JP5869319B2 - 自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラー及び同ゴムシーラーを備えたウエザーストリップ並びに同ウエザーストリップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、取付基部の底面に乾性高発泡ゴムシーラーを貼り付けた自動車用のウエザーストリップに関するものである。

自動車用のウエザーストリップには、それが取付けられる車体（ボディ及びドア等）の形状に追従させて十分な水密性や気密性を持たせるために、取付基部の底面（車体に取付けられる側の面）にテープ状乾性高発泡ゴムシーラーを、その粘着力によって貼り付けたものがある。

こうしたウエザーストリップのおもて面には、別部材による圧縮や摺動が繰り返し加えられるため、それらに耐えて優れたシール性を発揮させるために、滑り性に富んだ塗装層やパイル層が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１１６０９２号公報

上記したおもて面に塗装層やパイル層を有する従来のウエザーストリップのうち、塗装層を有するものにおいては、テープ状乾性高発泡ゴムシーラーを貼り付けた後に塗装した場合に飛散した剥離塗装微粒がウエザーストリップの取付基部の底面に設けられた乾性高発泡シーラーの板金取付面に付着することが多々ある。

その場合、ウエザーストリップの乾性高発泡シーラーと車体との間に塗装微粒が存在することになるので、ウエザーストリップと車体との間の水密性が著しく低下し、水漏れ（シール性低下）の原因となり好ましくない。これは、乾性高発泡ゴムシーラーの表面には気泡による凹凸が無数存在し、そこに塗装微粒が付着すると保水力が急激に低下することによるものである。

しかし、一方で、ウエザーストリップと車体との間に塗装微粒が存在することによって、ウエザーストリップを車体に取付ける際に、当該ウエザーストリップが車体の表面に沿って滑り易くなるので、取付けが容易になるといった利点もある。乾性高発泡ゴムシーラーは摩擦抵抗が高く、滑り難いといった特性を備えているが、その滑り難いといった特性を塗装微粒が打ち消す働きをするからである。

前記した水漏れの問題を解決するための手段としては、ウエザーストリップのおもて面に塗装層を形成した後に、ウエザーストリップの底面に乾性高発泡シーラーを貼り付けることが考えられる。

しかし、その場合は、ウエザーストリップの底面に塗装微粒が飛散して付着してしまい、当該ウエザーストリップと乾性高発泡シーラーとの間に塗装微粒が存在してしまうので、乾性高発泡シーラーがウエザーストリップに良好に付着しないといった問題が発生する。こうした問題を解消するためには、ウエザーストリップの底面（乾性高発泡シーラーを貼り付ける面）に、塗装層を形成するに先立ってテーピングを施す必要が生じるので作業工数が増加し、結果として生産性の低下に直結するので好ましくない。

また、この手段では、乾性高発泡シーラーの板金取付面に塗装微粒が付着しないので、ウエザーストリップを車体に取り付ける際に、当該ウエザーストリップが車体の表面を滑り難い。従って、取付け作業が困難になるといった問題が生じる。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、車体に容易に取付けることができると共に、シール性に優れる自動車用のウエザーストリップを提供することを課題とする。

図１乃至図４を参照して説明する。請求項１に記載の自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラー３は、自動車の車体１０の板金部に取付固定されるところの取付基部１ａと他部材に離接するシール部１ｂ，１ｃを有するゴム製ウエザーストリップに貼付ける乾性高発泡ゴムシーラー３であって，前記乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させ、摩擦係数をμｓ≦１．０で、μｋ≦１．０としたものである。

請求項２に記載の自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラーは、請求項１に記載の乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに、前記ポリアクリル酸ナトリウムに加えて、滑り性促進剤を接着させたものである。

請求項３に記載の自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラーは、請求項１又は２に記載の乾性高発泡ゴムシーラーにおいて、変性ポリオレフィン樹脂が変性ポリプロピレンであることを特徴とするものである。

請求項４に記載の自動車用ウエザーストリップのウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラーは、請求項２、又は請求項２を引用する請求項３に記載の乾性高発泡ゴムシーラーにおいて、滑り性促進剤がジメチルシリコーンであることを特徴とするものである。

