６,

おわりに今回ご紹介したシール・接着剤の低アウトガス化技術は、HDD以外の電気・電子デバイスにおいても欠かせない技術となっています。液晶やEL表示板のシール剤、水晶振動子の固定に用いられる導電性樹脂、光ピ
ックアップ等のレンズ周りに用いられる接着剤等、低アウトガス化の要求はますます増えてくると考えます。
更なる、低アウトガス化、機能付与の追究を行なっていきます。
株式会社スリーボンド 研究所
開発部 電気開発課

スリーボンド･テクニカルニュース
平成 13 年 ７ 月 １ 日 発 行

荒 井 佳 英井 上学

楠 山 亜 紀鈴 木 宏 則伊 藤 克 憲HDD用シール・接着剤の開発

参考文献
1）ストレージ用語辞典 日経BP社

はじめに

2）日本工業出版「クリーンテクノロジー」第９巻第２号
クリーンルーム構成材料等のアウトガス分析㈱住化分析センター

3）工業材料 Vol.49 No.５ 電気分野における嫌気性接着剤

野中 辰夫㈱スリーボンド他

楠山 亜紀

IT化、デジタル化が進む現代に、欠かせないデバイスの一つにハードディスクドライブ（HDD）
があります。HDDは、パソコンや大型コンピューターの記録装置として年間2億台を越す生産量があります。その特徴は、高容量であり、アクセススピードが速く、コストパフォーマンスに優れていることが挙げられます。スリーボンドは、このHDD用シール・接着剤として、低アウトガスを特徴とした嫌気性封着剤・エポキシ樹脂・紫外線硬化性樹脂・導電性樹脂を開発しています。
今回は、これらのシール・接着剤の低アウトガス化技術やその性能、また、アウトガス測定方法等をご紹介します。
HDDは、密閉された記録装置です。そのため装置内部で腐食性のある揮発性ガスが発生してしまうと、装置に大きな影響を与えてしまいます。HDDは、磁気ヘッドを用いて平滑なアルミ盤やガラス盤上の記録膜（メディア）に、信号を記録していく磁気記録装置であり、磁気ヘッドは、一分間に5千〜１万回転するメディアに信号を送り、読み書きを行ないます。その時の磁気ヘッドとメディアの距離は、ほんの数十nm程度しかありません。ゆえに、このメディアと磁気ヘッドの間に異物が付着してしまうと、装置に大きなダメージを与えてしまいます。そのため、HDDは外部からの小さな埃や、塵、湿度の侵入を防ぎ、装置に使用する部品や接着剤から発生する揮発性ガ
スを限りなく少なくすることを追究しています。また、使用される接着剤には、低アウトガス化
以外にも、特殊機能、作業性、生産性、品質管理・商品の供給体制等多くの要求があります。ス
リーボンドはこれらの要求に応えるべく、国内外の開発・営業・生産工場が一体となって、タイムリーな商品開発、安定な商品供給に努めています。
以下、Three BondをTBと略します。

目
はじめに‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１
１, HDDに使用される各種シール・接着剤‥‥‥‥２
１−１, 各種シール・接着剤‥‥‥‥‥‥‥‥‥２
１−２, シール・接着剤のアウトガスとは‥‥‥３
１−３, アウトガスの成分 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥３

8

企編

画 株式会社
編集室
集 東京都港区南青山5-12-3-903

発

行 株式会社 スリーボンド

電話 03(3407)0333

東京都八王子市狭間町1456
電話 0426 (61)1333 ㈹２, アウトガス測定方法 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３
２−１, 定性と定量‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３
２−２, TGAを用いた熱質量減少の測定‥‥‥‥３
２−３, GC-MSを用いた定性と定量‥‥‥‥‥４
２−４, 測定値の評価‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥４

次
３, 嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂‥‥‥‥４
３−１, HDD用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂‥‥４
３−２, 新しい嫌気性封着剤 TB1360D‥‥‥５
３−３, 紫外線硬化性樹脂 TB3061H‥‥‥‥５
４, エポキシ樹脂‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥６
４−１, 二液性エポキシ樹脂 TB2087F,87G‥‥６
４−２, 一液性エポキシ樹脂 TB2270C‥‥‥‥６
５, 導 電 性 樹 脂 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥７
５−１, 二液無溶剤型導電性樹脂 TB3380B‥‥７
５−２, 紫外線硬化型導電性樹脂 TB3305B‥‥７
６, おわりに ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥８1

１,

HDDに使用される各種シール・接着剤

スピンドルモータには、ベアリングとシャフトのはじめに、図―１にHDDの分解図とそこに使用さ固定や、マグネットの固定に嫌気性樹脂やエポキシ

導電性樹脂は、エポキシ樹脂などの接着剤（バイン

紫外線硬化性樹脂と静電気除去を目的とした導電性れているスリーボンドのシール・接着剤を示します。

樹脂が使用されています。磁気ヘッドやサスペンシ

ダー）と銀粉などの導電性のある粉体（導電性フィラ樹脂の二種類が使用されていましたが、TB3305Bだけでスリーボンドは、各種シール・接着剤をHDD用途に

ョンには紫外線硬化性樹脂や導電性樹脂が使用されー）から構成されています。バインダーに導電性フィ

二種類の接着剤の役割を果たすため工程の簡略化が提供しています。

ています。ボイスコイルモータ（VCM）にはコイル

ラーを80〜90重量％分散させています。バインダーが可能になりました。TB3305Bの特徴は、紫外線の固定や、マグネットの固定にエポキシ樹脂が使用硬化する時に発生する体積収縮により導電性フィラー

