説明

HDD用衝撃吸収体

【課題】
HDD使用環境(0〜60℃)において、高硬度で、且つ低反発弾性率を有するHDD用衝撃吸収体を提供すること、及び、成形性、寸法安定性及び低VOC(揮発性有機化合物)性を有するHDD用衝撃吸収体を提供すること。
【解決手段】
本発明に係るHDD用衝撃吸収体は、ポリカーボネート系ジオールとポリイソシアネートからなり、硬度(JIS−A)が90〜99であることを特徴とし、好ましくは、該HDD用衝撃吸収体が、炭素数が4〜16のグリコールからなる鎖伸長剤を含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はHDD用衝撃吸収体(ハードディスク用ストッパー)に関し、詳しくは、HDD使用環境(0〜60℃)において、高硬度で、且つ低反発弾性率を維持しながら寸法安定性及び低VOC(揮発性有機化合物)性を有するHDD用衝撃吸収体に関する。
【背景技術】
【0002】
HDDが使用される環境によりHDDの仕様や機構は多岐に渡るため、ストッパーに対する要求も様々であるが、高硬度、衝撃吸収性、寸法安定性、および低VOC(揮発性有機化合物)性はいずれも重要な要求特性項目となる。
【0003】
ストッパーの衝撃吸収性が乏しいと、HDDの仕様や機構によっては、ハードディスク(メディア)やそこから情報を読み取るヘッドが損傷するおそれがある。
【0004】
衝撃吸収性を高めるためには、材質の柔軟性を高めることもひとつの手法ではあるが、寸法安定性は逆に損なわれ易くなる。また、種々の添加剤を用いて衝撃吸収性を向上させる手法も考えられるが、それらが高VOCとなる問題があり、上記の要求特性を満足させ
る材質の開発は困難であった。
【0005】
特許文献1には、イソシアネート成分としてパラフェニレンジイソシアネートと、ポリオール成分として、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオールおよびポリカーボネート系ポリオールからなる群から選択される少なくとも1種とからなるウレタンプレポリマーと硬化剤とを含有するポリウレタンエラストマーからなる衝突緩衝材が開示されているが、スキー場に設置されているゴンドラ及び格納可能なリフト上部に取り付けられるための衝突緩衝材として製造されているため、その硬度はショアーDで50〜60と、HDD用衝撃吸収体としては硬度が高すぎる欠点がある。
【0006】
特許文献3〜6には、硬度(JIS−A)が90未満の組成物が開示されているが、硬度が90未満になると、ウレタン材のTgが低温領域に位置し、結果的に反発弾性率の極小値も低温領域に位置するため、0〜60℃における反発弾性率が高くなり、HDD用衝撃吸収体として機能しなくなり、さらに寸法安定性を保持することもできないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平10−87780号公報
【特許文献2】特開平5−302027号公報:ウレタンゴムとフッ素ゴムとのブレンド材で、ウレタンはポリエーテル系を用いているHDD用のストッパー。
【特許文献3】特開平8−292694号公報:材料硬度は65〜80。
【特許文献4】特開2002−20447号公報:段落0041には「このようにして得られたウレタンエラストマーの硬度(JIS−A硬度、JIS−K7312)は60〜90が好ましい」と記載されているが、段落0050の表3において、実施例1〜3の硬度は全て60〜70台である。
【特許文献5】特開2004−292809号公報:硬度は60〜85に設定されている。
【特許文献6】特開2001−316448号公報:イソシアネート量を大きく減らすことで硬度を非常に低く抑えている(硬度5以下)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、HDD使用環境(0〜60℃)において、高硬度で、且つ低反発弾性率を有するHDD用衝撃吸収体を提供することにある。
【0009】
さらに本発明の他の課題は、成形性、寸法安定性及び低VOC(揮発性有機化合物)性を有するHDD用衝撃吸収体を提供することにある。
【0010】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
鋭意検討の結果、本発明者らは、ポリウレタンエラストマーの重合成分に特定の成分を配合することで上記課題を解決するに至った。
【0012】
さらに本発明者は、運動エネルギーを熱エネルギーに変換し易くするために、分子鎖が動き易くなるような配合設計を行うことで、上記課題を解決するに至った。
