JP4766803B2 - ガラス摺動部用材料、ガラス摺動部材および自動車用グラスランチャンネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス摺動部材および自動車用グラスランチャンネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の自動車用グラスランチャンネルは、図1に示すように、基材としてEPDMゴムまたはオレフィン系熱可塑性エラストマーを使用し、かつガラス摺接部にウレタン系塗料またはシリコン系塗料を塗布するか、もしくはポリアミド(ナイロン)製などの植毛を施したものである。
【0003】
また近年においては、有機溶剤の使用制限、機能性向上、コスト(工数)低減を目的として塗装、植毛等の表面処理加工から、摺動性のある樹脂を基材の押出時に直接被覆する方法が実施されており、耐摩耗性を有する架橋性ポリオレフィン等の材料が使用されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記の耐摩耗性材料は、基材と比べて硬度が高いため、リップ部の波打やガラス摺動時の異音が発生しやすいという問題点があった。
【0005】
この問題を解決するため、図2に示すように、中硬度(shoreD 25〜40)の熱可塑性エラストマー(主にオレフィン系)中に、シリコーンオイル等の滑剤を添加した摺接部材が提案されている。しかしながら該摺接部材は、ガラスの接触する荷重が高い状態では、ガラスの摺動回数の増加とともに摺動抵抗値が増大し、昇降不良等を起こすという問題点があった。
【0006】
本発明の目的は、柔軟性および高荷重時の摺動性能に優れたガラス摺動部用材料を提供することであり、またこのガラス摺動部用材料を用いることにより柔軟性および高荷重時の摺動性能に優れ、リップ部の波打やガラス摺動時の異音が発生しにくい自動車用グラスランチャンネルを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、柔軟な基材中に高摺動性樹脂のパウダーとシリコーン系滑剤を適度な割合で配合することにより上記目的を達成することが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本発明のガラス摺動部用材料は、硬度35(shoreD)以下の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー中に、摺動性を付与する添加剤として(A)重量平均分子量103〜106、粘度0.65〜100000cStのシリコーンオイルおよび/またはシリコーンポリマー1〜40wt%、(B)シリコーンパウダー0.1〜10wt%、(C)動摩擦係数(JIS K7218による)0.20以下のポリエチレン樹脂10wt%以下、あるいは、さらに(D)粒子径50〜300μmの超高分子量ポリエチレンパウダーおよび/または粒子径15〜50μmの超高分子量ポリオレフィンパウダーを両方の合計で10wt%以下配合したことを特徴とするものである。
【0009】
また本発明のガラス摺動部材は、基材の必要箇所に硬度35(shoreD)以下の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー中に、摺動性を付与する添加剤として(A)重量平均分子量103〜106、粘度0.65〜100000cStのシリコーンオイルおよび/またはシリコーンポリマー1〜40wt%、(B)シリコーンパウダー0.1〜10wt%、(C)動摩擦係数(JIS K7218による)0.20以下のポリエチレン樹脂10wt%以下、あるいは、さらに(D)粒子径50〜300μmの超高分子量ポリエチレンパウダーおよび/または粒子径15〜50μmの超高分子量ポリオレフィンパウダーを両方の合計で10wt%以下配合した滑材入り表面処理材を膜状に被覆成形してなるものである。
【0010】
さらに本発明の自動車用グラスランチャンネルは、そのガラス摺接部に、硬度35(shoreD)以下の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー中に、摺動性を付与する添加剤として(A)重量平均分子量103〜106、粘度0.65〜100000cStのシリコーンオイルおよび/またはシリコーンポリマー1〜40wt%、(B)シリコーンパウダー0.1〜10wt%、(C)動摩擦係数(JIS K7218による)0.20以下のポリエチレン樹脂10wt%以下、あるいは、さらに(D)粒子径50〜300μmの超高分子量ポリエチレンパウダーおよび/または粒子径15〜50μmの超高分子量ポリオレフィンパウダーを両方の合計で10wt%以下配合した滑材入り表面処理材を膜状に被覆成形してなるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明において、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーとしては、硬度35(shoreD)以下のものを使用し、オレフィン系熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー、すなわちエチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレンなどのオレフィンあるいはジオレフィンなどの重合体または共重合体、あるいはこれらの単量体と塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、アクリル酸エチルなどのビニル単量体との共重合体などを使用することが好ましい。