照射で仮固定ができ、影部は加熱により完全硬化さされています。

がお互いに接近し、硬化物が導電性を持つよう設計させることができ、10ミクロン以下の狭い隙間で上下

１−１, HDD用各種シール・接着剤

５, 導電性樹脂に使用されています。従来この用途には、接着用のHDDには数多くのスリーボンド商品が使われておスリーボンドは、HDD内部に発生するシール・

れています。HDDは、高速回転により静電気を発生

導通（静電気除去）を可能にします。また、硬化物

ります。HDDの蓋にあたるカバーには紫外線硬化性

接着剤所以のアウトガス総発生量の低減を目的としさせます。この静電気は磁気ヘッドやメディアに大きに可とう性があり、硬化時の応力が少なく、磁気ヘのシール剤が使用されています。

て、HDDの各部位に適合した各種シール・接着剤

なダメージを与えてしまいます。この静電気除去に導ッドに歪みを与えません。図−９に、TB3305Bの使を開発し、提供しています。

電性樹脂が利用されています。表−５にHDD用導電

用例を示します。

性樹脂の性状及び物性を示します。
キャップシール剤

マグネットの接着

表−５.
カバーシール剤

シャフトとケースの接着ベアリングとシャフトの接着

商品名
外観
粘度
比重
標準硬化条件可使時間
せん断接着強さ
はく離接着強さ
ガラス転移点熱質量変化率
線膨張係数
用途

コネクターシール

HDD 用導電性樹脂一覧

Pa・（
s P）
分
℃
％
×10−6／℃

スリーボンド3380E スリーボンド3305B
本剤
硬化剤
銀色
灰色
黒褐色
31
（310）
2.9
（29）
22
（220）
3.7
3.2
1.8
60℃×3時間
120℃×30分
240
（注１）
−
19.5
（198）
（注２）
16.9
（172）
（注２）
−
2.7
（6.7）
−
17
0.09
（注３）
0.10
（注４）
−
−
キャップシール
HDD用磁気ヘッドの組み立て用

注１：混合直後の粘度が二倍になるまでの時間
注２：２φセラミックチップ／ガラスの接着力
注３：120℃×１時間のエージング
注４：120℃×２時間のエージング

５−１, 二液無溶剤型導電性樹脂 TB3380B
導電性樹脂TB3380Bは、バインダーに二液性エポ

TB3305Bによる工程

キシ樹脂（無溶剤）を用いています。本剤、硬化剤
両方に、導電性フィラーである銀粉を分散させていワイヤー固定ヘッドの固定ます。スピンドルモータのシール及び静電気除去に使用されています。TB3380Bの特徴として、硬化物に可とう性があるのでヒートサイクルに強く、体積抵抗値が安定していることが挙げられます。

ピボット固定従来工程

５−２, 紫外線硬化型導電性樹脂 TB3305B

VCMマグネットの接着
コイルとアルミブロックの接着

導電性樹脂TB3305Bは、バインダーに一液性の紫外線硬化性樹脂（無溶剤）を、導電性フィラーに銀粉（最大粒径10ミクロンの球状粉）を用いています。

図−１.
2

HDD 分解図とシール・接着剤

図−９.

TB3305B 使用例

スライダーとサスペンションの接着及び静電気除去

7エポキシ樹脂

１−２, シール・接着剤のアウトガスとは 1）

分解生成物が発生しないためです。また、エポキシ樹

標準装置として多くの業界で利用されています。最近

HDD用エポキシ樹脂には、一液性、二液性があり脂の硬化物は硬く（三次元網目構造により）、硬化物

シール・接着剤から発生するアウトガスとは、硬ます。エポキシ樹脂の特徴として、嫌気性封着剤や紫中の低分子量ガス化成分の揮発を抑える力があります。

化時や硬化後の硬化物から発生する分子量300程度

外線硬化性樹脂と比較してアウトガスが少ないことが表―３にHDD用エポキシ樹脂の一覧表を示します。

までの低分子量の揮発性有機ガスや無機ガスをいい挙げられます。これは、エポキシ樹脂の硬化機構では、では、クリーンルーム内の汚染物質の分析や環境ホルモンの検出に利用されています。

２−１, 定量と定性ます。特に、HDDでは、シール・接着剤の硬化物のアウトガス低減が求められています。

外観
粘度
比重
標準硬化条件可使時間
せん断接着強さ
はく離接着強さ
ガラス転移点熱質量変化率
線膨張係数
用途

スリーボンド2202
Pa・s
（P）

分
℃
％
×10−6／℃

黒色
13（130）1.14
80℃×20分

スリーボンド2270C スリーボンド2087F スリーボンド2087G
開発品
本剤
硬化剤
本剤
硬化剤
本剤
硬化剤
桃色
青色
水色
赤色
黄色透明 濃緑青色透明
黒色
70（700）13（130） 4.4（44） 13（130） 5（50） 2.5（25） 3
（30）
1.95
1.17
1.10
1.20
1.25
1.19
1.00
100℃×40分
60℃×3時間
60℃×30分
90℃×1時間
120℃×30分、150℃×20分
80℃×1時間
70℃×20分、80℃×10分

10.0（102）160（0.4）
105

21.6（220）
2100（5.4）
140

28.4（290）
589（1.5）85
0.001以下
72

11.8（120）

12.9（131）130
0.001以下
74
41
60
スピンドルモータロータマグネットの接着 VCM（コイルとアーム）接着 スピンドルモータロータマグネットの接着 スピンドルモータロータマグネットの接着 FDBオイルシール用
HDD部品全般接着
HDD部品全般接着
HDD部品全般接着

４−１, 二液性エポキシ樹脂 TB2087F,87G

145
0.001以下
60

属に対する接着力が非常に優れています。また、硬二液性エポキシ樹脂は、本剤と硬化剤とからなり、化物が硬く、強じんでVCMの動作に影響を与えま

適切な配合比で混合し、加熱硬化させます。TB20 87F、せん。表−４に、PCT後の接着力試験結果を示しまTB2087Gは、スピンドルモータのマグネット接着等

す。一液性エポキシ樹脂は、硬化剤が粉体のため、に開発した商品です。

シャフトとベアリングの固定のような嵌合接着には従来品よりも、室温での混合後の粘度変化が少な不向きです。シャフト挿入時に硬化剤がこされてしく（ポットライフが長い）、
しかも、
低温加熱硬化が可

