JP2020152123A - 乗物用シール部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粘着層がシール部品本体に強く接着して剥離しにくく、また、乗物の曲面等の複雑形状の部材に貼り付けるときに形状追随が容易であり、貼り付け作業の機械化・自動化が可能になる乗物用シール部品を提供する。【解決手段】 ウエザストリップ本体２と、ウエザストリップ本体２の被着面５と乗物の部材との間に介在して該被着面５を該部材に貼り付ける貼付構造６とを有する乗物用シール部品において、ウエザストリップ本体２の少なくとも被着面５は、オレフィン系ゴムからなり、貼付構造６は、被着面５上に形成された水接触角が７０°以下である改質面７と、改質面７上に接着されたスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含む組成物からなる粘着層８とから構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、乗物の部材に貼り付けられて、該部材と他部材との間をシールする乗物用シール部品に関するものである。

図３（ａ）は、乗物用シール部品の一例である車両用ウェザストリップを示しており、中空シール部とトリム部とを有するウェザストリップ本体と、トリム部の被着面と乗物の部材との間に介在して該被着面を該部材に貼り付ける貼付構造とを有するタイプである。貼付構造としては、被着面に塗布形成したプライマ層と、プライマ層に接着した両面接着テープとからなるものが多い（特許文献１）。

両面接着テープは、支持体（支持用樹脂テープ）の両面にアクリル系接着剤が積層されてなるものが一般的である。支持体は、撓みの抵抗となり、特に幅方向には撓みにくい。このため、シール部品を車両の曲面等の複雑形状の部材に貼り付けるときに、両面接着テープの抵抗で形状追随が困難なことがあり、両面接着テープを短く切って複数個に分けることが必要となっていた。

また、ウェザストリップ等の車両用シール部品は、 耐候性・耐熱性・耐寒性に優れ、比重が小さいという特徴があるオレフィン系エラストマーで形成されたものが多い。しかし、オレフィン系エラストマーからなる被着面には、接着に寄与する官能基が少なく、接着剤との相互作用が小さいため、該被着面に直に両面接着テープを接着しようとしてもアクリル系接着剤との充分な接着力が得られない。そこで、図３（ｂ）に示すように、被着面をイソプロピルアルコール等の溶剤で洗浄（脱脂）してから、上記のとおりプライマ層を塗布形成して、アクリル系接着剤との接着力を向上させている。溶剤洗浄は、溶剤（イソプロピルアルコール）を含ませたウエスを用いて被着面の油脂等の汚れを手作業で拭き取ることにより行っていた。プライマ塗布は、溶剤を含むプライマ液を被着面に手作業で刷毛塗りすることにより行っていた。

オレフィン系エラストマーがオレフィン系樹脂の場合には、溶剤洗浄及びプライマ塗布でなくても、コロナ放電処理やプラズマ処理などの表面改質処理を施すことで、両面接着テープを接着できるとの報告がある（特許文献２）。

しかし、オレフィン系エラストマーがオレフィン系ゴム（ＥＰＤＭ等）の場合は、やはり溶剤洗浄及びプライマ塗布をしないと、アクリル系の両面接着テープを充分な接着力で接着することができないため、手作業に手間と時間がかかり、工程が多く高コストであった。また、溶剤は作業環境を悪化させる。

特開２００１−１８０２６９号公報 特開２０１７−１２８６８３号公報

そこで、本発明の目的は、粘着層がシール部品本体に強く接着して剥離しにくく、また、乗物の曲面等の複雑形状の部材に貼り付けるときに形状追随が容易であり、貼り付け作業の機械化・自動化が可能になる乗物用シール部品を提供することにある。

本発明の別の目的は、貼付構造を機械により自動的に作業可能な表面改質処理と粘着層の接着とで設けることができ、工程を簡素化でき、加工費を低減できる乗物用シール部品の製造方法を提供することにある。

（１）乗物用シール部品
シール部品本体と、シール部品本体の被着面と乗物の部材との間に介在して該被着面を該部材に貼り付ける貼付構造とを有する乗物用シール部品において、
シール部品本体の少なくとも被着面は、オレフィン系ゴムからなり、
貼付構造は、被着面上に形成された水接触角が７０°以下である改質面と、改質面上に接着されたスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含む組成物からなる粘着層とから構成されることを特徴とする乗物用シール部品。

