JP6212425B2 - ウエザストリップ - Google Patents

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Description

本発明は、ウエザストリップに関する。
ウエザストリップの中には、ウエザストリップ本体の意匠面に、樹脂接着層を介して不織布を貼り付けることにより、外観品位の向上を狙ったものがある。
例えば、本願出願人は、着色された加飾層と接着層に接着する無着色の被接着層とを有する不織布を使用したウエザストリップを提案した(特許文献1)。このウエザストリップは不織布と接着層との接着力が強く、不織布が接着層から剥がれる心配のないものであった。
特開2011−173498号公報
ところで、軽量化のために、ウエザストリップ本体として、比重が0.5〜0.85程度のスポンジを使用することが試みられているが、高発泡であるが故に変形しやすいものであったため、前記不織布を使用してもウエザストリップ本体の変形に十分に追従することができず、曲げた際に皺が発生しやすく、また、不織布との密着性が悪いため、使用時に不織布が剥離しやすいという問題が発生した。
本発明の課題は、比重が0.5〜0.85程度であるようなウエザストリップ本体に対して、不織布で意匠性を向上させた場合であっても、追従性に優れ、しかも不織布との密着性に優れるウエザストリップを提供することにある。
本発明は、
[1]比重が0.5〜0.85のウエザストリップ本体に、接着樹脂シートを介して不織布が貼付されたウエザストリップであり、ウエザストリップ本体はエチレン−プロピレン共重合体系ゴムからなり、前記接着樹脂シートはランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含むウエザストリップ、
[2]接着樹脂シートの25%モジュラス強度が10〜28N/5cmである、[1]のウエザストリップ、
[3]ウエザストリップ本体の25%モジュラス強度が500kPa以上である、[1]又は[2]に記載のウエザストリップ。
[4]不織布が、片表面に、顔料を接着剤で接着した加飾層を有する加飾不織布であり、加飾不織布の厚さ方向において、加飾不織布の加飾面から、加飾不織布の裏面から10μmまでの領域が、少なくとも加飾層を構成している、[1]〜[3]のいずれかのウエザストリップ
に関する。
本発明者らは、従来公知のウエザストリップにおいて追従性が悪い要因の1つとして、ウエザストリップ本体と不織布との間に介在する接着樹脂シートの伸びが悪いことを見出した。本発明の前記[1]のウエザストリップは、接着樹脂シートがランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含んでいるため、伸びやすい接着樹脂シートであることができ、ウエザストリップ本体の伸びに追従できる。
また、ランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含む接着樹脂シートを使用することによって、ウエザストリップ本体であるエチレン−プロピレン共重合体系ゴムとの密着性を確保して、不織布の剥離を防止できる。
また、本発明者らは、曲げた際に皺が発生する要因の1つとして、ウエザストリップ本体と不織布との伸びやすさの差が大きすぎる点があることを見出した。本発明の前記[3]のウエザストリップは、ウエザストリップ本体として、比重が小さいにもかかわらず、25%モジュラス強度が比較的高い(つまり、小さい力で伸びにくい)、不織布の伸びに近いウエザストリップ本体を使用するため、曲げた際に、より皺が発生しにくい。
更に、本発明者らは、ウエザストリップ本体が高発泡材料からなる場合に、加飾不織布にシワが発生するのは、顔料を含む接着剤を不織布にプリントして加飾層を形成した場合に、加飾層(顔料及び接着剤を有する層)が加飾不織布の表面近傍に偏在しやすく、従って、接着剤及び顔料が存在し、比較的硬く変形しにくい加飾層と、接着剤及び顔料の存在しない、比較的柔らかく変形しやすい繊維層とが存在していることによって、ウエザストリップが変形した際の歪が加飾不織布の加飾層に集中しやすいことに起因することを見出した。本発明の前記[4]のウエザストリップは、歪が加飾層に集中しにくいように、できるだけ不織布全体を加飾層とすることによって、不織布全体の硬さを一様としているため、曲げた際に、より皺が発生しにくい。
