JP2010234246A - 紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅（ｗ）に対して高さ（ｈ）がある（ｈ／ｗ値が高い）断面形状と継ぎ目の水平度を容易に両立させる製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によると、部材上に第１、第２及び第３の部分を有する液状の樹脂組成物を連続的に塗布し、前記樹脂組成物の第１の部分に第１の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第２の部分に前記第１の照射強度よりも大きい第２の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第３の部分のうち前記第１の部分と重なる部分を少なくとも含んだ部分に前記第２の照射強度よりも小さい第３の照射強度で紫外線を照射する、ことを含む紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置に関する。特に、本発明は、部材上に液状の樹脂組成物を塗付した後硬化させることにより形成するガスケット（ＣＩＰＧ（Ｃｕｒｅｄ ｉｎ Ｐｌａｃｅ Ｇａｓｋｅｔ））を形成する紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法に関する。特にチキソトロピック性を有する液状の紫外線硬化型アクリレートを用いたＣＩＰＧを形成する紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法に関する。

電気・電子分野、特にハードディスク装置のような精密な電子機器においては、その高性能化とともに小型化が要求され、複雑かつ高度な回路構成や部材配置が行われている。また、そのような装置においては、高い信頼性が要求されるため、外部からの塵や埃、水分等の異物混入や、装置の駆動部が発する騒音の遮蔽への対策は必須である。

それらの対策の１つとして、ガスケットを用いた装置のシールが挙げられる。ガスケットには、ウレタンフォームやゴムのシートを打ち抜いたものをカバープレートに貼り付ける方法がある。しかし、この抜き打ちタイプは、低圧縮応力の実現、省資源化の観点から問題があるため、ディスペンサを用いて部材上にガスケットの材料である樹脂組成物を一筆書きに押し出し、それを硬化させることにより、ガスケットを形成する方法が主流となっている。

このような未硬化の樹脂組成物をシール面に塗布し、硬化させて形成するガスケット（ＣＩＰＧ）は、装置自体の小型化により、幅（ｗ）に対して高さ（ｈ）がある（ｈ／ｗ値が高い）断面形状が求められる。このために、特許文献１では、高いｈ／ｗ値を出すために塗布装置の押し立ち口からガスケット材を押し出すと同時に樹脂組成物にエネルギー線を照射している。

図６に従来の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置６００を示す。塗布硬化装置６００は、例えば、制御部によって制御されたディスペンサのヘッド６０１からノズル６０３を通して、部材６１１上に紫外線硬化樹脂組成物６１３を塗布し、ＵＶランプ６０５により紫外線を照射することによって、紫外線硬化樹脂組成物６１３を硬化させる。

特許文献１の方法では、高いｈ／ｗ値の断面形状の紫外線硬化樹脂の硬化物をつくることは可能であるが、紫外線硬化樹脂組成物を塗付した場合に、最初と最後の繋ぎ目が水平にはならない。図６に示したように、従来の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置では、ＵＶランプに対して、紫外線硬化樹脂組成物がディスペンサのヘッドの影になり、硬化した時に高さがばらつき、繋ぎ目がうまくできない。

図７は、部材上にＣＩＰＧを形成した模式図である。図８及び図９に、特許文献１のような従来技術で製造したガスケットの、図７のＸ−Ｘ’における断面図を示す。例えば、図８に示した従来技術のガスケット８００においては、紫外線硬化樹脂組成物の塗布の最初の部分８０１と最後の部分８０３との繋ぎ目にトンネル状の隙間が生じた状態で硬化し、最も重要なシールができなくなり、結果としてリークが生じる。また、図９に示したようなガスケット９００においては、繋ぎ目となる紫外線硬化樹脂組成物の塗布の最初の部分９０１に最後の部分９０３が乗り上げて硬化した状態となる。これによってガスケットに段差が生じて、要求される寸法を満足することができなくなり、シール性が低下する。

ＣＩＰＧは、部材上に一筆書きに樹脂組成物を塗布するため、この繋ぎ目をスムーズに形成するのは難しく、高度な密閉性を得る上での弱点であった。さらに、樹脂組成物をディスペンサから押し出すと同時に硬化させると、このような傾向はより顕著となる。

