英寸/秒速度、往復摩擦2,000,000次，及高環境溫度與高環境濕度之條件下、或在高環境溫度與低環境濕度之條件下、或在低環境溫度與低環境濕度之條件下、或在室內環境溫度與濕度之條件下，其具有小於1微米之最大磨損深度，或是具有小於10平方微米之磨損面積之微磨損損失，或是0級之磨損碎片附著水平。
在本發明一實施例中，高環境溼度具有80％-90％間之相對溼度(RH)。
在本發明一實施例中，低環境溼度具有10％-20％間之相對溼度(RH)。
在本發明一實施例中，室溫環境溼度具有40％-60％間之相對溼度(RH)。
在本發明一實施例中，高環境溫度為54℃-56℃間之環境溫度。
在本發明一實施例中，低環境溫度為4℃-6℃間之環境溫度。
在本發明一實施例中，室溫環境溫度為15℃-35℃間之環境溫度。
在本發明一實施例中，聚甲醛共聚物樹脂，包含：
(A)重量百分比85％-95％之聚甲醛共聚物，包含重量百分比1.0% -3.3%之1,3-二氧戊環（1,3-dioxolane）作為共聚單體；
(B)重量百分比0.5％-3.0％之一無機耐磨劑；
(C)重量百分比0.5％-5.0％之一有機耐磨劑；
(D)重量百分比0.1％-3.0％之一成核劑；以及
(E)重量百分比0.5％-5.0％之一抗靜電劑。
在本發明另一實施例中，聚甲醛共聚物樹脂，包含：
(A)重量百分比85％-95％之聚甲醛共聚物，包含重量百分比1.0% -3.3%之1,3-二氧戊環（1,3-dioxolane）作為共聚單體；
(C)重量百分比0.5％-5.0％之一有機耐磨劑；
(D)重量百分比0.1％-3.0％之一成核劑；以及
(E)重量百分比0.5％-5.0％之一抗靜電劑。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，(A)聚甲醛共聚物可以具有60-70百萬帕（Mpa,ISO 527）之拉伸強度、70-80百萬帕（Mpa,ISO 178）之彎曲強度與8-12公克/10分鐘（ISO 1133）之熔融指數。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，(B)無機耐磨劑可包含一平均粒徑不大於100奈米的奈米級（nano-grade）氧化鋅顆粒。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，(C)有機耐磨劑可包含(C-1)基團，包括乙氧基化胺（ethoxylated amine）、乙氧基化胺的衍生物（a derivative of ethoxylated amine）、單月桂酸三乙醇胺（triethanolamine monolaurate）、單月桂酸三乙醇胺的衍生物（a derivative of triethanolamine monolaurate）、烷烴基鏈烷烴磺酸鹽（paraffine-based aklane sulfonate）、脂肪酸酯（fatty acid ester）或脂肪酸酯的衍生物（a derivative of fatty acid ester）。例如，有機耐磨劑可以是Clariant 之Hostastat FA、FE、HS 系列與Sandin EU系列。此外，(C)有機耐磨劑可包含分子量小於1000的聚乙二醇（PEG，也稱為聚環氧乙烷（PEO），或聚氧乙烯（POE）之(C-2)基團。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，(D)成核劑可包含長直鏈羧酸與褐煤酸鈉鹽或鈣鹽之至少一者。例如，成核劑可以是Brueggemann的Bruggolen P250。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，(E)抗靜電劑可包含一單硬脂酸甘油酯（glycerol monostearate）。
本發明之聚甲醛組合物，可以加工為尺寸是2公厘*3公厘之小顆粒，還可以成型為空心形狀之管柱。小顆粒適合用來運輸或是儲放，當需要時，再將小顆粒成型成滑軌。
為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施方式，並配合所附圖式，作詳細說明如下。然而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
本發明大致上係關於一種具備傑出微耐磨耗性之聚甲醛組合物以及以此聚甲醛組合物模塑成型所製備的硬碟載入/載出設計之滑軌(以下又稱硬碟滑軌)。懸吊臂用於支撐讀寫頭來讀寫硬碟中高速旋轉中之碟片上的資料，當讀寫頭處於不讀寫狀態下，而此時載入/載出之滑軌就用來停泊遠離旋轉中碟片之讀寫頭。因此可減少讀寫頭不斷地摩擦碟片表面，也可避免因外力衝擊產生讀寫頭與碟片之異常碰撞。