【0013】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【0014】
(請求項1)
ポリカーボネート系ジオールとポリイソシアネートからなり、硬度(JIS−A)が90〜99であることを特徴とするHDD用衝撃吸収体。
【0015】
(請求項2)
炭素数が4〜16のグリコールからなる鎖伸長剤を含むことを特徴とする請求項1記載のHDD用衝撃吸収体。
【0016】
(請求項3)
ポリイソシアネートが、ジイソシアネートであることを特徴とする請求項1又は2記載のHDD用衝撃吸収体。
【0017】
(請求項4)
0〜35℃における反発弾性率が45%以下、35〜60℃における反発弾性率が60%以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のHDD用衝撃吸収体。
【発明の効果】
【0018】
本発明によると、HDD使用環境(0〜60℃)において、高硬度で、且つ低反発弾性率を有するHDD用衝撃吸収体を提供することができる。
【0019】
さらに本発明によると、成形性、寸法安定性及び低VOC(揮発性有機化合物)性を有するHDD用衝撃吸収体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0021】
本発明のHDD用衝撃吸収体(ハードディスク用ストッパー)は、HDDの使用環境として一般的な使用環境である0〜60℃の範囲において用いられる。
【0022】
ここで、ストッパーとは、先端に記録読み取り用ヘッド部を有するアームが待機する際のヘッド部可動範囲の位置(アーム振れ位置)を規定し、さらに、アーム作動後、もしくは待機する際のアーム誤作動抑制のために衝撃吸収等を行うことを目的として設置される部分である。
【0023】
本発明のHDD用衝撃吸収体は、ポリウレタンエラストマーの主成分としてポリカーボネート系ジオールとポリイソシアネートを用いたポリウレタンエラストマーを成型して得られ、本発明のHDD用衝撃吸収体の硬度(JIS−A;ShoreA)は90〜99の範囲である。
【0024】
ポリカーボネート系ジオールとしては、繰返し単位が炭素数2〜9の脂肪族タイプのものが挙げられ、好ましくはポリヘキサメチレンカーボネートが用いられる。
【0025】
HDDの使用環境である0〜60℃の温度領域において、ポリカーボネート系ジオールを配合することで、HDD用衝撃吸収体として望ましい低反発弾性率を得ることができる。
【0026】
これはエラストマー類の反発弾性率は温度依存度が大きいため、ポリカーボネートのTg(ガラス転移点)に由来すると考えられる。本発明者によると、Tg付近に位置する極小値を考慮した結果、本発明のHDD用衝撃緩衝材には、ポリカーボネート系ジオールを用いることが好ましいことがわかった。
【0027】
本発明において、エステル系ジオールやエーテル系ジオールを用いた場合には、ポリカーボネート系ジオールよりもTgが低いため、反発弾性率の極小値が低温領域に位置し、0℃〜60℃における反発弾性率は高くなり、HDD用衝撃吸収体としての機能が低下する。
【0028】
また、ポリカーボネート系ジオールを配合することで耐熱性に優れ、高温でのアニーリングが可能となるため、機械的強度の向上や更なるVOC低減も可能になる。
【0029】
本発明において用いられるポリカーボネート系ジオールは、市販品として入手でき、プラクセルCD−220[ダイセル化学工業(株)製]等が挙げられる。
【0030】
本発明に用いられるポリイソシアネートとしては、ジイソシアネートが挙げられ、好ましくは、TODI(トリジンジイソシアネート)、MDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)およびNDI(ナフタレンジイソシアネート)などの芳香族系ジイソシアネートや、H−MDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)などの脂肪族ジイソシアネートであり、さらに好ましくは、成形性や寸法安定性の点からTODI又はMDIである。
【0031】
また本発明においては、上記ジイソシアネートの単独又は2種以上を混合して用いることもできる。
【0032】
本発明において、ジイソシアネートは、市販品として入手でき、TODI[日本曹達(株)製:CAS No.91−97−4]等が挙げられる。
【0033】