［作用］
オレフィン系ゴムからなる被着面は粘着剤との相互作用が小さいが、被着面上に水接触角７０°以下の改質面を有することと、粘着層がスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含むことにより、粘着層は改質面を介して被着面に対して強く接着する。
粘着層は、支持体（支持用樹脂テープ）を含まないため、厚さ方向のみならず幅方向にも撓みやすい。このため、両面接着テープを乗物の部材の曲面等の複雑形状に貼り付けるときに形状追随が容易であり、貼り付け作業の機械化・自動化が可能になる。

（２）乗物用シール部品の製造方法
シール部品本体と、シール部品本体の被着面と乗物の部材との間に介在して該被着面を該部材に貼り付ける貼付構造とを有する乗物用シール部品の製造方法において、
シール部品本体の少なくとも被着面を、オレフィン系ゴムで形成し、
被着面上に表面改質処理により水接触角が７０°以下である改質面を形成する工程と、改質面上にスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含む組成物からなる粘着層を接着する工程とにより、貼付構造を設けることを特徴とする乗物用シール部品の製造方法。

［作用］
表面改質処理を行うことにより、従来は手作業で行っていた被着面の溶剤洗浄及びプライマ塗布を廃止できる（但し、溶剤洗浄は行ってもよい）。表面改質処理は、機械により自動的に作業することができる。粘着層の接着も、機械により自動的に作業することができる。さらに、表面改質処理から粘着層の接着までを機械により連続的に行うことによって、改質された改質面が失活する前に粘着層を形成できる。

本発明の乗物用シール部品は、粘着層がシール部品本体に強く接着して剥離しにくく、また、乗物の曲面等の複雑形状の部材に貼り付けるときに形状追随が容易であり、貼り付け作業の機械化・自動化が可能になるという優れた効果を奏する。

本発明の乗物用シール部品の製造方法によれば、貼付構造を機械により自動的に作業可能な表面改質処理と粘着層の接着とで設けることができ、工程を簡素化でき、加工費を低減できるという優れた効果を奏する。

図１（ａ）は実施例の車両用ウエザストリップの断面図、（ｂ）は同ウエザストリップの貼付構造を作製する工程フロー図である。 図２（ａ）は試験片の基材の作製方法を示す断面図、（ｂ）は試験片の斜視図、（ｃ）は同試験片による剥離試験を示す側面図である。 図３（ａ）は従来例の車両用ウエザストリップの断面図、（ｂ）は同ウエザストリップの貼付構造を作製する工程フロー図である。

１．オレフィン系ゴム
オレフィン系ゴムとしては、エチレン・αオレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム、エチレン・αオレフィン共重合体ゴム等を例示できる。
αオレフィンとしては、特に限定されないが、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、１−デセン等を例示でき、このなかでプロピレン又は１−ブテンが好ましく、特にプロピレンが好ましい。
非共役ジエンとしては、特に限定されないが、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ビニル−２−ノルボルネン等を例示できる。

２．改質面の水接触角
改質面の水接触角は、粘着層の接着力を向上させるために、前記のとおり７０°以下とするが、好ましくは６０°以下であり、より好ましくは５０°以下である。水接触角の下限は、特にないが、敢えていえば２０°以上である。
水接触角の測定は、接触角計を用い、水平の改質面上にディスペンサで一定量の水滴を付け、これを真横から撮影し、得られた画像から輪郭形状を解析して行うことができる。

３．表面改質処理
表面改質処理としては、プラズマ処理、紫外線照射処理（エキシマ光照射処理を含む。）、フレーム処理（イトロ処理を含む。）、コロナ処理等を例示できる。

４．粘着層
（１）スチレン系熱可塑性エラストマー
スチレン系熱可塑性エラストマーは、一般的にポリスチレンブロック（凝集力付与部位：ハードセグメント）と中間ブロック（柔軟性付与部位：ソフトセグメント）とを有しており、特に限定されないが、下記のものを例示できる
・スチレン／イソプレンブロックコポリマー（ＳＩＳ又はＳＩ）、スチレン／ブタジエンブロックコポリマー（ＳＢＳ又はＳＢ）、スチレン／ブタジエン−イソプレンブロックコポリマー（ＳＢＩＳ又はＳＢＩ）、
・上記ブロックコポリマーの水素添加物、例えば、ＳＩＳの水素添加物（ＳＥＰＳ）、ＳＢＳの水素添加物（ＳＥＢＳ）、
・上記ブロックコポリマーのカルボン酸変性物、
・上記ブロックコポリマーのスチレンブロック中のスチレンの一部がα−メチルスチレン等の芳香族系ビニル化合物で置き換えられたもの。
これらのなかでも、ＳＩＳ、ＳＥＰＳ又はこれらのカルボン酸変性物が好ましい。

