专利名称：汽车用密封条及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种重量轻、表面的外观优良且具有充分的硬度和强度的汽车用密封条及其制造方法。
背景技术：
近年来，从低燃油耗费的角度考虑，汽车用密封条(weather strip)也与其它部件一样在进一步追求轻量化。因此，为了谋求轻量化，有用微发泡实心橡胶来形成一直由实心橡胶形成的安装基部的趋向。
迄今，为了由实心橡胶形成安装基部，是在该实心橡胶中加入化学发泡剂，通过硫化工序中的热使该化学发泡剂发泡，制作成微发泡实心橡胶。
使用化学发泡剂形成的微发泡实心橡胶的比重为1.10左右，要求进一步的轻量化。
但是，当利用化学发泡剂发泡成比重为1.10以下时，由于平均气泡直径为500μm左右，所以存在的问题是会在微发泡实心橡胶的表面到处出现看得见的凹凸，不仅造成外观不良，强度也会降低。
再者，在安装基部11上埋设金属制芯材13的时候，在其与金属制芯材13的交界面上，发生所谓起泡(blister)现象，因此，对凸缘的保持力降低，容易产生制品的脱落、漏水等不良情况。而且，由于烫肿的有无，也造成制品外观不良。特别是在用流化床硫化方式(HFB line)成形该密封条的情况时，这种现象已多被证实。
发明内容
鉴于上述存在的问题，提出了本发明，本发明的课题是提供一种重量轻、表面的外观优良且具有充分的强度的汽车用密封条。
参照图1和图2进行说明。第1项发明是提供一种具有安装基部11和中空密封部12的汽车用密封条，其特征在于，所述安装基部11由通过下述方法获得的具有平均气泡直径为100μm以下的气泡的微发泡实心橡胶形成将平均粒径为3～20μm(优选为5～15μm)、膨胀开始温度为110～150℃、最大膨胀温度为130～150℃、壳壁为丙烯腈共聚物的热膨胀性微囊以预定量进行混炼，然后在硫化工序使其发泡。
第2项发明是提供一种具有安装基部11和中空密封部12的汽车用密封条的制造方法，该方法包含下述形成安装基部11的工序将平均粒径为3～20μm(优选为5～15μm)、膨胀开始温度为110～150℃、最大膨胀温度为130～150℃、壳壁为丙烯腈共聚物的热膨胀性微囊以预定量进行混炼，然后在硫化工序使其发泡，其中，在橡胶处于硫化前的柔软状态时使壳壁膨胀，并且，通过使用熔点低(约150℃以下)的壳壁而使壳壁在橡胶硫化炉内熔融，由表面平滑、并具有平均气泡直径为100μm以下的气泡、使用了粒径及膨胀倍率小的热膨胀性微囊的微发泡实心橡胶形成所述安装基部。
由于第1项发明所述的汽车用密封条10的安装基部11是由通过将预定的热膨胀性微囊以预定量进行混炼而得到的具有平均气泡直径为100μm以下的气泡的微发泡实心橡胶形成的，因此可以实现该安装基部11和密封条10整体的轻量化。
而且，由于在该安装基部11中形成的气泡的平均直径为100μm以下的极小直径，因此在其表面上不会形成看得见的凹凸，因此，可以象通常的实心橡胶那样表面平滑，外表美观。此外，由于平均气泡直径极小，因此，同具有由化学发泡剂形成的气泡的安装基部比较起来，可以发挥高的硬度和强度。
基于与第1项发明同样的理由，第2项发明所述的汽车用密封条的制造方法能够提供一种重量轻且外观、硬度和强度优良的密封条。
图1表示安装有本发明实施方案的汽车用密封条的汽车的侧视图。
图2表示本发明实施方案的汽车用密封条，是图1的沿X-X线的剖面图。
附图标记说明1汽车主体2门开口部3凸缘4门板10汽车用密封条11安装基部12中空密封部13金属制芯材14保持用凸条具体实施方式
本发明的汽车用密封条10的实施方案如图1和图2所示。所述密封条10具有埋设有金属制芯材13的剖面为大致U字形的安装基部11和海绵橡胶制的中空密封部12。安装基部11安装于沿汽车主体1的门开口部2形成的凸缘3上，中空密封部12与门板4弹性接触，将主体1和门板4之间进行密封。还有，在安装基部11的内表面上设置有夹持凸缘3的多个保持用凸条14。
而且，将平均粒径为3～20μm(优选为5～15μm)、膨胀开始温度为110～150℃、最大膨胀温度为130～150℃、壳壁为丙烯腈共聚物的热膨胀性微囊以预定量进行混炼，然后在硫化工序使其发泡，由所得到的具有平均气泡直径为100μm以下的无数气泡的微发泡实心橡胶(EPDM)形成安装基部11。在此，可以将适量的硫化促进剂与热膨胀性微囊一起进行混炼。
