(57)【要約】【解決手段】車輌のウェザーストリップとして使用するための複合押出成形材を形成するための方法と、それによって形成される製品が開示されており、本体部材（２）はエラストマー熱硬化性ゴムで形成されており、耐摩耗性装飾層（４）は、本体部材上に押出成形された架橋結合可能な熱可塑性樹脂で構成されている。架橋結合可能な熱可塑性樹脂は、エチレン−オクテン・コポリマーでも、共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーでもよい。熱可塑性樹脂は、グラフトされたシラン官能基を含んでいるので、水分が存在すると架橋結合させることができる。耐摩耗性装飾層は、熱硬化性樹脂が硬化する前又は後で、且つ耐摩耗性装飾層が架橋結合する前又は後に、熱硬化性樹脂上に押出成形される。耐摩耗性装飾層の材料は、シート状に押し出し、本体部材上に積層してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌のウェザーストリップとして使用するのに適した複合押出成形材を形成するための方法において、
熱硬化性エストラマーゴムを供給する段階と、
前記熱硬化性エラストマーゴムを押し出して、ウェザーストリップ本体部材を形成する段階と、
架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーと架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーで構成されているグループから選択される架橋結合可能な熱可塑性樹脂を供給する段階と、
前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を押し出して、耐摩耗性装飾層を形成する段階と、
前記耐摩耗性装飾層を前記本体部材に接触させる段階と、
前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を少なくとも部分的には架橋結合させる段階と、
前記本体部材を前記熱硬化性エラストマーゴムの硬化温度まで加熱することによって、前記熱硬化性エラストマーゴムを少なくとも部分的には硬化させ、それによって前記複合押出成形材を形成する段階と、から成る方法。
【請求項２】
前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を供給する段階は、水分架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーを供給することによって実行され、前記熱可塑性樹脂を少なくとも部分的には架橋結合させる段階は、前記耐摩耗性装飾層を水又は水蒸気の槽に浸漬することによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水分架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーは、約７０から約９８のショアＡ硬度と、約０．５から約５．０ｇ／１０分のメルトフローインデクスとを有する、シラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマーである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を供給する段階は、水分架橋結合可能なシラングラフトされ共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーを供給することによって実行され、前記熱可塑性樹脂を少なくとも部分的には架橋結合させる段階は、前記耐摩耗性装飾層を水又は水蒸気の槽に浸漬することによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記水分架橋結合可能なシラングラフトされ共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーは、約３０から約７０％のスチレン含有量と、約１．６ｇ／１０分のメルトフローインデクスとを有している、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記水分架橋結合可能なシラングラフトされ共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーは、スチレン含有量が重量百分率で約４０％である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記熱硬化性エラストマーゴムはエチレン−α−オレフィン−ジエン・ターポリマーである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記熱硬化性エラストマーゴムはＥＰＤＭゴムである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記エチレン−α−オレフィン−ジエン・ターポリマーから前記本体部材を押し出す段階は、約１１０℃の押出成形温度を使って実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記耐摩耗性装飾層を押し出す段階は、約２００℃から約２６０℃の押出成形温度を使って実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記エチレン−α−オレフィン−ジエン・ターポリマーを少なくとも部分的には硬化させる段階は、約１８０℃から約２７０℃の押出成形温度を使って実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記本体部材の前記エチレン−α−オレフィン−ジエン・ターポリマーを少なくとも部分的には硬化させる段階は、前記本体部材を約２００℃まで加熱し、前記本体部材を約２００℃に約１５から約５０秒間維持し、更に前記本体部材を約２２０℃の温度まで加熱し、前記本体部材を約２２０℃に約４５秒から約２．