JP4363013B2

JP4363013B2 - 接着剤組成物

Info

Publication number: JP4363013B2
Application number: JP2002271017A
Authority: JP
Inventors: 好文小島; 敦古賀; 健一藤本; 和久仙田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP2004107463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱融着型（ホットメルト）接着剤の組成物に関し、とくに、電子機器等、低アウトガス性の要求される精密機器を収容する箱体の密封構造を形成するために用いて好適な接着剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接着剤組成物は、例えばコンピュータのハードディスク装置等、電子機器類の外郭を構成する箱体の本体とカバーとの間を密封するために用いられる。
【０００３】
図２は、この種のガスケットが装着されるハードディスク装置の箱体の本体とカバーとを、相互に分離した状態で示す略図である。
【０００４】
同図２に示すように、ハードディスク装置１０１の外郭は、頭上面を欠いた直方体の箱体本体１１０と、箱体本体１１０の頭上面をなすカバー１２０と、箱体本体１１０及びカバー１２０間に挟まれて両部材１１０，１２０間を密封するガスケット（無端状のシール部材）１３０とを備えて構成される。
【０００５】
近年、電子機器製品の小型化に伴い、このような電子機器類を内蔵する箱体も小型化する傾向があり、また、種々の高性能機器を複合的に構成して１つの箱体に収容するようになってきた。
【０００６】
高性能機器は埃や揮発物等によって機能障害を起こし易いこと、高性能機器自身が発熱すること、また、箱体が小型化する傾向にあることから、この種のガスケットには、密封性能や耐熱性の向上、アウトガス発生の抑制、製造工程における組み付けの容易化といった要求が課せられる。
【０００７】
例えば、特許第２５１７７９７号公報（特許文献１）に記載されたガスケットは、金属製のカバーと、シール材としてのゴム材料とを予め接着剤で接着して一体化することにより、箱体本体とカバーとの組み付け作業を容易にしている。
【０００８】
【特許文献１】
特許２５１７７９７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８９１４５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載のガスケットは、金属製のカバーとガスケットとを接着する工程に長時間を要する点で不利がある。さらに、材料となるフッ素ゴムの特性上、加硫成形後、ガスケットが細かくちぎれやすく、しかもゴミを付着させやすいことから、カバーへの組み付けに先立ち、洗浄や選別を繰り返す必要があった。
【００１０】
とくに実際の塗布工程において、ディスペンサ塗布装置等を用いる場合、塗布するゴムの粘度が低くすぎると塗布量をコントロールし難くなり、一方、塗布するゴムの沸点が低すぎると、塗布装置のノズル噴射孔が乾燥したゴムによって詰まり易くなるといった問題が生じていた。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ディスペンサを通じた塗布量の制御を容易にし、且つ、乾燥によるディスペンサの噴孔詰まりを抑制することのできる接着剤組成物を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、マレイン酸またはその無水物によって一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレンが固体状態でキシレンに分散された分散物に、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体をキシレンに溶解して得られる溶液を加えてなることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ディスペンサー塗布装置などを用いて塗布を行う場合に、塗布量の制御が容易で、射出成形を通じて熱融着よりも瞬時に樹脂や熱可塑性エラストマーを接着することができるようになる。しかも、アウトガスの発生量が少ない。
【００１４】
またとくに、相対比率として、８０重量部以上のグラフト変性ポリプロピレンに対し、２０重量部未満のエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体を含有するのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、具体化した一実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、ハードディスク装置の箱体の本体とカバーとを、相互に分離した状態で示す略図である。
