JP4666651B2 - 成形ガスケットを取り付ける方法及びそのために用いられるガスケット - Google Patents

Description

本発明は、見た目に美しいエラストマー部材に関し、該エラストマー部材を基板に取り付ける費用対効果の大きい方法に関する。

本発明は、特に、好適実施形態において例えば自動車ウィンドウガラスなどの基板に取り付けられたときにいわゆる片面封止材（single side encapsulation）を形成するようなデュアルデュロメーターガスケット即ち２つのデュロメーター硬度の異なる材料から製作された部分を有するガスケットに関する。このデュアルデュロメーターガスケットは、ガスケットを正確な位置に保持しかつ基板に接着密着（bonding contact）させるための取付具に載置されることによって、基板に取り付けられる。

基板を開口部に填め込むことができるようにするために、エラストマー部材、例えばガスケットが基板の外周を囲繞するか或いは枠を作るかするようにガスケットを基板に取り付けることと、そうすることによって、ガスケットが、ウエザーシール、衝撃吸収、最近では例えば自動車の外観／設計機能など、種々の機能を発揮することは、長い間知られていた。

歴史的には、エラストマー部材、特にガスケットを基板の唯一つの主表面の外周に取り付け、いわゆる片面ガラスを作り出してきた。

そのようなガスケットを形成と同時に基板に取り付けることは、ここ数年一般的な手法であった。特に、現場成形プロセス、例えば反応射出成形（ＲＩＭ）と、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの熱硬化性材料の射出成形とがよく用いられていた。

そのような成形プロセスでは、雄型及び雌型を有する精密に機械加工された高価な型（モールド）を油圧式または空気式運転式プレスに挟んで用いる必要がある。通常は、型の一部分が所望の形状のガスケットに機械加工される。即ち、基板が型にセットされると、雄型と雌型とがプレスにより閉じられ、高分子材料が型の空隙に射出されて基板の外周の一部分または全周に所望のガスケットが形成される。

高分子材料、例えばポリウレタンまたはＰＶＣなどの射出前に、ガスケットを取り付ける基板の部分にシラン材料などの接着促進プライマ（adhesion-promoting primer）を塗布することが知られている。ガスケットは、モールディングプロセスにおいて形成されるので、基板の下塗りされた部分にしっかりと取り付けられた状態になる。

そのようなモールディングプロセスは便利ではあるが、車両メーカーのガスケットに対する要求はますます複雑になってきているので、そのようなモールディングプロセスも同様にますます複雑になってきている。そのため、費用も増加傾向にある。

上記したようなガスケットのデザインと、ガスケットが車体の開口部に密接に接触していることと、運転中に車体が「ぶれる」のでそのような車体の開口部をある程度まで歪めるという事実とに起因して、車体のボディ部分とガスケットの間に不快な音（「きしみ音」とも呼ばれる）を生じさせるような摩擦接点が生じることがある。そのようなきしみ音を消す方法を見つけるために多くの時間と労力が費やされたが、原因を突きとめたところで解決することが困難でかつ費用のかかる問題であることがわかったに過ぎなかった。

本発明は、上述のような問題を鑑み、ガスケットを基板に取り付ける比較的単純で費用対効果の大きい方法を提供し、同時に、そのように取り付けられ、片面封止のために見た目に美しいウエザーシールを与えかつ「きしみ音」の発生を最小にするという複数の機能を実行するようなガスケットを提供することを目的としている。

本発明は、車体の開口部に填めるのに適した組立体を形成するためにガスケットなどのエラストマー部材をガラスやプラスチックなどの基板材料に固着する方法を提供する。

この組立体を製造する方法は、内部に所定の形状の溝部分が形成されている位置決め取付具を提供する過程を含む。溝部分、好適には溝部分の底部を貫通するような１若しくは複数の通路を設けて、溝部分を正の空気圧か負の空気圧かいずれかの空気圧の供給源と連通させる。溝部分内の適所に例えばエラストマー部材を確実かつ正確に保持するのに十分な力で負の空気圧即ち真空を加えることができる。

エラストマー部材またはエラストマー部材を保持するのに適した装置を溝部分内に填め込む。ここで接着材料をエラストマー部材に塗布することもできるが、位置決め取付具の溝部分に填め込まれる前に既に塗布されていることもある。

次に、基板表面の外周部分の少なくとも選択された部分がエラストマー部材を保持する溝部分上に延在して配置されるように、基板材料を取付具上に載置する。

もし仮に接着材料がエラストマー部材に予め塗布されていなかったならば、上述のように、溝部分上に配置される基板の外周部分の少なくとも一部に接着材料を塗布することもできたであろう。エラストマー部材と基板とが固着されるように必然的に溝部分の開口部に面した基板の表面の一部分に接着材料を塗布することになったであろう。

所定の時間になったら負の空気圧を解除し、エラストマー部材または装置を上昇させるのに十分な力で前述の通路から正の空気圧を加え、エラストマー部材を溝部分外に保持して溝部分に延在する基板の周辺部分に接着密着させる。