另外，为了防止飞散和提高分散性，热膨胀性微囊预先被制成母炼胶，然后，在开放式滚筒(开放式炼胶机)中进行混炼。只要是在适温(热膨胀性微囊不膨胀的温度)下，用密闭式混炼机(捏合机或班伯里混炼机等)进行精炼也可以。如果使用密闭式混炼机，就没有必要预先制成母炼胶。另外，作为该热膨胀性微囊，使用与松本油脂制药株式会社共同研究开发的“Matsumoto Microsphere F-46K”。
由于本实施方案的汽车用密封条10的安装基部11是由将预定的热膨胀性微囊以预定量进行混炼而得到的具有平均气泡直径为100μm以下的气泡的微发泡实心橡胶形成的，所以可以实现该安装基部11和密封条10整体的轻量化。
而且，由于在该安装基部11中形成的气泡的平均直径为100μm以下的极小直径，因此在其表面上不会形成看得见的凹凸。因此，可以象通常的实心橡胶那样表面平滑，外表也美观。还有，由于气泡直径极小，所以可以维持充分的硬度和强度。
另外，关于热膨胀性微囊的物性有以下特点(1)热膨胀性微囊的平均粒径低于53μm时①为获得目标比重所必需的热膨胀性微囊的添加量增加，混合成本增加；②另外，如果平均粒径小，并且要使膨胀后的气泡直径相同(平均为100μm以下)时，则膨胀倍率上升，胶囊的壳壁厚度有变薄的倾向，其结果就是因壳壁破裂而放出内含气体的可能性上升，对比重稳定性和改善起泡现象均不利。
(2)另外，平均粒径超过20μm时①在相同倍率的情况下，膨胀后的平均气泡直径变大，硫化物性降低；②在评价市售的热膨胀性微囊时，对于平均粒径超过20μm的等级，其得到的试验结果是，硫化产品的表面不平滑；③考察上述试验，可以认为热膨胀性微囊的膨胀率为5～7倍(高度变化)时对膨胀稳定性较好，热膨胀性微囊的平均粒径超过20μm时，则膨胀后的平均气泡直径超过100μm(可以用肉眼确认)，所以导致硫化表面组织恶化。
(3)热膨胀性微囊的膨胀开始温度低于110℃时，则①在轧制工序的精炼作业时，开始热膨胀，在滚筒的间隙及剪断时容易破损，因此不仅不能得到所希望的倍率，而且造成硫化产品的比重偏差。
(4)此外，膨胀开始温度超过150℃时①由于橡胶已经开始硫化，所以添加的热膨胀性胶囊不能充分膨胀，比重升高；②此外，由于产生硫化和膨胀的竞争，所以有可能造成硫化后的产品比重偏差；③众所周知，热膨胀性微囊存在于硫化后的橡胶皮肤层，硫化后的膨胀还有可能造成硫化橡胶破坏，因此难免表面皮肤恶化。
(5)热膨胀性微囊的最大膨胀温度低于130℃时①当然，由于膨胀开始温度在此温度以下，所以就有可能发生如上述(3)所说明的不适合的情况；②热膨胀性胶囊达到最大膨胀温度时，多少会开始收缩，但是低于130℃时橡胶的硫化不足，所以就有造成比重的降低和偏差的可能性。
(6)最大膨胀温度超过150℃时①还可以估计到熔点的上升，所以同使用高温膨胀型的热膨胀性微囊时一样，硫化后的产品表面会变得不平滑；②而且，也可能发生如上述(4)说明的比重偏差、表面皮肤恶化。
(7)平均气泡直径超过100μm时①随着平均气泡直径变大，硫化后的物性降低；②而且，平均气泡直径变得过大也会使硫化后的产品表面组织恶化。
通过使用作为热膨胀性微囊的“Matsumoto MicrosphereF-46K”使安装基部11的表面平滑的理由考虑是如下原因所致①由于膨胀温度低，所以在橡胶硫化前(柔软的状态时)，该胶囊就会膨胀。②由于使用熔点低的壳壁，所以壳壁在橡胶硫化温度下会熔融，有使表面平滑的效果。③平均粒径和膨胀倍率小。
顺便需要说明的是，当使用高温膨胀型的热膨胀性微囊时，即使进行了某种程度的橡胶硫化，但热膨胀性微囊开始膨胀，橡胶的皮肤层被破坏，热膨胀性微囊熔融而变得平滑的效果很少，所以凹凸残留于橡胶表面，无法形成漂亮的外观表面。
所述高温膨胀型的热膨胀性微囊与低温膨胀型的热膨胀性微囊相比，使用了熔点高的壳壁，并使用了高沸点的内含气体。
本实施方案的热膨胀性微囊并不象化学发泡剂那样产生气体，所以在与金属制芯材13的交界面不易发生起泡现象。因此，对凸缘3能够维持充分的保持力，不会产生脱落和漏水等不良情况。而且，也不会产生由于起泡造成的外观不良。
而且，由于用微发泡实心橡胶形成安装基部11，所以可以减低橡胶材料的使用量，压缩制造成本。
另外，由于热膨胀性微囊预先被制成母炼胶，然后在开放式滚筒(开放式炼胶机)中进行混炼，所以在能够以适量正确分散的同时，操作性也得到了提高。由此，可以容易且没有遗漏地在整个安装基部11中形成气泡。如果是在适温(热膨胀性微囊不会膨胀的温度)下，也可以直接以粉末的形式用密闭式混炼机(捏合机或班伯里混炼机等)进行精炼，可以达到与上述相同的效果。