【００１９】
先の従来技術と同様、本実施の形態にかかるハードディスク装置１の外郭は、頭上面を欠いた直方体の箱体本体１０と、箱体本体１０の頭上面をなすカバー２０とを備えて構成される。カバー２０としては、例えばアルミニウム板、アルミニウム板にメッキ処理を施したもの、ステンレス鋼板、或いはステンレス製の制振鋼板等の金属板を用いる。カバー２０の裏面（箱体本体１０に対峙する側の面）には、箱体の組み付けに際して箱体本体１０及びカバー２０間に挟まれ、両部材１０，２０間を密封するように、熱可塑性エラストマーであるガスケット（無端状のシール部材）３０が接着されている。
【００２０】
カバー２０及びガスケット３０は、以下のようにして一体に形成する。すなわち、熱融着型接着剤をカバー２０の裏面に塗布し蒸発乾固させ、この接着剤の塗布された面上にガスケット３０の材料となる組成物を射出成形することで、カバー２０とガスケット３０を、瞬時に一体形成する。
【００２１】
以下、接着剤の材料となる組成物について、詳述する。
【００２２】
（変成ポリプロピレン）
本実施の形態で用いられる変性ポリプロピレンは、ポリプロピレンにマレイン酸またはその無水物によって一部もしくは全部がグラフトされたものである。
【００２３】
原料となるポリプロピレンはプロピレンの単独重合体のほか、プロピレンと他のα−オレフィン、例えばエチレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン等が後述する条件を満たす限り、５重量％程度共重合したものであってもよい。
【００２４】
本発明でポリプロピレンにグラフトされるのは、マレイン酸又はその無水物である無水マレイン酸である。
【００２６】
グラフトの方法としては周知の方法を使用することができる。例えば、上記のポリプロピレンとマレイン酸等とを、溶媒の存在下、または不存在下、ラジカル開始剤を添加して、または添加せずに高温に加熱することによって行う。
【００２７】
変成ポリプロピレンの性状として、Ｘ線回折法（変性ポリプロピレンを２００℃、５０ｋｇ／ｃｍ^２で５分間熱プレスし、更に５０ｋｇ／ｃｍ^２で５分間冷間プレスして作製した１ｍｍ厚シートを使用）によって測定した結晶化度が、５０％以上、好ましくは５５％以上であり、不飽和カルボン酸などのグラフト量が０．１〜１０重量％、好ましくは０．３〜３重量％の範囲にあり、且つ、１３５℃でのデカリン中における極限粘度〔η〕が０．３〜１．５ｄｌ／ｇ、好ましくは０．５〜１．２ｄｌ／ｇの範囲内にあるものである。
【００２８】
結晶化度が５０％より低いものを用いても、後述の分散粒子の結晶化度を７０％以上にすることは困難である。また、グラフト量が０．１重量％より少ないと金属類に対する接着性が劣るようになり、一方、１０重量％を越えると、ポリオレフィン類に対する接着性が低下するようになる。また、極限粘度〔η〕が０．３ｄｌ／ｇより小さいと、変性ポリプロピレンの凝集力が不足し、接着力が低下する。一方、１．５ｄｌ／ｇを越えると、溶融時の流動性に欠けるようになり、平滑な塗膜または接着層を得るのが困難となる。
【００２９】
（樹脂分散物）
本実施の形態で用いられる樹脂分散物は、変性ポリプロピレンがキシレンに固体状態で分散された分散物に、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体をキシレンに溶解して得られる溶液を加えてなるものである。
【００３０】
本願発明では溶剤として、変性ポリプロピレンを高温で溶解し得て、且つ、常温で実質上溶解しないもので、沸点が１２０℃以上であるキシレンを用いる。分散状態にある変性ポリプロピレン粒子は、球状であるのが好ましいが、球状でなくてもよい。変性ポリプロピレン粒子の平均粒径は、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは５〜１５μｍとする。また、分散物中の変性ポリプロピレン粒子濃度（固形分濃度）は、５〜４０重量％とするのがよい。
【００３１】
本実施の形態にかかる樹脂分散物を常温下で蒸発乾固すると変性ポリプロピレンの粒子粉体が得られる。この粉体を、熱を加えずに粉体のままＸ線回折法によって測定した場合、その結晶化度は７０％以上、好ましくは７５％〜８５％の範囲にあることが必要である。結晶化度が７０％未満であるものは、粒子がキシレン中で膨潤あるいは溶解し易くなり、その結果、粒子が凝集しやすくなる。また、上述したように、粒子の極限粘度〔η〕は、好ましくは０．３〜１．５ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．５〜１．２ｄｌ／ｇの範囲とし、粒子を構成する変性ポリプロピレンの不飽和カルボン酸等の含有量は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．３〜３重量％の範囲とする。なお、樹脂分散物中には、顔料、充填剤、安定剤、その他の添加剤を適宜添加してもよい。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら制限されるものではない。
