JP2004503420A

JP2004503420A - Foamed thermoplastic surface layer for composite strip

Info

Publication number: JP2004503420A
Application number: JP2002510294A
Authority: JP
Inventors: ツウォリンスキ、ダヴィッド　テッド
Original assignee: シュレーゲル　コーポレイション
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2004-02-05
Also published as: PL358008A1; AU2001269916A1; KR20030031002A; WO2001096135A2; EP1289788A2; CN1447756A; WO2001096135A3

Abstract

自動車のドアシール、ルーフレール、トランクカバー等や、住宅・商業用ビルの耐候シールとして使用される本発明の複合ストリップは、発泡熱可塑性プラスチックの表面層を含み、該層は隣接環境に合せて選択した色を有している。発泡熱可塑性プラスチックを圧縮し、初期のセル構造から変形させることも可能である。この複合ストリップは適度の柔軟性を有し、さらにその色を適宜選択したことにより、上記用途用の耐候シールとして好適である。The composite strips of the present invention used as automotive door seals, roof rails, trunk covers, etc., and weather seals for residential and commercial buildings, include a surface layer of foamed thermoplastic, the layer being selected for the adjacent environment. Has color. It is also possible to compress the foamed thermoplastic and deform it from the initial cell structure. This composite strip has a suitable flexibility, and its color is appropriately selected, so that it is suitable as a weather-resistant seal for the above-mentioned applications.