特に近年は、一層の小型化やコストダウンを目的として、部材の厚みを薄くする傾向にあり、その結果としてガスケットを高荷重で圧縮することが出来ないため、ガスケット上端の水平度・平坦度は電子機器の気密性・水密性・防塵性などの性能に大きく作用する。

特開２００３−００７０４７号公報

本発明は、幅（ｗ）に対して高さ（ｈ）がある（ｈ／ｗ値が高い）断面形状と継ぎ目の水平度を容易に両立させるガスケットを形成する紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置を提供する。

本発明の一実施形態によると、部材上に第１、第２及び第３の部分を有する液状の樹脂組成物を連続的に塗布し、前記樹脂組成物の第１の部分に第１の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第２の部分に前記第１の照射強度よりも大きい第２の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第３の部分のうち前記第１の部分と重なる部分を少なくとも含んだ部分に前記第２の照射強度よりも小さい第３の照射強度で紫外線を照射する、ことを含む紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法が提供される。

前記樹脂組成物が開始剤入りの紫外線硬化型アクリレートであってもよい。

また、本発明の一実施形態によると、部材上に第１、第２及び第３の部分を有する液状の樹脂組成物を連続的に塗布する塗布手段と、照射強度制御プログラムにより制御されるＵＶ−ＬＥＤ照射器を用いて、前記樹脂組成物の第１の部分に第１の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第２の部分に前記第１の照射強度よりも大きい第２の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第３の部分のうち前記第１の部分と重なる部分を少なくとも含んだ部分に前記第２の照射強度よりも小さい第３の照射強度で紫外線を照射する紫外線照射手段と、を含む紫外線硬化型樹脂組成物の硬化装置が提供される。

紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により製造した電子機器用のガスケットであってもよい。

本発明によると、幅（ｗ）に対して高さ（ｈ）がある（ｈ／ｗ値が高い）断面形状と継ぎ目の水平度を容易に両立させるガスケットを形成する紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置１００の模式図。 本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置のシステム概念図。 本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法によるガスケット３００の断面の模式図。 本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により部材上に形成したガスケット４００の模式図。 本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により部材上に形成したガスケット５００の模式図。 従来の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置６００の模式図。 部材上に形成したガスケットの模式図。 従来の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により形成したガスケット断面の模式図。 従来の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により形成したガスケット断面の模式図。

以下に一実施形態に係る本発明の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置について、図を参照して説明する。なお、以下の実施形態においては、ハードディスク装置のガスケットを例として本発明の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置を説明するが、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法及びその塗布硬化装置は以下の実施形態に限定されるわけではない。

まず、紫外線硬化樹脂組成物を部材上に一筆書きに塗布して、その繋ぎ目をスムーズに形成する方法を確立するために、その問題点について検討を行った。

先に述べたように、図６に示した従来の紫外線硬化樹脂組成物の塗布硬化装置においては、ＵＶランプに対して、紫外線硬化樹脂組成物がディスペンサのヘッドの影になり、硬化した時に高さのばらつき、繋ぎ目がうまくできない。また、ＵＶランプの輝度と紫外線硬化樹脂組成物の種類との組み合わせ方によっては、紫外線硬化樹脂組成物がディスペンサのノズルから部材上に到達する前に、硬化してノズルを詰まらせてしまうこともある。

これらの現象は、図６に示した従来の紫外線硬化樹脂の塗布硬化装置の紫外線を供給するＵＶランプが、紫外線硬化樹脂組成物に対して適切な位置に設置されていないことが原因であると考えた。つまり、図６のように、ＵＶランプが部材や紫外線硬化樹脂組成物全体に対して照射され、紫外線硬化樹脂組成物の硬化させたいポイントのみに照射する構造になっていないことが原因であると推察された。

この推察から、紫外線硬化樹脂組成物に対して、紫外線をピンポイントで照射することを検討した。つまり、ディスペンサのノズルから供給された紫外線硬化樹脂組成物が、部材上に塗布される位置に対してピンポイントで紫外線を照射することにより、ノズルの目詰まりを防止し、高いｈ／ｗ値に紫外線硬化樹脂組成物を硬化させて、ガスケットを形成する方法である。

