JPH11166065A - 発泡シール部材の製造方法 - Google Patents

発泡シール部材の製造方法

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JPH11166065A
JPH11166065A JP9333939A JP33393997A JPH11166065A JP H11166065 A JPH11166065 A JP H11166065A JP 9333939 A JP9333939 A JP 9333939A JP 33393997 A JP33393997 A JP 33393997A JP H11166065 A JPH11166065 A JP H11166065A
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JP
Japan
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thermoplastic elastomer
foamed
seal member
silicon compound
foaming
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JP9333939A
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English (en)
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Kenichi Yamano
健一 山野
Takeo Iwai
武夫 岩井
Yoshiyuki Iokura
吉幸 五百蔵
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Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗装工程や乾燥工程を必要とせず、簡単な工
程で製造でき、使用後の材料は再利用が可能である表面
が潤滑性の耐摩耗性の優れたシール部材、特に自動車用
ウェザーストリップやトランクシールに好適な発泡シー
ル部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の熱可塑性エラストマーを発泡さ
せてシール部材を製造する発泡シール部材の製造方法
は、前記熱可塑性エラストマーを加熱溶融させる加熱工
程、溶融された前記熱可塑性エラストマーにシリコン化
合物水分散体を加圧下に添加混合して発泡混合物とする
混合工程、及び前記発泡混合物を大気圧に開放して発泡
させ、発泡体を得る発泡工程を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車のウェザース
トリップやトランクシール等の摩擦力を繰り返し受ける
部位に使用される発泡シール部材、特に熱可塑性エラス
トマーの発泡体により構成される発泡シール部材の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記のウェザーストリップやトランクシ
ール等のに使用されるシール部材は、摩擦力を繰り返し
受けるために表面が摩耗し、シール効果が低下するとい
う問題を起こす可能性を有するものである。かかる摩耗
防止のための技術として、以下のものが公知である。 (1)EPDMゴムのような通常のウェザーストリップ
に材料にシリコンを含む塗料を塗布する技術(特開平8
−319458号公報)。 (2)硬化性ポリウレタン樹脂にポリオルガノシロキサ
ンを添加する塗料(特開平8−225670号公報) (3)ウェザーストリップ等の表面に使用する表皮材料
であって、ポリオルガノシロキサンを配合した材料(特
開平9−176408号公報)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平8−3
19458号公報、及び特開平8−225670号公報
記載の技術は塗装工程、乾燥工程を必要とするものであ
り、コスト的要請などから簡単な工程で製造されるもの
が望まれる。
【0004】また、特開平9−176408号公報記載
の材料は、非発泡体であり、表皮材料として使用するた
め、ウェザーストリップ等を押出機により成形する場合
には表皮を押し出す装置と本体を押し出す装置の、2台
の装置及び2種の材料を別個に必要とする。
【0005】本発明の目的は、塗装のように塗装工程や
乾燥工程を必要とせず、簡単な工程で製造でき、使用後
の材料は再利用が可能である耐摩耗性の優れた発泡シー
ル部材の製造方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願明請求項1記載の発
明は、熱可塑性エラストマーを発泡させてシール部材を
製造する発泡シール部材の製造方法であって、前記熱可
塑性エラストマーを加熱溶融させる加熱工程、溶融され
た前記熱可塑性エラストマーにシリコン化合物水分散体