本発明において、ポリウレタンエラストマーには鎖伸長剤を配合でき、鎖伸長剤としては、炭素数が4〜16のグリコール、もしくはメチル基やエチル基などの側鎖を有するグリコールが用いられ、成形性や寸法安定性の観点からは、直鎖状であり、炭素数が6〜12のグリコールが好ましい。
【0034】
鎖伸長剤は、ポリウレタンのハードセグメントを形成し、鎖長の長い脂肪族ジオールが衝撃吸収性向上に有効である。
【0035】
ハードセグメントの凝集はウレタン基同士の水素結合により生じるが、グリコール成分の炭素数が多くなることは、同一分子内のウレタン基間が広がることを意味しており、このことが結果として水素結合を疎にし、結果として分子が動き易くなり、運動エネルギーを熱エネルギーに変換しやすくなるので、衝撃吸収性を向上させる。
【0036】
本発明において用いられる鎖伸長剤は、市販品として入手でき、1,4−BD[三菱化学製(1,4−ブタンジオール)]、ND[クラレ製(1,9−ノナンジオール)]等が挙げられる。
【0037】
本発明において、ポリウレタンエラストマーには、本発明の効果を損なわない範囲で、顔料や内部離型剤などを配合することができる。
【0038】
本発明において、衝撃吸収性は、反発弾性率を指標とする。本発明のHDD用衝撃吸収体は、0〜35℃における反発弾性率が45%以下、35〜60℃における反発弾性率が60%以下であることを特徴とする。
【0039】
上記各温度における反発弾性率が、上記値よりも高いと、反発弾性率が高いため、先端に記録読み取り用ヘッド部を有するアームが待機する際のヘッド部可動範囲の位置(アーム振れ位置)を規定することや、アーム作動後、もしくは待機する際のアーム誤作動抑制のために衝撃吸収等を行うことができなくなる。
【0040】
本発明において、反発弾性率はJIS K6262に準拠して測定される。
【0041】
また、本発明のHDD用衝撃吸収体(ハードディスク用ストッパー)は、硬度(JIS−A;ShoreA)が90〜99の範囲である。
【0042】
硬度が90未満になると、ウレタン材(高分子成分)のTgが低温領域に位置し、結果的に反発弾性率の極小値も低温領域に位置するため、0〜60℃における反発弾性率が高くなり、HDD用衝撃吸収体として機能しなくなり、さらに寸法安定性を保持することもできない。
【0043】
また、硬度が99を超えると、HDD用衝撃吸収体としては硬度が高すぎるので適さない。
【0044】
本発明において、NCO/OHモル比が0.95〜1.25となるようにポリカーボネート系ジオールとポリイソシアネートが配合される。
【0045】
本発明のポリウレタンエラストマーの分子はその配合設計により動き易くなっているが、成形・離型時やアニーリング時に問題となるような寸法変化は起こらない。これは、ポリウレタン分子主鎖が動き易くなっているが、実際に衝撃吸収性を高めるのはマクロブラウン運動ではなくミクロブラウン運動であるため、寸法が変動するような大きな分子の動きは生じないと考えられ、結果的に寸法安定性を保持できたものと考えられる。
【0046】
本発明のHDD用衝撃吸収体は、ポリウレタンエラストマーの強度や熱的安定性などの諸特性を変えることなく、0〜60℃における反発弾性率を低減することができ、コンピューターが使用される環境温度範囲において優れた衝撃吸収性を発揮することから、HDD用のストッパーに適している。
【実施例】
【0047】
以下、実施例により、本発明の効果を例証する。
【0048】
実施例1
ポリカーボネートジオールであるプラクセルCD−220[ダイセル化学工業(株)製]100重量部と、TODI[日本曹達(株)製:CAS No.91−97−4]50重量部を100〜140℃の温度範囲において30〜90分間反応させ、プレポリマー[1’]を得た。
【0049】
得られたプレポリマーを100〜140℃に保ち、鎖伸長剤として、ND[クラレ製(1,9−ノナンジオール)]18.36重量部を加えて、100〜140℃の温度範囲で鎖伸長反応を行い、ポリウレタンエストラマー1を得た。
【0050】
実施例2
プラクセルCD−220 100重量部と、芳香族ジイソシアネートであるTODI 50重量部を100〜140℃の温度範囲において30〜90分間反応させ、プレポリマーを得た。それに1,4−BD[三菱化学製(1,4−ブタンジオール)]11.0重量部を加えて、100〜140℃の温度範囲で鎖伸長反応を行い、ポリウレタンエラストマー2を得た。
【0051】
比較例1
