JP2007297434A - 押出成形体、並びに、当該押出成形体を用いた自動車用シール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒドロシリコーン架橋により生産した押出成形体、並びに当該押出成形体を用いた自動車用シール部材を提供する。
【解決手段】自動車ドアにはシール部材としてガラスランが装着されている。ガラスランは押出成形部と型成形部とを備えている。押出成形部となる押出成形体４０の製造に際しては、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）ゴムが材料として使用される。このＥＰＤＭゴム材料には、架橋剤としてＳｉＨ基を１分子中に２個以上有するＳｉＨ基含有化合物が含有されるとともに、白金族元素よりなる反応触媒と反応抑制剤が含有されている。そして、ゴム押出機３１から押出成形体４０の中間成形体３２が押出された後、架橋工程においてはヒドロシリコーン架橋が行われる。架橋後及び冷却後のシールリップの平均肉厚は０．８ｍｍ〜２．５ｍｍとなる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車等に装着されるガラスランやウエザストリップ等の自動車用シール部材、並びに、これを構成する押出成形体に関するものである。

自動車等にはシール部材としてガラスランやウエザストリップが取付けられる。これらガラスラン等は、耐候性に優れた合成ゴム、例えばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）ゴム等によって成形されている。

ガラスラン等を製造するに際しては、上記のＥＰＤＭゴム材料を使用し、公知の押出成形法により押出成形体を成形した後、所定寸法に切断し、当該押出成形体の端部を金型装置にセットし、押出成形体の端面に対し型成形体を連続的に接続成形することにより製造されている。上記の押出成形体は、押出機から未加硫状態で押し出されたＥＰＤＭゴムを加硫することにより得られる。

この通常用いられる硫黄を加硫剤として用いた加硫方式では加硫槽を通過させることにより連続架橋（連続生産）が可能であり、押出成形法に適した架橋方式の一つである反面、架橋（加硫）には長い時間がかかっていた。また、加硫残材が残るとともに、これらの残材の表面へのブルーミングが問題となる場合があった。これに対し、パーオキサイド架橋方式を採用すれば、加硫残材等の問題は生じないが、連続架橋が困難となるため、この方式は押出成形体の生産には適していない。なお、パーオキサイド架橋方式では主鎖の炭素同士が直接的に橋渡しされていると考えられ、実際、圧縮永久歪みの値も硫黄架橋のものよりも優れているので、この方式による連続的な製造方法が強く望まれていた。

近年では、架橋方式の一つとしてヒドロシリコーン架橋方式も知られている。この架橋方式は、加硫剤として硫黄を用いず、ＳｉＨ基含有化合物を用いており、加硫方式に比べ架橋時間を短縮することができるとともに、連続架橋が可能であるという利点がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−４９０５７号公報

ところが、特開２００１−４９０５７号公報等に開示されている技術では、ゴム組成物をシート状に成形し、その後に熱風架橋して得られるものであって、さらに種々の用途に用いられるゴム組成物の用途の例の１つとしてウエザストリップが例示されているだけであって、実際に押出成形法による押出成形体の生産に適用するには現実的ではない。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ヒドロシリコーン架橋により生産した押出成形体、並びに、当該押出成形体を用いた自動車用シール部材を提供することにある。

以下、上記課題等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。

手段１．未架橋状態のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）ゴムに、ＳｉＨ基を１分子中に２個以上有するＳｉＨ基含有化合物と、白金族元素よりなる反応触媒と反応抑制剤を含有したものを立体形状で押出し、ヒドロシリコーン架橋して得られた押出成形体であって、
平均肉厚が０．８ｍｍ〜２．５ｍｍのシール部を備えてなる押出成形体。

上記手段１によれば、架橋方式としてヒドロシリコーン架橋方式を採用しているため、硫黄を用いた加硫方式に比べ架橋時間を短縮することができ、製造ラインの短縮化や生産性の向上を図ることができる。また、本手段の押出成形体は、平均肉厚が０．８ｍｍ〜２．５ｍｍのシール部を備えているため、未架橋状態のゴム材料を立体形状で押出して成形するといった実際の押出成形体の生産に適している。シール部の平均肉厚が０．８ｍｍ未満の場合には、未架橋状態のゴム材料を立体形状で押出したとしてもその形状を維持することができず、押出成形体を生産することは事実上困難となる。逆に、シール部の平均肉厚が２．５ｍｍを超える場合には、剛性が高くなり過ぎて、シール部としての適正な機能を確保することが困難となる。また、高周波加熱によりヒドロシリコーン架橋することとすれば、熱風加熱に比べて架橋時間を短縮することができ、さらなる製造ラインの短縮化や生産性の向上を図ることができる。