（２）粘着付与剤
粘着付与剤（タッキファイヤー）としては、特に限定されないが、下記のものを例示でき、これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
・ロジン系樹脂（ロジン、ロジンの酸変性物、ロジンの水素添加物、これらのエステル化物等）、
・石油樹脂（脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族成分と芳香族成分の共重合石油樹脂、これらの水素添加物、これらのフェノール変性物等）、
・フェノール系樹脂（フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、キシレンフェノール樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂等）、
・テルペン樹脂、テルペン樹脂の水素添加物、低分子量スチレン樹脂、イソプレン系樹脂、クマロン・インデン樹脂、キシレン樹脂。
これらのなかでも、ロジン系樹脂又は石油樹脂が好ましい。

（３）その他の成分
粘着層を構成する組成物は、スチレン系熱可塑性エラストマーと粘着付与剤の他にも、成分（例えば、可塑剤等）を含んでいてもよい。
但し、粘着層を構成する組成物は、作業環境を悪化させないために、溶剤を含まないものが好ましい。

（４）粘着層の特性
粘着層は、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠して測定される傾斜式ボールタック（傾斜角３０度、２３℃）（測定部内に５秒以上停止した最大のボールのボールナンバー）が、鋼球Ｎｏ．５以上であることが好ましい。

５．粘着層を接着する工程
粘着層を接着する工程は、特に限定されないが、次の方法を例示できる。
（１）シート状に成形した粘着層を改質面に押し付けて行う方法。
（２）加熱されて流動状態の粘着剤を改質面に塗布して行う方法。塗布は、例えばディスペンサで行うことができる。

６．乗物用シール部品
乗物としては、特に限定されないが、自動車等の自由走行車両、鉄道車両等の軌道走行車両、船舶、航空機等を例示できる。
シール部品としては、特に限定されないが、ウエザストリップ、ガラスラン、窓枠、ボンネットやトランクフードのシール材、内外装部品のシール材、電装部品のシール材等を例示できる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、実施例の各部の構造、材料、形状及び寸法は例示であり、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更できる。

図１に示すように、本実施例の車両用ウエザストリップ１は、中空シール部３とトリム部４とを含むウエザストリップ本体２と、トリム部４の被着面５と車両の部材との間に介在して該被着面５を該部材に貼り付ける貼付構造６とを有するものである。このウエザストリップ１は、車両の部材（例えばボデー開口部又は（該開口部に対し開閉可能な）扉体の一方）に貼り付けられて、該部材と他部材（例えばボデー開口部又は扉体の他方）との間をシールするように用いられる。

ウエザストリップ本体２は、被着面５を含む全体がＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体ゴム）により押出成形されたものである。

貼付構造６は、被着面５上に表面改質処理により形成された水接触角７０°以下の改質面７と、改質面７上に接着されたスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含む組成物からなる粘着層８とから構成され、支持体（支持用樹脂テープ）を含まない。粘着層８の接着は、シート品に成形した粘着層を改質面に押し付けて接着する方法、又は、加熱されて流動状態の粘着剤を改質面に塗布する方法により行われた。

＜剥離強度の測定＞
粘着層８の剥離強度を、次のようにして測定した。
まず、図２（ａ）に示すように、ウエザストリップ本体の中空シール部３の主要部分（点線枠内）を切り除き、さらに切り残した中空シール部３の根元部分を切り除き、表／裏両面共に平らなトリム部４のみとした。
次に、図２（ｂ）に示すように、このトリム部４から、厚さ２ｍｍ×幅８ｍｍ×長さ１２５ｍｍの短い基材１１と、厚さ２ｍｍ×幅８ｍｍ×長さ２５０ｍｍの長い基材１２とを切り出した。一端どうしを揃えて重ねた基材１１，１２の両被着面の間を、次の表１に示す実施例１〜１０の貼付構造６で接着して試験片を作製し、別に、比較例１〜１０の貼付構造でも接着して試験片を作製した。

表１中、○印は各例において採用した処理又は材料を示し、−印は不採用を意味している。すなわち、
実施例１，２は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上にシート状の粘着層Ａを接着した例である。
実施例３，４は、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上にシート状に成形した粘着層Ａを接着した例である。
実施例５，６は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上にシート状の粘着層Ｂを接着した例である。
実施例７，８は、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上にシート状に成形した粘着層Ｂを接着した例である。
実施例９は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上に流動状の粘着剤を塗布して粘着層Ａを形成・接着した例である。
実施例１０は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上に流動状の粘着剤を塗布して粘着層Ｂを形成・接着した例である。

