JP3796688B2

JP3796688B2 - Weather strip

Info

Publication number: JP3796688B2
Application number: JP2002073451A
Authority: JP
Inventors: 康法亀井
Original assignee: Nishikawa Rubber Co Ltd
Current assignee: Nishikawa Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP2003267154A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量化を図った自動車のベルトラインウエザーストリップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１および図２を参照して説明する。近年、環境問題の一環として自動車部品の軽量化が求められている。自動車ドアに取付けられ、ベルトラインＬにおいてドアガラス４に弾接するベルトラインウエザーストリップ１に関して言うと、そのシールリップ部２は、それまでの比重の高いゴム又はポリ塩化ビニル樹脂から、ショアーＡ硬度が６０〜７５で、比重の小さい軟質熱可塑性エラストマーへの転換が図られている。また、その基部３は、それまでのゴムや塩化ビニル樹脂に金属芯材を埋設したものから、ショアーＡ硬度が９０以上の半硬質または硬質熱可塑性樹脂（金属芯材無し）への転換が図られている。
【０００３】
具体的には、シールリップ部２は軟質熱可塑性エラストマーで形成され、基部３はポリプロピレン樹脂、またはタルク入りポリプロピレン樹脂、あるいは半硬質熱可塑性エラストマーで形成されるようになっている。シールリップ部２を軟質熱可塑性エラストマーで形成し、基部３を硬質又は半硬質熱可塑性エラストマーで形成したウエザーストリップの全体の見掛け比重は約０．９であり、それなりの軽量化を図ることができている。
【０００４】
なお、熱可塑性エラストマー（略称；ＴＰＥ）は、弾性を発揮させるためのゴム成分（ソフトセグメント）と、高温では流動するが常温では塑性変形を阻止する樹脂成分（ハードセグメント）より成るもので、高温で可塑化されて熱可塑性樹脂と同様に成形加工できる材料である。成分がオレフィン系のものはオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯと略称）と称される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自動車部品のさらなる軽量化が求められる中で、現在、市場に出回っている熱可塑性エラストマーの比重は０．９がほぼ下限であり、それ以下の比重をもつ材料がないのが現状である。
【０００６】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、従来程度の機械的物性を維持しつつ、軽量化を図った熱可塑性エラストマー製のウエザーストリップを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウエザーストリップのシールリップ部（２）が発泡化した軟質熱可塑性エラストマーで、基部（３）を発泡化した硬質又は半硬質の熱可塑性エラストマーとし、基部に化学発泡剤を添加して発泡化し、比重０．７０〜０．８５、発泡倍率１．０５〜１．