JP4429671B2 - 熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法 - Google Patents
熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）で形成した自動車のグラスランチャンネルの製造法に関するものである。
図１および図２を参照して説明する。自動車のドアパネル２には、ドアガラス３の昇降をシール性を保ちながらガイドするグラスランチャンネルが設けられている。従来、このグラスランチャンネルは、ＥＰＤＭやＰＶＣを押出成形することによって成形されているが（コーナー部は型成形による）、近年において求められている自動車の軽量化の中で、ＥＰＤＭやＰＶＣよりも比重の小さい非発泡熱可塑性エラストマー製のグラスランチャンネル１０が提供されはじめている。
しかし、自動車のさらなる軽量化が求められており、こうした要求に応えるべく、例えば、非発泡ＴＰＥ製グラスランチャンネル１０のチャンネル基部１０ａを発泡させることが考えられるが、そうすると、機械的強度が要求されるチャンネル基部が脆弱化してしまうので好ましくない。チャンネル基部１０ａは、ドアパネル２に組付けられ、ドアガラス３に摺動するリップ部１０ｂを支持する部材であるため十分な機械的強度が要求される。従って、チャンネル基部１０ａとしての機能（強度）を保ちつつ、その軽量化を図ることはきわめて難しい。
ちなみに、これまでのゴム製のグラスランチャンネルにおいては、押出成形時に発泡化させているものもあるが、チャンネル基部としての機能を維持するために、その発泡倍率は１．２以下であり、比重も１．０前後に留まっている。そのため、効果的な軽量化を図るには至っていない。
本発明はこうした点に鑑み創案されたもので、十分な機械的強度を保持しつつ、効果的な軽量化を図った自動車のグラスランチャンネルの製造方法を提供することを課題とする。
本明細書において用いている物性値の測定方法，測定条件は次の通りである。
項目 規格 条件
見掛け比重 ＪＩＳ Ｋ７１１２ Ａ法
引張強さ ＪＩＳ Ｋ６２５１ ３号ダンベル
伸び ＪＩＳ Ｋ６２５１ ３号ダンベル
捻り剛性 ＪＩＳ Ｋ６２６１ 低温ねじり試験
項目 規格 条件
見掛け比重 ＪＩＳ Ｋ７１１２ Ａ法
引張強さ ＪＩＳ Ｋ６２５１ ３号ダンベル
伸び ＪＩＳ Ｋ６２５１ ３号ダンベル
捻り剛性 ＪＩＳ Ｋ６２６１ 低温ねじり試験
図１および図３を参照して説明する。請求項１に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネル１の製造法は、自動車のドアパネル２に取付けられる発泡熱可塑性エラストマー製チャンネル基部１ａと，該チャンネル基部１ａに一体成形され，昇降動するドアガラス３に摺接する非発泡熱可塑性エラストマー製リップ部１ｂとで構成され、軽量化を図り且つ前記チャンネル基部に必要な機械的強度および良好な組付け性を与えるグラスランチャンネルの製造法において、チャンネル基部の発泡倍率Ｘが１．１〜１．３の場合，発泡前の熱可塑性エラストマーがねじり剛性４．０〜５．０ ＭＰａ，引張強さ７．０ ＭＰａ以上，伸び４００％以上の熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．５〜０．８，ねじり剛性３．２〜４．０ ＭＰａ，引張強さ４．５ ＭＰａ以上，伸び３５０％以上であることを特徴とするものである。
ここで、超臨界流体による発泡とは、溶融した熱可塑性エラストマーに、発泡媒体として二酸化炭素もしくは窒素などの超臨界流体を添加し、溶融熱可塑性エラストマーと超臨界流体の完全相溶状態を形成する溶解工程と、超臨界流体の臨界圧力以上の圧力を維持したままの圧力から、加熱した口金を介して大気圧へ開放して急激な圧力差によってセル核を形成させる核生成・発泡工程と、発泡体を溶融状態から冷却し、セル形状を維持する冷却工程と、からなる発泡化手段を言う。
請求項２に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法は、自動車のドアパネル２に取付けられる発泡熱可塑性エラストマー製チャンネル基部１ａと，該チャンネル基部１ａに一体成形され，昇降動するドアガラス３に摺接する非発泡熱可塑性エラストマー製リップ部１ｂとで構成され、軽量化を図り且つ前記チャンネル基部に必要な機械的強度および良好な組付け性を与えるグラスランチャンネルの製造法において、チャンネル基部の発泡倍率Ｘが１．４〜１．６の場合，発泡前の熱可塑性エラストマーがねじり剛性５．０〜６．０ ＭＰａ，引張強さ９．８ ＭＰａ以上，伸び５７０％以上の熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．５〜０．８，ねじり剛性３．２〜４．０ ＭＰａ，引張強さ４．５ ＭＰａ以上，伸び３５０％以上であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法は、請求項１に記載の発明における発泡前の熱可塑性エラストマーが、
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にあることを特徴とするものである。
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にあることを特徴とするものである。
請求項４に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法は、請求項２に記載の発明における発泡前の熱可塑性エラストマーが、
