(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性エラストマーをもって押出成形法により成形された押出成形部と、同じく熱可塑性エラストマーをもって金型成形法により押出成形部の一部に一体に接合成形された金型成形部とを備えた自動車用ウエザーストリップであって、
前記押出成形部のうち金型成形部との接合面となるべき部分に、押出成形部自体の成形の際に、押出成形部および金型成形部の材質と同種の熱可塑性エラストマーであって樹脂分の多い材料をもって接合層を同時押出成形して、金型成形部の成形の際にこの接合層を可塑流動化させることで押出成形部と金型成形部とを相互に接着接合したことを特徴とする自動車用ウエザーストリップ。
【請求項２】
熱可塑性エラストマーをもって押出成形法により成形された押出成形部と、同じく熱可塑性エラストマーをもって金型成形法により押出成形部の一部に一体に接合成形された金型成形部とを備えた自動車用ウエザーストリップの製造方法であって、
前記押出成形部のうち金型成形部との接合面となるべき部分に、押出成形部自体の成形の際に、押出成形部および金型成形部の材質と同種の熱可塑性エラストマーであって樹脂分の多い材料をもって接合層を同時押出成形し、
この接合層を所定の金型内に臨ませながら金型成形部の成形を行って、上記接合層を可塑流動化させることで押出成形部と金型成形部とを相互に接着接合するようにしたことを特徴とする自動車用ウエザーストリップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性エラストマーにより形成された自動車用ウエザーストリップとその製造方法に関し、例えば押出成形法により長尺かつ均一断面形状のものとして成形された押出成形部と、この押出成形部の一部に異形部成形体として一体に接合成形された金型成形部とを備えたウエザーストリップとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように自動車のドアグラスランにあっては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等のゴム材料、あるいはオレフィン系、スチレン系の熱可塑性エラストマーに代表されるような軟質合成樹脂材料にて形成されるのが一般的である。そして、例えば図５，６に示すようにフロントドア（本図では右側のドアを車室内側から見た図を示している）３０のうちセンターピラーに沿う部分に配設されるドアグラスラン３１については、その上部からドアウエスト部側の下部に向かって漸次断面形状が変化する形状のものが要求されることがある。これは、ドアグラスラン３１本来のチャンネル部３２の断面形状は基本的には変化していないものの、ドアサッシュ部のフランジ部に嵌合することになる一対のフランジリップ３３，３４のうち車室内側のフランジリップ３４が、ドアサッシュ部の形状に応じ下方に至るにしたがってその長さＷが漸次大きくなっていることに基づくものである。
【０００３】
このようなドアグラスラン３１を熱可塑性エラストマーにて成形する場合には、図７に示すようにいずれの断面でも共通の形状であるところのチャンネル部３２を均一断面形状のものとして一旦押出成形法によって成形し、二次成形として先に押出成形されたチャンネル部３２を所定の金型内に臨ませながら双方のフランジリップ３３，３４を金型成形することで要求断面形状のドアグラスラン３１を得るようにしている。
【０００４】
より詳しくは、上記チャンネル部３２を押出成形する際には、チャンネル部３２の一部に最終製品形状としては不要な駄肉部３５，３６を形成しておき、上記フランジリップ３３，３４を金型成形する直前にその駄肉部３５，３６をカットしてカット面３７を露出させ、そのカット面３７を接合面としてフランジリップ３３，３４を金型成形することにより、これをもって初めてチャンネル部３２と各フランジリップ３３，３４とが一体化された要求形状のドアグラスラン３１が得られることになる。
【０００５】
なお、チャンネル部３２の内側に突出形成される一対のシールリップ３８，３９の外表面側およびチャンネル部３２の内底部には、ドアガラスとの摺動を円滑化するための摺動性樹脂層４０が同時押出成形されている。
【０００６】
ここで、フランジリップ３３，３４を金型成形する直前に駄肉部３５，３６をカットしているのは、早い時期から接合面となるべきカット面３７を露出させると、カット面３７に素材の含有成分のブリードアウト現象が生じたり、あるいは粉塵や水分等が付着して、フランジリップ３３，３４との間の接着接合強度が低下してしまうためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の熱可塑性エラストマー製ドアグラスランの製造技術では、金型成形に先立って駄肉部３５，３６のカット処理が必要であるため、工程数の増加に伴いコストアップが余儀なくされるほか、とりわけ熱可塑性エラストマーのような樹脂製のドアグラスランの場合にはゴム製のものに比べて接合面での接着接合強度が低いため、成形条件の管理等に細心の注意を払う必要があり、工程管理が煩雑化することとなって好ましくない。
