(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィン系樹脂からなる繊維の表面に無機塩類、界面活性剤および珪素化合物のいずれかの、またはこれらの複合された電着膜が付与されており、
前記繊維には、その表面への電着膜の付与に先立って、フェノール−ホルムアルデヒド縮合物のスルホン化物の溶液に浸漬する前処理がほどこされていることを特徴とする静電植毛用パイル。
【請求項２】
前記繊維がポリプロピレンからなる請求項１に記載の静電植毛用パイル。
【請求項３】
オレフィン系熱可塑性樹脂からなるウェザーストリップ本体の、ガラスと摺接する面に、接着剤を介して請求項１又は２に記載の静電植毛用パイルを静電植毛してなる自動車用ウェザーストリップ。
【請求項４】
接着剤がオレフィン系樹脂を主体としてなる請求項３に記載の自動車用ウェザーストリップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は静電植毛用パイルおよびこのパイルを植毛した自動車用ウェザーストリップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示される自動車ドアＢのウエスト部Ｃの上下窓開閉部の断面図である図４に示されているように、一般に窓上下開閉部はドアインナパネル５とドアアウタパネル６との間を通って窓ガラス２が上下する構造になっている。窓ガラス２は、ドアインナパネル５側にあるドアトリム７の縁に取り付けられたインナウェザーストリップ３とアウタドアパネル６側の縁に取り付けられたアウタウェザーストリップ４に摺接挟持されることにより、ドアパネルの気密性を保ちつつ、窓ガラスの円滑な上下動が可能となっている。
【０００３】
これらのウェザーストリップは、熱可塑性樹脂やゴムの長尺押出成形物であって、クリップ８および８’によって車体に取り付けられている、ウェザーストリップの断面形状は図４に示されたものの他にも種々あるが、その基本形状は車体に取り付けるための平板状の基部と窓ガラスを摺接する柔軟なリップ部とからなっている。しばしばウェザーストリップの基部にはメタルインサートを埋設補強し、リップ部の、ガラスとの摺接部には植毛を施して窓ガラスとの摺接抵抗を低減する構造が採られている。
【０００４】
この種の植毛は静電植毛によって行うのが一般的である。静電植毛の原理は、空間的に一定の距離をあけて電気的に絶縁して対向させた２枚の電極間に電圧を印加することによって一様の電界が生じる現象を利用するものである。
【０００５】
電極間に印加する電圧をＶ、電極間の距離をｄとして場合、発生する電界の強さＥはＥ＝Ｖ／ｄで定まる。この電界内に電荷ｑを帯電した物体（パイル）を配した場合、この物体（パイル）には力Ｆ（Ｆ＝Ｅｑ）が作用して帯電した電荷とは反対の極性をもつ電極方向に引き寄せられる。あらかじめ硬化前の接着剤を塗布した基材（ウェザーストリップ）をその電極近傍に配置しておくことにより、物体（パイル）が基材の接着剤面に投錨して立設する。
【０００６】
この種の静電植毛方法を、その一例であるダウンメソッドと呼ばれる方法に用いる静電植毛装置の概略図である図６を参照して説明する。図６において、パイル９が貯えられているパイルホッパー１０の下方に高圧極１１と接地極１２とが、これらの間に空間をおいて対向している。高圧発生器１３によって両極間に電圧を印加して電界を生じさせる。また、パイルホッパー１０内のパイル９は誘電により帯電する。パイルホッパー１０に振動を加えて電界にパイル９を散布すると、帯電したパイルは接地極に向かって飛翔する。飛翔するパイルは接地極の上方を矢印方向に移動する、未硬化の接着剤を有する加工素材１４の接着剤面に投錨し、接着剤の固化にともなって固定され、植毛が完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