まい、本剤と硬化剤が分離して未硬化となってしま能です。図−8にレオメーターを用いた、TB2087Gのいます。

図−２に紫外線硬化性樹脂TB3057Hの硬化物を定（定量）と発生成分の特定（定性）が行なわれま

500℃までの昇温加熱した際の熱質量変化を示します。

す。シール・接着剤として、まず、発生ガス量が多温度上昇により徐々に質量が減少していきます。

いか少ないか、次に発生しているガス成分がどのよ

3 0 0 ℃ 付 近 か ら 硬 化 物 の 熱 分 解 が は じ ま り ま す。

うなものか把握する必要があります。また、発生す

HDDの内部温度は、100℃程度まで上昇します。するガス成分が腐食性のあるものか、どうか吟味する

なわち、熱分解が始まる前までの熱質量減少量がア必要があります。

ウトガスとなります。
＜＜TG/DTA＞＞
データ名：TB3057H
日
付：1/5/15 2:31
サンプル：TB3057H
20.6165 ㎎
リファレンス：
0㎎

354.3C−3.526％−10.000ません。また、それぞれの成分の発生比もわかりま
熱質量変化を示します。通常、アウトガス量の評価には、80℃から150℃の任意の温度下での連続測定−40.000
410.1C−51.487％

200.0
300.0
Temp ℃

500.1C−53.924％

400.0

TB3057H 昇温時熱質量変化率

１−３, アウトガスの成分

脂の商品化も検討しています。二液性エポキシ樹脂

アウトガスの成分は、各接着剤により発生量、発は、本剤、硬化剤の計量と混合が重要なポイントに生成分ともに異なります。主なアウトガス成分は、なります。計量、混合のミスは、未硬化を招きます。

シール・接着剤に含まれる水分、硬化剤分解物、重スリーボンドのエポキシ樹脂は、この点を考慮し、

合禁止剤、未反応モノマー、有機金属触媒や、有機

表−４.

４−２, 一液性エポキシ樹脂 TB2270C
一液性エポキシ樹脂は、粉体の硬化剤が本剤に分散されています。一液性・無溶剤です。二液性のエ
ポキシ樹脂のようなポットライフはありません。
TB2270Cは、VCMのコイルとアームの接着に使用されます。TB2270Cの特徴は、熱伝導性が高く、金6

TB2270C の PTC 後の接着力項目

スリーボンド2270C

他社品

硬化条件

120℃× 140℃× 160℃× 130℃×50min
40min

30min

20min

＋155℃×120min

ブランク

41MPa

39MPa

44MPa

40MPa

PCT後

21MPa

21MPa

23MPa

PCT直後剥離※PCT条件：121℃・2気圧×12時間後を行ないます。その熱質量変化を測定し、アウトガ
ス量とします。

500.0

これとは別に、流体軸受けモータ（FDB）のオイ

TB2087G レオメーターによる各温度の粘度経時変化

せん。図−３にTB3057Hの80、120℃連続加熱時の

熱分解

図−２.

図−８.

ることができます。質量変化と温度・時間の関係がアウトガス−30.000

かります。

ようになっています。

定は、ある加熱条件下のシール剤、接着剤から発生−20.000が少なく、加熱により短時間で反応が始まるのがわ

本剤、硬化剤の色を変え、混合状態が目視でわかる

熱時の質量変化を測定することができます。この測わかります。しかし、発生ガスの成分の特定はでき

100.0

ルシール目的に耐オイル性のある二液性エポキシ樹

熱分析装置（TGA）を用い、シール・接着剤の加する水分、無機及び有機発生ガスの絶対量を測定す−50.000

硬化挙動の結果を示します。室温付近では粘度変化

２−２, TGAを用いた熱質量減少の測定

コメント：
温度プログラム：［C］［C/min］［min］［sec］ オペレータ
TB3057H
1＊ 20− 500 1
02020 ㎎ 3000mj/cm2
1℃/min.
25℃ → 500℃

0.000

TG ％

商品名

HDD 用エポキシ樹脂一覧＜＜TG/DTA＞＞
データ名：TB3057H
日
付：0/2/26 23:28
サンプル：TB3057H
20.6608 ㎎
リファレンス：NONE
0㎎

るものは、付着力が強く腐食性のある成分です。

２,

アウトガス測定方法

接着剤の硬化物から発生するアウトガス測定方法は、
GC-MS、TGAなどの化学分析装置が利用されています。
中でもガスクロマトグラフィーとマススペクトルを組み合わせたGC-MSは、アウトガスの定性・定量分析のドット 20 ㎎
80℃×2h120℃×2h
80℃
120℃−0.200酸、有機溶剤等の素原料に含まれる不純物です。ア
ウトガス成分の中でも、HDDに影響が有るとされコメント：
温度プログラム：［C］［C/min］［min］［sec］ オペレータ
TB3057H
1＊ 20− 80
10
240 1−0.000TG ％

表−３.

シール・接着剤のアウトガス成分は、発生量の測−0.000−0.200−0.400−0.39％ −0.400−0.600−0.600−0.800−0.800−0.93％−1.000ThreeBond Co.,Ltd.

図−３.

