JP3867487B2

JP3867487B2 - 自動車用ウエザストリップおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3867487B2
Application number: JP2000278062A
Authority: JP
Inventors: 仁大森; 祐則有竹
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002087178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソリッドゴムを基体とし、クッション層を有し、さらにその表面を装飾した自動車用ウエザストリップおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車用ウエザストリップとして、特開平６−１６０９４号公報の技術が知られている。すなわち、このウエザストリップは、ＥＰＲの一種であるエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）のソリッドゴムからなるゴム基体と、このゴム基体の車両室内に露出する領域にゴム基体を被覆する装飾用表皮材と、該装飾用表皮材と基体との間にＥＰＤＭのスポンジゴムからなるクッション層とを備えている。クッション層は、装飾用表皮材側からの外力に追従して陥没し該外力の解放により原形復帰することにより、触感上ソフト感を与えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クッション層の表面に装着されている装飾用表皮材は、予め彩色されたポリエステル繊維を素材とした織物、またはＰＶＣなどの樹脂シート材のため、表皮材自体からは外観上のソフト感が得られない。また、ポリエステルにしてもＰＶＣにしても、ＥＰＤＭのゴム基体との接着性がないので、表皮材とＥＰＤＭのゴム基体との接着において、それぞれに接着性を有する２層構造の特殊な接着フィルムが必要となり、製造コストを上昇させる一因になっている。さらに、このウエザストリップにおいては、断面Ｕ字形のゴム基体の頂部と表皮材の間にしかクッション層が設けられておらず、車内側に突出した外側リップは、ソリッドゴムのみから形成されているため、この部位におけるソフト感が十分にえられない。このため、自動車の内装材として、十分なソフト感および高級感が得られないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、表皮層が設けられる部位、および全域において、触感に加えて外観上にもソフト感を与え、かつ比較的安価に製造することができる自動車用ウエザストリップおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、
自動車用ウエザストリップにおいて、
車体側部材に取り付けられ、エチレン・プロピレンゴム（以下、ＥＰＲ）のソリッドゴムからなる取付基部と、
取付基部に積層され、ＥＰＲのスポンジゴムから形成されたクッション層と、
押出直後の軟化状態にあるオレフィン系の熱可塑性エラストマーを発泡させ、クッション層へ積層され押圧時に上記発泡の気泡が潰れないように形成された表皮層と、
クッション層と表皮層とを接着するものであり、１１０〜１４０゜の融点のポリエチレンから形成された接着層と、
を備え、
接着層を形成する接着シートおよび表皮層を形成する表皮シートを積層して同時に押出し、接着シートおよび表皮シートが１２０〜１４０℃の温度を維持している間に、接着シートを加硫後のクッション層に対して押圧することにより、接着層がクッション層と表皮層とを熱溶着していること、を特徴とする。
【０００６】
第１の発明にかかる自動車用ウエザストリップは、ＥＰＲのソリッドゴムからなる取付基部で、車体側部材に取り付けられている。取付基部上には、クッション層、接着層を介して表皮層が装着されている。表皮層は、発泡させた層であるから、外観上においてソフト感を与えることができる。また、表皮層の下層に配置されたクッション層は、ＥＰＲのスポンジゴムから形成され、かつ表皮層が設けられる部位のほぼ全域に設けられているから、触感上においてソフト感を与えることができる。また、取付基部、クッション層、接着層、および表皮層は、すべてオレフィン系の材料から形成されているので、互いに強固に熱溶着され、剥離することもない。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明にかかる自動車用ウエザストリップを製造する方法であり、
