KR20050043942A

KR20050043942A - 개스킷

Info

Publication number: KR20050043942A
Application number: KR1020057004144A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 오카; 요시후미 코지마; 아츠시 코가; 켄이치 후지모토; 카즈히사 센다; 마사유키 키시모토; 순지 우에다; 노부유키 신타쿠
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-05-11
Also published as: JPWO2004025148A1; KR20090051784A; EP1538375A1; AU2003257595A1; EP1538375A4; CN100390444C; WO2004025148A1; US7654538B2; CN1695018A; US20050248101A1; EP1538375B1; KR100931092B1; JP4244926B2

Abstract

소형화에 대응해서 설치시에 삐져나옴이 생기지 않고, 밀봉성을 발휘하는 고성능의 개스킷에 관한 것으로, 이 개스킷(1)은 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)의 범위의 재료를 이용하고, 기초부(1a)의 접착폭을 W0, 기초부(1a)의 접착부에서 메인 비드부(2)의 선단부까지의 높이의 절반위치에서의 폭을 W1이라 할 때, W1/W0〈 O.9를 만족시키며, 기초부(1a)의 접착부에서 메인 비드부(2)의 선단까지의 높이를 H라 할 때, 1.15〈 H/W0〈 1.80을 만족시키고, 기초부(1a)의 접착되어 있는 부분을 제외한 단면 주위의 비접착부분의 길이를 L이라 할 때, L/WO ≥3을 만족시키며, 압축되었을 때의 압축율이 13.5% 이상이다.

Description

개스킷 {GASKET}

본 발명은 2부재 사이를 밀봉하는 개스킷에 관한 것으로, 예컨대 하드디스크장치의 탑 커버(top cover)나 연료전지 등의 전자기기, 특히 수분이나 가스, 먼지의 침입을 막고, 더구나 아웃가스성이 요구되는 정밀기기분야의 밀봉부로 사용되는 개스킷에 관한 것이다.

하드디스크장치에서의 탑 커버용 개스킷의 단면형상의 선행기술로는 특허문헌 1(일본국 특허 공개 제2001-280507호 공보)에 기재된 것이 있다.

이 개스킷에서는 밀봉재(개스킷)의 연장방향과 대략 직교방향으로 있는 단면을, 커버부재와의 접촉면의 길이를 Lp로 하고, 커버부재와의 비접촉부의 길이를 Lm으로 할 때, Lm/Lp가 3 이하인 것이 바람직하다고 되어 있다.

그러나, 근래에 하드디스크장치의 소형화가 진행되고, 이에 따라 필연적으로 탑 커버용 개스킷도 보다 작게 할 필요가 생기게 되었다.

실제로, 도 11에 도시된 것과 같이 좁은 폭밖에 없는 개스킷 설치면에 개스킷(101)을 접착하게 된다.

이와 같이 소형화된 하드디스크장치의 탑 커버에 상기 특허문헌 1에 기재된 단면형상의 개스킷을 이용하면, 탑 커버를 하드디스크 박스체에 설치할 때에 도 12에 도시된 것과 같이 개스킷(101)에는 하드디스크장치 안쪽으로 삐져나오는 돌출부(102)가 생겨 버린다. 이 개스킷의 돌출부(102)는 내부의 디스크 등의 부품에 접촉하게 되는 문제를 일으킨다.

한편, 개스킷의 삐져나온 부분이 문제로 되지 않도록 상기 특허문헌 1에 기재된 단면형상의 개스킷을 Lm/Lp가 3 이하라고 하는 비율을 유지한 채로 전체를 축소하면, 도 13에 도시된 것과 같이 개스킷(201)의 높이가 너무 낮게 되어, 개스킷(201)과 하드디스크 박스체 사이의 밀봉성이 저하되어 버리고 가스, 먼지 등의 침입을 막을 수가 없어, 개스킷으로서의 기능을 발휘할 수 없게 되고 만다.

또한, 상기 특허문헌 1에는,「밀봉재는 저경도(70도 이하)로 한 것에서 밀착성이 좋다」라고 하는 내용이 기재되어 있으나, 밀봉재가 너무 부드러우면 개스킷의 단면형상에 따라서는 압축시에 적절한 형상을 유지할 수 없게 좌굴(挫屈)이 생겨, 밀봉성의 악화, 삐져나옴을 일으키고 만다. 또, 경도를 낮게 하기 위해서는, 가소제를 많이 사용하지 않으면 안 되어, 이것이 아웃가스(outgas)가 발생하는 원인으로 된다. 아웃가스의 성분이 디스크에 부착됨으로써, 하드디스크의 오작동의 원인으로 되고, 더구나 너무 부드러운 것은 성형성 악화의 원인으로 된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 개스킷을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 개스킷의 사용상태를 나타낸 단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 개스킷이 장착된 탑 커버를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 개스킷이 장착된 탑 커버 및 하드디스크 박스체를 나타낸 사시도이다.

도 5는 평가시험의 평가결과를 나타낸 도면이다.

도 6은 평가시험에서 이용한 샘플의 단면형상을 나타낸 단면도이다.

도 7은 평가시험에서 삐져나온 부분이 생긴 상태를 나타낸 단면도이다.

도 8은 평가시험에서 좌굴이 일어난 상태를 나타낸 단면도이다.

도 9는 개스킷의 문제점을 나타낸 단면도이다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 개스킷을 나타낸 단면도이다.