手段２．前記シール部は、架橋後及び冷却後の硬度が７０〜９０ＩＲＨＤとなる非発泡形態（ソリッド状）ゴムよりなることを特徴とする手段１に記載の押出成形体。

上記手段２によれば、押出成形体、ひいては当該押出成形体を用いた自動車用シール部材におけるシール部の形状維持性を高めることができる。結果として、自動車用シール部材におけるシール性などの適正な機能を確保することができる。

手段３．前記シール部は、架橋後及び冷却後の比重が０．９７〜１．１となる微発泡形態ゴムよりなることを特徴とする手段１に記載の押出成形体。

上記手段３によれば、押出成形体、ひいては当該押出成形体を用いた自動車用シール部材におけるシール部の可撓性等を高めることができる。結果として、自動車用シール部材におけるシール性などの適正な機能を確保することができる。

手段４．架橋後及び冷却後の前記シール部の表面の少なくとも一部に皮膜部を形成したことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の押出成形体。

上記手段４によれば、押出成形体、ひいては当該押出成形体を用いた自動車用シール部材におけるシール部の耐磨耗性や摺動性等を高めることができる。

手段５．前記シール部としてシールリップを備えた上記手段１乃至４のいずれかに記載の押出成形体を用いた自動車用シール部材。

このような自動車用シール部材としては、例えば「車両用ドアに取付けられ、基底部並びに当該基底部から延びる車内側側壁部及び車外側側壁部からなる断面略コ字状をなす本体部と、前記車内側側壁部及び車外側側壁部からそれぞれ本体部内側へ延び、ドアガラスとの間でシールを行うシール部としての一対のシールリップとを備えたガラスラン」が一例に挙げられる。

手段６．前記シール部は、架橋後及び冷却後の比重が０．５〜０．６となる発泡形態（スポンジ状）ゴムよりなることを特徴とする手段１に記載の押出成形体。

上記手段６によれば、押出成形体、ひいては当該押出成形体を用いた自動車用シール部材におけるシール部の可撓性等を高めることができる。結果として、自動車用シール部材におけるシール性などの適正な機能を確保することができる。

手段７．前記シール部として中空状のシール部を備えた上記手段１又は手段６に記載の押出成形体を用いた自動車用シール部材。

このような自動車用シール部材としては、例えば「車両本体又はドアに固定される基部と、当該基部から突出して設けられ、車両本体とドアとの間をシールする中空状のシール部とを備えたウエザストリップ」ものが一例に挙げられる。

〔第１実施形態〕
以下に、第１実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、車両としての自動車１のドア開口部２には車両用ドアとしてのフロントドア３（以下、単にドアという）が開閉可能に設けられている。ドア３は、昇降可能なドアガラスＧと、当該ドアガラスＧの外周形状に対応した自動車用シール部材としてのガラスラン４とを備えている。

図２に示すように、ガラスラン４は、その長手方向にみて上辺部に対応する上押出成形部６、前後の縦辺部に対応する縦押出成形部７，８と、各押出成形部６，７，８の端部同士を接続する型成形部９，１０（図２で散点模様を付した部分）とに区別される。

図２のＪ−Ｊ線断面図である図３に示すように、ガラスラン４は、図示しないドアサッシュに取付けられる基底部１４並びに当該基底部１４の両端から延びる車内側側壁部１５及び車外側側壁部１６からなる断面略コ字状をなす本体部１１と、車内側側壁部１５及び車外側側壁部１６の先端からそれぞれ本体部１１内側へ延び、ドアガラスＧとの間でシールを行うシール部としての一対のシールリップ１２，１３とを備えている。

