JP2006321319A - Thermoplastic resinous core material, automobile weather strip, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂製の芯材及びそれを埋設した自動車用ウエザーストリップ、並びにそれらの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a core material made of a thermoplastic resin, a weather strip for automobiles in which the core material is embedded, and a method for producing them.
従来、図1〜図3に示すように、自動車用ウエザーストリップ20においては、車体開口部フランジ51への装着を確実強固に行うために、ゴムRや熱可塑性エラストマーTで形成したウエザーストリップ本体部に、金属製の芯材30を埋設して一体成形したものが多く使用されている。なお、52は内装材、60はドア、21aは爪部、23はリップ片である。
Conventionally, as shown in FIGS. 1 to 3, in an
こうしたウエザーストリップ20は、帯状の金属平板を肉抜状に打抜き加工して芯材30を加工した後、その芯材30を押出成形工程において、ゴムRや熱可塑性エラストマーTで被覆すると同時に、爪部21a付保持部21やシール部22,リップ片23を形成し、その後、加硫している(熱可塑性エラストマーTの場合は冷却している)。そして、最後に、芯材30を埋設した保持部21を、断面U字状に折曲げ加工している。
Such a
一方、近年では、環境問題への意識の高まりから、自動車用ウエザーストリップの芯材を金属製から樹脂製に転換し、軽量化とリサイクル性を向上させる試みがなされている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、自動車用ウエザーストリップの芯材を樹脂製とした場合、押出成形後の後工程で断面U字状に折曲げ成形することが難しい。芯材を樹脂製とした場合、剛性や耐熱性を考慮し、融点やガラス転移点相当樹脂転移点温度の高い樹脂が必然的に選択され、そのため、その芯材にゴムRや熱可塑性エラストマーTを被覆した後に断面U字状に成形すると、高熱を加える必要があり、その熱によって当該ゴムR等を変形させてしまう等の弊害があるからである。 However, when the core material of the weather strip for automobiles is made of resin, it is difficult to bend and mold it into a U-shaped cross section in a post-process after extrusion molding. When the core material is made of resin, a resin having a high melting point and a glass transition temperature equivalent resin transition temperature is inevitably selected in consideration of rigidity and heat resistance. For this reason, rubber R or thermoplastic elastomer T is used as the core material. This is because if the resin is molded into a U-shaped cross section after coating, it is necessary to apply high heat, and the heat causes deformation of the rubber R and the like.
従って、図4に示すように、樹脂製の芯材40を断面U字状に押出成形した後、図5(a)に示す井桁状や、(b)に示すフィッシュボーン状等の肉抜状に加工し、その後の押出成形工程においてゴムや熱可塑性エラストマーで被覆すると同時に、保持部やシール部を形成し、図2に示すようなウエザーストリップ20を形成している。
Therefore, as shown in FIG. 4, after the
こうして形成した樹脂製の芯材40およびウエザーストリップ20には新たな問題がある。芯材40の問題は、断面U字状に成形した後、肉抜状に加工するので、加工が困難であることである。また、ウエザーストリップ20の問題は、樹脂製の芯材40をあらかじめ断面U字状に押出成形し、その芯材40に、さらなる押出成形によってゴムRや熱可塑性エラストマーTを被覆するため、芯材40を埋設している保持部21の間隔を小さく設定することが押出成形上、技術的に困難であり、よって、図6に示すように、左右の爪部21aの間隔Dが大きくなってしまい、装着保持性に欠けるといった問題が発生することである。
The
この問題を解決する手段として、図7に示すように、断面U字状の被覆部の外側延長部で爪部21aの内側を成形した後、被覆部の内側に押込む方法が提案されている(例えば、特許文献2乃至5参照)。
しかしながら、この手段では、前述した問題と同様に、芯材40を断面U字状に成形した後に肉抜状に加工する必要があるため、加工が難しいという問題がある。また、芯材40と爪部21aの内側とが接着していないため、装着強度が不足するといった問題がある。
However, this means has a problem that it is difficult to process because it is necessary to process the
本発明はこうした点に鑑み創案されたもので、軽量でリサイクル性に優れ、成形が容易で、充分な装着強度を発揮することのできる熱可塑性樹脂製芯材およびそれを埋設した自動車用ウエザーストリップ、さらにはそれらの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been devised in view of these points, and is a lightweight thermoplastic resin core material that is excellent in recyclability, that can be easily molded, and that can exhibit sufficient mounting strength, and a weather strip for an automobile in which it is embedded. Furthermore, it is an object to provide a manufacturing method thereof.