도 11은 종래기술의 개스킷을 나타낸 단면도이다.

도 12는 종래기술의 개스킷의 문제점을 나타낸 단면도이다.

도 13은 종래기술의 개스킷의 문제점을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 소형화에 대응해서 설치시에 삐져나옴이 생기지 않고, 밀봉성을 발휘하는 고성능의 개스킷을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 2부재 사이를 밀봉하는 개스킷으로서, 경도 30 ~ 80도(일본국 공업규격(이하 JIS라 함) 경도계 타입 A)의 범위의 재료를 이용해서, 한쪽 부재에 설치된 기초부에서 다른쪽 부재쪽으로 돌출하는 메인 비드(main bead)부를 갖추고; 한쪽 부재와 접착된 상기 기초부의 접착폭을 W0, 상기 기초부의 한쪽 부재와의 접착부에서 상기 메인 비드부의 선단부까지의 높이의 절반위치에서의 폭을 W1이라 할 때, W1/W0〈 O.9를 만족시키며; 상기 기초부의 한쪽 부재와의 접착부에서 상기 메인 비드부의 선단까지의 높이를 H라 할 때, 1.15〈 H/W0〈 1.80을 만족시키고; 기초부의 한쪽 부재와 접착되어 있는 부분을 제외한 단면 주위의 비접착부분의 길이를 L이라 할 때, L/W0 ≥3을 만족시키며; 2부재 사이에서 압축되었을 때의 압축율이 13.5% 이상으로 된다.

이러한 구성에서는, 설치시에 개스킷에 대해 다른쪽 부재에서 압력이 가해져도 삐져나옴이 생기지 않고, 삐져나온 부분이 다른 부품에 접촉하여 문제를 일으키는 것이 방지될 수 있다. 또, 개스킷의 높이가 충분히 확보되기 때문에, 개스킷이 다른쪽 부재에 확실히 압축되어 밀봉성을 확보해서, 가스, 먼지 등의 침입을 방지할 수 있게 된다.

또, 개스킷의 경도가 너무 부드러운 것에 의해 개스킷의 단면형상에 따라서는 압축시에 적절한 형상을 유지할 수 없고 좌굴이 생겨 버려, 밀봉성의 악화, 삐져나옴이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또, 경도를 낮게 하기 위해 가소제를 많이 사용할 필요가 없게 되어, 아웃가스의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 아웃가스의 성분이 디스크에 부착됨에 의한 하드디스크의 오작동도 억제할 수 있다. 더욱이, 성형성의 악화로 되는 것을 방지할 수 있다. 더불어, 개스킷의 경도가 너무 딱딱한 것에 의해 찌그러짐이 생기지 않고서 반력의 저하로 되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 접착폭(W0)이나 폭(W1)의 폭방향이라 함은, 개스킷이 뻗은 방향과 대략 직교하는 단면에서의 폭을 말하는 것이다.

상기 메인 비드부의 선단부가 R = O.lmm 이상인 것이 바람직하다.

이로써, 메인 비드부가 압축되기 쉽게 하고, 개스킷이 다른쪽 부재에 확실히 압축되어 밀봉성을 확보할 수가 있게 된다.

미리 한쪽 부재에 접착제를 도포하고, 당해 접착제가 도포된 한쪽 부재를 삽입해서 개스킷을 성형하여, 한쪽 부재에 개스킷을 일체화시켜 설치하는 것이 좋다.

이에 따라, 쉽게 제조할 수 있고, 제조공정의 간략화가 도모된다.

개스킷의 재질은 올레핀계 엘라스토머 콤파운드로 되는 것이 바람직하다.

이로써, 개스킷의 사용환경으로서 100℃ 이상의 보다 고온에 노출되어도 성능에 열화(劣化)가 생기지 않고, 품질이 향상된다.

이와 같이 내열성의 관점에서 열가소성 엘라스토머 콤파운드 중에서도 올레핀계 엘라스토머 콤파운드를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서, 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드의 올레핀계 열가소성 엘라스토머의 구성은 에틸렌/프로필렌/비공역디엔 삼원공중합 고무 또는 에틸렌/프로필렌 공중합 고무와 폴리프로필렌계 수지 및 가소제를 주성분으로 한 것으로 된다.

상기 메인 비드부의 선단은 다른쪽 부재의 접촉면의 폭의 중심에 접촉하는 것이 좋다.

이에 따라, 개스킷의 메인 비드부는 다른쪽 부재의 접촉면의 폭에서 삐져나오는 일도 없이 다른쪽 부재에 확실히 접촉하여, 밀봉성을 발휘할 수가 있게 된다.

여기서, 다른쪽 부재의 접촉면의 폭이라 함은, 접착폭(W0)이나 폭(W1)의 폭방향과 동일하게, 개스킷과 마찬가지로 다른쪽 부재의 접촉면의 뻗은 방향과 대략 직교하는 단면에 있는 표면의 폭을 말하는 것이다. 다른쪽 부재의 접촉면은, 개스킷에 대향해서 개스킷쪽으로 돌출한 다른쪽 부재의 표면에 있다.

하드디스크장치의 탑 커버에 쓰이는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조해서, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세히 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대위치 등은 특히 특정한 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 이들만으로 한정하지는 않는다.

여기서는, 특히 하드디스크장치에 적용되는 것에 대해 설명하는데, 연료전지 등의 전자기기, 특히 수분이나 가스, 먼지의 침입을 막고, 더구나 아웃가스성이 요구되는 정밀기기분야의 밀봉부로 쓰여져도 좋다.