２０倍、セル径１００〜２５０μｍの軽量で引張強度及び引き裂き強度を満足させる物性を備えたウエザーストリップとしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、ウエザーストリップのシールリップ部（２）が発泡化した軟質熱可塑性エラストマーで、基部（３）を発泡化した硬質又は半硬質の熱可塑性エラストマーとし、基部に二酸化炭素または窒素等のガスを混合して発泡化し、比重０．７０〜０．８５、発泡倍率１．０５〜１．２０倍、セル径１００〜２５０μｍの軽量で引張強度及び引き裂き強度を満足させる物性を備えたウエザーストリップとしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、ウエザーストリップのシールリップ部（２）が発泡化した軟質熱可塑性エラストマーで、基部（３）を発泡化した硬質又は半硬質の熱可塑性エラストマーとし、基部に二酸化炭素または窒素等のガスを超臨界流体状態として混合して発泡化し、比重０．７０〜０．８５、発泡倍率１．０５〜１．２０倍、セル径１００μｍ以下の軽量で引張強度及び引き裂き強度を満足させる物性を備えたウエザーストリップとしたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る熱可塑性エラストマー製自動車のベルトラインインナーウエザーストリップの実施形態を、図１および図２に示す。このウエザーストリップ１は、基部３が自動車のドアトリム５に取付けられ、シールリップ部２がベルトラインＬにおいてドアガラス４に弾接し、当該ドアガラス４とのシール性を確保するウエザーストリップである。
【００１１】
一般に、熱可塑性エラストマーは、発泡させて見掛け比重を低下させると、それが持つ機械的物性が低下する。そのため、本実施形態における成形材料は発泡後に必要な機械的物性を見込んで、それより物性の大きい材料を使用している。こうすることによって、発泡後の製品を、非発泡の従来品と同等の機械的物性を備え、かつ、比重が小さく軽量なものとすることができている。
【００１２】
なお、発泡化の方法は、化学発泡剤を材料に添加して押出機により押出成形したり、押出成形時にガスを押出機内の溶融状態にある材料に注入して、混練りした後、ダイス（口金）から押出して所定の形状に成形したりする。
【００１３】
また、本実施形態ではベルトラインウエザーストリップ１の基部３およびシールリップ部２の全体を発泡しているが、発泡する部位は限定されず、基部３もしくはシールリップ部２のみ、あるいはそれらの一部分のみとすることもできる。
【００１４】
なお、本実施形態では、発泡した熱可塑性エラストマーでベルトラインインナーウエザーストリップ１を形成した場合を示しているが、これに限定されるものではなく、ベルトラインアウターウエザーストリップやグラスランやドアウエザーストリップ等のその他のシール部材を形成することもできる。
【００１５】
【実施例】
本発明者は、軟質熱可塑性エラストマーを、化学発泡剤ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）、および超臨界状態の二酸化炭素ガス（ＳＣＦＣＯ２）をそれぞれ混合して発泡化し、発泡後の製品（本発明品）の比重、セル径（発泡後の気泡の内径の平均値）、引張強度、および引き裂き強度について測定し、発泡していないオレフィン系軟質熱可塑性エラストマー（従来品）と比較した。表１は比較例，実施例に用いた熱可塑性エラストマー及び化学発泡剤である。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表２は、図２のウエザーストリップ１のシールリップ部２に用いるシールリップ材の性能比較表である。
【００１８】
【表２】