図8乃至図10を参照しながら説明する。請求項1に記載の熱可塑性樹脂製芯材10は、自動車用ウエザーストリップ1の保持部2に埋設される断面U字状の芯材であって、前記芯材10は、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形され、さらに断面U字状に折曲成形された後、結晶化温度まで加熱され結晶化されたものであることを特徴とするものである。
This will be described with reference to FIGS. The thermoplastic
請求項2に記載の熱可塑性樹脂製芯材10は、請求項1に記載の発明において、結晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移点相当樹脂転移点温度が室温以上であることを特徴とするものである。
The thermoplastic resin core material according to
請求項3に記載の自動車用ウエザーストリップ1は、熱可塑性樹脂製で断面U字状の芯材10を保持部2に埋設したものであって、前記芯材10は、第一押出成形工程において、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形され、前記保持部2は、第二押出成形工程において、前記芯材10にゴムRまたは熱可塑性エラストマーTが被覆された後、断面U字状に折曲成形され、その後、前記芯材10が、結晶化温度まで加熱され結晶化されて形成されたものであることを特徴とするものである。
The automobile weather strip 1 according to claim 3 is made by embedding a
請求項4に記載の自動車用ウエザーストリップ1は、請求項7に記載の発明において、芯材10を形成する結晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移点相当樹脂転移点温度が室温以上であることを特徴とするものである。
The weather strip 1 for an automobile according to
請求項1及び2に記載の熱可塑性樹脂製芯材10は、樹脂製であるので、金属製の芯材30と比較して軽量であり、リサイクル性に優れる。
Since the thermoplastic
また、この芯材10は、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形し、この押出成形時または押出成形後に肉抜状に加工し、その後、断面U字状に折曲成形するので、断面U字状に形成した後に肉抜状に加工する場合と比較して成形が容易である。
Further, the
この芯材10は、結晶化温度まで加熱して結晶化するので、剛性と耐熱性に優れ、あらゆる環境において、安定した高い装着強度を発揮することができる。
Since the
なお、請求項2に記載の発明は、芯材10を形成する熱可塑性樹脂をガラス転移点相当樹脂転移点温度が室温以上のものを使用しているので、取り扱い時等において、室温によって変形することがない。
The invention described in
請求項3及び4に記載の自動車用ウエザーストリップ1は、保持部2に埋設した芯材10が樹脂製であるので、金属製の芯材30と比較して軽量であり、リサイクル性に優れる。
In the automobile weather strip 1 according to
また、この芯材10は、第一押出成形工程において、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形し、この押出成形時または押出成形後に肉抜状に加工し、その後、断面U字状に折曲成形するので、従来技術のように断面U字状に形成した後に肉抜状に加工する場合と比較して成形が容易である。
Further, in the first extrusion molding process, the
また、この芯材10は、第二押出成形工程において、芯材10にゴムRまたは熱可塑性エラストマーTを被覆した後、断面U字状に折曲成形するので、保持部2の間隔dを充分に小さく設定することができる。これにより、充分な装着強度を与えることができる。
In addition, since the
さらに、この芯材10は、結晶化温度まで加熱して結晶化するので、剛性と耐熱性に優れ、あらゆる環境において、安定した高い装着強度を発揮する。
Further, since the
なお、請求項4に記載の発明は、芯材10を形成する熱可塑性樹脂をガラス転移点相当樹脂転移点温度が室温以上のものを使用しているので、取り扱い時等において、室温によって変形することがない。
In the invention according to
本発明に係る熱可塑性樹脂製芯材の実施形態を、図8および図9に示す。図8はフィッシュボーン状、図9は井桁状に肉抜加工したものである。この芯材10は、本発明に係る熱可塑性芯材の製造方法により製造されるものである。
Embodiments of the thermoplastic resin core material according to the present invention are shown in FIGS. FIG. 8 shows a fishbone shape, and FIG. 9 shows a cross-beam shape. This
当該芯材10は、断面U字状の爪部2a付保持部2と中空状のシール部3およびリップ片4とを備えた自動車用ウエザーストリップの前記保持部に埋設される断面U字状である。この芯材10は、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形した後、フィッシュボーン状或いは井桁状等の肉抜状に加工し、さらに断面U字状に折曲成形したものである。この折曲成形は、芯材10をガラス転移点相当樹脂転移点温度以上に加熱して行う。そして、最後に、結晶化温度まで加熱し、結晶化したものである。
The
この芯材10は樹脂製であるため、金属製と比較して軽量であり、また、リサイクル性にも優れる。また、帯状の状態で肉抜状に加工された後、断面U字状に折曲げ加工されるので、加工が容易である。さらに、結晶化温度まで加熱して結晶化するので、剛性と耐熱性に優れ、あらゆる環境において、安定した高い装着強度を発揮する。
Since the
なお、本実施形態に係る熱可塑性樹脂製芯材10は、ガラス転移点相当樹脂転移点温度が室温以上であるポリエチレンテレフタレート(PET)やポリ乳酸(PLA)を使用しているので、成形性に優れる。なお、ポリ乳酸(PLA)を使用すると、環境面においても好ましい。