(제1실시예)

도 1은 제1실시예에 따른 개스킷(1)을 나타낸 개략단면도이고, 도 2는 사용상태에서 도 1의 개스킷(1)을 나타낸 개략단면도이며, 도 3a 및 도 3b는 개스킷(1)이 사용된 탑 커버(4)를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3a 및 도 3b의 탑 커버(4)로 덮어씌워진 하드디스크장치(3)의 외관도이다.

개스킷(1)은 도 4에 도시된 것과 같이 하드디스크장치(3)의 하드디스크 박스체(5)를 덮기 위한 탑 커버(4)에 쓰여지고 있다. 하드디스크 박스체(5)는 1면을 개구시킨 상자모양이고, 내부에 디스크 등의 부품이 배치되어 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같이, 개스킷(1)은 탑 커버(4)의 이면(裏面)에서 하드디스크 박스체(5)에 접촉하도록 배치되어 있다. 도 3a는 탑 커버(4)의 이면을 나타내고 있으며, 도 3b는 도 3a의 A-A 단면으로, 탑 커버(4)가 뒤집어 나타내어지고 있는데, 이 도 3b의 B부 확대도가 도 1 또는 도 2에 나타나 있다.

개스킷(1)은 탑 커버(4)상에 설치되고, 기초부(1a)상에 1개의 메인 비드부(2)를 가진 단면형상이다. 즉, 탑 커버(4)에 기초부(1a)가 접착되고, 기초부(1a)상에서 하드디스크 박스체(5)쪽(도 1에서는 위쪽)으로 돌출하는 메인 비드부(2)가 마련되어 있다.

그리고, 이 개스킷(1)은 이하의 (1) ~ (4)의 조건을 만족시키고 있다.

(1) 탑 커버(4)와 접착된 기초부(1a)의 접착폭을 W0로 하고, 탑 커버(4)에서 메인 비드부(2)의 선단까지의 높이(H)의 절반(½H)의 위치에서의 폭을 W1이라 할 때, W1/W0〈 O.9 이다.

(2) 탑 커버(4)에서 메인 비드부(2)의 선단까지의 높이를 H라 할 때, 1.15〈 H/W0〈 1.80 이다.

(3) 기초부(1a)의 탑 커버(4)와 접착하고 있는 부분을 제외한 단면 주위의 비접착부분의 길이를 L이라 할 때, L/W0 ≥3 이다.

(4) 개스킷(1)이 탑 커버(4)와 하드디스크 박스체(5)의 사이에서 압축되었을 때의 압축율이 13.5% 이상이다.

이와 더불어, (5)와 (6)의 조건도 만족시키는 것이 보다 바람직하다.

(5) 메인 비드부(2)의 선단부가 R = O.1mm 이상이다.

(6) 개스킷(1)은 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)의 범위의 재료를 이용하고 있다.

이상의 조건을 만족시키는 개스킷(1)은 미리 탑 커버(4)에 접착제를 도포하고, 당해 접착제가 도포된 탑 커버(4)를 삽입해서 개스킷(1)을 사출성형하여, 탑 커버(4)에 개스킷(1)을 순식간에 일체화시켜 설치한다.

따라서, 개스킷(1)의 성형공정에서 탑 커버(4)에의 접착도 동시에 실행하기 때문에, 제조공정이 간략화될 수 있다.

여기서, 개스킷(1)은 열가소성 엘라스토머 콤파운드로 된 재질로 형성되어 있다.

구체적인 열가소성 엘라스토머 콤파운드는, 예컨대 본 발명에서 특히 내열성의 관점에서 유효한 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고, 올레핀계 열가소성 엘라스토머의 구성이 에틸렌/프로필렌/비공역디엔 삼원공중합 고무 또는 에틸렌/프로필렌 공중합 고무와 폴리프로필렌계 수지 및 가소제를 주성분으로 한 것으로, 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)로 조정된 재료이기도 하다.

또는, 예컨대 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고, 폴리머가 스틸렌-에틸렌/프로필렌-스틸렌의 삼블록공중합체(SEPS) 또는 스틸렌-에틸렌/에틸렌·프로필렌-스틸렌의 삼블록공중합체(SEEPS)를 주성분으로 하며, 폴리프로필렌계 수지, 가소제를 함유하여, 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A), 압축영구왜곡 50% 이하(JIS K6262 100℃, 72H)로 조정된 재료이기도 하다.

또는, 예컨대 올레핀계 열가소성 엘라스토머와 스틸렌계 열가소성 엘라스토머를 혼합한 콤파운드로서, 올레핀계 열가소성 엘라스토머의 구성이 에틸렌/프로필렌/비공역디엔 삼원공중합 고무 또는 에틸렌/프로필렌 공중합 고무와 폴리프로필렌계 수지 및 가소제를 주성분으로 한 것, 그리고 스틸렌계 열가소성 엘라스토머로서 폴리머가 스틸렌-에틸렌/프로필렌-스틸렌의 삼블록공중합체(SEPS) 또는 스틸렌-에틸렌/에틸렌·프로필렌-스틸렌의 삼블록공중합체(SEEPS)를 주성분으로 하며, 폴리프로필렌계 수지, 가소제를 함유한 것으로 이루어져, 콤파운드는 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)로 조정된 재료이기도 하다.

