JP2020510589A - 自動車用グレージング - Google Patents

Abstract

本発明は、ウィンドウガラス及び熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）シールを含む、自動車用グレージングであって、このシールが、３８〜８０重量％、好ましくは、４０〜７５重量％、特に、４５〜７０重量％のポリプロピレン（ＰＰ）を含む、ＰＰ／ＴＰＥ化合物を含む、自動車用グレージングに関する。

Description

本発明は、ウィンドウガラス、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）シール、及び任意に、この熱可塑性エラストマーシールでオーバーモールドした金属インサートを含む、自動車用グレージング、特に、ガラスルーフに関する。

自動車のためのグレージング（言葉の誤用により、自動車クレージングとも一般的に呼ばれている）の産業部門において、「封入（封止）」との用語は、ウィンドウガラスの外周に、ポリマー材料をオーバーモールドする方法又は工程を意味する。ポリマー材料又はポリマー材料の前駆体を含む封止組成物を、流動状態にある可変の粘度で、ウィンドウガラスの縁の周辺の密閉空洞を形成する型（モールド）に注入する。この組成物が冷却又は架橋により硬化した後に、ウィンドウガラスの周囲で、縁及びウィンドウガラスの２つの面のうちの少なくとも一つに接している、輪郭を描く玉縁を残しつつ、この型を開き、かつ取り外す。

輪郭を描く玉縁を形成する硬化したポリマーは、しばしば、グレージングと本体との間をシールする役割を果たすことができるエラストマーである。

自動車のガラスルーフを作製するための封止材料として最も一般的に使用されているエラストマーは、反応射出成形（ＲＩＭ）によって得られるポリウレタンである。前駆体、モノマー、又はオリゴマー、一般的には、ポリオール及びポリイソシアネートを、型に注入し、この型でそれらが反応して、三次元の架橋したネットワークを形成する。ＲＩＭ封止組成物として、二種類のポリイソシアネート、すなわち、芳香族ポリイソシアネート及び脂肪族ポリイソシアネートが使用されている。芳香族ポリイソシアネートは、より反応性であることが知られており、かつ製造サイクルの効果的な削減を可能にする。また、芳香族ポリイソシアネートは、より安価であり、かつ溶剤に対してより良好な耐性を有している。

しかしながら、ポリウレタンは、ＵＶ（紫外線）による経年老化を受けやすいという欠点があり、これは、露出した表面の、色の劣化や、亀裂、又は脆化を引き起こし得る。

ポリウレタンのＵＶ耐性を改善するために、特別な触媒の開発、反応物質間の化学量論の最適化、あるいはＵＶ安定化剤の添加を含め、いくつかの解決策が提案されている。

本発明は、ポリウレタンの使用に対する代替の解決策を提案し、それによって、このＵＶ感受性という問題を解消しようとするものである。実際に、自動車用グレージングの封止のために、ある種の熱可塑性ポリマー、特に、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を使用することは、ＵＶ耐性に関して、ＲＩＭによって得られる熱硬化性のエラストマーに対する、非常に興味深い代替となることが、実証されている。

さらに、ＴＰＥの使用は、そのほかにも関心をひく利点を提供する。すなわち、自動車用グレージングのための、ＴＰＥをベースとするシールは、ＲＩＭのポリウレタンをベースとするシールとは異なり、実際に再生利用可能であり、かつＴＰＥを使用することは、イソシアネートのような、毒性のある反応性の揮発性モノマーの使用に関連する問題を取り除く。

したがって、本発明は、ウィンドウガラス、熱可塑性エラストマーシール、及び任意に、この熱可塑性エラストマーシールでオーバーモールドした金属インサートを含む、自動車用グレージングに関するものであり、このシールは、３８〜８０重量％、好ましくは、４０〜７５重量％、特に、４５〜７０重量％のポリプロピレン（ＰＰ）を含む、ＰＰ／ＴＰＥ化合物を含んでいる。

このシールは、５重量％までの、好ましくは、３重量％未満の、又は１重量％未満の、例えば、官能性アルコキシシランのようなカップリング剤を含む。特定の実施形態では、このシールは、官能性アルコキシシランを含まない。

封止されるウィンドウガラスは、鉱物ガラスでできているウィンドウガラスとすることができ、あるいはプラスチックでできているウィンドウガラスとすることもできる。ウィンドウガラスは、ガラス又はプラスチックの単一のシートからなるものでよく、あるいは一般的に、ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）又はポリ（エチレン−ビニルアセテート）コポリマー（ＥＶＡ）からなり、従来から積層中間層と呼ばれている層を用いて、一緒に接着されている、ガラス又はプラスチックの２つ又はこれを超える複数のシートから形成された積層ウィンドウガラスからなるものでもよい。