請求項５に記載の自動車のウエザーストリップは、自動車の車体１０の板金部に取付固定されるところの取付基部１ａと他部材に離接するシール部１ｂ，１ｃを有するゴム製ウエザーストリップであって、ウエザーストリップ取付基部１ａの底面に貼付けた乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させたことを特徴とするものである。

請求項６に記載の自動車のウエザーストリップの製造方法は、自動車の車体１０の板金部に取付固定されるところの取付基部１ａと他部材に離接するシール部１ｂ，１ｃを有するゴム製ウエザーストリップであって、ウエザーストリップ取付基部１ａの底面に貼付けた乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させたことを特徴とするものである。

請求項７に記載の自動車のウエザーストリップの製造方法は、請求項６に記載の自動車のウエザーストリップの製造方法において、板金取付面３ａに、前記ポリアクリル酸ナトリウムに加えて、滑り性促進剤を接着させたことを特徴とするものである。

請求項１乃至４に記載の乾性高発泡ゴムシーラーを備えた自動車のウエザーストリップは、ウエザーストリップ取付基部１ａの底面に貼付けたテープ状乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させているので、車体１０への取付けが容易であると共に、取付け後におけるシール性に優れる。

すなわち、図３に示すように、乾性高発泡ゴムシーラー３の取付面３ａにはバインダーとしての変性ポリオレフィン樹脂と吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを含有するコーティング材４が塗布等によって保有されており、このコーティング材４が乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面に無数に存在する凹凸に入り込む。そして、コーティング材４中の塗布等のための希釈溶剤が飛んで出た吸水ポリマー（吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウム）は滑り性に優れるため、ウエザーストリップ１を車体１０に取付ける際に、当該ウエザーストリップ１を車体１０の表面を円滑に滑らせることができる。そのため、ウエザーストリップ１を車体１０の表面を滑らせながら取付けることができるので、取付けが容易となる。

また、取付け後においては、図４に示すように、コーティング材４の吸水剤が水（大気中の水分や雨水など）を吸収して膨潤し、ウエザーストリップ１（乾性高発泡ゴムシーラー３）と車体１０との間の隙間を埋める。これにより、ウエザーストリップ１と、当該ウエザーストリップ１が取付けられる車体１０との間のシールを優れたものとすることができる。

請求項５および６に記載の自動車用ウエザーストリップ１は、請求項１乃至４に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、コーティング材４に滑り性促進剤を加えた場合は、ウエザーストリップ１の滑り性を高めることができる。これにより、ウエザーストリップ１を車体１０に取付ける際に、当該ウエザーストリップ１を車体１０の表面に沿ってより円滑に滑らせることができるので、さらに取付けが容易となる。

本発明に係るウエザーストリップが取付けられた自動車を示す側面図である。 図１のＸ−Ｘ線断面拡大図である。 図２のＰ部拡大図である（コーティング材が膨潤する前の状態を示す）。 図２のＰ部拡大図である（コーティング材が膨潤した後の状態を示す）。 サンプルの滑り性の実験方法を示す説明図である。 サンプルのシール性の実験方法を示す説明図である。（ａ），（ｂ）は垂直切断側面図、（ｃ）は一部切欠側面図である。

本発明に係る自動車用ウエザーストリップ１への実施形態を、図１乃至図４に示す。これは、自動車のドア１０ａに取付けられる代表的なドア用ウエザーストリップ１であり、ゴム製ウエザーストリップ本体２、テープ状乾性高発泡ゴムシーラー３、コーティング材４および塗装層５を備える。ここで本発明における自動車用ウエザーストリップとは、自動車の開閉部材間に配置され、水，空気，埃などの侵入を防止する製品全てを表す。

このウエザーストリップ１は、取付基部１ａ、中空シール部１ｂおよびリップ状シール部１ｃを備え、取付基部１ａが、車体１０のドア１０ａに形成された板金部Ｆに嵌着される。この状態で、乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａが、コーティング材４を介して板金部Ｆの外表面に密接する。また、中空シール部１ｂとリップ状シール部１ｃがボディ１０ｂに弾接し、ドア１０ａとボディ１０ｂとの間のシール性を確保する。