静電植毛用パイルは電着膜の表面処理を行うことで表面抵抗値を静電植毛に適したものとしているが、表面抵抗値が高過ぎるとパイルの帯電が不足し、低すぎるとパイルが極と一体化していずれの場合にもパイルが電界面で十分な運動をしなくなる。静電植毛用パイルの好ましい表面抵抗値は、１×１０5 〜１×１０8 Ωである。また、表面処理によってパイルの水分率、分散性も静電植毛に適したものとなる。
【０００８】
従来、静電植毛用パイルとしては、専らナイロン繊維やレーヨン繊維が用いられてきたが、これらの繊維は親水性で表面処理が容易なので静電植毛用パイルに適していた。これに対してオレフィン系樹脂の繊維、特にポリプロピレン系繊維は、静電植毛用パイルとしては使用されなかった。これは、疎水性のオレフィン系樹脂繊維は高い表面張力のために表面処理剤（電着膜）の付与が困難であり、オレフィン系樹脂繊維の表面処理技術が確立されていなかったためである。
【０００９】
また、同じ理由により自動車用ウェザーストリップとしても、ポリオレフィンパイルを植毛したものはなく、ウェザーストリップ全体の素材の系統化を困難にしてリサイクルの障害になっていた。
【００１０】
この発明の目的は、ポリオレフィン系繊維からなる静電植毛性が優れたパイルを提供することにある。
【００１１】
この発明のいま一つの目的はオレフィン系樹脂繊維を植毛した、耐久性およびリサイクル性が向上した自動車用ウェザーストリップを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明による静電植毛用パイルはオレフィン系樹脂からなる繊維の表面に無機塩類、界面活性剤および珪素化合物のいずれかの、またはこれらの複合された電着膜が付与されており、前記繊維には、その表面への電着膜の付与に先立って、フェノール−ホルムアルデヒド縮合物のスルホン化物の溶液に浸漬する前処理がほどこされていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明による自動車用ウェザーストリップは、オレフィン系熱可塑性樹脂からなるウェザーストリップ本体の、ガラスと摺接する面に、接着剤を介してこの発明による静電植毛用パイルを静電植毛してなるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明による静電植毛用パイルはオレフィン系樹脂の繊維からなるものである。このような繊維としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などを挙げることができるが、特にポリプロピレン系繊維が好ましい。
【００１５】
これらの繊維の径は０．５〜２０デニール、長さは０．１〜１０ｍｍが適当である。
【００１６】
繊維の表面には無機塩類、界面活性剤および珪素化合物のいずれかの、またはこれらが複合されて電着膜を付与して繊維の表面抵抗値を、好ましくは１×１０5 〜１×１０8 Ω、特に好ましくは１０7 Ωのオーダーに調整する。
【００１７】
上記の無機塩類としては、ポリオレフィン系繊維の表面抵抗値が１×１０5 〜１×１０8 Ωとなるような電着膜を繊維表面に付与し得るものが広く用いられる。例えば、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウムなどの硫酸塩、塩化ナトリウム、塩化アンモニウムなどの塩化物などが好ましく用いられる。
【００１８】
界面活性剤としては、ポリオレフィン系繊維の表面抵抗値が１×１０5 〜１×１０8 Ωとなるような電着膜を繊維表面に付与して得るものが広く用いられる。例えば、アルキルサルフェートなどのアニオン界面活性剤、または脂肪属アミドのようなカチオン界面活性剤などが好ましく用いられる。
【００１９】
珪素化合物としてはポリオレフィン系繊維の表面抵抗値が１×１０5 〜１×１０8 Ωとなるような電着膜を繊維に付与し得るものであれば広く使用可能である。例えば、（コロイダル）シリカ、珪酸ソーダなどが好適である。
