JP2008279787A - Molding for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車用モールディング、例えばサイドドアのウエスト部(ベルトライン)に装着されるドアウエストモール(ベルトラインモール)や、ルールサイド部に装着されるルーフモール、あるいはウインドシールドガラスの周囲に装着されるウインドモール等に代表される長尺な自動車用モールディングに関し、特に長手方向での収縮や膨張による寸法変化を考慮した自動車用モールディングの構造に関するものである。 The present invention is mounted around an automobile molding, for example, a door waist molding (belt line molding) attached to a waist portion (belt line) of a side door, a roof molding attached to a rule side portion, or a windshield glass. In particular, the present invention relates to a structure of an automobile molding that takes into account dimensional changes due to contraction and expansion in the longitudinal direction.
この種の自動車用モールディングにあっては、モール本体部のほかに例えば加飾のための表皮層や保護層あるいは各種のリップ類等を有しているのが一般的であるが、特にモール本体部にあっては、それ自体の軽量化やリサイクル容易性等を考慮して、内部に金属製の芯材を埋設するのに代えて、特許文献1〜3に記載のように、それ自体を例えばポリプロピレン等のオレフィン系熱可塑性樹脂あるいはスチレン系熱可塑性樹脂にて成形する際に、耐候性を考慮して雲母、タルク、ガラス繊維等の粉体状またはフィラー状の無機系補助材料を配合した複合材料が使用されている。特にタルクを配合したポリプロピレンはタルクPPと称されて、モール本体部の材料として多用されつつある。
しかしながら、いわゆるタルクPPに代表されるような複合材料は、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動による収縮の発生が顕著であり、モールディングとして車体に装着した後にモール本体部の本来の機能が損なわれたり、外観不良等の二次的不具合が発生しやすい。 However, in composite materials represented by so-called talc PP, shrinkage due to changes in environmental load conditions such as a thermal cycle is remarkable, and the original function of the molding body is impaired after being mounted on the vehicle body as a molding. Or secondary defects such as poor appearance are likely to occur.
かかる二次的不具合の対策として、モールディングとして完成した後にアニール処理を施すことである程度収縮を抑制することは可能ではあるが、収縮が実用上問題ない程度に収束するまで処理しようとすると、処理時間が極端に長くなり、生産性が著しく低下することとなって好ましくない。 As a countermeasure against such secondary defects, it is possible to suppress the shrinkage to some extent by performing annealing after completion as a molding, but if processing is attempted until the shrinkage converges to a practical level, the processing time Becomes extremely long, and the productivity is remarkably lowered.
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ長時間のアニール処理を施すことなしに成形後の収縮を大幅に抑制することを可能とした自動車用モールディングの構造を提供するものである。 The present invention has been made paying attention to such problems, and in particular, provides an automotive molding structure capable of significantly suppressing shrinkage after molding without performing a long-time annealing treatment. Is.
請求項1に記載の発明は、本体部分がオレフィン系熱可塑性樹脂からなる長尺な自動車用モールディングにおいて、本体部分が、有機系フィラーを30〜50wt%含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の内層と、無機系フィラーを30〜50wt%含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の外層と、からなり、内層の全周を外層で被覆してあることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a long automotive molding in which the main body portion is made of an olefinic thermoplastic resin, and the main body portion includes an inner layer of an olefinic thermoplastic resin containing 30 to 50 wt% of an organic filler, And an outer layer of an olefin-based thermoplastic resin containing 30-50 wt% of an inorganic filler, wherein the entire circumference of the inner layer is covered with the outer layer.
それぞれのフィラーの含有量を30〜50wt%としているのは、30wt%未満では線膨張係数が大きくなりすぎるために長尺なモールディングには不向きであり、また50wt%を超えると比重が高すぎ、耐衝撃性も低下するために同様にモールディングには不向きであるためである。 The reason why the content of each filler is 30 to 50 wt% is that it is not suitable for long molding because the linear expansion coefficient is too large if it is less than 30 wt%, and the specific gravity is too high if it exceeds 50 wt%, This is because the impact resistance is also lowered, so that it is not suitable for molding.
上記有機系フィラーは、請求項2に記載のように植物由来のものであることが望ましく、より具体的には、請求項3に記載のように、有機系フィラーは木粉、紙粉およびセルロースのうちの少なくともいずれか一つとし、無機系フィラーは炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイトのうちの少なくともいずれか一つとする。もちろん、有機系フィラーおよび無機系フィラーは、それぞれに二種以上のものを混ぜて使用することもできる。
The organic filler is desirably derived from a plant as described in
また、オレフィン系熱可塑性樹脂としては、請求項4に記載のように、特に成形性およびコストの面でポリプロピレンが望ましい。 As the olefinic thermoplastic resin, as described in claim 4, polypropylene is particularly desirable in terms of moldability and cost.