ウエザーストリップ本体２はＥＰＤＭなどのゴム製であり、ウエザーストリップ１の本体部分を構成する。

乾性高発泡ゴムシーラー３は、ウエザーストリップ本体２の底面（板金部側の面）に設けられた柔軟性に富むテープ状シール材である。

乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａはコーティング材４を保有している。なお、塗布とは、いかなる手段（例えば、ハケ塗りやスプレー塗装）を用いても目的物へ付着させることである。コーティング材４は、変性ポリオレフィン樹脂、吸水剤、滑り性促進剤（活性付与剤）を希釈剤中に分散・溶解した溶液をテープ状乾性高発泡ゴムシーラーに塗布または含浸させたのち希釈剤を飛ばしてなるものであり、変性ポリオレフィン樹脂が吸水剤を保持し且つ乾性高発泡ゴムシーラーと接着させるバインダーとなる。そして、バインダーとなった変性ポリオレフィン樹脂と吸水剤とが、乾性高発泡ゴムシーラーの表面や隙間に残り配置される。

なお、変性ポリオレフィン樹脂としては変性ポリプロピレンが好適である。また、吸水剤としてはポリアクリル酸ナトリウムを採用している。滑り性促進剤としてはジメチルシリコーンが好適である。

また、ウエザーストリップ本体２のおもて面（中空シール部１ｂとリップ状シール部１ｃの外表面）に塗装層５を形成している。この塗装層５は滑り性に優れるので、中空シール部１ｂとリップ部シール部が繰り返しボディ１０ｂに弾接して圧縮され、あるいは摺動しても、それに耐えながら優れたシール性を発揮することができる。

乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａにコーティング材４を保有させるのは、当該テープ状乾性高発泡ゴムシーラー３をウエザーストリップ１に貼り付ける前であっても良いし、貼り付けた後であっても良い。しかし、乾性高発泡ゴムシーラー３の取り扱いを考慮すると、当該乾性高発泡ゴムシーラー３をウエザーストリップ１に貼り付けた後、このウエザーストリップ１のおもて面に塗装層５を形成し、その後にコーティング材４を付着させることが好ましい。

この場合、乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに塗装微粒が飛散することが考えられるが、本発明におけるコーティング材４はこのような状態でも板金取付面３ａに良好に付着させることができることを確認した。従って、車体１０（ドア１０ａ）への取付けが容易であり、取付け後は、ウエザーストリップ１とドア１０ａとの間を良好にシールすることができる。

本実施形態に係る自動車用ウエザーストリップ１は、乾性高発泡ゴムシーラー３の取付面３ａにコーティング材４を保有しており、このコーティング材４が乾性高発泡ゴムシーラー３の取付面３ａに無数に存在する凹凸に入り込む。そして、コーティング材４の吸水剤は滑り性に優れるため、ウエザーストリップ１を車体１０に取付ける際に、当該ウエザーストリップ１を車体１０の表面に沿って滑らせることができる。従って、ウエザーストリップ１を車体１０に容易に取付けることができる。

また、取付け後においては、コーティング材４の吸水剤が大気中の水分などの水を吸収して膨潤し、ウエザーストリップ１（乾性高発泡ゴムシーラー３）と車体１０との間の隙間を埋めるので、優れたシール性を発揮することも可能である。

すなわち、乾性高発泡ゴムシーラー３の取付面３ａに、コーティング材４をスプレーや刷毛で塗布した後、塗布されたコーティング材４の希釈溶剤が蒸発すると、ポリアクリル酸ナトリウムに代表される吸水剤と、吸水剤を保持し、かつ乾性高発泡ゴムシーラー３と接着させるバインダー成分である変性ポリプロピレンが、乾性高発泡ゴムシーラー３の取付面３ａや隙間などに残存する。また、滑り性を向上させるために加えたジメチルシリコーンも同様に残存する。