４分間維持し、次に、前記本体部材を約２００℃の温度に冷却し、前記本体部材を約２００℃に約１５から約５０秒間維持することによって実行される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記耐摩耗性装飾層を前記本体部材に接触させる段階は、前記熱硬化性エラストマーゴムが少なくとも部分的には硬化した後で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記熱硬化性エラストマーゴムを押し出す段階と、前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を押し出す段階は、前記熱硬化性エラストマーゴムと前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を、共通の押出金型を通して同時に押し出すことによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記耐摩耗性装飾層の前記熱可塑性樹脂を少なくとも部分的には架橋結合させる段階と、前記本体部材の前記熱硬化性エラストマーゴムを少なくとも部分的には硬化させる段階は、前記熱硬化性エラストマーゴムと前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を、共通の押出金型を通して同時に押し出す段階に続いて実行される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂を押し出す段階は、前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂をシート状部材として押し出すことによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
エンボス加工ホイールを使用して、前記シート状部材を前記本体部材に積層する積層段階を更に含んでいる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記耐摩耗性装飾層の厚さは、約０．１から約１．５ｍｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記耐摩耗性装飾層の厚さは、約０．５ｍｍである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
車輌のウェザーストリップとして使用するのに適した複合押出成形材を形成するための方法において、
熱硬化性エストラマーゴムを供給する段階と、
前記熱硬化性エラストマーゴムから、ウェザーストリップ本体部材を約１１０℃の温度で押し出す段階と、
約７０から約９８のショアＡ硬度と約０．５から約５．０ｇ／１０分のメルトフローインデクスとを有するシラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマーと、約３０％から約５０％のスチレン含有量と約１．６ｇ／１０分のメルトフローインデクスとを有するシラングラフトされた架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーとで構成されているグループから選択された水分架橋結合可能な熱可塑性樹脂を供給する段階と、
耐摩耗性装飾層を、前記水分架橋結合可能な熱可塑性樹脂から、約２００℃から約２６０℃の温度で、約０．５ミリメートルの厚さを有するように押し出す段階と、
前記耐摩耗性装飾層を前記本体部材と接触させる段階と、
前記水分架橋結合可能な熱可塑性樹脂を、約６０℃から約１１０℃の温度で水又は水蒸気の槽に曝すことによって、少なくとも部分的には架橋結合させる段階と、
前記本体部材を、前記熱硬化性エラストマーゴムの硬化温度まで加熱することによって、前記熱硬化性エラストマーゴムを少なくとも部分的には硬化させ、それによって複合押出成形材を形成する段階と、から成る方法。
【請求項２１】
押出成形され少なくとも部分的には架橋結合している熱可塑性樹脂の耐摩耗性装飾層を備えた車輌のウェザーストリップとして使用するのに適した耐摩耗性複合押出成形材において、前記熱可塑性樹脂は、水分架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーと水分架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーとで構成されているグループから選択され、押出成形され少なくとも部分的には架橋結合している熱硬化性エラストマーゴム本体部材に接合され直に隣接して配置されている、複合押出成形材。