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は複合ストリップ、より詳しくは発泡熱可塑性プラスチック表面層を有するトリム又はシール部分を含む複合ストリップに関する。
【０００２】
（発明の背景）
従来の複合ストリップは耐候シールを含んでいるが、これは、水分、塵埃、ごみ等の各種汚染物がシールを通過するのを防止する他、多くの機能を果たす。自動車用途では、このシールは道路、エンジン及び風等による騒音が車内に侵入するのも防がねばならない。更に、この耐候シールはトリム部分をも含むことがあり、消費者は車に合う色を望む場合も多い。
【０００３】
自動車産業で通常採用される方法は、１種又は複数のフィラを含む黒色の熱硬化性ポリマ材料又はより高価な熱可塑性プラスチック材料のいずれかから、シーリングの部分を押出し成形することである。しかし、そのいずれの場合も、押出し成形でその特性を変化させることへの要望がしばしば存在する。例えばＵ字形のエッジトリムやドアシールのための熱硬化性ポリマ材料を硬化させるには、金属のキャリアを押出し成形物に加えねばならない。それとは別に或はそれに加えて、第２のポリマ材料を第１のポリマ材料と共押出しすることもできる。
【０００４】
更に、押出し又は成形に関する自動車産業でのこれらの要望に加えて、車体又は塗装および／又は内装に対し色を合せるために、これらシールには特別な装飾表面を要求されることも多い。
【０００５】
加えて、耐候シールは車両および車両に関連する全てのトリムと正しく組合わされるよう設計せねばならないばかりか、取付けも簡単でなければならない。シールが完全にフィットしていないと、各所で耐候シールの機能が損なわれる可能性がある。車の組立を手早くするためには、シールの取付けが簡単に行えることが必要であるが、他方シールを保持し、使用中にシールが外れないようにするには、シールを外すのに要する力を十分に大きなものとする必要がある。シールの取付けが容易であることは、特に重要である。それは、組合わされる車両部品に対し耐候シールが適切に取付け可能となるからである。
【０００６】
残念ながら、これらの多成分、多層又は複合耐候シールは、単一物質からなる耐候シールよりも剛性が高い。剛性が高いほど、シールを取付けるのが困難になってくる。従って、取付けに要する時間が長くなり、その結果コストが上昇し、取付け不良の危険性も増す。
【０００７】
従って、必要なシーリング性能は保持しつつ、取扱い性を改良した耐候シールに対する要望が存在する。更に、選択的に着色できる部分を有し、なおかつ、取付けが楽になるよう柔軟性を増したシールに対する要望もある。また、異なる実行特性を持つ複数の部分を併せ持ち、材料の低減と重量の軽減が図れるような、耐候シールに対する要望もある。加えて、熱可塑性プラスチックの表面層の美的な利点を有し、なおかつ、従来からの単一成分のゴム製耐候シールのように取扱いと取付けが容易な耐候シールも待望されている。
【０００８】
（発明の開示）
本発明は、柔軟性の高い熱可塑性プラスチックの表面層を有する多層ストリップ、即ち複合ストリップを提供するものである。柔軟性を高めることで、取付け工程で著しい利点があるだけでなく、向かい合う相手の表面に対する複合ストリップの順応性が改善される。本発明の複合ストリップには、押出し物、成形物、トリム部品、エッジ部品および耐候シールを含むシール類が包まれる。
【０００９】
従って、本発明の複合ストリップは、自動車産業は勿論、構造物のシーリング用に耐候シールとして使用でき、それには、住宅や商業用ビルでの用途を含む。自動車産業に関して言えば、複合ストリップによる耐候シール形状は、多くの場所、例えばドアシール、ルーフレール、トランクカバー、ボンネットからカウルにかけてのシール、ウィンドウシール、サンルーフシール或はウィンドウチャネルシール等において使用するのに好適であるが、これに限定されない。特に本発明は、シールとエッジトリムの組合せに用途を見出しており、耐候シールとして構成した複合ストリップに、車両の色に合うように選択した色で形成した、発泡熱可塑性プラスチック表面層を有するトリム部分を含む。
【００１０】
本発明を組込んだ複合ストリップの耐候シールの構成に含まれるのは、発泡熱可塑性プラスチックの表面層であり、該層は厚み全体にわたり発泡されている。この発泡熱可塑性プラスチックは、典型的には、耐候シールの装飾部又はトリムの部分に付けられる。これは即ち、耐候シールの一部であって、向かい合う表面との界面にシールを形成するものではない。これら装飾部分は、向かい合う表面の隣接部分に色を合せて、着色されることが多い。しかし、このプラスチック表面層はシーリング機能を持つ耐候シールの部分上に位置してもよい。例えば耐候シールには、シール構造を形成するスポンジ状球状部が含まれていても、本発明の発泡熱可塑性プラスチック表面層がその球状部上に位置し、所望の美的特性与え、かつ十分な柔軟性を示すので、耐候シールの性能が損なわれることもない。
【００１１】
第１の構成では、この発泡表面層に初期のセル構造が含まれ、それが機械的に変形させられる。変形させることで、大部分の気泡が初期の体積より小さくなっている。発泡熱可塑性プラスチックを変形させる典型的な方法としてエンボス法がある。即ち、これは表面層の発泡熱可塑性プラスチックを少なくとも局所的に高密度化させるものである。この局所的な高密度化を、発泡熱可塑性プラスチック表面層の散在させた領域或は部分に施す。
【００１２】
一つの構成例では、本発明の複合ストリップは、発泡熱可塑性プラスチック表面層で覆われた装飾部分又はトリム部分を備えたエラストマ性基体部を有する耐候シールをもたらす。この基体部は、各種構造材料のうちのいかなるものでもよく、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性プラスチック或は複合材料で、強化材の有無は問わない。発泡熱可塑性プラスチック表面層は、最初の発泡時のセル構造で形成される。用途によっては、初期のセル構造が最終製品迄維持される。また別な構成例では、初期のセル構造が高密度化される。発泡高密度化熱可塑性プラスチック表面層はシール、球状部、リップ、スポンジ或は固形物上に配置できる。
【００１３】
本発明の発泡熱可塑性プラスチック表面層は、従来の複合押出し物より柔軟性が大きい。従来のようなゴム基体部に熱可塑性プラスチックを重ねる方法では、得られる複合体の剛性が高くなる。それとは対照的に、本発明の発泡熱可塑性プラスチックによる構成では、得られる耐候シールの柔軟性が向上する。柔軟性が高いと、向かい合う相手の表面、例えば車両ボディに対しシールを順応させることができ、取付け手順が簡単になる。更に、本発明の発泡熱可塑性プラスチック表面層は、発泡させていない表面層より高度なエンボス加工が可能であることも判明した。この表面層により、摩擦係数が低くなると共に、騒音も抑制できる。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
図１に示すように、本発明の複合ストリップ１０は、自動車１２に使用可能である。複合ストリップ１０は、パネル１４をくり返し係合・解除可能な耐候シールとして各所に使用できる。記述の便宜上、本発明の複合ストリップを自動車に使用する耐候シールに関連して述べるが、本発明は、界面を通して外部環境が侵入するのを防ぐ特定の用途に限定されない。
【００１５】
複合「ストリップ」という用語は、押出し物、成形物、トリム、トリム部品、エッジ部品、耐候シールおよびシールを含むが、これらに限定されない。本発明の複合ストリップは、自動車産業は勿論のこと、住宅用や商業用ビルを含めた構造シール用途において、耐候シールとして使用できる。自動車産業においては、本発明のストリップを用いた耐候シール構成を使用するのに適した場所は多くあり、例えばドアシール、ルーフレール、トランクカバー、ボンネットからカウルにかけてのシール、ウィンドウシール、サンルーフシール或はウィンドウチャネルシール等において使用することができるが、これらの場所のみに限定されるわけではない。特に本発明は、シールとエッジトリムの組合せに用途を見出しており、それには、耐候シールに、車両１２の色と合うように選択された色とした、発泡熱可塑性プラスチック表面層を有するトリム部分が含まれる。
【００１６】
パネル１４は各種材料からなっていてよく、本発明を限定するものではない。例えばパネル１４はガラス、金属或は複合材料等であってよく、それらが塗装され、表面処理され或は無処理であってもよい。実働環境では、パネル１４と耐候シール１０との間で係合・解除が繰り返される。パネル１４と耐候シール１０との係合は、パネルを耐候シールの方向に移動させることで生じる。逆に、耐候シール１０をパネル１４の方向へ移動させてもよい。更に、シール１０とパネル１４は、予期しない動きが実質的に起きないよう配置することもできる。例えばシール１０を、フロントガラスやリヤウィンドウガラス等の固定パネル１４の周りに配置することもできる。
【００１７】
本発明の耐候シール１０には、基体部４０および表面層６０が含まれ、ここで表面層とは、耐候シールとパネル１４との接触が生じる部分や、単にシールの外表面を形成する部分と定義される。
【００１８】
基体部４０はその上に表面層６０が配されるベースとなるもので、熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性材料を含めて各種の材料で作ることができ、それらには例えばＴＰＥ、ＥＰＤＭ或はそれらの各種組合せ等があるが、これらに限定されない。好適な加硫或は架橋された熱硬化性のポリマ材料として、ＥＰＤＭ、クロロブチル変性ＥＰＤＭ、ニトリル変性ＥＰＤＭ、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル或はポリプロピレン等がある。
【００１９】
基体部４０には比較的剛性の高い部分と、比較的柔らかな部分とがあってもよい。基体部４０は補強部材４３を含んでいてもよく、例えばワイアや金属キャリアで、公知の構造（例えば金網、溝つき又は打抜き金属）のものでよい。基体部４０に、夫々が個々の剛性を持つ熱可塑性部分と熱硬化性部分とを存在させることも考えられ、その場合、典型的には熱可塑性部分が耐候シール１０の剛性を高める。更に基体部４０は、厚みを変えて作り、剛性の大きさを変えるようにしてもよい。基体部４０はいかなる断面形状であってもよい。例えば断面形状は、Ｕ字形、Ｊ字形、Ｌ字形或は平面状であってもよい。
【００２０】
基体部４０には接触面があり、これがパネル１４に隣接又は接触している。基体部４０にはまた、突出部又はトリム部８０があり、これはパネルと接触することはない。典型的には、この露出した突出表面８０がトリムとして機能する。即ち、基体部４０には装飾或はトリムの部分があって、それはパネル１４にシーリング機能を与えるものではない。そこで、このトリム部分は基体部４０の機能部分を隠す、或は上を覆うために使用できる。このようなことから、このトリム部分がその下にある基体部４０、或はシーリング機能を果たしている基体部の部分とは異なった色を有しているのが好ましいことも多い。図２〜７に見られるように、基体部４０にはまた、パネル１４に接触しシールするための球状部４４のようなスポンジ状又はフォーム状の部分が含まれていてもよい。
【００２１】
上方に表面層６０を有する基体部４０の部分は、通常装飾又はトリム部分である。該部分は、パネルと接触する耐候シールの部分と別の仕上げ、外見又は色であることも多い。従って、表面層６０を耐候シールのトリム部分に配置できる。しかし、表面層６０を耐候シールのパネルと接触する部分に設けてもよい。表面層６０を、シーリング機能を持つ基体部４０の一部に配置する場合、下層となる基体部はフォーム状、即ち発泡材料とするのが普通である。従って、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０は、基体部４０のスポンジ部分上に配置してもよい。
【００２２】
表面層６０は、操作時に突然剥がれることがないよう、基体部４０に強固に結合させておく。表面層６０と基体部４０とは、機械的或は化学的に結合させることができ、それには、例えば加熱接着や接着剤の使用等の方法がある。コスト削減のため、表面層６０を基体部４０に、接着剤を使用せずに結合させるのが好ましい。表面層６０は各種の厚みをとることができるが、その厚みは、耐候シール１０および基体部４０の操作条件により、少なくとも部分的には決まってくる。表面層４０の厚みの範囲は通常、約１〜６ｍｍであるが、典型的な公称厚みは約３ｍｍである。表面層６０は、耐候シール１０の長さ方向全体に連続的に配置されるので、基体部４０と同じ長さとなる。
【００２３】
表面層６０は発泡熱可塑性プラスチック材料、特にオレフィン系の材料であることが好ましい。表面層６０は、各種のフィラや添加剤を含み得るが、その熱可塑性としての性質を維持する必要がある。表面層６０の熱可塑性プラスチックの溶融温度は、基体部４０の溶融又は分解温度よりも低いことが好ましい。表面層６０の熱可塑性プラスチックの種類として、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥｓ）がある。熱可塑性エラストマは、熱可塑性エンジニアリング材料としては独特なものである。その基本組成となっているのは、数種類のポリマおよび混合ポリマであって、材料にゴムのような（エラストマとしての）性質を付与し、その材料は従来からの熱可塑性プラスチック加工設備で加工できる。これらの物理的性質が付与された材料は高温で加工可能であり、他の熱可塑性プラスチック材料と同じように、再加熱や再加工することができる。
【００２４】
使用可能な発泡熱可塑性プラスチック材料として、オレフィン系ＴＰＥｓベースのものが幾つかある。使用可能な材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、或はエチレン酢酸ビニル等がある。これらはＥＰＤＭやブチル化合物を使用して変性することもできるし、過酸化物、水分又はその他のシステムで架橋させることもできる。通常の範囲のフィラや増量剤、例えば炭酸カルシウム、マイカ、タルクや可塑剤等を加えることも可能である。ポリエチレン、ポリプロピレ又はエチレン酢酸ビニルはＥＰＤＭやブチル化合物で変性することが可能であるし、過酸化物、水分、放射線又はその他のシステムを使って架橋させることもできる。
【００２５】
発泡熱可塑性エラストマとして好ましいものに、ユニプレン（ＵＮＩＰＲＥＮＥ・登録商標）、ロードアイランド州、ポタケット（Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ）のテクノール・アペックス（Ｔｅｋｎｏｒ　Ａｐｅｘ）社から販売）のＴＰＥがある。ユニプレン（ＵＮＩＰＲＥＮＥ・登録商標）ＴＰＥは、特別な設計による熱可塑性プラスチック加硫物であって、加硫ゴムと同様な性能を示すが、熱可塑性オレフィンと同じ速度で加工できる。これとは別に、発泡熱可塑性プラスチック材料として、９０％サントプレン（Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ）／１０％ポリプロピレン（又は別の任意の混合比）、又は１００％エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、又はそれらの混合品がある。この発泡熱可塑性プラスチックはどのような色のものでもよい。表面層６０の熱可塑性プラスチックは耐候性能および耐変色性を向上させる。
【００２６】
図１１と１３に示したように、表面層６０の熱可塑性プラスチックを発泡させて、初期のセル構造をとらせる。従って、一定の厚みとする場合、非発泡性材料に比較しこの表面層６０は材料が少なくてすむ。この層６０には多くの気泡又はボイド６１が材料の厚さ方向全体に分散している。耐候シール１０の第１の構成では、表面層６０は、初期のセル構造を実質的に維持している。
【００２７】
耐候シール１０の別の構成では、発泡熱可塑性プラスチックの初期のセル構造に変化を与える。具体的には、フォーム状の熱可塑性プラスチックの、初期のセル構造を圧潰又は圧縮する。こうして変形させた気泡は、図１２、１４に示すように、別の構造を示す。セル構造をこのように変形させる際、気泡の壁の対向部分が実質的に合わさったり結合したりしないようにする。即ち、気泡を無くしてしまうのではなく、変形させるのである。
【００２８】
この発泡表面層には、初期のセル構造が残在しているのが好ましいことが判った。これは、個々の気泡が比較的大きな気泡体積を持っていて、この体積が最終的にシールとして使用したときに実質的に減少するのである。即ち、数多くの比較的小さな気泡を持つセル構造を作ると、変形させても気泡体積には全然又は殆ど変化がないが、それよりは、最初に比較的大きな気泡体積を持つセル構造を作る方が好ましく、この場合、変形させると初期の気泡体積が十分に減少する。好適なシール構造では、元々の発泡材料の体積が約２０〜８０％減少する。発泡熱可塑性プラスチックを典型的な比率で圧縮したものを、図１１と１２との比較で示す。即ち、図１１と１２は同一の倍率と寸法にしてあり、夫々、エンボス化の前と後の表面層６０を写したものである。同様にして、図１３と１４も、夫々、エンボス化の前と後の表面層６０を同一の倍率と寸法で示している。
【００２９】
耐候シール１０の好ましい構造では、表面層６０をエンボス化する。表面層６０をエンボス化すると、表面層にある初期のセル構造が圧縮される。表面層６０を発泡させた熱可塑性プラスチックの方が、発泡させていない熱可塑性プラスチック表面層よりも、エンボス化の程度が大きいことが判った。これは、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０をエンボス化すると、同じ表面処理を非発泡の熱可塑性プラスチックにする場合よりも、一定の表面処理では、より深いところまでエンボス化が及ぶことを示している。
【００３０】
図２〜４は、一般的なＵ字形エッジトリム形状の耐候シール１０を示す。このシール１０には、ＴＰＥ又はＥＰＤＭを成形したＵ字形の本体４０がある。しかしＳＢＲ、ＴＰＥとＥＰＤＭの混合物、天然ゴム、ネオプレン又はその他の熱硬化性材料も使用できる。本体４０は、所望の数と配置の大小複数のフランジグリッパフィン４２、中空のシール用球状部４４、フラップシール４６および補助シーリングフィン４８からなる二次シールを持つ。この球状部４４、リップ４６およびフィン４８は、公知の方法でスポンジ状ゴムから作られる。Ｕ字形の本体の内部に補強部材４３が入っている。リップ４６と、Ｕ字形基体部４０の閉じた先の外側表面は、パネル１４に対し何のシーリング機能も果たさないので、これはトリムの部分である。これら部分は、基体部４０とは別の色であると好ましい。この色は、車両やビルの色に合うように選択する。費用を最小に留めながら、色持ちのよい（耐変色性の）耐候シール１０を供給できれば好ましい。表面層６０は、基体部４０よりは量が少なく、基体部より耐変色性の優れた材料から作れるので、この表面層は基体部とは異なった色にすることが多い。
