(57)【要約】【課題】長時間のアニール処理を施すことなしに成形後の収縮を大幅に抑制することを可能とした自動車用モールディングを提供する。【解決手段】  本体部２がオレフィン系熱可塑性樹脂であるポリプロピレンからなるドアウエストモールにおいて、有機系フィラーを３０〜５０ｗｔ％含有するポリプロピレンの内層１２ａの全周を、無機系フィラーを３０〜５０ｗｔ％含有するポリプロピレンの外層１２ｂで被覆してある。有機系フィラーは、植物由来の木粉、紙粉およびセルロースのいずれかとし、無機系フィラーは炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイトのいずれかとする。さらに、外層１２ｂと内層１２ａとの断面積比を１：２とし、内層１２ａの重心位置と外層１２ｂの重心位置とを一致させてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部分がオレフィン系熱可塑性樹脂からなる長尺な自動車用モールディングにおいて、
本体部分が、有機系フィラーを３０〜５０ｗｔ％含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の内層と、無機系フィラーを３０〜５０ｗｔ％含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の外層と、からなり、
内層の全周を外層で被覆してあることを特徴とする自動車用モールディング。
【請求項２】
有機系フィラーが植物由来のものであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用モールディング。
【請求項３】
有機系フィラーが、木粉、紙粉およびセルロースのうちの少なくともいずれか一つであり、無機系フィラーが炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイトのうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の自動車用モールディング。
【請求項４】
オレフィン系熱可塑性樹脂がポリプロピレンであることを特徴とする請求項３に記載の自動車用モールディング。
【請求項５】
外層と内層との断面積比が１：２であることを特徴とする請求項４に記載の自動車用モールディング。
【請求項６】
本体部分の長手方向に直交する断面において、内層の重心位置と外層の重心位置とを一致させてあることを特徴とする請求項５に記載の自動車用モールディング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用モールディング、例えばサイドドアのウエスト部（ベルトライン）に装着されるドアウエストモール（ベルトラインモール）や、ルールサイド部に装着されるルーフモール、あるいはウインドシールドガラスの周囲に装着されるウインドモール等に代表される長尺な自動車用モールディングに関し、特に長手方向での収縮や膨張による寸法変化を考慮した自動車用モールディングの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の自動車用モールディングにあっては、モール本体部のほかに例えば加飾のための表皮層や保護層あるいは各種のリップ類等を有しているのが一般的であるが、特にモール本体部にあっては、それ自体の軽量化やリサイクル容易性等を考慮して、内部に金属製の芯材を埋設するのに代えて、特許文献１〜３に記載のように、それ自体を例えばポリプロピレン等のオレフィン系熱可塑性樹脂あるいはスチレン系熱可塑性樹脂にて成形する際に、耐候性を考慮して雲母、タルク、ガラス繊維等の粉体状またはフィラー状の無機系補助材料を配合した複合材料が使用されている。特にタルクを配合したポリプロピレンはタルクＰＰと称されて、モール本体部の材料として多用されつつある。
【特許文献１】特開平１１−２２７４５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１１７８０８号公報
【特許文献３】特開２００３−２６６５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、いわゆるタルクＰＰに代表されるような複合材料は、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動による収縮の発生が顕著であり、モールディングとして車体に装着した後にモール本体部の本来の機能が損なわれたり、外観不良等の二次的不具合が発生しやすい。
【０００４】
かかる二次的不具合の対策として、モールディングとして完成した後にアニール処理を施すことである程度収縮を抑制することは可能ではあるが、収縮が実用上問題ない程度に収束するまで処理しようとすると、処理時間が極端に長くなり、生産性が著しく低下することとなって好ましくない。
【０００５】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ長時間のアニール処理を施すことなしに成形後の収縮を大幅に抑制することを可能とした自動車用モールディングの構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、本体部分がオレフィン系熱可塑性樹脂からなる長尺な自動車用モールディングにおいて、本体部分が、有機系フィラーを３０〜５０ｗｔ％含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の内層と、無機系フィラーを３０〜５０ｗｔ％含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の外層と、からなり、内層の全周を外層で被覆してあることを特徴とする。