自動車を示す斜視図である。 ウエザストリップを示す断面図である。 ウエザストリップの中間成形体を示す断面図である。 ウエザストリップの製造ラインの一部を示す模式図である。
以下、本発明のウエザストリップについて図面を参照して説明する。
図1に示すように、車両としての自動車1の側方にはドア2が開閉可能に設けられ、ドア2に対応するボディ側のドア開口3周縁にはウエザストリップ4が装着されている。ウエザストリップは、全体として環状をなしている。しかしながら、必ずしも環状をなしている必要はなく、例えばドア開口3の下辺部位において、ウエザストリップ4の端部が離れて配置され、その端部間をスカッフプレート等で覆う仕様のものにも適用することができる。
図2に示すように、ウエザストリップ本体はトリム部5及びシール部6を備えている。トリム部5は、車内側側壁部11、車外側側壁部12及び両側壁部11,12を連結する連結部13を備えており、全体として断面略U字状をなしている。トリム部5は、例えば、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン共重合)スポンジゴムの内部に金属製のインサート14が埋設されて構成されている。
本発明のウエザストリップにおいては、ウエザストリップ本体の材料として、エチレン−プロピレン共重合体系ゴムからなる、比重が0.5〜0.85のスポンジ材料を使用する。また、ウエザストリップ本体の25%モジュラス強度が500kPa以上であることが好ましく、680kPa以上がより好ましく、700kPa以上であることが更に好ましい。ウエザストリップ本体として、比重が小さいにもかかわらず、25%モジュラス強度が比較的高い(つまり、小さい力で伸びにくい)、不織布の伸びに近いウエザストリップ本体を使用すると、曲げた際に、より皺が発生しにくい。エチレン−プロピレン共重合体系ゴムの25%モジュラス強度および比重は、例えば、後述の実施例に示すように、エチレン−プロピレン共重合体系ゴムの種類、発泡剤の量及び加硫の程度等を調節することにより、調整することができる。
車外側側壁部12の内面(車内側面)にはトリム部5の内側(車内側)に向かって延びる複数の保持リップ部15が一体成形され、車内側側壁部11の内面(車外側面)にはトリム部5の内側(車外側)に向かって延びる保持リップ部16が一体成形されている。連結部13には図示しないガーニッシュ等の内装品の端部を覆う意匠リップ18が延出成形されている。尚、トリム部5の内部にはインサートが埋設されていないものを使用してもよい。また、保持リップ部16を省略し、両面接着テープによってフランジに貼付される構成としてもよい。
また、ドア開口3周縁には、前記ボディのインナパネル21及びアウタパネル22が接合されることによりフランジ23が形成されており、このフランジ23にトリム部5が嵌め込まれることにより、ウエザストリップ4がドア開口3周縁に保持される。
なお、シール部6は、車外側側壁部12の車外側において突出して一体に設けられ、例えば、EPDMスポンジゴムによって中空状に構成されている。そして、ドア2閉時には、シール部6がドア2の周縁に圧接されることで、ドア2と自動車1のボディとの間がシールされる。
ウエザストリップ4の取付状態では、意匠リップ18の略先端部から基端部、さらにはトリム部5の連結部13、車外側側壁部12におけるシール部6との連接部に至る範囲の外表面は、外観に現れる意匠面Dとなる。この意匠面Dには、シート状(フィルム状を含む)の接着樹脂シート層25を介在させて、不織布で構成される不織布層26が貼付されている。なお、意匠面Dは、意匠リップ18の先端にまで不織布が貼付されてなり、不織布は意匠リップ18の先端で折り返されている。
