CN101384843B

CN101384843B - 密封垫及其制造方法

Info

Publication number: CN101384843B
Application number: CN2007800047631A
Authority: CN
Inventors: 高桥良一; 今井康
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: JPWO2007091685A1; WO2007091685A1; CN101384843A

Abstract

本发明提供一种通过分配法形成高度高的密封垫的密封垫的制造方法，该密封垫的制造方法包括首先在盖体12的表面喷出液态的固化性树脂，其后通过紫外线照射将其半固化(第1层10A的形成)的工序；接着，在半固化了的固化性树脂上喷出液态的固化性树脂(第2层10B的形成)，其后，将第1层10A和第2层10B完全固化。因为第1层10A为半固化的，所以即使在其上面喷出固化性树脂而堆积第2层10B，下面的第1层10A也不会因重量而被压扁，可保持喷出后的形状。因此，在盖体12的表面可得到线宽窄、且高度高的尺寸精度良好的密封垫10。

Description

密封垫及其制造方法

技术领域

本发明涉及密封垫的制造方法，更详细地说，涉及不使用模具，无需片材的冲裁和粘接工序就可以制造出高度高的密封垫的密封垫及其制造方法。

背景技术

近年来，计算机硬盘装置向高性能化、小型化发展、并具有复杂的电路结构，细微的灰尘也会引发故障，所以，在实际应用上，防尘的必要性增加，通常使用密封垫来防止灰尘的侵入。

目前，硬盘装置用密封垫(以下有时称为HDD密封垫)通过如下的方法进行制造：用模具成形为所期望的截面形状的方法(参照特许文献1)；将聚氨酯泡沫片材或固体橡胶片材的片材冲裁物粘贴于盖板上的方法；通过传递成型或注射成型将固体橡胶桥接于板两面，使之与板一体化的方法；使用分配器，在板面上将熔融树脂或溶液状树脂通过一次性加工挤出成密封垫形状，实现一体化的分配法；将配合有粘接性树脂的热塑性弹性体在板面上注射成型，实现一体化的方法(参照特许文献2)等。

这些制造方法中，分配法具有以下优点：不需要到开始制造为止的长准备时间、且不需要增加初期成本的模具，是在盖板上直接加工出密封垫形状的方法，所以不需要粘贴工序等工序。

该分配法在工业上广泛应用，关于HDD密封垫，分配法已经应用到制造3.5英寸(88.9mm)HDD等大型装置用密封垫中，大部分3.5英寸HDD密封垫都是通过此方法制造的。

另一方面，随着HDD小型化技术的进步，现在，2.5英寸(63.5mm)的HDD正成为主流，进一步，1.8英寸(45.7mm)、1英寸(25.4mm)的小型HDD也正被制成产品。对于在这些小型HDD中应用的HDD密封垫，有必要使用线宽更窄、且高度高的像墙壁一样的密封垫。

专利文献1：日本2003-247644号公报

专利文献2：日本2001-302874号公报

发明内容

发明要解决的问题

可是，在分配法中，将从分配器挤出的液态的固化性树脂，通过一次性加工形成密封垫形状，所以，密封垫的截面形状由于液态的固化性树脂的自重而变成类似被压扁的半圆形状。

因此，难以形成线宽窄、且高度高的密封垫，另外，不能达到所追求的密封垫高度和宽度的精度，所以，3.5英寸HDD密封垫的制造方法为主流的分配法并不适用于制造2.5英寸HDD密封垫和比这个更小的HDD密封垫，实际上，那样的产品也没有出现在市场上。

本发明在这种情况下，其目的在于提供一种可在盖体等被形成部件的表面上形成线宽窄、且高度高的密封垫的密封垫的制造方法。

解决问题的方法

本发明第1方式的密封垫的制造方法具有如下工序：第1喷出工序，将液态的固化性树脂喷出到被形成部件的表面；半固化工序，将前述第1喷出工序喷出的前述固化性树脂半固化；第2喷出工序，在通过前述半固化工序半固化了的前述固化性树脂上喷出液态的前述固化性树脂；完全固化工序，将前述第1喷出工序喷出的前述固化性树脂和前述第2喷出工序喷出的前述固化性树脂完全固化。