此外，由于在安装基部11内埋设有金属制芯材13，所以可以进一步提高该安装基部11对凸缘3的保持力。而且，由于所述热膨胀性微囊并不象化学发泡剂那样产生气体，所以与通常的实心橡胶一样，在与金属制芯材13的交界面上不易发生起泡。因此，对凸缘3可以维持充分的保持力，不会产生脱落、漏水等不良情况。
另外，即便本发明的汽车用密封条10采用容易发生起泡的流化床硫化方式(HFB硫化)进行硫化也可以防止起泡的发生。因此，通过采用原本就不易发生起泡的UHF硫化方式进行硫化，可以切实地防止起泡的发生。
另外，该汽车用密封条10并不仅限于安装于沿汽车主体1的门开口部2设置的凸缘3上，也可以适用于安装在门板4、车顶部、后货箱部等上的各种密封条。而且，安装基部11也并不仅限于剖面为大致U字形。
另外，本发明也可以适用于玻璃导槽(glass run channel)。
实施例本发明人等测定了上述实施方案的密封条10的安装基部11和由化学发泡剂产生的微发泡实心橡胶所形成的安装基部11的比重和强度，其结果如表1所示。
表1
从该测定结果可以明显看出，实施例1和实施例2所示的本发明的密封条10的安装基部11的比重为1.0左右，同现有技术例的1.1左右相比，重量减轻。而且，在强度方面，在弹性硬度(spring hardness)方面，现有技术例1～3的安装基部均不满足TMS规格的标准，与此相对，实施例1和实施例2的安装基部都满足上述标准。再者，在拉伸强度方面，实施例2的安装基部也充分满足上述标准。由此可以看出，本发明的汽车用密封条10重量轻而且具有优良的硬度和强度。
本发明人等进一步制造了本发明的密封条10的安装基部11，测定了形成的大量气泡的直径，算出其平均值。同时，测定了现有技术中用化学发泡剂发泡的安装基部11中形成的大量气泡的直径，算出其平均值。此外，同时采用超深度形状测定显微镜(Keyence株式会社制造，VK-8510)测定了硫化后的橡胶表面的粗糙度(算术平均值Ra)，其结果如表2所示。
表2
从上表可知，本发明的实施例的平均气泡直径(78.0μm)同现有技术例的(590.0μm)比较起来是极小的，由此可见，即便比重低于1.10，本发明实施例的拉伸强度也能满足标准。而且，可以知道，本发明实施例的橡胶表面的粗糙度(Ra，17.0μm)同现有技术例的(Ra，14.5μm)大致相等，本发明的密封条10的安装基部11的表面不会形成看得见的凹凸，因此，其表面的外观优良。(作为参考，高温膨胀型的热膨胀性微囊的实施例也如表2所示)。
权利要求
1.一种汽车用密封条，具有安装基部(11)和中空密封部(12)，其特征在于，所述安装基部由通过下述方法获得的具有平均气泡直径为100μm以下的气泡的微发泡实心橡胶形成将平均粒径为3～20μm(优选为5～15μm)、膨胀开始温度为110～150℃、最大膨胀温度为130～150℃、壳壁为丙烯腈聚合物的热膨胀性微囊以预定量进行混炼，然后在硫化工序使其发泡。
2.一种汽车用密封条的制造方法，所述汽车用密封条具有安装基部(11)和中空密封部(12)，其特征在于，该方法包含下述形成安装基部的工序将平均粒径为3～20μm(优选为5～15μm)、膨胀开始温度为110～150℃、最大膨胀温度为130～150℃、壳壁为丙烯腈共聚物的热膨胀性微囊以预定量进行混炼，然后在硫化工序使其发泡，其中，在橡胶处于硫化前的柔软状态时使壳壁膨胀，并且，通过使用熔点低(约150℃以下)的壳壁而使壳壁在橡胶硫化炉内熔融，由表面平滑、并具有平均气泡直径为100μm以下的气泡、使用了粒径及膨胀倍率小的热膨胀性微囊的微发泡实心橡胶形成所述安装基部。
全文摘要
本发明提供一种重量轻、外表美观且具有充分的硬度和强度的汽车用密封条。所述汽车用密封条具有安装基部(11)和中空密封部(12)，其中所述安装基部(11)由通过下述方法获得的具有平均气泡直径为100μm以下的气泡的微发泡实心橡胶形成将平均粒径为3～20μm(优选为5～15μm)、膨胀开始温度为110～150℃、最大膨胀温度为130～150℃、壳壁为丙烯腈聚合物的热膨胀性微囊以预定量进行混炼，然后在硫化工序使其发泡。
文档编号B29C44/60GK1951663SQ20061013608
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月19日 优先权日2005年10月19日
发明者村冈直树, 冈峰正宏 申请人:西川护谟工业株式会社