【０００８】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、とりわけ上記ドアグラスランに代表されるような押出成形部と金型成形部とを有する熱可塑性エラストマー製のウエザーストリップについて、押出成形後であってかつ金型成形前のカット処理を不要とし、同時に押出成形部と金型成形部との接合部での接着接合強度を飛躍的に向上させたウエザーストリップとその製造方法を提供しようとするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、熱可塑性エラストマーをもって押出成形法により成形された押出成形部と、同じく熱可塑性エラストマーをもって金型成形法により押出成形部の一部に一体に接合成形された金型成形部とを備えた自動車用ウエザーストリップであって、前記押出成形部のうち金型成形部との接合面となるべき部分に、押出成形部自体の成形の際に、押出成形部および金型成形部の材質と同種の熱可塑性エラストマーであって樹脂分の多い材料をもって接合層を同時押出成形して、金型成形部の成形の際にこの接合層を可塑流動化させることで押出成形部と金型成形部とを相互に接着接合したことを特徴としている。
【００１０】
上記自動車用ウエザーストリップとは、ドアグラスランをはじめとしてそれに類する種々の自動車用シール部材を含む概念すなわち自動車の窓枠やドア等の開閉部に使用されるシール部材の総称であり、必ずしもドアグラスランのみに限定されるものではない。
【００１１】
押出成形部および金型成形部の材料である熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、軟質合成樹脂のひとつであって且つ常温でゴム状弾性を有する高分子物質であり、その組成としては樹脂中に架橋されたゴムが分散している状態のものである。代表的なものとしてはオレフィン系（ＴＰＯと称される）もしくはスチレン系のものが使用される。このうち押出成形部材料は、ドアや車体あるいはドアガラスへの形状追従性とそれらとの間のシール性を充足できるものでなければならず、多くの場合には成形後の表面硬度が（ＪＩＳ  Ａ）８０°以下のものが使用される。
【００１２】
一方、上記接合層はその機能からして押出成形部および金型成形部との親和性ひいては接合強度に優れていることと、押出成形部自体と同時押出成形可能であることが絶対条件とされ、先に例示したように押出成形部および金型成形部としてオレフィン系もしくはスチレン系の熱可塑性エラストマー製のものが使用される場合には、接合層としてはそれら押出成形部および金型成形部の材質と同種の熱可塑性エラストマーであって樹脂分の多いもの、つまり成形後の表面硬度が押出成形部や金型成形部よりも高いもの、例えば硬度（ＪＩＳ  Ａ）が９０°以上のものが使用される。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載のウエザーストリップの成形技術を製造方法的な面からとらえたものであって、前記押出成形部のうち金型成形部との接合面となるべき部分に、押出成形部自体の成形の際に、押出成形部および金型成形部の材質と同種の熱可塑性エラストマーであって樹脂分の多い材料をもって接合層を同時押出成形し、この接合層を所定の金型内に臨ませながら金型成形部の成形を行って、上記接合層を可塑流動化させることで押出成形部と金型成形部とを相互に接着接合するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
したがって、これら請求項１，２に記載の発明では、押出成形部を成形する際に接合層を同時押出成形することによって、押出成形部の外表面の一部に接合層が露出するかたちで両者が一体に成形される。この段階では、接合層は実質的に押出成形部の一部として機能するかのごとくその表層部には樹脂分の多いスキン層が形成されている。
【００１５】