接着樹脂シート層25は、ランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含む接着樹脂シートから形成されている。これは、ランダムポリプロピレンはエチレン−プロピレン共重合体系ゴムと良好な接着力を有するものの、エチレン−プロピレン共重合体系ゴムよりも硬く、追従性に劣る点を、エチレン−プロピレン共重合体系ゴムに近い柔軟性を有するポリプロピレン系熱可塑性エラストマーと混合することによって改善し、追従性と密着力を両立させている。このように、追従性と密着力を両立できるように、ランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーとは、質量比50:50〜80:20で構成されていることが好ましい。なお、接着樹脂シートの25%モジュラス強度は10〜28N/5cmであることが好ましい。10N/5cm未満である場合には密着力が低下するため剥離しやすく、28N/5cmを超えると追従性が低下するためシワが発生しやすくなるためである。また、接着樹脂シート層25の柔軟性と密着力を高めるために、ポリエチレンなど他のオレフィン系樹脂やタッキファイヤー等を含むことができる。
不織布層26を構成するウエザストリップ用不織布は、捲縮発現された潜在捲縮性繊維を主体とする基布であることが好ましい。潜在捲縮性繊維を主体とする基布であると、ウエザストリップ本体への貼付時にあっても、貼付作業に適度な伸縮性を発揮し、しかも安価に製造し得るからである。ここで、潜在捲縮性繊維とは、周知の通り、繊維単独で外力が加わらない状態で加熱した場合に、初期の捲縮数の少なくとも2倍以上の捲縮数を発生可能な繊維を言う。また、この基布において、潜在捲縮性繊維を主体とするとは、前記基布を構成する全繊維に対して、潜在捲縮性繊維を50質量%以上含むことを意味する。本発明においては、基布において占める潜在捲縮性繊維が少なくとも50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上とするのが好ましく、更に好ましくは100質量%である。なお、この基布を構成する他の構成繊維については、基布調製技術に応じた、例えば、カード機における通過性、あるいは、染色性などを考慮した、任意好適なものを用いることができる。更に、水流によって絡合した基布は、密度が高く、厚さが薄いことができ、意匠リップとの一体性を実現し得ることから最も好ましい。なお、基布の目付の好適範囲は、地合いと不織布としての作業性とを両立させるため、80〜200g/mであるのが好ましく、100〜150g/mであるのがより好ましい。なお、本明細書において、繊維組成は何れも「質量%」を意味し、単に「%」と表す場合がある。
上述した潜在捲縮性繊維としては、例えば、融点の異なる2種類の樹脂が複合された複合繊維や、繊維の一部に特定の熱履歴を施した繊維を使用することができる。前記複合繊維には、例えば、偏芯型の芯鞘構造の複合繊維や、サイドバイサイド(貼り合わせ)型の複合繊維が好適に用いられる。融点の異なる樹脂の組み合わせとしては、ポリエステル−低融点ポリエステル、ポリアミド−低融点ポリアミド、ポリエステル−低融点ポリアミド、ポリエステル−ポリプロピレン、ポリプロピレン−低融点ポリプロピレン、ポリプロピレン−ポリエチレンなど種々の合成樹脂を組み合わせたものが使用できる。特に、ポリエステル−低融点ポリエステルからなる潜在捲縮性繊維は、耐熱性や捲縮発現後の伸縮性に優れているので好ましい。また、繊維の一部に特定の熱履歴を施した繊維としては、例えば、熱刃などにポリエステル、ポリアミド、ポリアクリルなどからなる繊維の一側面をあてながら通過させて熱履歴を与えた繊維などが使用される。
また、潜在捲縮性繊維以外の繊維としては、実質的に加熱により捲縮の増加が生じない繊維を使用することができ、例えば、一般的に汎用されているポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリル繊維、レーヨン繊維、綿、羊毛などの繊維や、実質的に加熱により捲縮の増加が生じない複合繊維を用いることもできる。このような複合繊維としては、例えば、可染性ポリエステル−ポリアミドなどの樹脂の組合わせからなる芯鞘型複合繊維などがある。なお、ここで実質的に加熱により捲縮の増加が生じない繊維とは、繊維単独で外力が加わらない状態で加熱した場合に多少の捲縮の増加が生じても、その捲縮数の増加分が元の捲縮数の5割未満のものを意味する。