【００３１】
図２〜４に示すように、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０は、フラップシール４６、球状部４４或はフラップシールと球状部の両方に設けられる。この発泡熱可塑性プラスチック表面層６０は、エンボス付きでも、エンボス無しでもよい。従来技術の構造では、耐候シールのシーリング部分、例えば変形可能な球状部の上に熱可塑性プラスチックがあると、球状部の効果が実質的に低下していた。これは、熱可塑性プラスチックが硬いために、球状部の柔軟性が低下し、球状部が必要なシールを形成するに充分な程には変形できなかったからである。それとは対照的に、本発明による柔軟性のある発泡熱可塑性プラスチック表面層６０は充分な柔軟性を有しているので、球状部のような変形可能なシール部分の上に配することができ、しかもシーリング性能を落とすことはない。
【００３２】
図５〜７は、一般的なＵ字形エッジトリム形状の耐候シール１０の別な構成を示す。このシール１０には、ＴＰＥ又はＥＰＤＭを成形したＵ字形の本体４０がある。しかし、ＳＢＲ、ＴＰＥとＥＰＤＭの混合物、天然ゴム、ネオプレン又はその他の熱硬化性材料も使用できる。本体４０は、所望の数と配置の大小複数のフランジグリッパフィン４２、中空のシール用球状部４４および補助シーリングフィン４８からなる二次シールを持つよう成形されている。この球状部４４とフィン４８は、公知の方法に従いスポンジ状ゴムからなり、大きい方のフィンの、一番外側の先端もスポンジ状になっている。Ｕ字形本体の内部には補強部材４３が入っている。図５〜７に示すように、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０はＵ字形の部分の外側、球状部４４或はＵ字形の部分の外側と球状部の両方に設けることができる。ここでも又、本発明による発泡熱可塑性プラスチック表面層６０は充分な柔軟性を有し、スポンジ状のシーリング構造上に配することができ、しかも操作時にシーリング構造の充分な変形を妨げることはない。
【００３３】
図８は、表面層６０を基体部４０のパネルと接触しない個所に配したガラスランを示す。
【００３４】
パネルと接触する位置に発泡熱可塑性プラスチック表面層６０を持つ複合ストリップ１０のこれらの構成では、この発泡熱可塑性プラスチック表面層がパネル１４とストリップ１０との間の摩擦係数を下げることを発見した。具体的には、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０を加工し、摩擦係数を下げるのに充分な表面の形状や粗さを示すようにする。発泡熱可塑性プラスチックの発泡時のセル構造を実質的に維持しながら、摩擦を低下させるような表面形状とすることができる。それとは別で、発泡時のセル構造を実質的に圧縮し、摩擦の低い形状を得ることもできる。この表面形状は、各種ある形態のどれにしてもよく、例えば波状、畝状、起伏状、溝状、筋状、ワッフル状、更には幾何学的な形状やパターンであってもよいが、これらに限定されるわけではない。
【００３５】
更に、この表面層６０の発泡熱可塑性プラスチックは、ストリップ１０とパネル１４との相対的な動きに伴って起きる騒音も抑制する。ここでもまた、きしみ音やいらいらさせる音等の騒音発生を最も抑制できるような特定の表面形状は、少なくとも部分的には、表面層６０、基体部４０およびパネル１４の各材質によって決まる。更に、温度や押しつけ圧力等の操作条件によっても、少なくとも部分的には、騒音発生を抑制するのに必要な表面構造が決まってくる。前述ようにこの表面形状は、各種ある形態のうちのいずれであっても構わない。
【００３６】
図２〜４と１０において、一般的なＵ字形エッジトリムを、第１の押出し機１００から高密度ＥＰＤＭを、第２の押出し機１０３からスポンジ状ＥＰＤＭを供給し、本体成形のためのクロスヘッド押出しダイ１１０を通過させることで成形する。クロスヘッドダイ１１０の温度は、典型的には約７１〜１０４℃である。
【００３７】
次にこの本体を硬化床１１６に通す。床１１６の温度は、材料の種類や厚み、ラインスピードや硬化促進方法等の多くの加工条件を勘案して決める。その後、硬化した本体を冷却ステーション又は水槽１２０およびハガー１２５に導く。
【００３８】
次に、本体をプレヒータ１２７で再加熱し、押出し機１０５からくる熱可塑性プラスチックと充分に接着できる温度に迄上げ、第２のクロスヘッドダイ１３０を通す。そこには、熱可塑性プラスチック（ＴＰ）押出し機１０５からの発泡熱可塑性プラスチックも入ってくる。前述の各種パラメータを考慮に入れるが、このクロスヘッドダイ１３０の温度は典型的には約１６０〜２２０℃である。これで発泡熱可塑性プラスチックを本体上に取付ける。次いでこのストリップを、必要ならエンボス機にかけ、発泡表面層に表面模様をつける。その後このストリップを冷却水槽１５０に通し、発泡表面層を充分に冷却して、所望の程度の表面模様を定着させる。更にこのストリップを第２のハガー１２５に通し、後成形ステーション１６０に送れば、ストリップを最終的な断面形状に成形できる。
【００３９】
熱可塑性プラスチック用押出し機１０５の中で、表面層６０の熱可塑性プラスチック材料に発泡剤、例えばエクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ・登録商標）（アクゾ・ノベル（Ａｋｚｏ　Ｎｏｂｅｌ）社製）を加えることができる。発泡剤の量と得られるセル構造は、少なくとも部分的には、発泡表面層６０に要求される柔軟性と外観の見映えによって決められる。用いる発泡剤の量は、典型的には発泡させるべき熱可塑性プラスチックの約０．５〜５％である。図１５は、発泡剤の割合に応じ表面層の密度がどう変化するかを示す。
【００４０】
必要なら表面層６０を、元の発泡させた材料を圧縮して変形させ、それにより冷却に先立ち気泡の体積を減らして発泡材料の密度を上げ、セル構造を変化させる。こうして発泡熱可塑性プラスチック材料の密度をあげる。通常この変形は、ステーション１４０で表面層のエンボス化を行うことにより実施する。
【００４１】
発泡表面層６０の厚みは、薄くする場合で元の厚みの５〜１０％、厚い場合で元の厚みの８０〜９０％に減らすことができる。圧縮をどの程度迄にするかは、シール１０の使用目的に応じ少なくとも部分的に決まってくる。
【００４２】
冷却後に、この形状を所望の形状に「後成形」しおよび／又はローラおよび必要なら更にエンボス用ホイールの間を通過させて変形させる。更に冷却後、この熱可塑性プラスチック材料の上に高光沢塗料をスプレーし、その表面外観および耐擦過性を改良することもできる。
【００４３】
これとは別な方法として、基体部を通常通り硬化させて巻取り、引き続き、熱可塑性プラスチックに結合させるのに充分な温度迄再加熱し、その後別のダイを通して基体部の上に発泡熱可塑性プラスチックが存在する様に押出してもよい。その後の最終工程は、先に述べたのと類似の方法をとればよい。２週間前に押出し成形をして巻取った熱硬化性材料の押出し物でも、それを充分に加熱してからクロスヘッドダイに流して、発泡熱可塑性プラスチックと合せるならば、充分な結合が得られることを確認した。
【００４４】
図８の耐候シールの場合には、最終的には車両の窓のガイドチャネルとなるストリップを、図１０に示す従来の「ゴム」押出し機１００でＥＰＤＭのような熱硬化性ポリマ材料を押し出す。ダイ１１０を出てから、本体は標準的な硬化トンネル１１６の中を通る。こうして加硫された押出し物は、トンネル１１６から出る時には、硬化した状態になっている。
【００４５】
次いで、この本体を第２のダイ１３０に導き、そこで発泡性の熱可塑性プラスチック材料、理想的にはユニプレン（登録商標）のようなＴＰＥを、まだ熱いストリップのトリム又は装飾部分の上に押し出す。基体部ストリップの熱硬化性材料がまだ熱く、そして、押出し機中の発泡した熱可塑性プラスチック材料の温度が１４０〜２５０℃であるため、複合ストリップの熱硬化性材料と発泡熱可塑性プラスチックが互いに結合するのである。
【００４６】
ダイから出た直後に、この複合ストリップは冷却水槽の中を通り、熱可塑性プラスチック表面層の外側表面を部分的に冷却されるので、表面の粘着性を失う。図１１と１３に示すように、かくして得られた表面層の発泡熱可塑性プラスチックは、初期のセル構造、厚み、従って密度を維持している。表面層６０の発泡熱可塑性プラスチックは、接着剤の付着していない外側表面を持つことになる。
【００４７】
そこで必要ならこの耐候シール１０を、発泡表面層６０と接触するエンボス化ステーション１４０に通すことができる。エンボス化によって、図１２および１４に示すように、セル構造が変形される。この操作により、表面層６０の気泡の多くが圧潰又は部分的に圧潰されることで、表面層６０の密度が上がる。このエンボス化によって、表面層に外見的な特徴を付与したり、逆に比較的滑らかな表面を与えたりすることができる。
【００４８】
加熱状態で発泡表面層６０を変形させると、セル構造は完全には回復せず、気泡の大部分は圧縮されたままの形状を保ち、その結果表面層の密度が下がる。セル構造の部分を圧潰させると、気泡の壁が接触する可能性がある。しかし、接触した壁が互いに結合、接着或は一体化しないよう、加工温度を選定する。
【００４９】
基体部４０とエンボス化した発泡表面層６０を、次いで冷却水槽１５０に入れる。すると、この押出し物は、殆ど室温にまで冷却される。
【００５０】
図８のストリップは、昇降ウィンドウのガイドとして機能するよう設計され、耐候シール１０のトリム部分の上には、選定された色の表面を持つ発泡熱可塑性プラスチックが使われている。
【００５１】
図９では、この耐候シールは図２〜８の形状のものと同様な方法で成形されている。即ち、基体部４０を押出し成形し、少なくとも部分的に硬化させる。好ましくは、基体部４０がまだ熱い間に、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０を外部表面８０、例えば基体部４０のトリム部分の上に、押出し成形する。
【００５２】
当然評価をされるべきことではあるが、基体部４０が熱硬化性の黒色のゴム材料で形成されていても、この発泡熱可塑性プラスチック材料で形成される部分は所望のどのような色、例えば車両の塗装に合せた色とすることも可能であり、また柔軟性も向上する。更に、この発泡熱可塑性プラスチック表面層６０は、熱可塑性プラスチックが持つ耐候性および耐変色性の特性を備えている。
【００５３】
従って、本発明の方法は、少なくとも１種又は数種の熱硬化性ポリマ材料を主成分として含む本体部分と、発泡熱可塑性プラスチックポリマ材料からなる少なくとも１種の表面部分とを有する複合押出し成形法を含み、１種又は数種の熱硬化性材料をダイに通して基体部又は本体部分を形成させる工程、少なくとも部分的にその本体部分を硬化させる工程、その本体部分を高温に保つ工程、それを熱い内に、もう一つのダイに通し、発泡熱可塑性プラスチック材料をその一部、例えば装飾部分又はトリム部分の上に押し出す工程、そこで二つの材料を結合させる工程、次いでこの複合押出し物を冷却する工程を含む。
【００５４】
材料の選択によっては、発泡熱可塑性プラスチックを基体部４０の押出しと同時或はそれに続けて押し出すことが可能である。特に、硬化温度を必要としないＴＰＥ基体部の場合には、発泡熱可塑性プラスチック表面層６０を、基体部の押出しをしている時に基体部上に取付けることも可能である。
【００５５】
表面層６０を表面処理することが可能で、その処理は圧縮をかけてもかけなくてもよいが、各種の方法のどれを使用してもよく、その方法には例えばエアジェット、ウォータージェット、電気インパルスエンボス法、メディアインパクティング、サンドブラスト或は化学的処理等があるが、これらに限定されない。
【００５６】
かくして本発明は、組立工程で有用なばかりか車両の形状によく沿う、優れた柔軟性を持つ複合耐候シール１０を提供する。即ち、この発泡熱可塑性プラスチックは対応する非発泡の熱可塑性プラスチックよりも大きな柔軟性を有し、シール１０の表面層６０にこのプラスチックを使用することで、このシールは多硬度シールというよりは単一硬度シールに近いものとして機能する。本発明の構成では、熱可塑性プラスチックの持つ耐変色性の利点が活用でき、しかも、ゴムに似た柔らかな手触りを備えている。また、この発泡表面層は簡単にエンボス加工でき、そのため耐候シールの外観性を向上させられる。
【００５７】
本発明の各種の実施態様をこれまで単に例示のためだけに述べてきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、詳細の変更をすることが可能なのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐候シールを採用した自動車の斜視図である。
【図２】本発明の表面層の第１の位置を示す第１の耐候シールの断面図である。
【図３】本発明の表面層の第２の位置を示す第１の耐候シールの断面図である。
【図４】本発明の表面層の第３の位置を示す第１の耐候シールの断面図である。
【図５】本発明の表面層の第１の位置を示す第２の耐候シールの断面図である。
【図６】本発明の表面層の第２の位置を示す第２の耐候シールの断面図である。
【図７】本発明の表面層の第３の位置を示す第２の耐候シールの断面図である。
【図８】本発明の表面層を示す第３のシールの断面図である。
【図９】本発明の表面層を示す別のシールの断面図である。
【図１０】本発明の耐候シールを製造するための組立ラインの概略図である。
【図１１】変形前の発泡表面層中のセル構造を示す耐候シールの拡大断面図である。
【図１２】変形後の発泡表面層中のセル構造を示す耐候シールの拡大断面図である。
【図１３】変形前の発泡表面層中の別のセル構造を示す耐候シールの拡大断面図である。
【図１４】変形後の発泡表面層中の別のセル構造を示す耐候シールの拡大断面図である。
【図１５】表面層の密度と、発泡剤混合物百分率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　複合ストリップ
１２　車両
１４　パネル
４０　基体部
４２　フランジグリッパフィン
４３　補強部材
４４　球状部
４６　フラップシール
４８　補助シーリングフィン
６０　表面層
６１　ボイド
８０　外部表面
１００、１０３、１０５　押出し機
１１０　ダイ
１１６　硬化床
１２０　水槽
１２５　ハガー
１２７　プレヒータ
１３０　クロスヘッドダイ
１４０　ステーション
１５０　冷却水槽
１６０　後成形ステーション[0001]
(Technical field)
The present invention relates to a composite strip, and more particularly to a composite strip including a trim or seal portion having a foamed thermoplastic surface layer.
[0002]
(Background of the Invention)
Conventional composite strips include weather resistant seals, which serve many functions, as well as preventing various contaminants such as moisture, dust, dirt, etc. from passing through the seal. In automotive applications, the seal must also prevent noise from roads, engines, wind, etc., from entering the vehicle. In addition, the weather seal may also include a trim portion, and consumers often desire a color that matches the vehicle.
[0003]
The method commonly employed in the automotive industry is to extrude a portion of the sealing from either a black thermoset polymer material containing one or more fillers or a more expensive thermoplastic material. However, in each case, there is often a desire to change its properties by extrusion. To cure a thermoset polymer material, for example for a U-shaped edge trim or door seal, a metal carrier must be added to the extrudate. Alternatively or additionally, a second polymer material can be co-extruded with the first polymer material.
[0004]
Furthermore, in addition to these demands in the automotive industry for extrusion or molding, these seals often require special decorative surfaces to match the color to the bodywork or paint and / or interior.
[0005]
In addition, the weather seal must not only be designed to mate correctly with the vehicle and all trims associated with the vehicle, but must also be easy to install. If the seal is not perfectly fitted, the function of the weatherproof seal may be compromised at various locations. In order to speed up the assembly of a car, it is necessary to easily install the seal. On the other hand, in order to hold the seal and prevent the seal from being removed during use, the force required to remove the seal is required. Needs to be large enough. Easy installation of the seal is particularly important. This is because the weatherproof seal can be appropriately attached to the vehicle components to be combined.