そこで、１つの方法として、ガラスファイバを用い、ＵＶランプから紫外線を導光して、ピンポイントで紫外線を照射することが考えられる。しかし、この方法を単純に適用した場合では、ガスケットの断面について、図８に示したトンネル状態の隙間や図９に示した乗り上げ状態を回避することができない。

これは、一筆書きに塗布される紫外線硬化樹脂組成物に対して、一様に紫外線が照射されるため、紫外線硬化樹脂組成物が硬化する時に、塗布の最初と最後の繋ぎ目が互いに馴染まず、水平にならないためであると推察された。

このことから、紫外線硬化樹脂組成物の塗布の最初と最後の部分が互いに馴染むように、それぞれの部分については、紫外線を照射しない、または、照射強度を他の部分よりも弱くすることで達成できるものと考えた。

しかし、従来の高圧水銀ランプ式のＵＶランプで調光する場合、光源の応答性は十分に速いものではない。また、紫外線硬化樹脂組成物の塗布の最初と最後の部分に照射しないためにＵＶランプをＯＦＦにした場合、再度ＯＮにしても、ＵＶランプの照射強度が安定するまでに時間を要し、ガスケットの製造には適さない。

また別の問題点として、ＵＶランプから生じた光に紫外線以外の可視光や赤外線が含まれる点が挙げられる。上述のように、ガラスファイバを用い、ＵＶランプから紫外線を導光すると、同時に可視光や赤外線が紫外線硬化樹脂組成物にピンポイントで照射され、紫外線硬化樹脂組成物が加熱されるため、ガスケットの製造には適さない。この問題を解決する方法としては、フィルタを用いて紫外線以外を遮断することも可能ではあるが、相当の照射エネルギーの損失が予想される。

ガラスファイバを用いてＵＶランプから紫外線を導光して、ピンポイントで紫外線を照射する方法は、上述のような問題点があり、また、ＵＶランプが高温になり、ガスケットの製造時の温度コントロールについてもこれまで問題となっていたことから、別の方法を検討した。

そこで、紫外線硬化樹脂組成物にピンポイントで紫外線を照射する方法として、スペクトル幅が狭い紫外線を出力可能な紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）を用いることを見出した。以下に本発明の実施形態について説明する。

（実施形態１）
図１に、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置１００の模式図を示す。塗布硬化装置１００は、例えば、コントローラ１４０によって制御されたディスペンサのヘッド１１１、ノズル１１３及びＵＶ−ＬＥＤ１２１を含む。

塗布硬化装置１００は、紫外線硬化樹脂組成物１９３にピンポイントに、均等且つ十分に紫外線を照射するために、ＵＶ−ＬＥＤ１２１を例えば４つ含む。また、均等に３つ配置することもできる。ＵＶ−ＬＥＤ１２１は、ノズル１１３と連動して移動し、各ＵＶ−ＬＥＤは、ノズル１１３直下の所定の位置にピンポイントで紫外線所照射できるように設置される。

図２は、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置のシステム概念図を示す。塗布硬化装置１００は、例えば、ディスペンサ１１０と、増幅器１３０を通してＵＶ−ＬＥＤ１２１をコントローラ１４０により制御する。

塗布硬化装置１００は、コントローラ１４０によってＵＶ−ＬＥＤ１２１の照射強度を調整し、部材１９１に対するノズル１１３の位置及び塗布される紫外線硬化樹脂組成物１９３の量を調整する。

紫外線硬化樹脂組成物１９３は、紫外線硬化樹脂組成物として、例えば、開始剤入りの紫外線硬化型アクリレートを用いることができる。紫外線硬化樹脂組成物は、紫外線硬化特性を有する樹脂を主成分として光重合開始剤を含み、さらに、粘度調整等のためのモノマーや、要求されるガスケットの性状に応じた添加物を適宜含んでもよい。

本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物としては、一例として開始剤入りの紫外線硬化型アクリレートを挙げているが、なんらこれに限定されるものではなく、紫外線硬化特性を有する樹脂、光重合開始剤、モノマーや添加物は、要求されるガスケットの性状に応じて適宜、公知の材料を組み合わせて用いることができる。