【請求項２２】
前記水分架橋結合可能なポリオレフィンは、シラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマーである、請求項２１に記載の複合押出成形材。
【請求項２３】
前記熱硬化性エラストマーゴムはＥＰＤＭゴムである、請求項２２に記載の複合押出成形材。
【請求項２４】
前記耐摩耗性装飾層はシート状部材である、請求項２１に記載の複合押出成形材。
【請求項２５】
前記シート状部材は、前記本体部材に積層され接合されている、請求項２４に記載の複合押出成形材。
【請求項２６】
前記熱硬化性エラストマーゴムは約１１０℃の温度で押し出されており、前記架橋結合している熱可塑性樹脂は約２００℃から約２６０℃の温度で押し出されており、前記架橋結合している熱可塑性樹脂は約６０℃から約１１０℃の温度に維持されている水蒸気又は水の槽内で少なくとも部分的には硬化処理されており、前記本体部材の前記熱硬化性エラストマーゴムは約１８０℃から約２７０℃の温度で少なくとも部分的には硬化処理されている、請求項２１に記載の複合押出成形材。
【請求項２７】
前記耐摩耗性層の厚さは、約０．１から約１．５ｍｍである、請求項２１に記載の複合押出成形材。
【請求項２８】
前記耐摩耗性層の厚さは、約０．５ｍｍである、請求項２７に記載の複合押出成形材。
【請求項２９】
押出成形され少なくとも部分的には架橋結合している水分架橋結合可能な熱可塑性樹脂の耐摩耗性装飾層を備えた車輌のウェザーストリップとして使用するのに適した耐摩耗性複合押出成形材において、前記熱可塑性樹脂は、水分架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーと、水分架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーとで構成されているグループから選択され、押出成形され少なくとも部分的には硬化している熱硬化性エラストマーゴム本体部材に接合され直に隣接して配置されており、前記熱硬化性エラストマーゴムは約１１０℃の温度で押し出されており、前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂は約２００℃から約２６０℃の温度で押し出されており、前記架橋結合可能な熱可塑性樹脂は約６０℃から約１１０℃の温度に維持されている水蒸気又は水の槽内で少なくとも部分的には架橋結合処理されており、更に、前記耐摩耗性装飾層は厚さが約０．３から約０．７ｍｍである、複合押出成形材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合押出成形材を形成するための工程、及びそれにより形成される製品に関しており、厳密には、自動車用ウェザーストリップに関する。更に厳密には、本発明は、エラストマー熱硬化性樹脂及び架橋結合熱可塑性樹脂から成る車両のウェザーストリップ複合押出成形材に関する。
【背景技術】
【０００２】
或る種の熱硬化性ポリマー材料を使って断面部材を押出成形することにより、自動車の様々な部品として装飾的な耐摩耗性断面部材を作ることは、自動車産業では一般的なことである。そのような工程によって製造される代表的な耐摩耗性断面部材の例としては、有色ウェザーストリップがある。ウェザーストリップは、自動車のドア表面に自動車のドアの周囲に沿って取り付けられ、ドアと車体の間に密封状態を形成し、ドアと外部の物体が互いに接触したときには双方を保護する働きをする。ウェザーストリップは、通常、押出成形され、接着テープによって車両に取り付けられる。
【０００３】
このウェザーストリップを形成するのに、エチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエン・コポリマーゴム（ＳＢＲ）及びクロロプレンゴムのような、様々な熱硬化性エラストマーゴム材料が用いられてきた。これらの材料は、熱可塑性樹脂と比べると比較的安価で、一般的に、有効なシール性と受容可能な耐候性特性を実現するのに必要な望ましい可橈性を呈するので、製造業者に好まれている。しかしながら、通常、これらのエラストマーには、ウェザーストリップの寿命を延ばすために外部の物体との接触点に必要な、低摩擦特性と耐摩耗性が欠けている。
【０００４】
そのため、製造業者は、エラストマーのシール部材の耐摩耗性及びその他の特性を改良するため、様々な方法を試みてきた。ウェザーストリップに用いられるそのような戦略の１つは、外部に曝される領域に沿って、エラストマーウェザーストリップの表面に、低摩擦ポリマーの第２層を施すことであった。ウェザーストリップの表面が自動車の色と整合するように、第２層には様々な色素又は染料を組み込むこともできる。ウェザーストリップの本体の組成によっては、この第２層は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はポリプロピレン又はポリエチレンのような未硬化の非極性熱可塑性樹脂エラストマーで形成されることが多い。この第２層は、通常は、ウェザーストリップ表面に積層により直接貼り付けられるか、又は溶剤ベースのスプレーとして、直接、或いはプライマ又は接着剤の層をエラストマーに塗布した後で噴霧される。しかしながら、これらの方法は、完璧ではない。処理時間が長く、追加の材料費が掛かる上に、エラストマーと表面コーティングの間を申し分なく接着させるのは難しい。コーティング上へスプレーするとクラックが入り易く、接着層は剥がれる恐れがある。