近年來，硬碟產業持續再開發新的技術以突破容量限制。然而，目前的 PMR垂直記錄技術已經沒多少潛力，SMR疊瓦式磁紀錄硬碟已經開始顯露身手，單碟 1.5 TB 已經實現，下一步要想實現單碟2TB的突破，就得依賴 HAMR熱輔助磁記錄技術了，預計2018年才會正式問世。
PMR垂直記錄技術是目前硬碟的主流，而SMR疊瓦式磁記錄技術可以在 PMR的基礎上將存儲密度提升 25%，存儲密度可達0.95Tb/平方英寸，目前10TB硬碟多是PMR+SM技術的成果，PMR硬碟中，單碟容量可達1.5TB。
然而，想提升硬碟容量已不能再依賴TDMR(二維磁記錄)技術，因為存儲密度要想突破1.5Tb/平方英寸面臨著超磁限制，無法維持足夠的磁場強度記錄數據。因此，需要HAMR熱輔助磁記錄技術，利用雷射加熱讓磁片可以產生磁性的單位面積變得更小，因為提高溫度可以縮小磁性顆粒，產生超順磁性的臨界大小，藉以提升碟片在單位面積中的讀寫密度。2018年可達每平方英吋2TB ( 2Tb/inch2 )，未來則會達到每平方英吋5TB ( 5Tb/inch2 )，依此儲存密度將可生產容量40-50TB(6碟)企業級硬碟及25TB-32TB之消費級硬碟。由於硬碟的磁密度需提升容量，因此相關零組件其可靠度與清潔度的要求也愈趨嚴格。因此開發硬碟滑軌的微耐磨耗性與極少量的磨損碎片之材料是必要的。
本發明之第一方面提供一種聚甲醛組合物。本發明之聚甲醛組合物具有傑出之微耐磨耗性質，以降低由於操作過程中磨損所造成的磨損碎片。本發明另一方面提供一種以聚甲醛組合物模塑成型所製出的硬碟滑軌。本發明的聚甲醛組合物顯示出在2.5g負載下，以8英寸/秒速度、往復摩擦2,000,000次，及高環境溫度與高環境濕度之條件下，其具有小於1微米之最大磨損深度，或是具有小於10平方微米之磨損面積之微磨損損失，或是0級之磨損碎片附著水平。
在本發明之一實施例中，高環境溫度為53℃-57℃間之環境溫度，高環境溼度具有80％-90％間之相對溼度。
本發明之第二方面提供一種聚甲醛組合物。本發明之聚甲醛組合物具有傑出之微耐磨耗性質，以降低由於操作過程中磨損所造成的磨損碎片。本發明另一方面提供一種以聚甲醛組合物模塑成型所製出的硬碟滑軌。本發明的聚甲醛組合物顯示出在2.5g負載下，以8英寸/秒速度、往復摩擦2,000,000次，及高環境溫度與低環境濕度之條件下，其具有小於1微米之最大磨損深度，或是具有小於10平方微米之磨損面積之微磨損損失，或是0級之磨損碎片附著水平。
在本發明之一實施例中，高環境溫度為53℃-57℃間之環境溫度，低環境溼度具有10％-20％間之相對溼度。
本發明之第三方面提供一種聚甲醛組合物。本發明之聚甲醛組合物具有傑出之微耐磨耗性質，以降低由於操作過程中磨損所造成的磨損碎片。本發明另一方面提供一種以聚甲醛組合物模塑成型所製出的硬碟滑軌。本發明的聚甲醛組合物顯示出在2.5g負載下，以8英寸/秒速度、往復摩擦2,000,000次，及低環境溫度與低環境濕度之條件下，其具有小於1微米之最大磨損深度，或是具有小於10平方微米之磨損面積之微磨損損失，或是0級之磨損碎片附著水平。
在本發明之一實施例中，低環境溫度為3℃-7℃間之環境溫度，低環境溼度具有10％-20％間之相對溼度。
本發明之第四方面提供一種聚甲醛組合物。本發明之聚甲醛組合物具有傑出之微耐磨耗性質，以降低由於操作過程中磨損所造成的磨損碎片。本發明另一方面提供一種以聚甲醛組合物模塑成型所製出的硬碟滑軌。本發明的聚甲醛組合物顯示出在2.5g負載下，以8英寸/秒速度、往復摩擦2,000,000次，及室內溫度與室內濕度之條件下，其具有小於1微米之最大磨損深度，或是具有小於10平方微米之磨損面積之微磨損損失，或是0級之磨損碎片附著水平。
在本發明之一實施例中，室內溫度為15℃-35℃間之環境溫度，室內溼度具有40％-60％間之相對溼度。
本發明之聚甲醛共聚物樹脂包含某些組成，例如(A)聚甲醛共聚物、(B)無機耐磨劑、(C)有機耐磨劑、(D)成核劑與(E)抗靜電劑。或是包含(A)聚甲醛共聚物、(C)有機耐磨劑、(D)成核劑與(E)抗靜電劑。在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，包含重量百分比80％-95％之(A)聚甲醛共聚物，包含3.3重量百分比之1,3-二氧戊環作為共聚單體。例如，(A)聚甲醛共聚物具有60-70百萬帕（Mpa,ISO 527）之拉伸強度、70-80百萬帕（Mpa,ISO 178）之彎曲強度與8-12公克/10分鐘（ISO 1133）之熔融指數。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，可包含(B)無機耐磨劑。