然后，对第1方式的密封垫的制造方法的作用进行说明。

在第1方式的密封垫的制造方法中，首先在第1喷出工序中，液态的固化性树脂被喷出在被形成部件的表面，其后，在半固化工序中，第1喷出工序喷出的固化性树脂被半固化。

其后，在第2喷出工序中，在通过半固化工序半固化了的固化性树脂上喷出液态的固化性树脂，在完全固化工序中，将第1喷出工序喷出的固化性树脂(半固化)和第2喷出工序喷出的固化性树脂(未固化)完全固化。

第1喷出工序喷出的固化性树脂在半固化工序中被半固化，所以，即使在其上面喷出固化性树脂使高度变高，下侧的半固化了的固化性树脂也可保持喷出后的形状而不会因重量而被压扁，可在盖体等被形成部件的表面得到线宽窄、且高度高的尺寸精度良好的密封垫。

在本发明第1方式中，前述固化性树脂的固化是通过活性能量射线的照射来进行的，前述半固化工序中的活性能量射线的照射强度被设定成比前述完全固化工序中的活性能量射线的照射强度小。此时，也可以将半固化定义为下述的固化状态，即，相对于进行完全固化的照射强度，用其1/20到1/5的照射强度照射时所得到的固化状态。

以下说明上述方式的密封垫的制造方法的作用。

半固化工序中的活性能量射线的照射强度与完全固化工序中的活性能量射线的照射强度相同或比其大的情况下，第1喷出工序喷出的固化性树脂的固化程度与第2喷出工序喷出的固化性树脂的固化程度有很大的不同(第1喷出工序喷出的固化性树脂的固化程度比第2喷出工序喷出的固化性树脂的固化程度极端地大)，在压缩密封垫情况下等，第1喷出工序喷出的固化性树脂(固化结束)与第2喷出工序喷出的固化性树脂(固化结束)之间的边界有可能会产生剥落等情况。

对此，在利用上述方式的密封垫的制造方法中，将半固化工序中的活性能量射线的照射强度设定成比完全固化工序中的活性能量射线的照射强度小，所以在完全固化工序后，第1喷出工序喷出的固化性树脂的固化程度与第2喷出工序喷出的固化性树脂的固化程度的差别变小，可抑制上述剥落的产生。

进一步，在上述方式的密封垫的制造方法中，可将前述半固化工序中的活性能量射线的照射强度设定在前述完全固化工序中的活性能量射线的照射强度的1/20～1/5的范围内。

以下说明该方式中的密封垫的制造方法的作用。

通过将半固化工序中的活性能量射线的照射强度设定在完全固化工序中的活性能量射线的照射强度的1/20～1/5的范围内，可更进一步抑制第1喷出工序喷出的固化性树脂(固化结束)与用第2喷出工序喷出的固化性树脂(固化结束)之间的边界的剥落。

再者，半固化工序中的活性能量射线的照射强度低于完全固化工序中的活性能量射线的照射强度的1/20的话，固化程度过少，有可能不能保持第1喷出工序喷出的固化性树脂的形状。

另一方面，半固化工序中的活性能量射线的照射强度超出完全固化工序中的活性能量射线的照射强度的1/5时，有可能不能抑制上述剥落的产生。

本发明第2方式的密封垫的制造方法为：通过交替进行喷出液态的固化性树脂的喷出工序和将喷出的固化性树脂固化的固化工序，从而堆积固化性树脂层时，在最终的固化工序中进行固化处理以使全部固化性树脂完全固化，在最终的固化工序之前的固化工序中，将固化性树脂半固化。