ポリライトODX−705R[DIC(株)製 ポリラクトンジオール]100重量部と、TODI 50重量部を100〜140℃の温度範囲において30〜90分間反応させ、プレポリマーを得た。それに1,4−ブタンジオール 10.6重量部を加えて、100〜140℃の温度範囲で鎖伸長反応を行い、比較ポリウレタンエラストマー1を得た。
【0052】
比較例2
ポリライトODX−705R 100重量部と、コスモネートPH[三井東圧製:CAS NO.101−68−8]34.5重量部を100〜140℃の温度範囲において30〜90分間反応させ、プレポリマーを得た。それにBHEB[サンテクノケミカル製 CAS No.104−38−1]14.9重量部を加えて、100〜140℃の温度範囲で鎖伸長反応を行い、比較ポリウレタンエラストマー2を得た。
【0053】
比較例3
PTG1400SN[保土ヶ谷化学工業製 ポリエーテルグリコール]100重量部と、TODI 41重量部を100〜140℃の温度範囲において30〜90分間反応させ、プレポリマーを得た。それにBHEB15.07重量部を加えて、100〜140℃の温度範囲で鎖伸長反応を行い、比較ポリウレタンエラストマー3を得た。
【0054】
<物性値の測定>
上記得られたポリウレタンエラストマー1、2及び比較ポリウレタンエラストマー1〜3を成型して、試験片を作成し、以下の物性値を測定した。その結果を表1に示す。
【0055】
常態物性
ゴム硬度Hs(ショアA):JIS K6253に準拠し、タイプAデュロメーターで測定した。
引張応力100%モジュラス(MPa):JIS K6251に準拠(5号ダンベル)
引張強さTB(MPa):JIS K6251に準拠(5号ダンベル)
伸びEB(%):JIS K6251に準拠(5号ダンベル)
【0056】
反発弾性率(JIS K6262に準拠)の温度依存性は、0〜35℃においては45%以下、35〜60℃においては60%以下であることが好ましい。
【0057】
熱的安定性(耐熱性)は、JIS K6257に準拠し(5号ダンベル)、120℃、1000時間加熱した後に引張強さを測定し、引張強さ保持率(%)=(1000時間経過後の引張強さ/加熱前の引張強さ×100)で算出した。なお、引張強さ保持率は、60%以上が好ましい。
【0058】
耐水性は、JIS K6258に準拠し(5号ダンベル)、80℃の熱水に2000時間浸漬した後に引張強さを測定し、引張強さ保持率(%)=(2000時間経過後の引張強さ/熱水浸漬前の引張強さ×100)で算出した。なお、引張強さ保持率は、60%以上が好ましい。
【0059】
VOC(揮発性有機化合物)は、5μg/g以下が好ましい。
【0060】
なお、VOC測定は以下の方法により測定した。
【0061】
1.日本分析工業社性のHM−04を用い、110℃にて18時間、Heガスを毎分150ml流しながらTenax缶にVOCを吸着させた。
2.日本工業社製のJHS−100を用いて濃縮する。具体的には、250℃で15分間、Tenax缶に吸着されたVOCを脱着させ、−60℃に冷却されたガラスウールに再吸着させる。
3.濃縮したVOCをGC/MSにて定性・定量する。具体的には日本工業社製のJHS−100を用いてガラスウールに吸着されたVOCを255℃で30秒間加熱し、そのVOCをGC/MS装置に注入する。
【0062】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカーボネート系ジオールとポリイソシアネートからなり、硬度(JIS−A)が90〜99であることを特徴とするHDD用衝撃吸収体。
【請求項2】
炭素数が4〜16のグリコールからなる鎖伸長剤を含むことを特徴とする請求項1記載のHDD用衝撃吸収体。
【請求項3】
ポリイソシアネートが、ジイソシアネートであることを特徴とする請求項1又は2記載のHDD用衝撃吸収体。
【請求項4】
0〜35℃における反発弾性率が45%以下、35〜60℃における反発弾性率が60%以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のHDD用衝撃吸収体。

【公開番号】特開2011−185427(P2011−185427A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−54662(P2010−54662)
【出願日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【出願人】(000004385)NOK株式会社 (1,527)
【Fターム(参考)】