In addition, since the thermoplastic
ちなみに、ポリエチレンテレフタレート(PET)の融点は260℃、結晶化温度は133℃、ガラス転移点相当樹脂転移点温度は78℃であり、ポリ乳酸(PLA)の融点は160℃、結晶化温度は120℃、ガラス転移点相当樹脂転移点温度は60℃である。従って、前者の場合は、80〜120℃程度で断面U字状に折曲成形し、120〜140℃で結晶化させ、後者の場合は、60〜100℃程度で折曲成形し、100〜130℃で結晶化させる。このとき、折曲成形時の温度が、結晶化温度に近すぎると結晶化が早く進むので、折曲成形が困難となるので注意が必要である。また、樹脂を結晶化させるときの温度は、結晶化温度より低すぎても高すぎても結晶化速度が遅くなるので、結晶化温度の前後10℃に保つのが良い。なお、これらの温度は、グレードによって若干異なるため、成形および結晶化温度もそれに従い異なる。 Incidentally, the melting point of polyethylene terephthalate (PET) is 260 ° C., the crystallization temperature is 133 ° C., the glass transition temperature equivalent resin transition temperature is 78 ° C., the melting point of polylactic acid (PLA) is 160 ° C., and the crystallization temperature is 120 ° C. The glass transition temperature equivalent resin transition temperature is 60 ° C. Therefore, in the former case, it is bent into a U-shaped section at about 80 to 120 ° C. and crystallized at 120 to 140 ° C., and in the latter case, it is bent at about 60 to 100 ° C. Crystallize at 130 ° C. At this time, if the temperature at the time of bending is too close to the crystallization temperature, crystallization proceeds quickly, so that it is difficult to bend, so care must be taken. Further, the temperature at which the resin is crystallized may be kept at 10 ° C. before or after the crystallization temperature because the crystallization speed is slowed if the temperature is too low or too high. Since these temperatures are slightly different depending on the grade, the molding and crystallization temperatures are also different accordingly.
また、この芯材10を形成する熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリ乳酸(PLA)の他に、結晶性樹脂で、アモルファス状態の帯状シートを形成することができ、かつ、折曲成形中に結晶化が進み過ぎることが無いような結晶加速度の比較的遅いものが適している。
The thermoplastic resin forming the
なお、これらの熱可塑性樹脂には、結晶速度を調整する目的で、結晶核剤、結晶化促進剤を添加することができる。また、非晶性樹脂等の他の樹脂を加えることも、耐熱性を付与できる範囲であれば、添加することができる。さらに、剛性や耐熱性を高め、線膨張係数を小さくするために、ガラス繊維、カーボン繊維、タルク、マイカなどの補強剤を添加しても良いし、また、一般的に利用される熱安定剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線防止剤を添加することもできる。 In addition, a crystal nucleating agent and a crystallization accelerator can be added to these thermoplastic resins for the purpose of adjusting the crystallization speed. Also, other resins such as amorphous resin can be added as long as heat resistance can be imparted. Furthermore, in order to increase rigidity and heat resistance and reduce the linear expansion coefficient, reinforcing agents such as glass fiber, carbon fiber, talc and mica may be added, and generally used thermal stabilizers. Plasticizers, lubricants, colorants, antioxidants, and UV inhibitors can also be added.
本発明に係る自動車用ウエザーストリップ1の実施形態を、図10に示す。このウエザーストリップ1は、本発明に係る自動車用ウエザーストリップの製造方法によって製造される。 FIG. 10 shows an embodiment of an automotive weather strip 1 according to the present invention. The weather strip 1 is manufactured by the method for manufacturing a weather strip for automobiles according to the present invention.