ここで、請求項1,2に記載の発明において、有機系フィラーと無機系フィラーとの組み合わせとしたのは、木粉等の有機系フィラーは冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動により膨張性を呈する特性があるのに対して、先に例示したタルク等の無機系フィラーは冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動により収縮する特性があるためである。
Here, in the inventions according to
この場合において、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合の収縮と膨張のバランスを考慮すると、請求項5に記載のように、外層と内層との断面積比が例えば1:2であることがより望ましく、また、請求項6に記載のように、本体部分の長手方向に直交する断面において、内層の重心位置と外層の重心位置とを一致させてあることが、収縮しようとする力の中心と膨張しようとする力の中心とを合わせてモールディングの反りの発生を抑制する上でより望ましい。
In this case, considering the balance between shrinkage and expansion when subjected to fluctuations in environmental load conditions such as a thermal cycle, the cross-sectional area ratio between the outer layer and the inner layer is, for example, 1: 2 as described in
したがって、少なくとも請求項1に記載の発明では、モールディングの本体部分の内層が膨張性を有する有機系フィラーを含有したオレフィン系熱可塑性樹脂であるのに対して、同じく本体部分の外層が収縮性を有する無機系フィラーを含有したオレフィン系熱可塑性樹脂であることから、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合に、モールディングの本体部分における収縮と膨張とが相殺され、経年変化または経時変化による長手方向での寸法変化を大幅に抑制することができる。同時に、内層の全周を外層が被覆していることにより、収縮と膨張の差による断面形状の変化をも抑制することができ、結果として長手方向での反りの発生も抑制できるようになる。 Therefore, in at least the invention of claim 1, the inner layer of the molding main part is an olefin-based thermoplastic resin containing an expandable organic filler, while the outer part of the main part is also shrinkable. Because it is an olefin-based thermoplastic resin containing an inorganic filler, the shrinkage and expansion of the molding body are offset when subjected to fluctuations in environmental load conditions such as cooling and cooling cycles. Dimensional change in the longitudinal direction due to can be greatly suppressed. At the same time, since the outer layer covers the entire circumference of the inner layer, a change in the cross-sectional shape due to the difference between shrinkage and expansion can be suppressed, and as a result, the occurrence of warpage in the longitudinal direction can also be suppressed.
請求項1〜4に記載の発明によれば、膨張性を有する有機系フィラーと収縮性を有する無機系フィラーとの相殺効果のために、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けたとしても長手方向および断面形状共にその寸法変化がきわめて小さく、経年変化または経年時化による長尺なモールディングの寸法変化を大幅に抑制することができる。 According to the first to fourth aspects of the present invention, even if the environmental load conditions such as the thermal cycle are affected by the offset effect between the expandable organic filler and the shrinkable inorganic filler, The dimensional change in both the longitudinal direction and the cross-sectional shape is extremely small, and the dimensional change of a long molding due to secular change or aging can be greatly suppressed.
請求項5に記載の発明によれば、外層と内層との断面積比を特定の割合とすることで、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合の収縮と膨張のバランスをとることができ、上記寸法変化を抑制する上で一段と有利となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the balance between shrinkage and expansion when subjected to fluctuations in environmental load conditions such as a thermal cycle is achieved by setting the cross-sectional area ratio between the outer layer and the inner layer to a specific ratio. This is more advantageous in suppressing the above dimensional change.
請求項6に記載の発明によれば、上記のような膨張性を有する有機系フィラーと収縮性を有する無機系フィラーとの相殺効果を得るに際して、収縮しようとする力の中心と膨張しようとする力の中心とを合わせることができるため、モールディングの反りの発生を一段と抑制できる利点がある。 According to the sixth aspect of the present invention, in order to obtain an offset effect between the organic filler having the expandability and the inorganic filler having the contractibility as described above, the center of force to be contracted and the center of the force to be contracted are to be expanded. Since the center of force can be matched, there is an advantage that the occurrence of molding warpage can be further suppressed.
図1は本発明に係る自動車用モールディングのより具体的な実施の形態を示す図で、ドアウエスト部(ベルトライン)に装着されるドアウエストモール(ベルトラインモール)1の例を示している。 FIG. 1 is a view showing a more specific embodiment of an automobile molding according to the present invention, and shows an example of a door waist molding (belt line molding) 1 attached to a door waist portion (belt line).
