JP2004510835A - 自動車のウェザーシール用のオレフィンスリップコーティング - Google Patents

Abstract

乗り物用のウェザーシール又はベルトラインシールが、任意の長さと横断面の長く伸びたボディとしてのオレフィン系熱可塑性エラストマー又は加硫ゴム（第１のＴＰＶ）の押出し物によって形成される。横断面は、風と雨から保護されるべき構造体の開口の特定の位置、例えば、乗り物のドア中の窓のガラスの周り、又はドアが閉じられる開口の周り（外周部において）、における使用に対して、ガラス又はドアがこれらの要素に対してシールを提供するように境界を接することができる少なくとも１つのシーリング表面を提供するように、適合されている。スリップコーティングは、ボディの１つ以上の長軸に沿ったシーリング表面上に同時押出しされ；スリップコーティングは、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）がポリプロピレン（ＰＰ）と少なくとも２つの無水物基を有する化合物のグラフトコポリマーに化学的に結合されるようにする新規な相溶化剤を含む。グラフト化ＰＰとＴＰＵの反応生成物は、ボディのシーリング表面との熱結合を行う。このスリップコーティングは、ウェザーシールの目的に対して独特に適している柔軟性と耐磨耗性の組み合わせを有する。

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、内部が風と雨から保護されなければならない構造中の開口部用のウェザーシールに関する。比較的軟質の押出し物ボディ（その一部は比較的より硬質エラストマーのスリップコーティングで被覆されている）を好ましくは有するウェザーシールが、スリップコーティングとして熱接着されそしてより軟質のポリマーの構成部分を形成する比較的硬質のエラストマーの押出し物として形成される。スリップコーティングは、低い摩擦特性と高い耐磨耗性を示すだけでなく、従来的スリップコーティングのものと比較して顕著な柔軟性も示す。
【０００２】
問題
押出し可能な熱可塑性加硫ゴム（ＴＰＶ）の入手可能なエラストマーはウェザーシールを製造するために一般的に使用されているが、市場の絶えず増加する需要は改善された特性を有するウェザーシールを捜している。現在受け入れられているが改善を求められている特性は、少なくとも５０ショアーＤの硬度、少なくとも５０の５００サイクルで測定されたテーバー（Ｔａｂｅｒ）磨耗抵抗、及び約０．３より大きい摩擦係数を有するスリップコーティングと共に同時押出しされた長く伸びたボディ又はベース部分を有するＴＰＶウェザーシールにおいて見出される。上述の特性のいずれか１つを低減させることができることは知られているが、３つの特性の全てを低減させる方法、そしてさらに市販可能なウェザーシールを製造する方法は知られていない。
【０００３】
目標は、３つの特定の特性、即ち、柔軟性、良好な耐磨耗性、及び低い摩擦係数の重要な組み合わせのために風、雪、及び雨の侵入に対して非常に良好なシール特性を提供するスリップコーティングを提供すること；及びボディにその構成部分になるように熱接着させることができ、そして選択した色で着色するか又は塗装することができるＴＰＶを含むスリップコーティングを配合することである。
【０００４】
発明の背景
「エラストマー」という用語は、硬化されたブレンドが、熱硬化樹脂と異なり、肉眼で見えるボイドを本質的に含まない密な固体ＴＰＶ、又は密な固体のものの約８０％より大きい範囲内の密度を有する密な発泡体として、押出し可能であり、そしてＴＰＶが再加工可能であるという点において、広い意味で使用される。「押出し可能」とは、加硫されたブレンドが、５分未満、好ましくは３０秒乃至２分間の範囲内の滞留時間で約１８０℃乃至２４０℃の範囲内の温度で密閉混合を提供する、入手可能な、市販の押出し機又は射出成形機中において加工できることを意味する。「自己硬化した（ｓｅｌｆ−ｃｕｒｅｄ）」そして物理的ブレンドではないそのようなＴＰＶにおいて、望ましい弾性と熱可塑性特性のそれらの組み合わせは、各々の成分によって提供される「硬質」及び「軟質」の相の相対量、及び各々の成分の特性に依存する。ポリオレフィン相は連続な「硬質」の相であり、その中にゴムの「軟質」の相が離散した粒子として存在する。成分の比率を変えることによって、とりわけ、所望の硬度／柔軟性、耐油性及び耐熱性、耐酸化性、及び押出し適性を提供することができる。
【０００５】
一般的に使用されるウェザーシールは、自動車の窓のガラスが接する繊維性の毛羽（ｎａｐ）のフロックによって提供され、有効ではあるが、この毛羽は、磨耗するか又は磨り減って、繰り返し使用に難点がある。さらに、毛羽を付着させるプロセスが複雑で費用がかかる。
【０００６】
「ウェザーシール（風雨よけシール）」（ｗｅａｔｈｅｒｓｅａｌ）という用語は、金属又はガラスの部材が押出し物とそれらの間で境を接して使用される用途、典型的には乗り物の窓における使用、又はドアのベルトライン（ｂｅｌｔ−ｌｉｎｅ）シールのための使用を意図されているエラストマーの押出し物を意味する。ウェザーシールは、同時押出しされ、硬質のポリマーから製造されたベース部分と軟質のポリマーから製造された支持体部分とから形成され、それらのうちの一方又は両方が、異なる融点を有する２種類の樹脂のブレンドであるコーティングで被覆されていることが知られている（Ｍｉｙａｋａｗａらの米国特許第５，３４３，６５５号を参照のこと）。「同時押出しされた」という用語は、本明細書中において、実質的に同時の、一方のバレルからのボディ又は支持体部分の押出しと第２のバレルからのエラストマースリップコーティングの押出しを表すために使用され、このスリップコーティングはボディ又は支持体部分に一体となるように結合される。コーティングは、また、突起及び凹部を有する粗い表面を形成するために、雲母、モリブデン、及び／又はグラファイトの粒子を含む、ナイロン、ポリウレタン、フルオロ樹脂、ポリスチレン、又はポリオレフィンを含む帯板（ｂａｔｔｅｎ）表面層として設けられてもよい（米国特許第５，４４１，６８５号を参照のこと）。例えば、二硫化モリブデン粒子の充填剤は、フルオロカーボンポリマーのテープに潤滑性を提供する。（帯板表面としての）前述のポリマーの１つのテープのベースウェザーシールへの接着剤による固定は、ベースを接着剤で被覆すること、及びその他の工程を必要とし；そして曲がっているか又は複雑な表面へのテープの固定は難しい。帯板表面層として提供されるもう１つのコーティングは、高い融点を有する、ナイロン１１及び／又は１２の小さい及び大きい粒子、又はナイロン６及び／又は６６又はフルオロカーボン樹脂の小さい及び大きい粒子と混合されたポリオレフィンを使用して、ガイド縁取り部材と共に同時押出しされた（米国特許第５，４４７，６７１号を参照のこと）。