この自動車用ウエザーストリップ1は、熱可塑性樹脂製で断面U字状の芯材10を、同じく断面U字状の保持部2に埋設したものである。なお、保持部2には中空状のシール部3と舌片状のリップ部4が一体押出成形されている。
This automobile weather strip 1 is made by embedding a
このウエザーストリップ1は、その芯材10を、第一押出成形工程で、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形し、当該押出成形後に肉抜状に加工したものである。また、保持部2を、第二押出成形工程で、芯材10にゴムRまたは熱可塑性エラストマーTを被覆した後、断面U字状に折曲成形している。この際、シール部3とリップ部4を同時に成形する。そして、芯材10を、結晶化温度まで加熱して結晶化させている。
The weather strip 1 is obtained by extruding a
なお、芯材10の断面U字状への折曲成形は、当該芯材10にゴムRまたは熱可塑性エラストマーTを被覆した際の熱で行うこともできるし、また、ガラス転移点相当樹脂転移点温度以上に加熱することによっても行うことができる。アモルファス状態の芯材10は、ガラス転移点相当樹脂転移点温度以上で容易に変形させて再成形することができるので、この断面U字状への折曲成形は容易に行うことができる。
The
この自動車用ウエザーストリップ1は、保持部2に埋設した芯材10を樹脂製としているので軽量であり、リサイクル性にも優れる。また、この芯材10は、結晶性の熱可塑性樹脂をアモルファス状態で帯状に押出成形し、この押出成形時または押出成形後に肉抜状に加工し、その後、断面U字状に折曲成形するので、断面U字状に形成した後に肉抜状に成形する場合と比較して成形が容易である。
The automobile weather strip 1 is lightweight because the
また、この芯材10は、第二押出成形工程において、芯材10にゴムRまたは熱可塑性エラストマーTを被覆した後、断面U字状に折曲成形するので、保持部2の間隔dを充分に小さく設定することができる。これにより、充分な装着強度を与えることができる。
In addition, since the
さらに、この芯材10は、結晶化温度まで加熱して結晶化するので、剛性と耐熱性に優れ、あらゆる状況において、安定した高い装着強度を発揮する。
Further, since the
なお、この芯材10を形成する熱可塑性樹脂は、ガラス転移点相当樹脂転移点温度が室温以上であるポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリ乳酸(PLA)を使用している。これにより、温度によって容易に変形せず、また、成形性にも優れる。なお、ポリ乳酸(PLA)は、植物から得られる乳酸を重合して得られるものであるため環境面においても優れる。
The thermoplastic resin forming the
第一の押出機を用いてガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート(RYNITE 415HP、デュポン株式会社製)を押し出すとともに急冷し、アモルファス状態で幅40mm、厚さ1mmの帯状に成形した。その後、フィッシュボーン状に肉抜状に加工し、図10のような樹脂芯材を得た。次に、第二の押出機を用いてこの樹脂芯材に熱可塑性エラストマー(サントプレーン 101−73、エーイーエス・ジャパン株式会社製)を被覆するとともに、シール部3、リップ部4、爪部2aを同時に成形した。続いて、熱可塑性エラストマーを被覆した芯材を100℃に加熱して断面U字状に折曲成形し、その後で、130℃に加熱して、芯材を結晶化させて、図10に示す自動車用ウエザーストリップを得た。こうして製造した自動車用ウエザーストリップは、保持部2の間隔dが充分小さく、車体開口部フランジ51へ強固に装着することができた。
Using a first extruder, glass fiber reinforced polyethylene terephthalate (RYNITE 415HP, manufactured by DuPont Co., Ltd.) was extruded and quenched, and formed into a strip shape having a width of 40 mm and a thickness of 1 mm in an amorphous state. Thereafter, it was processed into a fishbone shape to obtain a resin core material as shown in FIG. Next, the resin core material is coated with a thermoplastic elastomer (Santoprene 101-73, manufactured by AES Japan Co., Ltd.) using a second extruder, and the seal portion 3, the
芯材に用いる樹脂をポリ乳酸(テラマックHV−6200、ユニチカ株式会社製)に変更して押し出し、芯材を結晶化させる温度を120℃としたほかは、実施例1と同様にして、自動車用ウエザーストリップを得た。こうして製造した自動車用ウエザーストリップは、保持部2の間隔dが充分小さく、車体開口部フランジ51へ強固に装着することができた。
The resin used for the core material was changed to polylactic acid (Teramac HV-6200, manufactured by Unitika Ltd.) and extruded, and the temperature for crystallization of the core material was set to 120 ° C. A weather strip was obtained. The automobile weather strip manufactured in this manner has a sufficiently small distance d between the holding
上述の実施例では、リップ片4を有するウエザーストリップについて説明したが、リップ片4のないウエザーストリップにも適用できること勿論である。
In the above-described embodiment, the weather strip having the
1 自動車用ウエザーストリップ
2 保持部
2a 爪部
3 シール部
4 リップ片
10 熱可塑性樹脂製芯材
20 自動車用ウエザーストリップ
21 保持部
21a 爪部
22 シール部
23 リップ片
30 金属製芯材
40 樹脂製芯材
50 車体
51 フランジ
52 内装材
60 ドア
D 間隔
d 間隔
R ゴム
T 熱可塑性エラストマー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
The weather strip for automobiles according to claim 3, wherein the crystalline thermoplastic resin forming the core material has a glass transition temperature equivalent resin transition temperature of room temperature or higher.
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