20.0

40.0

60.0
Time min

80.0

100.0

−1.000120.0

TB3057H 80、120℃連続加熱時
熱質量変化率3

TG ％４,

２−４, 測定値の評価

３−２, 新しい嫌気性封着剤 TB1360D

分子量30〜500程度の有機発生ガスの定性と定量測定された定量値や定性成分は、測定装置、硬化

嫌気性封着剤TB1360Dはスピンドルモータのシャが可能です。また、この装置には、発生ガスの抽出

条件、硬化物の形状、硬化物の表面積などで異なり

フトとベアリングの嵌合接着用途に開発しました。

方法として、ヘッドスペース法、ダイナミックヘッ

ます。また、接着剤単体の測定と接着剤を実際の部

特徴は、ガラス転移点温度が165℃と高いこと、未ドスペース法（DHS）などがあります。DHS法は、品に使用した場合でも異なります。測定値を評価す

硬化物（液状）の揮発成分が少ないことです。スピ

試料室に一定流量の不活性ガスを流し、吸着物質にるにあっては、前述の条件を考慮する必要がありま

ンドルモータの軸接着において、回転時の熱対策は発生したアウトガスを吸着させるため、高感度な分す。また、多角的な測定により、評価を確かなもの

重要で、接着剤によって接着されている軸が熱によ析が可能です。図−４にスリーボンドが所有していにします。

りほんの少し（たとえばサブミクロンオーダー）でるGC-MSの模式図を示します。表−１にTB3061H

TB1360D
TB1373B
比較強度（％）

２−３, GC-MSを用いた定性と定量 2）もずれると、当然ながらその先のディスク（特に外のGC-MS測定結果を示します。

周）は大きく（ミクロンオーダー）ずれることにな

表−１.

TB3061H の GC-MS 測定結果

Instrument of Outgassing testってしまいます。よって、その部位に使用する樹脂は当然ながら耐熱タイプすなわちガラス転移点温度

図−６.

TB1360D と TB1373B の熱劣化強度比較を高くする必要があります。図−５にTB1360Dの熱
GC-MS
DHS

Doubleshot
pyrolyzer(DSP)

TGA
Headspace

図−４.

３,

DSP

outgass
Headspaceof
DHS

間強度を示します。また、図−６にTB1360Dと従来

GC-MS

library

アウトガス測定装置模式図

嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂

部品の固定や接着または、オイルやダストのシー
3)

ル用途に適しています。また、主成分は、アクリル

嫌気性封着剤は、一液性、無溶剤であり、金属の系とエポキシ系に大別されます。嫌気性封着剤、紫狭い隙間で室温反応する特徴を持っています。その

外線硬化性樹脂ともに、硬化時に硬化触媒が分解しため、シャフトとベアリングの固定等の嵌合接着、面接着て、硬化反応が開始します。そのため、分解物の一用途に大変適した接着剤です。紫外線硬化性樹脂も部が硬化物から揮発し、アウトガスとなります。表

一液性・無溶剤であり、紫外線の照射により短時間−２にHDD用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂のに硬化する特徴があります。

一覧表を記します。

３−１, HDD用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂

表−２.

品TB1373Bの熱劣化強度を示します。TB1360Dが優

紫外線硬化性樹脂TB3061Hは、嫌気硬化性を付与れていることがわかります。また、塗布時に、嵌合した一液性無溶剤のアクリル系接着剤です。スピン

接着部分からはみ出した嫌気性封着剤は、酸素阻害

ドルモータのキャップシール剤として開発しました。

で硬化しません。そのため、はみ出し部の嫌気封着

TB3061Hの特徴は、紫外線硬化性が非常によいこと、剤が多量にアウトガス化してしまいます。TB1360D

金属、プラスチックに接着力があることです。また、は、このはみ出し部から揮発するアウトガスを従来

TB1360D同様に有機イオウ化合物、有機錫化合物を品と比較して大幅に低減しています。また、HDD

使用していません。図−７にTB3061Hと従来品の紫への影響を考え、TB1360Dでは、有機イオウ化合物

外線硬化性の比較を示します。アクリロイル基の反を使用せず、専用プライマーTB1390Kとの組み合わ

応 率 を リ ア ル タ イ ム F T - I R で 測 定 し ま し た。

せで、従来商品並みの嫌気硬化性を実現しています。

TB3061Hは短い時間で反応が終了していることがわかります。

TB1360D
TB1373B

HDD 用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂

スリーボンド1360D スリーボンド1372D スリーボンド3057H スリーボンド3059D スリーボンド3061H
嫌気性封着剤
嫌気性封着剤
紫外線硬化性樹脂
紫外線硬化性樹脂
紫外線硬化性樹脂
UV硬化付与UV＋加熱硬化
UV硬化のみUV＋嫌気硬化
外観
緑色
青色
乳白色
濃青色
粘度
Pa・（
s cP）
0.90
（900）
0.11
（110）
12
（12000）76（76000）8（8000）
比重
−
−
1.14
1.18
1.14
硬度
−
−
D 85
D 88
D 65
圧縮せん 鉄
37.1
（371）
33
（336）
−
−
−
断強さ ステンレス
20.7
（207）
31
（305）
−
−
−
アルミニウム
28.1
（281）
27
（275）
−
−
−
せん断 ガラス/ガラス−−
20.5（205）SUS/SUS ※3
8.0
（80）
8.8
（88）
接着強さ アクリル/アクリル−−
5.2（52）SUS/アクリル
3.0
（30）
7.0
（70）
ガラス転移点（DMA tanδ）
℃
165
147
85.8
82
35
熱質量変化率％−3※1−35※1−0.6 ※2−0.6 ※2−0.9 ※2−6線膨張係数×10 ／℃
81.9
80.5
46.8
−
210
用途
スピンドルモータ シャフトの固定 スピンドルモータ シャフトの固定 スピンドルモータキャップシール剤 ワイヤー固定
スピンドルモータキャップシール剤
プライマーTB1390K
プライマーTB1390E,F 同質材質のシール
高粘度
異種材質のシール※１未硬化樹脂 80℃×16時間後※２硬化樹脂 120℃×２時間後※３硬化条件 100℃×0.5時間

３−３, 紫外線硬化性樹脂 TB3061H

TB3061H
Old type

商品名

4

照射時間(sec)
図−５.

TB1360D と TB1373B の熱間強度比較

図−７.

