JP2015120366A - ウェルト部材およびウェザーストリップ - Google Patents

Abstract

【課題】単に軽量化を図るのではなく、ウェルト本体部の保持リップ部が変形することを抑制し、所望の保持力が得られるようにしたウェルト部材およびウェザーストリップを提供する。【解決手段】横断面Ｕ字状の取付基部４を有し当該取付基部４の内周面から保持リップ部２が突出したウェルト本体部３１と、保持リップ部２の表面に被覆された被膜部２ａと、を押出し加工により形成する。ウェルト本体部３１には、マイクロカプセルにより発泡した弾性発泡組成物を適用し、その比重が０．６〜１．０となるように設定する。被膜部２ａにおいては、化学発泡剤により発泡した弾性発泡組成物を適用し、比重が０．６〜０．８となるように設定する。被膜部２ａの表面粗さＲｚは２０μｍ〜３０μｍの範囲内となるように設定し、当該被膜部２ａの静摩擦係数は２以上となるように設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車のウェルトボディサイド，ウェザーストリップ等の製品に適用可能なウェルト部材およびそのウェルト部材を用いたウェザーストリップに関するものである。

例えば自動車のウェルトボディサイド，ウェザーストリップ等の製品に利用されているウェルト部材においては、単なる弾性組成物から成るものではなく、弾性を有し内部に気泡が形成された弾性発泡組成物（スポンジゴム等）から成るものを適用する等により、軽量化を図る試みが行われている。

具体例として、横断面Ｕ字状の取付基部を有し当該取付基部の内周面から保持リップ部が突出（例えば斜めに突出）したウェルト本体部が押出し加工により形成されたウェルト部材では、前記ウェルト本体部が、マイクロカプセルに由来して発泡した弾性発泡組成物（以下、カプセル発泡組成物）から成るものが挙げられる（例えば特許文献１）。

カプセル発泡組成物によれば、比較的安定して発泡した微小の気泡（以下、カプセル気泡）が均一に形成されたウェルト本体部が得られるものの、当該カプセル気泡自体はマイクロカプセルの外殻を有した気泡（いわゆる独立気泡）であるため、ウェルト本体部の表面は粗くなって摩擦力が低減、すなわちウェルト本体部の内周面側で受容する受容対象（例えば車体パネル等）を保持する保持力（受容対象を受容して嵌合保持する保持力）が低減してしまうことがある。前記の保持力を高める手法としては、例えば図５に示すように保持リップ部２０の表面にソリッドゴムから成る被膜部２０ａを形成することが知られている（例えば非特許文献１）。

特開平８−２６９２４８号公報

発明協会公開技報公技番号２０１１−５０２５６９号

しかしながら、押出し加工の際に保持リップ部が発泡により膨張するのに対し、被膜部は膨張しない又は膨張し難いため、保持リップ部と被膜部との両者において押出し加工による膨張率の差、すなわち比重の差が大きくなってしまい、保持リップ部が被膜部側に立ち上がるように変形（例えば図５では図示上方に向かって変形）して、所望の保持力が得られない虞がある。

本発明は、前記の課題を解決できるものであって、単に軽量化を図るのではなく、ウェルト本体部の保持リップ部が変形することを抑制し、所望の保持力が得られるようにしたウェルト部材およびウェザーストリップを提供することにある。

この発明に係るウェルト部材およびウェザーストリップは、前記の課題を解決すべく本願発明者の鋭意研究の末に創作された技術的思想である。

具体的に、請求項１に記載の発明のウェルト部材の一態様は、横断面Ｕ字状の取付基部を有し当該取付基部の内周面から保持リップ部が突出したウェルト本体部と、前記保持リップ部の表面に被覆された被膜部と、が押出し加工により形成され、前記ウェルト本体部は、マイクロカプセルにより発泡した弾性発泡組成物から成り比重が０．６〜１．０であって、前記被膜部は、化学発泡剤により発泡した弾性発泡組成物から成り比重が０．６〜０．８であることを特徴とする。この場合において、前記被膜部は、請求項２に記載のように、表面粗さＲｚが２０μｍ〜３０μｍであることが好ましい。また、前記被膜部は、請求項３に記載のように、静摩擦係数が２以上であることが好ましい。

さらに、請求項４に記載の発明のウェザーストリップの一態様は、前記のウェルト部材を備えたウェザーストリップであって、ウェルト本体部の外周面から突出したシール部を有したことを特徴とする。

本発明に係るウェルト部材およびウェザーストリップによれば、ウェルト本体部の保持リップが変形することを抑制し、所望の保持力が得られるようにすることが可能となる。

本実施形態を示す図であって、ボディサイドウェザーストリップの概略説明図。 図１に示したボディサイドウェザーストリップのＡ−Ａ線またはＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。 試料Ｐの概略説明図（図２に相当の拡大断面図）。 試料Ｓの実験例を示す概略説明図。 従来技術を示すボディサイドウェザーストリップの拡大断面図。