【０００７】
それぞれのフィラーの含有量を３０〜５０ｗｔ％としているのは、３０ｗｔ％未満では線膨張係数が大きくなりすぎるために長尺なモールディングには不向きであり、また５０ｗｔ％を超えると比重が高すぎ、耐衝撃性も低下するために同様にモールディングには不向きであるためである。
【０００８】
上記有機系フィラーは、請求項２に記載のように植物由来のものであることが望ましく、より具体的には、請求項３に記載のように、有機系フィラーは木粉、紙粉およびセルロースのうちの少なくともいずれか一つとし、無機系フィラーは炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイトのうちの少なくともいずれか一つとする。もちろん、有機系フィラーおよび無機系フィラーは、それぞれに二種以上のものを混ぜて使用することもできる。
【０００９】
また、オレフィン系熱可塑性樹脂としては、請求項４に記載のように、特に成形性およびコストの面でポリプロピレンが望ましい。
【００１０】
ここで、請求項１，２に記載の発明において、有機系フィラーと無機系フィラーとの組み合わせとしたのは、木粉等の有機系フィラーは冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動により膨張性を呈する特性があるのに対して、先に例示したタルク等の無機系フィラーは冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動により収縮する特性があるためである。
【００１１】
この場合において、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合の収縮と膨張のバランスを考慮すると、請求項５に記載のように、外層と内層との断面積比が例えば１：２であることがより望ましく、また、請求項６に記載のように、本体部分の長手方向に直交する断面において、内層の重心位置と外層の重心位置とを一致させてあることが、収縮しようとする力の中心と膨張しようとする力の中心とを合わせてモールディングの反りの発生を抑制する上でより望ましい。
【００１２】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、モールディングの本体部分の内層が膨張性を有する有機系フィラーを含有したオレフィン系熱可塑性樹脂であるのに対して、同じく本体部分の外層が収縮性を有する無機系フィラーを含有したオレフィン系熱可塑性樹脂であることから、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合に、モールディングの本体部分における収縮と膨張とが相殺され、経年変化または経時変化による長手方向での寸法変化を大幅に抑制することができる。同時に、内層の全周を外層が被覆していることにより、収縮と膨張の差による断面形状の変化をも抑制することができ、結果として長手方向での反りの発生も抑制できるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４に記載の発明によれば、膨張性を有する有機系フィラーと収縮性を有する無機系フィラーとの相殺効果のために、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けたとしても長手方向および断面形状共にその寸法変化がきわめて小さく、経年変化または経年時化による長尺なモールディングの寸法変化を大幅に抑制することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、外層と内層との断面積比を特定の割合とすることで、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合の収縮と膨張のバランスをとることができ、上記寸法変化を抑制する上で一段と有利となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、上記のような膨張性を有する有機系フィラーと収縮性を有する無機系フィラーとの相殺効果を得るに際して、収縮しようとする力の中心と膨張しようとする力の中心とを合わせることができるため、モールディングの反りの発生を一段と抑制できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明に係る自動車用モールディングのより具体的な実施の形態を示す図で、ドアウエスト部（ベルトライン）に装着されるドアウエストモール（ベルトラインモール）１の例を示している。
【００１７】
ドアウエストモール１は、図１の断面形状が長手方向で均一な長尺状のものとして形成されているとともに、平板状の脚部３とその脚部３の一端から湾曲形成されたカバー部４とで略鉤形状に屈曲した本体部分たる本体部２が形成されている。脚部３とカバー部４の内側面には相互に正対する位置に保持ビード部５と保持リップ６とがそれぞれ二段にわたり一体に突出形成されていて、さらに、カバー部４は表皮層７で覆われているとともに、カバー部４の先端にはパネルリップ８が突出形成されている。そして、保持ビード部５と保持リップ６とでドアウエスト開口部において図示外のドアアウタパネルを嵌合保持することになるとともに、パネルリップ８がドアアウタパネルに圧接することになる。
【００１８】
