(57)【要約】【課題】軽くてシール性のよい自動車用ウエザストリップを得ること。【解決手段】ＥＰＤＭゴム１００重量部に対してポリオレフィン系樹脂が５重量部ないし２５重量部配合され分散した状態で存在するゴム発泡体により少なくとも一部が形成された自動車用ウエザストリップにおいて、ゴム発泡体２０の気泡２１の周囲の壁に沿って発泡によって略円盤状に変形されたポリオレフィン系樹脂を気泡２１を包むように分散せしめ、ゴム発泡体２０は、ウエザストリップが相手側部材に当接した時、又は、ウエザストリップがドア等に装着された時に、少なくともウエザストリップの変形する部分に使用されるものである。このため、発泡倍率を上げても十分な剛性を有するため、車両の軽量化に貢献できるとともに、十分なシール性を有し、コストダウンを達成することもできる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＰＤＭゴム１００重量部に対してポリオレフィン系樹脂が５重量部ないし２５重量部配合され分散した状態で存在するゴム発泡体により少なくとも一部が形成された自動車用ウエザストリップにおいて、
上記ゴム発泡体の気泡の周囲の壁に沿って発泡によって略円盤状に変形されたポリオレフィン樹脂を気泡を包むように分散せしめ、上記ゴム発泡体は、ウエザストリップが車体等の相手側部材に当接した時、又は、ウエザストリップがドア等に装着された時、少なくともウエザストリップの変形する部分に使用されることを特徴とする自動車用ウエザストリップ。
【請求項２】
上記ポリオレフィン系樹脂は、ＥＰＤＭゴムに配合する時点では、平均粒径が略２０μｍないし５０μｍの粒状である請求項１記載の自動車用ウエザストリップ。
【請求項３】
上記ゴム発泡体の気泡の周囲に存在する上記ポリオレフィン系樹脂は、中央が凹んだ略円盤状である請求項１または２記載の自動車用ウエザストリップ。
【請求項４】
上記ゴム発泡体は、発泡比重が０．３０ないし０．４５でかつ剛性が１８０ＫＰａないし２２０ＫＰａである請求項１、２または３記載の自動車用ウエザストリップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオレフィン系樹脂がＥＰＤＭゴム中に分散されたゴム発泡体により少なくとも一部が形成された自動車用ウエザストリップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ウエザストリップは、自動車のドア開口縁のドアと車体の間のシールやトランクルームとトランクリッドの間等のシールに使用されている。このため、ウエザストリップは、ドアやトランクリッドに当接したときは、雨水等が進入することを防止するためにシール性を確保する必要がある。
ウエザストリップがシール性を有するためには、ウエザストリップの車体やドアやトランクリッド等の相手側部材に当接した部分と、相手側部材とがウエザストリップが変形して密着することが必要であり、変形したウエザストリップが自身の復元力等によって相手側部材を押し戻すような荷重が必要である。従って、ウエザストリップには荷重が生じるように反発力、弾性力が必要であり、それを生じせしめる剛性が必要であるとともに、当接面になじむように変形する柔軟性が必要である。そのため、ウエザストリップは、ゴムの発泡体が好まれて使用されている。
また、一方ウエザストリップは、ドア、ドランクルーム等の周縁部に取り付けられ、ドア開閉時によく乗降者の目に入るために、その表面が滑らかであるような外観的な見栄えの良好性も必要であった。
【０００３】
さらに、近年地球環境の保護のため燃料の消費量を減らすことが求められ、車両の軽量化が必要とされてきている。そのため自動車を構成する部品の軽量化の必要性が増大している。また、国際競争力の確保のために部品のコストダウンの必要性も増大している。