電着膜付与は、電着付与剤の１０〜２０％ｏｗｆ浴を用い浴比１：１０〜２０、４０〜６０℃で３０〜６０分パイルを浸漬して行うのが好ましい。
【００２０】
ポリオレフィン系繊維の表面に上記電着膜を付与するに先立って、フェノール−ホルムアルデヒド縮合物のスルホン化物の溶液に浸漬する前処理をほどこす。芳香族のスルホン化物を高分子化した基本骨格を有し、ポリオレフィン系繊維と接する疎水性の芳香族部分がポリオレフィンに積極的に配向する一方、親水性のスルホン基が外表面に配列して繊維表面を親水化するので電着膜の付与が好適に行われる。前処理は上記前処理剤の３〜６％ｏｗｆ浴を用い、浴比１：１０〜２０、８０〜９０℃で３０〜６０分行うのが好ましい。
【００２１】
ウェザーストップ本体はオレフィン系熱可塑性樹脂を押出成形したものである。このような樹脂はＥＰＲなどのオレフィン系エラストマーが好ましく用いられる。このようなウェザーストリップ、特にベルトラインウェザーストリップ、ガラスチャンネルなどガラス表面や端面を摺接する面に植毛がほどこされる。
【００２２】
植毛は前記したようにこの発明によるパイルの静電植毛により行われる。静電植毛は、公知の種々の方法、例えば前記したダウンメソードにより実施し得る。静電植毛条件は高圧極と接地極間の距離が例えば１００〜１５０ｍｍ、印加電圧が例えば２５０００〜３００００Ｖである。
【００２３】
静電植毛に用いられる接着剤としては、例えばウレタン系、オレフィン系樹脂を主体とする接着剤などを挙げることができる。オレフィン系樹脂を主体とする接着剤が特に好ましく用いられる。ウェザーストリップ全体をオレフィン系樹脂素材で統一し、かつ接着剤もオレフィン系とした場合には、さらに素材の統一化が図られるのでリサイクル性に優れたウェザーストリップが得られるからである。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示してこの発明を具体的に説明し、併せてこの発明の効果を明らかにする。
【００２５】
実施例１
（パイル繊維）
ポリプロピレンの３デニールモノフィラメント（チッソ株式会社製）を平均繊維長０．６ｍｍにカットして用いた。
【００２６】
（前処理）
上記パイル繊維をフェノール塩−ホルムアルデヒド縮合物のスルホン化物の５％ｏｗｆ浴に、溶温９０℃で３０分間浸漬処理した。浴比１：１０。浸漬処理後に水洗処理した。
【００２７】
（電着膜の付与）
前処理をほどこしたパイル繊維を、コロイダルシリカ／珪酸ソーダ／帯電防止剤（界面活性剤）を１／５／１の割合で含む２０％ｏｗｆ浴に、浴温４０℃で６０分間浸漬処理した。浴比１：１０。
【００２８】
（水分率の調整）
電着膜を付与したパイル繊維を遠心脱水機によって含水率３０〜５０％に仕上げ、その後１０５℃の流動乾燥炉において乾燥した。水分率１％に仕上った。
【００２９】
（表面抵抗値の測定）
得られた静電植毛用パイルの表面抵抗値をＴＯＵＡ電気株式会社製スパーメガオームテスターによって測定した。結果、表面抵抗値は１×１０7 Ωのオーダーであった。
【００３０】
（ウェザーストリップ）
エーイーエスジャパン株式会社製オレフィン系エラストマー（商品名サントプレン）を原料に用い、スクリュー押出機によって図１に示す断面形状のウェザーストリップを押出成形した。樹脂の加工温度は１８０〜２２０℃である。
【００３１】
（接着剤）
図１において示される植毛部位Ａに接着剤を塗布した。接着剤は旭電化工業株式会社製ウレタン系接着剤である。
【００３２】
（植毛条件）
１０〜１５ｍｍ間隔の梯子状にピアノ線を張った高圧極と設置極を、電極間距離を１００〜１５０ｍｍ、印加電圧２５０００〜３００００Ｖにおいて静電植毛装置において、接地極側に接着剤を塗布したウェザーストリップを配して静電植毛した。
【００３３】
（乾燥）
乾燥炉中で９０℃、２０分間で接着剤を乾燥させた。
【００３４】
実施例２
（パイル繊維）から（水分率の調整）までは実施例１と同じに実施した。