を加圧下に添加混合して発泡混合物とする混合工程、及
び前記発泡混合物を大気圧に開放して発泡させ、発泡体
を得る発泡工程を備えたことを特徴とする製造方法であ
る。
【0007】このような構成により、表面に潤滑層を有
する熱可塑性樹脂をベースとした発泡シール部材が得ら
れる。前記潤滑層はシリコン化合物のブリーディングに
より形成されるため、摺動により磨滅することがなく、
シール部材の摩擦係数を低く維持することができ、シー
ル部材の摩耗が防止される。また、シール部材の成形時
にシリコン化合物と水を同時に加えることができるた
め、別途塗装工程を設ける必要がなく、簡単な工程でシ
ール部材を製造することができる。さらに熱可塑性エラ
ストマーを使用するものであるために、優れたシール性
能が得られるとともに使用後のシール部材は再利用する
ことも容易である。
【0008】シリコン化合物とは、ポリオルガノシロキ
サン、特にポリジメチチルシロキサン構造を主要な骨格
とする化合物であり、必要に応じて他の官能基や重合体
骨格が結合される。このシリコン化合物の水分散体は必
要に応じて適切な界面活性剤を使用して水に分散され
る。シリコン化合物を水分散液にて添加することによ
り、ポリオルガノシロキサンと水を別々に添加する2つ
の工程もしくは供給装置を設ける必要が無く、簡単な工
程とすることができ、またポリオルガノシロキサンは微
粒子状で水に分散されており、溶融状態の熱可塑性エラ
ストマーへの均一な分散が容易に行えるという利点も有
する。
【0009】前記熱可塑性エラストマーは結晶性ポリオ
レフィンとゴム材料が、結晶性ポリオレフィン/ゴム材
料の重量比が10/90〜90/10の範囲にて混合さ
れたものであることが好適である。結晶性ポリオレフィ
ンは本発明の発泡シール部材に高い引張り強さ等の物理
特性を与え、ゴム材料は柔軟性を与えるものである。結
晶性ポリオレフィン/ゴム材料の重量比が10/90未
満、即ち結晶性ポリオレフィンの比率が少なくなりすぎ
ると物理的強度が十分でなくなり、90/10を越える
と、即ちゴム材料が少なくなりすぎると柔軟性が十分発
揮されなくなる。上記の重量比は15/85〜35/6
5の範囲、即ち、ゴム材料成分が多い範囲が柔軟性、可
撓性の点でより好ましい。
【0010】前記シリコン化合物水分散体はシリコン化
合物を20〜50重量%含有するものであり、前記シリ
コン化合物水分散体は前記熱可塑性エラストマーに対し
て0.5〜20重量%添加されることが好ましい。
【0011】シリコン化合物水分散体中のシリコン化合
物の濃度が20重量%未満の場合には所望の発泡率を得
るために十分な水を添加しようとするとシリコン化合物
の添加量が少なくなりすぎ、50重量を越えると潤滑効
果発揮のために必要なシリコン化合物を添加しようとす
ると発泡剤である水の量が少なくなりすぎる。シリコン
化合物と水の添加量がバランスよく添加されるのは上記
の範囲の濃度の水分散体が0.5〜20重量%添加され
る場合である。
【0012】前記ゴム材料は少なくとも部分的に架橋し
たものであることが、シール部材のクリープ特性が改善
されるため好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に使用する原材料は以下の
通りである。 (1)結晶性ポリオレフィン 本発明において使用する結晶性ポリオレフィンは炭素数
が1〜4のα−オレフィンの単独重合体もしくは2種以
上の単量体の共重合体である。炭素数が1〜4のα−オ
レフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテ
ン、イソブテンである。
【0014】(2)ゴム材料 本発明において使用するゴム材料としては下記のものが
例示でき、特に限定されることなく使用できる。 ・ジエン系ゴム:ニトリルゴム(NBR)、スチレンブ
タジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ク
ロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンジエンゴ
ム(EPDM)、天然ゴム(NR)等。 ・オレフィン系ゴム:エチレンプロピレンゴム(EP
R)、ブチルゴム(IIR)等。 ・臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等のハロゲン化ブ
チルゴム。 ・その他ポリウレタンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴ
ム、シリコンゴム、クロルスルホン化ポリエチレン等。 上記に例示のゴム材料は単独でもしくは2種以上が混合
されて使用される。特にIIR、EPDM、EPR、N
BR、Br−IIR,NRから選択される1種以上の使
用が好適である。
【0015】上記の結晶性ポリオレフィンとゴム材料は
均一に相溶していても良いが、一方が微粒子状にて分散
した、いわゆる「海・島」構造となっていることも好ま
しい態様である。特にゴム材料が島となっていることが
好ましい。