こうした成分を含むコーティング材４を付着させた乾性高発泡ゴムシーラー３に水が接触すると、コーティング材４の吸水剤が水を吸い込んで膨張する。膨張した吸水剤は、乾性高発泡ゴムシーラー３と車体１０と間の隙間を埋めるため水の侵入を防ぐ。これにより、シール性が向上する。

なお、上記実施形態におけるウエザーストリップ１においては、乾性高発泡ゴムシーラー３を、取付基部１ａとドア１０ａとの間のみに設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエザーストリップ本体２と車体１０が当接する他の箇所に設けることができる。従って、例えば、シールリップ部１ｃとドア１０ａが接触する箇所にも設けることができる。

また、本実施形態に係るウエザーストリップ１は、自動車のドアに取付けられるドアウエザーストリップであるが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、前述のとおり、車体１０に取付けられる全てのウエザーストリップ（例えば、ボディ側ウエザーストリップ、グラスラン、トランク用ウエザーストリップなど）を含む。

本発明者らは、本発明に係るウエザーストリップ１と従来のウエザーストリップの滑り性とシール性を比較するための実験を行った。
［実験例１］
滑り性の実験では、まず、乾性高発泡ゴムシーラー３の板金取付面３ａに、コーティング材４をスプレーや刷毛で形成して二つのサンプルＳ１（本発明のウエザーストリップ１）を作成した。なお、両サンプルＳ１とも、乾性高発泡ゴムシーラー３として、ドアウエザーストリップ１に使用する無垢のエバーライトモラン（ブリヂストン製）を使用した。

そして、図５（ａ）に示すように、そのサンプルＳ１を、塗布面を上側にした状態で新東科学株式会社製ヘイドン摩擦測定機２０に上載した後、塗布面に塗装板金製時計皿２１を押し当て、おもり２２で１００ｇｆの荷重を作用させ、１０００ｍｍ／分の速度で平行移動させて摩擦係数を測定した。

また、図５（ｂ）に示すように、コーティング材４を塗布していない二つのサンプルＳ２（従来のウエザーストリップ）を準備し、同様の実験を行った。なお、「従来サンプルＮｏ．１」としてコーティング材４が飛散していない無垢のエプトシーラーを使用し、「従来サンプルＮｏ．２」としてコーティング材４が飛散したエバーライトモランを使用した。
［実験例２］
シール性の実験では、図６に示すように、縦Ｔ＝５ｍｍ，横幅Ｚ＝５ｍｍ，長さ１４０ｍｍの本発明のサンプルＳ１のエバーライトモランを上下方向の高さＨが４０ｍｍ強になるようにＵ形に曲げてアクリル板２４に貼付けた。次にエバーライトモランの貼付け面と反対側の面に板金２５の塗装面を当て、エバーライトモランの厚さｔが４０％になる迄圧縮した。その状態において、エバーライトモランの上向き開口Ｕの間に水深４０ｍｍになるように水を注入し、一時間後における水漏れの有無を視認した。

これらの実験結果を表１に示す。

この実験結果から分かるように、「本発明サンプル（Ｎｏ．１）」は摩擦係数が最も小さい。すなわち、変性ポリオレフィン樹脂と吸水剤（ポリアクリル酸ナトリウム）が分散または溶解したコーティング材４を乾性高発泡ゴムシーラー３に塗布することによって、滑り性（摩擦係数）を、μｓ≦１．０、μｋ≦１．０にまで減少させることができる。また、このコーティング材４は、水濡れ性（シール性）にも優れている。なお、「水濡れ性」とは、実際には前述した実験にて高発泡ゴムシーラー３を通過する水の発生有無を意味している。本発明サンプルでは、コーティング材４が水に濡れて膨潤し、シール性を発揮したと考える。

このコーティング材４に滑り性促進剤（ジメチルシリコーン）を加えた「本発明サンプル（Ｎｏ．２）」は、優れた水濡れ性（シール性）を維持したまま、滑り性（摩擦係数）を、μｓ≦０．７、μｋ≦０．７にまで低減することができる。ここで使用しているジメチルシリコーンは粘性率が１０００センチストークスであるが，これに限定されず，１．０〜１００００センチストークスが好ましく使用できる。

