(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製カバーに接着剤層を介してパッキング材を一体化させたガスケットにおいて、パッキング材としてEPDMとポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物 100重量部、ポリプロピレン系樹脂 10〜150重量部、可塑剤 20〜130重量部および有機過酸化物架橋剤 0.1〜10重量部の混合物からの成形物が用いられたハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケット。
【請求項２】
EPDM 20重量％以上とポリスチレン系熱可塑性エラストマー80重量％以下のブレンド物が用いられた請求項１記載のハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケット。
【請求項３】
可塑剤がパラフィン系オイルである請求項１記載のハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケット。
【請求項４】
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーがポリスチレン−ポリ(エチレン−プロピレン)−ポリスチレンブロック共重合体である請求項１記載のハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケット。
【請求項５】
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーがポリスチレン−ポリ(エチレン／エチレン−プロピレン)−ポリスチレンブロック共重合体である請求項１記載のハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケット。
【請求項６】
硬度(JIS デュロメータータイプA)が20〜60であり、圧縮永久歪(JIS K6262準拠；100℃、72時間)が50％以下のパッキング材を形成させた請求項１記載のハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケットに関する。更に詳しくは、製作が容易であり、しかも低アウトガス性などを向上させたハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器製品の小型化、高性能化に伴い、構成部品を小さく、薄くすることが求められている。構成部品を小さくすると、製造工程上の組立作業性が悪くなるという観点から、種々の部品の一体化、複合化が求められている。また、同時にアウトガス性、シール性などの要求特性の性能向上も求められている。
【０００３】
電子記憶装置のうち、特に水や埃の侵入を防ぎ、しかも低アウトガス性が要求されるハードディスクのドライブカバーとして装着されるガスケットについては、ゴム単体や発泡ポリウレタンシートをステンレス鋼やアルミニウム等の金属カバーに挟む形で取り付けられるものであり、ステンレス鋼等の金属カバーとフッ素ゴムなどのゴム材料とを接着剤で接合し、一体化することで、組み付け作業を良好とすることが提案されている(特許第2,517,797号公報)。
【０００４】
しかしながら、この方法では、あらかじめ別工程でガスケット形状のゴムを加硫成形しておき、後から金属カバーに接着剤で接合するというものであり、工程が長く複雑であった。実際、ガスケットの加硫工程では数分を要し、また加硫後のガスケットが細くちぎれ易いことや、ゴミなどが付着し易いため、組み付け前に何度も洗浄や選別が必要であり、より簡略化された方法が望まれていた。
【０００５】
かかる問題点を解決すべく、ゴム材料に比べ加硫工程が不要で工程が簡略化でき、かつ材料のリサイクルが可能でコストダウンできるポリスチレン系ブロックコーポリマー製エラストマーからなるガスケット材料が提案されている(特許第2,961,068号公報)。
【０００６】
この材料は、細く、柔らかく、しかも粘着しやすいといった性質を持つため、ガスケット材料を何らかの方法であらかじめ固定しておかないと、ハードディスクドライブ組み付け作業では非常に作業性が悪いものとなる。この対策として、枠体と称するものにポリスチレン系ブロックコーポリマー製エラストマーのガスケットをあらかじめ射出成形により作製し、あとからハードディスクドライブ等の箱体、蓋体の間に組付け一体化するため、結局枠体などといった他の部品を必要としている。
【０００７】
また近年、ハードディスクドライブの高性能化により、ハードディスクのドライブカバーに装着されるガスケットは100℃以上といった高温下にさらされる傾向があり、このような環境下においてはこれらのポリスチレン系熱可塑性エラストマーでは性能的に十分ではなかった。
【０００８】
特に、ハードディスクドライブカバーに装着されるガスケットには、シール性、クリーン性および耐熱性についての要求が厳しい。
【０００９】
シール性についていえば、これを左右する材料特性として、硬度、圧縮永久歪および水透過性の３つが挙げられる。硬度(JIS デュロメータータイプA)は60以下が好ましく、これよりも硬いと一般に製品として組付けたとき、その反力で隙間があき、シールすることができなくなる。圧縮永久歪の劣る材料では、長時間組付けている間に緊迫力がなくなってシールできなくなり、これの値が100％以上では使用不能である。さらに、シール対象物内には、ゴミ、埃などの他に水蒸気(湿気)も存在するので、ガスケットには水透過性の低いことも必要とされる。また、ハードディスクドライブ内に水蒸気があると、錆の原因ともなる。