ウエザストリップにおいても、軽量化、コストダウンのため、使用するゴム発泡体の発泡倍率を上げることが検討されてきている。しかしながら、単にゴム発泡体の発泡倍率を上げると、発泡体の剛性が低下して、ウエザストリップが車体やドアやトランクリッド等の相手側部材に当接したときに、反発力が低下し、ウエザストリップが変形したときにその復元力等によってドアやトランクリッドを押す荷重が低下し、シール性が低下することになる。
【０００４】
そこで、ゴムの剛性を上げるために、ゴム配合物中のカーボンブラックの配合量を増加することが考えられるが、カーボンブラックは比重が大きいため（比重１．７４〜１．８６）、カーボンブラックの配合量を増加するとウエザストリップの重量が増大し、軽量化の要求に反することになる。
また、カーボンブラックの配合量を増加すると、表面にカーボンブラックの凹凸が生ずることがあり、ゴム発泡体の表面の平滑性が低下してしまい、ウエザストリップの外観が悪化する場合があった。
なお、カーボンブラックに加えて、ポリオレフィン系樹脂を配合することも提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。しかし、この場合は、配合されたポリオレフィン系樹脂の平均粒径が２０μｍ以下であり、十分な剛性が得られなかった。また、配合されたポリオレフィン系樹脂が粒径が小さいため、必ずしも十分に発泡体の気泡の周囲にその気泡を囲むように円盤状に変形して囲むことができず、十分な剛性を得ることができなかった。
【０００５】
また、発泡倍率を上げるために、ゴムの配合剤に発泡剤を多く配合すると、ウエザストリップ製造ラインの加硫工程での温度等の僅かなバラツキで、製品の発泡倍率が大きく変化してしまい、製品性能にバラツキが生じてしまう場合もあった。
さらに、発泡倍率を上げると、気泡同士が連続してつながってしまう連続気泡になり、気泡から気泡へ雨水が移動することが可能となり、シール性が低下する場合があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３４４９８０号公報（３−９頁）
【特許文献２】
特開２０００−３０２９０４号公報（３−１２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、発泡倍率を上げても十分な剛性を有するゴム発泡体から少なくとも一部が形成され、車両の軽量化とコストダウンに貢献し、外観も良好な、自動車用ウエザストリップを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対してポリオレフィン系樹脂が５重量部ないし２５重量部配合され分散した状態で存在するゴム発泡体により少なくとも一部が形成された自動車用ウエザストリップにおいて、ゴム発泡体の気泡の周囲の壁に沿って発泡によって略円盤状に変形されたポリオレフィン系樹脂を気泡を包むように分散せしめ、ゴム発泡体が、ウエザストリップが車体等の相手側部材に当接した時、又は、ウエザストリップがドア等に装着された時に少なくともウエザストリップの変形する部分に使用される自動車用ウエザストリップである。
【０００９】
請求項１の本発明では、自動車用ウエザストリップにおいて、ゴム発泡体の気泡の周囲に、発泡によって略円盤状に変形されたポリオレフィン系樹脂を気泡を包むように分散せしめたため、成形後のウエザストリップが圧縮された場合に、気泡の周囲の略円盤状に変形されたポリオレフィン系樹脂が補強材の働きをして支えとなって、気泡が圧縮されにくくなり、ゴム発泡体の剛性を上げることができる。また、ゴム発泡体が、ウエザストリップが相手側部材に当接した時、又はウエザストリップがドア等に装着された時に少なくともウエザストリップの変形する部分に使用されているので、ウエザストリップの変形する部分に応じて発泡によって略円盤状に変形されたポリオレフィン系樹脂を含有するゴム発泡体の変形部分の荷重を上げるための剛性を上げることができる。そのため、ウエザストリップのシール性を向上させることができる。従って、ゴム発泡体の発泡率を上げても十分なシール性を確保できる。
【００１０】
請求項２の本発明は、ＥＰＤＭゴムにポリオレフィン系樹脂を配合する時点では、平均粒径が略２０μｍないし５０μｍの粒状であるものを配合したゴム発泡体を使用した自動車用ウエザストリップである。