この実験から、滑り性および水濡れ性（シール性）に優れるコーティング材４を乾性高発泡ゴムシーラー３に塗布した本願発明に係る自動車用ウエザーストリップ１は、車体１０に容易に取付けることができ、取付け後においてはシール性に優れることが理解できる。

なお、上記実験の場合のように、コーティング材４の配合系（希釈溶剤を含む）を合計１００重量部とした場合、ポリアクリル酸ナトリウムに代表される吸水性樹脂の添加量は０．５〜２０．０重量部が好ましいことを確認した（０．５未満では水漏れ性が悪く、２０以上では塗布し難い）。また、ジメチルシリコーンは０．１〜５．０重量部が好ましいことも確認した（０．１未満では滑り性が悪く、５以上では滑り性は変わらないが、撥水してしまうためシール性が悪い）。変性ポリプロピレンについては、揮発性溶剤を含む配合剤で１．０〜９９．５重量部が好ましい（１．０未満では吸水性樹脂を保持し難く、９９．５重量部以上では水漏れ性が悪い）。また、希釈溶剤の量は塗布方法に適するよう適宜調整して添加される。

１ ウエザーストリップ
１ａ 取付基部
１ｂ 中空シール部
１ｃ リップ状シール部
２ ウエザーストリップ本体
３ 乾性高発泡ゴムシーラー
３ａ 板金取付面
４ コーティング材
５ 塗装層
１０ 車体
１０ａ ドア
１０ｂ ボディ
２０ 摩擦測定機
２１ 時計皿
２２ おもり
２４ アクリル板
２５ 塗装板金
Ｓ１ 本発明のサンプル
Ｓ２ 従来のサンプル
Ｆ 板金部
Ｗ 水

Claims (7)

1. 自動車の車体（１０）の板金部に取付固定されるところの取付基部（１ａ）と他部材に離接するシール部（１ｂ，１ｃ）を有するゴム製ウエザーストリップに貼付ける乾性高発泡ゴムシーラー（３）であって、前記乾性高発泡ゴムシーラー（３）の板金取付面（３ａ）に、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させ、摩擦係数をμｓ≦１．０で、μｋ≦１．０としたことを特徴とする自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラー。
2. 前記板金取付面（３ａ）に、前記ポリアクリル酸ナトリウムに加えて、滑り性促進剤を接着させたことを特徴とする請求項１に記載の自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラー。
3. 前記変性ポリオレフィン樹脂が変性ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラー。
4. 前記滑り性促進剤がジメチルシリコーンであることを特徴とする請求項２、又は請求項２を引用する請求項３に記載の自動車のウエザーストリップ用乾性高発泡ゴムシーラー。
5. 自動車の車体（１０）の板金部に取付固定されるところの取付基部（１ａ）と他部材に離接するシール部（１ｂ，１ｃ）を有するゴム製ウエザーストリップであって、ウエザーストリップ取付基部（１ａ）の底面に貼付けた乾性高発泡ゴムシーラー（３）の板金取付面（３ａ）に、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させたことを特徴とする自動車のウエザーストリップ。
6. 自動車の車体（１０）の板金部に取付固定されるところの取付基部（１ａ）と他部材に離接する塗装層（５）付シール部（１ｂ，１ｃ）を有するゴム製ウエザーストリップの製造方法であって、ウエザーストリップ取付基部（１ａ）の底面に乾性高発泡ゴムシーラー（３）を貼付け、この後に該ウエザーストリップのおもて面に塗装層（５）が形成され、その後に乾性高発泡ゴムシーラー（３）の板金取付面（３ａ）に、変性ポリオレフィン樹脂をバインダーとして、吸水剤としてのポリアクリル酸ナトリウムを接着させたことを特徴とする自動車のウエザーストリップの製造方法。
7. 前記板金取付面（３ａ）に、前記ポリアクリル酸ナトリウムに加えて、滑り性促進剤を接着させたことを特徴とする請求項６に記載の自動車のウエザーストリップの製造方法。

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