【0016】本発明のゴム材料には、必要に応じて各種
の添加剤を添加、混合することも好ましい態様である。
かかる添加剤としては、酸化防止剤、ワックス、着色
剤、充填剤、可塑剤やプロセスオイル等の軟化剤、粘着
付与剤等が例示される。
【0017】上記の充填剤としては以下のものが例示さ
れる。 ・粉体:アルミニウム粉末等の金属粉、ケイ砂、ハード
クレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリ
カ、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニ
ウム等の無機粉末、デンプンやポリスチレン粉末等の有
機粉末。 ・短繊維:ガラス繊維(ミルドファイバー)、炭素繊
維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウィスカー等のウ
ィスカー。 ・その他:カーボンブラック、マイカ等。 上述の充填剤は単独で、もしくは2種以上が混合して使
用される。またこれらの充填剤は必要に応じてプライマ
ー処理、各種のカップリング剤処理等の表面処理を行っ
て添加することも好ましい態様である。
【0018】軟化剤としてはフタル酸ジオクチル(DO
P)、セバシン酸ジオクチル(DOS)等のジカルボン
酸エステル類、リン酸エステル類等が例示される可塑
剤、並びにアロマティック系オイル、ナフテン系オイ
ル、パラフィン系オイルに分類されるプロセスオイルが
例示される。これらの軟化剤のうち可塑剤は主としてN
BRやポリウレタンゴム等の極性の高いゴム材料の軟化
剤として使用され、プロセスオイルは主として天然ゴム
やEPDM等に使用されるが、特に限定されるものでは
なく、また2種以上を併用してもかまわない。
【0019】上述の充填材、軟化剤等は製品である発泡
シール部材に要求される特性に応じて選択され、かつそ
の添加量も調整される。
【0020】本発明のゴム組成物において、ゴム材料を
微架橋するために使用される架橋剤は一般的にゴムの架
橋に使用される架橋剤は特に限定無く使用可能である。
イオウ架橋においてはイオウ、加硫促進剤が使用され、
過酸化物架橋においてはジクミルパーオキサイド、ME
Kパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等の有機
過酸化物が使用される。またIIRについてはフェノー
ル樹脂やベンゾキノンオキシム等のオキシム化合物が、
CRなどについては酸化亜鉛や酸化マグネシウム等の金
属酸化物、チオ尿素等が使用される。
【0021】上記の架橋方法以外に電子線等の放射線を
使用して架橋することも可能である。
【0022】シリコン化合物としては上述のようにポリ
オルガノシロキサン、特にポリジメチルシロキサン、並
びにその誘導体が水に分散して使用される。ポリジメチ
ルシロキサンの誘導体としては各種のものが知られてい
るが、本発明の目的である熱可塑性エラストマーの発泡
体表面に潤滑性を付与できるものであれば特に限定なく
使用可能である。
【0023】ポリジメチルシロキサンの誘導体としては
別種の重合体単位や官能基を付与したものが例示でき、
別種の重合体単位としてはポリオキシエチレン基等のポ
リオキシアルキレン基等が例示され、官能基としてはア
ミノ基、水酸基、グリシジル基、ビニル基等が例示され
る。かかる官能基を利用してポリジメチルシロキサン単
位を結合したシリコン化合物も使用可能である。また、
市販品の使用も好適であり、トーレ・ダウコーニング・
シリコン(株)、東芝シリコン(株)、信越化学工業
(株)、日本ユニカー(株)等のメーカーにより供給さ
れる。
【0024】なお発泡剤としては水が好適であるが、他
の発泡剤を併用することも可能である。このような発泡
剤としては、液状炭化水素、液状ケトン化合物、水素化
クロロフルオロカーボン等の有機化合物であって、気化
により発泡体を形成するもの、炭酸水素ナトリウムのよ
うに分解してガスを発生して発泡体を形成する化合物等
が例示される。
【0025】本発明の発泡シール部材の製造方法の例を
図に基づいて説明する。図1は本発明の発泡シール部材
の製造方法に使用する押出機の例である。この押出機1
は一般的な熱可塑性樹脂の押出機とほぼ同じ構成を有す
るものであり、ホッパー3、シリンダー5、ダイ7を備
えており、特徴的構成としてシリコン化合物の水分散液
を供給する水分散液貯留層10及びポンプ12を備えて
いる。
【0026】熱可塑性エラストマーと必要な添加剤はホ
ッパー3から供給される。熱可塑性エラストマー、及び
シリコン化合物水分散液を除く添加剤は予め混練し、マ
スターバッチとして供給することも好ましい態様であ
る。
【0027】ホッパー3から供給された熱可塑性エラス
トマーはシリンダーの前半部にて加熱、溶解される。こ
の溶融熱可塑性エラストマーにシリコン化合物水分散液
が分散液貯留槽10からポンプ12により供給され、加
圧下に均一に混練される。水、シリコン化合物まで混練
された熱可塑性エラストマーはダイ7より大気中に押し