【０００５】
第２層を、押出成形されたウェザーストリップに接着するために製造業者が利用してきたもう１つの方法は、耐摩耗性熱可塑性樹脂の層を、ウェザーストリップに凝集接着させることである。これを達成するために幾つかの技術が開発されてきた。或る方法では、エラストマーゴムと第２層とが同時押出成形される。出来上がった複合材は、次に炉に通され、そこでエラストマーゴムは硬化処理され、第２層とゴムの間の界面は、第２層が部分的に溶融し、ゴムと接着結合する温度まで加熱される。別の方法では、先ずゴムが押出成形され、炉に通され、そこで少なくとも部分的に硬化処理される。次に溶融した熱可塑性樹脂が加硫されたゴム上に押出成形される。ゴムが炉から出るときのゴムの残留熱によって、２つの材料の間の界面で２つの層の相互拡散が促進され、両材料の間に結合状態が形成される。
【０００６】
しかしながら、部分的には熱可塑性樹脂の架橋結合しない性質のため、この技法で第２層に生じる溶融の程度を正確に制御するのは難しい。第２層が溶融し過ぎると、実現できる耐摩耗性が低下し、見た目も悪くなる。従って、先行技術の欠点と限界を克服する新しい車両用ウェザーストリップ複合材が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エラストマーゴムの本体部材と、耐摩耗性装飾層から成る押出成形された自動車のウェザーストリップを形成するための工程を提供するものであり、前記耐摩耗性装飾層は、架橋結合可能なオレフィン族熱可塑性樹脂、又は架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマー熱可塑性樹脂を含んでいる。架橋結合可能な熱可塑性樹脂を利用すると、製造業者は、溶融の制御に大きな余裕を持ち、その他の処理問題を軽減しながら、熱可塑性樹脂に付帯する望ましい品質を維持することができる。或る好適な実施形態では、エラストマーゴムはＥＰＤＭであり、架橋結合可能な熱可塑性樹脂は、水分硬化可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーか、又は架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーである。架橋結合可能な熱可塑性樹脂は、グラフトされたシラン官能基を含んでいる。水分があれば、水がシランを加水分解する。こうしてできたできシラノール基は、その後、触媒の作用で凝縮し、分子間の架橋結合サイトを形成する。熱硬化性エラストマーゴムは、硫黄又は過酸化水素剤によって硬化処理される。架橋結合可能な熱可塑性樹脂は、材料を直接ゴム上に押し出すか、又は、材料をテープ状に押し出し、そのテープを積層技法によりＥＰＤＭに貼ることによって、エラストマーゴムの本体部材に貼り付けることができる。
【０００８】
架橋結合可能な熱可塑性樹脂は融通が利き、幾つかの方法でエラストマーゴム部材に貼り付けることができる。第１の好適な技法では、架橋結合可能な熱可塑性樹脂を、未硬化の熱硬化性エラストマーゴム本体部材と同時に押し出し、次に、水に曝してコポリマーを架橋結合させる。こうしてできた複合材を、次に炉に通して、熱硬化性エラストマーゴムを加硫する。第２の好適な技法では、架橋結合可能な熱可塑性樹脂を、既に硬化しているか又は部分的に硬化している熱硬化性エラストマーゴム本体部材上に段階的に押し出し、次に、水槽に浸漬するなどして水分に曝すことによって架橋結合させる。第３の好適な技法では、架橋結合可能な熱可塑性樹脂を、シート又はテープ状に押し出し、既に硬化しているか又は部分的に硬化している熱硬化性エラストマーゴム本体部材上に積層する。こうしてできた複合材を、次に、水槽に浸漬するなどして水分に曝し、グラフトされたシラン基を架橋結合させる。
【０００９】
全ての技法が受容可能な結果をもたらすが、エラストマーが硬化する前に架橋結合可能な熱可塑性樹脂を熱硬化性エラストマーに貼り合わせる場合、熱可塑性樹脂は、エラストマーが硬化する前に架橋結合させるのがよい。こうすると、熱可塑性樹脂が、その後の加熱の間に過剰に溶融することはなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、車輌用の様々なシーリングストリップ及びウェザーストリップを提供する。簡単に言えば、ウェザーストリップは、それぞれ特定の材料から形成され固有の断面形状を有する少なくとも２つの構成要素を備えているのが望ましい。好適なウェザーストリップは、当該技術分野で一般的なの幾つかの形状の何れかを有する熱硬化性エラストマーゴム本体部材を備えている。
【００１１】
ウェザーストリップは、更に、本体部材の外向きの面上に配置されている耐摩耗性材料で作られた耐摩耗性装飾層を備えている。以下に詳しく説明するように、前記層は、水分架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマー又は架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーを含んでいるのが望ましい。
【００１２】