然后，说明本发明第2方式的密封垫的制造方法的作用。

在第2方式的密封垫的制造方法中，在最初的喷出工序中，液态的固化性树脂例如被喷出在被形成部件的表面，在固化工序中，进行所喷出的固化性树脂的固化处理。

在后面的喷出工序中，喷出液态的固化性树脂堆积在半固化了的固化性树脂上，在固化工序中，对堆积的固化性树脂进行固化处理。

通过这样交替进行喷出工序和固化工序，固化性树脂被堆积，其高度变高。另外，在最终的固化工序中，进行固化处理以使全部固化性树脂完全固化。

堆积时的下侧的固化性树脂在最终的固化工序之前的固化工序中被半固化，所以即使在其上面喷出固化性树脂使高度变高，下侧的半固化了的固化性树脂不会因重量而被压扁，可保持喷出后的形状。

因此，根据第2方式的密封垫的制造方法，可在盖体等被形成部件的表面得到线宽窄、且高度高的尺寸精度良好的密封垫。

发明效果

根据本发明的密封垫的制造方法，可以不使用模具，不需要片材冲裁和粘接工序，而制造出高度高的密封垫。

附图说明

图1是形成密封垫的盖体的平面图。

图2A是形成第1层的盖体的截面图。

图2B是形成第2层的盖体的截面图(图1的2B-2B线截面图)。

符号说明

10：密封垫

12：盖体

具体实施方式

图1中示出密封垫10被一体化了的盖体12。

该密封垫10为将液体状的固化性树脂线状喷出在盖体12的表面而固化的物质。

作为固化性树脂，特别优选使用选自聚氨酯、环氧系聚合物、硅树脂以及将这些改性的物质中的至少一种为主成分。

作为固化性树脂，这些当中最优选以丙烯酸改性的聚氨酯为主成分的物质。作为丙烯酸改性的聚氨酯，可列举出聚醚多元醇的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚酯多元醇的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、或分子中同时具有醚基和酯基的聚氨酯丙烯酸酯低聚物、以及具有碳酸酯基的碳酸酯二醇的聚氨酯丙烯酸酯低聚物等。作为聚醚多元醇，可使用在下述物质中加成环氧乙烷或环氧丙烷等得到的化合物，所述物质例如为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇以及1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、2，2-双(4-羟基环己基)丙烷、双酚A等。

聚酯多元醇可通过醇成分与酸成分反应而得到，可以使用在下述物质中加成环氧乙烷或环氧丙烷等得到的化合物或者加成ε-己内酯的化合物等作为醇成分，所述物质例如为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇以及1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、2，2-双(4-羟基环己基)丙烷、双酚A等，并使用己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸等二元酸及其酸酐作为酸成分。

上述的醇成分、酸成分以及ε-己内酯三者同时反应得到的化合物也可以作为聚酯多元醇使用。另外，碳酸酯二醇可以通过例如碳酸二苯酯、碳酸二氯苯基酯、碳酸二萘酯、苯基-甲苯甲酰基-碳酸酯、苯基-氯苯基-碳酸酯、2-甲苯基-4-甲苯基-碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸二芳基酯或碳酸二烷基酯与二醇类例如1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，8-辛二醇、1，4-环己烷二甲醇、2-甲基丙二醇、二丙二醇、二丁二醇或上述的二醇化合物与乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、壬二酸、六氢苯二甲酸等二羧酸的反应产物，或作为ε-己内酯的反应产物的聚酯二醇等的酯交换反应而得到。

这样得到的聚碳酸酯二醇为分子中具有一个碳酸酯结构的单碳酸酯二醇或分子中具有二个以上碳酸酯结构的多碳酸酯二醇。本发明使用的固化性树脂中，特别优选的丙烯酸改性的聚氨酯为聚醚多元醇以及聚酯多元醇的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，作为有机二异氰酸酯，特别优选为异佛尔酮二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯以及六亚甲基二异氰酸酯。

本发明使用的固化性树脂可配合公知的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂，例如可列举出苯偶姻乙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻异丙醚等苯偶姻烷基醚系；2，2-二乙氧基苯乙酮、4’-苯氧基-2，2-二氯苯乙酮等苯乙酮系；2-羟基-2-甲基苯丙酮、4’-异丙基-2-羟基-2-甲基苯丙酮、4’-十二烷基-2-羟基-2-甲基苯丙酮等苯丙酮系；苯偶酰二甲基缩酮、1-羟基环己基苯基酮和2-乙基蒽醌、2-氯蒽醌等蒽醌系；以及噻吨酮系光聚合引发剂等。

