JP2001225392A - 精密機器用ガスケットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充分なシール性能を発揮し、かつＸ−Ｙ−Ｚ軸
塗布ロボットを用いて高い生産性で製造可能な精密機器
用ガスケットの製造方法を提供する。 【解決手段】 応力を加えた動的な状態では流動性が増
加するが静的な状態においては高い粘度を維持する、い
わゆるチクソトロピー性が極めて高い液状材料を、Ｘ−
Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットのノズルから精密機器の防塵カバ
ーである基板表面上に紐状に吐出した後、吐出した液状
材料に活性エネルギー線を照射して硬化させガスケット
を得る。これにより、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットのノズ
ルから液状材料を効率良く高い生産性で基板表面に液状
材料を吐出しつつ、吐出した液状材料の断面形状を理想
的な断面形状に保持することができるから、充分なシー
ル性能を有するガスケットを高い生産性で製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は精密機器の密封に用
いるガスケットの製造方法に関し、より詳しくは低荷重
の締付けにおいてもシールが可能で、かつ揮発するガス
量が少なくなるように改良された精密機器用ガスケット
の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子計算機、携帯電話、デジタル
カメラ等の電子機材の小型化が進み、それらに用いられ
る小型部品も急速に精密化が求められている。その中で
も電子計算機に内蔵される記憶装置であるハードディス
クドライブ（以下、ＨＤＤと表す）の高性能化は特に著
しい。

【０００３】ＨＤＤにおいては磁気ディスクとヘッド、
モータ及びそれらに関連する電子部品を、外部の異物に
よって汚染されない様に完全に密封する構造となってい
る。このため、一般的にＨＤＤ本体容器と防塵カバーと
の間に介装されるガスケットとして高分子弾性体が使用
されている。

【０００４】一方、パソコン、ワープロ等の高性能化及
び小型化という時代背景のもと、ＨＤＤには更なる記憶
容量の増大が求められている。このため、ＨＤＤの磁気
ディスクとヘッドとの間の隙間は、より一層狭くなる傾
向にある。

【０００５】他方、ＨＤＤの磁気ディスクとヘッドとの
隙間の狭小化が進むに連れ、ＨＤＤを構成する部品から
発生する揮発性成分が磁気ディスクを汚染し、記憶障害
を起こすことが知られており、これが現在重要な問題と
なっている。高分子弾性体を使用するガスケットから揮
発するガスもまた例外ではなく、揮発ガスの発生量を抑
えたガスケットが求められている。

【０００６】このような問題点を解決するべく、特再平
８−８１０５９４号公報に記載されたガスケットの製造
方法においては、紫外線硬化性を有する液状材料をＸ−
Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットを用いて基板上に吐出した後に紫
外線を照射することにより、簡便に、化学的に安定で揮
発するガス量が少なく、かつ正確な形状のガスケットを
製造するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、揮発性
成分量が数ｐｐｍレベルを求められている近年の精密機
器用ガスケットの製造法として、上述したガスケットの
製造方法によっても未解決な部分が多い。

【０００８】また、シール性能を充分に発揮し得るガス
ケット形状は、締付け時のつぶし代の量、つまりガスケ
ットの断面高さに依存する。このため、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗
布ロボットを用いて断面形状高さの高いガスケットを製
造する際には、できるだけ高粘度の液状材料を使用する
方が有利である。しかしながら、この様な高粘度の液状
材料の使用は塗布装置の吐出能力を低下させ、生産性能
が落ちるといったデメリットを生じる。

【０００９】そこで本発明の日的は、例えばＨＤＤの様
にガスケットから揮発するガス量が極めて低レベルであ
ることが必要とされる精密電子機器に使用可能であり、
かつ充分なシール性能を発揮し、さらにはＸ−Ｙ−Ｚ軸
塗布ロボットを用いて高い生産性で製造可能な精密機器
用ガスケットの製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の精密機器用ガスケットの製造方法において
は、応力を加えた動的な状態では流動性が増加するが静
的な状態においては高粘度を維持する、いわゆるチクソ
トロピー性が極めて高い液状材料を、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布
ロボットを用いて精密機器の防塵カバーである基板表面
上に紐状に吐出する。これにより、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロ
ボットのノズルから液状材料を効率良く高い生産性で基
板表面に液状材料を吐出しつつ、吐出した液状材料の断
面形状を理想的な形状に保持することができる。

【００１１】基板表面上に吐出した液状材料には、紫外
線若しくは電子線等の活性エネルギー線を照射し、液状
材料を急速に硬化させる。このとき、完全な硬化が可能
であれば空気雰囲気下でも特に問題はないが、気相表面
の硬化性（タック性）及びガスケットから揮発するガス
の量（アウトガス性）を考慮すると、窒素等の不活性ガ
ス雰囲気下での照射の方が理想的である。