【００１０】
クリーン性についていえば、これに関連する要素としてアウトガス、含有成分および脱落しやすい充填材の３つが挙げられる。材料から発生するアウトガスがディスクに付着すると、クラッシュの原因となる。また、塩素、シリコーン、イオウ、硫酸、硝酸、アクリル酸エステル等(イオンとして存在する場合を含む)も、ハードディスクドライブ内を腐食させるおそれがある。さらに、充填材を多量に含有し、しかもそれがポリマーと親和性がない場合には、その粒子が脱落し、それがハードディスクドライブ内に入ってしまうとやはりクラッシュの原因となる。
【００１１】
耐熱性についていえば、従来パソコンなどに用いられているハードディスクドライブは基本的には室内で使用され、その使用環境は約0〜60℃程度であり、それを連続運転して内部が発熱しても、それは最高80℃程度である。しかるに、ハードディスクドライブがカーナビゲーター等に採用されると、それは車に搭載され、寒冷地で放置(-40℃程度迄)されても直ぐに動くことが、また直射日光があたる密閉された車内に放置(100℃程度迄)されてもその性能を維持する必要がある。これ迄の主流材料であるポリスチレン系熱可塑性エラストマーは、そのハードセグメントのガラス転移温度(Tg)が約100℃であり、これ以上の耐熱性は基本的に無理である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、製作が容易であり、かつ低アウトガス性、低硬度および高温におけるシール性などにすぐれたハードディスクドライブ用ガスケットを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、金属製カバーに接着剤層を介してパッキング材を一体化させたガスケットにおいて、パッキング材としてEPDMとポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物 100重量部、ポリプロピレン系樹脂 10〜150重量部、可塑剤 20〜130重量部および有機過酸化物架橋剤 0.1〜10重量部の混合物からの成形物が用いられたハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケットによって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
EPDMとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムであって、各種のジエン単量体を共重合させたものを用いることができる。EPDMは、ポリプロピレン系樹脂との機械的ブレンドによるブレンド型としてポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを形成することができ、また架橋剤が存在するので、EPDMを部分架橋させて得られる部分架橋ブレンド型あるいはポリプロピレンを連続相とし、完全架橋EPDMを分散相とする複合体よりなる完全架橋ブレンド型のいずれをも形成可能であると考えられる。
【００１５】
したがって、EPDM、ポリプロピレン系樹脂(および架橋剤)の混合物からは、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが形成されるものと考えることができ、これらの各成分を混合して用いる代わりに、ここで規定されている割合でこれらの各成分がすでに混合されている市販のポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、例えば三井化学製品ミラストマー、AES製品サントプレン等のシリーズものをそのまま用いることができる。
【００１６】
これらのポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントであるポリプロピレンの軟化温度が約130〜150℃であるため耐熱性にすぐれており、またアウトガス性も良好であるが、硬度がやや高めであり、この硬度を下げるためにポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物として用いられる。
【００１７】
前述の如く、硬度が高いとカバーを本体に取り付けたとき、ガスケットの反力でカバーに反りが生じ、密閉できなくなる。また、硬度が10以下と低すぎると、粘着し易くなったり、強度がなくなりちぎれ易くなる。ただし、ガスケットとしての性能からみて、ガスケットの形状を細かくすれば反力も低くなり、その分硬度の高いものも使用できるようになる。
【００１８】
このような観点から、硬度(JIS デュロメータータイプA)が20〜60、好ましくは30〜50のパッキング材が求められ、このためポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの主成分であるEPDM 20重量％以上に対しポリスチレン系熱可塑性エラストマーが80重量％以下の割合で、すなわちポリオレフィン系熱可塑性エラストマーがポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物として用いられ、これらは非極性であるため、水蒸気を透過し難い性質を有している。
【００１９】