또, 목적을 해치지 않는 범위에서 경도가 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)로 조정된 우레탄계 열가소성 엘라스토머 또는 폴리에틸렌계 열가소성 엘라스토머를 이용하여도 좋다.

스틸렌계 열가소성 엘라스토머는, 폴리머가 스틸렌-에틸렌/프로필렌-스틸렌의 삼블록공중합체(SEPS) 또는 스틸렌-에틸렌/에틸렌·프로필렌-스틸렌의 삼블록공중합체(SEEPS)이고, 말단에 비닐방향족 화합물을 주체로 하는 스틸렌중합체블록과, 공역디엔 화합물을 주체로 하는 이소프렌중합체블록 및 에틸렌과 이소프렌의 랜덤공중합체블록, 그리고 비닐방향족 화합물을 주체로 하는 스틸렌중합체블록에 수소를 첨가해서 얻어지는 수첨(水添)삼블록공중합체가 쓰여진다.

이들 수첨삼블록공중합체의 수(數)평균분자량은 50000 이상인 것이 바람직하다. 수평균분자량이 50000 미만이라면, 연화제의 블리이딩(bleeding)이 증가하고, 압축영구왜곡이 크게 되어, 실제로 사용될 수 없다고 하는 문제점이 생길 수 있다. 이 수평균분자량의 상한은 특히 제한은 없지만, 통상적으로는 400000 정도이다.

상기 수첨블록공중합체의 비정질 스틸렌블록의 함유량은 10 ~ 70중량%, 바람직하기로는 15 ~ 60중량%의 범위의 것이 좋다. 또, 비정질 스틸렌블록의 유리전이온도(Tg)는 60℃ 이상, 바람직하기로는 80℃ 이상인 것이 좋다. 또, 양쪽 말단의 비정질 스틸렌블록을 연결하는 부분의 중합체로서는, 역시 비정질의 것이 바람직하다. 한편, 이들 수첨블록공중합체는 주로 단독으로 쓰이는데, 2종 이상을 혼합해서 이용하여도 좋다.

올레핀계 열가소성 엘라스토머는 에틸렌/프로필렌/비공역디엔 삼원공중합 고무 또는 에틸렌/프로필렌 공중합 고무와 폴리프로필렌계 수지 및 가소제를 주성분으로 한 것이다.

에틸렌/프로필렌/비공역디엔 삼원공중합 고무로는 에틸렌 함유량이 50 ~ 80중량%, 옥소가는 10 ~ 25의 범위에 있다. 비공역디엔 고무로서는 디시클로벤타디엔, 1,4-헥사디엔, 디시클로옥타디엔, 메틸렌노르보르넨, 에틸리덴노르보르넨 등이 쓰인다.

에틸렌/프로필렌 공중합 고무로서는 에틸렌 함유량이 10 ~ 25중량%로서, 그 멜트 플로우 인덱스(MFR:JIS K7210 준거 230℃, 2.16kg하중)가 3 ~ 30g/10분이다.

폴리프로필렌계 수지로는 프로필렌을 촉매존재하에 중합해서 얻어지는 열가소성 수지로, 아이소탁틱, 신디오탁틱 구조 등을 취하는 결정성 고분자 또는 이들과 소량의 α-올레핀(예컨대, 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 등)의 공중합체이다. 이들 중 바람직하게는 멜트 플로우 인덱스(MFR:JIS K7210 준거 230℃, 2.16kg하중)가 0.1 ~ 100g/10분이고, 결정화도가 20 ~ 70%인 것이다. MFR이 O.1보다 작으면 유동성이 나쁘고, 목적하는 성형성이 얻어지지 않게 된다. 또, MFR이 100보다 크면 충분한 물성이 얻어지지 않게 된다.

가소제로는 통상의 고무나 열가소성 엘라스토머에 사용되는 것으로, 예컨대 프로세스오일, 윤활유, 파라핀계 오일 등의 석유계 연화제, 피마자유, 아마인유, 유채기름, 야자유 등의 지방유계 연화제, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디옥틸아디페이트, 디옥틸세바세이트 등의 에스테르계 가소제이다. 또, 이들에 덧붙여 유기과산화물 등의 가교제, 가교조제 등을 첨가하거나, 이들 필요한 성분을 동시에 혼합하고 가열용융혼련함으로써, 동적으로 가교시켜도 좋다.

한편, 개스킷(1)의 조성물에는 통상 고무나 열가소성 엘라스토머에 배합되어있는 것 같은 비늘모양의 무기충전제, 구체적으로는 점토, 규조토, 활석, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 금속산화물, 운모, 그라파이트, 수산화알루미늄 등을 이용할 수가 있다. 또, 분말형상의 고체충전제, 예컨대 각종 금속가루, 유리가루, 세라믹가루, 입상 또는 분말 폴리머 등이나 노화방지제, 예컨대 아민 및 그 유도체, 이미다졸류, 페놀류 및 그 유도체, 왁스류 등이 쓰이고 있다.

또, 각종 첨가제, 예컨대 안정제, 점착부여제, 이형제, 안료, 난연제, 윤활제 등을 첨가할 수 있다. 또한, 마모성, 성형성 등의 개량을 위해 소량의 열가소성 수지나 고무의 첨가도 가능하다. 그리고, 강도, 강성의 향상을 위해 짧은 섬유 등을 첨가할 수도 있다.