図１に、本発明による自動車用ウェザーストリップの好適な実施形態の断面を示している。好適な実施形態のウェザーストリップは、当該技術分野では既知の数多くのエラストマー熱硬化性ゴムの内の１つ又はそれ以上から作られている本体部材２と、耐摩耗性装飾層４で構成されている。
【００１３】
本体部材に使用するのに適したエラストマーゴム組成物としては、限定するわけではないが、エチレン−α−オレフィン−非共役ジエンゴム（ＥＯＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、天然又は合成イソプレンゴム、及びクロロプレンゴムがある。ＥＯＤＭゴムは、耐酸素、耐オゾン及び耐候性の点で望ましい。適したαオレフィンとしては、限定するわけではないが、ポリプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン及び１−デセンがある。好適なαオレフィンはプロピレンである。本発明に適したＥＯＤＭ化合物の好適な基は、エチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー（ＥＰＤＭ）である。適切な非共役ジエンとしては、限定するわけではないが、１、４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン及び５−エチリデン−２−ノルボルネンがある。本発明のウェザーストリップの本体部材に好適なＥＯＤＭは、エチレン−プロピレン−エチリデン−ノルボルネン・ターポリマー又はエチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエン・ターポリマーである。高密度エラストマー及び低密度海綿状エラストマーを含め、様々な等級のエラストマー熱硬化性ゴムを、本発明に用いることができる。
【００１４】
本体部材のエラストマーゴムは、更に、当該技術分野では既知の様々な添加剤を、化合物の特性に悪影響を与えないような濃度で、含んでいてもよい。そのような添加剤には、限定するわけではないが、加硫剤、カーボンブラック、潤滑剤、可塑剤、増量剤、スリップ剤、プロセス油及び酸化防止剤がある。これらの添加剤は、押出成形の前にエラストマーに加えられる。
【００１５】
或る好適な実施形態（図１）では、本体部材２は、外周上の領域８で長手方向軸に沿って接線壁１０に接合されている中空管６を有するよう形成されている。接線壁の一端には、保持短枝１２が取り付けられている。接線壁の反対側の端には、第２壁１４が取り付けられている。第２壁１４は、接線壁１０との接合部では接線壁１０に対して略垂直であるが、第２壁１４が接線壁１０から伸張してゆくにつれ、接線壁１０に向かって徐々に湾曲して戻っている。第２壁１４は、図１に示すように、遠位端１６で終結し遠位端を形成している。接線壁１０と第２壁１４の接合部と、第２壁１４の遠位端１６との間の略中間で、接線壁１０に略平行な第３壁１８が、第２壁１４から伸張している。接線壁１０、第２壁１４及び第３壁１８が一緒になって、内側チャンバ２０を画定している。接線壁１０の中空管６とは反対側の面から、内側チャンバ２０に向かって内向き且つ上向きに伸張する複数のシールリップ２２が突き出ている。第３壁１８の遠位端２４には、大型のシールリップ２６が取り付けられ、内向き且つ上向きに内側チャンバ２０に向かって突き出ている。自動車の作り方、及びシャシとドアフレームの形状次第で、多くの代替実施形態も考えられる。
【００１６】
本体部材の正確な形状とは無関係に、架橋結合可能な熱可塑性樹脂から成る耐摩耗性装飾層４が、本体部材２の第２壁１４の外向きの上面（番号を付さず）上に押出成形されている。この耐摩耗性装飾層４は、その位置におけるウェザーストリップの耐摩耗性と外観を改良するために、車両フレーム又は外部物体（図示せず）と接触する領域に、本体部材に沿って貼り付けられている。更に、保護性能と耐擦りきず性を付け加えるため、内側チャンバ２０に露出し面している本体部材の様々な面（番号を付さず）のような、これらの物体に接触する本体部材２の他の領域上に、耐摩耗性装飾層４を押出成形してもよい。
【００１７】
ここに詳しく説明しているように、ドア又はウインドウアッセンブリ内に組み込まている様な最終的な複合押出成形材では、少なくとも１つの架橋結合可能な熱可塑性樹脂を含んでいる耐摩耗性装飾層は、少なくとも部分的には架橋結合している。従って、本明細書の説明の多くが、耐摩耗性装飾層を（上記のような）架橋結合可能な材料から成るものとして言及しているが、好適な最終製造形状では、本発明の複合押出成形材は、少なくとも部分的には架橋結合している材料を含んだ耐摩耗性装飾層を使用している。
【００１８】
本発明の或る特定の実施形態では、耐摩耗性装飾層４は、架橋結合可能なオレフィン族熱可塑性樹脂で構成されている。好適な熱可塑性樹脂は、過酸化水素、シラン又は電子ビーム照射によって架橋結合させることができる架橋結合可能なエチレン−α−オレフィン・コポリマーである。電子ビーム照射架橋結合は、高価なので好ましくない。同様に、過酸化水素架橋結合は、必ず処理の問題を伴うので好ましくない。しかしながら、本発明のウェザーストリップ及び関連方法は、架橋結合させるのにそのような技法も利用できるものと理解されたい。好適なエチレン−α−オレフィン・コポリマーには、シラングラフトされメタロセン触媒処理されたエチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、エチレン−１−オクテン及びその他のエチレン−α−オレフィン・コポリマーがある。本発明で使用するのに最適なエチレン−α−オレフィン・コポリマーは、シラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマーである。１段階のシラン架橋結合には、エチレン−α−オレフィン・コポリマー樹脂と、触媒を含むシラン濃縮物との直接混合物の押出成形が含まれる。押出成形品は、その後、水が存在する状態で架橋結合処理される。２段階の架橋結合では、シランは、先ず既知の反応に従ってエチレン−α−オレフィン・コポリマー分子鎖にグラフトされ、シラングラフトされたコポリマーができる。