[0006]
Unfortunately, these multi-component, multi-layer or composite weather seals are more rigid than single-material weather seals. The higher the stiffness, the more difficult it is to install the seal. Accordingly, the time required for mounting is increased, resulting in an increase in cost and an increase in the risk of defective mounting.
[0007]
Accordingly, there is a need for a weather-resistant seal that has improved handleability while maintaining the required sealing performance. There is also a need for a seal that has portions that can be selectively colored and that has increased flexibility to facilitate installation. There is also a need for a weather-resistant seal that has a plurality of parts having different performance characteristics and can reduce the material and weight. In addition, there is a need for a weatherproof seal that has the aesthetic benefits of a thermoplastic surface layer and that is easy to handle and install, such as conventional single-component rubber weatherproof seals.
[0008]
(Disclosure of the Invention)
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a multi-layer strip having a flexible thermoplastic surface layer, ie, a composite strip. The increased flexibility not only has significant advantages in the mounting process, but also improves the adaptability of the composite strip to the facing mating surface. The composite strip of the present invention encloses extrudates, moldings, trim parts, edge parts and seals, including weatherproof seals.
[0009]
Thus, the composite strip of the present invention can be used as a weatherproof seal for sealing structures, as well as in the automotive industry, including applications in residential and commercial buildings. With respect to the automotive industry, weather resistant seal shapes with composite strips are suitable for use in many locations, such as door seals, roof rails, trunk covers, bonnet to cowl seals, window seals, sunroof seals or window channel seals. But is not limited to this. In particular, the present invention finds application in seal and edge trim combinations, in which a composite strip configured as a weatherproof seal has a foamed thermoplastic surface layer formed in a color selected to match the vehicle color. Including parts.
[0010]
Included in the construction of the weatherproof seal of the composite strip incorporating the present invention is a foamed thermoplastic surface layer, which is foamed throughout its thickness. The foamed thermoplastic is typically applied to the decorative or trim portion of the weather seal. That is, it is part of the weatherproof seal and does not form a seal at the interface with the facing surface. These decorative portions are often colored to match the adjacent portions of the facing surface. However, this plastic surface layer may be located on the part of the weather-resistant seal having a sealing function. For example, even when a weather-resistant seal includes a sponge-like spherical portion that forms a seal structure, the foamed thermoplastic surface layer of the present invention is located on the spherical portion, imparts desired aesthetic properties, and has sufficient flexibility. The performance of the weather-resistant seal is not impaired.
[0011]
In a first configuration, the foamed surface layer contains the initial cell structure, which is mechanically deformed. Due to the deformation, most of the bubbles are smaller than the initial volume. A typical method for deforming a foamed thermoplastic is an embossing method. That is, it densifies the foamed thermoplastic of the surface layer at least locally. This local densification is applied to interspersed areas or portions of the foamed thermoplastic surface layer.
[0012]
In one configuration, the composite strip of the present invention provides a weatherproof seal having an elastomeric substrate with a decorative or trimmed portion covered with a foamed thermoplastic surface layer. The base portion may be any of various structural materials, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic plastic or a composite material, with or without a reinforcing material. The foamed thermoplastic surface layer is formed with a cellular structure upon initial foaming. For some applications, the initial cell structure is maintained until the end product. In another configuration example, the initial cell structure is densified. The foam densified thermoplastic surface layer can be placed on a seal, bulb, lip, sponge or solid.
[0013]
The foamed thermoplastic surface layer of the present invention is more flexible than conventional composite extrudates. In a conventional method of laminating a thermoplastic on a rubber base, the rigidity of the obtained composite is increased. In contrast, the foamed thermoplastic construction of the present invention improves the flexibility of the resulting weatherable seal. Higher flexibility allows the seal to conform to an opposing surface, such as the vehicle body, and simplifies the mounting procedure. Furthermore, it has been found that the foamed thermoplastic surface layer of the present invention can be embossed to a higher degree than the unfoamed surface layer. This surface layer reduces the coefficient of friction and suppresses noise.
[0014]
(Best Mode for Carrying Out the Invention)
As shown in FIG. 1, the composite strip 10 of the present invention can be used for an automobile 12. The composite strip 10 can be used in various places as a weatherproof seal capable of repeatedly engaging and disengaging the panel 14. For convenience of description, the composite strip of the present invention will be described in connection with a weatherproof seal for use in a motor vehicle, but the present invention is not limited to any particular application for preventing entry of an external environment through an interface.
[0015]
The term composite "strip" includes, but is not limited to, extrudates, moldings, trims, trim parts, edge parts, weatherproof seals and seals. The composite strip of the present invention can be used as a weather-resistant seal in structural seal applications including residential and commercial buildings, as well as in the automotive industry. There are many places in the automotive industry where the weatherable seal construction using the strips of the present invention is suitable, such as door seals, roof rails, trunk covers, hood to cowl seals, window seals, sunroof seals or windows. It can be used in channel seals and the like, but is not limited to only these locations. In particular, the present invention finds application in the combination of seals and edge trims, wherein the weatherable seal has a trim portion having a foamed thermoplastic surface layer in a color selected to match the color of the vehicle 12. Is included.
[0016]
The panel 14 may be made of various materials and does not limit the present invention. For example, panel 14 may be glass, metal or composite material, etc., which may be painted, surface treated or untreated. In a production environment, the engagement and release between the panel 14 and the weatherproof seal 10 are repeated. Engagement of the panel 14 with the weather seal 10 occurs by moving the panel in the direction of the weather seal. Conversely, the weather seal 10 may be moved in the direction of the panel 14. Further, the seal 10 and the panel 14 may be arranged such that substantially no unexpected movement occurs. For example, the seal 10 can be arranged around a fixed panel 14 such as a windshield or a rear window glass.
[0017]
The weather-resistant seal 10 of the present invention includes a base portion 40 and a surface layer 60, where the surface layer is a portion where the weather-resistant seal comes into contact with the panel 14, or a portion simply forming the outer surface of the seal. Defined.
[0018]