【００１９】
表２でｐｈｒは、ゴム又は樹脂の重量を１００とした場合の配合剤の重量割合を表す単位部数である。
【００２０】
表３は、図２のウエザーストリップ１の基部３に用いる基部材の性能比較表である。
【００２１】
【表３】

【００２２】
以上の測定結果から次のことを確認した。
【００２３】
比重０．７０以下、発泡倍率１．２０倍以上の発泡では、発泡前材料に十分に大きな機械的物性の材料を使用すれば必要な引張強度及び引き裂き強度を得ることが出来るが、ウエザーストリップ部材として重要な特性のひとつである圧縮永久歪みが適用可能範囲を超える。
【００２４】
本発明品で化学発泡剤と二酸化炭素ガスで発泡したものは、比重が０．７４〜０．７６であり、従来品の０．８９と比較して小さい。また、その引張強度は、従来品と比較して大きな違いは見られない。シールリップ材においては引き裂き強度に違いが見られるが、実用上の適用可能範囲内である。このことから、当該発明品は、機械的強度を含む機械的物性を従来程度に維持しながら、軽量化できることが理解される。
【００２５】
次に、本発明品で、超臨界流体状態の二酸化炭素で発泡化したものは、比重が０．７４〜０．７５で、従来品より小さく、また、引張強度および引き裂き強度は共に従来品とほぼ同じである。このことから、当該発明品は、機械的物性を従来品通りに維持しつつ、軽量化できることが理解される。従って、ウエザーストリップとしての機能を低下させることなく、より軽量なウエザーストリップを提供することができる。
【００２６】
表２から次のことが判る。シールリップ材は、軟質熱可塑性エラストマーを化学発泡剤での発泡化、又は二酸化炭素等のガスを混合して発泡化、或いは同様に、超臨界流体状態の二酸化炭素を混合して発泡化し、比重０．７４〜０．７５として軽量化を図ると共に、セル径５０〜２５０μｍとした微細構造とすれば、従来通りの充分な機械的物性を備えたシール部材が得られる。この発泡における発泡倍率は１．０５〜１．２０であり、従来の発泡していない比重０．８９の軟質熱可塑性エラストマーと比較して、５〜２０％の軽量化を図ることができている。
【００２７】
表３から次のことが判る。基部材は、二酸化炭素ガスを混合して発泡化、或いは超臨界流体状態の二酸化炭素を混合して発泡化し、比重０．７５〜０．７６程度、発泡倍率１．０５〜１．２０倍として軽量化を図りつつ、セル径５０〜１５０μｍ程度とした微細構造とすれば従来通りの機械的物性を維持している。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、熱可塑性エラストマーを、化学発泡剤を混合して発泡し、比重０．７０〜０．８５、発泡倍率１．０５〜１．２０倍、セル径５０〜２５０μｍの軽量で引張強度及び引き裂き強度を満足させる物性を備えたウエザーストリップとしたので、ウエザーストリップとしての機能を低下させることなく、その軽量化を図ることができる。
【００２９】
また、請求項２に記載の発明は、熱可塑性エラストマーを、二酸化炭素または窒素等のガスを混合して発泡化し、比重０．７０〜０．８５、発泡率１．０５〜１．２０倍、セル径１００〜２５０μｍの軽量で引張強度及び引き裂き強度を満足させる物性を備えたウエザーストリップとしたので、ウエザーストリップとしての機能を低下させることなく、その軽量化を図ることができる。
【００３０】
また、請求項３に記載の発明は、熱可塑性エラストマーを、二酸化炭素または窒素等のガスを超臨界流体状態として混合して発泡化し、比重０．７０〜０．８５、発泡倍率１．０５〜１．２０倍、セル径１００μｍ以下の軽量で引張強度及び引き裂き強度を満足させる物性を備えたウエザーストリップとしたので、ウエザーストリップとしての機能を充分に維持しつつ、その軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルトラインウエザーストリップを備えた自動車を示す側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面拡大図である。
【符号の説明】
１ベルトラインウエザーストリップ
２シールリップ部
３基部
４ドアガラス
５ドアトリム
Ｌベルトライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beltline weather strip for an automobile that is reduced in weight.
[0002]
[Prior art]
This will be described with reference to FIGS. In recent years, weight reduction of automobile parts has been demanded as part of environmental problems. As for the beltline weather strip 1 attached to the automobile door and elastically contacting the door glass 4 in the beltline L, the seal lip portion 2 is made of rubber or polyvinyl chloride resin having a high specific gravity so far, and has a Shore A hardness. 60 to 75, conversion to a soft thermoplastic elastomer having a small specific gravity is attempted. In addition, the base 3 is converted from a conventional rubber or vinyl chloride resin embedded with a metal core material to a semi-rigid or hard thermoplastic resin (no metal core material) having a Shore A hardness of 90 or more. It has been.
[0003]
Specifically, the seal lip portion 2 is formed of a soft thermoplastic elastomer, and the base portion 3 is formed of a polypropylene resin, a polypropylene resin containing talc, or a semi-rigid thermoplastic elastomer. The overall specific gravity of the weather strip in which the seal lip portion 2 is made of a soft thermoplastic elastomer and the base portion 3 is made of a hard or semi-rigid thermoplastic elastomer is about 0.9, so that the weight can be reduced accordingly. ing.
[0004]
A thermoplastic elastomer (abbreviation: TPE) is composed of a rubber component (soft segment) for exerting elasticity and a resin component (hard segment) that flows at high temperature but prevents plastic deformation at room temperature. It is a material that is plasticized and can be molded in the same manner as a thermoplastic resin. An olefin-based component is called an olefin-based thermoplastic elastomer (abbreviated as TPO).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the demand for further weight reduction of automobile parts, the specific gravity of thermoplastic elastomers currently on the market is 0.9, which is almost the lower limit, and there is no material with a specific gravity below that. .
[0006]