また、不織布層26は、外表面に表れる、顔料を接着剤で接着した加飾層を有する加飾不織布からなるのが好ましい。
加飾層に使用する顔料は、一般的に使用される捺染用の顔料であれば良く、目標とする色に従って、適宜、調色することができる。なお、加飾層を黒色等の濃色にする場合には、不織布を分散染料で黒色に染色した後、カーボンブラック等の黒色顔料を主体とする着色を行うと、不織布を分散染料で染色しただけの場合よりも耐光性が向上するため、好適である。
なお、加飾層に使用する接着剤は、耐光性、追従性、接着力などの点から、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂であることが好ましい。
不織布層の厚さは、通常、300〜600μmであるが、前記加飾不織布は、加飾不織布の厚さ方向において、加飾不織布の加飾面から、加飾不織布の裏面から10μmまでの領域が、少なくとも加飾層を構成していることが好ましく、加飾層のみから構成される加飾不織布がより好ましい。不織布層の大部分を加飾層が占める加飾不織布は、例えば、粘度の低い顔料を含む接着剤溶液を塗布することにより、及び/又は、顔料を含む接着剤溶液を2回以上塗布することにより、調製することができる。
本発明者らは、ウエザストリップ本体が高発泡材料からなる場合に、加飾不織布にシワが発生するのは、顔料を含む接着剤を不織布にプリントして加飾層を形成した場合に、加飾層(顔料及び接着剤を有する層)が加飾不織布の表面近傍に偏在しやすく、従って、接着剤及び顔料が存在し、比較的硬く変形しにくい加飾層と、接着剤及び顔料の存在しない、比較的柔らかく変形しやすい繊維層とが存在していることによって、ウエザストリップが変形した際の歪が加飾不織布の加飾層に集中しやすいことに起因することを見出した。歪が加飾層に集中しにくいように、できるだけ不織布全体を加飾層とすることによって、不織布全体の硬さを一様とすると、曲げた際に、より皺が発生しにくい。
次に、本発明のウエザストリップの製造方法について説明する。図4はウエザストリップの製造ラインの一部を示す模式図であり、同図中においてウエザストリップは左側から右方向に進みながら製造される。
まず、押出成形工程においては、ゴム押出機31に対し、例えば、EPDM未加硫ゴムとともにインサート14が連続的に供給される。そして、EPDM未加硫ゴムによってインサート14が被覆された状態で、ゴム押出機31のダイスからウエザストリップ本体となる中間成形体32(図3参照)が押出成形される。この段階では、トリム部5に対応するインサート14を埋設した部位が図3に示すように開いた状態で略平板状に押出される。
続く、加硫工程では、押出された中間成形体32が高周波加硫槽(UHF)33に案内され、一次加硫が施される。その後、熱風加硫槽(HAV)34に案内され、二次加硫が施され、加硫が完了する。
その後、不織布層形成工程において、中間成形体32に不織布層26を形成する。より詳しくは、事前に不織布形成工程を経て製造された不織布35を繰り出し、加硫の直後で比較的高温となっている中間成形体32の意匠面Dに対応する部位に圧着させる。
ここで、不織布35の製造方法について説明する。まず、不織布を製造する。製造方法としては、湿式法、乾式法、ウォータージェット法など任意の製造方法を採用することができる。そして、不織布に対して、顔料を含む接着剤をプリントして、加飾層を有する加飾不織布を形成する。
そして、当該加飾不織布の被接着層側(加飾不織布の反対面側)に対し、接着樹脂シート層25となる、ランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含む接着樹脂シートを熱溶着により裏打ちする。これにより、ラミネート不織布35が完成する。
ラミネート不織布35を中間成形体32に圧着させることで、前記接着樹脂シートが溶融し、前記ラミネート不織布35が中間成形体32に熱溶着される。