这些光聚合引发剂可单独使用1种或2种以上组合使用。使用光聚合引发剂时，每100质量份作为主成分的丙烯酸改性的聚氨酯，其配合量优选为0.5～5质量份、更优选为1～3质量份。

另外，在不损害本发明的效果的范围内，在本发明使用的固化性树脂中，可配合光敏剂、热阻聚剂、固化促进剂、颜料等。

在固化性树脂中，温度为23℃、剪切速率为1.0/秒的粘度优选为100～10000Pas、更优选为200～5000Pas、最优选为500～1000Pas。该粘度不足100Pas时，流动性大，所以不能保持密封垫形状。另外，该粘度超过10000Pas时，难以赋形成密封垫形状。

另外，在本发明使用的固化性树脂中，用y＝-ax+b(a和b为正数)表示粘度的常用对数(y)与剪切速率的常用对数(x)的关系时，a的值优选为0.3以上、更优选为0.35以上、进一步优选为0.40以上。a的值不足0.3时，粘度的剪切速率依赖性小，所以产生粘度过低而不能保持形状、或粘度过高而不能挤出固化性树脂的不利情况。作为将含有上述成分的固化性树脂的粘度、以及粘度与剪切速率的关系调整在上述范围内的方法，有控制聚合低聚物分子量的方法、控制极性的方法等。

再者，与挤出固化性树脂并固化而形成的密封垫10一体化的盖体12可用金属或热塑性树脂等合成树脂来形成。

(半固化)

在前述半固化工序中使用活性能量射线的情况下，和前述一样将半固化定义成下述固化状态，即，相对于进行完全固化的照射强度，用其1/20到1/5的照射强度照射时所得到的固化状态，下面基于实施例详细说明半固化。表1表示在密封垫高度为1mm、完全固化条件是照射强度为2000mJ/cm²情况下的第1段和第2段的凹槽的形成状态、在边界面有无剥离。边界面的剥离情况通过尝试以下的实验方法来进行：(i)通过浸渍在甲苯中，观察第1段和第2段的边界面是否剥离，(ii)用万能拉力机等撕裂，观察边界面是否发生剥离，或者不发生剥离时，密封垫的材料本身是否断裂等(实际上，(i)的方法可明确地区别)。

在该实验结果中，相对于完全固化条件即照射强度2000mJ/cm²，其1/20以下的强度的情况下，第1段和第2段之间不产生凹槽，没有区别。另外，相对于完全固化条件的照射强度，比1/5大时，第1段和第2段之间产生剥离而剥落。从该结果可理解上述定义基本上合适。

表1

(制造工序)

在本实施方式的密封垫的制造方法中，使用具有活性能量射线固化性的固化性树脂，使用三维自动涂布控制装置，如图2A所示，在盖体12的表面将此固化性树脂一次性加工形成第1层10A后(喷出工序)，通过活性能量射线的照射，将该第1层10A半固化(半固化工序)。

作为将液态的固化性树脂喷出到盖体上时使用的三维自动涂布控制装置，没有特别的限制，可使用气动式、螺旋式、滚筒式、管式等挤出装置。

固化性树脂的固化使用的活性能量射线是指，例如紫外线和电子射线、α射线、β射线、γ射线等电离性放射线。使用紫外线时，优选在固化性树脂中含有光聚合引发剂和/或光敏剂。使用电子射线、γ射线这样的电离性放射线时，可在不含有光聚合引发剂、光敏剂的情况下使其快速地进行固化。

作为紫外线源，可列举出氙气灯、低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯等。作为照射紫外线的气氛，优选为氮气、二氧化碳等惰性气氛或降低了氧气浓度的气氛，在通常的空气气氛下也可固化紫外线固化性树脂。照射气氛温度通常为10～200℃。