ガラス及び積層中間層の一つ又は複数のシートは、着色することができるが、ウィンドウガラス全体としては、ある一定の透明性を保っており、好ましくは、１０〜５０％、特に、１５〜４０％の光透過率（ＬＴ）を有する。

本発明の方法の好ましい実施態様では、ウィンドウガラスは、積層中間層を用いて一緒に接着した、鉱物ガラスの２つのシートからなる積層ウィンドウガラスである。

本発明によるグレージングは、好ましくは、ガラスルーフであり、特に、ＵＶ光に曝されるようなグレージングである。このウィンドウガラスの寸法は、その外周が、少なくとも１．０ｍに等しいものであり、好ましくは、１．０〜８．０ｍ、特に、１．３〜４．５ｍ、理想的には、１．５〜４．０ｍである。

本発明によるグレージングは、熱可塑性エラストマーシールでオーバーモールドした、一つ又はこれを超える金属インサートを含むことができる。金属インサートは、機械的な強化及び／又は支持としての役割を果たす。この金属インサート、特には、大きなサイズの金属インサートは、ガラスルーフ、特に、グレーズドサンルーフのような、複雑な自動車用のグレージングにとって必要であることが判明している。自動車用のグレージングは、例えば、位置決めピン又は側受けのような、部分的に又は完全に封入物に組み込まれる、そのほかの構成部分を含むこともできる。

金属インサートは、好ましくは、非常に大きな寸法を有しており、例えば、ウィンドウガラスの寸法のうちの一つにほぼ相当する長さ、例えば、１０ｃｍ〜１．５ｍ、特に、１５ｃｍ〜１．２ｍの長さを有する。

オーバーモールドした、したがって、熱可塑性エラストマーシールと接している、金属インサートの表面積は、１０ｃｍ^２未満の接触表面積であってよい。しかしながら、好ましくは、接触表面積は、数十ｃｍ^２、あるいは、数百ｃｍ^２であり、特に、１０ｃｍ^２〜１０００ｃｍ^２である。

「熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）」という用語は、剛性の（又は硬質の）領域と、可撓性の（又は軟質の）領域とを含む、不均一なポリマー材料を意味する。これらの材料は、室温を含む限られた温度範囲で弾性挙動を示し、かつ剛性領域の軟化点を超える温度で塑性挙動を示し、したがって、熱可塑性ポリマーとして用いられる。

熱可塑性エラストマーは既知のものであり、それらの命名法及び分類が、規格ＩＳＯ １８０６４に定義されている。

本発明による方法のために使用される熱可塑性エラストマーは、好ましくは、以下のポリマーからなる群から選択される：
− 未加硫エチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、
− 部分加硫エチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、並びに
− スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ−Ｓ）、例えば、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン−ｂ−スチレン）ブロックコポリマー（ＳＢＳ）、ポリ（スチレン−ｂ−（エチレン−ブチレン）−ｂ−スチレン）ブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、及びポリ（スチレン−ｂ−（エチレン−プロピレン）−ｂ−スチレン）ブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）。

これらのＴＰＥを、ポリプロピレンと混合すると、得られたＴＰＥ／ＰＰ化合物もまた、熱可塑性のエラストマー特性を有し、すなわち、室温（２０℃）を含むある一定の温度範囲で弾性挙動を示し、かつこの温度範囲を超えると、熱可塑性挙動を示す。

また、ポリプロピレンは、有利なことに、得られたシールのショアＡ硬度を向上させる。

本発明によるグレージングは、ＵＶ放射に対して非常に良好な耐性を有しており、それによって、基準ＳＡＥ Ｊ１９６０によって定義される条件による、１０００時間のウェザー・オ・メーター（ＷｏＭ）を使用したエージング後でも、規格ＩＳＯ １１６６４に従って測定された色変化ΔＥ^＊が、１未満であるようになっている。したがって、本発明はまた、自動車用のグレージングのＵＶ放射に対する抵抗性を向上させるための、３８〜８０重量％、好ましくは、４０〜７５重量％、特には、４５〜７０重量％のＰＰを含む、ＰＰ／ＴＰＥ化合物を含む封止シールの使用に関する。