The base portion 40 is a base on which the surface layer 60 is disposed and can be made of various materials including thermoplastics and thermosetting materials, such as TPE, EPDM, or , But are not limited to these. Suitable vulcanized or crosslinked thermoset polymer materials include EPDM, chlorobutyl modified EPDM, nitrile modified EPDM, polyethylene, ethylene vinyl acetate or polypropylene.
[0019]
The base portion 40 may have a relatively rigid portion and a relatively soft portion. The base portion 40 may include a reinforcing member 43, for example, a wire or a metal carrier, and may have a known structure (for example, a wire mesh, grooved or stamped metal). It is also conceivable for the base portion 40 to have a thermoplastic portion and a thermosetting portion each having individual rigidity, in which case the thermoplastic portion typically increases the rigidity of the weatherproof seal 10. Further, the base portion 40 may be formed by changing the thickness to change the rigidity. The base portion 40 may have any cross-sectional shape. For example, the cross-sectional shape may be U-shaped, J-shaped, L-shaped, or planar.
[0020]
The base portion 40 has a contact surface, which is adjacent to or in contact with the panel 14. The base portion 40 also has a protrusion or trim portion 80, which does not contact the panel. Typically, this exposed protruding surface 80 functions as a trim. That is, the base portion 40 has a decoration or trim portion, which does not provide the panel 14 with a sealing function. Thus, the trim portion can be used to hide or cover the functional portion of the base portion 40. For this reason, it is often preferred that the trim portion have a different color than the underlying base portion 40 or the portion of the base portion performing the sealing function. As seen in FIGS. 2-7, the base portion 40 may also include a sponge-like or foam-like portion, such as a bulb 44, for contacting and sealing the panel 14.
[0021]
The portion of the base portion 40 having the upper surface layer 60 is usually a decorative or trimmed portion. The portion is often of a different finish, appearance or color than the portion of the weather seal that contacts the panel. Therefore, the surface layer 60 can be arranged at the trim portion of the weatherproof seal. However, the surface layer 60 may be provided in a portion of the weather-resistant seal in contact with the panel. When the surface layer 60 is disposed on a part of the base portion 40 having a sealing function, the lower base portion is usually made of a foam, that is, a foamed material. Accordingly, the foamed thermoplastic surface layer 60 may be disposed on the sponge portion of the base portion 40.
[0022]
The surface layer 60 is firmly bonded to the base portion 40 so as not to be suddenly peeled off during operation. The surface layer 60 and the base portion 40 can be mechanically or chemically bonded to each other, for example, by a method such as heat bonding or using an adhesive. In order to reduce costs, it is preferable to bond the surface layer 60 to the base portion 40 without using an adhesive. The surface layer 60 can have various thicknesses, and the thickness is at least partially determined by operating conditions of the weather-resistant seal 10 and the base portion 40. The range of thickness of the surface layer 40 is typically about 1-6 mm, but a typical nominal thickness is about 3 mm. Since the surface layer 60 is continuously arranged over the entire length direction of the weather-resistant seal 10, it has the same length as the base portion 40.
[0023]
The surface layer 60 is preferably a foamed thermoplastic material, particularly an olefin-based material. The surface layer 60 may include various fillers and additives, but needs to maintain its thermoplastic properties. The melting temperature of the thermoplastic of the surface layer 60 is preferably lower than the melting or decomposition temperature of the base portion 40. As a kind of the thermoplastic of the surface layer 60, there is a thermoplastic elastomer (TPE). Thermoplastic elastomers are unique as thermoplastic engineering materials. The basic composition consists of several types of polymers and mixed polymers, which give the material a rubber-like (elastomeric) property, which can be processed with conventional thermoplastic processing equipment. . Materials imparted with these physical properties can be processed at high temperatures and can be reheated and reprocessed, just like other thermoplastic materials.
[0024]
There are several foamed thermoplastic materials that can be used, based on olefinic TPEs. Materials that can be used include polyethylene, polypropylene, or ethylene vinyl acetate. These can be modified using EPDM or butyl compounds, or they can be cross-linked with peroxide, moisture or other systems. It is also possible to add fillers and fillers in the usual range, such as calcium carbonate, mica, talc and plasticizers. Polyethylene, polypropylene or ethylene vinyl acetate can be modified with EPDM or butyl compounds and can be cross-linked using peroxide, moisture, radiation or other systems.
[0025]
Preferred as the foamed thermoplastic elastomer is UNIPRENE.RTM., A TPE available from Teknor Apex, Inc. of Powecket, Rhode Island. UNIPRENE® TPE is a specially designed thermoplastic vulcanizate that performs like a vulcanized rubber but can be processed at the same rate as a thermoplastic olefin. Alternatively, the foamed thermoplastic material may be 90% Santoprene / 10% polypropylene (or any other mixing ratio), or 100% ethylene vinyl acetate (EVA), or a mixture thereof. The foamed thermoplastic may be of any color. The thermoplastic of the surface layer 60 improves weather resistance and discoloration resistance.
[0026]
As shown in FIGS. 11 and 13, the thermoplastic of the surface layer 60 is foamed to obtain an initial cell structure. Therefore, when the thickness is constant, the surface layer 60 requires less material than the non-foamable material. In this layer 60, many bubbles or voids 61 are dispersed throughout the thickness of the material. In the first configuration of the weatherproof seal 10, the surface layer 60 substantially maintains the initial cell structure.
[0027]
Another configuration of the weather seal 10 changes the initial cellular structure of the foamed thermoplastic. Specifically, the initial cellular structure of the foamed thermoplastic is crushed or compressed. The bubbles thus deformed exhibit another structure, as shown in FIGS. In deforming the cell structure in this way, the opposing portions of the cell walls do not substantially merge or combine. That is, the bubbles are deformed, not lost.
[0028]
It has been found that it is preferable that the initial cell structure remains in this foamed surface layer. This is because the individual cells have a relatively large cell volume, which volume is substantially reduced when ultimately used as a seal. In other words, when a cell structure having a number of relatively small bubbles is made, the cell volume has little or no change even when deformed. In this case, when deformed, the initial bubble volume is sufficiently reduced. A preferred seal configuration reduces the volume of the original foam material by about 20-80%. Compressed foamed thermoplastic at a typical ratio is shown in comparison with FIGS. That is, FIGS. 11 and 12 have the same magnification and dimensions, and respectively show the surface layer 60 before and after embossing. Similarly, FIGS. 13 and 14 show the surface layer 60 before and after embossing, respectively, at the same magnification and dimensions.
[0029]
In a preferred construction of the weatherproof seal 10, the surface layer 60 is embossed. Embossing the surface layer 60 compresses the initial cell structure in the surface layer. It has been found that the degree of embossing is greater in the thermoplastic layer in which the surface layer 60 is foamed than in the thermoplastic layer in which the surface layer 60 is not expanded. This indicates that embossing the foamed thermoplastic surface layer 60 extends deeper with a given surface treatment than if the same surface treatment were made into a non-foamed thermoplastic. .
[0030]