스틸렌계 열가소성 엘라스토머 및 올레핀계 열가소성 엘라스토머에 관한 이들의 배합물은 가열혼련기, 예컨대 1축압출기, 2축압출기, 롤, 밴버리 믹서(Banbury mixer), 프라벤더(Prabender), 니더(kneader), 고전단형 믹서 등을 이용해서 용융혼련하고, 더구나 원하면 유기과산화물 등의 가교제, 가교조제 등을 첨가하거나, 이들의 필요한 성분을 동시에 혼합하여 가열용융혼련함으로써 쉽게 제조할 수 있다. 또, 고분자 유기재료와 연화제를 혼련한 열가소성 재료를 미리 준비하고, 이 재료를 여기에 이용한 것과 같은 종류 또는 종류가 다른 한 종류 이상의 고분자 유기재료에 더욱 혼합하여 제조할 수도 있다.

이와 같이 해서 얻어진 스틸렌계 열가소성 엘라스토머와 올레핀계 열가소성 엘라스토머를 혼합한 콤파운드는 공지의 방법, 예컨대 사출성형이나 압출성형 등에 의해 원하는 형상으로 성형해서 개스킷재로 사용할 수 있다. 이와 같은 개스킷재는 특히 높은 방진(防塵)성을 요구하는 하드디스크장치용으로 적절히 사용되는데, 그밖의 통상적인 개스킷재, 패킹재로서 기밀성이 요구되는 부위의 어느 곳에도 사용할 수가 있다.

이와 같은 재질을 개스킷(1)에 이용함으로써, 개스킷(1)의 사용환경으로서 100℃ 이상의 보다 고온에 노출되어도 성능에 열화가 생기지 않고, 품질이 향상된다.

또, 개스킷(1)의 성형전에 탑 커버(4)의 사이에 도포되는 접착제는, 변성 올레핀계 수지를 베이스로 한 유형 또는 스틸렌·부타디엔 고무를 베이스로 액상으로 한 유형이 있다. 또는, 이들을 가교성분에 배합하고 열강화성으로 변성한 것도 좋다.

구체적인 접착제는, 예컨대 폴리올레핀계 수지의 곁사슬(側鎖)에 극성기(무수 말레산, 아크릴산, 에폭시기, 수산기 등)를 그라프트(graft)시켜 변성한 것을 방향족이나 지방족의 유기용제에 용해해서 액상화시킨 것이나 분산시킨 것이 있다. 또는, 스틸렌·부타디엔 고무를 방향족이나 지방족의 유기용제에 용해해서 액상화시킨 것을 단독으로 또는 혼합한 것이 있다. 또, 이들에 과산화물이나 이소시아네이트 등으로 가교부분을 부여한 것도 좋다.

접착제의 도포방법으로는, 예컨대 침지도포, 스프레이도포, 스크린인쇄, 붓으로 발라 도포하는 방식, 스탬프방식, 디스펜서(dispenser) 등 필요에 따라 최적의 방법을 선택한다.

한편, 탑 커버(4)로서는, 예컨대 알루미늄판, 알루미늄판에 도금처리를 가한 것, 스테인레스강판, 스테인레스제의 제진(制振)강판 등의 금속판을 이용한다.

예컨대, 알루미늄판 등의 알루미늄재로서는 표면거칠기(Ra:JIS B0601 준거 표면거칠기 형상측정기에 의해 측정)가 O.1 ~ 5㎛, 바람직하기로는 O.3 ~ 3㎛의 것이 쓰인다. 표면거칠기가 그 이하인 것을 이용하면, 개스킷(1)의 알루미늄에 대한 접착성이 현저하게 저하되는 한편, 이보다 큰 표면거칠기인 것을 이용하면, 제품 금속부의 기계적 강도의 저하가 현저하게 되어, 현실적으로 이용할 수 없게 된다.

이와 같은 알루미늄재의 양성산화 피막처리에서는, 황산, 인산, 크롬산 등의 무기산 또는 옥살산 등의 유기산의 산성용액을 이용해서 양성산화시켜 알루미늄 표면에 다공질 피막을 형성시킨다. 양성산화 시간을 일정시간 이상으로 확보함으로써, 다공질 피막의 두께가 확보되고, 인가되는 전압이 낮을수록 미세 구멍수가 많아져, 개스킷(1)과의 접합성이 유리하게 되는 것이 고려될 수 있는데, 처리비용과의 관계에서 미세 구멍이 형성되면 충분하다. 예컨대, 약 5 ~ 25중량%의 황산수용액인 경우, 인가전압이 약 10 ~ 30V일 때 처리시간은 약 10 ~ 60분 정도로 된다. 이때의 다공질 피막의 두께가 약 1 ~ 50㎛로 미세 구멍수는 10 ~ 1000 ×10⁹개/cm²정도인데, 막두께가 약 30 ~ 50㎛로 미세 구멍수가 100 ~ 1000 ×10⁹개/cm²정도인 것이 바람직하다.

양극산화 피막처리후, 봉공(封孔)율을 40% 이하, 바람직하기로는 미봉공처리로 하는 조정이 행해진다. 봉공처리는 열수처리, 산처리 등의 방법을 선택할 수 있고, 봉공처리를 해서 봉공율을 40% 이하로 한 것이 접착성이 뛰어난데, 봉공처리를 전혀 실시하지 않는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 상기한 구성의 개스킷(1)은 도 2에 도시된 것과 같이 탑 커버(4)와 하드디스크 박스체(5)의 접촉면(5a)에 메인 비드부(2)가 접촉하여 탑 커버(4)와 하드디스크 박스체(5)의 사이를 밀봉하게 된다.