【００１２】活性エネルギー線を用いて液状材料を硬化
させて製造したガスケットは、基板との接着力を増加さ
せるため、及びガスケットに含まれる揮発性成分を除去
するために高温処理を行う。液状材料を吐出する基板に
は、通常、ニッケルメッキ鋼、ステンレス、アルミ等が
使用されるが、それらの気相表面には極性の高い酸化皮
膜が存在している。このとき、本発明において用いる水
酸基等の極性基を多く含んだ液状材料がこの種の金属酸
化皮膜と接すると、接着界面にファンデルワールス力な
どの分子間物理的吸着や水素結合といった力が働く。し
たがって高温処理施すことにより、接着現象の力となる
潜在的な結合を助長することができるから、金属基板と
の接着力が高く、プライマー処理や接着剤が不要であ
り、かつ揮発するガス量の極めて少ない、すなわちアウ
トガス性が極めて低い精密機器用ガスケットの製造が可
能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る精密機器用ガ
スケットの製造方法の一実施形態を、図１乃至図６を参
照して詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係る精
密機器用ガスケットの製造方法において用いるＸ−Ｙ−
Ｚ軸塗布ロボットの概略正面図、図２は図１に示したＸ
−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットの概略側面図、図３は図１及び
図２に示したＸ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットを用いて基板表
面上に液状材料を塗布する状態を示す概略側面図、図４
は基板表面上に吐出した液状材料の配置を説明する概略
斜視図、図５は基板表面上に製造したガスケットの断面
図、図６は実施例の結果を示す表図である。

【００１４】本実施形態のガスケットの製造方法におい
て用いる光硬化型液状材料は、紫外線や電子線といった
活性エネルギー線を照射したとき硬化反応を起こすもの
であれば、特に限定されない。例えば、高分子鎖の末端
に重合性炭素−炭素の二重結合を有するオリゴマーと、
１分子中に少なくとも１個の重合性炭素−炭素二重結合
を有する低分子化合物とからなるもので良い。

【００１５】上述の様な光重合性オリゴマーとして、一
般的にポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレー
ト、エポキシアクリレート、ポリブタジエンアクリレー
ト、シリコンアクリレート等を挙げることができる。架
橋剤または希釈剤の働きとして使用される光重合性低分
子化合物として、モノアクリレートとしてはアクリル酸
もしくはメタクリル酸のアルキルエステル、ヒドロキシ
アルキルエステル等を、多価アクリレートとしてアクリ
ル酸もしくはメタアクリル酸と多価アルコールとのエス
テル化合物を挙げることができる。

【００１６】本実施形態のガスケットの製造方法の様
に、光硬化型液状材料と金属基板との接着性を高める必
要性がある場合は、例えばアクリル酸若しくはメタアク
リル酸のヒドロキシアルキルエステル等、水酸基等の極
性基を含んだ化合物を用いた方が良い。

【００１７】また液状材料を硬化させる手段として紫外
線照射を用いる場合には、更に光重合開始剤を添加する
必要がある。この光重合開始剤として、例えばベンゾイ
ンエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキ
シアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン等を
挙げることができる。

【００１８】本実施形態のガスケットの製造方法におい
ては、図１および図２に示す様なＸ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボ
ットを用いて、上述した光硬化型液状材料を金属基板の
表面上に紐状に吐出する。このＸ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボッ
ト１は、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸、すなわち前後左右上下の３次元
方向に案内されて駆動されるディスペンサ２を有してい
る。そして、好むディスペンサ２にパイプ３を介して高
圧空気を供給するとともに、ディスペンサ２の下端に設
けたノズル４から高圧空気の圧力によって、水平テーブ
ル５上に載置した金属基板６の表面の所定位置に光硬化
型液状材料を吐出する。これにより、金属基板６の表面
上には、図３および図４に示したように光硬化型液状材
料７を連続的に切れ目無く吐出することができる。

【００１９】Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボット１は、予めプロ
グラムされたガスケット形状の描画パターンにしたがっ
て金属基板６の表面上に液状材料７を吐出する。このと
きの描画スピード、つまりガスケット８の製造に要する
時間は、液状材料７の吐出の容易さ、すなわち液状材料
のチクソトロピー性に大きく依存する。

【００２０】Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボット１を用いて金属
基板６の表面上に吐出した液状材料７には、紫外線や電
子線等の活性エネルギー線を照射し、吐出した液状材料
を硬化させる。これにより、金属基板６の表面上に、図
５に示したような断面形状を有するガスケット８を製造
することができる。