本發明的組合物之(B)無機耐磨劑是指添加至聚甲醛共聚物中而能提高耐磨性的無機材料。例如，合適的無機耐磨劑可以是平均粒徑不大於100nm的奈米級氧化鋅顆粒。添加(B) 無機耐磨劑之重量百分比的最佳上限為3.0％，而最佳下限為0.5%。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，可包含(C)有機耐磨劑。本發明的組合物之(C)有機耐磨劑是指添加至聚甲醛共聚物中而能提高耐磨耗性的有機材料。例如，合適的(C)有機耐磨劑可以是(C-1)基團，包括乙氧基化胺（ethoxylated amine）、乙氧基化胺的衍生物（a derivative of ethoxylated amine）、單月桂酸三乙醇胺（triethanolamine monolaurate）、單月桂酸三乙醇胺的衍生物（a derivative of triethanolamine monolaurate）、烷烴基鏈烷烴磺酸鹽（paraffine-based aklane sulfonate）、脂肪酸酯（fatty acid ester）或脂肪酸酯的衍生物（a derivative of fatty acid ester）。例如，有機耐磨劑可以是Clariant 之Hostastat FA、FE、HS 系列與Sandin EU系列。添加(C-1) 基團之重量百分比的最佳上限為5.0％，而最佳下限為0.5%。此外，(C)有機耐磨劑可包含分子量小於1000的聚乙二醇（PEG，也稱為聚環氧乙烷（PEO），或聚氧乙烯（POE）之(C-2)基團。添加(C-2) 基團之重量百分比的最佳上限為5.0％，而最佳下限為0.5%。作為(C-1)基團之化學結構，可涵蓋下列化學通式: 式(1)、式(2)、式(3)、式(4)或式(5) 。
式(1) R1-N-(CH2 CH2 OH)2
式(2) R1-N-(CH2 CH2 OH)2 + (R2-COO) - - (陽離子)
式(3) R1-COO-R2-N-(CH2 CH2 OH)2
式(4) R1-COO-R3-(OH)2
式(5) R1-SO3--(陽離子)
式(1)至(5)中，R1、R2與R3為碳數1至20之烷基或是碳數1至20之烷基上任一氫基被取代，取代基可列舉為醇基、醛基、酸基、磺酸基、芳香基、或是具有不飽和鍵、環狀結構之烴基。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，可包含(D)成核劑。本發明的組合物之(D)成核劑是指可提高聚甲醛共聚物的微結晶速度並提高表面硬度之材料。例如，成核劑可以是Brueggemann之Bruggolen P250。添加(D) 成核劑之重量百分比的最佳上限為3.0％，而最佳下限為0.1%。
在本發明之聚甲醛共聚物樹脂中，可包含(E)抗靜電劑。本發明的組合物之(E)抗靜電劑包含一單硬脂酸甘油酯。添加(E)重量百分比的最佳上限為5.0％，而最佳下限為0.5%。
以下將提供一些實施例以說明調配與形成本發明具有傑出微耐磨損性質與少量磨損碎片產生之聚甲醛共聚物樹脂的步驟。
實施例1 ~ 8
將以下原料( A)聚甲醛樹脂共聚物、奈米（nano-grade）氧化鋅顆粒之(B) 無機耐磨劑、Clariant之Hostastat FA、FE、HS系列或Sandin EU系列之(C-1) 有機耐磨劑、聚乙二醇之(C-2)有機耐磨劑、Brueggemann的Bruggolen P250 之 (D)成核劑及單硬脂酸甘油酯之(E)抗靜電劑，各成分依表1所列之比例進行調配，以直立式高速攪拌器均勻混合2分鐘。5公斤之混合物在混合後投入於原料桶槽。
將此混合均勻之原料以進料機自動進料至直徑44 公厘雙軸押出機。押出機規格長度直徑比為32、一個真空脫氣孔、6段加熱區、進料量設定為35公斤/小時。押出機料管溫度設定為160~220℃，螺桿轉速設定為150 RPM、真空脫氣壓力調整在10~30公分汞柱。原料經過押出機混練成均勻融熔物狀，再經模頭牽引長條狀。經冷卻水槽冷卻定形後，通過切粒機切成直徑長度3公厘x 3公厘之顆粒。再以130℃之熱風乾燥機乾燥4小時。使用上述方法生產而成的顆粒，檢測材料基礎物性，將結果表示於表一。以上述顆粒射出成規格重量為0.13公克、尺寸為11.0 x 3.0 x 8.0公厘之硬碟滑軌零件。硬碟滑軌零件在超音波清潔機中洗淨（第一階段加入0.5 %之VALTRON® DP97031之介面活性劑、第二至第五階段、每階段在去離子水中10分鐘）。經超音波洗淨後的硬碟滑軌元件在85℃之旋風箱中乾燥10分鐘、再置於85℃之乾烤箱中一小時烘乾。然後檢測硬碟滑軌零件之性質，將結果表示於表二。
比較例1~2