【０００７】
さらにもう１つのウェザーシールは、ベースポリオレフィンエラストマーを同時押出しして支持体ボディを形成することによって提供され、この支持体ボディは、低い粘度と高い流動性を有するポリオレフィン系樹脂、及び高い粘度と低い流動性を有するポリオレフィン系樹脂である添加剤材料の粒子の粗粒とから成る混合物の同時押出しされた保護フィルムで被覆される（米国特許第５，４２４，０１９号を参照のこと）。より詳細に述べると、保護フィルム用のベース材料は、０．６ｇ／１０分より大きいメルトフローレート（ＡＳＴＭ　Ｄ　１２３８　１９０℃）を有するポリエチレン（ＰＥ）であり、そして添加剤材料は０．１ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有する高粘度ＰＥの粗粒及び粒子形態である。
【０００８】
スリップコーティングのウェザーシールのボディ又はベース部分への同時押出し及び熱接着は従来的であり、そして米国特許第５，４２４，０１９号中において使用されたのと本質的に同じか又は同様な装置が本発明の方法において使用される。保護層は、また、結晶性ポリオレフィン及びゴムの層、及びガラスに接触する超高分子量ポリオレフィンの層で提供されてもよい（ＥＰ　０　８６０　３１４　Ａ１を参照のこと）。
【０００９】
さらにもう１つのスリップコーティングは、選択された硬度、典型的には５０のショアーＤのＴＰＶを用いて、それを熱可塑性ポリオレフィン樹脂とブレンドし、そして様々な可塑剤、及び脂肪酸アミド及び有機ポリシロキサンのような充填剤とのブレンドをナイフ塗布して望ましい低い摩擦係数（潤滑性とも呼ばれる）を得て、提供される。（日本国特許出願第７−３４６０９４号及びＪＰ　９１７６４０８Ａを参照のこと。）可塑剤及び充填剤と組み合わされた半結晶性ポリオレフィンのＴＰＶへの添加の効果は改善された耐磨耗性と潤滑性（低い摩擦係数）であるが、特にＴＰＶが小重量比率の半結晶性ポリオレフィンコポリマーを含むとき、通常はそのようなＴＰＶと非相溶性の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）がＴＰＵの含有によって利益を得られることは示唆されていない。ＴＰＶと相溶化されたＴＰＵの溶融ブレンドは優れた耐磨耗性と潤滑性を示すだけでなく、ＴＰＶに一体となるように結合され得る能力も有する。さらに、相溶化されたＴＰＵを含む新規なＴＰＶは、好みの顔料の配合によってか、又は適当な市販の塗料、特にウレタン系塗料で塗られることによって、着色され得る。オレフィンコポリマーが溶融ブレンドから省かれた場合、スリップコーティングは許容できないテーバー磨耗を有する。
【００１０】
従来技術のウェザーシールのいずれも、長く伸びたボディに、５０ショアーＤより柔らかいが、スリップコーティングが磨耗したり徐々に消滅したりしないことを示すのに十分に低い磨耗損傷を示すテーバー磨耗を有する同時押出しされたガラスと境界を接する層を提供していない。さらに、５０ショアーＤより低い硬度を有するように意図的に配合された同時押出しされたスリップコーティングで形成された従来技術のウェザーシールは、許容できないほど劣ったテーバー磨耗（ＡＳＴＭ　Ｄ　１０４４−９４によって測定）、又は、特にガラスが明るい太陽にさらされる高温の日中に、ガラスのウェザーシールへの「粘着」を生じさせる、劣った摩擦特性を有することが判明した。５０ショアーＤよりも高い硬度を有するように配合された場合、ウェザーシールは、ガラスがシーリング表面に十分に均一に、又はしっかりと圧力を加えない場所において漏れを生じる傾向を有する。さらに、５０のショアーＤより硬いウェザーシールは、「良好な手触り」を欠き、そして高温の夏の日又は低温の冬の日においてキーキーと音をたてる。従来技術のガラスと境界を接する表面のいずれも、本発明のウェザーシールによって提供される、柔軟性、良好な耐磨耗性、及び低い摩擦係数の重要な組み合わせを有していない。
【００１１】
無水酸基を有する不飽和モノマーをＰＰにグラフト化し、そしてそのようにして形成されたグラフト（「ｍＰＰ」と呼ぶ）を当該無水基と反応性の少なくとも２つの基を有するポリマーと反応させることによってＰＰを改質できることが知られているが（米国特許第４，７３５，９９２号を参照のこと）、ウェザーシール上での使用に対して独自に適合されているスリップコーティングを提供するために、ｍＰＰと熱可塑性ポリウレタンの反応生成物をＴＰＶの溶融ブレンド中に練込みできることは示唆されていない。
【００１２】
発明の概要