次にガラスラン４の製造方法について説明する。先ず各押出成形部６〜８となる押出成形体の製造過程について説明する。図４は押出成形体４０の製造ラインの一部を示す模式図であり、押出成形体４０となるワークはこの図中において左側から右側に進みながら製造される。

まず、押出工程においては、ゴム押出機３１に対し未架橋ゴムが連続的に供給される。そして、ゴム押出機３１のダイスから押出成形体４０の中間成形体３２が立体形状で押出される。なお、本実施形態では、押出成形体４０の材料としてエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）ゴムが使用される。

続く架橋工程では、押出された中間成形体３２が高周波加硫槽（ＵＨＦ）３３に案内され、架橋が施される。上記ＥＰＤＭゴム材料には、架橋剤としてＳｉＨ基を１分子中に２個以上有するＳｉＨ基含有化合物が含有されるとともに、白金族元素よりなる反応触媒と反応抑制剤が含有されている。すなわち、本実施形態では、架橋方式として、ＳｉＨ基含有化合物がＥＰＤＭと反応し架橋剤として作用するヒドロシリコーン架橋方式が採用されている。そして、中間成形体３２は、その全体が、ヒドロシリコーン架橋後及び冷却後にソリッド状（非発泡形態）ゴムとなり、その硬度が７０〜９０ＩＲＨＤとなる。また、本実施形態では、架橋後及び冷却後のシールリップ１２，１３の平均肉厚Ｄ１が０．８ｍｍ〜２．５ｍｍとなるように設定されている。但し、中間成形体３２の圧縮永久歪み（ＣＳ）が７０％以下となることがより好ましい。

その後、皮膜工程において、上記シールリップ１２，１３のガラス摺動面となる部位に皮膜部としての摺動層を形成する。本実施形態ではＰＥシート３５を貼り付ける。もちろん、これに限らず、摺動層をウレタン塗膜層等により形成してもよし、摺動層を省略した構成としてもよい。

皮膜工程を経た中間成形体３２は、カッター３８で所定の寸法に裁断され、押出成形体４０となる。

そして、型成形工程において、各押出成形部６〜８に対応する押出成形体４０をそれぞれ図示しない金型装置にセットし、型成形部９，１０を接続成形する。より詳しくは、金型装置を型締めした状態からキャビティ内に未架橋のＥＰＤＭゴムを注入し、充填させる。その後、ＥＰＤＭゴムを架橋し、金型装置を型開きし、ガラスラン４を得る。

以上詳述したように、本実施形態では、架橋方式としてヒドロシリコーン架橋方式を採用しているため、硫黄を用いた加硫方式に比べ架橋時間を短縮することができ、製造ラインの短縮化や生産性の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態における押出成形体４０は、平均肉厚Ｄ１が０．８ｍｍ〜２．５ｍｍのシールリップ１２，１３を備えているため、未架橋状態のゴム材料を立体形状で押出して成形するといった実際の押出成形体の生産に適している。シールリップ１２，１３の平均肉厚が０．８ｍｍ未満の場合には、未架橋状態のゴム材料を立体形状で押出したとしてもその形状を維持することができず、押出成形体４０（シールリップ１２，１３）を生産することは事実上困難となる。逆に、シールリップ１２，１３の平均肉厚が２．５ｍｍを超える場合には、剛性が高くなり過ぎて、シールリップ１２，１３としての適正な機能を確保することが困難となる。

また、本実施形態では、高周波加熱によりヒドロシリコーン架橋を施しているため、熱風加熱に比べて架橋時間を短縮することができ、さらなる製造ラインの短縮化や生産性の向上を図ることができる。

〔第２実施形態〕
以下に、第２実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、ドア３周縁には自動車用シール部材としてウエザストリップ５が装着されている。

図５に示すように、ウエザストリップ５はドア３周縁に沿うようにしてＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）ゴムにより、環状に構成されている。

ウエザストリップ５は、押出成形部５１，５２と型成形部（同図散点模様を付した部分）５３，５４とを備えている。押出成形部５１，５２は、図示しない押出成形機によりほぼ直線状に（長尺状に）形成される。また、型成形部５３，５４は、隣接する押出成形部５１，５２の端縁を連結するようにして所定の金型装置によって形成されている。