【0012】
上記条件を満足する好ましい熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーの具体例として、たとえばサントプレーン101−80(Advanced Elastomer Systems社製、フェノール架橋)、サントプレーン101−73(Advanced Elastomer Systems社製、フェノール架橋)、ミラストマー7030B(三井化学株式会社製、過酸化物架橋)を挙げることができる。
【0013】
次に、本発明において使用される摺動性を付与する添加剤(A)〜(D)について説明する。
添加剤(A)のシリコーンオイルとしては、片側末端にオレフィンと反応する置換基を有するポリシロキサンで、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ポリエーテル変性タイプ、アルキル変性タイプのものが好ましく、重量平均分子量が103〜106の範囲で、かつ粘度が0.65〜100000cStの範囲のものを1〜40wt%の割合で配合することが好ましい。重量平均分子量が103未満のもの、あるいは粘度が0.65cSt未満のものではシリコーン分が樹脂表面にブリードアウトし易く、また重量平均分子量が106を超えるもの、あるいは粘度が100000cStを超えるものでは要求される摺動性を満足することができない。このような条件を満足する好ましいシリコーンオイルの具体例として、例えばSH200(商品名、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)を挙げることができる。
【0014】
また、添加剤(A)のシリコーンポリマーとしては、熱可塑性樹脂にシリコーンオイルを混練させたものでもよく、熱可塑性樹脂とシリコーンを化学的に結合させたものでもよい。このような条件を満足する好ましいシリコーンポリマーの具体例として、たとえばシリコーンコンセントレートBY27−001(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、シリコーンポリマー50重量%充填ポリプロピレン)、シリコーンコンセントレートBY27−201(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、シリコーンポリマー40重量%充填ポリプロピレン)を挙げることができる。
【0015】
本発明において、添加剤(B)のシリコーンパウダーを0.1〜10wt%の割合で配合する目的ないし理由は、摺動部材などの表面処理層中のシリコーンオイルまたはシリコーンポリマーをシリコーンパウダーに吸着させて表面へのブリードアウトを抑制するとともにシリコーン濃度を均一化させることにある。このためシリコーンパウダーは少なくとも−30℃〜100℃の温度範囲(製品の使用温度範囲)において固体状であることが必要である(液体状の場合はこのもの自体もブリードアウトしてしまう)。
【0016】
このような条件を満足する好ましいシリコーンパウダーの代表例として、三次元架橋した網目構造をもつシリコーン樹脂パウダーおよびシリコーンゴムパウダーの2種類を挙げることができる。これらのパウダーは融点を有していないため、押出成形によって加熱した後もその形状を保持し、樹脂層中でもその粒径を保ったまま存在することができる。
【0017】
このような条件を満足する好ましいシリコーンゴムパウダーの具体例として、たとえばトレフィルE−500(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、超微粒子化シリコーンゴム弾性体、粒径1〜15μm、平均粒径3μm)を挙げることができる。
【0018】
本発明においては摺動性を向上させるため、上記添加剤に加えてさらに、添加剤(C)の動摩擦係数0.20以下のポリエチレン樹脂を10wt%以下の割合で配合することが必要である。
【0019】
このような条件を満足する好ましいポリエチレン樹脂の具体例として、たとえばリュブマーTM81B(三井化学株式会社製、動摩擦係数0.17)を挙げることができる。ここで動摩擦係数はJIS K7218に準拠して、松原式摩擦摩耗試験機(東洋ボールドウイン社製)を使用し、次の条件で測定した:
【0020】
また本発明において、添加剤(D)の粒子径50〜300μmの超高分子量ポリエチレンパウダーおよび/または粒子径15〜50μmの超高分子量ポリオレフィンパウダーを両方の合計で10wt%以下の割合で配合することが好ましい。
【0021】