「第１のＴＰＶ」から形成されたウェザーシールのベースは、それに熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含むコポリマー層のスリップコーティングを熱接着させることができることが判明し；このスリップコーティングは、「第２のＴＰＶ」を、（ｉ）ポリプロピレン（ＰＰ）のグラフトコポリマー、（ｉｉ）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、及び（ｉｉｉ）２乃至約１２個の炭素原子を有する２種以上のα−オレフィンのランダムコポリマー、の反応生成物と溶融ブレンドすることによって形成され；グラフトコポリマーは、通常はオレフィン系ＴＰＶと非相溶性であるＴＰＵをスリップコーティング中において分子的に結合されるようにする相溶化剤として機能する。スリップコーティングの特定の特性の組み合わせは以下の通りである：５０ショアーＤ未満、好ましくは８５ショアーＡから４５ショアーＤまでの範囲内、の硬度；約１５乃至約５０の範囲内のテーバー磨耗抵抗（５００サイクルで測定）；及び静及び動の両方において約０．１乃至０．４の範囲内の摩擦係数。特性のこの組み合わせは、ウェザーシールのガラスと境界を接するか又はドアと境界を接する表面との滑らかな接触、及びそれとの離れ；長い使用寿命；塗装可能な表面；優れた「凍結離れ（ｆｒｅｅｚｅ　ｒｅｌｅａｓｅ）」、即ち、スリップコーティングの窓ガラス又はドアへの最小の粘着；及び窓ガラスを上げたり下げたりするときにキーキー音がしないこと、を提供する。
【００１３】
前述の特性の組み合わせは、（ｉ）８５ショアーＡより高いが５０ショアーＤより低い範囲の硬度を有するオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、（ｉｉ）ＰＰのグラフトコポリマーとＴＰＵ（これはそうでなければＴＰＶ中のゴムがＥＰＤＭ又はブチルゴムであるＴＰＶと非相溶性である）との溶融ブレンドされた反応生成物、及び（ｉｉｉ）スリップコーティングの１００部当たり５乃至３０部のα−オレフィンコポリマー、を含むスリップコーティングによって提供されることが判明した。反応生成物（ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵと呼ばれる）は、好ましくは、（ｉ）小重量比率の、高分子ポリプロピレン（ＰＰ）に無水基を有するモノマーをグラフトさせることによって改質したもの（ｍＰＰ）の市販のペレット、又は粉末、及び（ｉｉ）主要重量比率の、当該無水基と反応性である少なくとも２つの基を有する化合物、好ましくは熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、の市販のペレット、を溶融ブレンドし、そして熱共重合させることによって形成される。このｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵは、スリップコーティング中において第２のＴＰＶと溶融ブレンドされた相溶化されたＴＰＵとして機能し、それを任意の長さの第１のＴＰＶ押出し物に熱接着されるようにし、そして同時に、ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵは、（第２のＴＰＶとｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵの）溶融ブレンドの粘度を低減させる粘度低減剤として機能する。第２のＴＰＶのｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵに対する比率は、２０：１乃至１：２０の範囲内である。第２のＴＰＶとｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵの溶融ブレンドは、乗り物の窓、又はドア用のベルトラインシールにおける意図する目的に適する横断面に押出される第１のＴＰＶのものよりも低い粘度を有する。
【００１４】
本発明の上述の及びその他の目的及び利点は、本発明の好ましい態様の概略図（これらの図中において、同じ参照番号は同じ要素を意味する）をともなう、以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されるだろう。
【００１５】
発明の詳細な説明
その最も好ましい態様において、本発明は、ＴＰＵ含有コポリマー層のスリップコーティングで被覆されたウェザーシールであり；もう１つの態様において、繰り返しの伸びに耐え、そして磨耗にさられる柔軟性を必要とするもののような製品がＴＰＵ含有コポリマーから製造される。そのような製品は、ラック及びピニオン組立体用のブーツ（ｂｏｏｔ）、定速継手用のブーツ、緩衝器用の防塵カバー、及び類似物として使用される伸展性のふいご状のものである。各々が、伸展性のふいご状のものが一緒に圧縮されるときに生じる摩擦による磨耗にさらされる。
【００１６】
成分
溶融ブレンドされたオレフィン系エラストマー（第１又は第２のＴＰＶ）中において、好ましいオレフィンは、小割合のポリエチレン（ＰＥ）を含んでもよいが、ＰＰであり、そして好ましいゴムは、エチレン−プロピレン−非共役ジエン（ＥＰＤＭ）ゴム及びブチルゴムから成る群から選択され、残部は、プロセス油又は粘度調節剤として機能するエステル、充填剤、着色剤、硬化剤、酸化防止剤、及びその他の成分である。必須成分はポリオレフィン、ゴム、及びプロセス油であり、残部は、特定の意図する用途又は目的のための特定の要件を満足するように選択される。配合されたＴＰＶエラストマーの１００重量部に基づく、必須成分の最も好ましい範囲は以下の通りである：約１５％乃至６０％のオレフィン；約１０％乃至３５％のＥＰＤＭゴム；及び約１５％乃至４５％のプロセス油。約１３０℃乃至１８０℃の範囲内の融点を有するそのようなオレフィン系エラストマーは、ウェザーシールのボディ並びにスリップコーティング中に重量で主要量で存在する。
【００１７】
第１及び第２のＴＰＶは、最も好ましくは、Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）の下に市販されているエラストマー類から選択される。ウェザーシールのボディ用の第１のＴＰＶの硬度は好ましくは６０ショアーＤ未満であり；スリップコーティング用の第２のＴＰＶの硬度は５０ショアーＤ未満である。油又はエステルは、枝分れである合成炭化水素油（例えば、ポリＣ８〜Ｃ１２α−オレフィン）；又は分子構造がほとんど炭化水素であるが、限定された量の結合された極性有機基を含む油から選択される。本願において適する油は、明るい夏の太陽に一年中さらされたとき、ウェザーシールから滲出しない。