図５のＫ−Ｋ線断面図である図６に示すように、ウエザストリップ５は、ドア３周縁の図示しないリテーナに取付けられる基部としての基底部５５、当該基底部５５から延び、内部に中空部５６を有してなる中空状のシール部５７及びシール部５７の基端部から延びるリップ部５８等を備えている。

押出成形部５１，５２となる押出成形体は、上記第１実施形態と同様に製造される。つまり、架橋剤としてＳｉＨ基を１分子中に２個以上有するＳｉＨ基含有化合物が含有されるとともに、白金族元素よりなる反応触媒と反応抑制剤が含有されたエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）ゴムが、押出成形体の材料として使用される。そして、架橋後及び冷却後のシール部５７の平均肉厚Ｄ２が０．８ｍｍ〜２．５ｍｍとなるように設定されている。但し、この押出成形体は、その全体が、ヒドロシリコーン架橋後及び冷却後にスポンジ状（発泡形態）ゴムとなり、その比重が０．５〜０．６となる。

従って、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の作用効果が奏される。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記第１実施形態では、フロントドア３に取付けられるガラスラン４について具体化されているが、リアドアに取付けられるガラスラン等の他のドアに取付けられるガラスランに具体化することもできる。

（ｂ）上記第２実施形態では、フロントドア３外周に取付けられるウエザストリップ５について具体化されているが、リアドア外周に取付けられるウエザストリップ等の他のドアに取付けられるウエザストリップに具体化することもできる。もちろん、ドア３に対応するボディ側の開口部２周縁など、他の部位に取付けられるウエザストリップにも適用できる。

（ｃ）上記各実施形態で使用されるＥＰＤＭゴムは、架橋後の硬度など上記各実施形態の物性に限定されるものではない。

例えば、第１実施形態では、押出成形体４０の全体が架橋後及び冷却後にソリッド状ゴムとなり、その硬度が７０〜９０ＩＲＨＤとなるよう構成されているが、これに限らず、押出成形体４０の全体又はシールリップ１２，１３のみが、架橋後及び冷却後の比重が０．９７〜１．１となる微発泡形態ゴムにより構成されることとしてもよい。

（ｄ）上記実施形態では、高周波加熱によりヒドロシリコーン架橋を施す構成となっているが、加熱方式はこれに限定されるものではなく、例えば熱風加熱であってもよい。但し、高周波加熱の方が架橋時間を短縮する点においてはより好ましい。

自動車を示す斜視図である。 第１実施形態におけるガラスランを示す正面図である。 ガラスランを示す図２のＪ−Ｊ線断面図である。 押出成形体の製造ラインの一部を示す模式図である。 第２実施形態におけるウエザストリップを示す正面図である。 ウエザストリップを示す図５のＫ−Ｋ線断面図である。

符号の説明

１…自動車、３…ドア、４…ガラスラン、１２，１３…シールリップ、４０…押出成形体、Ｄ１…平均肉厚。

Claims (7)

1. 未架橋状態のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴムに、ＳｉＨ基を１分子中に２個以上有するＳｉＨ基含有化合物と、白金族元素よりなる反応触媒と反応抑制剤を含有したものを立体形状で押出し、ヒドロシリコーン架橋して得られた押出成形体であって、
   平均肉厚が０．８ｍｍ〜２．５ｍｍのシール部を備えてなる押出成形体。
2. 前記シール部は、架橋後及び冷却後の硬度が７０〜９０ＩＲＨＤとなる非発泡形態ゴムよりなることを特徴とする請求項１に記載の押出成形体。
3. 前記シール部は、架橋後及び冷却後の比重が０．９７〜１．１となる微発泡形態ゴムよりなることを特徴とする請求項１に記載の押出成形体。
4. 架橋後及び冷却後の前記シール部の表面の少なくとも一部に皮膜部を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の押出成形体。
5. 前記シール部としてシールリップを備えた請求項１乃至４のいずれかに記載の押出成形体を用いた自動車用シール部材。
6. 前記シール部は、架橋後及び冷却後の比重が０．５〜０．６となる発泡形態ゴムよりなることを特徴とする請求項１に記載の押出成形体。
7. 前記シール部として中空状のシール部を備えた請求項１又は６に記載の押出成形体を用いた自動車用シール部材。
   

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