不織布層形成工程を経た中間成形体32は曲げ加工機37により曲げ加工され、断面略U字状のトリム部5が形成される。その後、カッター38で所定の寸法に裁断され、ウエザストリップが得られる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
《実施例1》
(1)ウエザストリップ本体の準備(エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムの調製)
発泡剤の量及び加硫の程度を調節することにより、表1に示すような、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムを調製した。なお、25%モジュラスはJISK6251に準拠して、25%伸長時のモジュラスを測定し、比重は水中置換法により測定した。
(2)不織布の調製
ポリエステル系潜在捲縮性繊維(東レ株式会社製、東レテトロンT−25、サイドバイサイド型、ポリエステル/低融点ポリエステル、2.2dtex×51mm)100%をカード機で開繊したパラレルウエブを、クロスレイヤーによりクロスレイウエブを形成するとともに、同様に形成したパラレルウエブを前記クロスウエブに積層して、クリスクロスウエブを形成した。
その後、クリスクロスウエブの両面ともに9MPa圧の高圧水流によって絡合した後、温度195℃に設定した熱風加熱炉へ供給して捲縮を発現させて、伸縮性不織布(目付:120g/m、厚さ0.7mm)を得た。
(3)プリント液の調製
黒色顔料(DIC株式会社製、RYUDYE−W BLACK RC、材質:カーボンブラック、カーボンブラック含有量:25mass%)を含有するアクリル系樹脂[DIC株式会社製、ボンコート3218−E(Tg:−34℃)及びボンコートE−240N(Tg:−5℃)、固形分比=1:1で混合した際のTg:−20℃]に対して、増粘剤(Lubrizol社製、Carbopol 940)を添加して、粘度10000mPa・s(ブルックフィールド社製B型粘度計で測定)のペーストAを調製した。
また、同じ黒色顔料を含有するアクリル系樹脂に同じ増粘剤を添加して、粘度3000mPa・s(ブルックフィールド社製B型粘度計で測定)のペーストBを調製した。
(4)加飾不織布の調製
ロータリースクリーン捺染機を使用して、前記伸縮性不織布に前記ペーストAを1回プリントして、加飾不織布a(目付:150g/m、厚さ:444μm、プリント樹脂量:30g/m、樹脂接着顔料の未浸透深さ:140μm)を調製した。
ロータリースクリーン捺染機を使用して、前記伸縮性不織布に前記ペーストAを2回繰り返しプリントして、加飾不織布b(目付:150g/m、厚さ:472μm、プリント樹脂量:30g/m、樹脂接着顔料の未浸透深さ:59μm)を調製した。
ロータリースクリーン捺染機を使用して、前記伸縮性不織布に前記ペーストBを1回プリントして、加飾不織布c(目付:150g/m、厚さ:439μm、プリント樹脂量:30g/m、樹脂接着顔料の未浸透深さ:29μm)を調製した。
ロータリースクリーン捺染機を使用して、前記伸縮性不織布に前記ペーストBを2回繰り返しプリントして、加飾不織布d(目付150g/m、厚さ:460μm、プリント樹脂量:30g/m、樹脂接着顔料の未浸透深さ:7μm)を調製した。
(5)加飾不織布−接着樹脂複合シートの調製
ランダムプロピレン(株式会社プライムポリマー製、プライムポリプロ F329RA)と、ポリプロピレン系軟質ブロック熱可塑性エラストマー(株式会社プライムポリマー製、プライムTPO M142E)とを、表2で示すような質量比率でドライブレンドし、Tダイを用いて溶融押出しした接着樹脂シートを、直接、加飾不織布a〜dと貼り合せて、表3に示す組み合わせからなる加飾不織布−接着樹脂複合シート(ラミネート不織布)を調製した。
なお、別途、同じ条件でTダイを用いて溶融押出しして接着樹脂シート単体を形成し、厚さと25%モジュラスを測定した。この結果は表2に示す通りであった。
ここで、厚さはシックネスゲージ(株式会社ミツトヨ製、コードNo.547−321、測定力1.5N以下)を用いて測定した。
また、25%モジュラス(N/5cm)は、以下の手順で測定した。
(1)接着樹脂シートを幅5cm、長さ15cmの長方形状に切断して試料を採取する。