他方、脚部３の外側面には上下二段にわたりシールリップ９が一体に突出形成されているとともに、補助リップ１０が一体に突出形成されていて、シールリップ９は図示外のドアガラスに直接弾接するものであるために、ドアガラスと摺動する部分には植毛層１１が形成されている。
【００１９】
ここで、上記のように脚部３とカバー部４とからなる本体部２は、内層１２ａとその内層１２ａの全周を覆う外層１２ｂとで形成されていて、脚部３は周長方向のどの位置においてもいわゆる三層のサンドウィッチ構造となっているとともに、表皮層７で覆われたカバー部４が４層構造となっている。このような断面構造のドアウエストモール１は公知の同時押出成形法によって成形される。
【００２０】
上記本体部２は内層１２ａと外層１２ｂとで材質が異なる異種材料の組み合わせにより複合構造となっており、内層１２ａは、マトリクス樹脂であるオレフィン系熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンにいわゆる植物由来の有機系フィラーとして木粉、紙粉およびセルロースのうちの少なくともいずれか一つを単独で３０〜５０ｗｔ％含有した樹脂材料で形成されているのに対して、外層１２ｂは、同じくマトリクス樹脂であるオレフィン系熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンに無機系フィラーとして炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイトのうちの少なくともいずれか一つを単独で３０〜５０ｗｔ％含有した樹脂材料で形成されている。
【００２１】
なお、シールリップ９や補助リップ１０のほか、保持リップ６、保持ビード部５およびパネルリップ８は、例えば硬さが６０Ａ〜８０Ａのオレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマーをもって形成されている。また、表皮層７はカバー部４と親和性の良い熱可塑性樹脂あるいは加飾フィルムをもって構成される。
【００２２】
先に述べたように、炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイト等の無機系フィラーを含有したポリプロピレンで形成された外層１２ｂは、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合に収縮するいわゆる収縮性を有しているのに対して、木粉、紙粉およびセルロース等の植物由来の有機系フィラーを含有したポリプロピレンで形成された内層１２ａは、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合に膨張するいわゆる膨張性を有している。そして、本実施の形態では、収縮性を有する外層１２ｂと膨張性を有する内層１２ａとを積極的に併用しつつこれらを積層構造にて一体成形することで、収縮しようとする力と膨張しようとする力を相殺し、もって製品としてのドアウエストモール１の経年変化または経時変化による寸法変化の抑制を図っている。
【００２３】
また、内層１２ａの全周を覆っている外層１２ｂの厚みを均一なものとし、実質的に内層１２ａの輪郭形状と外層１２ｂの輪郭形状とを相似形のものとしてあるとともに、外層１２ｂと内層１２ａとの断面積比の設定をもって上記寸法変化を抑制するべく、それぞれの材料の初期弾性率、収縮率、膨張率等を考慮し、収縮しようとする力と膨張しようとする力が釣り合って内外層１２ａ，１２ｂの肉厚のバランスをとれるように、その外層１２ｂと内層１２ａとの断面積比を所定の値に設定してある。より具体的には、外層１２ｂの初期弾性率に収縮率および断面積を乗じたものと、内層１２ａの初期弾性率に膨張率および断面積を乗じたものとが、互いにほぼ等しくなるように設定する。
【００２４】
ここでは、外層１２ｂと内層１２ａとの断面積比を例えば１：２に設定してあり、もって図１の断面形状において内層１２ａの重心位置と外層１２ｂの重心位置とを一致もしくはほぼ一致させてある。これは、先に述べた収縮しようとする力と膨張しようとする力の相殺をもって図１の断面形状においてもその寸法変化を抑制し、もってドアウエストモール１の長手方向での反りの発生を抑制しようとすることに基づいている。
【００２５】
ただし、有機系フィラーの含有量と無機系フィラーの含有量との組み合わせによっては、外層１２ｂと内層１２ａとの断面積比は先に例示した１：２に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００２６】
また、有機系であるか無機系であるかにかかわらずそれぞれのフィラーの含有量を３０〜５０ｗｔ％としているのは、３０ｗｔ％未満では線膨張係数が大きくなりすぎるために長尺なドアウエストモール１には不向きであり、また５０ｗｔ％を超えると比重が高すぎ、耐衝撃性も低下するために同様にドアウエストモール１には不向きであるからである。
【００２７】
表１には、無機系フィラーを含有したポリプロピレンを幅寸法が３５ｍｍで厚みが２ｍｍのテストピースに押出成形し、それを供試体として熱サイクル試験を行った場合の寸法変化を示す。
【００２８】
同様に、表２には、有機系フィラーを含有したポリプロピレンを幅寸法が３５ｍｍで厚みが２ｍｍのテストピースに押出成形し、それを供試体として熱サイクル試験を行った場合の寸法変化を示す。なお、上記熱サイクル試験は、−３０℃×４ｈｒ→２３℃×３０ｍｉｎ→８０℃×４ｈｒを１サイクルとして、２０サイクル行った。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【表２】