然后，如图2B所示，在半固化了的第1层10A上喷出液态的固化性树脂而形成第2层10B。

形成第2层10B后，通过活性能量射线的照射，完全固化第1层10A和第2层10B(最终固化工序)，从而在盖体12上完成高度高的密封垫10。

再者，在活性能量射线照射装置中，活性能量射线可以控制成与三维自动涂布控制装置的挤出口的移动同步移动，即，在盖体上喷出后立即依次对固化性树脂进行照射。

将第1层10A半固化时的活性能量射线的照射强度优选为将第1层10A和第2层10B完全固化的完全固化工序中的活性能量射线的照射强度的1/20～1/5左右。另外，在此所说的半固化不是指固化程度为50％，是指固化成即使在第1层10A上重叠液态的固化性树脂也不会因自重而被压扁，而是可以保持形状的程度。

半固化第1层10A时的活性能量射线的照射强度不足上述范围时，第1层10A的固化不充分，不能保持第1层10A的形状。另一方面，半固化第1层10A时的活性能量射线的照射强度超出上述范围时，在完全固化工序后，第1层10A和第2层10B之间的固化程度极端地不同(例如，第1层10A过度固化)，在压缩状态的情况下等，有可能从第1层10A和第2层10B的边界产生剥落。

再者，本实施方式的密封垫10由第1层10A和第2层10B构成，也可以在第2层10B上再形成层，由3层以上的层构成。都是在喷出固化性树脂后半固化而保持层的形状，在此基础上以堆积的方式喷出固化性树脂，在最终的固化工序中，完全固化全部层的固化性树脂。

再者，作为固化性树脂，例如可使用包含丙烯酸改性的聚氨酯在内的、美国的EMENTIS SPECIALTIES公司制的紫外线交联型聚氨酯Ecllipse，当然也可使用其他种类的固化性树脂。

作为三维自动涂布控制装置，例如可使用NORDSON公司制的CENTURY C720(以下称为装置1)或SAN-EI TECH公司制的液体涂布器350F-3(以下称为装置2)。

另外，作为紫外线照射装置，例如可使用EFOS公司制的NOVACURE紫外线照射装置。

Claims

1. 一种密封垫的制造方法，其具有如下的工序：

第1喷出工序，将液态的固化性树脂喷出到被形成部件的表面；

半固化工序，将前述第1喷出工序喷出的前述固化性树脂半固化；

第2喷出工序，在通过前述半固化工序半固化了的前述固化性树脂上喷出液态的前述固化性树脂；

完全固化工序，将前述第1喷出工序喷出的前述固化性树脂和前述第2喷出工序喷出的前述固化性树脂完全固化。

2. 根据权利要求1所述的密封垫的制造方法，前述固化性树脂的固化通过活性能量射线的照射来进行，前述半固化工序中的活性能量射线的照射强度被设定成比前述完全固化工序中的活性能量射线的照射强度小。

3. 根据权利要求2所述的密封垫的制造方法，前述半固化工序中的活性能量射线的照射强度被设定在前述完全固化工序中的活性能量射线的照射强度的1/20～1/5的范围内。

4. 一种密封垫的制造方法，所述密封垫的制造方法包括：在被形成部件的表面，交替进行喷出液态的固化性树脂的喷出工序和将喷出的固化性树脂固化的固化工序，从而堆积固化性树脂层，

其中，在最终的固化工序中进行固化处理，以使全部固化性树脂完全固化，在前述最终的固化工序以前的固化工序中将固化性树脂半固化。

5. 根据权利要求4所述的密封垫的制造方法，前述喷出工序的第2次及其以后的液态的固化性树脂的喷出在已经喷出的固化性树脂之上进行。

6. 根据权利要求4所述的密封垫的制造方法，前述固化性树脂的固化通过活性能量射线的照射来进行。

7. 根据权利要求6所述的密封垫的制造方法，最终的固化工序以前的固化工序中的前述活性能量射线的照射强度被设定成比前述最终的固化工序中的活性能量射线的照射强度小。

8. 一种密封垫，其为使用权利要求1～7任一项的方法来制造的。