比較例1將原料聚甲醛樹脂顆粒（DuPont –POM500T）在100℃下乾燥四小時。再射出製成規格為0.13公克、尺寸為11.0 x 3.0 x 8.0公厘之硬碟滑軌零件。硬碟滑軌零件在超音波清潔機中洗淨（第一階段加入0.5% 之VALTRON® DP97031之介面活性劑、第二至第五階段、每階段在去離子水中10分鐘）。經超音波洗淨後的硬碟滑軌元件在85℃之旋風箱中乾燥10分鐘、再置於85℃之乾烤箱中一小時烘乾。然後檢測硬碟滑軌零件之性質。比較例2是根據專利文獻US 8,759,431之原料聚甲醛樹脂顆粒（Titan plastics- Titacon DT319C），用類似比較實施例1的方法製成硬碟滑軌零件，並檢測硬碟滑軌零件之性質。將比較例1與2之結果列於表二。
表一
附註：
(1)*有機耐磨劑(C-1)可以乙氧基化胺(ethoxylated amines)及乙氧基化胺的衍生物、單月桂酸三乙醇胺 (triethanolamine monolaurate)及單月桂酸三乙醇胺的衍生物、烷烴基鏈烷烴磺酸鹽 (paraffine-based aklane sulfonate)、脂肪酸酯(fatty acid esters)及脂肪酸酯的衍生物。
(2)*有機耐磨劑(C-2)可以是分子量小於1000的聚乙二醇(PEG，也稱為聚環氧乙烷(PEO))或聚氧乙烯(POE)。
以下表二之測試結果，是在讀寫頭前端對於滑軌表面進行往復摩擦200萬次後，使用CETR Micro-Tribometer UMT2 (載入/載出之模式)在下列設定的條件下進行：
(1) 負載2.5公克；
(2) 在每秒鐘8英吋之速率下；
(3) 在高環境溫度與高環境濕度環境下；
(4) 或是在高環境溫度與低環境濕度環境下；
(5) 或是在低環境溫度與低環境濕度環境下；
(6) 或是在室內環境溫度與濕度下。
再使用Talysurf CCI Lite 3D白光干涉儀針測量滑軌表面進行磨損深度與磨損面積。並利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察讀寫頭前端附著磨損碎片之程度，根據其附著磨損碎片之多寡來定義5個級距。測試的數據呈現於表二。
詳細的級距描述如第1圖至第5圖所示。
表二
表二(續)
表二(續)
表二(續)
附註：
1. 溫度55℃±2℃與85%±5%相對溼度(RH)之條件係指高環境溫度與高環境溼度；溫度55℃±2℃與15%±5%相對溼度(RH)之條件係指高環境溫度與低環境溼度；溫度5℃±2℃與15%±5%相對溼度(RH)之條件係指低環境溫度與低環境溼度；溫度25℃±10℃與50%±10%相對溼度(RH)之條件係指室溫環境溫度與室溫環境溼度。
2. 測量儀器為Talysurf CCI Lite 3D白光干涉儀(使用不同之測量儀器可能會得到不同之結果)。
3.掃描式電子顯微鏡(SEM)為ZEISS ZIGMA廠牌。
實施例1是說明本發明之未添加(B)無機耐磨劑與(C)有機耐磨劑的聚甲醛共聚物樹脂。實施例2-8是根據實施例1進行配方開發與添加比例的研究。添加(B)無機耐磨劑能改善微耐磨性，再搭配添加(C)有機耐磨劑，則微耐磨性更佳。無添加(B)無機耐磨劑而只添加(C)有機耐磨劑，也可得到良好的微耐磨性。實例4、7、8在高環境溫度與高環境溼度、高環境溫度與低環境溼度、低環境溫度與低環境溼度、室溫環境溫度與室溫環境溼度下均有傑出的微耐磨損性質。實施例4、7、8也在高環境溫度與高環境溼度、高環境溫度與低環境溼度、低環境溫度與低環境溼度、室溫環境溫度與室溫環境溼度下，產生最少之磨損碎片，由上述表二結果顯示實施例4、7、8具備傑出的微耐磨損性質與低磨損碎片產生。在相同測試條件和環境下，實施例4、7、8的微耐磨性更優於比較例。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
無
第1圖至第5圖是根據磨損碎片的量將碎片附著水平限定為五個層級的圖。 第1圖是0級：附著極少量的磨損碎片。 第2圖是1級：附著少量磨損碎片。 第3圖是2級：少量磨損碎片附著於讀寫磁頭的1/3面積。 第4圖是3級：少量磨損碎片附著於讀寫頭的1/2面積。 第5圖是4級：磨損碎片附著超過讀寫頭的1/2面積。

Claims (16)

  1. 一種聚甲醛共聚物樹脂，包含有： (A) 85〜95重量百分比的聚甲醛共聚物，包含3.3重量百分比的1,3-二氧戊環共聚單體； (B) 0.5〜8.0重量百分比的耐磨劑，其平均粒徑不大於100nm，所述耐磨劑選自(b1)無機耐磨劑及(b2)有機耐磨劑至少一種及其組合； (C) 0.1〜3.0重量百分比的成核劑；以及 (D) 0.5〜5.0重量百分比的抗靜電劑。
  2. 如申請專利第1項所述的聚甲醛共聚物樹脂，其中所述無機耐磨劑包含平均粒徑不大於100nm的奈米級氧化鋅顆粒。