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にあることを特徴とするものである。
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にあることを特徴とするものである。
請求項５に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法は、請求項１〜４の構成に加えてチャンネル基部１ａを化学発泡剤によって発泡するに際し、物性バランスを調整する添加剤として重合型オレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を混入したことを特徴とするものである。
請求項６に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法は、請求項１〜５の構成に加えてチャンネル基部１ａをガスまたは超臨界流体によって発泡するに際し、発泡用の核剤としてタルク等の鉱物を混入したことを特徴とするものである。
請求項７に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法は、自動車のドアパネル２に取付けられる発泡熱可塑性エラストマー製チャンネル基部１ａと，そのチャンネル基部１ａに一体成形され，昇降動するドアガラス３に摺接する非発泡熱可塑性エラストマー製リップ部１ｂとで構成され、軽量化を図り且つ前記チャンネル基部に必要な機械的強度および良好な組付け性を与えるグラスランチャンネルの製造法において、チャンネル基部が，発泡倍率Ｘ １．４〜１．６の場合，発泡前の熱可塑性エラストマーがねじり剛性５．０〜６．０ ＭＰａ，引張強さ９．８ ＭＰａ以上，伸び５７０％以上であり、且つ
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）
の範囲にある熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．６４，ねじり剛性４．０ ＭＰａ，引張強さ６ＭＰａ，伸び５５０％であることを特徴とするものである。
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）
の範囲にある熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．６４，ねじり剛性４．０ ＭＰａ，引張強さ６ＭＰａ，伸び５５０％であることを特徴とするものである。
なお、グラスランチャンネル（チャンネル基部１ａとリップ部１ｂ）１を形成する熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系（ＴＰＯ）やスチレン系の材料を使用し、チャンネル基部１ａとリップ部１ｂを共押出成形することが好ましい。
請求項１に記載の発明は、チャンネル基部１ａを発泡倍率１．１〜１．３の発泡熱可塑性エラストマーで形成するに当たり、発泡前の熱可塑性エラストマー材料としてねじり剛性４．０〜５．０ ＭＰａ、引張強さ７．０ ＭＰａ以上、伸び４００％以上のものを用いることにより、見掛け比重０．５〜０．８、ねじり剛性３．２〜４．０ ＭＰａ、引張強さ４．５ＭＰａ以上、伸び３５０％以上のチャンネル基部を製造するので、グラスランチャンネル１の軽量化を図ることができる。また、チャンネル基部１ａとしての必要な機械的強度および良好な組付け性を与えることができる。
請求項２に記載の発明は、チャンネル基部１ａを発泡倍率１．４〜１．６の熱可塑性エラストマーで形成するに当たり、発泡前の熱可塑性エラストマーとしてねじり剛性５．０〜６．０ ＭＰａ、引張強さ９．８ ＭＰａ以上、伸び５７０％以上のものを用いることにより、グラスランチャンネル１のさらなる軽量化を図ることができる。また、チャンネル基部１ａの機械的強度および組付け性をさらに向上させることができる。
請求項３，４に記載した如く請求項１および２に記載の発明における発泡前の熱可塑性エラストマー材料は、図４乃至図６に示す如く、測定値に２次式適用最小二乗法による近似の多項式によっても決めることが出来る。
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）
請求項５に記載の発明は、チャンネル基部１ａを化学発泡剤によって発泡させる場合に、物性バランスを調整する添加剤として重合型オレフィン熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を混入しているので、より機械的強度および柔軟性に優れたグラスランチャンネル１である。
請求項６に記載の発明は、チャンネル基部１ａをガスまたは超臨界流体によって発泡させる場合に、核剤としてタルク等の鉱物を混入しているので、より効果的な発泡をしている。
請求項７に記載の発明は、請求項１，請求項２と同様な効果がある。
本発明に係る熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネル１の実施形態を、図１および図３に示す。これは、自動車のドアパネル２に取付けられるチャンネル基部１ａと、当該チャンネル基部１ａに一体成形され、昇降動するドアガラス３に摺接するリップ部１ｂとからなるグラスランチャンネルである。チャンネル基部１ａは、化学発泡剤、ガス、水、または超臨界流体によって押出成形時に発泡された発泡熱可塑性エラストマーＦで形成されている。この発泡により、当該チャンネル基部１ａは、見掛け比重０．６４、ねじり剛性４．０ ＭＰａ、引張強さ６．０ ＭＰａ、伸び５５０％とされている。なお、リップ部１ｂは、非発泡熱可塑性エラストマーＳで形成されている。