請求項２の本発明では、ポリオレフィン系樹脂は、ＥＰＤＭゴムに配合する時点では、粒状であるため、ＥＰＤＭゴムに配合しやすく、配合して混練するときも、ＥＰＤＭゴムに混ざりやすくかつ分散性がよい。
さらに、ポリオレフィン系樹脂の粒径が直径略２０μｍないし５０μｍであるため、ＥＰＤＭゴムを発泡させたときに、この粒子が加硫時の熱で軟化するとともに、発泡時の気泡が成長するときに気泡に押されて、略円盤状に変形され気泡の周囲を包むように分散され、満遍なく被うことができる。
【００１１】
請求項３の本発明は、ゴム発泡体の気泡の周囲に存在するポリオレフィン系樹脂は、中央が凹んだ略円盤状である自動車用ウエザストリップである。
請求項３の本発明では、ゴム発泡体の気泡の周囲に存在する発泡によって中央が凹んだ略円盤状のポリオレフィン系樹脂は、気泡の周囲の壁を気泡の外形に沿って多数配列させ、満遍なく被うことができ、どの方向からの圧縮力に対しても、十分剛性を確保することができるため、十分なシール性を確保することができる。さらに、ポリオレフィン系樹脂が、中央が凹んだ略円盤状であるため、棒状や板状と比べて圧縮力に対する抵抗力が強く、十分な剛性を確保することができる。
【００１２】
請求項４の本発明は、ゴム発泡体が、発泡比重が０．３０ないし０．４５でかつ剛性が１８０ＫＰａないし２２０ＫＰａとした自動車用ウエザストリップである。
請求項４の本発明では、発泡比重が０．３０ないし０．４５でかつ剛性が１８０ＫＰａないし２２０ＫＰａとしたゴム発泡体を使用したため、軽量化と、コストの削減が図れた自動車用ウエザストリップを得ることができた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、自動車のドアウエザストリップやトランクウエザストリップ等のスポンジゴムを用いたウエザストリップ全体に関するものであるが、本発明の実施の態様を自動車のドア開口縁のシール、特に自動車のドアウエザストリップを例に取り説明する。
図１は、自動車のドア１の側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。自動車ドア開口部において、ドア１と車体の間のシールは、ドアフレーム２の外周に取り付けたドアウエザストリップ１０と車体に取り付けたオープニングウエザストリップ３０とを使用してなされる。なお、図２中４０は、ドアフレーム２の内周に取り付けたガラスラン４０である。
ガラスラン４０は、ドアフレーム２の内周に設けられたチャンネル２ｂ内に取り付けられ、シールリップ４１，４１によりドアガラス５の周縁を挟持して、ドアフレーム２とドアガラス５の間をシールするものである。
【００１４】
上記のオープニングウエザストリップ３０は、トリム部３１と中空シール部３２からなり、車体のフランジ３ｂにトリム部３１が取り付けられ、中空シール部３２がドアフレーム２の膨出部２ｄに当接して変形する。この変形により中空シール部３２の先端とドアフレーム２の膨出部２ｄの間に荷重がかかり、ドアフレーム２の膨出部２ｄとの間をシールすることができる。
【００１５】
ドアウエザストリップ１０は、基部１１および基部１１の上に一体に設けられた中空シール部１２と、同じく基部１１の上に一体に設けられたシールリップ部１３からなる。ドアウエザストリップ１０は、ドアフレーム２の外周に設けられたリテーナー２ｃにその基部１１を嵌め込むことにより取付けられ、中空シール部１２とシールリップ部１３は、相手側部材であるドア開口縁の車体３にその先端が当接して変形する。この変形により中空シール部１２とシールリップ部１３の先端と車体３との間に荷重がかかり、車体３との間をシールすることができる。
【００１６】
このドアウエザストリップ１０のドア開口縁の車体３にその先端が当接して変形する中空シール部１２、シールリップ部１３と、同じくオープニングウエザストリップ３０のドアフレーム２にその先端が当接して変形する中空シール部３２は、柔軟性と所定の剛性を持ったＥＰＤＭゴムの発泡体からなる。そのゴム発泡体の気泡部分の説明をする模式拡大図を図３に示す。図３は、図２のＢで示す丸で囲んだ部分の気泡２１の拡大図である。