【００１９】
【化１】
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続いて、シラングラフトされたコポリマーはシラノール縮合触媒と混ぜ合わされ、次いで水に曝されて、２段階反応でコポリマーの架橋結合が促進される。先ず水は、シランを加水分解してシラノールを作る。次いでシラノールは、縮合して、分子間の非可逆性Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ架橋サイトを形成する。
【００２０】
【化２】
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架橋結合するシラン基の量、及びそれによる最終的なポリマー特性は、使用する触媒の量を含む生成過程を制御することにより調整することができる。架橋結合の量を判定するのに、ゲル・テスト（ＡＳＴＭ  Ｄ２７６５）が用いられる。本発明に用いられるエチレン−α−オレフィン・コポリマーは、シラングラフトされる前は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に従って判定されたメルトフローインデクス約０．５−５０ｇ／１０分と、ショアＡ硬度約６０−９０とを有しているのが望ましい。本発明で用いられるエチレン−α−オレフィン・コポリマーは、２３０℃で２．１６ｋｇの負荷で、メルトフローインデクス約５ｇ／１０分と、ショアＡ硬度約７０と、密度約０．８−１．２ｇ／ｃｍ３を示すのが最も望ましい。触媒は、多くの金属カルボキシレート及び脂肪酸を含むシラノール縮合触媒として機能することが知られている広範な材料の何れでもよい。好適な触媒は、ジブチル錫ジラウレイトである。本出願に適した、シラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマーベースの樹脂は、Ｃｅｌｌｅｃｔ  ＬＬＣ（以前はＳｅｎｔｉｎｅｌポリオレフィン）からＴｈｅｒｍｏｃｈｒｏｍｅＢという商品名で、又はデュポンダウ・エラストマーＬＬＣからＥｎｇａｇｅという商品名で市販されている。架橋結合可能な熱可塑性樹脂には、限定するわけではないが、有機又は無機増量剤、可塑剤、スリップ剤、安定剤及び上記着色剤を含む従来の添加剤が含まれる。
【００２１】
本発明の第２の好適な実施形態では、耐摩耗性装飾層は、架橋結合可能な共重合したエチレン−スチレン・インターポリマーで構成されている。この材料は、エチレンとスチレンの共重合をベースにしたインターポリマーである。インターポリマーは、スチレン含有量が、約３０％から約７０％、望ましくは約３０％から約５０％、更に望ましく約４０％で、シラングラフト前のメルトインデクスが、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８でテストして、１．６ｇ／１０分を示すのが望ましい。インターポリマーは、メタロセン触媒又は当該技術では既知の別の方法を使って重合される。エチレン−スチレン・インターポリマーを、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他のポリマーと混ぜ合わせることもできる。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、増量剤、可塑剤、オイル及び色素の様な他の従来の添加剤をインターポリマーに加えることもできる。適したインターポリマーは、ダウケミカルズ社からインデクス・インターポリマーという商品名で市販されている。上記のエチレン−オクテン・コポリマーの場合のように、インターポリマーは、上記の反応によって水分架橋結合が可能となるように、シラングラフトされる。
【００２２】
架橋結合の後、熱可塑性樹脂は、架橋結合の量によって程度の多少はあるが、熱硬化に付帯する多くの特性を呈する。
耐摩耗性装飾層４は、幾つかの異なる方法の内の１つで、本体部材２に貼り付けることができる。説明を簡単にするために、異なる工程を、２段階架橋結合可能なシラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマーを耐摩耗性装飾層４として使い、ＥＰＤＭを熱硬化性エラストマーゴム本体部材２として使って説明する。しかし、本発明は、耐摩耗性装飾層４としてエチレン−スチレン・インターポリマーだけでなく他の架橋結合可能なポリオレフィンを、そして本体部材２に別のエラストマーを使用することも考えている。
【００２３】