所定の時間が経過したら、正の空気圧を解除し、エラストマー部材が固着した基板を取付具から取り外す。

図１に示すように、本発明は、アルミニウム、木、鋼、エポキシ、シリコーン、ある一定のウレタンなどの耐熱性材料からなる取付具であって、内部に溝部分１２が形成された取付具１０を提供する。溝部分１２は、そのような溝部分に填め込まれることになる成形エラストマー部材の形状をなすことができる。溝部分１２には、好適にはそのような溝部分１２の底部に、正の空気圧源２８または負の空気圧源３０（図示せず）との連通を可能にする通路２２を形成する。

或いは、図１Ａに示すような矩形の溝部分を取付具１０に形成することもできる。この溝部分は、取り外し可能な成形型１４を受容することができる。成形型１４の下側部分１６は、取付具の溝部分１２に填め込まれ、上側部分１８は、溝部分１２の深さを超えて延在し、予成形されたガスケットの外形形状に合わせて形成された表面２０を有する。取付具１０の全厚にわたって孔２３を形成し、空気圧の供給源（図示せず）と取り外し可能な成形型１４との間で正の空気圧２８の連通または負の空気圧３０の連通（即ち真空を形成する）を可能にする。

取り外し可能な成形型１４は、硬いであるが成形が容易な材料、例えば良好な「回復」特性を有する高分子材料、好適には押出成形されたシリコーン材料で製作することができる。

その概略が図２に、詳細な外形が図３に示されている成形エラストマー部材２４を、手で、またはロボット等の電気機械装置（図示せず）によって、上述した取付具１０の溝部分１２に填め込む。エラストマー部材２４はガスケットであるのが好ましいが、デュロメーター硬度の異なる材料から製作された部分を有するガスケットであるのがより好ましい。エラストマー部材２４は、図４に模式的に示すような空気式手段によって、好適にはエラストマー部材２４に真空をかけることによって、溝部分１２中の所望の位置に保持される。図１Ａ、図４、図６に示すように、ウレタン、アクリル接着剤またはホットメルト粘着剤などの適切な液体接着剤２６をエラストマー部材２４に塗布することができる。或いは、テープの両面に接着剤が付いた接着テープをエラストマー部材２４に貼ることもある。

図６に示すように、基板３２、好適にはガラス基板、最も好適には自動車ウィンドウガラスに適した形状に製作されたガラス基板を、手で、または電気機械的手段によって、上述した取付具１０に載置する。図２に概略を示したように、成形エラストマー部材２４は基板３２の外周に対応した形状で成形されている。

接着促進プライマ３４は、例えばダウ・オートモーティブ社（Dow Automotive, Ashland Chemical and Lord Chemical）製のシランプライマであるのが好ましく、ガスケットなどのエラストマー部材２４が取り付けられる基板３２の部分に塗布されるのが好ましい。

また、エラストマー部材２４を取付具１０の溝部分１２に載置する前に、例えば両面接着テープをエラストマー部材２４の上面部分に貼ることも本発明の範囲に含まれる。取付具１０の溝部分１２にエラストマー部材２４を載置した後にエラストマー部材２４に接着材料、例えば両面接着テープを貼るのではなく、むしろ取付具１０上に基板材料３２を載置する前に基板材料３２に貼ることも可能であった。

両面接着テープを用いてエラストマー部材２４を基板３２に接着させるのであれば、基板への接着促進プライマの塗布が不要になることもある。接着促進プライマ３４が必要なくなれば、材料費、労務費、プロセスサイクル時間の低減に資することになろう。

現在知られている限りにおいては、液体接着剤２６を使用するのであれば、エラストマー部材２４または基板材料への、好適には、そのような基板材料３２がガラスであれば基板材料３２への、接着促進プライマ３４の塗布が必要になる。

図６に示すように、ガスケット２４が取り付けられる基板３２の部分が、形成ガスケット２４が填め込まれた上述した取付具１０の溝部分１２の真上に配置されるように、基板３２を取付具１０上に配置する。その後、取付具１０の溝部分１２の底部の通路２２から導入されかつそのような取付具の孔２３を伝わる正の空気圧２８をガスケット２４に加えることによって、ガスケット２４を基板３２に接着密着させる。

正の空気圧２８を用いてガスケット２４を基板３２に密着させるのに代えて、或いはそれに加えて、図７及び８に示すように１若しくは複数の膨張式空気袋３６を用いて、ガスケット２４を基板３２に接着密着させることができる。取付具１０の溝部分１２に配置されるそのような膨張式空気袋３６は、そのような溝部分１２の全部または一部を占有し得る。そのような膨張式空気袋３６は、均一な接着を達成するのが困難であるような場所、例えば隅などガスケット２４が比較的きつい角度をなすような場所で用いられるのが好ましい。

この方法で取り付けられたガスケット２４と基板３２とは、片面封止組立体（図１０を参照）を形成する。これは、接着剤が硬化したら、例えば自動車などの開口部に取り付けるのに適している。硬化が適切であれば、ガスケット２４は、基板３２に事実上永久に取り付けられることになる。