ゴム発泡体２０は、気泡２１の周囲に発泡によって略円盤状に変形されたポリプロピレン樹脂分散体２２が気泡２１を包むように存在する。気泡２１の周囲以外のＥＰＤＭゴム２４の中には粒状のポリプロピレン樹脂２３が存在する。
【００１７】
図３におけるＣで示す丸で囲まれた部分の気泡２１の拡大模式図が図４である。このように気泡２１の周囲には、ポリプロピレン粒子が発泡によって変形された略円盤状のポリプロピレン樹脂分散体２２が存在する。ポリプロピレン樹脂分散体２２は、ポリプロピレン粒子が発泡時の気泡２１の成長するときに気泡に押されて変形され、中央が若干凹んだ略円盤状をなしている。
このポリプロピレン樹脂分散体２２が多数気泡２１の回りに存在することにより、ドアウエザストリップ１０の中空シール部１２又はシールリップ部１３（ゴム発泡体２０）が外部から変形するように押し圧力を受けた場合は、気泡２１の周囲の補強材の役割を果たし、このとき気泡２１の周囲のポリプロピレン樹脂分散体２２が変形に対して抵抗して、気泡２１が潰れるような変形しにくくなり、ゴム発泡体２０の剛性が向上する。
特に、このポリプロピレン樹脂分散体２２は略円盤状の平面的に伸張した広い面が気泡２１の外壁と並行に配列され、全体として気泡２１を包むように並ぶため、形状的にも補強効果が大きい。
【００１８】
このため、ゴム発泡体２０の発泡倍率を上げても、すなわち気泡２１の数を増加させても、ゴム発泡体２０の剛性が確保できる。
ゴム発泡体２０の発泡比重が０．３０ないし０．４５でかつ剛性が１８０ＫＰａないし２２０ＫＰａであるため、十分な軽量化を達成できるとともに、シール性も確保することができる。
気泡２１の周囲以外のポリプロピレン樹脂２３は、気泡２１に押されることがないため、粒状のままゴム発泡体２０の中に存在する。すなわち、ＥＰＤＭゴム２４の海の中に島状に粒状のポリプロピレン樹脂２３が存在する。
【００１９】
このゴム発泡体２０用の組成物およびゴム発泡体２０の製造方法を以下説明する。
まず発泡前のゴム発泡体２０用の組成物は、ＥＰＤＭゴム、結晶性または非結晶性の粒状のポリオレフィン系樹脂を含有している。この組成物は、これらの成分の他に、発泡剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、副資材などを必要に応じて含有される。
【００２０】
ＥＰＤＭの分子量は、通常、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４  １００℃）（ＪＩＳ
６３０００；以下同じ。）が２０ないし５０を示すものを使用する。
本発明で用いられる結晶性または非結晶性のポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブテン樹脂等が使用できる。
【００２１】
本発明で用いられる結晶性または非結晶性のポリオレフィン系樹脂は、粒状の場合は、平均粒径が２０μｍないし５０μｍであり、融点が１３０℃ないし１７０℃である。
粒径が２０μｍより小さいと、気泡２１が成長するときに十分粒子が広がることができなく、形状的な補強効果が不充分となる。粒径が５０μｍより大きいと、ＥＰＤＭゴムの中に均一に分散することが困難となり、ＥＰＤＭゴム発泡体２０の表面状態も平滑でなくなるため好ましくない。
【００２２】
このとき、ポリオレフィン系樹脂は、結晶性であっても非結晶性であってもよいが、結晶化度２０％以上の結晶性のものが、後述の島相のモルフォロジー（凝集形態）を非球状化（配向化）し易くて望ましい。
そして、ポリオレフィン系樹脂の配合量は、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、５ないし２５重量部配合されている。
５重量部より少ないと十分な補強効果が得られなくなり、２５重量部以上だと硬くなりすぎてＥＰＤＭゴムの弾性が低下して柔軟性に乏しくなるためである。
【００２３】