이 탑 커버(4)와 하드디스크 박스체(5)의 사이를 밀봉할 때에는, 메인 비드부(2)가 주로 압축되어 도 2에 나타낸 변형상태로 된다.

이상 설명한 본 실시예에서는, 설치시에 개스킷(1)에 대해 하드디스크 박스체(5)에서 압력이 가해져도 삐져나옴이 생기지 않고, 삐져나온 부분이 다른 부품에 접촉하여 문제를 일으키는 것이 방지될 수 있다. 또, 개스킷(1)의 높이가 충분히 확보되기 때문에, 개스킷(1)이 하드디스크 박스체(5)에 확실히 압축되어 밀봉성을 확보해서, 가스, 먼지 등의 침입을 방지할 수 있다.

(평가시험)

상기 실시예에서의 효과를 평가하기 위해서, 구체적으로 상기 실시예의 설정범위 내에서 구성한 실시예와, 설정범위 외로 구성한 비교예의 평가시험을 실시해 비교한다. 평가시험은, 실시예 및 비교예의 구성으로 도 5에 도시된 것과 같이 실시예 1 ~ 11, 비교예 1 ~ 9의 각종 샘플을 제작하고, 밀봉성(누출유무), 반력, 설치시 삐져나옴, 경도, 아웃가스성, 성형성, 접착성, 좌굴유무의 각종 평가를 실시하였다.

<샘플제작>

본 평가시험에서는, 상기에서 설명한 각종 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 콤파운드로서는, 각종 배합물을 소정량 계량하고, 2축압출기(가부시키가이샤 코베세이코쇼 제조:하이퍼-KTX46)에서, 설정온도 290 ~ 180℃, 회전속도 150rpm의 조건으로 혼합압출해 얻는다.

이 재료를 사출성형기(가와구치테코 가부시키가이샤 제조:KM-80)를 이용해서, 설정온도 290 ~ 180℃, 사출속도 0.5초, 사출압력 100MPa, 사이클타임 30초에서 테스트용 시트(150 ×150 ×2mm)를 성형하고, 경도, 아웃가스성의 시험에 사용한다.

또, 마찬가지로 미리 커버형상으로 형상지어진 알루미늄판(무전해 니켈도금 2 ~ 5㎛처리)에 각종 접착제를 도포한 부품을 금형에 삽입하여 두고, 사출속도 0.5초, 사출압력 100MPa, 사이클타임 30초에서 커버에 개스킷을 성형한다. 이 커버 일체형 개스킷을 이용해서, 밀봉성, 반력, 설치시 삐져나옴, 성형성, 접착성, 좌굴유무를 시험하였다.

여기서, 접착제로는 변성 올레핀계 수지접착제(미츠이카가쿠 가부시키가이샤 제조:유니스톨 R120K), 또는 스틸렌·부타디엔 고무계 접착제(노가와케미칼 가부시키가이샤 제조:다이아본드 DA3188)를 이용한다.

개스킷의 단면형상으로서는 도 6에 나타낸 형상(A ~ J)으로 하는바,

형상 A는 메인 비드부의 선단부(이하 Z부라 함)의 R = 0.15mm, W1/W0 = 0.66, H/W0 = 1.75, L/W0 = 3.81 이고,

형상 B는 Z부의 R = 0.25mm, W1/W0 = O.81, H/WO = 1.40, L/W0 = 3.20 이고,

형상 C는 Z부의 R = O.25mm, W1/W0 = O.74, H/WO = 1.40, L/W0 = 3.12 이고,

형상 D는 Z부의 R = O.40mm, W1/W0 = O.85, H/WO = 1.27, L/W0 = 3.00 이고,

형상 E는 Z부의 R = O.30mm, W1/W0 = O.70, H/WO = 1.15, L/W0 = 3.00 이고,

형상 F는 Z부의 R은 없고, W1/W0 = 1.00, H/WO = 1.40, L/W0 = 3.80 이고,

형상 G는 Z부의 R = O.50mm, W1/W0 = 1.00, H/WO = 1.40, L/W0 = 3.37 이고,

형상 H는 Z부의 R = O.25mm, W1/W0 = O.68, H/WO = 1.15, L/W0 = 2.67 이고,

형상 I는 Z부의 R은 없고, W1/W0 = O.68, H/W0 = 1.89, L/W0 = 4.15 이고,

형상 J는 Z부의 R은 없고, W1/W0 = O.80, H/W0 = 1.10, L/W0 = 3.01 이다.

이상의 형상을 선택해서 도 5에 도시된 것과 같이 만든 실시예 1 ~ 11, 비교예 1 ~ 9의 각종 샘플의 구체적인 구성을 아래에 나타내었다.

<실시예 1>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 A를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 2>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 B를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 3>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 C를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 4>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 D를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 5>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 E를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 6>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 B를 이용한다. 경도는 61도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 7>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 B를 이용한다. 경도는 33도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 8>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 D를 이용한다. 경도는 33도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 9>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 B를 이용한다. 경도는 78도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 10>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 B를 이용한다. 경도는 60도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<실시예 11>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 A를 이용한다. 경도는 31도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 1>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 F를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 2>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 G를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 3>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 H를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 4>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 I를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 5>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 J를 이용한다. 경도는 45도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 6>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 D를 이용한다. 경도는 15도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 7>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 올레핀계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 D를 이용한다. 경도는 83도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 8>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스토머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 D를 이용한다. 경도는 25도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<비교예 9>

열가소성 엘라스토머 콤파운드로는 스틸렌계 열가소성 엘라스트머 콤파운드를 이용하고 있다. 개스킷의 단면형상은 형상 A를 이용한다. 경도는 25도(JIS 경도계 타입 A)이다.