グラスランチャンネルのチャンネル基部の性能を確認するために、従来例と本発明を比較した結果を表１に示す。
表１において、◎は優，○は良，△は可，×は不可を示している。
この表から明らかなように、本発明の実施形態に係るグラスランチャンネル１のチャンネル基部１ａは、軽量であると共に、十分な機械的強度と柔軟性を備えている。従って、グラスランチャンネル１の軽量化に寄与すると共に、ドアパネル２への組付け性および装着保持性に優れ、実際に製品化することができる。
本発明は、グラスランチャンネル１に適用できるのみでなく、チャンネル基部１ａとリップ部１ｂを有する他のウエザーストリップにも適用することができる。
１ グラスランチャンネル
１ａ チャンネル基部
１ｂ リップ部
２ ドアパネル
３ ドアガラス
１０ グラスランチャンネル
１０ａ チャンネル基部
１０ｂ リップ部
Ｆ 発泡熱可塑性エラストマー
Ｓ 非発泡熱可塑性エラストマー
１ａ チャンネル基部
１ｂ リップ部
２ ドアパネル
３ ドアガラス
１０ グラスランチャンネル
１０ａ チャンネル基部
１０ｂ リップ部
Ｆ 発泡熱可塑性エラストマー
Ｓ 非発泡熱可塑性エラストマー
Claims (7)
- 自動車のドアパネル（２）に取付けられる発泡熱可塑性エラストマー製チャンネル基部（１ａ）と，該チャンネル基部（１ａ）に一体成形され，昇降動するドアガラス（３）に摺接する非発泡熱可塑性エラストマー製リップ部（１ｂ）とで構成され、軽量化を図り且つ前記チャンネル基部に必要な機械的強度および良好な組付け性を与えるグラスランチャンネルの製造法において、チャンネル基部の発泡倍率（Ｘ）が１．１〜１．３の場合，発泡前の熱可塑性エラストマーがねじり剛性４．０〜５．０ ＭＰａ，引張強さ７．０ ＭＰａ以上，伸び４００％以上の熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．５〜０．８，ねじり剛性３．２〜４．０ ＭＰａ，引張強さ４．５ ＭＰａ以上，伸び３５０％以上であることを特徴とする熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。
- 自動車のドアパネル（２）に取付けられる発泡熱可塑性エラストマー製チャンネル基部（１ａ）と，該チャンネル基部（１ａ）に一体成形され，昇降動するドアガラス（３）に摺接する非発泡熱可塑性エラストマー製リップ部（１ｂ）とで構成され、軽量化を図り且つ前記チャンネル基部に必要な機械的強度および良好な組付け性を与えるグラスランチャンネルの製造法において、チャンネル基部の発泡倍率（Ｘ）が１．４〜１．６の場合，発泡前の熱可塑性エラストマーがねじり剛性５．０〜６．０ ＭＰａ，引張強さ９．８ ＭＰａ以上，伸び５７０％以上の熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．５〜０．８，ねじり剛性３．２〜４．０ ＭＰａ，引張強さ４．５ ＭＰａ以上，伸び３５０％以上であることを特徴とする熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。
- 発泡前の熱可塑性エラストマーが、
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。 - 発泡前の熱可塑性エラストマーが、
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。 - チャンネル基部を化学発泡剤によって発泡するに際し，物性バランスを調整する添加剤として重合型オレフィン系熱可塑性エラストマーを混入したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。
- チャンネル基部をガスまたは超臨界流体によって発泡するに際し，発泡用の核剤としてタルク等の鉱物を混入したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。
- 自動車のドアパネル（２）に取付けられる熱可塑性エラストマー製チャンネル基部（１ａ）と，該チャンネル基部（１ａ）に一体成形され，昇降動するドアガラス（３）に摺接する非発泡熱可塑性エラストマー製リップ部（１ｂ）とで構成され、軽量化を図り且つ前記チャンネル基部に必要な機械的強度および良好な組付け性を与えるグラスランチャンネルの製造法において、チャンネル基部の発泡倍率（Ｘ）が１．４〜１．６の場合，発泡前の熱可塑性エラストマーがねじり剛性５．０〜６．０ ＭＰａ，引張強さ９．８ ＭＰａ以上，伸び５７０％以上であり、且つ
−１．３３Ｘ２＋６．９３Ｘ−２．４≦ねじり剛性（ＭＰａ）
≦−３．３３Ｘ２＋１２．３３Ｘ−５；
−６．３３Ｘ２＋２６．４Ｘ−１５．６≦引張強さ（ＴＢ）（ＭＰａ）；
６３３Ｘ２−１１４３Ｘ＋８６０≦伸び（ＥＢ）（％）；
の範囲にある熱可塑性エラストマー材料を、化学発泡剤，ガス，水，または超臨界流体によって押出成形時に発泡させ、発泡後のチャンネル基部が，見掛け比重０．６４，ねじり剛性４．０ ＭＰａ，引張強さ６ＭＰａ，伸び５５０％であることを特徴とする熱可塑性エラストマー製グラスランチャンネルの製造法。
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