2 to 4 show a general U-shaped edge trim shaped weather seal 10. The seal 10 has a U-shaped body 40 molded of TPE or EPDM. However, SBR, a mixture of TPE and EPDM, natural rubber, neoprene or other thermosetting materials can also be used. The main body 40 has a secondary seal including a desired number and arrangement of large and small flange gripper fins 42, a hollow sealing spherical portion 44, a flap seal 46, and an auxiliary sealing fin 48. The spherical portion 44, the lip 46 and the fin 48 are made of sponge-like rubber by a known method. A reinforcing member 43 is provided inside the U-shaped main body. This is part of the trim because the lip 46 and the closed outer surface of the U-shaped base 40 do not perform any sealing function on the panel 14. Preferably, these portions have a different color from the base portion 40. This color is chosen to match the color of the vehicle or building. It would be desirable to be able to provide a weatherproof seal 10 with good color retention (discoloration resistance) while minimizing costs. Since the surface layer 60 is made of a material having a smaller amount than the base portion 40 and having better color fastness than the base portion, the surface layer often has a different color from the base portion.
[0031]
As shown in FIGS. 2-4, the foamed thermoplastic surface layer 60 is provided on the flap seal 46, the spherical portion 44, or both the flap seal and the spherical portion. The foamed thermoplastic surface layer 60 may or may not be embossed. In prior art constructions, the presence of thermoplastic over the sealing portion of the weather seal, eg, the deformable sphere, has substantially reduced the effectiveness of the sphere. This is because the rigidity of the thermoplastic resin reduced the flexibility of the spherical portion, and the spherical portion could not be deformed enough to form a required seal. In contrast, the flexible foamed thermoplastic surface layer 60 according to the present invention is sufficiently flexible that it can be placed over a deformable seal, such as a bulb. In addition, the sealing performance is not reduced.
[0032]
5 to 7 show another configuration of the general U-shaped edge trim-shaped weatherproof seal 10. The seal 10 has a U-shaped body 40 molded of TPE or EPDM. However, SBR, a mixture of TPE and EPDM, natural rubber, neoprene or other thermosetting materials can also be used. The main body 40 is formed so as to have a secondary seal including a desired number and arrangement of a plurality of large and small flange gripper fins 42, a hollow sealing spherical portion 44 and an auxiliary sealing fin 48. The spherical portion 44 and the fins 48 are made of sponge-like rubber according to a known method, and the outermost end of the larger fin is also in the shape of a sponge. Inside the U-shaped main body, a reinforcing member 43 is contained. As shown in FIGS. 5-7, the foamed thermoplastic surface layer 60 may be provided outside the U-shaped portion, the spherical portion 44 or both outside and the spherical portion of the U-shaped portion. Again, the foamed thermoplastic surface layer 60 according to the present invention has sufficient flexibility and can be placed on a sponge-like sealing structure, and does not prevent sufficient deformation of the sealing structure during operation. .
[0033]
FIG. 8 shows a glass run in which the surface layer 60 is disposed at a position where the surface layer 60 does not contact the panel of the base portion 40.
[0034]
In these configurations of composite strip 10 having foamed thermoplastic surface layer 60 in contact with the panel, it has been discovered that this foamed thermoplastic surface layer reduces the coefficient of friction between panel 14 and strip 10. Specifically, the foamed thermoplastic surface layer 60 is processed so as to have a surface shape and roughness sufficient to lower the coefficient of friction. The surface shape can reduce the friction while substantially maintaining the cell structure at the time of foaming of the foamed thermoplastic. Alternatively, the cell structure during foaming can be substantially compressed to obtain a low friction shape. This surface shape may be any of a variety of forms, such as corrugated, ridged, undulating, grooved, streak, waffle, or even geometric shapes and patterns, It is not limited to.
[0035]
Further, the foamed thermoplastic of the surface layer 60 also suppresses noise caused by the relative movement between the strip 10 and the panel 14. Again, the specific surface shape that minimizes the generation of noise such as squeaking noise and irritating sound is determined at least in part by the respective materials of the surface layer 60, the base portion 40, and the panel 14. Furthermore, the surface structure required to suppress noise generation is determined at least in part also by operating conditions such as temperature and pressing pressure. As described above, this surface shape may be any of various forms.
[0036]
2 to 4 and 10, a general U-shaped edge trim, a high-density EPDM from a first extruder 100, a sponge-like EPDM from a second extruder 103, and a crosshead for forming a main body. It is formed by passing through an extrusion die 110. The temperature of the crosshead die 110 is typically between about 71-104C.
[0037]
Next, the main body is passed through the hardened floor 116. The temperature of the floor 116 is determined in consideration of many processing conditions such as the type and thickness of the material, the line speed, and the curing acceleration method. Thereafter, the cured body is guided to a cooling station or water bath 120 and a hugger 125.
[0038]
Next, the main body is reheated by the pre-heater 127 to raise the temperature to a temperature at which the main body can be sufficiently bonded to the thermoplastic resin coming from the extruder 105, and is passed through the second crosshead die 130. It also contains foamed thermoplastic from a thermoplastic (TP) extruder 105. Taking into account the various parameters described above, the temperature of the crosshead die 130 is typically about 160-220C. This attaches the foamed thermoplastic to the body. The strip is then embossed, if necessary, to texture the foamed surface layer. Thereafter, the strip is passed through a cooling water bath 150, and the foamed surface layer is sufficiently cooled to fix a desired degree of surface texture. Further, the strip is passed through the second hanger 125 and sent to the post-forming station 160 so that the strip can be formed into a final cross-sectional shape.
[0039]
In the extruder 105 for thermoplastics, a blowing agent, for example EXPANCEL (from Akzo Nobel) can be added to the thermoplastic material of the surface layer 60. The amount of foaming agent and the resulting cell structure is determined, at least in part, by the flexibility and appearance required of the foamed surface layer 60. The amount of blowing agent used is typically about 0.5-5% of the thermoplastic to be foamed. FIG. 15 shows how the density of the surface layer changes according to the proportion of the foaming agent.
[0040]
If necessary, the surface layer 60 is deformed by compressing the original foamed material, thereby reducing the cell volume and increasing the density of the foamed material prior to cooling and changing the cell structure. This increases the density of the foamed thermoplastic material. Usually, this modification is performed by embossing the surface layer at station 140.
[0041]
The thickness of the foamed surface layer 60 can be reduced to 5 to 10% of the original thickness when the thickness is reduced, and to 80 to 90% of the original thickness when the thickness is large. The degree of compression is at least partially determined according to the purpose of use of the seal 10.
[0042]
After cooling, the shape is "post-formed" to the desired shape and / or deformed by passing between rollers and, if necessary, further embossing wheels. After further cooling, a high gloss paint can be sprayed on the thermoplastic material to improve its surface appearance and abrasion resistance.
[0043]
Alternatively, the substrate may be cured and wound normally, and then reheated to a temperature sufficient to bond to the thermoplastic, and then passed through another die onto the substrate. It may be extruded so that plastic is present. Subsequent final steps may be performed in a manner similar to that described above. Even if the extrudate of thermosetting material was extruded and rolled up two weeks ago, it should be heated sufficiently and then flowed through a crosshead die to combine with the foamed thermoplastic to achieve sufficient bonding. I confirmed that
