JP3687255B2

JP3687255B2 - ガスケット材料

Info

Publication number: JP3687255B2
Application number: JP06013397A
Authority: JP
Inventors: 敏弘東良; 武馬豊田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10237423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスケット材料に関する。更に詳しくは、電子部品を収納した本体ケースとそれを閉塞するケース蓋との間に装着されて気密性および液密性を確保させるガスケット材料に関する。
【０００２】
現在、パーソナルコンピュータやワードプロセッサの多くは、大容量記憶装置のハードディスク装置（以下、ＨＤＤという）が装着されるようになっており、フロッピーディスク数千枚分という一度に大量のファイルを保存できる。ＨＤＤのハードディスクは、コンパクトなパック状に形成されている場合、機器本体に設けられた挿入スロットから簡便に装着できるようになっている。
【０００３】
ハードディスクパックは、ＲＡＭ ( 書込み読出しメモリ ) 等からなる電子回路を収納した本体ケースがケース蓋により閉塞され、 3.5 インチまたは 2.5 インチといった小型軽量サイズで簡単に交換、持ち運びができるが、乱暴に取り扱うと衝撃などにより磁性面を損傷させて使用不能となり易く、従って厳重な管理を必要とする。また、本体ケース内への異物混入は勿論、塵や湿度を含む空気や水滴の浸入も厳禁であり、そのため本体ケースとケース蓋との間にシール材のガスケットを装着して所要のシール性を確保している。
【０００４】
一般に、従来からハードディスクパックに用いられてきたガスケットは、金属薄板の表面に硬度Hs50〜60のＥＰＤＭ(エチレン・プロピレン系共重合ゴム)を接合したもの(以下、Ａタイプという)、金属薄膜の表面に発泡ウレタン製シートを粘着剤で接着したもの(以下、Ｂタイプという)、硬度Hs50〜60のフッ素ゴム単体によるもの(以下、Ｃタイプという)、硬度Hs40〜50のシリコーンゴム単体によるもの(以下、Ｄタイプという)等が知られている。これらＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄタイプの４種類の材料によって形成されたガスケットについて、装着性、シール性、コスト及び再利用性の点を比較考察すると、次の表のように表すことができる。