ＥＰＲを押し出すことにより、取付基部およびクッション層となる押出成形体を形成する工程と、
押出成形体を加硫する工程と、
表皮層を形成するために発泡性のオレフィン系の熱可塑性エラストマーを押し出しつつ、接着層を形成するための１１０〜１４０℃の融点のポリエチレンからなる接着シートが上記表皮シートとクッション層との間に介在するように表皮シートを押し出す工程と、
表皮シートの発泡の気泡を維持するように、表皮シート、接着シートの温度を１２０〜１４０℃に設定し、加硫後の押出成形体のクッション層に、接着シートおよび表皮シートを重ね合わせてローラで圧着することにより、発泡の気泡を維持して表皮シートを接着シートを介してクッション層の表面に熱溶着する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【０００９】
図１はウエザストリップ１０を取り付けた自動車ボディＢＤを示す外観図である。自動車ボディＢＤのドア開口Ｄの周縁部には、ウエザストリップ１０が取り付けられている。図２はウエザストリップ（ウエザストリップドアオープニングトリム）１０を示す断面図である。
【００１０】
図２において、ウエザストリップ１０は、車体側部材に取り付けられ、ＥＰＲの１種であるＥＰＤＭのソリッドゴムからなる取付基部１２と、取付基部１２に積層され、ＥＰＤＭのスポンジゴムから形成されたクッション層１８と、クッション層１８に積層され、オレフィン系の熱可塑性エラストマーを発泡させることにより形成された表皮層２０と、クッション層１８と表皮層２０とを接着するオレフィン系の接着層２２と、取付基部１２の一方の側面（車外側）から突設された中空シール部２４と、取付基部１２の他方の側面（車内側）から突設された外側リップ１８ａとを備えている。
【００１１】
上記取付基部１２は、断面Ｕ字形のソリッドゴムからなるゴム基体１３と、ゴム基体１３の内側に突出した支持リップ１４とを備えている。ゴム基体１３内には、上記Ｕ字形の形状を保持するためのインサート部材１６が埋設されている。
【００１２】
上記クッション層１８は、車両室内側の内装部材Ｗに圧接するように突出した外側リップ１８ａを備え、外側リップ１８ａの先端部から中空シール部２４の基部までの範囲、すなわちゴム基体１３の車両室内に露出する装飾予定領域のほぼ全域に対応して配置されている。クッション層１８は、ＥＰＤＭの高発泡のスポンジゴムで１〜８ｍｍの厚さで形成され、表皮層２０からの外力に追従して陥没し該外力の解放により原形復帰するように形成されている。なお、ゴム基体１３とクッション層１８は、同時押出成形によって一体に押し出され、同時に加硫されて結合されている。
【００１３】
図３はクッション層１８および表皮層２０の積層構造を拡大して示す説明図である。表皮層２０は、熱溶着用の接着層２２を介してクッション層１８と接着されている。表皮層２０は、オレフィン系の熱可塑性エラストマーを発泡させることによりシート状に形成され、その厚さが、０．３〜０．７ｍｍである。なお、表皮層２０は、色素、顔料、塗料などを添加することにより車両室内の色調にマッチした色に予め彩色されている。
【００１４】
上記接着層２２は、表皮層２０とクッション層１８の間に介在して、これらを互いに熱溶着するフィルム状の層であり、１１０〜１４０゜の融点のポリエチレン（ＰＥ）で形成されている。接着層２２の厚さは、約０．１ｍｍであり、接着作用を果たすとともに、ゴム基体１３とクッション層１８とを加硫した後に、表面にブリードしてくる残存の硫黄加硫系薬剤などが表皮層２０に移行しないようにブロックする作用を考慮した上で、ソフト感を失わない厚さに設定されている。また、接着層２２は、白色などの明るい色のフィルムを用いた場合に、スポンジゴムのクッション層１８のゴムの黒い色をブロックして表皮層２０の彩色を明るいものとする役割もしている。
【００１５】
中空シール部２４は、ゴム基体１３の一方の側面（車外側）からスポンジゴムで中空に突設され、ドア側部材との間でシール作用を果たすように形成されている。
【００１６】