【００２１】金属基板６の表面上に製造したガスケット
８を圧縮する荷重が低い場合でも、充分なシール性能を
得られるガスケット８の形状とは、図５に示す様に長方
形と半円形とを組み合わせたような形状である。そし
て、ガスケット８の高さＨと幅Ｗとの比の値はできるだ
け大きい方が良いが、好ましい値は使用する液状材料の
性質によりほぼ一定の値を示し、０．６〜１．０の値が
理想的である。

【００２２】しかしながら、金属基板６の表面上に吐出
する液状材料７の粘度が低すぎると液状材料７の流動性
が高いため、活性エネルギー線を照射して液状材料７を
硬化させる前に断面形状が変化し始め、その断面形状を
図５に示した理想的な形状に止めておくことができな
い。これに対して、金属基板６の表面上に吐出する液状
材料７の粘度が高すぎると、液状材料をノズル４から吐
出する際の吐出抵抗が増加するため、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布
ロボット１を用いたガスケット８の製造効率が大幅に低
下してしまう。

【００２３】そこで、本実施形態のガスケットの製造方
法において用いる液状材料は、応力を加えた動的な状態
では流動性が増加するが静的な状態では高い粘度を維持
する、いわゆるチクソトロピー性を有したものである。
この液状材料は無機充填剤等の増粘剤を添加したもの
で、室温（２５℃）における粘度を回転粘度計を用いて
測定した場合に、毎秒２０回転（２０ｒｐｍ）のときに
は１０，０００〜８０，０００ミリパスカル秒（ｍＰａ
・ｓ）であるが、毎秒２回転（２ｒｐｍ）のときには２
００，０００〜５００，０００ミリパスカル秒（ｍＰａ
・ｓ）である。

【００２４】このようなチクソトロピー性が極めて高い
液状材料７を用いると、ノズル４から吐出されるときの
ように圧力（応力）が加えられるときの液状材料７の流
動性が高いから、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボット１を用いて
効率良く金属基板６の表面上に液状材料を吐出すること
ができる。しかしながら、金属基板６の表面上に吐出さ
れた後には負荷された圧力（応力）から開放されるため
に流動性が低下し、高く盛り上がったガスケットとして
の理想的な断面形状を保持することができる。

【００２５】金属基板６の表面に製造したガスケット８
は、金属基板６との接着力を増加させるため、及びガス
ケット８に含まれる揮発性成分を除去するために高温処
理を行う。高温処理は８０〜１５０℃の恒温槽内で３〜
２４時間程度実施する。また使用する恒温槽は、風速
０．５〜１．０ｍ／秒程度で槽内の空気が１時間に５回
以上の割合で入れ替わるものが望ましい。または槽内を
１０ｔｏｒｒ以下の真空状態に保つことが可能であるな
らば、ガスケットの揮発性成分の除去には更に理想的で
ある。

【００２６】実施例光重合性オリゴマーは、ポリテトラ
メチレングリコールとジフェニルメタンジイソシアネー
トの反応生成物をカプロラクトンメタクリレートにより
処理することによって調製したポリエーテル系のウレタ
ンアクリレートオリゴマー（平均分子量５０００）を用
いた。

【００２７】反応性希釈剤は、カプロラクトンメタクリ
レートを用いた。

【００２８】光重合開始剤は、１−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトンを用いた。

【００２９】上述した光重合性オリゴマー１００重量
部、反応性希釈剤４５重量部、光重合開始剤２重量部を
配合して攪拌混合し、紫外線硬化型液状材料を調製し
た。

【００３０】脱脂済みの無電解ニッケルメッキアルミ製
ＨＤＤ用防塵カバー（７０×１００×０．４ｍｍ）上
に、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボット１を用いて、上述した液
状材料を図４に示す描画パターンで塗布した。このと
き、ノズル４の内径は１．４３ｍｍ、吐出圧力０．０８
ＭＰａ、材料温度２５℃であった。その後、紫外線照射
装置を用い、空気雰囲気下で８，０００ｍＪ／平方ｃｍ
の密度で紫外線を照射して液状材料を硬化させた。

【００３１】上述した液状材料をガラス製の型（２０×
１００×２ｍｍ）内に流し込むとともに、紫外線照射装
置を用いて空気雰囲気下で８，０００ｍＪ／平方ｃｍの
密度で紫外線を照射して液状材料を硬化させ、硬さ及び
引張り特性試験用シートを作成した。

【００３２】実施例 上述のように調製して得られた液状材料に無機充填剤を
添加して攪拌混合した後、三本ロールミルで２回混練し
て各成分を分散させた。次いで、このように増粘させた
液状材料を用いて試験用ガスケット及びシートを作成し
た後、紫外線を照射して硬化させた。得られたガスケッ
ト、及びシートは１００℃の恒温槽で１２時間熱処理を
実施した。

【００３３】比較例１ 上述のように調製して得られた液状材料に無機充填剤を
添加せず、そのままの粘度で試験用ガスケット及びシー
トを作成した後、紫外線を照射して硬化させた。得られ
たガスケット、及びシートは１００℃の恒温槽で１２時
間熱処理を実施した。