続いて、上記接合層付きの押出成形部を所定の金型にセットし、接合層を金型内の製品形状部空間（キャビティ）に臨ませた状態で金型成形部を所定形状に成形、すなわち公知の射出成形法により成形する。接合層はそれまでは固化状態にあるものの、金型成形部となるべき可塑化材料が射出されることによりその熱的影響で再度可塑化される。この時、接合層表面に押出成形部素材の含有成分がブリードアウトしたりあるいは粉塵や水分等が付着していたとしても、樹脂分の多いスキン層が可塑流動化され、接着阻害成分が流動樹脂内に不均一に分散されると推測される。その結果、材料同士の親和性特性のために押出成形部と金型成形部とを相互に融着一体化させる役目をする。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明によれば、押出成形部の成形の際に、金型成形時に接着接合部位として機能する接合層まで同時押出成形するようにしたことから、従来のように金型成形に先立って押出成形部の一部をカットする処理が不要となり、工程数の削減により大幅なコストダウンを図ることができるほか、押出成形部と金型成形部とが再度可塑流動化した接合層によって接着接合されるために両者の接着接合強度が一段と向上する効果がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜３は本発明の好ましい実施の形態としてドアグラスランの構造を示す図であって、図１に示すフロントドア（本図はフロントドアを車室内側から見た図を示している）１のうちセンターピラーに沿う部分すなわちドアグラスラン２のうちグラスラン縦辺部３に適用される場合の例を示している。なお、このグラスラン縦辺部３はコーナー型成形部４を介して一般部であるグラスラン上辺部５と接続されるものであることは周知のとおりである。
【００１８】
図１，２に示すように、上記グラスラン縦辺部３は、断面略コ字状形状をなすチャンネル部６と、このチャンネル部６の左右の開口縁から外側に折り返すようにして屈曲形成された一対のフランジリップ７，８とをもって形成されていて、チャンネル部６がその長手方向全長にわたって均一断面形状のものとして形成されているのに対して、双方のフランジリップ７，８もしくは一方すなわち車室内側のフランジリップ８のみが図６と同様に長手方向においてそのフランジ長さＷが漸次変化するように形成されている。なお、チャンネル部６の左右の開口縁から内側に向けて一対のシールリップ９，１０が斜めに突出形成されている。また、双方のシールリップ９，１０の外表面側およびチャンネル部６の内底部には、図６と同様にドアガラスとの摺動を円滑化するための摺動性樹脂層が同時押出成形されることがあるほか、摺動性を付与するための表面処理剤が塗布されることもある。
【００１９】
そして、チャンネル部６が押出成形法にて均一断面形状のものとして単独で押出成形された後に、そのチャンネル部６に二次成形を施して、双方のフランジリップ７，８を金型成形法たる射出成形法にて成形することで初めてそれらのフランジリップ７，８がチャンネル部６と一体化されることから、ここではチャンネル部６が押出成形部として機能し、他方、双方のフランジリップ７，８が金型成形部として機能することになる。
【００２０】
本実施の形態では、図３に示すように、上記チャンネル部６を押出成形する際にそのチャンネル部６のうち双方のフランジリップ７，８との接合面となるべき部位に接合層１１，１２が予め同時押出成形されており、この押出成形に続く二次成形としての金型成形（射出成形）の際にはその接合層１１，１２をもってフランジリップ７，８を一体に接着接合してある。
【００２１】
そして、押出成形部たるチャンネル部６および金型成形部たるフランジリップ７，８の材料である熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）としては、ポリオレフィン系（ＴＰＯと称される）もしくはポリスチレン系のものが使用され、望ましくは成形後の表面硬度が（ＪＩＳ  Ａ）８０°以下のものが使用される。例えば、押出成形部たるチャンネル部６の材料としてはポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）であるＡＥＳ社製の「サントプレーン  １２１−７３Ｗ１７５」が使用され、同様に金型成形部たるフランジリップ７，８の材料としてはポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）であるＡＥＳ社製の「サントプレーン  １２１−７９Ｗ２３３」が使用される。
【００２２】
一方、上記接合層１１，１２の材料としては、チャンネル部６およびフランジリップ７，８との親和性ひいては接合強度に優れていることと上記チャンネル部６と同時押出成形可能であることが重要であり、チャンネル部６およびフランジリップ７，８の材料としてポリオレフィン系もしくはポリスチレン系の熱可塑性エラストマーが使用される場合には、接合層１１，１２の材料としてはそれらチャンネル部６およびフランジリップ７，８の材質と同種の熱可塑性エラストマーが使用され、望ましくは成形後の表面硬度がチャンネル部６やフランジリップ７，８よりも高いものとして硬度（ＪＩＳ  Ａ）が９０°以上のものが使用される。例えば、接合層１１，１２の材料としてはポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）であるＡＥＳ社製の「サントプレーン  １２３−５０」が使用される。
【００２３】