【００１８】
スリップコーティングは押出し物のボディの選択された表面に結合され；特定の例において、スリップコーティングは、ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵと組み合わされた溶融ブレンドＴＰＶを含み、ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵ中においてｍＰＰは最も好ましくはマレエート化されたポリプロピレンである。α−オレフィンコポリマーはＴＰＶと比較して小重量比率で存在し、好ましくはＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり３０部未満の量で存在し、そのためそれ（ＴＰＵ含有コポリマー）は最も好ましくは約３０ショアーＤ乃至４５ショアーＤの範囲内の硬度を有する。
【００１９】
ウェザーシールのボディ
ウェザーシールのボディは、市販の押出し可能な第１のＴＰＶによって提供されるが、その組成は狭い範囲内で臨界的ではないが、好ましくは以下に記載の成分から形成される。押出し物ボディは、特定の用途に応じて、約３５ショアーＡ乃至８０ショアーＤの広範囲の硬度を有することができるが、ベルトラインシールとしての使用、又は窓のガラス用のチャンネルにおいては、ボディは比較的柔らかく、好ましくは約５０ショアーＡ乃至３５ショアーＤの範囲内である。ボディの横断面は、雨風から密閉されるべき開口の特定の部分の中又はその上に保持されるように適合される。
【００２０】
ＴＰＵ含有コポリマーのスリップコーティング
スリップコーティングは、ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵと溶融ブレンドされる第２のＴＰＶのエラストマー層によって提供され；第２のＴＰＶは、ボディに使用される第１のＴＰＶと同じでも異なっていてもよい。相溶化されたＴＰＵは、多量のＴＰＵを第１及び第２のＴＰＶと化学的に一体化できるようにする。ＰＰは、マレイン、シトラコン、２−メチルマレイン、２−クロロマレイン、２−メトキシカルボニルマレイン、２，３−ジメトキシカルボニルマレインなどのような環式酸無水物基でグラフト化することができる。最も好ましい態様において、マレエート化ＰＰ（即ち、無水マレイン酸でグラフトされたＰＰ）相溶化剤は、５，０００乃至１００，０００の範囲内の分子量を有するＴＰＵと溶融ブレンドされる。ＴＰＵは、相溶化剤１００部当たり、約４０乃至９９重量部の範囲内、より好ましくは５０より大から約９５重量部までのＴＰＵの範囲内、で存在し、残部はｍＰＰであり；そしてｍＰＰ中の無水マレイン酸は、０．１乃至２％の範囲内、より好ましくは０．３乃至約１．５％の範囲内で、存在する。ｍＰＰは１０乃至１０００の範囲内のメルトフローインデックスを有する。
【００２１】
α−オレフィンコポリマーは、小割合のエチレン、及び主要量で共に存在する１種以上の高級オレフィンで形成され；高級オレフィンは、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、２−メチル−１−プロペン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、５−メチル−１−ヘキセン、１−オクテン、及び１−ノネンを含む。α−オレフィンのホモポリマーは結晶性が大きすぎ、そして優れた潤滑性を有するが、５０ショアーＤより大きい硬度を有するスリップコーティング組成物を製造する。最も好ましいのは、プロピレン−エチレンコポリマー（ＰＰ−ｃｏ−ＰＥ）及びエチレン−オクテンコポリマー（ＰＥ−ｃｏ−ＰＯ）によって例示されるような、エチレンと高級α−オレフィンの市販のコポリマーであって、高級オレフィンが７０乃至９９％の範囲内、好ましくは８０乃至９８％の範囲内で存在するものである。
【００２２】
上で認定した必須成分に加えて、スリップコーティング組成物ＴＰＵ含有コポリマーは、可塑剤、充填剤、及び潤滑剤から成る群から選択される添加剤を含むことができ、それらのいずれもＴＰＵ含有コポリマー１００部当たり１０重量部以下の量で存在することができる。適する可塑剤は、従来的なパラフィン系、ナフテン系、及び芳香族系プロセス油である。
【００２３】
適する充填剤は、珪酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、シリカ、珪藻土、粉末化雲母、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ガラス繊維、及びカーボンファイバーを含むが、但し、充填剤は、ＴＰＵ含有コポリマーの硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分なほど少ない量で使用される。
【００２４】
使用できる好ましいシリカは、超微粉砕シリカ、ヒュームドシリカ、「ホワイトカーボン」と呼ばれる乾式法白色カーボン、湿式法ホワイトカーボン、及び合成珪酸塩型ホワイトカーボンである。シリカはエラストマーのテーバー磨耗を増加させるが、その滑り及び磨耗特性を改善し、即ち、摩擦係数を低下させる。好ましくは、シリカ又はその他の充填剤は、硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分に小さい量、ＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり、１０部以下、好ましくは０．５乃至５部の量で使用される。
【００２５】