TB3061H と従来品の紫外線照射時間と反応率5２−４, 測定値の評価

３−２, 新しい嫌気性封着剤 TB1360D

分子量30〜500程度の有機発生ガスの定性と定量測定された定量値や定性成分は、測定装置、硬化

嫌気性封着剤TB1360Dはスピンドルモータのシャが可能です。また、この装置には、発生ガスの抽出

条件、硬化物の形状、硬化物の表面積などで異なり

フトとベアリングの嵌合接着用途に開発しました。

方法として、ヘッドスペース法、ダイナミックヘッ

ます。また、接着剤単体の測定と接着剤を実際の部

特徴は、ガラス転移点温度が165℃と高いこと、未ドスペース法（DHS）などがあります。DHS法は、品に使用した場合でも異なります。測定値を評価す

硬化物（液状）の揮発成分が少ないことです。スピ

試料室に一定流量の不活性ガスを流し、吸着物質にるにあっては、前述の条件を考慮する必要がありま

ンドルモータの軸接着において、回転時の熱対策は発生したアウトガスを吸着させるため、高感度な分す。また、多角的な測定により、評価を確かなもの

重要で、接着剤によって接着されている軸が熱によ析が可能です。図−４にスリーボンドが所有していにします。

りほんの少し（たとえばサブミクロンオーダー）でるGC-MSの模式図を示します。表−１にTB3061H

TB1360D
TB1373B
比較強度（％）

２−３, GC-MSを用いた定性と定量 2）もずれると、当然ながらその先のディスク（特に外のGC-MS測定結果を示します。

周）は大きく（ミクロンオーダー）ずれることにな

表−１.

TB3061H の GC-MS 測定結果

Instrument of Outgassing testってしまいます。よって、その部位に使用する樹脂は当然ながら耐熱タイプすなわちガラス転移点温度

図−６.

TB1360D と TB1373B の熱劣化強度比較を高くする必要があります。図−５にTB1360Dの熱
GC-MS
DHS

Doubleshot
pyrolyzer(DSP)

TGA
Headspace

図−４.

３,

DSP

outgass
Headspaceof
DHS

間強度を示します。また、図−６にTB1360Dと従来

GC-MS

library

アウトガス測定装置模式図

嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂

部品の固定や接着または、オイルやダストのシー
3)

ル用途に適しています。また、主成分は、アクリル

嫌気性封着剤は、一液性、無溶剤であり、金属の系とエポキシ系に大別されます。嫌気性封着剤、紫狭い隙間で室温反応する特徴を持っています。その

外線硬化性樹脂ともに、硬化時に硬化触媒が分解しため、シャフトとベアリングの固定等の嵌合接着、面接着て、硬化反応が開始します。そのため、分解物の一用途に大変適した接着剤です。紫外線硬化性樹脂も部が硬化物から揮発し、アウトガスとなります。表

一液性・無溶剤であり、紫外線の照射により短時間−２にHDD用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂のに硬化する特徴があります。

一覧表を記します。

３−１, HDD用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂

表−２.

品TB1373Bの熱劣化強度を示します。TB1360Dが優

紫外線硬化性樹脂TB3061Hは、嫌気硬化性を付与れていることがわかります。また、塗布時に、嵌合した一液性無溶剤のアクリル系接着剤です。スピン

接着部分からはみ出した嫌気性封着剤は、酸素阻害

ドルモータのキャップシール剤として開発しました。

で硬化しません。そのため、はみ出し部の嫌気封着

TB3061Hの特徴は、紫外線硬化性が非常によいこと、剤が多量にアウトガス化してしまいます。TB1360D

金属、プラスチックに接着力があることです。また、は、このはみ出し部から揮発するアウトガスを従来

TB1360D同様に有機イオウ化合物、有機錫化合物を品と比較して大幅に低減しています。また、HDD

使用していません。図−７にTB3061Hと従来品の紫への影響を考え、TB1360Dでは、有機イオウ化合物

外線硬化性の比較を示します。アクリロイル基の反を使用せず、専用プライマーTB1390Kとの組み合わ

応 率 を リ ア ル タ イ ム F T - I R で 測 定 し ま し た。

せで、従来商品並みの嫌気硬化性を実現しています。

TB3061Hは短い時間で反応が終了していることがわかります。

TB1360D
TB1373B

HDD 用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂

スリーボンド1360D スリーボンド1372D スリーボンド3057H スリーボンド3059D スリーボンド3061H
嫌気性封着剤
嫌気性封着剤
紫外線硬化性樹脂
紫外線硬化性樹脂
紫外線硬化性樹脂
UV硬化付与UV＋加熱硬化
UV硬化のみUV＋嫌気硬化
外観
緑色
青色
乳白色
濃青色
粘度
Pa・（
s cP）
0.90
（900）
0.11
（110）
12
（12000）76（76000）8（8000）
比重
−
−
1.14
1.18
1.14
硬度
−
−
D 85
D 88
D 65
圧縮せん 鉄
37.1
（371）
33
（336）
−
−
−
断強さ ステンレス
20.7
（207）
31
（305）
−
−
−
アルミニウム
28.1
（281）
27
（275）
−
−
−
せん断 ガラス/ガラス−−
20.5（205）SUS/SUS ※3
8.0
（80）
8.8
（88）
接着強さ アクリル/アクリル−−
5.2（52）SUS/アクリル
3.0
（30）
7.0
（70）
ガラス転移点（DMA tanδ）
℃
165
147
85.8
82
35
熱質量変化率％−3※1−35※1−0.6 ※2−0.6 ※2−0.9 ※2−6線膨張係数×10 ／℃
81.9
80.5
46.8
−
210
用途
スピンドルモータ シャフトの固定 スピンドルモータ シャフトの固定 スピンドルモータキャップシール剤 ワイヤー固定
スピンドルモータキャップシール剤
プライマーTB1390K
プライマーTB1390E,F 同質材質のシール
高粘度
異種材質のシール※１未硬化樹脂 80℃×16時間後※２硬化樹脂 120℃×２時間後※３硬化条件 100℃×0.5時間

３−３, 紫外線硬化性樹脂 TB3061H

TB3061H
Old type

商品名

4

照射時間(sec)
図−５.