次に、上記ウエザストリップ１０の製造方法について、図４の生産ラインの概略図に基づいて説明する。図４に示すように、まず、ゴム基体１３などの押出成形を行なう。押出成形には、クロスヘッド型の押出機３０を使用する。すなわち、押出機３０は、未加硫のＥＰＤＭソリッドゴム素材が充填されるシリンダとスクリュとを備えたソリッドゴム押出機３２と、同じく未加硫のＥＰＤＭスポンジゴム素材が充填されるシリンダとスクリュとを備えたスポンジゴム押出機３４，３６と、インサート部材１６となる芯材１６Ａを収納した芯材供給機４０とを備え、それらからソリッドゴム素材、スポンジゴム素材及び芯材１６Ａを１つの押出ヘッドに供給し同時に押し出す、いわゆる共押出を行ない、押出成形体１２Ａを形成する。ここで、ＥＰＤＭとは、エチレンプロピレン・ジエン三元系ゴムを代表例とするエチレン−α−オレフィン−非共役ジエン共重合体ゴムをいう。ＥＰＤＭのソリッドゴム素材およびスポンジゴム素材には、通常、補強充填剤（カーボンブラック）、可塑剤、滑剤、加硫系薬剤等の副資材を配合する。なお、スポンジゴムには、上記の他に、発泡剤も配合されている。
【００１７】
押出成形体１２Ａは、ソリッドゴム押出機３２からソリッドゴム素材が押し出された部分がゴム基体１３となり、スポンジゴム押出機３４からスポンジゴム素材が押し出された部分がクッション層１８となり、もう一つのスポンジゴム押出機３６からスポンジゴム素材が押し出された部分が中空シール部２４となる。なお、クッション層１８と中空シール部２４とを連結させ、同じスポンジゴム素材を押し出して、スポンジゴム押出機を１台としてもよい。また、芯材１６Ａには、ステンレス鋼や軟鋼からなる板材を用いることができる。
【００１８】
次に、加硫工程を行なう。加硫工程は、未加硫ゴムの押出成形体１２Ａを、マイクロ波加熱装置（ＵＨＦ）４４と、熱風加硫装置（ＨＡＶ）４６とを通すことによりゴムを加硫する工程である。この工程では、ＥＰＤＭを加硫するのに好適な温度１８０℃〜２４０℃にて行なう。なお、加硫時間（加熱装置および加硫装置の通過時間）は、３〜１０分程度である。加硫した押出成形体１２Ａは、冷却装置４８を通して、約１００℃まで冷却させる。なお、この加硫工程において、ＥＰＤＭスポンジゴム内の発泡剤が発泡し、所定のスポンジゴムが得られる。
【００１９】
続いて、表皮層２０を積層する工程を行なう。すなわち、この工程は、押出機５０から熱可塑性エラストマーに発泡剤を添加した材料を押し出して表皮シート２０Ａを形成すると同時に、表皮シート２０Ａの裏面側に、ＰＥからなる接着シート２２Ａを１つの押出ヘッドから積層状に押し出す。熱可塑性エラストマーとしては、ＥＰＤＭ８０重量部にポリプロピレン（ＰＰ）２０重量部を配合したものを用いることができる。なお、熱可塑性エラストマーは、押出機５０のシリンダ内で２００〜２６０℃に加熱されて溶融状態となっており、このとき、分散された発泡剤も溶けて、発泡が始まるが、シリンダ内の圧力によって気泡状態にはなっておらず、押出ヘッドから押し出され、大気圧下になったときに、膨らんで気泡ができ、発泡した表皮シート２０Ａとされる。
【００２０】
表皮シート２０Ａと接着シート２２Ａとの積層シートは、圧着ローラ５２まで導かれ、圧着ローラ５２で押出成形体１２Ａ上に押し付けられる。このとき、表皮シート２０Ａは、圧着ローラ５２に達するまでに温度が下がり、圧着ローラ５２の時点で、その温度が熱可塑性エラストマーが熱変形する温度より低い１２０〜１４０℃となり、つまり、気泡が潰れない低い温度になっているので、圧着ローラ５２で圧着されても、気泡が潰れず、復元して発泡状態を維持する。一方、接着層２２は、１１０〜１４０℃の融点のＰＥから構成されているので、圧着ローラ５２に導かれたときでも十分に軟化状態にあり、クッション層１８に対して容易に熱溶着することができる。そのため、表皮層２０の表面温度を上げず、かつ発泡の気泡を潰さないで、積層シートをクッション層１８に熱溶着することができる。圧着ローラ５２による圧着工程を経ると、表皮層２０は、接着シート２２Ａを介してクッション層１８に熱溶着により接着される。
【００２１】
続いて、加硫後の押出成形体１２Ａに表皮層２０を接着したものを図示しない冷却器により冷却し、さらに、加工機にて断面Ｕ字形に折曲加工し、所定長さに切断するなどの工程を経ることにより、図１のウエザストリップ１０が完成する。
【００２２】
以上説明したように本実施の形態のウエザストリップ１０によれば、車両室内に露出した範囲において、表皮層２０が発泡された層であるから、外観上においてソフト感を与えることができる。また、表皮層２０の下層には、ほぼ全域にクッション層１８が設けられ、このクッション層１８が触感上においてのソフト感を与えることができる。このように、ウエザストリップ１０は、外観上および触感上の両方にソフト感を与えることができる。
【００２３】