すなわち、本実施の形態では、公知の押出成形法により図３の（Ａ）に示すようにフランジリップ７，８との接合面となるべき部分に厚み寸法が５０〜１００μｍ程度の接合層１１，１２を有するチャンネル部６を均一断面形状のものとして押出成形し、これを所定の長さに裁断した上で、フランジリップ成形用の射出成形型にセットして型締めする。その際、チャンネル部６に付帯している上記接合層１１，１２がフランジリップ７，８となるべき射出成形型のキャビティ（製品形状部空間）に臨むように配置し、その状態で可塑化された所定の樹脂材料を射出して二次成形としてフランジリップ７，８を射出成形する。これにより、上記接合層１１，１２を介してチャンネル部６とフランジリップ７，８とが相互に接着接合されることになる。
【００２４】
この時、チャンネル部６の一部として予めこれと一体に成形されている接合層１１，１２は、フランジリップ７，８となるべき材料が射出されることでその熱的影響のために再度可塑化され、仮に接合層１１，１２の表面にチャンネル部６の素材の含有成分がブリードアウトしていたりあるいは粉塵や水分等が付着していたとしても、樹脂分の多いスキン層が可塑流動化されて上記接着阻害物質が流動樹脂内に不均一に分散されることから、接合層１１，１２はその親和性効果のためにチャンネル部６とフランジリップ７，８とを強固に融着接合する役目をする。
【００２５】
ここで、チャンネル部６を押出成形してからそのチャンネル部６とフランジリップ７，８とが接合成形されるまでに所定の時間を要したとしても、接合層１１，１２はその本来の接着機能が低下することはなく、上記接合層１１，１２をもってチャンネル部６とフランジリップ７，８とが強固に接着接合されることになる。
【００２６】
本発明者等は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して図４に示すようなダンベル状試験片（３号試験片）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を作製した上で引張試験を行い、その破断強度を測定した。図４の（Ａ）に示す試験片Ｓ１は、押出成形した樹脂板から半割り試験片Ｓａを打ち抜き形成した上でそれをインサートとして残りの半割り試験片Ｓｂを射出成形して、両者を接合面Ｐをもって成形接着接合したものである。同図（Ｂ）に示す試験片Ｓ２は、先ず押出成形した樹脂板から半割り試験片Ｓａを打ち抜き形成した上で接合面Ｐとなるべき面をカットして露出させ、それをインサートとして残りの半割り試験片Ｓｂを射出成形して、両者を接合面Ｐをもって成形接着接合したものである。さらに、同図（Ｃ）に示す試験片Ｓ３は、先ず樹脂板とともに接合層Ｓｃを同時押出成形した樹脂板から半割り試験片Ｓａを打ち抜き形成した上で、それをインサートとして残りの半割り試験片Ｓｂを射出成形して、両者を接合層Ｓｃをもって成形接着接合したものである。なお、上記（Ｂ）の試験片Ｓ２は従来の技術のものに相当しており、また（Ｃ）の試験片Ｓ３が上記実施の形態のものに対応している。
【００２７】
引張試験の結果は、図５の（Ａ）の試験片Ｓ１の破断強度は２．５ＭＰａ、同図（Ｂ）の試験片Ｓ２の破断強度は２．９ＭＰａ、同図（Ｃ）の試験片Ｓ３の破断強度は３．９ＭＰａであり、上記実施の形態のものにおける破断強度が最も優れていることがわかる。
【００２８】
また、上記半割り試験片Ｓａを２週間屋内で常温放置後、それをインサートとして残りの半割り試験片Ｓｂを射出成形して、両者を接合層Ｓｃをもって成形接着接合し、これについても引張試験を行った結果、その破断強度は３．４ＭＰａであった。これは従来の技術のものに相当している上記試験片Ｓ２の破断強度２．９ＭＰａよりも優れており、このことから経時変化によるブリードアウト現象に対しても上記実施の形態のものの方が有効に作用していることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドアグラスランの装着状態を示す自動車用ドアの内側斜視図。
【図２】図１に示すドアグラスランの断面図。
【図３】図２に示すドアグラスランの製造手順を示す断面説明図。
【図４】上記ドアグラスランの破断強度を評価するためのダンベル状試験片の説明図。
【図５】従来のドアグラスランの一例を示す説明図。
【図６】図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図７】図６に示すドアグラスランの一般部での断面図。
【符号の説明】
２…ドアグラスラン（自動車用ウエザーストリップ）
３…グラスラン縦辺部
６…チャンネル部（押出成形部）
７，８…フランジリップ（金型成形部）
９，１０…シールリップ
１１，１２…接合層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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