TB1360D と TB1373B の熱間強度比較

図−７.

TB3061H と従来品の紫外線照射時間と反応率5エポキシ樹脂

１−２, シール・接着剤のアウトガスとは 1）

分解生成物が発生しないためです。また、エポキシ樹

標準装置として多くの業界で利用されています。最近

HDD用エポキシ樹脂には、一液性、二液性があり脂の硬化物は硬く（三次元網目構造により）、硬化物

シール・接着剤から発生するアウトガスとは、硬ます。エポキシ樹脂の特徴として、嫌気性封着剤や紫中の低分子量ガス化成分の揮発を抑える力があります。

化時や硬化後の硬化物から発生する分子量300程度

外線硬化性樹脂と比較してアウトガスが少ないことが表―３にHDD用エポキシ樹脂の一覧表を示します。

までの低分子量の揮発性有機ガスや無機ガスをいい挙げられます。これは、エポキシ樹脂の硬化機構では、では、クリーンルーム内の汚染物質の分析や環境ホルモンの検出に利用されています。

２−１, 定量と定性ます。特に、HDDでは、シール・接着剤の硬化物のアウトガス低減が求められています。

外観
粘度
比重
標準硬化条件可使時間
せん断接着強さ
はく離接着強さ
ガラス転移点熱質量変化率
線膨張係数
用途

スリーボンド2202
Pa・s
（P）

分
℃
％
×10−6／℃

黒色
13（130）1.14
80℃×20分

スリーボンド2270C スリーボンド2087F スリーボンド2087G
開発品
本剤
硬化剤
本剤
硬化剤
本剤
硬化剤
桃色
青色
水色
赤色
黄色透明 濃緑青色透明
黒色
70（700）13（130） 4.4（44） 13（130） 5（50） 2.5（25） 3
（30）
1.95
1.17
1.10
1.20
1.25
1.19
1.00
100℃×40分
60℃×3時間
60℃×30分
90℃×1時間
120℃×30分、150℃×20分
80℃×1時間
70℃×20分、80℃×10分

10.0（102）160（0.4）
105

21.6（220）
2100（5.4）
140

28.4（290）
589（1.5）85
0.001以下
72

11.8（120）

12.9（131）130
0.001以下
74
41
60
スピンドルモータロータマグネットの接着 VCM（コイルとアーム）接着 スピンドルモータロータマグネットの接着 スピンドルモータロータマグネットの接着 FDBオイルシール用
HDD部品全般接着
HDD部品全般接着
HDD部品全般接着

４−１, 二液性エポキシ樹脂 TB2087F,87G

145
0.001以下
60

属に対する接着力が非常に優れています。また、硬二液性エポキシ樹脂は、本剤と硬化剤とからなり、化物が硬く、強じんでVCMの動作に影響を与えま

適切な配合比で混合し、加熱硬化させます。TB20 87F、せん。表−４に、PCT後の接着力試験結果を示しまTB2087Gは、スピンドルモータのマグネット接着等

す。一液性エポキシ樹脂は、硬化剤が粉体のため、に開発した商品です。

シャフトとベアリングの固定のような嵌合接着には従来品よりも、室温での混合後の粘度変化が少な不向きです。シャフト挿入時に硬化剤がこされてしく（ポットライフが長い）、
しかも、
低温加熱硬化が可

まい、本剤と硬化剤が分離して未硬化となってしま能です。図−8にレオメーターを用いた、TB2087Gのいます。

図−２に紫外線硬化性樹脂TB3057Hの硬化物を定（定量）と発生成分の特定（定性）が行なわれま

500℃までの昇温加熱した際の熱質量変化を示します。

す。シール・接着剤として、まず、発生ガス量が多温度上昇により徐々に質量が減少していきます。

いか少ないか、次に発生しているガス成分がどのよ

3 0 0 ℃ 付 近 か ら 硬 化 物 の 熱 分 解 が は じ ま り ま す。

うなものか把握する必要があります。また、発生す

HDDの内部温度は、100℃程度まで上昇します。するガス成分が腐食性のあるものか、どうか吟味する

なわち、熱分解が始まる前までの熱質量減少量がア必要があります。

ウトガスとなります。
＜＜TG/DTA＞＞
データ名：TB3057H
日
付：1/5/15 2:31
サンプル：TB3057H
20.6165 ㎎
リファレンス：
0㎎

354.3C−3.526％−10.000ません。また、それぞれの成分の発生比もわかりま
熱質量変化を示します。通常、アウトガス量の評価には、80℃から150℃の任意の温度下での連続測定−40.000
410.1C−51.487％

200.0
300.0
Temp ℃

500.1C−53.924％

400.0

TB3057H 昇温時熱質量変化率

１−３, アウトガスの成分

脂の商品化も検討しています。二液性エポキシ樹脂

アウトガスの成分は、各接着剤により発生量、発は、本剤、硬化剤の計量と混合が重要なポイントに生成分ともに異なります。主なアウトガス成分は、なります。計量、混合のミスは、未硬化を招きます。

シール・接着剤に含まれる水分、硬化剤分解物、重スリーボンドのエポキシ樹脂は、この点を考慮し、

合禁止剤、未反応モノマー、有機金属触媒や、有機

表−４.