本発明で用いられるゴム発泡体２０に使用する組成物に配合する発泡剤としては、加硫温度で分解可能な温度を有するものを使用でき、下記無機発泡剤・有機発泡剤を使用でき、発泡助剤を併用する。
無機発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等を挙げることができる。
【００２４】
有機発泡剤としては、アゾジカルボアミド（アゾビスホルムアミド）（ＡＤＣＡ）等を挙げることができる。
そして、ＥＰＤＭ発泡体２０を形成する場合は、上記の材料にさらに発泡助剤（例えば、尿素，亜鉛化合物等）を添加して、分解温度を１２０ないし１７０℃に調整したものが好ましい。そのときの発泡剤の添加量は４ないし１６ｐｈｒ  、発泡助剤は発泡剤１０部に対して０．２ないし３．０部を配合する。
また、加硫系薬剤には、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、スコーチ防止剤等が含まれる。なお、本発明の加硫系は、通常、硫黄加硫系又は有機過酸化物加硫系とする。そして、硫黄加硫系の場合は、通常、硫黄とともに加硫促進剤を併用する。
【００２５】
加硫促進剤としては、汎用のものを使用でき、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスフェンアミド、等のチウラウム系の３種の系を併用して使用することが望ましい。
これらの加硫促進剤は、硫黄４部の場合、チアゾール系／ジチオカルバミン酸系／チウラム系＝８／４／４〜３／２／１（部）の割合で配合する。
また、有機過酸化物加硫系の場合は、通常、有機過酸化物とともに加硫助剤を併用する。有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等の内から１種又は２種以上を併用して使用することが望ましい。
【００２６】
本発明で用いられるＥＰＤＭゴム発泡体２０に使用する組成物に配合する加硫剤、発泡剤以外の副資材としては、カーボンブラック、亜鉛華、プロセスオイル、ステアリン酸、老化防止剤、無機充填剤（カーボンブラックを除く）等を挙げることができる。
無機充填剤としては、シリカ、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー等を挙げることができる。
ここで、カーボンブラックとしては、通常の、例えば、ＳＲＦのハイストラクチャー（高吸油タイプ）のものを使用することが望ましい
【００２７】
本発明で用いられるウエザストリップに使用するＥＰＤＭゴム発泡体２０の組成物を構成する配合は、例えば次のとおりである。
ＥＰＤＭゴム（エチレン含有量５６ｗｔ％，第三成分ＥＮＢ、ヨウ素価２６、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４１００℃）２５）１００重量部に対し、粒径２０〜５０μｍの結晶性ポリプロピレン２５重量部、発泡剤としてＯＢＳＨ系発泡剤（永和化成工業株式会社製）を３０重量部、加硫剤として不活性イオウ等を１．５重量部、カーボンブラックを７０重量部、その他加硫助剤を５重量部、オイルを８５重量部、亜鉛華を５重量部、ステアリン酸を２重量部配合する。
次にこの配合物をバンバリーミキサーで混練を行う。
このとき、結晶性ポリプロピレンは、粒状のままでＥＰＤＭゴム内に分散してＥＰＤＭゴムが海相をなし、結晶性ポリプロピレンは島相をなす。
【００２８】
混練したゴム組成物を未加硫の状態で押出成形機でウエザストリップの発泡前の形状に押出成形した後に、加硫槽で加硫と発泡を行い所定の長さに切断し、ウエザストリップを製造する。
このとき、加硫と発泡工程は同時に行い、まずマイクロ波加硫槽に導入し、次に熱空気加硫槽に搬送される。加硫温度は結晶性ポリプロピレンの融点より高い１８０℃〜２２０℃で、加硫時間は５分〜２０分で行う。
この場合、加硫槽としては、熱空気加硫槽、マイクロ波加硫槽のみならず、ガラスビーズ流動床、溶融塩加硫槽、スチーム加硫槽などを使用できる。またこれらは単独または２種以上を組み合わせて使用することができる。