The present invention has been devised in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a weather strip made of a thermoplastic elastomer that is reduced in weight while maintaining the mechanical properties of a conventional level.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a soft thermoplastic elastomer in which the seal lip (2) of the weather strip is foamed, the base (3) is a hard or semi-rigid thermoplastic elastomer, and a chemical foaming agent is formed in the base. Add to foam, weather strip with a specific gravity of 0.70 to 0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, a cell diameter of 100 to 250 μm, light weight and physical properties satisfying tensile strength and tear strength It is characterized by this.
[0008]
The invention of claim 2 is a soft thermoplastic elastomer in which the seal lip (2) of the weather strip is foamed, and the base (3) is a hard or semi-rigid thermoplastic elastomer, and the base has carbon dioxide or nitrogen. It was foamed by mixing gases such as, with a specific gravity of 0.70 to 0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, a cell diameter of 100 to 250 μm, and light weight satisfying the tensile strength and tear strength . It is characterized by a weather strip.
[0009]
The invention of claim 3 is a soft thermoplastic elastomer in which the seal lip portion (2) of the weather strip is foamed and the base portion (3) is a hard or semi-rigid thermoplastic elastomer, and the base portion is carbon dioxide or nitrogen. Etc. are mixed and foamed as a supercritical fluid state , satisfying the tensile strength and tear strength with a specific gravity of 0.70 to 0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, and a cell diameter of 100 μm or less. It is characterized by a weather strip having physical properties.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an embodiment of a beltline inner weather strip for a thermoplastic elastomer automobile according to the present invention. The weather strip 1 is a weather strip in which a base portion 3 is attached to a door trim 5 of an automobile, and a seal lip portion 2 is elastically contacted with a door glass 4 in a belt line L to ensure a sealing property with the door glass 4.
[0011]
In general, when a thermoplastic elastomer is foamed to reduce the apparent specific gravity, the mechanical properties of the thermoplastic elastomer are lowered. Therefore, the molding material in the present embodiment is expected to have mechanical properties necessary after foaming, and a material having higher physical properties is used. By doing so, the product after foaming can be made to have a mechanical property equivalent to that of a non-foamed conventional product and have a small specific gravity and light weight.
[0012]
The foaming method may be performed by adding a chemical foaming agent to the material and extruding with an extruder, or by injecting gas into the molten material in the extruder at the time of extrusion, It is extruded from a die) and formed into a predetermined shape.
[0013]
Further, in the present embodiment, the entire base 3 and the seal lip 2 of the belt line weather strip 1 are foamed, but the foaming portion is not limited, and only the base 3 or the seal lip 2 or only a part thereof. It can also be.
[0014]
In the present embodiment, the belt line inner weather strip 1 is formed of a foamed thermoplastic elastomer, but the present invention is not limited to this, and the belt line outer weather strip, glass run, door weather strip, etc. Other seal members can also be formed.
[0015]
【Example】
The present inventors foamed a soft thermoplastic elastomer by mixing a chemical foaming agent ADCA (azodicarbonamide), carbon dioxide gas (CO2), and supercritical carbon dioxide gas (SCF CO2). Measure the specific gravity, cell diameter (average value of the inner diameter of foam after foaming), tensile strength, and tear strength of the product of this invention (product of the present invention), and compare with non-foamed olefin soft thermoplastic elastomer (conventional product) did. Table 1 shows the thermoplastic elastomer and chemical foaming agent used in the comparative examples and examples.
[0016]
[Table 1]