特に、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの主成分であるEPDMを30〜70重量％の割合で用いた場合には、約80〜100℃といった高温下で熱処理した後の圧縮永久歪値によって示されるシール性に顕著な改善がみられる。一方、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーのブレンド割合を多くすると、可塑剤の保持力を増加させることができ、硬度の適正化が容易となる。これに対して、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーを単独で用いた場合には、高温時の耐圧縮永久歪特性が悪くなり、長期間にわたるシール性が確保できなくなる。
【００２０】
ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン−ポリ(エチレン−プロピレン)−ポリスチレンのトリブロック共重合体〔SEPS〕、ポリスチレン−ポリ(エチレン／エチレン−プロピレン)−ポリスチレンのトリブロック共重合体〔SEEPS〕等が用いられる。SEPSは、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロック共重合体を水素添加することよって得られ、またSEEPSは、ポリスチレン−(ブタジエン−イソプレン)ランダム共重合体−ポリスチレンブロック共重合体を水素添加することによって得られる。
【００２１】
これらのポリスチレン系熱可塑性エラストマーの数平均分子量Mnは50000以上であることが好ましい。この数平均分子量Mnがこれ未満であると、可塑剤のブリードが増加し、圧縮永久歪も大きくなり、実際の使用耐えないという不都合が生じることがある。一方、この数平均分子量Mnの上限については特に制限されるものではないが、通常は400000程度である。かかるポリスチレン系熱可塑性エラストマーの非晶質スチレンブロックの含有量は、10〜70重量％、好ましくは15〜60重量％の範囲のものが好ましい。また、非晶質スチレンブロック部のガラス転移温度(Tg)は、60℃以上、好ましくは80℃以上であるものが好ましい。さらに、両末端の非晶質スチレンブロックを連結する部分の重合体としては、非晶質のものが好ましい。ポリスチレン系熱可塑性エラストマーは主に単独で用いられるが、二種以上をブレンドして用いてもよい。実際には、これらの条件を満足させるクラレ製品セプトン2006〔SEPS〕、セプトン4055〔SEEPS〕等が用いられる。
【００２２】
ポリプロピレン系樹脂と可塑剤は、成形して得られるパッキング材の成形性や硬度を考慮して用いられる。ポリプロピレン系樹脂は成形性を左右し、また可塑剤は硬度を調整させる。このような観点から、ポリプロピレン系樹脂および可塑剤の添加割合が選択される。
【００２３】
ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体あるいはプロピレンと少量のα-オレフィン(例えばエチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテンなど)との共重合体である結晶性重合体が用いられる。ポリプロピレン系樹脂は、EPDMとポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物100重量部当り10〜100重量部、好ましくは20〜80重量部の割合で用いられる。配合量がこれより多くなると、硬度が高くなり、一方配合量がこれより少なくなると流動性が悪くなり、射出成形が困難になる。
【００２４】
可塑剤としては、通常のゴムや熱可塑性エラストマーに使用されるものであれば特に制限されないが、例えばプロセスオイル、潤滑油、パラフィン系オイル等の石油系軟化剤、ひまし油、あまに油、ナタネ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート等のエステル系可塑剤などが用いられ、好ましくはパラフィン系オイルが用いられる。これらの可塑剤は、EPDMまたはそれとポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物100重量部当り20〜130重量部、好ましくは50〜120重量部の割合で用いられる。配合量がこれより多くなるとアウトガスが多くなり、またこれより少ない配合量ではシール性が悪くなる。
【００２５】
また、架橋剤としては、有機過酸化物が好ましく、例えばジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド等が用いられる。これらの有機過酸化物架橋剤は、EPDMのブレンド物100重量部当り0.1〜10重量部、好ましくは1〜5重量部用いられ、このような使用割合は一般的に用いられている使用割合ということができる。
【００２６】
以上の各成分を必須成分とする混合物には、必要に応じて通常ゴムや熱可塑性エラストマーに配合されている粉末状固体充填剤（例えば各種の金属粉、ガラス粉、セラミックス粉、粒状あるいは粉末ポリマー等）、老化防止剤（例えばアミン類およびその誘導体、イミダゾール類、フェノール類およびその誘導体等）、ワックス類、安定剤、粘着付与剤、離型剤、顔料、難燃剤、滑剤等が配合されて用いられる。
【００２７】
また、磨耗性、成形性等の改良のため、少量の熱可塑性樹脂やゴムを添加することもできる。さらに、強度、剛性の向上のため短繊維等を添加することもできる。
【００２８】