(2)前記試料を引張り強さ試験機のチャック間(距離:10cm)に固定し、引張り速度20cm/minで引っ張り、チャック間距離が12.5cmとなった時の応力を測定する。
(3)上記(1)〜(2)の操作を繰り返し、3枚の試料について前記応力を測定し、その算術平均を25%モジュラスとする。
(6)ウエザストリップの調製
表1に示すエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムR1〜R3を溶融押出しするとともに、金属インサートを供給して、図3に示すような形状の、金属インサート(図3の14)を内蔵したウエザストリップ本体を形成し、更に、表4に示す組合せで、前記加飾不織布−接着樹脂複合シート(ラミネート不織布)の接着樹脂シート面を溶融ゴムの意匠面(図3のD)に直接貼り合わせて、それぞれウエザストリップを調製した。
《試験例1:追従性の評価》
R35の曲線を有する治具に、前記各ウエザストリップを意匠面が外側となるように断面U字状に折り曲げて固定した。その後、R35曲線部分における加飾不織布に対して、厚さ方向に切れ込みを入れ、加飾不織布の厚さ方向断面における写真を撮影し、加飾不織布表面における凹凸差を測定し、シワ深さとした。
そして、ウエザストリップ固定時における、目視によるシワの外観評価と前記シワ深さから、シワ深さが200μm以下であれば、シワが目立たないため、追従性を○と評価し、シワ深さ200〜300μmであると、若干、シワが目立つため、追従性を△と評価し、シワ深さが300μmを超えると、シワが目立つため、追従性を×と評価した。これら評価結果は表4に示す通りであった。
《試験例2:密着性の評価》
各ウエザストリップから幅5mm、長さ10cmの試験片を採取した後、各試験片の末端において、ウエザストリップ本体と加飾不織布−接着樹脂複合シート(ラミネート不織布)との間で引き剥がした後、引張り強度試験機のチャック(チャック間:2cm)に固定し、20cm/分の速度で引張り、剥離するのに要する強度(引張開始直後を除く平均値)を測定し、密着力とした。
そして、この強度が5N/15mm以上である場合、密着力に優れているため、密着性を○と評価し、5N/15mm未満である場合、密着力に劣るため、密着性を×と評価した。これら評価結果は表4に示す通りであった。
《考察》
実施例2と比較例3、4との比較から、接着樹脂シートがランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含んでいることによって、追従性と密着性に優れていることがわかった。
実施例1と比較例2との比較から、樹脂で接着した顔料の未浸透深さが10μm以下であると、追従性に優れ、よりシワが発生しにくいことがわかった。
本発明のウエザストリップは、自動車等の車両のドアの周縁部又はドア開口周縁に装着して使用することができる。
1…自動車、2…ドア、3…ドア開口、4…ウエザストリップ、5…トリム部、6…シール部、18…意匠リップ、25…接着樹脂シート層、26…不織布層、D…意匠面。

Claims (4)

  1. 比重が0.5〜0.85のウエザストリップ本体に、接着樹脂シートを介して不織布が貼付されたウエザストリップであり、ウエザストリップ本体はエチレン−プロピレン共重合体系ゴムからなり、前記接着樹脂シートはランダムポリプロピレンとポリプロピレン系熱可塑性エラストマーを含むウエザストリップ。
  2. 接着樹脂シートの25%モジュラス強度が10〜28N/5cmである、請求項1に記載のウエザストリップ。
  3. ウエザストリップ本体の25%モジュラス強度が500kPa以上である、請求項1又は2に記載のウエザストリップ。
  4. 不織布が、片表面に、顔料を接着剤で接着した加飾層を有する加飾不織布であり、加飾不織布の厚さ方向において、加飾不織布の加飾面から、加飾不織布の裏面から10μmまでの領域が、少なくとも加飾層を構成している、請求項1〜3のいずれか一項に記載のウエザストリップ。
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