[0017]
Table 2 is a performance comparison table of seal lip materials used for the seal lip portion 2 of the weather strip 1 of FIG.
[0018]
[Table 2]

[0019]
In Table 2, phr is the number of unit parts representing the weight ratio of the compounding agent when the weight of rubber or resin is 100.
[0020]
Table 3 is a performance comparison table of base members used for the base 3 of the weather strip 1 of FIG.
[0021]
[Table 3]

[0022]
From the above measurement results, the following was confirmed.
[0023]
For foaming with a specific gravity of 0.70 or less and a foaming ratio of 1.20 or more, the necessary tensile strength and tear strength can be obtained if a material with sufficiently large mechanical properties is used as the pre-foaming material. As an important characteristic, the compression set exceeds the applicable range.
[0024]
The product of the present invention foamed with a chemical foaming agent and carbon dioxide gas has a specific gravity of 0.74 to 0.76, which is smaller than 0.89 of the conventional product. Moreover, the tensile strength does not show a big difference compared with a conventional product. Although there is a difference in tear strength in the seal lip material, it is within a practically applicable range. From this, it is understood that the product of the present invention can be reduced in weight while maintaining mechanical properties including mechanical strength at a conventional level.
[0025]
Next, the product of the present invention, which is foamed with carbon dioxide in a supercritical fluid state, has a specific gravity of 0.74 to 0.75, which is smaller than the conventional product, and both the tensile strength and tear strength are the same as the conventional product. It is almost the same. From this, it is understood that the product of the present invention can be reduced in weight while maintaining the mechanical properties as in the conventional product. Therefore, a lighter weather strip can be provided without reducing the function of the weather strip.
[0026]
Table 2 shows the following. The seal lip material is made by foaming a soft thermoplastic elastomer with a chemical foaming agent, or by mixing with a gas such as carbon dioxide, or similarly, by mixing carbon dioxide in a supercritical fluid state to foam. When the weight is reduced to 0.74 to 0.75 and the microstructure has a cell diameter of 50 to 250 μm, a sealing member having sufficient mechanical properties as before can be obtained. The foaming ratio in this foaming is 1.05 to 1.20, and it is possible to achieve a weight reduction of 5 to 20% as compared with a conventional soft thermoplastic elastomer having a specific gravity of 0.89 which is not foamed. .
[0027]
Table 3 shows the following. The base member is foamed by mixing carbon dioxide gas, or foamed by mixing carbon dioxide in a supercritical fluid state, with a specific gravity of about 0.75 to 0.76 and a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times. If a fine structure having a cell diameter of about 50 to 150 μm is achieved while reducing the weight, the conventional mechanical properties are maintained.
[0028]
【The invention's effect】
In the invention according to claim 1, the thermoplastic elastomer is foamed by mixing a chemical foaming agent, and has a specific gravity of 0.70 to 0.85, an expansion ratio of 1.05 to 1.20 times, and a cell diameter of 50 to 250 μm. Since the weather strip is lightweight and has physical properties that satisfy the tensile strength and tear strength , the weight can be reduced without deteriorating the function of the weather strip.
[0029]
In the invention according to claim 2, the thermoplastic elastomer is foamed by mixing a gas such as carbon dioxide or nitrogen, and has a specific gravity of 0.70 to 0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, Since the weather strip has a cell diameter of 100 to 250 μm and has physical properties that satisfy the tensile strength and tear strength , the weight can be reduced without reducing the function of the weather strip.
[0030]
In the invention according to claim 3, the thermoplastic elastomer is foamed by mixing a gas such as carbon dioxide or nitrogen in a supercritical fluid state, and has a specific gravity of 0.70 to 0.85 and a foaming ratio of 1.05. 1. Since the weather strip has physical properties that satisfy the tensile strength and tear strength with a light weight of 20 times and a cell diameter of 100 μm or less, the weight can be reduced while sufficiently maintaining the function as a weather strip. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an automobile provided with a beltline weatherstrip.
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Belt line weather strip 2 Seal lip 3 Base 4 Door glass 5 Door trim L Belt line

Claims

The seal lip (2) of the weather strip is made of a soft thermoplastic elastomer, and the base (3) is made of a hard or semi-rigid thermoplastic elastomer. A weather strip characterized by having physical properties satisfying tensile strength and tear strength at a light weight of ˜0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, and a cell diameter of 100 to 250 μm.

The weather strip seal lip (2) is a foamed soft thermoplastic elastomer, and the base (3) is a foamed hard or semi-rigid thermoplastic elastomer. The base is mixed with a gas such as carbon dioxide or nitrogen. A weather strip characterized by being foamed, having a specific gravity of 0.70 to 0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, a cell diameter of 100 to 250 μm, and having physical properties that satisfy tensile strength and tear strength. .

The weather strip seal lip (2) is a foamed soft thermoplastic elastomer, the base (3) is a hard or semi-rigid thermoplastic elastomer, and a gas such as carbon dioxide or nitrogen is used as the base for a supercritical fluid It is foamed by mixing as a state, and it has physical properties satisfying the tensile strength and tear strength with a specific gravity of 0.70 to 0.85, a foaming ratio of 1.05 to 1.20 times, a light weight with a cell diameter of 100 μm or less. Weather strip.