[0044]
In the case of the weatherproof seal of FIG. 8, the strip, which ultimately becomes the guide channel of the vehicle window, is extruded with a conventional "rubber" extruder 100 shown in FIG. 10 through a thermoset polymer material such as EPDM. After exiting the die 110, the body passes through a standard cure tunnel 116. When the vulcanized extrudate exits the tunnel 116, it is in a cured state.
[0045]
The body is then guided to a second die 130 where an expandable thermoplastic material, ideally a TPE such as Uniprene®, is extruded over the trim or decorative portion of the still hot strip. Because the thermoset material of the base strip is still hot and the temperature of the foamed thermoplastic material in the extruder is 140-250 ° C, the thermoset material of the composite strip and the foamed thermoplastic are bonded together You do it.
[0046]
Immediately after exiting the die, the composite strip passes through the cooling water bath and partially cools the outer surface of the thermoplastic surface layer, thereby losing surface tack. As shown in FIGS. 11 and 13, the foamed thermoplastic of the surface layer thus obtained retains its initial cell structure, thickness and thus density. The foamed thermoplastic of the surface layer 60 will have an outer surface free of adhesive.
[0047]
The weatherproof seal 10 can then be passed through an embossing station 140 that contacts the foamed surface layer 60 if necessary. The embossing deforms the cell structure as shown in FIGS. By this operation, many of the bubbles in the surface layer 60 are crushed or partially crushed, so that the density of the surface layer 60 is increased. This embossing can give the surface layer an appearance characteristic or, conversely, a relatively smooth surface.
[0048]
When the foamed surface layer 60 is deformed in the heated state, the cell structure is not completely restored, and most of the cells remain in a compressed state, and as a result, the density of the surface layer decreases. Crushing portions of the cell structure can cause the walls of the bubbles to come into contact. However, the processing temperature is selected so that the contacted walls do not bond, adhere or integrate with each other.
[0049]
The base 40 and the embossed foamed surface layer 60 are then placed in a cooling water bath 150. The extrudate is then cooled to almost room temperature.
[0050]
The strip of FIG. 8 is designed to function as a guide for a lift window, and uses a foamed thermoplastic having a selected color surface over the trim portion of the weather seal 10.
[0051]
In FIG. 9, the weatherproof seal is formed in a manner similar to that of the shapes of FIGS. That is, the base 40 is extruded and at least partially cured. Preferably, while the substrate portion 40 is still hot, the foamed thermoplastic surface layer 60 is extruded onto the outer surface 80, for example, a trim portion of the substrate portion 40.
[0052]
It should be appreciated that even if the base portion 40 is formed of a thermosetting black rubber material, the portion formed of the foamed thermoplastic material has any desired color, for example, The color can be adjusted to the color of the vehicle, and the flexibility is improved. Further, the foamed thermoplastic surface layer 60 has the weather resistance and discoloration resistance characteristics of the thermoplastic.
[0053]
Accordingly, the method of the present invention is a composite extrusion process having a body portion comprising at least one or several thermosetting polymer materials as a main component and at least one surface portion comprising a foamed thermoplastic polymer material. Passing one or more thermosetting materials through a die to form a substrate or body portion, at least partially curing the body portion, maintaining the body portion at an elevated temperature, While hot is passed through another die and extruding the foamed thermoplastic material onto a portion thereof, such as a decorative or trim portion, where the two materials are joined together, and then cooling the composite extrudate. The step of performing
[0054]
Depending on the choice of material, it is possible to extrude the foamed thermoplastic simultaneously with or subsequent to the extrusion of the base portion 40. In particular, in the case of a TPE base that does not require a curing temperature, the foamed thermoplastic surface layer 60 can be mounted on the base during extrusion of the base.
[0055]
The surface layer 60 can be surface treated, which may or may not be compressed, may use any of a variety of methods, including, for example, air jet, water jet, Examples include, but are not limited to, electrical impulse embossing, media impacting, sandblasting or chemical treatment.
[0056]
Thus, the present invention provides a composite weatherable seal 10 having excellent flexibility that is useful in the assembly process as well as conforming to the shape of the vehicle. That is, the foamed thermoplastic has greater flexibility than the corresponding non-foamed thermoplastic, and by using this plastic for the surface layer 60 of the seal 10, the seal is more simple than a multi-hardness seal. Functions as a seal close to one hardness seal. According to the configuration of the present invention, the advantage of the discoloration resistance of the thermoplastic can be utilized, and the rubber has a soft touch similar to rubber. Further, the foamed surface layer can be easily embossed, so that the appearance of the weather-resistant seal can be improved.
[0057]
While various embodiments of the present invention have been described above by way of example only, it is to be understood that changes in detail may be made without departing from the scope of the invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an automobile employing a weatherproof seal of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a first weatherproof seal showing a first position of the surface layer of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a first weatherproof seal showing a second position of the surface layer of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a first weatherproof seal showing a third position of the surface layer of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a second weatherproof seal showing a first position of the surface layer of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a second weather-resistant seal showing a second position of the surface layer of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a second weather seal showing a third position of the surface layer of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a third seal showing the surface layer of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of another seal showing the surface layer of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram of an assembly line for manufacturing the weatherproof seal of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged sectional view of a weather-resistant seal showing a cell structure in a foamed surface layer before deformation.
FIG. 12 is an enlarged sectional view of a weather-resistant seal showing a cell structure in a foamed surface layer after deformation.
FIG. 13 is an enlarged sectional view of a weather-resistant seal showing another cell structure in a foamed surface layer before deformation.
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a weatherproof seal showing another cell structure in a foamed surface layer after deformation.
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the density of the surface layer and the percentage of the foaming agent mixture.
[Explanation of symbols]
10 Composite strip
12 vehicles
14 panels
40 Base part
42 Flange gripper fin
43 Reinforcement member
44 Spherical part
46 flap seal
48 Auxiliary sealing fin
60 Surface layer
61 void
80 External surface
100, 103, 105 Extruder
110 die
116 Hardened floor
120 aquarium
125 Hugger
127 Preheater
130 Crosshead Die
140 stations
150 Cooling water tank
160 post molding station