【００３３】
表１に示す条件に従いガスケットサンプル（実施例１、参考例１〜４）を作成し、各比較例１〜４とともに評価を行った。なお、比較例４は、市販のエポキシ系接着剤（（株）スリーボンド製、商標名：スリーボンド２２０２）である。
【００３４】
【表１】

【００３５】
（サンプルの作製方法）
所定量の変性ポリプロピレンと溶剤とを攪拌機付きのオートクレーブに入れ、１４０℃に加熱して樹脂を完全に溶解した後、撹拌しながら冷却し（３０℃まで降温し）、乳白色の均一な分散物である熱融着型接着剤を得る。そこに、同様の方法で溶剤に予め溶解させたポリオレフィン溶液（分散物ではない）を所定量加えてサンプルを作製した。
【００３６】
１．接着剤性能評価
（１）岩田カップ粘度計による流下時間
２５℃での岩田カップ粘度計による流下時間を測定した。
２０〜１００秒：○
２０秒未満または１００以上：×
【００３７】
ディスペンサー塗布装置などを用いて塗布する場合、流下時間が２０秒未満では、粘度が低すぎてノズルから溶液が垂れ、塗布量を制御するのが困難となる。また、流下時間が１００秒以上では、粘度が高すぎて所定時間内に所定量の溶液を塗布することができない。
【００３８】
（２）外観
ａ．分散液
分散液を室温で１週間放置した後の状態を、目視で観察した。
本試験においては、以下の評価基準に従い判定した。
分散液中に凝集物がない状態：○
分散液中に凝集物がある状態：×
ｂ．被膜
分散物をアルミ板に塗布し、風乾した後、１８０℃に設定したエア・オーブン中で３０秒間加熱したときの被膜の状態を目視で観察した。
本試験においては、以下の評価基準に従い判定した。
ムラ、ひび割れなどがなく、被膜外観が均一な状態：○
被膜外観に何らかの欠点（ムラ、ひび割れなど）がある状態：×
【００３９】
（３）剥離強度
分散物をアルミ板に塗布し、風乾した後、１８０℃に設定したエア・オーブン中で３０秒間加熱した塗工板を、短冊状（２０ｍｍ×５０ｍｍ，厚さ２ｍｍ）のオレフィン系ＴＰＥシート（三井化学（株）製、商品名：ミラストマー５０３０Ｂ）に、１８０℃５分間、０．５ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をかけて熱接着した後、常温における剥離強度（せん断剥離）を測定した。
本試験においては、以下の評価基準に従い判定した。
剥離強度２．０ｋｇ／２０ｍｍ未満：○
剥離強度２．０ｋｇ／２０ｍｍ以上：×
【００４０】
（４）アウトガス量
分散物をアルミ板に塗布し、風乾した後、１８０℃に設定したエア・オーブン中で３０秒間加熱した塗工板を、１２０℃で１時間熱抽出したときのアウトガス量をＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフィー・質量分析計）で測定した。
本試験においては、以下の評価基準に従い判定した。
アウトガス量５０μｇ／ｇ未満：○
アウトガス量５０μｇ／ｇ以上：×
アウトガス量が５０μｇ／ｇ以上を示すものは、ハードディスク装置用のガスケットとして好ましくない。
【００４１】
（５）塗布性
ディスペンサー塗布装置を用いてハードディスク装置用のカバー２０に連続塗布したときの連続塗布性を以下の基準に従い判定した。
１００枚以上の連続塗布で不具合なし：○
１００枚未満の連続塗布で不具合発生：×
不具合とは、例えば、ディスペンサー塗布装置のノズルが詰まってしまう状態、所定の面積に接着剤を塗布することができない状態、或いは所定量の接着剤を塗布することができない状態などをいう。
【００４２】
２．製品評価（ハードディスク装置用カバー）
オレフィン系ＴＰＥ材料を射出成形機（川口鉄工（株）：ＫＭ−８０）を用い、予めカバー形状に附型されたアルミニウム板（無電解ニッケルメッキ２〜５μｍ処理）に接着剤を塗布した部品を、金型に挿入しておき、設定温度１８０〜２１０℃、射出速度０．５秒、射出圧力１００ＭＰａ、サイクルタイム３０秒の条件で、カバーに対してガスケットを一体形成した。このカバー一体型ガスケットを用いて、シール性試験、接着性試験及び成形性評価を行った。
【００４３】
（１）シール性試験
カバーに一体成形されたガスケットを実機リーク試験機に装着した状態にし、８０℃で１６時間の熱処理を行った後、室温に戻す。その後、試験機内部から５ｋＰａの正圧を３０秒間かけ続け、１５秒後にリークするか否かを調べた。
本試験においては、以下の評価基準に従い判定した。
リークなし：○
リークあり：×
接着性が劣る場合（部分的に未接着の場合）、リークが生じる。
【００４４】
（２）接着性試験
カバーに一体化されたガスケットの接着面に、約１ｍｍの貫通ハガレをつくり、その部位にＳＵＳ製ワイヤーを通して垂直引張り荷重をかけ、ハガレ長が約１０ｍｍに拡大するときの荷重を測定した。本試験においては、以下の評価基準に従い判定した。