適する無機潤滑剤は二硫化モリブデン及びグラファイトであり；有機潤滑剤は、ステアラミド、オキシステアラミド、オレイルアミド、エルシルアミド、ラウリルアミド、パルミチルアミド、及びベヘンアミドのような高級脂肪酸；メチロールアミド；メチレン−ビス−ステアラミド、エチレン−ビス−ステアラミド、エチレン−ビス−オレアミド、及びエチレン−ビス−ラウリルアミドのような高級脂肪酸のアミド型；ステアリルオレイルアミド、ｎ−ステアリルエルシルアミド、及びＮ−オレイルパルミチルアミドのような複合型アミド；及び「Ｐｌａｓｔｒｏｄｉｎｅ」及び「Ｐｌａｓｔｒｏｄｉｎｅ　Ｓ」の商品名で市販されている特殊な脂肪酸アミド（藤沢薬品工業株式会社）を含む。好ましくは、潤滑剤は硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分に小さい量、ＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり、１０部以下、好ましくは０．５乃至５部の量で使用される。
【００２６】
有用な有機ポリシロキサンは、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチル水素ポリシロキサン、及び改質されたポリシロキサン、例えば、エポキシ改質、アルキル改質、アミノ改質、カルボキシル改質、アルコール改質、弗素改質、アルキルアリールキルポリエーテル改質、エポシキポリエーテル改質、及びポリエーテル改質ポリシロキサンである。好ましくは、有機シロキサンは、硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分に小さい量、ＴＰＵ含有コポリマーの１００９部当たり、１０部以下、好ましくは２乃至８部の量で使用される。
【００２７】
方法
ウェザーシールを製造する方法は、（ｉ）第１のＴＰＶを第１のバレル中において溶融ブレンドして第１のＴＰＶの溶融物を形成すること、（ｉｉ）第１のＴＰＶの溶融物を適切な押出し条件下に予め決定された横断面の第１の押出しダイを通して押出してウェザーシールのボディを形成すること、（ｉｉｉ）第１のＴＰＶと同じか又は異なる、第２のＴＰＶを第２のバレル中で溶融ブレンドして第２のＴＰＶの溶融物を形成すること、（ｉｖ）第２のＴＰＶの溶融物を適切な押出し条件下に予め決定された横断面の第２の押出しダイを通して押出してスリップコーティングを形成すること、（ｖ）ボディ部分をスリップコーティングと接触させること、（ｖｉ）そしてスリップコーティングに一体になるように結合されたボディを有するウェザーシールを回収すること、を含み、このウェザーシールは所望の横断面を有し、そしてスリップコーティングは所望の表面と境界を接する表面を有する。
【００２８】
ウェザーシール
図１を参照すると、参照番号１０によって一般的に参照され、乗り物の窓の枠の上方部分１２中にぴったりと合うように取り付けられるボディ１１を有するように第１のＴＰＶを押出すことによって形成された、ウェザーシールが図示されている。そのようなウェザーシールの横断面は、ウェザーシールが保持されるチャンネルに応じて変化するが、一般的には横断面はチャンネル形状であり、そして、チャンネルの側部のみが被覆されるか、又はボディの底部も被覆されるかは、風雨よけストリップが窓の側部において使用されるか、又はその上方部分において使用されるかに依存する。図１中において、窓の上方部分１２中のＵ字型のチャンネル１４中において使用される場合、ボディ１１のバンパー部分１３は、好ましくは、窓ガラス２０の上端がバンパー部分の下の表面に対して突き当たるように、ぴったり合うように保持される。ウェザーシールは、また、適する固定手段（示されていない）又は接着剤で接着されてもよい。ボディの側部１５及び１６は、上げられた位置のガラス２０の上端の両側で下向きに伸びる。各々の側部の下端１７、１８は、（中央の垂直軸に対して）それらの外側表面がチャンネル１４の内側表面に対してぴったりと合うように形が作られている。各々の側部１５及び１６の下端１７、１８の内側部分は、それぞれ、間にガラス２０をかみ合わせるように固定する垂直の小さい突出部分（ｓｔｕｂｓ）１９及び１９’を提供するように形を作られる。
【００２９】
各々の小さい突出部分１９、１９’の内側の向かい合った表面は、それらの上に同時押出しされたスリップコーティング２１、２１’を有し、それによって、ガラス２０が矢印に示されているように上げられるとき、ガラス２０が小さい突出部分１９、１９’の向かい合ったスリップコーティングされた内側表面の間で接触しながら滑る。同時押出し中において、スリップコーティング２１、２１’が、各々の下端の外側の下向きの表面上にも同時押出しされるようにするのが簡便である。スリップコーティング２２は、ガラス２０が２２に当たって収まることができるように、バンパー部分１３の下側の内側表面上に同時押出しされる。ここで、ガラスの上げ下げが下端の向かい合った表面上で磨耗損傷を起こすこと、そして高い摩擦係数が、ガラスが下げられるとき、小さい突出部分１９及び１９’を下向きに引っ張り、それらを変形させるか又は破損させるだろうことは明らかである。高い摩擦係数は、ガラスが上げられるときには、破損を生じそうではない。
【００３０】
図２を参照すると、ウェザーシール３１、３２の間に保持された窓ガラス２０が図示されており、ウェザーシール３１、３２は次に乗り物のドアパネル４０の水平の下方の壁４１、４２中にしっかりと保持されている。ドアパネル中に取り付けられた各々のウェザーシールは、お互いの実質的にＦ字型の鏡像であり；各々が、上方のガラスと境界を接する小さい突出部分３５、３６を含む上方部分で終わる垂直部分３３、３４を有する。各々のウェザーシールは、また、小さい突出部分３５、３６の下に下方のガラスと境界を接する小さい突出部分３７、３８をそれぞれ含む。上方の突出部分３５及び３６の下側の表面にはスリップコーティング４５及び４６がそれぞれ設けられ；下方の突出部分３７及び３８の下側の表面にはスリップコーティング４７及び４８がそれぞれ設けられている。ドアパネル４０には、好ましくは、外側ドアパネルの壁４２、４３のまわりに取り付けられた補助的風雨よけ５０が取り付けられており；そして上方のガラスと境界を接する小さい突出部分３６の下側部分３６’は、ウェザーシール３２にしっかりとくっついている補助的ウェザーシール５０とぴったりと重なる。ウェザーシール３１にしっかりとくっつくために、上方のガラスと境界を接する部分３５の下側部分３５’は、ドアパネル４０の内側壁４４にぴったりと重なっている。