<평가방법>

본 평가시험에서는 구체적으로 아래와 같이 평가하였다.

(1) 밀봉성(누출유무)

커버에 일체로 성형된 개스킷을 실제 누출시험기에 장착한 상태에서, 시험기 내부에서 1.5kPa의 정압을 30초간 계속 가하고, 15초 후에 누출되는지 어떤지 조사했다. 개스킷 재료의 압축영구왜곡성이 뒤떨어지는 경우나 개스킷 형상에 결함이 있는 경우는 누출된다. 본 시험에서,「누설 무 : 0, 누설 유 : ×」로 판정한다.

(2) 반력

커버에 일체로 성형된 개스킷의 반력을 측정한다. 밀봉하기에 적당한 접촉면압을 갖고 있을 필요가 있다. 면압은 반력으로 측정가능해서, 면압이 낮으면 커버나 상대부재에 요철이 있는 경우에 충분히 밀봉될 수 없다. 또, 면압이 높으면 커버의 변형을 일으킨다.「바람직한 반력 0.2 ~ 1.0(N/mm) : 0, 그 외 : ×」로 한 기준으로 판정한다.

(3) 설치시 삐져나옴

커버에 일체로 성형된 개스킷에 대해 실제로 대향접촉면을 꽉 눌러서, 개스킷이 압축된 변형상태에서 삐져나오는 부분이 생기는가를 조사했다. 본 시험에서, 「삐져나옴 무 : 0, 삐져나옴 유 : ×」로 판정한다.

(4) 경도

두께 2mm의 테스트용 시트를 3장 포개어 맞추고서 JIS K6253에 준해 측정한다. 본 시험결과는, 개스킷이 만족시킬 때「개스킷은 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)의 범위의 재료를 이용하고 있다」라고 하는 조건을 확인한 것이다.

(5) 아웃가스성

50 ×3 ×2mm의 스트립형상의 시편을 120℃, 1시간 열추출해서, 이때의 아웃가스량(㎍/g)을 측정한다. 본 시험에서,「아웃가스량 50㎍/g 미만 : 0, 아웃가스량 50㎍/g 이상 : ×」로 판정한다.

(6) 성형성

제품의 사출성형에서,「문제점 무 : 0, 문제점 유 : ×」로 평가한다. 여기서, 문제점이라 함은 소정의 제품형상으로 성형될 수 없다는 것으로, 변형, 함몰, 깨짐, 융합선, 충진부족부, 거스러미 등의 발생이나, 커버에 일체로 성형될 수 없는 현상이 생기는 것이다.

(7) 접착성

커버에 일체화된 개스킷 접착면에 약 1mm의 박리부(peeling)를 만들고, 그 부위에 SUS제 와이어를 통과시켜서, 수직 인장하중을 가해 박리부의 길이가 약 10mm로 확대될 때의 하중을 측정한다. 본 시험에서,「박리하중 100kPa 이상 : 0, 박리하중 100kPa 미만 : ×」로 판정한다.

(8) 좌굴유무

커버에 일체로 성형된 개스킷에 대해 실제로 대향접촉면을 꽉 눌러서, 개스킷이 압축된 변형상태에서 좌굴되는지를 조사했다. 본 시험에서,「좌굴 무 : 0, 좌굴 유 : ×」로 판정한다.

<평가결과>

경도가 80도 이상으로 되면, 커버 일체형 개스킷을 대향접촉면에 꽉 눌러 설치할 때의 반력이 크게 되고, 커버의 변형 등이 생겨 완전히 밀봉할 수 없게 되어, 개스킷으로서의 밀봉성이 뒤떨어지게 된다. 한편, 30도 미만인 경우에, 아웃가스가 많아지고, 개스킷이 쉽게 끊어지거나 쉽게 점착되는 등 취급에 주의하지 않으면 안 되게 된다. 가장 바람직한 경도는 40 ~ 60도이다.

한편, 원하는 성형성이나 경도를 얻기 위해서, 폴리프로필렌계 수지, 가소제는 없어서는 안 될 것이다. 그러나, 폴리프로필렌계 수지량이 너무 많으면 경도가 높게 되고 너무 적으면 유동성이 나빠져, 사출형성이 곤란하게 된다. 바람직한 폴리프로필렌계 수지량은 폴리머 100중량부에 대해 10 ~ 100중량부이다. 또, 마찬가지로 가소제량이 너무 많으면 아웃가스가 많아져 바람직하지 않다. 바람직한 가소제량은 10 ~ 200중량부이다.

접착제를 이용하지 않는 경우는, 성형시에 박리부가 생겨 일체로 성형할 수 없었다. 또, 접착제로서 에폭시계, 시아노아크릴레이트계의 것을 이용하면 일체로 성형은 할 수 있지만 쉽게 벗겨져 충분한 접착력을 얻을 수 없었다.