加硫後に、長尺状のドアウエザストリップ１０を所定の寸法に切断して製品とした。
【００２９】
発泡工程においては、ＥＰＤＭゴム組成物の中の発泡剤が分解して気泡２１を発生させ、気泡２１の成長とともに、気泡２１の周囲のＥＰＤＭゴム２４は拡張される。ＥＰＤＭゴム２４の拡張とともにＥＰＤＭゴム組成物中に分散された粒状の結晶性ポリプロピレンは、加硫時の熱により軟化して変形しやすくなっているため、気泡２１の成長とともに拡張され、粒子状から略円盤状のポリプロピレン樹脂分散体２２になる。この略円盤状は気泡２１の外周と同様な断面円弧状をなし、円盤の中央部が若干窪んだ形状となる。このポリプロピレン樹脂分散体２２が、気泡２１の周囲を多数囲みあたかも気泡２１の周囲を包むように存在する。気泡２１の周囲以外の結晶性ポリプロピレンの粒子は、軟化するが形状は変化されることなく、粒状のポリプロピレン樹脂分散体２３として残る。
【００３０】
このため、ゴム発泡体２０が押されたり引っ張られたりした場合に、気泡２１の一つ一つが押されたり引っ張られたりするが、ポリプロピレン樹脂分散体２２は、中央部が凹んだ略円盤状のため、変形に対して抵抗力があり、気泡２１が変形することに対して抵抗することとなる。これによりゴム発泡体２０の剛性が上がり、気泡２１の数を増加させても十分な剛性が得られる。
特にゴム発泡体２０をドアウエザストリップ１０が車体の開口縁に当接する部位に使用した場合は、当接によるドアウエザストリップ１０の変形に対して十分な剛性があるため、十分なシール性が得られる。また、ドアウエザストリップ１０はその基部１１がドアフレーム２のリテーナー２ｃに嵌め込まれて取付けられるが、基部１１のリテーナー２ｃへの嵌め込み部分にもゴム発泡体２０が使用されているので、剛性が上がり十分な嵌合力を得ることができる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態では、ドアウエザストリップ１０の全体をポリプロピレン樹脂を分散したゴム発泡体２０で形成したが、中空シール部１２とシールリップ１３だけをゴム発泡体２０で形成したり、その一部分だけをゴム発泡体２０で形成してもよい。もちろん、この場合の一部分とは、ウエザストリップが相手側部材に当接した時、又は、ウエザストリップがドア等に装着された時に、ウエザストリップが変形する部分に対応する部分である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のウエザストリップは、発泡倍率を上げても十分な剛性を有するため、車両の軽量化に貢献できるとともに、十分なシール性を有し、コストダウンを達成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドアウエザストリップを取付けるドアの側面図である。
【図２】本発明のドアウエザストリップを取付けたドアフレームにおける図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明のドアウエザストリップの気泡の拡大断面図である。
【図４】本発明のドアウエザストリップの気泡の図３のＣ部分の拡大断面図である。
【図５】従来のドアウエザストリップの気泡の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  ドアウエザストリップ
２０  ゴム発泡体
２１  気泡
２２  ポリプロピレン樹脂分散体
２３  粒状のポリプロピレン樹脂
２４  ＥＰＤＭゴム
【図１】
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【図２】
2004168171.tif 000004
【図３】
2004168171.tif 000005
【図４】
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【図５】
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