これらの混合物は、加熱混練機、例えば一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサ、ブラベンダ、ニーダ、高剪断型ミキサ等を用いて溶融混練りし、さらに必要に応じて架橋助剤等を添加したり、またはこれら必要な成分を同時に混合し、加熱溶融して混練りされるが、高分子有機材料と可塑剤とを混練りした熱可塑性材料を予め用意し、この材料をここで用いたものと同種もしくは種類の異なる一種以上の高分子有機材料にさらに混ぜ合わせて用いることもできる。
【００２９】
このようにして得られた、EPDMとポリスチレン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物、ポリプロピレン系樹脂、可塑剤および架橋剤よりなる混合物は、接着剤を塗布した金属製カバーを挿入した金型内に射出することにより、パッキング材として一体成形される。金属製カバーとしては、アルミニウム板、アルミニウム板にメッキ処理を施したもの、ステンレス鋼板、ステンレス製制振鋼板などが、また接着剤としては、ポリオレフィン系樹脂の側鎖に無水マレイン酸、アクリル酸などの極性基をグラフトさせて変性したものを芳香族や脂肪族の有機溶媒に溶解し液状化させたものや、ディスパージョン化させたもの、またはスチレン・ブタジエン共重合ゴムを芳香族や脂肪族の有機溶剤に溶解し液状化させたものなどが用いられる。なお、接着剤を用いない場合には、成形時に剥がれを生じ、一体成形ができない。接着剤の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、スクリーン印刷、刷毛塗り、スタンプ方式など必要に応じて最適な方法が選択される。
【００３０】
成形されたパッキング材ゴム材料の硬度(JIS デュロメータ タイプA)は、ポリプロピレン系樹脂量と可塑剤量とを規定された範囲内でバランスをとることにより、20〜60、好ましくは20〜50で、100℃、72時間における圧縮永久歪(JIS K6262準拠)が50％以下となるように調整される。硬度がこれ以上になると、カバー一体型ガスケットを本体に組付けた時の反力が大きくなり、カバーの変形などが生じて完全に密閉できなくなり、ガスケットとしてのシール性が劣るものとなる。一方、硬度がこれ未満になると、ガスケットがちぎれやすかったり、粘着しやすいなど、取り扱いに注意しなければならなくなる。また、圧縮永久歪がこれより大きいと、高温時において長時間にわたるシール性が確保できなくなる。なお、成形されるパッキング材の形状は、それが一体化されるハードディスクドライブ用カバーの形状に対応して決められる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係るハードディスクドライブ用カバー一体型ガスケットを用いることにより、低硬度および高温におけるシール性、低アウトガス性、低水透過性、接着性、成形性などにすぐれ、高い防塵性を有するハードディスクドライブ用ガスケット材を容易に作成することができる。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００３３】
実施例１
EPDM(三井化学製品三井EPT3045)                           50重量部
ポリスチレン系熱可塑性ラストマー                        50  〃
(クラレ製品セプトン2006〔SEPS〕)
ポリプロピレン系樹脂(出光興産製品J700GP)                25  〃
パラフィン系オイル(ダイアナプロセスオイルPW380)        100  〃
架橋剤(日本油脂製品パークミルD)                          2  〃
を用い、二軸押出機(神戸製鋼所製ハイパーKTX46)にて、設定温度210〜180℃、回転速度150rpmで混合押出しを行った。
【００３４】
このコンパウンドについて、射出成形機(川口鉄工製KM-80)を用い、設定温度210〜180℃、射出速度0.5sec、射出圧力100MPa、サイクルタイム30秒でテストシート(150×150×2mm)を成形し、硬度、高温圧縮永久歪試験、アウトガス性、水透過性の試験に用いた。また、あらかじめカバー形状に附型されたアルミニウム板(無電解ニッケルメッキ2〜5μm処理)に変性オレフィン系樹脂接着剤(ソテック製品スキップ＃66)を塗布した部品を、金型にインサートしておき、同様に射出速度0.5秒、射出圧力30MPa、サイクルタイム30秒でカバーにガスケット成形し、カバー一体型ガスケットを用い、シール性試験、接着性試験、成形性評価を行った。
【００３５】
実施例２
実施例１において、EPDM量が70重量部に、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー〔SEPS〕量が30重量部にそれぞれ変更されて用いられた。
【００３６】
実施例３
実施例１において、EPDM量が30重量部に、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー〔SEPS〕量が70重量部にそれぞれ変更されて用いられた。
【００３７】
実施例４
実施例１において、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー〔SEPS〕の代わりに、他のポリスチレン系熱可塑性エラストマー(クラレ製品セプトン4055〔SEEPS〕)が同量用いられた。
【００３８】
実施例５
実施例１において、変性オレフィン系樹脂接着剤の代わりに、スチレン・ブタジエン共重合ゴム系接着剤(ノガワケミカル製品ダイアボンドDA3188)が用いられた。
【００３９】
以上の各実施例で得られたテストシートおよびカバーに一体化されたガスケットを用い、次の各項目の測定を行った。