本実施形態のウェルト部材およびウェザーストリップは、単にカプセル発泡組成物をウェルト本体部に適用したり、保持リップ部の表面にソリッドゴムから成る被膜部を形成するのではなく、当該ウェルト本体部の比重を０．６〜１．０となるようにし、また、前記被膜部においては、化学発泡剤により発泡した弾性発泡組成物（以下、化学発泡組成物）から成り比重が０．６〜０．８としたものである。

このような本実施形態のウェルト部材やウェザーストリップによれば、ウェルト本体部は、カプセル発泡組成物からなるため比較的安定して発泡した微小のカプセル気泡が均一に形成され、保持リップ部の被膜部は、化学発泡組成物からなるため比較的大きい気泡（以下、化学気泡）が形成されることになる。

これにより、ウェルト部材において軽量化を図ることができると共に、被膜部においては十分な摩擦力が得られ、保持力を向上させることが可能となる。また、ウェルト本体部と被膜部との両者の比重の差を少なくすることができ、保持リップ部を意図した形状に形成し易く、保持力の向上に貢献することができる。

本実施形態のウェルト部材およびウェザーストリップにおいては、前述のようウェルト本体部と被膜部とが形成された構成であれば良く、例えば自動車用部品分野，押出し加工分野等の種々の分野で一般的に知られている技術を適用して適宜変更することが可能であり、その一例として以下に示す各項目の具体例が挙げられる。なお、図１〜図４においては、それぞれ同様のものには同一符号等を用い、その詳細な説明を適宜省略する。

＜項目１；ウェルト部材およびウェザーストリップの構成例＞
図１および図２は、本実施形態のウェルト部材およびウェザーストリップの具体的な一例を説明する図である。まず図１は、自動車の前後のサイドドア開口部の周縁に装着されるウェルト部材を備えたボディサイドウェザーストリップ（以下単にウェザーストリップと称する）の概略図を示し、図２は図１におけるＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線（および後述のＣ−Ｃ線）に沿う自由状態での拡大断面図を示している。

図１に示すように、例えば図外の自動車のサイドドアによって開閉される前後の車体側ドア開口部の開口縁には、図２に示す車体パネル１に形成されたフランジ部１ａが閉ループ状に存在していて、このフランジ部１ａを収容して嵌合保持するかたちで同じく閉ループ状にウェルト部材３０を備えたウェザーストリップ３が装着される。

図２に示すように、ウェザーストリップ３は、横断面Ｕ字状の取付基部４を有し当該取付基部４の内周面から保持リップ部２が突出（図２中では斜め方向に突出）したウェルト本体部３１と、保持リップ部２の表面に被覆されウェルト本体部３１内に受容（開口部４ａ側から受容）されるフランジ部１ａに弾接する被膜部２ａと、が形成されたウェルト部材３０を備え、このウェルト部材３０の取付基部４のうち後述する一方の側壁部９ａに一体に形成されてドアパネル７と弾接することになるシール部としての中空シールリップ５が形成されている。

ウェルト本体部３１の取付基部４は、互いに対向する一対の側壁部９ａ，９ｂ同士をそれらの間に介在する底壁部１０をもって相互に接続することにより、底壁部１０と正対する位置を開口部４ａとして、全体として横断面Ｕ字状に形成されているもので、取付基部４には当該取付基部４と略相似形をなす芯材（例えば樹脂や金属製の芯材）１２が埋設されている。

側壁部９ｂは車体取付時に車室内側に位置し、その内壁面には反対側の側壁部９ａに向かって保持リップ部２が斜めに突出して形成されているとともに、反対側の側壁部９ａ、すなわち車体取付時に車室外側に位置することになる側壁部９ａの内壁面には二段にわたって保持ビード１９ａ，１９ｂが突出形成されている。これらの保持リップ部２および保持ビード１９ａ，１９ｂは、ウェザーストリップ３の車体装着時に一対の側壁部９ａ，９ｂ同士による挟持力（保持力に相当）を受けてフランジ部１ａに圧接（保持リップ部２においては例えば被膜部２ａを介して圧接）し、これをもってウェザーストリップ３はフランジ部１ａに嵌合保持される。

側壁部９ｂと底壁部１０とのなす外側コーナー部１８ｂからは、内装材たるトリム８の端末部を隠蔽するカバーリップ６が車室内側に向けて突出形成されている。また、側壁部９ａの外側面には、当該側壁部９ａを共有する形で中空シールリップ５が一体に形成されている。