このような条件を満足する好ましい粒子径50〜300μmの超高分子量ポリエチレンパウダーの具体例として、たとえばハイゼックスミリオン240S(三井化学株式会社製、平均粒径130μm、平均分子量200万の微粒子)を挙げることができ、また粒子径15〜50μmの超高分子量ポリオレフィンパウダーの具体例として、たとえばミペロンXM221U(三井化学株式会社製、平均粒径25μm、平均分子量200万の微粒子)を挙げることができる。
【0022】
また通常、このような摺動部材は基材の所要箇所に滑剤入り表面処理材が膜状に被覆成形されてなるものであるから、添加剤(B)のシリコーンパウダーの粒子径は該表面処理材の膜厚よりも小さいことが必要である。その理由は、膜厚よりも大きな粒子径のパウダーを混入すると表面肌の悪化を招く恐れがあるからである。たとえば被覆成形された表面処理材の膜厚が100μmである場合、シリコーンパウダーの粒子径は100μm未満であることが必要であり、好ましくは粒子径が1〜50μmのシリコーンパウダーを使用する。
【0023】
また通常、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーおよび添加剤(A)〜(D)は2軸押出機などで混練り配合される。配合された組成物(ガラス摺動部用材料)の硬度は35(ShoreD)以下であることが望ましい。
【0024】
【実施例】
本発明のガラス摺動部用材料の具体的な配合例(実施例)を比較例とともに表1に示す。なお配合割合は重量%である。
【0025】
【表1】
【0026】
表1に示した実施例1〜7および比較例1〜5のガラス摺動部用材料について、リップ部高負荷時の摺動抵抗値を測定した。その結果を図4に示す。
【0027】
また、図1に示す従来品A(表1の比較例1参照)、図2に示す従来品B(表1の比較例3参照)および図3に示す本発明品について、硬度の比較を行った。その結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】
表2に示すように本発明品は、従来品Aおよび従来品Bと比較して硬度が低く、リップ部波打や異音の発生を低減することができた。
【0030】
また、図1〜3に示すように実施例1〜7のガラス摺動部用材料は、比較例1〜5のガラス摺動部用材料と比べてリップ部高負荷時の摺動抵抗値が著しく低く、従来品Bの欠点であった摺動回数の増加に伴って摺動抵抗が大幅に増大する問題も改善することができた。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、柔軟性および高荷重時の摺動性能に優れたガラス摺動部用材料を提供することができ、またこのガラス摺動部用材料を用いることにより柔軟性および高荷重時の摺動性能に優れ、リップ部の波打やガラス摺動時の異音が発生しにくい自動車用グラスランチャンネルを提供することができる。
【0032】
なお本発明は、ガラスが摺接する部品のほか、耐摩耗性が必要とされる部位に使用する部品(製品)にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は自動車用グラスチャンネルの従来品Aの断面概略図である。
【図2】図2は自動車用グラスチャンネルの従来品Bの断面概略図である。
【図3】 図3は本発明品の断面概略図である。
【図4】図4は、実施例1〜7および比較例1〜5のガラス摺動部用材料について、リップ部高負荷時の摺動抵抗値を測定した結果を示すグラフである。
Claims (5)
- 硬度35(shoreD)以下の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー中に、摺動性を付与する添加剤として(A)重量平均分子量103〜106、粘度0.65〜100000cStのシリコーンオイルおよび/またはシリコーンポリマー1〜40wt%、(B)シリコーンパウダー0.1〜10wt%、(C)動摩擦係数(JIS K7218による)0.20以下のポリエチレン樹脂10wt%以下を配合したことを特徴とするガラス摺動部用材料。
- さらに摺動性を付与する添加剤として(D)粒子径50〜300μmの超高分子量ポリエチレンパウダーおよび/または粒子径15〜50μmの超高分子量ポリオレフィンパウダーを両方の合計で10wt%以下配合したことを特徴とする請求項1記載のガラス摺動部用材料。
- 基材の必要箇所に滑材入り表面処理材を膜状に被覆成形したガラス摺動部材において、滑材入り表面処理材が請求項1又は2に記載のガラス摺動部用材料であることを特徴とするガラス摺動部材。
- 請求項1又は2に記載の(B)シリコーンパウダーの粒子径が滑材入り表面処理材の膜厚よりも小さいことを特徴とする請求項3に記載のガラス摺動部材。
- 摺動部材の基材が硬度35(shoreD)以下の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーからなり、そのガラス摺接部に滑材入り表面処理材を膜状に被覆成形してなる自動車用ガラスランチャンネルにおいて、滑材入り表面処理材が請求項1又は2に記載のガラス摺動部用材料であることを特徴とする自動車用グラスランチャンネル。
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