硬度：JIS K6253準拠(テストシート3枚重ね合わせ)
高温圧縮永久歪試験：JIS K6262準拠，100℃、72時間後の圧縮永久歪率を測定
アウトガス性試験：50×3×2mmの短冊状のテストシートを120℃、1時間熱抽出後、アウトガス量を測定し、50μg/g未満のアウトガス量を示したものを○、50μg/g以上のアウトガス量を示すものを×と評価（アウトガス量が50μg/g以上を示すものは高性能が要求されるサーバーなどのハードディスク用ガスケットとして好ましくない）
水透過性試験：円筒状のSUS容器(内径27mm、深さ50mm)に蒸留水10mlを入れ、直径30mm、厚み1mmに調整したテストシートを挟み、SUS製の中空の蓋(開口部の内径27mm)で固定して、70℃、100時間後のデータから水透過係数(g・mm/cm2・24H)を算出し、5×10-3(g・mm/cm2・24H)未満の値を示したものを○、5×10-3(g・mm/cm2・24H)以上の値を示したものを×と評価（水透過係数が5×10-3以上を示すものはハードディスク用ガスケットとして好ましくない）
シール性試験：カバーに一体成形されたガスケットを実機リーク試験機に装着した状態で、80℃、168時間の熱処理を行った後室温に戻し、試験機内部から5kPaの正圧を30秒間かけ続けて、15秒後にリークしなかったものを○、リークしたものを×と評価（ガスケット材料の圧縮永久歪特性が劣る場合やガスケット形状に欠陥がある場合はリークする）
接着性試験：カバーに一体化されたガスケット接着面に約1mmの貫通ハガレを作り、その部位にSUS製ワイヤーを通し、垂直引張り荷重をかけ、ハガレ長が約10mmに拡大するときの荷重を測定して、剥離荷重100kPa以上のものを○、これ未満のものを×と評価（剥離荷重が100kPa以上のものは実際の使用環境でも十分な接着力を有する）
成形性評価：製品の射出成形において、所定の製品形状に成形できないことで、変形、ヒケ、カケ、ウエルド、ショートショット、バリなどの発生や、カバーに一体成形できない現象が生じるといった不具合のみられなかったものを○、このような不具合のみられたものを×と評価
【００４０】
以上の実施例で得られた結果は、次の表１に示される。
表１
実施例             １   ２   ３   ４   ５ 
〔テストシート〕
硬度(デュロメータ  タイプA)    45    48    40    46    40
高温圧縮永久歪         (％)    45    42    47    45    45
アウトガス性                   ○    ○    ○    ○    ○
水透過性                       ○    ○    ○    ○    ○
〔ガスケット〕
シール性                       ○    ○    ○    ○    ○
接着性                         ○    ○    ○    ○    ○
成形性                         ○    ○    ○    ○    ○
【００４１】
比較例１
実施例１において、EPDMが用いられず、またポリスチレン系熱可塑性エラストマー(セプトン4055)が100重量部に変更されて用いられた。
【００４２】
比較例２
比較例１において、パラフィン系オイル量が120重量部に変更されて用いられた。
【００４３】
比較例３
実施例４において、EPDMが用いられず、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー〔SEEPS〕量が100重量部に変更されて用いられた。
【００４４】
比較例４
実施例１において、パラフィン系オイル量が5重量部に変更されて用いられた。
【００４５】
比較例５
実施例１において、パラフィン系オイルが150重量部に変更されて用いられた。
【００４６】
比較例６
実施例１において、ポリプロピレン系樹脂量が5重量部に変更されて用いられた。
【００４７】
比較例７
実施例１において、ポリプロピレン系樹脂量が120重量部に変更されて用いられた。
【００４８】
以上の比較例で得られたテストシートおよびカバーに一体化されたガスケットを用い、実施例と同様に各項目の測定を行った(ただし、高温圧縮永久歪については、比較例３〜７についてのみ、測定が行われた)。得られた結果は、次の表２に示される。
表２
比較例             １   ２   ３   ４   ５   ６   ７ 
〔テストシート〕
硬度(デュロメータ  タイプA)    45    40    44    74    28    39    86
高温圧縮永久歪         (％)    −    −    68    53    51    45    73
アウトガス性                   ×    ×    ○    ○    ×    ○    ○
水透過性                       ○    ○    ○    ○    ○    ×    ○
〔ガスケット〕
シール性                       ×    ×    ○    ×    ○    ○    ×
接着性                         ○    ○    ○    ○    ×    ○    ○
成形性                         ○    ○    ○    ○    ○    ×    ○