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【００３１】
表１，２から明らかなように、無機系フィラーであるタルク、炭酸カルシウムおよびワラストナイトはいずれも同じような収縮性を呈しており、フィラー添加量が増大するのに伴い収縮率が低下する傾向にある。他方、植物由来の有機系フィラーであるセルロース、木粉および紙分はいずれも同じような膨張性を呈しているものの、フィラー添加量の増減によっても膨張率が大きく変動しない傾向にある。
【００３２】
本発明者は、内外層１２ａ，１２ｂのマトリクス樹脂をポリプロピレンとした上で、内層１２ａに含まれる有機系フィラーと外層１２ｂに含まれる無機系フィラーとの組み合わせのほか、それらの添加量、断面積比を種々変化させて図１に示すような断面形状のドアウエストモール１を押出成形した。そして、それらのドアウエストモール１の熱サイクル試験を行った。熱サイクル試験の条件は先の場合と同じとした。その結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
表３の比較例は、従来品と同等のものであり、内外層１２ａ，１２ｂの区別なく無機系フィラーであるタルクを３０ｗｔ％含有したポリプロピレンで押出成形したものである。
【００３５】
実施例１，２は、外層１２ｂに含まれることになる無機系フィラーであるタルクと内層１２ａに含まれることになる有機系フィラーであるセルロースとの組み合わせ、およびその含有量（添加量）は５０／４０で共に同じであるが、内外層１２ａ，１２ｂの断面積比を変えてある。この実施例１，２から明らかなように、タルクとセルロースの組み合わせでは、比較例に比較してドアウエストモール１としての収縮率が大幅に小さくなるとともに、外層１２ｂと内層１２ａとの断面積比を１：１とした場合に比べてその断面積比を１：２とした場合の方がドアウエストモール１としての収縮率が一段と小さくなる。
【００３６】
実施例２〜６では、外層１２ｂに含まれることになる無機系フィラーであるタルクと内層１２ａに含まれることになる有機系フィラーであるセルロースとの組み合わせは共に同じであるが、両者の含有量を３０〜５０ｗｔパーセントの範囲で変化させている。無機系であるか有機系であるかにかかわらずフィラー含有量が相対的に少ない実施例３では、ドアウエストモール１としての収縮率が唯一他に比べて大きくなる傾向にあるものの、それ以外の各実施例ではドアウエストモール１としての収縮率が大幅に小さくものとなる。ただし、実施例３の場合でも従来よりも低比重の材料でドアウエストモール１を成形することができるので、特にモール単体の軽量化の上では有利となる。
【００３７】
実施例７〜１０は、逆に無機系フィラーと有機系フィラーそれぞれの含有量は同じであるものの、外層１２ｂに含まれることになる無機系フィラーと内層１２ａに含まれることになる有機系フィラーそのものの組み合わせを変えている。いずれの場合にも大幅に収縮率が低下することが理解できる。
【００３８】
このように、各実施例、特に実施例３，４以外の場合にはその収縮率が０．０１〜０．０３％程度となって、ほぼ０に近付けることが可能である。これは、ドアウエストモール１を車両に装着した場合に、経年変化によっても長手方向端部での位置ずれが発生しないばかりでなく、ドアパネルとの間に隙間や段差が発生することがないことを意味しており、実用上きわめて有益である。
【００３９】
図２は本発明の第２の実施の形態を示し、車体のルーフに装着されることになるルーフモール２１に適用した場合の例を示しており、図１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４０】
このルーフモール２１では、図示外のルーフパネルとボデイサイドとの接合部に形成される凹状の溝部に嵌合されるものであり、頭部２３の意匠面となる表皮層２５がルーフパネルとほぼ面一となるように溝部に嵌合保持される。そして、保持リップ２６を含む頭部２３および同じく保持リップ２７を含む脚部２４がオレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマーをもって形成されるの対して、頭部２３と脚部２４の間に介在する本体部分たるモール本体部２２が図１と同様に無機系フィラーと有機系フィラーとを使い分けた内層１２ａと外層１２ｂとで形成されている。
【００４１】
したがって、この第２の実施の形態においても先の第１の実施の形態と同様の効果が得られることになる。
【００４２】
なお、本発明は、先に例示したドアウエストモール、ルーフモールおよびウインドモール以外の同種のモール類にも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るモールディングの第１の実施の形態としてドアウエストモールの構造を示す断面図。
【図２】本発明に係るモールディングの第２の実施の形態としてルーフモールの構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１…ドアウエストモール
２…本体部（本体部分）
３…脚部
４…カバー部
６…保持リップ
７…表皮層
９…シールリップ
１１…植毛層
１２ａ…内層
１２…外層
２１…ルーフモール
２２…モール本体部（本体部分）
２３…頭部
２４…脚部
２５…表皮層
【図１】
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【図２】
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