図３に示すように、硬度の比較的高い材料、例えばショアＡ８０乃至ショアＤ４０のデュロメーター硬度を有する材料を含む第１の部分３８と、ショアＡ４０乃至７０のデュロメーター硬度を有しかつ特定の「きしみ音防止」特性を有するより硬度の低い材料を含む第２の部分４０とを有するような、熱可塑性エラストマー材料（ＴＰＥ）とから成形ガスケット２４を構成することができる。そのような材料の組合せは例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）とアルクリン（登録商標）であるが、任意の適切な比較的硬いの高分子材料と任意の押出成形可能な軟らかい高分子材料とを組み合わせて用いることが可能である。また、図６に示すように、第１の部分３８は、液体接着剤２６を介して基板材料３２に接着され、第２の部分４０は、基板材料３２の周辺端部を超えて外側に延出する。

特許法に従って本発明のベストモードが何であるかがわかるように本発明について記載したが、本明細書中に記載されている本発明の精神及び範囲から逸脱しない他のモードで本発明を実行できることは、当業者であればわかることである。

ガスケットが填め込まれる代表的な予形成溝部分の等角図である。 取り外し可能な成形型を含む矩形の溝部分を有する取付具にエラストマー部材が載置されているときの断面図である。 取付具に填め込まれる成形ガスケットの等角図である。 図２の成形ガスケットの断面図である。 ガスケットがその中の溝部分に填め込まれ、填め込まれたガスケットに真空が加えられている様子を示している、図１の取付具の断面図である。 ガスケットが填め込まれ、真空が解除され、正の空気圧が加えられて溝部分からガスケットを持ち上げている、図４の取付具の断面図である。 溝部分から持ち上げられ、取付具に載置された基板に接着されているガスケットを示す。 溝部分にガスケットが填め込まれ、その下に空気が抜けた状態の膨張式空気袋があるような図１の取付具を示す。 空気袋が膨脹した状態で、溝部分内でガスケットを押し上げているような図７の取付具を示す。 基板材料と、基板の１つの主表面に粘着して接着されているガスケットを示す。 基板材料と、基板の主表面及び端部に粘着して接着されているガスケットを示す。

Claims (17)

1. 窓とガスケットとの組立体を製造する方法であって、
   エラストマーガスケットを成形する過程と、
   前記エラストマーガスケットの形状の溝部分が内部に形成され、前記溝部分が、正または負の圧力下で、気体または混合気体の供給源との連通を可能にする１若しくは複数の通路を含む位置決め取付具を提供する過程と、
   前記溝部分に前記エラストマーガスケットを填め込む過程と、
   周辺端部の形状が前記エラストマーガスケットの形状に対応した透明な基板材料を、前記エラストマーガスケットの所定位置に配置して前記取付具上で載置する過程と、
   前記載置する過程の前に、前記エラストマーガスケットの少なくとも一部に、または、前記基板の少なくとも一部に、接着材料を塗布する過程と、
   前記エラストマーガスケットを前記透明な基板材料に粘着接着させ、窓とガスケットとの組立体を形成する過程と、
   前記取付具から前記組立体を取り外す過程とを含み、
   前記載置する過程の直後に前記組立体を形成する過程が行われ、
   前記エラストマーガスケットは、ショアＡ８０乃至ショアＤ４０のデュロメーター硬度を有する第１の部分と、ショアＡ４０乃至７０のデュロメーター硬度を有する第２の部分とからなり、
   前記第１の部分は、前記基板材料に接着され、前記第２の部分は、前記基板材料の周辺端部を超えて外側に延出することを特徴とする方法。
2. 前記位置決め取付具に形成された前記溝部分が、自動車ウィンドウの外周の形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記エラストマーガスケットを前記溝部分に保持するために真空を加える手段が提供され、
   真空が、前記エラストマーガスケットが前記溝部分に載置されるときに前記エラストマーガスケットに加えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記基板材料が、ガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記基板材料が、プラスチックを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記基板の外周部分の少なくとも一部に接着促進プライマが塗布されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記接着促進プライマが、シラン材料からなることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ガスケットに塗布される前記接着材料が、多成分系ウレタン接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記接着材料が、両面接着テープを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
10. 前記ガスケットへの真空が解除され、前記ガスケットを前記溝部分から持ち上げるのに十分な正の空気圧が前記ガスケットに加えられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
11. 前記ガスケットへの真空が解除され、
    前記溝部分の少なくとも一部に配置された膨張式空気袋が膨脹させられて前記ガスケットを前記溝部分から持ち上げることを特徴とする請求項３に記載の方法。
12. 前記エラストマーガスケットが、前記溝部分に手で填め込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記エラストマーガスケットが、前記溝部分に電気機械装置によって填め込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 前記基板材料は、自動車ウィンドウであり、該自動車ウィンドウが、前記取付具上に手で載置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 前記基板材料は、自動車ウィンドウであり、該自動車ウィンドウが、前記取付具上に電気機械装置によって載置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 前記基板材料は、自動車ウィンドウであり、前記エラストマーガスケットが取り付けられた該自動車ウィンドウが、前記取付具から手で取り外されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
17. 前記基板材料は、自動車ウィンドウであり、前記エラストマーガスケットが取り付けられた該自動車ウィンドウが、前記取付具から電気機械装置によって取り外されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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