４−２, 一液性エポキシ樹脂 TB2270C
一液性エポキシ樹脂は、粉体の硬化剤が本剤に分散されています。一液性・無溶剤です。二液性のエ
ポキシ樹脂のようなポットライフはありません。
TB2270Cは、VCMのコイルとアームの接着に使用されます。TB2270Cの特徴は、熱伝導性が高く、金6

TB2270C の PTC 後の接着力項目

スリーボンド2270C

他社品

硬化条件

120℃× 140℃× 160℃× 130℃×50min
40min

30min

20min

＋155℃×120min

ブランク

41MPa

39MPa

44MPa

40MPa

PCT後

21MPa

21MPa

23MPa

PCT直後剥離※PCT条件：121℃・2気圧×12時間後を行ないます。その熱質量変化を測定し、アウトガ
ス量とします。

500.0

これとは別に、流体軸受けモータ（FDB）のオイ

TB2087G レオメーターによる各温度の粘度経時変化

せん。図−３にTB3057Hの80、120℃連続加熱時の

熱分解

図−２.

図−８.

ることができます。質量変化と温度・時間の関係がアウトガス−30.000

かります。

ようになっています。

定は、ある加熱条件下のシール剤、接着剤から発生−20.000が少なく、加熱により短時間で反応が始まるのがわ

本剤、硬化剤の色を変え、混合状態が目視でわかる

熱時の質量変化を測定することができます。この測わかります。しかし、発生ガスの成分の特定はでき

100.0

ルシール目的に耐オイル性のある二液性エポキシ樹

熱分析装置（TGA）を用い、シール・接着剤の加する水分、無機及び有機発生ガスの絶対量を測定す−50.000

硬化挙動の結果を示します。室温付近では粘度変化

２−２, TGAを用いた熱質量減少の測定

コメント：
温度プログラム：［C］［C/min］［min］［sec］ オペレータ
TB3057H
1＊ 20− 500 1
02020 ㎎ 3000mj/cm2
1℃/min.
25℃ → 500℃

0.000

TG ％

商品名

HDD 用エポキシ樹脂一覧＜＜TG/DTA＞＞
データ名：TB3057H
日
付：0/2/26 23:28
サンプル：TB3057H
20.6608 ㎎
リファレンス：NONE
0㎎

るものは、付着力が強く腐食性のある成分です。

２,

アウトガス測定方法

接着剤の硬化物から発生するアウトガス測定方法は、
GC-MS、TGAなどの化学分析装置が利用されています。
中でもガスクロマトグラフィーとマススペクトルを組み合わせたGC-MSは、アウトガスの定性・定量分析のドット 20 ㎎
80℃×2h120℃×2h
80℃
120℃−0.200酸、有機溶剤等の素原料に含まれる不純物です。ア
ウトガス成分の中でも、HDDに影響が有るとされコメント：
温度プログラム：［C］［C/min］［min］［sec］ オペレータ
TB3057H
1＊ 20− 80
10
240 1−0.000TG ％

表−３.

シール・接着剤のアウトガス成分は、発生量の測−0.000−0.200−0.400−0.39％ −0.400−0.600−0.600−0.800−0.800−0.93％−1.000ThreeBond Co.,Ltd.

図−３.

20.0

40.0

60.0
Time min

80.0

100.0

−1.000120.0

TB3057H 80、120℃連続加熱時
熱質量変化率
3

TG ％

４,

１,

HDDに使用される各種シール・接着剤

スピンドルモータには、ベアリングとシャフトのはじめに、図―１にHDDの分解図とそこに使用さ固定や、マグネットの固定に嫌気性樹脂やエポキシ

導電性樹脂は、エポキシ樹脂などの接着剤（バイン

紫外線硬化性樹脂と静電気除去を目的とした導電性れているスリーボンドのシール・接着剤を示します。

樹脂が使用されています。磁気ヘッドやサスペンシ

ダー）と銀粉などの導電性のある粉体（導電性フィラ樹脂の二種類が使用されていましたが、TB3305Bだけでスリーボンドは、各種シール・接着剤をHDD用途に

ョンには紫外線硬化性樹脂や導電性樹脂が使用されー）から構成されています。バインダーに導電性フィ

二種類の接着剤の役割を果たすため工程の簡略化が提供しています。

ています。ボイスコイルモータ（VCM）にはコイル

ラーを80〜90重量％分散させています。バインダーが可能になりました。TB3305Bの特徴は、紫外線の固定や、マグネットの固定にエポキシ樹脂が使用硬化する時に発生する体積収縮により導電性フィラー

照射で仮固定ができ、影部は加熱により完全硬化さされています。

がお互いに接近し、硬化物が導電性を持つよう設計させることができ、10ミクロン以下の狭い隙間で上下

１−１, HDD用各種シール・接着剤

５, 導電性樹脂に使用されています。従来この用途には、接着用のHDDには数多くのスリーボンド商品が使われておスリーボンドは、HDD内部に発生するシール・

れています。HDDは、高速回転により静電気を発生

導通（静電気除去）を可能にします。また、硬化物

ります。HDDの蓋にあたるカバーには紫外線硬化性

接着剤所以のアウトガス総発生量の低減を目的としさせます。この静電気は磁気ヘッドやメディアに大きに可とう性があり、硬化時の応力が少なく、磁気ヘのシール剤が使用されています。

て、HDDの各部位に適合した各種シール・接着剤

なダメージを与えてしまいます。この静電気除去に導ッドに歪みを与えません。図−９に、TB3305Bの使を開発し、提供しています。

電性樹脂が利用されています。表−５にHDD用導電

用例を示します。

性樹脂の性状及び物性を示します。
キャップシール剤

マグネットの接着

表−５.
カバーシール剤

シャフトとケースの接着ベアリングとシャフトの接着

商品名
外観
粘度
比重
標準硬化条件可使時間
せん断接着強さ
はく離接着強さ
ガラス転移点熱質量変化率
線膨張係数
用途

コネクターシール

HDD 用導電性樹脂一覧

Pa・（
s P）
分
℃
％
×10−6／℃

スリーボンド3380E スリーボンド3305B
本剤
硬化剤
銀色
灰色
黒褐色
31
（310）
2.9
（29）
22
（220）
3.7
3.2
1.8
60℃×3時間
120℃×30分
240
（注１）
−
19.5
（198）
（注２）
16.9
（172）
（注２）
−
2.7
（6.7）
−
17
0.09
（注３）
0.10
（注４）
−
−
キャップシール
HDD用磁気ヘッドの組み立て用