【０００５】
その結果、現在はシール性およびコストの問題はあるものの、主にＡタイプの金属薄板とＥＰＤＭとを接合した材料が使用されてきている。例えば、板厚０．２ｍｍ程度のステンレス鋼板の一部に孔をあけて鋼板の両側にＥＰＤＭを接合し、本体ケースやケース蓋に密接する凸状のシール部が形成されたものなどが使用されている。
【０００６】
しかるに、近年ハードディスクユニットは小型化される傾向にあり、それに伴ってガスケットのシール面積も小さくなってきている。このため、上記Ａタイプのゴム硬度材を用いてシール性能を確保するためには、ゴムの大きさを小さく形成せざるを得ないが、小型のものは加硫成形が難しいばかりではなく、ハードディスク装置に組み込む際に、ゴム層の変形、ねじれ等がみられ、装着性が低下すると行った不具合がある。
【０００７】
また、従来から、金属板の少なくとも一方の面側に接着剤層を介して発泡ゴム層を形成させたガスケット材料が用いられている。この種のガスケット材料は、独立気泡または連続気泡に形成された発泡ゴム層の存在により大きな圧縮復元性を有しているので、シール性能を出すためのエンボス加工などを必要とはせず、またゴム層のシール幅を小さくしなくとも、それを単に所定の形状に打ち抜くだけで、シール性良好なガスケットを得ることができる。
【０００８】
しかるに、発泡ゴム層の発泡セル径が大きく、また独立気泡と連続気泡とが混在している場合には、応力緩和も大きいため、低面圧でのシール性能が確保できない。また、有機発泡剤を用いた独立気泡の発泡ゴムでは、腐食性ガス等の発生があり、ハードディスクの曇りなどの問題がある。
【０００９】
本出願人は先に、金属板の少なくとも一方の面側に発泡ゴム層を形成させたガスケット材料において、低面圧でのシール性能にすぐれたものとして、金属板の少なくとも一方の面側に、低沸点炭化水素膨張剤により加熱膨張させたマイクロカプセル状発泡粒子を含有する発泡ゴム層を形成させたガスケット材料を提案している(特開平7-286,165号公報)。
【００１０】
このようなガスケット材料は、金属板の少なくとも一方の面上に、低沸点炭化水素膨張剤を封入した非架橋タイプまたは熱架橋タイプの熱膨張性マイクロカプセルを含有する未加硫ゴムコンパウンドを付着させ、加熱することにより膨張したマイクロカプセル状発泡粒子を含有する発泡ゴム層を形成させることによって製造されている。
【００１１】
ここで、未加硫ゴムコンパウンドの主成分であるゴムとしては、フッ素ゴム、ＮＢＲ、アクリルゴム、ＥＰＤＭ等の合成ゴムあるいは天然ゴムが用いられることが、前記公開公報に記載されている。しかるに、これらのゴム材料から製造されたガスケット材料が、例えば５０℃前後に高められた温度雰囲気下で使用された場合には、その発泡ゴム層からのアウトガス（イオウ、臭素、塩素等の腐食性ガス、オレフィン等の有機ガス）の発生が避けられず、このようなアウトガスの発生は周辺金属を腐食させるだけではなく、ハードディスクの曇り汚染をももたらすことになる。
【００１２】
より具体的にみてみると、低硬度(50IRHD以下)のゴム成形品を加硫成形する場合には、実用強度も必要なことから、カーボンブラック等の補強剤を加えると同時に多量の可塑剤を添加することが必要となり、その場合可塑剤が加熱によって揮発成分となり、アウトガスを発生させる。エチレン・プロピレン系共重合ゴムの場合にあっても、従来はパラフィン系またはナフテン系の可塑剤を多量に含有せしめた油展タイプの成形材料で低硬度加硫成形品を成形していたが、この場合には発生する有機ガスによるディスクの曇り汚染という問題がしばしば生じていた。
【００１３】
一方、可塑剤を用いないで低硬度加硫成形品を得るために、エチレン・プロピレン共重合ゴム100重量部に分子量3000〜10000の液状ＥＰＤＭを1〜50重量部配合したゴム組成物が提案されているが(特開平7-330,991号公報)、このゴム組成物からは有機ガスの発生なしに可塑化低硬度加硫成形品を得ることができるものの、50IRHD以下の低硬度材料を得るためには、多量の液状ＥＰＤＭを用いる必要があり、混練加工性、ゴム強度の低下を免れない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、金属板の少なくとも一方の面側に、低沸点炭化水素膨張剤により加熱膨張させたマイクロカプセル状発泡粒子を含有する発泡ゴム層を形成させたガスケット材料において、アウトガスの発生がなく、従ってディスクの曇りなどがみられないばかりではなく、面圧の均一性および表面非粘着性などの点においてもすぐれており、電子部品を収納した本体ケースとそれを閉塞するケース蓋との間に装着されるガスケットとして用いられるものを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、上記ガスケット材料の発泡ゴム層をプロピレン含量
25〜45重量%およびジシクロペンタジエン含量8〜26重量%を有するＥＰＤＭの有機過酸化物架橋物の発泡層として形成させることによって達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
金属板としては、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板等であって、必要に応じて表面処理した、厚さが約0.2〜1.5mm程度のものが用いられる。これらの金属板には、フェノール樹脂系などの接着剤が約10μm以下の厚さの接着剤層を形成させるような量で塗布される。フェノール樹脂系接着剤はアウトガスがなく、その上接着剤層の形成を例えば150℃、5分間の加熱処理によって行うと、接着剤層の残存ガス量を少なくすることができる。
【００１７】
この接着剤塗布層上には、プロピレン含量が25〜45重量%、好ましくは25〜35重量%、またジシクロペンタジエン(ＤＣＰＤ)含量が8〜26重量%、好ましくは9〜20重量%のＥＰＤＭの未加硫ゴムコンパウンドが約0.05〜0.5mm程度の厚さで付着される。付着は、一般にゴムコンパウドをシート状に成形した後貼り合わせる方法で行うことができるが、ナイフコータ、ロールコータ等を用いて行うこともできる。ＥＰＤＭのプロピレン含量がこれ以上のものを用いると、引張強さが低下するようになり、一方これ以下のプロピレン含量のものを用いると、混練加工性、カレンダ加工性、低温性等が悪化するようになる。また、ＤＣＰＤ含量がこれ以上のものを用いると、加硫ゴムの圧縮永久歪が悪化するようになり、一方これ以下のＤＣＰＤ含量のものを用いると架橋が不十分となり、アウトガスによるディスクの曇りはみられないものの、面圧が不均一となり、またゴム表面の粘着性も大きくなる。
【００１８】
本発明においては、このような未加硫ゴムコンパウンド中に、未加硫ＥＰＤＭ１００重量部当り約５〜５０重量部、好ましくは約１０〜３０重量部の低沸点炭化水素膨張剤封入熱膨張性マイクロカプセルを含有させて用いられる。かかる熱膨張性マイクロカプセルは、そこに封入された低沸点炭化水素膨張剤が加熱されることにより膨張し、マイクロカプセル状発泡粒子を形成させるが、これ以下の含有割合では圧縮永久歪や応力緩和性の改善効果が殆んど発現せず、一方これより多い割合で用いられると、発泡状態が不均一の発泡ゴム層が形成され、表面の粗さが大きくなりすぎる。
【００１９】
低沸点炭化水素膨張剤を封入した熱膨張性マイクロカプセルは、イソブタン、n-ペンタン等の沸点約40℃以下の炭化水素を膨張剤として封入したマイクロカプセルであり、約120℃以上、一般には約120〜200℃の膨張開始温度で熱膨張する性質を有している。かかるマイクロカプセルの殻壁は、アクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル-メタクリル酸エステル共重合体等のアクリロニトリル共重合体によって形成されており、その粒径は約5〜35μm程度である。実際には、市販品、例えば松本油脂製薬製品マツモトマイクロスフェアーF-80またはF-85シリーズ(いずれも非架橋タイプ)あるいはF-100シリーズ(熱架橋タイプ)のものなどを使用することができ、それの２，３の例の一般的性質は次に示される。