本発明はまた、ウィンドウガラス、エラストマーシール、及び任意に、このエラストマーシールでオーバーモールドした金属インサートを含む、自動車用グレージングの製造方法に関し、この方法は、以下を含む：
− ウィンドウガラスの縁、及び任意に金属インサートの縁を、ウィンドウガラスの縁の周囲に密閉空洞を形成する封止成形用型に、挿入すること、
− 溶融状態のポリプロピレン（ＰＰ）／熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）化合物を含む封止組成物を注入することによって、ウィンドウガラス及び任意に金属インサートの縁を含む密閉空洞を、充填すること、
− 封止組成物を冷却して、金属インサートを組み込んだエラストマーシールを形成すること、
− 金属インサートを組み込んだエラストマーシールを離型すること、
ここで、この方法は、上記のＰＰ／ＴＰＥ化合物が、３８〜８０重量％、好ましくは、４０〜７５重量％、特に、４５〜７０重量％のポリプロピレン（ＰＰ）を含むことを特徴とする。

本発明による自動車用のグレージングに使用される封止組成物は、上記のＰＰ／ＴＰＥ化合物に加えて、一つ又はそれを超える添加剤を含むことができ、この添加剤の主な機能は、封止組成物の高温での粘度を低下させること、封止組成物のウィンドウガラスへの接着を促進させること、得られる最終的な材料のコストを減らすこと、及び／又は得られる最終的な材料の物理的若しくは化学的安定性を向上させることである。

シールとウィンドウガラスの間の接着を促進させるためには、封止組成物は、例えば、官能性アルコキシシランのようなカップリング剤を、封止組成物の総重量に対して、５重量％まで、好ましくは、３重量％未満、あるいは１重量％未満、含むことができる。特定の実施形態では、シールは、官能性アルコキシシランを含まない。

コストを減らすための添加剤は、例えば、白亜、カオリン、タルク、酸化亜鉛、及びカーボンブラックなどの無機充填剤である。これらは、封止組成物の総重量に対して、典型的には、１〜１５重量％、好ましくは、２〜１０重量％、存在することができる。この無機充填剤が存在すると、形成されるシールのショアＡ硬度が向上する。

油、好ましくは、鉱油は、適用助剤としての役割を果たし、ガラス転移温度を下げ、かつ熱い封止組成物の流動性を高めることができる。これらは、封止組成物の総重量に対して、例えば、１０〜５０重量％、好ましくは、２０〜４５重量％の割合で存在することができる。これらが存在しても、最終的なシールの硬度に対する影響はほとんどない。

最後に、酸化防止剤又は抗ＵＶ安定化剤を、少量で、一般的には１重量％未満で、存在させることもできる。

しかしながら、上記の添加剤の総量は、約３０〜３５重量％の上限を超えてはならず、かつ封止組成物は、好ましくは、封止組成物の総重量に対して、３５〜６５重量％の、好ましくは、４５〜６０重量％の、特に、５０〜５７重量％のＰＰ／ＴＰＥ化合物を含む。

ＰＰ／ＴＰＥ化合物及び添加剤（鉱油／無機充填剤／安定化剤）を含む、すぐに使用できる封止組成物は、ＴＥＫＮＯＲ ＡＰＥＸ、ＥＸＸＯＮ、ＫＲＡＩＢＵＲＧ、ＭＣＰＰ、ＭＵＬＴＩＢＡＳＥなどの会社から市販されている。

封止組成物は、好ましくは、１７０℃〜２６０℃、特に、１７０℃〜２２０℃の温度で、１５ｂａｒ〜１２０ｂａｒ、好ましくは、１５ｂａｒ〜８０ｂａｒの圧力で注入される。

封止組成物の「硬化」は、能動的又は受動的に、好ましくは能動的に、型及び封止材料を、単純に冷却することによって行う。つまり、この硬化工程は、封止組成物の化学的な架橋のための加熱工程を含まない。

シールの離型は、有利には、室温への完全な冷却の前に、例えば、４０〜１２０℃の温度で行う。

オーバーモールドした金属インサートは、任意の金属材料でできていてよい。これらは、好ましくは、鋼でできている。これらは、任意に、有機又は無機の表面コーティングで被覆されていてよく、例えば、電気泳動により析出させた塗料層で被覆することができ、この被覆は、金属インサートを腐食から効果的に保護する。

本発明を、以下の非制限的な実施例によって説明する。

以下の例を使用した：
３８〜８０重量％のＰＰを含む、ＰＰ／ＴＰＥ化合物を含む熱可塑性エラストマーを使用して、鉱物ガラスでできたウィンドウガラスを封止することによって得られた、本発明による自動車用グレージング（例１）、及び
ＲＩＭ封止組成物を使用して、鉱物ガラスでできたウィンドウガラスを封止することによって得られた、比較のための２つの自動車用グレージングシステム（例２及び３）、ここで、一方は、芳香族ポリイソシアネートを含むＲＩＭ封止組成物を使用し（例２）、他方は、脂肪族ポリイソシアネートを含むＲＩＭ封止組成物を使用した（例３）。