注１：混合直後の粘度が二倍になるまでの時間
注２：２φセラミックチップ／ガラスの接着力
注３：120℃×１時間のエージング
注４：120℃×２時間のエージング

５−１, 二液無溶剤型導電性樹脂 TB3380B
導電性樹脂TB3380Bは、バインダーに二液性エポ

TB3305Bによる工程

キシ樹脂（無溶剤）を用いています。本剤、硬化剤
両方に、導電性フィラーである銀粉を分散させていワイヤー固定ヘッドの固定ます。スピンドルモータのシール及び静電気除去に使用されています。TB3380Bの特徴として、硬化物に可とう性があるのでヒートサイクルに強く、体積抵抗値が安定していることが挙げられます。

ピボット固定従来工程

５−２, 紫外線硬化型導電性樹脂 TB3305B

VCMマグネットの接着
コイルとアルミブロックの接着

導電性樹脂TB3305Bは、バインダーに一液性の紫外線硬化性樹脂（無溶剤）を、導電性フィラーに銀粉（最大粒径10ミクロンの球状粉）を用いています。

図−１.
2

HDD 分解図とシール・接着剤

図−９.

TB3305B 使用例

スライダーとサスペンションの接着及び静電気除去

7

６,

おわりに

今回ご紹介したシール・接着剤の低アウトガス化技術は、HDD以外の電気・電子デバイスにおいても欠かせない技術となっています。液晶やEL表示板のシール剤、水晶振動子の固定に用いられる導電性樹脂、光ピ
ックアップ等のレンズ周りに用いられる接着剤等、低アウトガス化の要求はますます増えてくると考えます。
更なる、低アウトガス化、機能付与の追究を行なっていきます。
株式会社スリーボンド 研究所
開発部 電気開発課

スリーボンド･テクニカルニュース
平成 13 年 ７ 月 １ 日 発 行

荒 井 佳 英井 上学

楠 山 亜 紀鈴 木 宏 則伊 藤 克 憲HDD用シール・接着剤の開発

参考文献
1）ストレージ用語辞典 日経BP社

はじめに

2）日本工業出版「クリーンテクノロジー」第９巻第２号
クリーンルーム構成材料等のアウトガス分析㈱住化分析センター

3）工業材料 Vol.49 No.５ 電気分野における嫌気性接着剤

野中 辰夫㈱スリーボンド他

楠山 亜紀

IT化、デジタル化が進む現代に、欠かせないデバイスの一つにハードディスクドライブ（HDD）
があります。HDDは、パソコンや大型コンピューターの記録装置として年間2億台を越す生産量があります。その特徴は、高容量であり、アクセススピードが速く、コストパフォーマンスに優れていることが挙げられます。スリーボンドは、このHDD用シール・接着剤として、低アウトガスを特徴とした嫌気性封着剤・エポキシ樹脂・紫外線硬化性樹脂・導電性樹脂を開発しています。
今回は、これらのシール・接着剤の低アウトガス化技術やその性能、また、アウトガス測定方法等をご紹介します。
HDDは、密閉された記録装置です。そのため装置内部で腐食性のある揮発性ガスが発生してしまうと、装置に大きな影響を与えてしまいます。HDDは、磁気ヘッドを用いて平滑なアルミ盤やガラス盤上の記録膜（メディア）に、信号を記録していく磁気記録装置であり、磁気ヘッドは、一分間に5千〜１万回転するメディアに信号を送り、読み書きを行ないます。その時の磁気ヘッドとメディアの距離は、ほんの数十nm程度しかありません。ゆえに、このメディアと磁気ヘッドの間に異物が付着してしまうと、装置に大きなダメージを与えてしまいます。そのため、HDDは外部からの小さな埃や、塵、湿度の侵入を防ぎ、装置に使用する部品や接着剤から発生する揮発性ガ
スを限りなく少なくすることを追究しています。また、使用される接着剤には、低アウトガス化
以外にも、特殊機能、作業性、生産性、品質管理・商品の供給体制等多くの要求があります。ス
リーボンドはこれらの要求に応えるべく、国内外の開発・営業・生産工場が一体となって、タイムリーな商品開発、安定な商品供給に努めています。
以下、Three BondをTBと略します。

目
はじめに‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥１
１, HDDに使用される各種シール・接着剤‥‥‥‥２
１−１, 各種シール・接着剤‥‥‥‥‥‥‥‥‥２
１−２, シール・接着剤のアウトガスとは‥‥‥３
１−３, アウトガスの成分 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥３

8

企編

画 株式会社
編集室
集 東京都港区南青山5-12-3-903

発

行 株式会社 スリーボンド

電話 03(3407)0333

東京都八王子市狭間町1456
電話 0426 (61)1333 ㈹２, アウトガス測定方法 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３
２−１, 定性と定量‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥３
２−２, TGAを用いた熱質量減少の測定‥‥‥‥３
２−３, GC-MSを用いた定性と定量‥‥‥‥‥４
２−４, 測定値の評価‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥４

次
３, 嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂‥‥‥‥４
３−１, HDD用嫌気性封着剤・紫外線硬化性樹脂‥‥４
３−２, 新しい嫌気性封着剤 TB1360D‥‥‥５
３−３, 紫外線硬化性樹脂 TB3061H‥‥‥‥５
４, エポキシ樹脂‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥６
４−１, 二液性エポキシ樹脂 TB2087F,87G‥‥６
４−２, 一液性エポキシ樹脂 TB2270C‥‥‥‥６
５, 導 電 性 樹 脂 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥７
５−１, 二液無溶剤型導電性樹脂 TB3380B‥‥７
５−２, 紫外線硬化型導電性樹脂 TB3305B‥‥７
６, おわりに ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥８

1