ドアウエストモール1は、図1の断面形状が長手方向で均一な長尺状のものとして形成されているとともに、平板状の脚部3とその脚部3の一端から湾曲形成されたカバー部4とで略鉤形状に屈曲した本体部分たる本体部2が形成されている。脚部3とカバー部4の内側面には相互に正対する位置に保持ビード部5と保持リップ6とがそれぞれ二段にわたり一体に突出形成されていて、さらに、カバー部4は表皮層7で覆われているとともに、カバー部4の先端にはパネルリップ8が突出形成されている。そして、保持ビード部5と保持リップ6とでドアウエスト開口部において図示外のドアアウタパネルを嵌合保持することになるとともに、パネルリップ8がドアアウタパネルに圧接することになる。
The door waist molding 1 is formed so that the cross-sectional shape of FIG. 1 is a uniform long shape in the longitudinal direction, and a flat leg portion 3 and a cover portion 4 that is curved from one end of the leg portion 3. And a
他方、脚部3の外側面には上下二段にわたりシールリップ9が一体に突出形成されているとともに、補助リップ10が一体に突出形成されていて、シールリップ9は図示外のドアガラスに直接弾接するものであるために、ドアガラスと摺動する部分には植毛層11が形成されている。
On the other hand, a seal lip 9 is integrally formed on the outer surface of the leg 3 in two upper and lower stages, and an
ここで、上記のように脚部3とカバー部4とからなる本体部2は、内層12aとその内層12aの全周を覆う外層12bとで形成されていて、脚部3は周長方向のどの位置においてもいわゆる三層のサンドウィッチ構造となっているとともに、表皮層7で覆われたカバー部4が4層構造となっている。このような断面構造のドアウエストモール1は公知の同時押出成形法によって成形される。
Here, as described above, the
上記本体部2は内層12aと外層12bとで材質が異なる異種材料の組み合わせにより複合構造となっており、内層12aは、マトリクス樹脂であるオレフィン系熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンにいわゆる植物由来の有機系フィラーとして木粉、紙粉およびセルロースのうちの少なくともいずれか一つを単独で30〜50wt%含有した樹脂材料で形成されているのに対して、外層12bは、同じくマトリクス樹脂であるオレフィン系熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンに無機系フィラーとして炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイトのうちの少なくともいずれか一つを単独で30〜50wt%含有した樹脂材料で形成されている。
The
なお、シールリップ9や補助リップ10のほか、保持リップ6、保持ビード部5およびパネルリップ8は、例えば硬さが60A〜80Aのオレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマーをもって形成されている。また、表皮層7はカバー部4と親和性の良い熱可塑性樹脂あるいは加飾フィルムをもって構成される。
In addition to the seal lip 9 and the
先に述べたように、炭酸カルシウム、タルクおよびワラストナイト等の無機系フィラーを含有したポリプロピレンで形成された外層12bは、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合に収縮するいわゆる収縮性を有しているのに対して、木粉、紙粉およびセルロース等の植物由来の有機系フィラーを含有したポリプロピレンで形成された内層12aは、冷熱サイクル等の環境負荷条件の変動を受けた場合に膨張するいわゆる膨張性を有している。そして、本実施の形態では、収縮性を有する外層12bと膨張性を有する内層12aとを積極的に併用しつつこれらを積層構造にて一体成形することで、収縮しようとする力と膨張しようとする力を相殺し、もって製品としてのドアウエストモール1の経年変化または経時変化による寸法変化の抑制を図っている。
As described above, the
また、内層12aの全周を覆っている外層12bの厚みを均一なものとし、実質的に内層12aの輪郭形状と外層12bの輪郭形状とを相似形のものとしてあるとともに、外層12bと内層12aとの断面積比の設定をもって上記寸法変化を抑制するべく、それぞれの材料の初期弾性率、収縮率、膨張率等を考慮し、収縮しようとする力と膨張しようとする力が釣り合って内外層12a,12bの肉厚のバランスをとれるように、その外層12bと内層12aとの断面積比を所定の値に設定してある。より具体的には、外層12bの初期弾性率に収縮率および断面積を乗じたものと、内層12aの初期弾性率に膨張率および断面積を乗じたものとが、互いにほぼ等しくなるように設定する。
Further, the thickness of the
ここでは、外層12bと内層12aとの断面積比を例えば1:2に設定してあり、もって図1の断面形状において内層12aの重心位置と外層12bの重心位置とを一致もしくはほぼ一致させてある。これは、先に述べた収縮しようとする力と膨張しようとする力の相殺をもって図1の断面形状においてもその寸法変化を抑制し、もってドアウエストモール1の長手方向での反りの発生を抑制しようとすることに基づいている。
Here, the cross-sectional area ratio between the
ただし、有機系フィラーの含有量と無機系フィラーの含有量との組み合わせによっては、外層12bと内層12aとの断面積比は先に例示した1:2に限定されるものではないことは言うまでもない。
However, it goes without saying that the cross-sectional area ratio between the
また、有機系であるか無機系であるかにかかわらずそれぞれのフィラーの含有量を30〜50wt%としているのは、30wt%未満では線膨張係数が大きくなりすぎるために長尺なドアウエストモール1には不向きであり、また50wt%を超えると比重が高すぎ、耐衝撃性も低下するために同様にドアウエストモール1には不向きであるからである。 In addition, the content of each filler is set to 30 to 50 wt% regardless of whether it is organic or inorganic, because the linear expansion coefficient becomes too large if it is less than 30 wt%. This is because it is not suitable for the door waist molding 1 because the specific gravity is too high and the impact resistance is lowered when it exceeds 50 wt%.