これら３つのグレージングシステムを、基準ＳＡＥ Ｊ１９６０によって定義されている条件による、１０００時間のウェザー・オ・メーター（ＷｏＭ）を使用した加速エージングサイクル下に置いた。それぞれの封止組成物は、カーボンブラック充填剤を同一量含んでいるので、得られた封止シールはすべて、エージング前に濃い黒色を有していた。封止シールに対するＵＶエージングの効果を測定するために、Ｄ６５ランプの下、２°での観測でエージング前及び後に行った、規格ＩＳＯ １１６６４によるＬ^＊ａ^＊ｂカラーの測定から、ΔＥ^＊の値を計算した。また、色の堅牢性を、基準ＥＮ ２０１０５−Ａ０２：１９９４によって定義されているグレースケールで評価し、ここで、エージング前のシールの濃い黒色は、５の値に相当していた。結果を以下の表に示す。

比較のための例２及び３のグレージングシステムは、高いΔＥ^＊値、及び／又はグレースケールにおける低いスコアによって示されるとおり、エージング後に、かなりの色の劣化が示されている。これとは反対に、本発明による例１のグレージングは、ＵＶエージングによって、ほとんど影響を受けていない。

Claims (10)

1. ウィンドウガラス、及び熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）シールを含む、自動車用グレージングであって、前記シールが、３８〜８０重量％、好ましくは、４０〜７５重量％、特に、４５〜７０重量％のポリプロピレン（ＰＰ）を含む、ＰＰ／ＴＰＥ化合物を含む、自動車用グレージング。
2. 前記熱可塑性エラストマーシールでオーバーモールドした、金属インサート、少なくとも一つの位置決めピン、又は少なくとも一つの側受けを含む、請求項１に記載のグレージング。
3. 前記ＴＰＥは、以下から選択される、請求項１又は２に記載のグレージング：
   − 未加硫エチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、
   − 部分加硫エチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、並びに
   − スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ−Ｓ）、例えば、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン−ｂ−スチレン）ブロックコポリマー（ＳＢＳ）、ポリ（スチレン−ｂ−（エチレン−ブチレン）−ｂ−スチレン）ブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、及びポリ（スチレン−ｂ−（エチレン−プロピレン）−ｂ−スチレン）ブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）。
4. 前記シールが、５重量％までの、好ましくは、３重量％未満の、又は１重量％未満のカップリング剤を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のグレージング。
5. 前記シールが、官能性アルコキシシランを含まない、請求項１〜４のいずれか一項に記載のグレージング。
6. 以下を含む、ウィンドウガラス、エラストマーシール、及び前記エラストマーシールでオーバーモールドした金属インサートを含む、自動車用グレージングの製造方法：
   − ウィンドウガラスの縁及び金属インサートの縁を、前記ウィンドウガラスの縁の周囲に密閉空洞を形成する封止成形用型に、挿入すること、
   − 溶融状態のポリプロピレン（ＰＰ）／熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）化合物を含む封止組成物を注入することによって、前記ウィンドウガラス及び前記金属インサートの縁を含む前記密閉空洞を充填すること、
   − 前記封止組成物を冷却して、前記金属インサートを組み込んだエラストマーシールを形成すること、
   − 前記金属インサートを組み込んだ前記エラストマーシールを離型すること、
   ここで、
   前記ＰＰ／ＴＰＥ化合物は、３８〜８０重量％、好ましくは、４０〜７５重量％、特に、４５〜７０重量％のポリプロピレン（ＰＰ）を含み、かつ
   前記金属インサートは、前記封止組成物と接触することができるすべての表面が、ポリプロピレンコーティングで被覆されている。
7. 前記封止組成物が、５重量％までの、好ましくは、３重量％未満の、又は１重量％未満のカップリング剤を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記シールが、官能性アルコキシシランを含まない、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記封止組成物が、無機充填剤、例えば、白亜、カオリン、タルク、酸化亜鉛、及びカーボンブラック；適用助剤、例えば、油、好ましくは、鉱油；又は酸化防止剤若しくは抗ＵＶ安定化剤をさらに含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記封止組成物が、前記封止組成物の総重量に対して、３５〜６５重量％、好ましくは、４５〜６０重量％、特に、５０〜５７重量％のＰＰ／ＴＰＥ化合物を含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。