＜項目２；ウェルト部材の組成の一例＞
ウェルト部材３０は、例えばＥＰＤＭ（エチレン‐αオレフィン・ジエン共重合体）等のゴムや当該ゴムにオレフィン系樹脂を配合した熱可塑性エラストマーが含まれた組成物であって、マイクロカプセルにより発泡してカプセル気泡が形成され比重が被膜部２ａと近似（０．６〜１．０の範囲内）したカプセル発泡組成物であれば、種々のものを適用することが可能である。

ＥＰＤＭを適用する場合においては、α‐オレフィンとして、例えばポリプロピレン、１‐ブテン、１‐ペンテン、１‐ヘキセン、４‐メチル‐１‐ペンテン、１‐オクテン等が挙げられ、これらα‐オレフィン群のなかから複数のものを選択し、例えばプロピレンと１‐ブテンの如く組み合わせて使用することが挙げられる。また、ポリエン共重合体が５‐エチリデン‐２‐ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、５‐ビニル‐２‐ノルボルネン、ノルボルナジエン、メチルテトラヒドロインデン等の環状の非共役ポリエンであるものや、１，４ヘキサジエン、７‐メチル‐１，６‐オクタジエン、４‐エチリデン‐８‐メチル‐１，７‐ノナジエン、４‐エチリデン‐１，７‐ウンデカジエン、４，８‐ジメチル‐１，４，８‐デカトリエン等の鎖状の非共役ポリエンであるものが挙げられる。これら各非共役ポリエンは、単独、または２種類以上組み合わせたものも挙げられる。

オレフィン系樹脂を適用する場合には、例えばエチレンの単独重合体や、エチレン，プロピレン等を主体とする結晶性の共重合体を用いることが挙げられる。具体例として、高密度ポリエチレン，低密度ポリエチレン，エチレン・ブテン−１共重合体の結晶性エチレン系共重合体，アイソタクチックポリプロピレン，プロピレン−エチレン共重合体，プロピレン・ブテン−１共重合体，プロピレン・エチレン・ブテン−１三元共重合体等や、ポリプロピレン系重合体が挙げられる。

マイクロカプセルにおいては、例えば熱膨張性カプセルのように、押出し加工工程にて膨張しカプセル気泡を形成し得るものが挙げられる。例えば、加熱（押出し加工工程の熱）により気体を発生し得る液体（揮発性膨張剤；例えば、低沸点の炭化水素，塩素化炭化水素）を熱可塑性樹脂の殻壁（例えば、球状の殻壁）内に充填したもの（熱膨張性の熱可塑性樹脂粒子）であって、その液体が膨張開始温度以上の温度（例えば、１５０℃〜２５０℃）の加熱（例えば、押出し温度での加熱）により膨張し、目的とするウェルト部材内にてカプセル気泡（熱膨張セル）を形成する液体封入熱可塑性樹脂粒子が挙げられる。カプセル気泡は、目的とするウェルト部材に応じた大きさのものが形成されるようにするが、例えば自動車用のウェザーストリップ製品の場合はカプセル気泡の平均セル径が３０μｍ〜２００μｍのものが挙げられる。

マイクロカプセルの殻壁を構成する熱可塑性樹脂の成分としては、（メタ）アクリルニトリル重合体や、（メタ）アクリルニトリルを多く含有する重合体が挙げられ、それら重合体に対するモノマー（いわゆる相手側のモノマー；コモノマー）として、ハロゲン化ビニル，ハロゲン化ビニリデン，スチレン系モノマー，（メタ）アクリレート系モノマー，酢酸ビニル，ブタジエン，ビニルピリジン，クロロプレン等のモノマーが挙げられる。

マイクロカプセル内に充填される液体（揮発性膨張剤）としては、例えばｎ‐ペンタン，イソペンタン，ネオペンタン，ブタン，イソブタン，ヘキサン，石油エーテル等の炭化水素類や、塩化メチル，ジクロロエチレン，トリクロロエタン，トリクロルエチレン等の塩素化炭化水素類が挙げられる。更なる具体例としては大日精化工業社製のダイフォームＶ３０７−Ｔ等が挙げられる。

カプセル発泡組成物の比重においては、カプセル発泡組成物の使用材料（ゴム，熱可塑性エラストマー，マイクロカプセル等）を適宜設定する等により、所望の比重に調整することが可能であり、目的とするウェルト部材３０の被膜部２ａの比重に合わせて設定することが挙げられる。

＜項目３；被膜部やシール部の一例＞
被膜部２ａやシールリップ５は、前述のウェルト部材３０やシールリップ５と同様に例えばＥＰＤＭ等のゴムや当該ゴムにオレフィン系樹脂等を配合した熱可塑性エラストマーが含まれた組成物であって、化学発泡剤により発泡し化学気泡が形成された化学発泡組成物から成り比重が０．６〜０．８であれば、種々のものを適用することが可能である。