表1には、無機系フィラーを含有したポリプロピレンを幅寸法が35mmで厚みが2mmのテストピースに押出成形し、それを供試体として熱サイクル試験を行った場合の寸法変化を示す。 Table 1 shows changes in dimensions when a polypropylene containing an inorganic filler is extruded into a test piece having a width dimension of 35 mm and a thickness of 2 mm, and a thermal cycle test is performed using the test piece as a test piece.
同様に、表2には、有機系フィラーを含有したポリプロピレンを幅寸法が35mmで厚みが2mmのテストピースに押出成形し、それを供試体として熱サイクル試験を行った場合の寸法変化を示す。なお、上記熱サイクル試験は、−30℃×4hr→23℃×30min→80℃×4hrを1サイクルとして、20サイクル行った。 Similarly, Table 2 shows dimensional changes when a polypropylene containing an organic filler is extruded into a test piece having a width dimension of 35 mm and a thickness of 2 mm, and a thermal cycle test is performed using the test piece as a test piece. The thermal cycle test was performed for 20 cycles, with -30 ° C. × 4 hr → 23 ° C. × 30 min → 80 ° C. × 4 hr as one cycle.
表1,2から明らかなように、無機系フィラーであるタルク、炭酸カルシウムおよびワラストナイトはいずれも同じような収縮性を呈しており、フィラー添加量が増大するのに伴い収縮率が低下する傾向にある。他方、植物由来の有機系フィラーであるセルロース、木粉および紙分はいずれも同じような膨張性を呈しているものの、フィラー添加量の増減によっても膨張率が大きく変動しない傾向にある。 As is clear from Tables 1 and 2, talc, calcium carbonate, and wollastonite, which are inorganic fillers, all exhibit similar shrinkage, and shrinkage decreases as the amount of filler added increases. There is a tendency. On the other hand, cellulose, wood flour, and paper, which are plant-derived organic fillers, all exhibit similar expansibility, but there is a tendency that the expansion rate does not fluctuate greatly even if the amount of filler added is increased or decreased.