本発明は、図１の部品２のような未硬化のＥＰＤＭ本体部材と、図１の部品４のような架橋結合していないシラングラフトされたエチレン−オクテン・コポリマー耐摩耗性装飾層とを、押出金型を通して同時に押し出すことによって、複合押出成形材を作るための第１の好適な技法を提供している。図５に、この第１の好適な技法における好適な処理段階の概要を述べた概略図を示している。簡単に言うと、未硬化のＥＰＤＭゴムと架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーが供給される５００、５０２。ＥＰＤＭゴムと架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーとは同時に押し出され５０４、それぞれ、本体部材及び耐摩耗性装飾層が形成される。続いて、架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーは、少なくとも部分的には架橋結合される５０６。次に、本体部材のＥＰＤＭゴムは、処理ラインからアッセンブリを取り外す５１０前に、少なくとも部分的には硬化される５０８。
【００２４】
図２を参照しながら更に詳しく述べると、シラングラフトされた架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーを処理するための第１押出器５０と、海綿状ＥＰＤＭを処理するための第２押出器５２と、高密度ＥＰＤＭを処理するための第３押出器５４とが、押出金型５６と連通するように配置されている。「海綿状ＥＰＤＭ」という用語は、発泡剤を含むＥＰＤＭを指す。「高密度ＥＰＤＭ」という用語は、発泡剤を含まないＥＰＤＭを指す。実際には、製品次第で両方を同時に使用するのも一般的に行われているが、簡単に説明するために、高密度押出器５４を使って製造工程を説明する。次の押出成形でＥＰＤＭ化合物が遅滞なく流動し押し出されるように、ＥＰＤＭ押出器５４は、約７０℃から約８５℃の温度に維持されているのが望ましい。同じ理由で、エチレン−オクテン・コポリマー押出器５０は、約１３０℃から約２１０℃に維持されているのが望ましい。押出金型５６は、ＥＰＤＭ側５８が約１１０℃に維持され、エチレン−オクタン・コポリマー側６０が約２００℃から約２６０℃に維持されているのが望ましい。押出金型の両側の間に断熱材（図示せず）を配することにより、この温度の相違が維持できるようになっている。高密度ＥＰＤＭの場合、ＥＰＤＭは、約２０００から約５０００ｐｓｉの圧力で押し出され、約４０００ｐｓｉの圧力で押し出されるのが最も望ましい。海綿状ＥＰＤＭの場合、ＥＰＤＭは、約１０００から約３０００ｐｓｉの圧力で押し出され、約２５００ｐｓｉの圧力で押し出されるのが最も望ましい。エチレン−オクテン・コポリマーとＥＰＤＭは、エチレン−オクテンコポリマーが、分子鎖間の拡散及び絡み合いによってＥＰＤＭと機械的に結合するように同時に押出成形される。出来上がったエチレン−オクテン・コポリマー層の厚さは、約０．１から約１．５ｍｍであるのが望ましく、代表的には約０．５ｍｍである。
【００２５】
図２では、押し出されたＥＰＤＭとエチレン−オクテン・コポリマーから成る複合押出成形材（図示せず）は、次に蒸気槽６２に通され、エチレン−オクテン・コポリマーの架橋結合が促進される。蒸気槽６２は、約１００℃から約１１０℃の温度に維持されているのが望ましい。ＥＰＤＭを硬化させるために、複合押出成形材２０は、本体部材２に用いられるＥＰＤＭの等級次第で、約１８５℃から約２７０℃の温度の炉６４又は他の硬化装置に通される。或る特定の好適な実施形態では、複合押出成形材は、約１５から約５０秒間、約２００℃に維持した後、約４５秒から約２．４分かけて約２２０℃まで上がり、炉６４を出る前に、約１５から約５０秒間かけて約２１０℃まで下がる炉６４内の複数の温度帯域を通される。合計炉硬化時間は、約１分から約４分の間であるのが望ましい。その後、複合押出成形材は、製造ラインから取り外す前に、水又は空気冷却タンク６６内で約３０℃から９０℃に冷却されるが、約６０℃に冷却されるのが最も望ましい。
【００２６】
本発明による第２の好適な技法では、未硬化のエチレン−オクテン・コポリマーは、ＥＰＤＭが少なくとも部分的には硬化した後で、本体部材上に押し出される。図６に、この第３の好適な技法における処理段階の概要を述べた概略図を示している。簡単に言うと、ＥＰＤＭゴムと架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーが供給される６００、６０２。ＥＰＤＭゴムは本体部材へと押し出され６０４、その後、本体部材は少なくとも部分的には硬化される６０６。架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーは、耐摩耗性装飾層として本体部材上に押し出される６０８。耐摩耗性層は架橋結合され６１０、その後、アッセンブリを処理ラインから取り外す６１２前に冷却される。
【００２７】