【００３１】
出入口の周りで使用される上方のウェザーシールのもう１つの態様が図３に図示されており、ここでは、ウェザーシール６０は、チャンネル中を走らないガラス窓の外周を密閉する。図は、一般的にＵ字型のチャンネル８２がパネル部分８１からぶら下がっている構造体８０の上方部分である。チャンネル８２は、ウェザーシール６０の横断面に対応する横断面を有するように形作られ、ウェザーシール６０の底部６１はチャンネル８２中においてその底部と側部のまわりにぴったりと固定されている。下側部分６２の下側表面はスリップコーティング６５で被覆され、そしてボディには、ガラス窓７０の上端によってボディ６０が圧縮され得るように、前後方向に貫通する孔６３、６４が設けられている。
【００３２】
上述したように、スリップコーティング２１、２１’、及び２２のウェザーシール１０上への同時押出しは、図４に図示されているダイブロック９３及び９４を含む従来的割ブロックスリップコーティングダイ９０中で行われる。ダイブロック９３には、第１の面において、押出し機のバレルＢ１からの押出し物のボディ１１用の入口が設けられ、そして第１の面から９０°移った第２の面において、押出し機のバレルＢ２からのスリップコーティング用の入口が設けられている。ダイブロック９４には、ウェザーシール１０の選択された長手方向の面上にスリップコーティング２１、２１’、及び２２の所望の幅と厚さを付着させるためのスロット９５が設けられており；そしてダイブロック９４は、Ｕ字型のウェザーシールの所望の寸法に合うように形作られた軸を成す押出し口９６を有する。
【００３３】
以下の説明のための実施例中において、「部数」への言及は全て「重量部」である。全てのスリップコーティングは、２インチの直径の段階、単一工程二軸スクリュー押出し機中で製造され、当該押出し機中において、バレル中の３つの領域は、第１領域においては１６０℃乃至２００℃の範囲内の温度、第２領域においては１７０℃乃至２００℃の範囲内の温度、そして第３領域においては１８０℃乃至２００℃の範囲内の温度に維持された。ＴＰＶがバレル中に留まる時間は約２分乃至８分間の範囲内である。
【００３４】
耐磨耗性は、５００サイクルに限定された、透明プラスチックの表面磨耗に対する抵抗用の標準的試験、ＡＳＴＭ　Ｄ１０４４−９４、によって測定される。磨耗の損傷は、すり減らされたトラックを通過中に、前への散乱による入射光線からそれる通過光のパーセンテージによって判定され；平均して０．０４４ｒａｄ（２．５°）より大きくそれる光流のみこの評価において磨耗の損傷と考えられる。
【００３５】
静及び動摩擦係数は、ＡＳＴＭ　Ｄ　１８９４−９０と称される、プラスチックフィルム及びシートの静及び動摩擦係数のための標準的試験方法によって測定される。この試験方法は、プラスチックフィルム及びシートが特定の試験条件下でそれ自身又はその他の物質上で滑るときの滑り始め及び滑っている間の摩擦係数の測定を担当している。この方法は、静止しているスレッド（ｓｌｅｄ）と動いている面との使用、又は動いているスレッドと静止している面の使用が可能である。両方の方法が所定のサンプルに対して同じ摩擦係数値を与えるので、後者が使用される。
【００３６】
以下の表１において、３つの従来技術のスリップコーティングが、市販のＴＰＶを主にＰＰと小割合のＰＥの市販のランダムコポリマーと溶融ブレンドすることによって調製される。スリップコーティングは、シリカ充填剤、脂肪酸アミド、及びシリコーンとのブレンドをナイフ塗布してその摩擦係数を低下させそして磨耗損傷に対するかなりの抵抗を提供することによって得られる。
【００３７】
【表１】

注：
１２３−５０及び１０１−８７は、ポリプロピレンとＥＰＤＭの動的加硫されたアロイである、５０ショアーＤと８７ショアーＡのＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）エラストマーである
Ｈｉｓｉｌ（登録商標）２３３はシリカである
Ｋｅｍａｍｉｄｅ（登録商標）Ｅはウィトコ・コーポレーション（Ｗｉｔｃｏ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からのエルシルアミドである
シリコーンＭＢ　５０−００１はダウ−コーニング（Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ）からのシリコーンマスターバッチである。
【００３８】
摩擦係数を下げるための５０ショアーＤの硬度（Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）１２３−５０）の使用が劣ったテーバー磨耗抵抗をもたらすことは明らかである（数字が大きければ大きいほど、磨耗による損傷が大きい）。より柔らかいＴＰＶのＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）１０１−８７（８７ショアーＡ）の使用及びシリコーンの添加は、伸び％と耐磨耗性の両方を改善するが、Ｈｉｓｉｌ　２３３が保持された時でさえ摩擦の増加という犠牲をともなう。
【００３９】
スリップコーティングの以下の配合物において、望ましい低い硬度を維持するために８７ショアーＡのＴＰＶが保持され、そしてランダムコポリマーＰＰ−ｃｏ−ＰＥの同じ比率を維持しながらの比較的大きい比率のｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵによって、柔軟性がさらに付与される。
【００４０】
【表２】

注：
ＰＰ−ｇ−ＴＰＵは、マレエート化ＰＰ（ユニロイヤル（Ｕｎｉｒｏｙａｌ）からのＰｏｌｙｂｏｎｄ（登録商標）３０００）及びバイエル（Ｂａｙｅｒ）からの熱可塑性ウレタン、Ｔｅｘｉｎ　ＤＰ−７、を溶融混合することによって調製された