【００２０】
このような低沸点炭化水素膨張剤封入熱膨張性マイクロカプセルを含有する未加硫ゴムコンパウンドを、金属板の少なくとも一方の面上に、一般に接着剤層を介して付着させた後、ＥＰＤＭの過酸化物加硫温度でかつマイクロカプセルの殻壁軟化温度以上に約５〜３０分間程度加熱することにより、加硫およびマイクロカプセルの熱膨張を行わしめ、マイクロカプセル状発泡粒子を含有する発泡ゴム層を形成させる。熱膨張したマイクロカプセルは、加熱によってマイクロカプセルの殻壁が軟化すると共に内包ガスの膨張により全体が大きく体積膨張し、ゴム材料と共に、独立気泡の発泡ゴム層を形成させる。この際、熱架橋タイプの場合には、体積膨張の後架橋反応を伴い、殻壁の熱軟化特性がなくなる構造となって、ゴム材料と共に、独立気泡の発泡ゴム層を形成させる。形成された発泡ゴム層の片面厚さは、０．２〜２ｍｍ、好ましくは約０．５〜１ｍｍの範囲となるように調節される。これ以下の厚さでは、低面圧シールの機能が十分ではなく、一方これ以上の厚さのものとすると、発泡ゴム層の表面粗さが大きくなりすぎる。
【００２１】
発泡ゴム層を形成させるための架橋は、ＥＰＤＭ100重量部当り約0.5〜15重量部、好ましくは約2〜10重量部の割合で用いられる有機過酸化物によって行われる。有機過酸化物としては、一般に用いられているベンゾイルパーオキサイド、ジ第3ブチルパーオキサイド、クミルパーオキサイド、第3ブチルクミルパーオキサイド、1,3-ジ(第3ブチルパーオキシ)イソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2 ,5-ジ(第3ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第3ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、m-トレイルパーオキサイド、ジプロピオニルパーオキサイド等が用いられ、これを用いての加熱架橋は一般に約160〜200℃の温度で行われる。
【００２２】
マイクロカプセル状発泡粒子および有機過酸化物以外に未加硫ゴムコンパウンドに配合される成分としては、まず充填剤については過酸化物架橋を阻害しないカーボンブラック、シリカ、タルク、クレー等であって、好ましくはpHが7以上のものが用いられるが、含イオウ加硫促進剤、ゴム用可塑剤、老化防止剤等についてはアウトガス発生源とならないものであれば、それらの添加は可能である。また、ナフテン酸、オクチル酸等の長鎖脂肪酸、芳香族または脂環式カルボン酸の金属塩(Co、Mn、Pb、Zn、Ca、Cu、Zr塩等)を、ＥＰＤＭ100重量部当り約0.01〜0.5重量部、好ましくは約0.1〜0.3重量部程度添加することは架橋を促進させるばかりでなく、加硫物表面の粘着防止にとって有効である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係るガスケット材料は、アウトガスの発生がなく、従ってディスクの曇りなどがみられないばかりではなく、面圧の均一性および表面非粘着性の点においてもすぐれているので、電子部品を収納した本体ケースとそれを閉塞するケース蓋との間に装着され、ハードディスク装置などの気密性および液密性を十分に確保させる。
【００２４】
また、発泡ゴム層の存在よって低面圧でのシールを可能とし、更に小型のガスケット材料への打ち抜きも容易なので、自動組み込みを可能とするなど装着性の点でもすぐれている。
【００２５】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００２６】
実施例１
金属板(SUS301、複合クロメート処理鋼板、厚さ0.2mm)の両面に、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性接着剤を塗布し、乾燥させた後、