  3. 如申請專利第1項所述的聚甲醛共聚物樹脂，其中所述有機耐磨劑包括乙氧基化胺（ethoxylated amine）、乙氧基化胺的衍生物（a derivative of ethoxylated amine）、單月桂酸三乙醇胺（triethanolamine monolaurate）、單月桂酸三乙醇胺的衍生物（a derivative of triethanolamine monolaurate）、烷烴基鏈烷烴磺酸鹽（paraffine-based aklane sulfonate）、脂肪酸酯（fatty acid ester）或脂肪酸酯的衍生物（a derivative of fatty acid ester）。
  4. 如申請專利第1項所述的聚甲醛共聚物樹脂，其中所述有機耐磨劑包括分子量低於1,000的聚乙二醇（polyethylene glycol）。
  5. 如申請專利第1項所述的聚甲醛共聚物樹脂，其中所述抗靜電劑包括單硬脂酸甘油酯（glycerol monostearate）。
  6. 一種以申請專利第1項所述的聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌。
  7. 如申請專利第6項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述硬碟滑軌具有以下至少之一的特性：(1)小於1μm的最大磨損深度和小於10µm2 的磨損面積的微磨損損失；及(2)在2.5g負載下，以8英寸/秒速度、往復摩擦2,000,000次所測試而得的0級磨損碎片附著水平。
  8. 如申請專利第7項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述硬碟滑軌係在一高濕度及一高溫下進行測試。
  9. 如申請專利第8項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述高濕度包含一相對濕度85%±5%，而所述高溫為55℃±2℃。
  10. 如申請專利第7項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述硬碟滑軌係在一低濕度及一高溫下進行測試。
  11. 如申請專利第10項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述低濕度包含一相對濕度15%±5%，而所述高溫為55℃±2℃。
  12. 如申請專利第7項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述硬碟滑軌係在一低濕度及一低溫下進行測試。
  13. 如申請專利第12項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述低濕度包含一相對濕度15%±5%，而所述高溫為5℃±2℃。
  14. 如申請專利第7項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述硬碟滑軌係在一室內濕度及一室溫下進行測試。
  15. 如申請專利第14項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述室內濕度包含一相對濕度50%±10%，而所述室溫為25℃±10℃。
  16. 如申請專利第6項以聚甲醛共聚物樹脂模塑成型所製出的硬碟滑軌，其中所述硬碟係選自垂直記錄＋二維磁記錄（PMR+TDMR）硬碟、疊瓦式磁記錄（SMR）硬碟、HAMR+ （HAMR+ ＝HAMR（熱輔助磁記錄）+ TDMR+ SMR）硬碟、BPMR+ （BPMR+ ＝BPMR（位元圖案介質記錄）+ SMR+ TDMR），及氦填充硬碟。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018204809A1 (en) 2017-05-05 2018-11-08 Ticona Llc Polyoxymethylene polymer composition that is chemical resistant
CN109233190A (zh) * 2018-07-27 2019-01-18 会通新材料股份有限公司 一种免脂自润滑pom复合材料及其制备方法
JP7283953B2 (ja) * 2019-04-05 2023-05-30 旭化成株式会社 ハードディスク用ランプ部品

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10125014A (ja) 1996-08-26 1998-05-15 Sony Corp 回動型アクチュエータ及びディスク記憶装置