【００３４】比較例２ 上述した実施例における試験用ガスケット及びシートに
熱処理を施さなかったものを用いた。

【００３５】比較例３ 上述した比較例１における試験用ガスケット及びシート
に熱処理を施さなかったものを用いた。

【００３６】粘度試験 液状材料を適当な容器に採り、回転粘度計にて２５℃の
粘度を測定した。

【００３７】吐出量試験 内径１．４３ｍｍのノズルを取り付けたシリンジ（内径
１５ｍｍ、内容量１０ｃｃ）に液状材料を採り、０．０
７８ＭＰａの空気圧をかけた時の液状材料の吐出流量を
測定した。

【００３８】硬さ試験 試験用シートにおいてＪＩＳＫ６２５３に従いゴム硬度
を測定した。

【００３９】引張り特性試験 試験用シートにおいてＪＩＳＫ６２５１に従い、引張強
さ、切断時伸びを測定した。

【００４０】揮発ガス定量試験 試験用ＨＤＤガスケットにおいて、以下の手法で加熱時
に揮発するガスの定量を行なった。すなわち、ヘリウム
パージの下、試験用ＨＤＤガスケットを１１０℃で１８
時間加熱し、そのとき発生したガスを吸着剤に捕集し
た。捕集した発生ガスは動的ヘッドスペース法を用いた
パージ＆トラップ装置内で再捕集させ、その後ＧＣ−Ｍ
Ｓ装置に導入して、定量分析を行なった。定量はトルエ
ン換算にて実施した。

【００４１】図６に、実施例及び比較例１〜３を上記の
試験により評価した結果を示す。増粘剤を添加し液状材
料のチクソトロピー性を高めることで、ディスペンサー
の吐出能力を損なわせず、かつ高さ／幅比の高い理想的
な半円状のガスケットを得る事ができた。またガスケッ
トを高温処理することで発生ガス量は大幅に減少させる
ことができた。いずれのガスケットも金属基板との接着
性は良好で指でガスケットを強く押した程度では全く剥
がれない状態であり、更に高温処理したときのガスケッ
トと金属基板との接着性は、通常のガスケットの使用に
耐え得る強固なものであった。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の精密機器用ガスケットの製造方法においては、応力を
加えた動的な状態では流動性が増加するが静的な状態に
おいては高粘度を維持する、いわゆるチクソトロピー性
が極めて高い液状材料を、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットを
用いて精密機器の防塵カバーである基板表面上に紐状に
吐出する。これにより、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットのノ
ズルから液状材料を効率良く高い生産性で基板表面に液
状材料を吐出しつつ、吐出した液状材料の断面形状を理
想的な断面形状に保持することができる。また、活性エ
ネルギー線を用いて液状材料を硬化させて製造したガス
ケットは、基板との接着力を増加させるため、及びガス
ケットに含まれる揮発性成分を除去するために高温処理
を行う。これにより、金属基板との接着力が高くてプラ
イマー処理や接着剤が不要であり、その結果として揮発
するガス量の極めて少ない低アウトガス性の精密機器用
ガスケットの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る精密機器用ガスケットの製造方法
において用いるＸ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットの概略正面
図。

【図２】図１に示したＸ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボットの概略
側面図。

【図３】図１及び図２に示したＸ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボッ
トを用いて基板表面上に液状材料を吐出する状態を示す
概略側面図。

【図４】基板表面上に吐出された液状材料の配置を説明
する概略斜視図。

【図５】基板表面上に製造されたガスケットの断面図。

【図６】実施例の結果を示す表図。

【符号の説明】

１ Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布ロボット ２ ディスペンサ ３ 圧力空気供給管 ４ ノズル ５ 水平テーブル ６ 金属基板 ７ 液状材料 ８ ガスケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F073 AA28 AA32 BA28 BA52 BB02 CA45 GA01 HA04 HA09 4F213 AA44 AH13 WA58 WA86 WA87 WB01 WF01 WF24 4H017 AB01 AB03 AC08 AC19 AD02 AD03 AE04 AE05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活性エネルギー線の照射によって硬化する
   チクソトロピー性の高い液状材料を、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸塗布
   ロボットのノズルから基板表面の所定位置に吐出した
   後、吐出した前記液状材料に活性エネルギー線を照射し
   て硬化させガスケットを得ることを特徴とする精密機器
   用ガスケットの製造方法。
2. 【請求項２】硬化させて得た前記ガスケットを高温処理
   することを特徴とする請求項１に記載の精密機器用ガス
   ケットの製造方法。
3. 【請求項３】前記液状材料として前記基板表面との親和
   性の高いものを用いることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の精密機器用ガスケットの製造方法。