本発明者は、内外層12a,12bのマトリクス樹脂をポリプロピレンとした上で、内層12aに含まれる有機系フィラーと外層12bに含まれる無機系フィラーとの組み合わせのほか、それらの添加量、断面積比を種々変化させて図1に示すような断面形状のドアウエストモール1を押出成形した。そして、それらのドアウエストモール1の熱サイクル試験を行った。熱サイクル試験の条件は先の場合と同じとした。その結果を表3に示す。
The present inventor uses polypropylene as the matrix resin for the inner and
表3の比較例は、従来品と同等のものであり、内外層12a,12bの区別なく無機系フィラーであるタルクを30wt%含有したポリプロピレンで押出成形したものである。
The comparative example in Table 3 is equivalent to the conventional product, and is extruded with polypropylene containing 30 wt% of talc, which is an inorganic filler, without distinction between the inner and
実施例1,2は、外層12bに含まれることになる無機系フィラーであるタルクと内層12aに含まれることになる有機系フィラーであるセルロースとの組み合わせ、およびその含有量(添加量)は50/40で共に同じであるが、内外層12a,12bの断面積比を変えてある。この実施例1,2から明らかなように、タルクとセルロースの組み合わせでは、比較例に比較してドアウエストモール1としての収縮率が大幅に小さくなるとともに、外層12bと内層12aとの断面積比を1:1とした場合に比べてその断面積比を1:2とした場合の方がドアウエストモール1としての収縮率が一段と小さくなる。
In Examples 1 and 2, the combination of talc, which is an inorganic filler to be included in the
実施例2〜6では、外層12bに含まれることになる無機系フィラーであるタルクと内層12aに含まれることになる有機系フィラーであるセルロースとの組み合わせは共に同じであるが、両者の含有量を30〜50wtパーセントの範囲で変化させている。無機系であるか有機系であるかにかかわらずフィラー含有量が相対的に少ない実施例3では、ドアウエストモール1としての収縮率が唯一他に比べて大きくなる傾向にあるものの、それ以外の各実施例ではドアウエストモール1としての収縮率が大幅に小さくものとなる。ただし、実施例3の場合でも従来よりも低比重の材料でドアウエストモール1を成形することができるので、特にモール単体の軽量化の上では有利となる。
In Examples 2 to 6, the combination of talc, which is an inorganic filler to be included in the
実施例7〜10は、逆に無機系フィラーと有機系フィラーそれぞれの含有量は同じであるものの、外層12bに含まれることになる無機系フィラーと内層12aに含まれることになる有機系フィラーそのものの組み合わせを変えている。いずれの場合にも大幅に収縮率が低下することが理解できる。
In Examples 7 to 10, on the contrary, although the contents of the inorganic filler and the organic filler are the same, the inorganic filler to be included in the
このように、各実施例、特に実施例3,4以外の場合にはその収縮率が0.01〜0.03%程度となって、ほぼ0に近付けることが可能である。これは、ドアウエストモール1を車両に装着した場合に、経年変化によっても長手方向端部での位置ずれが発生しないばかりでなく、ドアパネルとの間に隙間や段差が発生することがないことを意味しており、実用上きわめて有益である。 Thus, in each of the examples, particularly in cases other than Examples 3 and 4, the shrinkage rate is about 0.01 to 0.03%, which can be close to zero. This is because when the door waist molding 1 is mounted on a vehicle, not only does the positional deviation at the longitudinal end portion not occur due to secular change, but also there is no gap or step between the door panel. Meaning and is very useful in practice.
図2は本発明の第2の実施の形態を示し、車体のルーフに装着されることになるルーフモール21に適用した場合の例を示しており、図1と共通する部分には同一符号を付してある。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, showing an example in which the present invention is applied to a
このルーフモール21では、図示外のルーフパネルとボデイサイドとの接合部に形成される凹状の溝部に嵌合されるものであり、頭部23の意匠面となる表皮層25がルーフパネルとほぼ面一となるように溝部に嵌合保持される。そして、保持リップ26を含む頭部23および同じく保持リップ27を含む脚部24がオレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマーをもって形成されるの対して、頭部23と脚部24の間に介在する本体部分たるモール本体部22が図1と同様に無機系フィラーと有機系フィラーとを使い分けた内層12aと外層12bとで形成されている。
The
したがって、この第2の実施の形態においても先の第1の実施の形態と同様の効果が得られることになる。 Therefore, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、本発明は、先に例示したドアウエストモール、ルーフモールおよびウインドモール以外の同種のモール類にも同様に適用できることは言うまでもない。 In addition, it cannot be overemphasized that this invention is applicable similarly to the same kind of malls other than the door waist molding, roof molding, and wind molding which were illustrated previously.
1…ドアウエストモール
2…本体部(本体部分)
3…脚部
4…カバー部
6…保持リップ
7…表皮層
9…シールリップ
11…植毛層
12a…内層
12…外層
21…ルーフモール
22…モール本体部(本体部分)
23…頭部
24…脚部
25…表皮層
1 ...
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Leg part 4 ... Cover part 6 ... Holding
23 ...
Claims (6)
本体部分が、有機系フィラーを30〜50wt%含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の内層と、無機系フィラーを30〜50wt%含有するオレフィン系熱可塑性樹脂の外層と、からなり、
内層の全周を外層で被覆してあることを特徴とする自動車用モールディング。 In long automotive moldings where the body is made of olefinic thermoplastic resin,
The main body portion is composed of an inner layer of an olefinic thermoplastic resin containing 30-50 wt% of an organic filler, and an outer layer of an olefinic thermoplastic resin containing 30-50 wt% of an inorganic filler,
An automotive molding characterized in that the entire circumference of the inner layer is covered with the outer layer.
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JP2010163067A (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Nishikawa Rubber Co Ltd | Weather strip for automobile |
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