比較例１は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上にプライマを塗布し、プライマ上に両面接着テープを接着した例である。
比較例２〜４は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に表面改質処理により改質面を形成し、改質面上に両面接着テープを接着した例である。
比較例５は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上にシート状の粘着層Ａを接着した例である。
比較例６は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上にシート状の粘着層Ｂを接着した例である。
比較例７は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に流動状の粘着剤を塗布して粘着層Ａを形成・接着した例である。
比較例８は、両被着面を溶剤洗浄し、両被着面上に流動状の粘着剤を塗布して粘着層Ｂを形成・接着した例である。

ここで、貼付構造の下地部分に使用した各材料及び作業方法の詳細は、次のとおりである。
［溶剤洗浄］：溶剤（イソプロピルアルコール）を含ませたウエスにより、被着面の油脂等の汚れを手作業で拭き取った後、２０分ほど乾燥させた。
［プライマ塗布］：ＬＯＲＤ社製のプライマ（商品名：ＲＣ−１０２８Ｋ）を、被着面に手作業で刷毛塗りした後、２０分ほど乾燥させた。
［表面改質処理］：長野日本無線社製の常圧プラズマ装置（商品名：ＮＪＺ−２７３９）を使用し、被着面に大気圧プラズマ処理を施した。処理条件は、プロセスガス種（アルゴン）、プロセスガス流量（０．５〜１．５ｌ／分）、電力（２０〜８０Ｗ）、被着面／トーチ間の距離（３〜８ｍｍ）、送り速度（５０〜２５０ｍｍ／秒）を適宜調整し、プラズマ噴出し幅１．０ｍｍで行い、被着面上に水接触角７０°以下の活性化改質面が生じるようにした。

貼付構造の主要部分を設ける前に、貼付構造の下地部分について水接触角を、接触角計（協和界面科学社製「ポータブル接触角計ＰＣＡ−１１」）により測定した。その結果を表１に示す。
溶剤洗浄した被着面（ＥＰＤＭ）の水接触角は１０１．８°であり（比較例５，６参照）、これにプライマ塗布しても水接触角は９５．８°へと僅かしか減少しないが（比較例１参照）、これに表面改質処理すれば（あるいは溶剤洗浄せずに表面改質処理しても）水接触角は例えば６６．７°、３８．０℃へと大きく減少することが分かる（実施例１〜４等参照）。

貼付構造の主要部分に使用した各材料及び作業方法の詳細は、次のとおりである。
［両面接着テープの接着］：スリーエムジャパン社製の両面接着テープ（商品名：ＳＦ６６１２）（アクリルフォーム製の支持体の両面にアクリル系感圧型接着剤が積層されたもの）を、まず短い基材１１側に接着し、次に長い基材１２側に接着し、荷重１９．６Ｎ（２ｋｇ）のローラーを１往復させて圧着した。
［粘着剤Ａ］：東洋アドレ社製の粘着剤（商品名：トヨメルトＰ−８０４Ｇ）を用いた。ベースポリマーはＳＩＳ、粘着付与剤は石油系樹脂、傾斜式ボールタック（傾斜角３０度、２３℃）は鋼球Ｎｏ．５、軟化温度１０５℃である。
［粘着剤Ｂ］：旭化学合成社製の粘着剤（商品名：アサヒタックＡ１８９）を用いた。ベースポリマーはＳＩＳ、粘着付与剤はロジン系樹脂、傾斜式ボールタック（傾斜角３０度、２３℃）は鋼球Ｎｏ．５、軟化温度１２５℃である。
［シート状の粘着剤を接着］：８ｍｍｘ１２５ｍｍ×厚さ１ｍｍのシート状に成形した粘着剤Ａ，Ｂを、まず短い基材１１側に接着し、次に長い基材１２側に接着し、荷重１９．６Ｎ（２ｋｇ）のローラーを１往復させて圧着した。
［流動状の粘着剤を塗布］：粘着剤Ａ，Ｂを１８０℃に加熱して流動状態とし、ホットメルトアプリケータを用いて短い基材１１側に厚さ１ｍｍになるように塗布して粘着層を形成するとともに接着し、次に長い基材１２側に接着し、荷重１９．６Ｎ（２ｋｇ）のローラーを１往復させて圧着した。
［養生］：両面接着テープの接着後、また、粘着剤Ａ，Ｂの接着後、いずれも室温にて２４時間以上養生した。