サンプルはブラベンダープラスチコーダー上で調製され、そして圧縮成形された。
【００４１】
柔軟性を改善しそして摩擦係数を下げるための８７ショアーＡの硬度の使用が、優れたテーバー磨耗抵抗をもたらし、Ｈｉｓｉｌ　２３３が不要であることは明らかである。同じ量のシリコーンが各々の場合において添加されるが、ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵがＰＰとＰＥのランダムコポリマーと組み合わされるとき、耐磨耗性が最良であり、そしてＣＯＦ（摩擦係数）が最も低い。
【００４２】
スリップコーティングの以下の配合物のうちの３つにおいては、従来技術の対照例のＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）１０１−８７中のＥＰＤＭゴムが、Ｔｒｅｆｓｉｎ（登録商標）ＴＰＶ（ここで、ＰＰはブチルゴムと溶融ブレンドされている）と置き換えられた。スリップコーティング＃９中においては、ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵが対照例中のＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）の半分と置き換えられ；同じ量のｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵが配合物＃１０〜１２中において使用され、残りの半分はＴｒｅｆｓｉｎ（登録商標）ブチルゴムエラストマーである。対照例は、Ｔｒｅｆｓｉｎ（登録商標）もｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵも含まない。前と同様に、ＰＰとＰＥのランダムコポリマーは保持され、そして対照例を除いて、全てのスリップコーティングが同じ量のｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵを含む。
【００４３】
【表３】

表３に対する注：
ＰＰ−ｇ−ＴＰＵは、マレエート化ＰＰ（ユニロイヤルからのＰｏｌｙｂｏｎｄ３０００）及びバイエルからのＴｅｘｉｎ　ＤＰ−７熱可塑性ウレタンを溶融混合することによって調製された
サンプルはブラベンダープラスチコーダー上で調製され、そして圧縮成形された。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、乗り物のドア中に設けられた窓の上方部分において従来的に使用されているような同時押出しされたウェザーシールを例示する垂直横断面図であり、そのウェザーシールの内部において窓ガラスの上方部分は密閉して保持される。
【図２】
図２は、乗り物のドア中に設けられた窓の下方部分において従来的に使用されているような同時押出しされたウェザーシールを例示する垂直横断面図であり、そのウェザーシールの内部において窓ガラスの下方部分は、ガラスが上げられるか又は下げられるとき、密閉して保持される。
【図３】
図３は、乗り物のドア中に設けられた窓のどちらか一方の側部において従来的に使用されているようなもう１つの同時押出しされたウェザーシールを例示する垂直横断面図であり、そのウェザーシール中において窓ガラスの側端は密閉して保持され、そして往復運動させられる。
【図４】
図４は、スリップコーティングダイの概略図であり、その中において押出し機の第１のバレルからの押出し物のボディの押出し物が、押出し機の第２のバレル中において製造されたスリップコーティングで被覆される。

Claims (20)

1. 内部が風と雨から保護されなければならない構造中の開口部用のウェザーシールであって、
   約３５ショアーＡ乃至８０ショアーＤの範囲内の硬度を有する第１のオレフィン系熱可塑性加硫ゴム又はエラストマー（第１のＴＰＶ）を含む押出し物ボディ；
   前記ボディと、それの選択された表面に熱接着されて、一体と成るコポリマー層のスリップコーティングであって、前記スリップコーティングが、（ｉ）前記第１のＴＰＶと同じか又は異なる、第２のオレフィン系熱可塑性加硫ゴム又はエラストマー（ＴＰＶ）、（ｉｉ）（ａ）ポリプロピレンにグラフトされた無水酸基を有する不飽和モノマーの溶融ブレンドコポリマーの、（ｂ）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）との反応生成物、及び（ｉｉｉ）２乃至約１２個の炭素原子を有する２種以上のα−オレフィンのランダムコポリマー、を含み；前記スリップコーティングは、ショアーＤ５０未満の硬度、５０未満の（５００サイクルで測定された）テーバー磨耗抵抗、及び約０．４より低い静及び動の両方の摩擦係数を有する、スリップコーティング、
   を含む、ウェザーシール。
2. 第１のＴＰＶの前記ボディが３５ショアーＤ乃至６０ショアーＤの範囲内の硬度を有し；前記スリップコーティングが約３０ショアーＤ乃至約４５ショアーＤの範囲内の硬度を有し；前記ランダムコポリマーが前記スリップコーティングの１００部当たり５乃至３０部の量で存在し；そして前記反応生成物がマレエート化ポリプロピレンのグラフトコポリマーを前記ＴＰＵと溶融ブレンドすることによって形成される、請求項１に記載のウェザーシール。
3. 前記第２のＴＰＶが約８５ショアーＡ乃至４５ショアーＤの範囲内の硬度を有し、そして前記コポリマーがエチレンと高級α−オレフィンとのものであり、当該コポリマー中において高級オレフィンのポリエチレンに対する比率が約７０乃至９９％の範囲内である、請求項１に記載のウェザーシール。
4. 前記第２のＴＰＶとｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵの溶融ブレンドが、前記第１のＴＰＶのものよりも低い粘度を有する、請求項１に記載のウェザーシール。