ガスケットの形成において、部材１９１上にディスペンサ１１０のヘッド１１１からノズル１１３を通して、紫外線硬化樹脂組成物１９３の塗布を開始する。図３は、図７のＸ−Ｘ’に相当する範囲における、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法によるガスケット３００の断面の模式図であり、塗布開始後の所定の範囲である第１の部分３０１及び塗布終了前の所定の範囲である第３の部分３０３を示す。

塗布開始後の所定の範囲３０１については、コントローラ１４０によってＵＶ−ＬＥＤ１２１をＯＦＦにして、紫外線を照射せずに、その所定の範囲を超えた塗布範囲である第２の部分から、ＵＶ−ＬＥＤ１２１をＯＮにして、所定の照射強度の紫外線を紫外線硬化樹脂組成物１９３に照射して、紫外線硬化樹脂組成物１９３を硬化させる。この時、塗布開始後の所定の範囲３０１については、紫外線硬化樹脂組成物１９３は硬化していない。

その後、紫外線硬化樹脂組成物１９３の塗布終了前の所定の範囲３０３については、コントローラ１４０によってＵＶ−ＬＥＤ１２１をＯＦＦにする。紫外線硬化樹脂組成物１９３の最初と最後の部分が互いに馴染むように、一定時間おいた後、別途、ガスケット全体に紫外線を照射し、完全に硬化させる。

上述のコントローラ１４０を通した硬化装置１００の制御は、制御プログラムによって実現することができる。紫外線を照射する範囲、照射しない範囲は紫外線硬化樹脂１９３の種類や調製条件に応じた粘度によって決定することができ、制御プログラムに取り込むことができる。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置によると、紫外線硬化樹脂組成物の塗布開始後の所定の範囲及び塗布終了前の所定の範囲において、紫外線硬化樹脂組成物に紫外線照射をせずに、紫外線硬化樹脂組成物の最初と最後の部分を互いに馴染ませた後に、紫外線を照射することにより、寸法精度、繋ぎ目に関する問題を解決した水平で平坦なガスケットを製造することができる優れた効果を奏する。

また、紫外線の光源として、ＵＶ−ＬＥＤを用いることにより、ＯＮ／ＯＦＦをしても照射強度が安定した紫外線を紫外線硬化樹脂組成物に供給することができ、ＵＶランプを用いた場合の加熱や発熱の問題も解決され、ガスケット製造における温度コントロールを容易にすることもできる。

（実施形態２）
実施形態２では、紫外線硬化樹脂組成物の塗布の開始後の所定の範囲及び塗布終了の所定の範囲において、それ以外の範囲よりも紫外線の照射強度を弱くすること以外は実施形態１と同様である。

図４は、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により部材上に形成したガスケット４００の模式図である。本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置によると、紫外線硬化樹脂組成物の塗布開始後の所定の範囲である第１の部分４０１及び塗布終了前の所定の範囲である第３の部分４０５において、それ以外の範囲である第２の部分４０３よりも紫外線の照射強度を弱くする。

その後、紫外線硬化樹脂組成物の最初と最後の部分が互いに馴染むように、一定時間おいた後、別途、ガスケット全体に紫外線を照射し、完全に硬化させる。

このように照射部分によって照射強度を調整することにより、紫外線硬化樹脂組成物の最初と最後の部分を互いに馴染ませた後に、紫外線を照射することにより、寸法精度、繋ぎ目に関する問題を解決した水平で平坦なガスケットを製造することができる優れた効果を奏する。

また、紫外線硬化樹脂組成物の粘性が低い場合には、紫外線硬化樹脂組成物の塗布の開始後の所定の範囲及び塗布終了前の所定の範囲をある程度硬化させることができ、繋ぎ目近辺の高さを確保しつつ水平で平坦なガスケットを製造することができる。

（実施形態３）
実施形態３では、さらにガスケットの曲線部の形成について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により部材上に形成したガスケット５００の模式図を示す。従来技術において、曲線部５０１に相当する曲線部である第４の部分では、僅かながら内周側に樹脂が引きずられる問題があった。