化学発泡剤においては、例えばアゾジカルポンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド（ＯＢＳＨ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジッド（ＴＳＨ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム等を用いることが挙げられる。また、これらの２種以上を適宜使用することも可能であり、これらに加えて発泡助剤を用いてもよい。更なる具体例としては永和化成社製のネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ等が挙げられる。

化学発泡組成物の比重においては、化学発泡組成物の使用材料（ゴム，熱可塑性エラストマー，マイクロカプセル等）を適宜設定する等により、所望の比重に調整することが可能であり、例えば目的とするウェルト部材３０の保持リップ部２の比重に合わせて設定することが挙げられる。

＜項目４；製法の一例＞
図１，図２に示すようなウェザーストリップ３は、一般的に知られている押出し加工法を適宜適用することにより作製することができ、例えば図外の押出機の口金に芯材１２挿入し、この芯材１２を送り出しながら、その芯材１２の周りにウェザーストリップ３の使用材料を押出し加工（例えば二重押出成形法のもとで押出加工）することにより、図２に示すような横断面形状を有するウェザーストリップ３が成形されることになる。

＜実験例＞
ここで、図４に示したように１００ｍｍ長のウェルト部材の試料Ｓを、前述した各項目１〜４に基づいて種々の条件で作製し、その試料Ｓを厚さ１．５ｍｍのフランジ部１ａに装着してから図４の矢印Ｘ方向に荷重を掛け、当該試料ＳがＸ方向にスライドし始めた際に要したスライド力をそれぞれ測定した。なお、試料Ｓにおいては、図４のＣ−Ｃ線断面形状が図２においてドアパネル７およびトリム８が無い状態のものとする。また、試料Ｓのウェルト部材３０においては、マイクロカプセルとして大日精化工業社製のダイフォームＶ３０７−Ｔを含んだカプセル発泡組成物から成るものとし、比重が０．６〜１．０の範囲となるように設定した。また、試料Ｓの被膜部２ａやシールリップ５においては、化学発泡剤として永和化成社製のネオセルボンＮ＃１０００ＳＷを含んだ化学発泡組成物から成るものとし、比重が０．６〜０．８の範囲となるように設定した。

前記の測定の結果、試料Ｓは、約２５Ｎ／１００ｍｍのスライド力でスライドしたことが判った。また、前記のようなスライド力でスライドした試料Ｓにおいて、ウェルト部材３０に着目して観測したところ、表面粗さＲｚが５５〜６５μｍで、静摩擦係数が１．７以下であることが判った。また、保持リップ部２に着目して観測したところ、当該保持リップ部２において変形が観られず所望の形状に形成されていたことを確認できた。さらに、保持リップ部２に形成された被膜部２ａやシールリップ５に着目して観測したところ、表面粗さＲｚが２０〜３０μｍで、静摩擦係数が２以上であることが判った。

なお、比較例として、試料Ｓと同様の形状であって、図３に示すように保持リップ部２に被膜部２ａを設けない試料Ｐを作製し、その試料Ｐについて試料Ｓと同様の測定を行ったところ、約１３Ｎ／１００ｍｍのスライド力でスライドしたことが判った。すなわち、試料Ｐにおいては、保持力が低下することが確認できた。

以上示した結果から、試料Ｓのようなウェルト部材およびウェザーストリップによれば、ウェルト部材にカプセル発泡組成物を適用したことにより軽量化を図ることができ、試料Ｐと比較すると、ウェルト本体部の保持リップ部が意図しない形状に変形することを抑制でき、良好な保持力が得られることを判明した。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、本実施形態では、保持リップ部および被膜部を一つのみ形成した具体例を説明したが、それら保持リップ部および被膜部をウェルト本体部に対して複数個適宜形成した構成であっても、本実施形態で説明したものと同様の作用効果を奏することは明らかである。

２…保持リップ部
２ａ…被膜部
３…ウェザーストリップ
３０…ウェルト部材
３１…ウェルト本体部
４…取付基部
５…中空シールリップ（シール部）
１２…芯材

Claims (4)

1. 横断面Ｕ字状の取付基部を有し当該取付基部の内周面から保持リップ部が突出したウェルト本体部と、前記保持リップ部の表面に被覆された被膜部と、が押出し加工により形成され、
   前記ウェルト本体部は、マイクロカプセルにより発泡した弾性発泡組成物から成り比重が０．６〜１．０であって、前記被膜部は、化学発泡剤により発泡した弾性発泡組成物から成り比重が０．６〜０．８であることを特徴とするウェルト部材。
2. 前記被膜部は、表面粗さＲｚが２０μｍ〜３０μｍであることを特徴とする請求項１記載のウェルト部材。
3. 前記被膜部は、静摩擦係数が２以上であることを特徴とする請求項１記載のウェルト部材。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のウェルト部材を備えたウェザーストリップであって、ウェルト本体部の外周面から突出したシール部を有したことを特徴とするウェザーストリップ。

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