Claims

A composite strip having a given length operatively arranged in a given environment, the strip comprising a foamed thermoplastic layer over its entire length, the layer comprising a color compatible with the given environment. Is a composite strip.

The composite strip of claim 1, wherein said plastic layer comprises a thermoplastic elastomer.

The composite strip according to claim 1, further comprising a base supporting the plastic layer.

The composite strip according to claim 3, wherein the base portion is rubber.

The composite strip of claim 1, wherein said plastic layer is embossed.

4. The composite strip according to claim 3, further comprising a reinforcing member attached to the base.

7. The composite strip according to claim 6, wherein said reinforcing member is a metal carrier or a thermoplastic.

The composite strip of claim 1, wherein said plastic layer has a cellular structure.

The composite strip of claim 1, wherein said plastic layer has a compressed cell structure.

A composite strip having a sealing portion and a trim portion, the strip including a foamed thermoplastic surface layer on the trim portion.

The composite strip according to claim 10, wherein a color of the surface layer is different from a color of the base portion.

The composite strip according to claim 10, wherein the sealing portion is a thermoplastic or a thermosetting material.

11. The composite strip of claim 10, wherein said surface layer has a partially collapsed cell structure.

(A) a foamed thermoplastic layer of a second color different from the first color, the foamed thermoplastic layer being over the entire length of the base portion of the first color and (b) the weather seal; Including composite strip.

15. The composite strip of claim 14, wherein the base portion includes a trim portion and the plastic layer is located on the trim portion.

15. The composite strip of claim 14, wherein the foamed thermoplastic has a compressed cell structure.

15. The composite strip of claim 14, wherein the second color is selected to match the weather seal operating environment.

The composite strip of claim 14, wherein the base portion includes a sponge seal structure, and the plastic is disposed on the seal structure.

A composite strip forming an interface between opposing surfaces, said strip having a cellular seal structure, said strip having a foamed thermoplastic surface layer on said cellular seal structure.

20. The composite strip of claim 19, wherein said surface layer is a different color than said sealing structure.

A composite strip comprising a layer having a compressed cell structure.

22. The composite strip of claim 21, further comprising a substrate portion attached to said surface layer.

23. The composite strip of claim 22, wherein said surface layer has a different color than said base portion.

22. The composite strip of claim 21, wherein the base portion includes a trim portion, and wherein the surface layer is located on the trim portion.

22. The composite strip of claim 21, wherein said compressed cell structure forms a surface layer.

A composite strip for contacting a vehicle panel, the strip comprising:
(A) a base portion, and
(B) a foamed thermoplastic layer on a substrate portion arranged to contact the panel, wherein the layer is caused by relative movement between the panel and the foamed thermoplastic layer. A composite strip comprising a foamed thermoplastic layer selected to substantially prevent noise generation.

27. The composite strip of claim 26, wherein said plastic layer has a compressed cell structure.

27. The composite strip of claim 26, wherein said plastic layer is surface treated.

A composite strip for contacting a vehicle panel, the strip comprising:
(A) a base portion, and
(B) a foamed thermoplastic layer on a substrate portion arranged to contact said panel, said plastic layer having a lower coefficient of friction than a non-foamed layer of the same thermoplastic material. Including composite strip.

30. The composite strip of claim 29, wherein the plastic layer has a compressed cell structure.

30. The composite strip of claim 29, wherein said plastic layer is surface treated.