5. 前記スリップコーティングが、可塑剤、充填剤、及び潤滑剤から成る群から選択される添加剤を含み、それらのいずれも硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分に小さい量、ＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり１０重量部以下の量、で存在する、請求項１に記載のウェザーシール。
6. 前記高級オレフィンがプロピレンであり、前記充填剤がシリカであり、そして前記潤滑剤が脂肪酸アミドであり、各々がＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり約０．５乃至５部の範囲内の量で存在する、請求項５に記載のウェザーシール。
7. （ｉ）約８５ショアーＡ乃至４５ショアーＤの範囲内の硬度を有するオレフィン系熱可塑性加硫ゴム又はエラストマー（ＴＰＶ）；（ｉｉ）（ａ）ポリプロピレンにグラフトされた無水酸基を有する不飽和モノマーの溶融ブレンドコポリマー（ｍＰＰ）の、（ｂ）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）との反応生成物；及び（ｉｉｉ）２乃至約１２個の炭素原子を有する２種以上のα−オレフィンのランダムコポリマー、を含むウェザーシール用の溶融ブレンドスリップコーティングであって、前記スリップコーティングは、ショアーＤ５０未満の硬度、５０未満の（５００サイクルで測定された）テーバー磨耗抵抗、及び約０．４より低い静及び動の両方の摩擦係数を有する、スリップコーティング。
8. 前記反応生成物がマレエート化ポリプロピレンのグラフトコポリマーを前記ＴＰＵと溶融ブレンドすることによって形成される、請求項７に記載のスリップコーティング。
9. 前記ＴＰＶが約８５ショアーＡ乃至４５ショアーＤの範囲内の硬度を有し、そして前記コポリマーがエチレンと高級α−オレフィンとのものであり、当該コポリマー中において高級オレフィンのポリエチレンに対する比率が約７０乃至９９％の範囲内である、請求項７に記載のスリップコーティング。
10. 約３０ショアーＤ乃至約４５ショアーＤの範囲内の硬度を有する、請求項９に記載のスリップコーティング。
11. 前記グラフトコポリマーが約１０乃至１０００の範囲内のメルトフローインデックスを有し；そして前記ＴＰＵが約５，０００乃至１００，０００の範囲内の分子量を有する、請求項９に記載のスリップコーティング。
12. 前記加硫ゴム（ＴＰＶ）の前記反応生成物（ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵ）に対する比率が２０：１乃至１：２０の範囲内である、請求項９に記載のスリップコーティング。
13. 前記スリップコーティングが、可塑剤、充填剤、及び潤滑剤から成る群から選択される添加剤を含み、それらのいずれも硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分に小さい量、ＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり１０重量部以下の量、で存在する、請求項９に記載のスリップコーティング。
14. 前記高級オレフィンがプロピレンであり、前記充填剤がシリカであり、そして前記潤滑剤が脂肪酸アミドであり、各々がＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり約０．５乃至５部の範囲内の量で存在する、請求項９に記載のスリップコーティング。
15. （ｉ）１３０℃乃至１８０℃の範囲内の融点を有するオレフィン系熱可塑性加硫ゴム又はエラストマー（ＴＰＶ）；（ｉｉ）（ａ）ポリプロピレンにグラフトされた無水酸基を有する不飽和モノマーの溶融ブレンドコポリマーの、（ｂ）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）との反応生成物；及び（ｉｉｉ）２乃至約１２個の炭素原子を有する２種以上のα−オレフィンのランダムコポリマー、の均質溶融ブレンドを含む相溶化された熱可塑性エラストマー組成物であって、前記相溶化されたエラストマーが、ショアーＤ５０未満の硬度、５０未満の（５００サイクルで測定された）テーバー磨耗抵抗、及び約０．４より低い静及び動の両方の摩擦係数を有する、相溶化されたエラストマー組成物。
16. 前記反応生成物がマレエート化ポリプロピレンのグラフトコポリマーを前記ＴＰＵと溶融ブレンドすることによって形成され；そして前記ＴＰＶが約８５ショアーＡ乃至４５ショアーＤの範囲内の硬度を有し、そして前記コポリマーがエチレンと高級α−オレフィンとのものであり、当該コポリマー中において高級オレフィンのポリエチレンに対する比率が約７０乃至９９％の範囲内である、請求項１５に記載の相溶化されたエラストマー。
17. 約３０ショアーＤ乃至約４５ショアーＤの範囲内の硬度を有する、請求項１６に記載の相溶化されたエラストマー。
18. 前記グラフトコポリマーが約１０乃至１０００の範囲内のメルトフローインデックスを有し；そして前記ＴＰＵが約５，０００乃至１００，０００の範囲内の分子量を有し；前記加硫ゴム（ＴＰＶ）の前記反応生成物（ｍＰＰ−ｇ−ＴＰＵ）に対する比率が２０：１乃至１：２０の範囲内である、請求項１６に記載の相溶化されたエラストマー。
19. 可塑剤、充填剤、及び潤滑剤から成る群から選択される添加剤を含み、それらのいずれも硬度又は摩擦係数に悪影響を与えないのに十分に小さい量、ＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり１０重量部以下の量、で存在する、請求項９に記載の相溶化されたエラストマー。
20. 前記高級オレフィンがプロピレンであり、前記充填剤がシリカであり、そして前記潤滑剤が脂肪酸アミドであり、各々がＴＰＵ含有コポリマーの１００部当たり約０．５乃至５部の範囲内の量で存在する、請求項１９に記載の相溶化されたエラストマー。