はくり荷重１００ｋＰａ以上：○
はくり荷重１００ｋＰａ未満：×
はくり荷重１００ｋＰａ以上のものは、実際の使用環境でも十分な接着力である。
【００４５】
（３）成形性評価
射出成形による製品の成形性においては、以下の評価基準に従い判定した。
不具合なし：○
不具合あり：×
不具合とは、例えば、離型時にガスケットがカバーと一体化できない（剥がれてしまう）状態、或いは一体化しても部分的に剥がれてしまう状態などをいう。
【００４６】
以上説明したように、表１中の実施例１及び参考例１〜４として示す組成の接着剤が、接着剤性能において優れており、且つ、これら接着剤を用いて作製したガスケット（カバー一体型ガスケット）が、シール性、接着性、成形性において、優れた性能を発揮することが明らかとなった。その一方、比較例１〜４として示す接着剤やこの接着剤を用いて作製したカバー一体型ガスケットは、ハードディスク装置用のガスケットとして求められる性能について、何らかの欠点を有することになった。
【００４７】
このように、接着剤を塗布したカバーの裏面にガスケット材料を射出成形して製造するカバー一体型ガスケットに関し、製造工程の簡略化（製造の容易化）、シール性の向上、低アウトガス性等といった観点から、接着剤の組成を中心に検討した。
【００４８】
この結果、ハードディスク装置に適した密封構造を具現するための以下の条件及びその作用効果が見出された。
［１］ガスケットの主成分を熱可塑性エラストマー化合物とする。
［２］不飽和カルボン酸またはその無水物によって一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレンを固体状態で分散させ、且つ、オレフィン系ポリマーを炭化水素系溶
剤に分散（溶解）させてなる接着剤を使用する。
［３］この接着剤を表面に塗布し蒸発乾固させたカバーに、ガスケットを射出成形する。［４］このとき、混合液（接着剤）中の固形成分となる変性ポリプロピレンとエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体との総和を１００重量部とした場合、変性ポリプロピレンを８０重量部以上、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体を２０重量部未満にすることで、優れたディスペンサーによる塗布性が極めて良好になる。
［５］また、沸点が１２０℃以上であるキシレンを用いた場合、ディスペンサーのノズルの詰まり（乾燥）が起こらなくなる。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、ガスケットの接着面をカバー側に配置する構成を適用したが、ガスケットの接着面を箱体本体の開口部周縁の面に配置する構成を適用してもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態にかかる接着剤を使用して作製するガスケットや、これを用いた密封構造は、特に、高い防塵性を要求されるハードディスク装置に対し好適に適用される。しかしこれに限らず、通常のガスケット材やパッキン材、或いはこれらを用いた密封構造として気密性を確保する必要のあるその他の装置や部位に使用して、本実施の形態に準ずる効果を奏することはできる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の接着剤組成物によれば、例えばディスペンサー塗布装置などを用いて塗布を行う場合に、塗布量の制御が容易で、射出成形を通じて熱融着よりも瞬時に樹脂や熱可塑性エラストマーを接着することができる。しかも、アウトガスの発生量が少ない。
【００５２】
よって、例えば電子部品の箱体及びカバー間の密封構造を形成する上で、部品の製造工程の簡略化（製作容易化）や、品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるガスケットを適用したハードディスク装置の外郭をなす箱体の分解斜視図。
【図２】ハードディスク装置の外郭をなす箱体の分解斜視図。
【符号の説明】
１ハードディスク装置（箱体）
１０箱体本体
２０カバー
３０ガスケット

Claims

マレイン酸またはその無水物によって一部または全部がグラフト変性された変性ポリプロピレンが固体状態でキシレンに分散された分散物に、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体をキシレンに溶解して得られる溶液を加えてなる接着剤組成物。
相対比率として、８０重量部以上のグラフト変性ポリプロピレンに対し、２０重量部未満のエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体を含有することを特徴とする請求項１記載の接着剤組成物。