【００３５】
（ウェザーストリップ）
三井化学株式会社製オレフィン系エラストマー（商品名ミラストマー）を原料に用い、スクリュー押出機によって図１に示す断面形状のウェザーストリップを押出成形した。樹脂の加工温度は１８０〜２２０℃である。
【００３６】
（接着剤）
図１において示される植毛部位Ａに接着剤を塗布した。接着剤はミカサペイント株式会社製ウレタン系接着剤である。
【００３７】
（植毛条件）
１０〜１５ｍｍ間隔の梯子状にピアノ線を張った高圧極と設置極を、電極間距離を１００〜１５０ｍｍ、印加電圧２５０００〜３００００Ｖにおいた静電植毛装置において、接地極側に接着剤を塗布したウェザーストリップを配して静電植毛した。
【００３８】
（乾燥）
乾燥炉中で９０℃、２０分間で接着剤を乾燥させた。
【００３９】
実施例３
（パイル繊維）から（水分率の調整）までは実施例１と同じに実施した。
【００４０】
（ウェザーストリップ）
三井化学株式会社製オレフィン系エラストマー（商品名ミラストマー）を原料に用い、スクリュー押出機によって図１に示す断面形状のウェザーストリップを押出成形した。樹脂の加工温度は１８０〜２２０℃である。
【００４１】
（接着剤）
図１において示される植毛部位に接着剤を塗布した。接着剤はセメダイン株式会社製オレフィン系接着剤である。
【００４２】
（植毛条件）
１０〜１５ｍｍ間隔の梯子状にピアノ線を張った高圧極と設置極を、電極間距離を１００〜１５０ｍｍ、印加電圧２５０００〜３００００Ｖにおいた静電植毛装置において、接地極側に接着剤を塗布したウェザーストリップを配して静電植毛した。
【００４３】
（乾燥）
乾燥炉中で９０℃、２０分間で接着剤を乾燥させた。
【００４４】
比較例１
（パイル繊維）から（水分率の調整）までは実施例１と同じに実施した。
【００４５】
（ウェザーストリップ）
三菱化学ＭＫＶ株式会社製塩化ビニル樹脂系エラストマー（商品名サンプレーン）を原料に用い、スクリュー押出機によって図１に示す断面形状のウェザーストリップを押出成形した。樹脂の加工温度は１６０〜１８０℃である。
【００４６】
（接着剤）
図１において示される植毛部位に接着剤を塗布した。接着剤は旭電化工業株式会社製ウレタン系接着剤である。
【００４７】
（植毛条件）
１０〜１５ｍｍ間隔の梯子状にピアノ線を張った高圧極と設置極を、電極間距離を１００〜１５０ｍｍ、印加電圧２５０００〜３００００Ｖにおいた静電植毛装置において、接地極側に接着剤を塗布したウェザーストリップを配して静電植毛した。
【００４８】
（乾燥）
乾燥炉中で９０℃、２０分間で接着剤を乾燥させた。
【００４９】
比較例２
（パイル繊維）から（水分率の調整）までは、（前処理）を行わないこと以外同じに実施した。
【００５０】
（表面抵抗値の測定）
得られた静電植毛用パイルの表面抵抗値をＴＯＵＡ電気株式会社製スパーメガオームテスターによって測定した。その結果、表面抵抗値は１×１０13以上のオーダーであった。
【００５１】
（ウェザーストリップ）
三井化学株式会社製オレフィン系エラストマー（商品名ミラストマー）を原料に用い、スクリュー押出機によって図１に示す断面形状のウェザーストリップを押出成形した。樹脂の加工温度は１８０〜２２０℃である。
【００５２】
（接着剤）
図１において示される植毛部位に接着剤を塗布した。接着剤は旭電化工業株式会社製ウレタン系接着剤である。
【００５３】
（植毛条件）
１０〜１５ｍｍ間隔の梯子状にピアノ線を張った高圧極と設置極を、電極間距離を１００〜１５０ｍｍ、印加電圧２５０００〜３００００Ｖにおいた静電植毛装置において、接地極側に接着剤を塗布したウェザーストリップを配して静電植毛した。
【００５４】
（乾燥）
乾燥炉中で９０℃、２０分間で接着剤を乾燥させた。
【００５５】
実施例および比較例の評価
（表面張力の測定）