出され、加圧状態から大気圧に開放される結果、水が気
化し、熱可塑性エラストマー発泡体が形成される。ダイ
7の形状を調整することにより、所望の断面形状を有す
る発泡シール部材が得られる。
【0028】上記の例において、シリコン化合物はシリ
ンダー内の溶融された熱可塑性エラストマーに供給する
必要が有り、ポンプの接続位置は、これを考慮して決定
される。
【0029】
〔テストピースの作成〕
(実施例)熱可塑性エラストマーとしてサントプレーン
101−73(エーイーエスジャパン(株)製)を、
またシリコン化合物水分散液としてSH−7036(ト
ーレ・ダウコーニングシリコン(株)製、シリコン化合
物濃度=38重量%)を使用した。SH−7036の添
加量は、熱可塑性エラストマーに対して4.4wt%で
ある。 (比較例)SH−7036に代えて水を3.0%の添加
量となるように供給し、実施例1と同様の条件にて比較
例1の発泡シートを作成した。なお、評価に際しては、
比較例1のサンプルの表面にシリコンオイルを塗布して
比較例2の評価サンプルとした。
【0030】IKG社製の押出機にTダイを装着し、下
記の条件にて幅30mm、厚さ1mmの連続シート状の
テストピースを作成した。 押出機 スクリュー直径:50mm L/D :30 スクリューの先端(ダイ装着側)より1/3の位置にシ
リコン化合物水分散液注入口を設置した。 押し出し条件 シリンダー温度:180℃ スクリュー回転数:50rpm
【0031】〔評価〕テストピースより100mm×1
0mmのサイズの評価サンプルを切り出し、表面摩擦係
数を測定することによって評価を行った。評価の方法は
図2に示した。 荷重検出装置:INSTRON 5564 錘 :300g 引っ張り速度:100mm/min 温度 :23℃ 湿度 :65%RH
【0032】〔摺動摩耗試験〕摺動摩耗試験は図3に示
した方法により行い、摩耗試験後、テストピースより1
00mm×10mmの評価サンプルを切り出し、表面摩
擦係数を上記と同じように測定した。摺動摩耗試験は、
テストピースを可動台に固定し、断面半径が10mm、
厚さ30mmの半円柱状のガラス摩擦子の曲面をテスト
ピースに接触させ、下記の条件にて摺動試験を行った。 ガラス摩擦子にかける荷重:1kg ストローク: 100mm 摺動速度: 60往復/min. 往復回数: 10000回 温度: 室温
【0033】〔評価結果〕評価結果は表1に示した。
【0034】
【表1】 *)シリコンオイル塗布 **)表面摩耗発生
【0035】表1の結果より、本発明は製造後も耐久試
験後も摩擦係数が低く、好適なものであることが分か
る。表面にシリコンオイルを塗布しなかったテストピー
スは摺動試験によって表面に摩耗が発生したので摩擦係
数の測定は行わなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】発泡シール部材を作成する押出機の構成を示し
た図。
【図2】発泡シール部材の摩擦係数を測定する装置を示
した該略図。
【図3】発泡シール部材の表面の摺動耐久試験の方法を
示した図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16J 15/10 B60R 13/06 // B60R 13/06 B60J 5/00 501G

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性エラストマーを発泡させてシー
    ル部材を製造する発泡シール部材の製造方法であって、 前記熱可塑性エラストマーを加熱溶融させる加熱工程、
    溶融された前記熱可塑性エラストマーにシリコン化合物
    水分散体を加圧下に添加混合して発泡混合物とする混合
    工程、及び前記発泡混合物を大気圧に開放して発泡さ
    せ、発泡体を得る発泡工程を備えた発泡シール部材の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記熱可塑性エラストマーは結晶性ポリ
    オレフィンとゴム材料が、結晶性ポリオレフィン/ゴム
    材料の重量比が10/90〜90/10の範囲にて混合
    されたものである請求項1記載の発泡シール部材の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 前記シリコン化合物水分散体はシリコン
    化合物を20〜50重量%含有するものであり、前記シ
    リコン化合物水分散体の前記熱可塑性エラストマーに対
    する添加量が0.5〜20重量%である請求項1又は2
    記載の発泡シール部材の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ゴム材料は少なくとも部分的に架橋
    したものである請求項2又は3に記載の発泡シール部材
    の製造方法。
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