また、取付基部１２、クッション層１８、接着層２２および表皮層２０は、すべてオレフィン系の材料から形成されているので、互いに強固に熱溶着され、剥離することもない。また、接着層２２を融点の低いＰＥで形成したため、ローラ圧着時に、表皮層２０の発泡の気泡が潰れない温度まで下げたとしても、ＰＥのクッション層１８への熱溶着を強固に行なうことができる。さらに、すべてオレフィン系の材料から形成されているので、従来の技術に記載した特殊な２層の接着フィルムを用いる必要がなく、製造コストを低減することができる。
【００２４】
さらに、表皮層２０は、車両室内側の内装部材Ｗの色調に合わせて容易に変更可能であるから、車両室内の色調へのマッチングが容易である。
【００２５】
また、ウエザストリップ１０によれば、クッション層１８と表皮層２０との接着処理を、押出成形体１２Ａを押し出した後の一連の生産ライン上で行なっているので、生産性に優れている。
【００２６】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００２７】
（１）図５は他の実施の形態を示すウエザストリップ１００を示す断面図である。ウエザストリップ１００は、断面Ｕ字形の取付基部１１２のインサート部材１６より外側の一部である外層部１８ｂをスポンジゴムで形成し、これをクッション層１１８に含めている。この場合、中空シール部２４と外側リップ１８ａも一体に連続成形することにより、スポンジゴム押出機を１台で製造することができる。また、スポンジゴムの肉厚を図２のものより厚くすることができ、よりソフト感が得られる。
【００２８】
（２）ウエザストリップ１０を製造する工程において、表皮層２０は、圧着ローラ５２で押出成形体１２Ａに接着したが、これに限らず、別の工程により接着剤などで接着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウエザストリップ１０を取り付けた自動車ボディＢＤを示す外観図である。
【図２】ウエザストリップ１０を示す断面図である。
【図３】クッション層１８および表皮層２０の積層構造を拡大して示す説明図である。
【図４】ウエザストリップ１０の生産ラインを示す概略図である。
【図５】他の実施の形態を示すウエザストリップ１００を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１００…ウエザストリップ
１２…取付基部
１２Ａ…押出成形体
１３…ゴム基体
１４…支持リップ
１６…インサート部材
１６Ａ…芯材
１８…クッション層
１８ａ…外側リップ
２０…表皮層
２０Ａ…表皮シート
２２…接着層
２２Ａ…接着シート
２４…中空シール部
３０…押出機
３２…ソリッドゴム押出機
３４，３６…スポンジゴム押出機
４０…芯材供給機
４４…マイクロ波加熱装置
４６…熱風加硫装置
４８…冷却装置
５０…押出機
５２…圧着ローラ
ＢＤ…自動車ボディ
Ｄ…ドア開口
Ｗ…内装部材

Claims

自動車用ウエザストリップにおいて、
車体側部材に取り付けられ、エチレン・プロピレンゴム（以下、ＥＰＲ）のソリッドゴムからなる取付基部と、
取付基部に積層され、ＥＰＲのスポンジゴムから形成されたクッション層と、
押出直後の軟化状態にあるオレフィン系の熱可塑性エラストマーを発泡させ、クッション層へ積層され押圧時に上記発泡の気泡が潰れないように形成された表皮層と、
クッション層と表皮層とを接着するものであり、１１０〜１４０゜の融点のポリエチレンから形成された接着層と、
を備え、
接着層を形成する接着シートおよび表皮層を形成する表皮シートを積層して同時に押出し、接着シートおよび表皮シートが１２０〜１４０℃の温度を維持している間に、接着シートを加硫後のクッション層に対して押圧することにより、接着層がクッション層と表皮層とを熱溶着していること、
を特徴とする自動車用ウエザストリップ。
請求項１の自動車用ウエザストリップを製造する方法であり、
ＥＰＲを押し出すことにより、取付基部およびクッション層となる押出成形体を形成する工程と、
押出成形体を加硫する工程と、
表皮層を形成するために発泡性のオレフィン系の熱可塑性エラストマーを押し出しつつ、接着層を形成するための１１０〜１４０℃の融点のポリエチレンからなる接着シートが上記表皮シートとクッション層との間に介在するように表皮シートを押し出す工程と、
表皮シートの発泡の気泡を維持するように、表皮シート、接着シートの温度を１２０〜１４０℃に設定し、加硫後の押出成形体のクッション層に、接着シートおよび表皮シートを重ね合わせてローラで圧着することにより、発泡の気泡を維持して表皮シートを接着シートを介してクッション層の表面に熱溶着する工程と、
を備えたことを特徴とするウエザストリップの製造方法。