前処理を施されたパイル繊維の表面張力をテストプレートを用いて測定評価した。すなわち、繊維と同じ樹脂によりテストプレート（１００×１００×３ｍｍ）を作成し、実施例に等しい前処理を施したプレート（実施例）と、比較のために未処理プレート（比較例）を準備する。プレートの表面に蒸留水を滴下し、各プレートと滴下した蒸留水間の接触角の時間変化を観測した。結果を図２に示した。
【００５６】
滴下直後から実施例プレートのほうが接触角が小さく、親水性の高い表面状態にあることがわかる。実施例（比較例）繊維の場合、実験的にこの測定による接触角が５０度以下になると電着膜の処理に適した親水性に達することがわかった。実施例プレートが滴下直後に接触角が５０度以下に達して好ましいのに対して、比較例プレートでは接触角が５０度以下になるのに長時間必要であり、実用性に乏しい。
【００５７】
（電子顕微鏡観察）
植毛パイルの表面状態について、電子顕微鏡による観測を行った。
【００５８】
図３（ａ）は実施例（電着膜あり）であり、（ｂ）未処理の比較例を示す。比較例では電着膜が付与されないため、繊維の表面がつるつるしているのに対して、実施例では繊維の表面が平滑でなく電着膜が付与された様子が観察された。
【００５９】
（植毛状態）
植毛状態の評価は、植毛状態の目視による観察、耐久性評価（耐熱、耐摩耗）、リサイクル性の３点で行った。結果を表１にまとめる。
【００６０】
実施例１〜３、比較例１において、オレフィン系樹脂からなるパイルを植毛した自動車用ウェザーストリップが得られた。これら実施例は、植毛状態が良好で耐久性の面で必要な物性を維持していた。
【００６１】
特に接着剤にオレフィン系の接着剤を用いた実施例３のリサイクル性が特に優れ、比較例１はウェザーストリップ樹脂が塩化ビニル系エラストマーであるためにリサイクル性は劣ったものになる。
【００６２】
比較例２は実施例と同じ繊維のパイルに実施例と同じ電着膜の付与を試みているが、発明に関連した前処理がなされていないために、電着膜の付着状態が不十分で、表面抵抗値が×１０13Ω以上ある。その結果ウェザーストリップに対する植毛状態が悪く、耐久性も必要な性能を満たせず、リサイクル性の評価対象にならなかった。
【００６３】
【表１】
0004171547.tif 000002
【００６４】
【発明の効果】
本発明によって、オレフィン系樹脂からなる繊維の、植毛性に優れた静電植毛用パイルが得られる。このパイルは、それを植毛した製品、特に自動車用ウェアザーストリップの植毛状態、耐久性、リサイクル性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるウェザーストリップの形状および植毛範囲を示す断面図である。
【図２】この発明の静電植毛用のパイルと未処理のパイルとの表面張力の比較を示すグラフである。
【図３】この発明の静電植毛用パイル（ａ）と未処理パイル（ｂ）の電子顕微鏡写真である。
【図４】自動車ドアウェスト部上下窓開閉部の断面図である。
【図５】自動車の側面図である。
【図６】従来の静電植毛装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１    ウェザーストリップ
Ａ    植毛範囲
２    窓ガラス
３    インナウェザーストリップ
４    アウタウェザーストリップ
５    ドアインナパネル
６    ドアアウタパネル
７    ドアトリム
８，８’    クリップ
Ｂ    自動車ドア
Ｃ    自動車ドアウエスト部
９    パイル
１０  パイルホッパー
１１    高圧極
１２    接地極
１３    高圧発生器
１４    加工素材
【図１】
0004171547.tif 000003
【図２】
0004171547.tif 000004
【図３】
0004171547.tif 000005
【図４】
0004171547.tif 000006
【図５】
0004171547.tif 000007
【図６】
0004171547.tif 000008