이상의 평가를 감안한 구체적인 실시예 1 ~ 11, 비교예 1 ~ 9의 각종 샘플에서의 평가결과가 도 5에 나타나 있다.

이상 설명된 결과와 같이, 실시예 1 ~ 11에 나타낸 구성으로 할 때에 대단히 우수한 성능을 가진 커버 일체형 개스킷으로 이루어진다.

한편, 비교예 1 ~ 9에 나타낸 구성에서는 무엇인가 결점을 갖고 있다. 예컨대, 비교예 1로 설치할 때 삐져나오는 부분이 도 7에 도시된 것과 같이 생겨 버린다. 또, 비교예 4에서의 좌굴은 도 8에 도시된 것과 같이 생겨 버린다.

(제2실시예)

상기 제1실시예의 개스킷(1)에서는 다음과 같은 문제를 해소하는 것이 요망되고 있다.

제1실시예의 개스킷(1)이라 하더라도, 개스킷(1)이 탑 커버에 접착된 접착 위치에 따라서는 도 9에 도시된 것과 같이 하드디스크 박스체(5)에 장착될 때 개스킷(1)이 압축되면 접촉면(5a)에서 삐져나와 돌출부(6)가 생길 수 있다. 돌출부(6)가 생기면, 종래기술과 마찬가지로 개스킷(1)이 디스크 등의 다른 부품에 접촉하는 위험이 생기고, 개스킷(1)과 접촉면(5a)이 확실히 접촉하고 있지 않기 때문에 밀봉성 자체도 저하되어 버린다.

그리하여, 제2실시예는 상기한 제1실시예보다 확실히 삐져나옴을 방지하여, 밀봉성을 유지하는 고성능의 개스킷을 제공한다.

도 10은 제2실시예에 따른 개스킷(1)을 나타낸 도면이다. 한편, 각 부재의 형상, 재질 등은 제1실시예와 마찬가지이기 때문에 그 설명은 생략한다.

도 10의 개스킷(1)은 탑 커버(4)상에 설치되고, 기초부(1a)상에 1개의 메인 비드부(2)를 가진 단면형상이다. 즉, 탑 커버(4)에 기초부(1a)가 접착되어 기초부(1a)상에서 하드디스크 박스체(5)쪽(도 10에서는 위쪽)으로 돌출하는 메인 비드부(2)가 마련되어 있다.

또, 개스킷(1)과의 상대관계에서, 하드디스크 박스체(5)의 접촉면(5a)의 폭의 중심(C)과 메인 비드부(2)의 선단(T)이 서로 마주보는 위치에 개스킷(1)이 배치되어 있다. 즉, 설치시에 메인 비드부(2)의 선단(T)은 하드디스크 박스체(5)의 접촉면(5a)의 폭의 중심(C)에 접촉한다.

그리고, 상기한 구성의 개스킷(1)은 제1실시예의 도 2에 도시된 것과 같이 하드디스크 박스체(5)에 접촉하고 탑 커버(4)와 하드디스크 박스체(5)의 사이를 밀봉한다.

따라서, 개스킷(1)의 메인 비드부(2)는 하드디스크 박스체(5)의 접촉면(5a)의 폭에서 삐져나올 수도 없고, 하드디스크 박스체(5)에 확실히 접촉하여, 밀봉성을 발휘할 수가 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 설치시에 개스킷에 대해 다른쪽 부재에서 압력이 가해져도 삐져나옴이 생기지 않고, 삐져나온 부분이 다른 부품에 접촉하여 문제를 일으키는 것이 방지될 수 있다. 또, 개스킷의 높이가 충분히 확보되기 때문에, 개스킷이 다른쪽 부재에 확실히 압축되어 밀봉성을 확보해서, 가스, 먼지 등의 침입을 방지할 수 있게 된다.

Claims

2부재 사이를 밀봉하는 개스킷으로서, 경도 30 ~ 80도(JIS 경도계 타입 A)의 범위의 재료를 이용하며, 한쪽 부재에 설치된 기초부에서 다른쪽 부재쪽으로 돌출하는 메인 비드부를 갖추고,

한쪽 부재와 접착된 상기 기초부의 접착폭을 W0, 상기 기초부의 한쪽 부재와의 접착부에서 상기 메인 비드부의 선단부까지의 높이의 절반위치에서의 폭을 W1이라 할 때, W1/WO〈 O.9를 만족시키며,

상기 기초부의 한쪽 부재와의 접착부에서 상기 메인 비드부의 선단까지의 높이를 H라 할 때, 1.15〈 H/W0〈 1.80을 만족시키고,

상기 기초부의 한쪽 부재와 접착되어 있는 부분을 제외한 단면 주위의 비접착부분의 길이를 L이라 할 때, L/WO ≥3을 만족시키며,

2부재 사이에서 압축되었을 때의 압축율이 13.5% 이상으로 되는 개스킷.
제1항에 있어서, 상기 메인 비드부의 선단부가 R = O.1mm 이상인 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서, 미리 한쪽 부재에 접착제를 도포하고, 당해 접착제가 도포된 한쪽 부재를 삽입해서 개스킷을 성형하여, 한쪽 부재에 개스킷을 일체화시켜 설치한 개스킷.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 개스킷의 재질이 올레핀계 엘라스토머 콤파운드로 된 개스킷.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메인 비드부의 선단은 다른쪽 부재의 접촉면의 폭의 중심에 접촉하는 개스킷.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하드디스크장치의 탑 커버에 쓰이는 개스킷.