こうして作製した試験片を使用して、図２（ｃ）に示すように、短い基材１１の他端を上記の揃えた一端側へ折り返すように剥離速度５０ｍｍ／分で引張り、いわゆる１８０°剥離試験を室温（２３℃）にて行った。一部の実施例・比較例については、−３５℃、８０℃でも行った。また、一例・一温度あたり３つの試験片について試験した。最初の２５ｍｍを除く１００ｍｍの貼付構造長さにおける剥離力−移動距離曲線から平均剥離力を算出し、貼付構造幅８ｍｍの剥離強度［Ｎ／８ｍｍ］として整理した。その結果を表１に示す。

剥離強度（２３℃）は、４Ｎ／８ｍｍ以上が好ましく、４．５Ｎ／８ｍｍ以上がより好ましく（実施例１〜１０はこれを満たす）、５．３Ｎ／８ｍｍ以上が最も好ましく（実施例２〜１０はこれを満たす）。
剥離強度（−３５℃）は、１．８Ｎ／８ｍｍ以上が好ましく、２．３Ｎ／８ｍｍ以上がより好ましく（実施例１〜１０はこれを満たす）、３Ｎ／８ｍｍ以上が最も好ましく（実施例３，４，８〜１０はこれを満たす）。
実施例１と実施例３との比較、実施例２と実施例４との比較、実施例４と実施例７との比較、また、実施例６と実施例８との比較から、溶剤洗浄の有無の違いがあっても、同等の水接触角となるように表面改質処理すれば、同等以上の剥離強度（２３℃）が得られることが分かる。よって、表面改質処理すれば、溶剤洗浄の実施は任意（実質的には不要）といえる。
実施例３と実施例７との比較、実施例４と実施例８との比較、また、実施例９と実施例１０との比較から、同等の水接触角となるように表面改質処理したとき、剥離強度（２３℃）は粘着剤Ａよりも粘着剤Ｂの方が高く、剥離強度（−３５℃）は粘着剤Ｂよりも粘着剤Ａの方が高いことが分かる。よって、用途や使用環境に応じて、粘着剤を使い分ければよい。

比較例１〜４には、背景技術の項で述べた形状追随が困難等の問題がある。
比較例１〜５は、剥離強度（２３℃）が低い。
比較例６，８は、剥離強度（−３５℃）が低い。
比較例７は、剥離強度（２３℃、−３５℃）は問題ないが、手間のかかる溶剤洗浄が必須となる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。

１ 車両用ウエザストリップ
２ ウエザストリップ本体
３ 中空シール部
４ トリム部
５ 被着面
６ 貼付構造
７ 改質面
８ 粘着層
１１ 短い基材
１２ 長い基材

Claims (6)

1. シール部品本体と、シール部品本体の被着面と乗物の部材との間に介在して該被着面を該部材に貼り付ける貼付構造とを有する乗物用シール部品において、
   シール部品本体の少なくとも被着面は、オレフィン系ゴムからなり、
   貼付構造は、被着面上に形成された水接触角が７０°以下である改質面と、改質面上に接着されたスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含む組成物からなる粘着層とから構成されることを特徴とする乗物用シール部品。
2. 粘着層は、傾斜式ボールタック（ＪＩＳ Ｚ０２３７、傾斜角３０度、２３℃）が鋼球Ｎｏ．５以上である請求項１記載の乗物用シール部品。
3. シール部品本体と、シール部品本体の被着面と乗物の部材との間に介在して該被着面を該部材に貼り付ける貼付構造とを有する乗物用シール部品の製造方法において、
   シール部品本体の少なくとも被着面を、オレフィン系ゴムで形成し、
   被着面上に表面改質処理により水接触角が７０°以下である改質面を形成する工程と、改質面上にスチレン系熱可塑性エラストマー及び粘着付与剤を含む組成物からなる粘着層を接着する工程とにより、貼付構造を設けることを特徴とする乗物用シール部品の製造方法。
4. 粘着層を接着する工程は、シート状に成形した粘着層を改質面に押し付けて行う請求項３記載の乗物用シール部品の製造方法。
5. 粘着層を接着する工程は、加熱されて流動状態の粘着剤を改質面に塗布して行う請求項３記載の乗物用シール部品の製造方法。
6. 組成物は溶剤を含まない請求項３〜５のいずれか一項に記載の乗物用シール部品の製造方法。

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