本発明の一実施形態に係るガスケット５００の形成においては、曲線部５０１の形成時に、４つないし３つ配置されたＵＶ−ＬＥＤ１２１のうち、外周側から照射するＵＶ−ＬＥＤ１２１の照射強度と内周側から照射するＵＶ−ＬＥＤ１２１の照射強度とを適宜変更する。

このよう、それぞれのＵＶ−ＬＥＤ１２１の照射強度を適宜変更することによって、上記の問題を解決し、曲線部においてもかさ高を確保しつつ水平で平坦なガスケットを製造することができる。

以上説明したように、本発明によると、「一筆書き」の始め部分または終了部分、あるいはその両部分で、照射強度を弱くする・ＯＦＦにする・徐々に変化させるなどのプログラム連動稼動で、水平で平坦なガスケットを製造することが出来る。

高度に水平なガスケットは、気密性・水密性・防塵性などの性能に優れる電子機器、たとえばハードディスク装置用に好適である。

また、密閉性を要求されるガスケット以外に衝撃吸収用ダンパーなどが一体となった部材においては、ＯＦＦ・強〜弱の照射強度制御でガスケットと異なる高さのダンパーを容易に作製出来る。

また、本発明の一実施形態において、紫外線樹脂硬化物として、ハードディスク装置のガスケットを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、幅広い用途の電子機器用のガスケットであってもよい。紫外線樹脂硬化物が部材との一体品である電子機器用のガスケットであってもよく、部材及びダンパーとの一体品である電子機器用のガスケットであってもよい。

本発明は、さらに広い分野の製品のガスケットなどの立体的に形成される紫外線硬化樹脂硬化物の製造に応用することも可能である。

１００ 本発明の一実施形態に係る塗布硬化装置
１１０ ディスペンサ
１１１ ヘッド
１１３ ノズル
１２１ ＵＶ−ＬＥＤ
１３０ 増幅器
１４０ コントローラ
１９１ 部材
１９３ 紫外線硬化樹脂組成物
３００ 本発明の一実施形態に係るガスケット
３０１ 塗布開始後の所定の範囲
３０３ 塗布終了前の所定の範囲
４００ 本発明の一実施形態に係るガスケット
４０１ 塗布開始後の所定の範囲
４０３ それ以外の範囲
４０５ 塗布終了前の所定の範囲
５００ 本発明の一実施形態に係るガスケット
５０１ 曲線部
６００ 従来の塗布硬化装置
６０１ ヘッド
６０３ ノズル
６０５ ＵＶランプ
６１１ 部材
６１３ 紫外線硬化樹脂組成物
８００ 従来のガスケット
８０１ 塗布開始後の所定の範囲
８０３ 塗布終了前の所定の範囲
９００ 従来のガスケット
９０１ 塗布開始後の所定の範囲
９０３ 塗布終了前の所定の範囲

Claims (4)

1. 部材上に第１、第２及び第３の部分を有する液状の樹脂組成物を連続的に塗布し、
   前記樹脂組成物の第１の部分に第１の照射強度で紫外線を照射し、
   前記樹脂組成物の前記第２の部分に前記第１の照射強度よりも大きい第２の照射強度で紫外線を照射し、
   前記樹脂組成物の前記第３の部分のうち前記第１の部分と重なる部分を少なくとも含んだ部分に前記第２の照射強度よりも小さい第３の照射強度で紫外線を照射する、
   ことを含む紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法。
2. 前記樹脂組成物が開始剤入りの紫外線硬化型アクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法。
3. 部材上に第１、第２及び第３の部分を有する液状の樹脂組成物を連続的に塗布する塗布手段と、
   照射強度制御プログラムにより制御されるＵＶ−ＬＥＤ照射器を用いて、前記樹脂組成物の第１の部分に第１の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第２の部分に前記第１の照射強度よりも大きい第２の照射強度で紫外線を照射し、前記樹脂組成物の前記第３の部分のうち前記第１の部分と重なる部分を少なくとも含んだ部分に前記第２の照射強度よりも小さい第３の照射強度で紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   を含む紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化装置。
4. 請求項１に記載の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布硬化方法により製造した電子機器用のガスケット。
   

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