図３を参照しながら更に詳細に述べると、海綿状ＥＰＤＭ用の押出器５２と高密度ＥＰＤＭ用の押出器５４は、第１押出金型７０と連通するよう配置されている。実際には、同じ部品の異なる断面を作るのに両方を同時に使用するのも一般的に行われているが、簡単に説明するため、高密度押出器５４だけを使って製造工程を説明する。ＥＰＤＭは、ゴム押出器５４から第１金型７０を通して押し出され、本体部材が形成される（図示せず）。次に、本体部材は炉６４を通され、ＥＰＤＭが硬化処理される。炉６４から出ると、エチレン−オクテン・コポリマーから成る耐摩耗性層（図示せず）が、樹脂押出器５０から第２金型７２を通して、硬化処理された本体部材上に押し出され、複合押出成形材が形成される。ＥＰＤＭ本体部材に残っている熱により、エチレン−オクテン・コポリマーが、拡散によって本体部材と機械的に結合される。エンボス加工ホイール７４は、２つの層を一緒に押し付けることによって、ＥＰＤＭがエチレン−オクテン・コポリマーに接合するのを支援する。更に、エンボス加工ホイール７４を使用して、複合押出成形材上に（「レザー状」の織物のような）表面模様を印刷してもよい。複合押出成形材は、水冷却槽６２に通され、複合材が冷却され、製造ラインから取り外される前に、エチレン−オクテン・コポリマーが架橋結合される。第２の技法の温度及び圧力は、第１金型７０が約１００℃から約１２０℃の温度であり、第２金型７２が約２００℃から約２２０℃の温度であり、エンボス加工ホイール７４が約１７０℃から約２１０℃の温度で、望ましくは約１８５℃であることを除いて、全ての点において第１の技法に用いた温度及び圧力と同じであるのが望ましい。
【００２８】
第３の技法では、未硬化のエチレン−オクテン・コポリマーは、シート状へと押し出され、次に、硬化したＥＰＤＭ本体部材上に積層される。図７に、この第３の好適な技法の処理段階の概要を述べた概略図を示す。簡単に言うと、熱硬化性エラストマーゴムと架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーが供給される７００、７０２。ＥＰＤＭゴムは本体部材へと押し出され７０４、架橋結合可能なエチレン−オクテン・コポリマーは耐摩耗性装飾シート状の層へと押し出される７０６。本体部材は、少なくとも部分的には硬化され７０８、次にシート状の層が本体部材上に積層される７１０。次に、シート状の層は、できあがったアッセンブリが冷却され処理ラインから取り外される７１４前に、少なくとも部分的には架橋結合する７１２。
【００２９】
図４を参照しながら更に詳細に述べると、海綿状ＥＰＤＭの押出器５２と、高密度ＥＰＤＭの押出器５４は、第１押出金型７０と連通するよう配置されている。実際には両方を同時に使用するのも一般的に行われているが、先に述べたように説明を簡単にするため、高密度押出器５４を使って製造工程を説明する。ＥＰＤＭは、ゴム押出器５４から第１金型７０を通して、本体部材（図示せず）へと押し出される。本体部材は、炉６４を通され硬化処理される。エチレン−オクテン・コポリマーは、第２押出器５０から第２金型８２を通して押し出され、シート状の耐摩耗性層８０へと形成される。次に、エンボス加工ホイール７４が、未硬化のエチレン−オクテン・コポリマーシート８０を本体部材に接合して複合押出成形材が形成される（図示せず）。複合押出成形材は、水槽６２に通され、エチレン−オクテン・コポリマーを架橋結合させ、製造ラインから取り外される７６前に、複合材は冷却される。第３の技法の温度と圧力は、第１金型７０の温度が約１００℃から約１２０℃であり、第２金型８２の温度が約２００℃から約２２０℃であり、積層ホイールの温度が約１７０℃から約２１０℃、望ましくは約１８５℃であることを除いて、全ての点において第１の技法に用いたのと同じであるのが望ましい。
【００３０】
本発明の範囲から逸脱することなく、上記方法に様々な変更と調節を加えることができるが、上記第１の技法では、架橋結合していないエチレン−オクテン・コポリマーが過剰に溶融するのを避けるため、複合押出成形材を炉に通す前に、エチレン−オクテン・コポリマーを架橋結合させるのが望ましいことに注目頂きたい。
【００３１】
以上、本発明を、様々な好適な実施形態に関連付けて説明してきた。本明細書を読み、理解すると、この他の修正及び変更を施すことができるようになる。そのような修正及び変更は、特許請求項の範囲に述べる事項及びそれと等価なものである限り、全て本発明に含まれるものである。従って、自動車のウェザーストリップだけでなく、例えば、別の部品（自動車のグラスランチャネルのような）の複合押出成形材を、本発明の技法によって製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による車輌用の好適な実施形態のウェザーストリップの断面である。
【図２】車輌用ウェザーストリップとして使うのに適している複合押出成形材を製造するための、本発明の第１の好適な技法を示す図である。
【図３】車輌用ウェザーストリップとして使うのに適している複合押出成形材を製造するための、本発明の別の好適な技法を示す図である。
【図４】車輌用ウェザーストリップとして使うのに適している複合押出成形材を製造するための、本発明の又別の好適な技法を示している。
【図５】図２に詳細に示している本発明の第１の好適な技法における主な処理段階を示すフローチャートである。
【図６】図３に詳細に示している本発明の第２の好適な技法における主な処理段階を示すフローチャートである。
【図７】図４に詳細に示している本発明の第３の好適な技法における主な処理段階を示すフローチャートである。
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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