JPH1064205A (ja) 1996-08-26 1998-03-06 Sony Corp ディスク記憶装置
US6160686A (en) 1998-05-14 2000-12-12 International Business Machines Corporation Composite ramp structure for data storage devices
JP2001023325A (ja) 1999-06-29 2001-01-26 Internatl Business Mach Corp <Ibm> データ記憶装置の複合ランプ構造
JP3828357B2 (ja) 2000-12-27 2006-10-04 株式会社東芝 磁気記録再生装置用ランプ及びこれを用いた磁気記録再生装置
US20030105199A1 (en) 2001-11-16 2003-06-05 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Polyoxymethylene resin composition and molded article thereof
WO2003050186A1 (fr) 2001-12-12 2003-06-19 Asahi Kasei Chemicals Corporation Rampe pour disque dur
DE10297570B4 (de) 2001-12-25 2008-02-21 Asahi Kasei Chemicals Corporation Verwendung einer Harzzusammensetzung mit Polyoxymethylenharz als Rampe
JP5008256B2 (ja) 2004-04-23 2012-08-22 東レ株式会社 ポリオキシメチレン樹脂組成物の製造方法
CN1961040B (zh) 2004-05-31 2012-02-22 旭化成化学株式会社 聚甲醛硬盘驱动器用斜坡
JP4913380B2 (ja) 2005-09-20 2012-04-11 旭化成ケミカルズ株式会社 ポリオキシメチレン樹脂製ハードディスクランプ
JP4813403B2 (ja) 2007-03-02 2011-11-09 旭化成ケミカルズ株式会社 ハードディスク用ランプ
JP2010064205A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Citizen Heiwa Watch Co Ltd 電動ピンセット
JP5432506B2 (ja) 2008-11-26 2014-03-05 株式会社三共 スロットマシン
US8759431B2 (en) * 2010-03-29 2014-06-24 Min Aik Technology Co., Ltd. Durable polyoxymethylene composition
US20110237727A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Jung-Pao Chang Durable polyoxymethylene composition
JP6086840B2 (ja) 2013-08-08 2017-03-01 旭化成株式会社 ポリアセタール樹脂組成物及びその成形体
CN104419111B (zh) * 2013-08-23 2018-09-21 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种高耐磨、高硬度聚甲醛组合物及其制备方法
JP6189139B2 (ja) 2013-08-23 2017-08-30 旭化成株式会社 ポリアセタール樹脂成形体
CN103992615B (zh) * 2014-06-17 2017-02-08 四川大学 耐磨、抗静电聚甲醛材料及其制备方法
WO2016051363A1 (en) 2014-10-01 2016-04-07 Ticona Gmbh Polyoxymethylene polymer composition for fluidized bed coating processes and products made therefrom
KR20180100724A (ko) 2014-10-16 2018-09-11 아사히 가세이 가부시키가이샤 폴리아세탈 수지 성형체

Also Published As

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