よりなる配合組成のコンパウンドを、0.2mmの厚さに押出成形した後ローラを用いて貼り付け、180℃で20分間熱風下に加熱して加硫および発泡を行い、金属板両面に発泡ゴム層を形成させた積層板を得た。
【００２７】
実施例２
実施例１において、マイクロカプセル量を20重量部に変更した。
【００２８】
実施例３
実施例２において、ナフテン酸マンガン0.1重量部が更に配合されたコンパウンドが用いられた。
【００２９】
比較例１
実施例１において、ＥＰＤＭとして三井石化製品EPT3045(プロピレン含量38重量%、ＤＣＰＤ含量6重量%)が同量用いられた。
【００３０】
比較例２
比較例１において、酸化カルシウムおよび熱架橋タイプマイクロカプセル状発泡粒子が用いられなかった。
【００３１】
比較例３
実施例１において、マイクロカプセルの代わりに無機発泡剤(永和化成製品FE512)が30重量部用いられた。
【００３２】
比較例４

よりなる配合組成のコンパウンドを用い、実施例１と同様にして積層板を得た。
【００３３】
比較例５
比較例４において、熱架橋タイプマイクロカプセル状発泡粒子の代わりに、有機発泡剤(ジニトロソペンタメチレンテトラミン)が10重量部用いられた。
【００３４】
以上の各実施例および比較例で得られた積層板について、次の各項目の評価が行われた。得られた結果は、発泡倍率と共に、後記表に示される。
発泡処理後のゴム表面粘着性：指触による
アウトガスの有無：ガスクロマトグラフィー質量分析計による
ディスクの曇り試験：積層板を磁気ハードディスクの上に置き、50℃、70時間後のディスクの曇りの有無を目視で観察
シール部の面圧均一性：積層板からガスケット形状のものを打ち抜き、これを5インチハードディスクユニットに組み込み、ガスケットと上蓋との間に挾み込んだ感圧紙について、ボルト間のシール部の感圧紙の色の均一性を評価する
【００３５】

Claims

金属板の少なくとも一方の面側に、低沸点炭化水素膨張剤により加熱膨張させたマイクロカプセル状発泡粒子を含有する発泡ゴム層を形成させてなるガスケット材料において、発泡ゴム層がプロピレン含量25〜45重量%およびジシクロペンタジエン含量8〜26重量%を有するＥＰＤＭの有機過酸化物架橋物の発泡層で形成されており、電子部品を収納した本体ケースとそれを閉塞するケース蓋との間に装着されるガスケットとして用いられるガスケット材料。
発泡ゴム層に有機酸金属塩が更に添加されている請求項１記載のガスケット材料。