專利名稱：汽車用密封條及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重量輕、表面的外觀優(yōu)良且具有充分的硬度和強(qiáng)度的汽車用密封條及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，從低燃油耗費(fèi)的角度考慮，汽車用密封條(weather strip)也與其它部件一樣在進(jìn)一步追求輕量化。因此，為了謀求輕量化，有用微發(fā)泡實(shí)心橡膠來形成一直由實(shí)心橡膠形成的安裝基部的趨向。
迄今，為了由實(shí)心橡膠形成安裝基部，是在該實(shí)心橡膠中加入化學(xué)發(fā)泡劑，通過硫化工序中的熱使該化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡，制作成微發(fā)泡實(shí)心橡膠。
使用化學(xué)發(fā)泡劑形成的微發(fā)泡實(shí)心橡膠的比重為1.10左右，要求進(jìn)一步的輕量化。
但是，當(dāng)利用化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡成比重為1.10以下時(shí)，由于平均氣泡直徑為500μm左右，所以存在的問題是會(huì)在微發(fā)泡實(shí)心橡膠的表面到處出現(xiàn)看得見的凹凸，不僅造成外觀不良，強(qiáng)度也會(huì)降低。
再者，在安裝基部11上埋設(shè)金屬制芯材13的時(shí)候，在其與金屬制芯材13的交界面上，發(fā)生所謂起泡(blister)現(xiàn)象，因此，對(duì)凸緣的保持力降低，容易產(chǎn)生制品的脫落、漏水等不良情況。而且，由于燙腫的有無，也造成制品外觀不良。特別是在用流化床硫化方式(HFB line)成形該密封條的情況時(shí)，這種現(xiàn)象已多被證實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的課題是提供一種重量輕、表面的外觀優(yōu)良且具有充分的強(qiáng)度的汽車用密封條。
參照?qǐng)D1和圖2進(jìn)行說明。第1項(xiàng)發(fā)明是提供一種具有安裝基部11和中空密封部12的汽車用密封條，其特征在于，所述安裝基部11由通過下述方法獲得的具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成將平均粒徑為3～20μm(優(yōu)選為5～15μm)、膨脹開始溫度為110～150℃、最大膨脹溫度為130～150℃、殼壁為丙烯腈共聚物的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉，然后在硫化工序使其發(fā)泡。
第2項(xiàng)發(fā)明是提供一種具有安裝基部11和中空密封部12的汽車用密封條的制造方法，該方法包含下述形成安裝基部11的工序?qū)⑵骄綖?～20μm(優(yōu)選為5～15μm)、膨脹開始溫度為110～150℃、最大膨脹溫度為130～150℃、殼壁為丙烯腈共聚物的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉，然后在硫化工序使其發(fā)泡，其中，在橡膠處于硫化前的柔軟狀態(tài)時(shí)使殼壁膨脹，并且，通過使用熔點(diǎn)低(約150℃以下)的殼壁而使殼壁在橡膠硫化爐內(nèi)熔融，由表面平滑、并具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡、使用了粒徑及膨脹倍率小的熱膨脹性微囊的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成所述安裝基部。
由于第1項(xiàng)發(fā)明所述的汽車用密封條10的安裝基部11是由通過將預(yù)定的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉而得到的具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成的，因此可以實(shí)現(xiàn)該安裝基部11和密封條10整體的輕量化。
而且，由于在該安裝基部11中形成的氣泡的平均直徑為100μm以下的極小直徑，因此在其表面上不會(huì)形成看得見的凹凸，因此，可以象通常的實(shí)心橡膠那樣表面平滑，外表美觀。此外，由于平均氣泡直徑極小，因此，同具有由化學(xué)發(fā)泡劑形成的氣泡的安裝基部比較起來，可以發(fā)揮高的硬度和強(qiáng)度。
基于與第1項(xiàng)發(fā)明同樣的理由，第2項(xiàng)發(fā)明所述的汽車用密封條的制造方法能夠提供一種重量輕且外觀、硬度和強(qiáng)度優(yōu)良的密封條。


圖1表示安裝有本發(fā)明實(shí)施方案的汽車用密封條的汽車的側(cè)視圖。
圖2表示本發(fā)明實(shí)施方案的汽車用密封條，是圖1的沿X-X線的剖面圖。
附圖標(biāo)記說明1汽車主體2門開口部3凸緣4門板10汽車用密封條11安裝基部12中空密封部13金屬制芯材14保持用凸條具體實(shí)施方式
本發(fā)明的汽車用密封條10的實(shí)施方案如圖1和圖2所示。所述密封條10具有埋設(shè)有金屬制芯材13的剖面為大致U字形的安裝基部11和海綿橡膠制的中空密封部12。安裝基部11安裝于沿汽車主體1的門開口部2形成的凸緣3上，中空密封部12與門板4彈性接觸，將主體1和門板4之間進(jìn)行密封。還有，在安裝基部11的內(nèi)表面上設(shè)置有夾持凸緣3的多個(gè)保持用凸條14。
而且，將平均粒徑為3～20μm(優(yōu)選為5～15μm)、膨脹開始溫度為110～150℃、最大膨脹溫度為130～150℃、殼壁為丙烯腈共聚物的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉，然后在硫化工序使其發(fā)泡，由所得到的具有平均氣泡直徑為100μm以下的無數(shù)氣泡的微發(fā)泡實(shí)心橡膠(EPDM)形成安裝基部11。在此，可以將適量的硫化促進(jìn)劑與熱膨脹性微囊一起進(jìn)行混煉。
另外，為了防止飛散和提高分散性，熱膨脹性微囊預(yù)先被制成母煉膠，然后，在開放式滾筒(開放式煉膠機(jī))中進(jìn)行混煉。只要是在適溫(熱膨脹性微囊不膨脹的溫度)下，用密閉式混煉機(jī)(捏合機(jī)或班伯里混煉機(jī)等)進(jìn)行精煉也可以。如果使用密閉式混煉機(jī)，就沒有必要預(yù)先制成母煉膠。另外，作為該熱膨脹性微囊，使用與松本油脂制藥株式會(huì)社共同研究開發(fā)的“Matsumoto Microsphere F-46K”。
由于本實(shí)施方案的汽車用密封條10的安裝基部11是由將預(yù)定的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉而得到的具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成的，所以可以實(shí)現(xiàn)該安裝基部11和密封條10整體的輕量化。
而且，由于在該安裝基部11中形成的氣泡的平均直徑為100μm以下的極小直徑，因此在其表面上不會(huì)形成看得見的凹凸。因此，可以象通常的實(shí)心橡膠那樣表面平滑，外表也美觀。還有，由于氣泡直徑極小，所以可以維持充分的硬度和強(qiáng)度。
另外，關(guān)于熱膨脹性微囊的物性有以下特點(diǎn)(1)熱膨脹性微囊的平均粒徑低于53μm時(shí)①為獲得目標(biāo)比重所必需的熱膨脹性微囊的添加量增加，混合成本增加；②另外，如果平均粒徑小，并且要使膨脹后的氣泡直徑相同(平均為100μm以下)時(shí)，則膨脹倍率上升，膠囊的殼壁厚度有變薄的傾向，其結(jié)果就是因殼壁破裂而放出內(nèi)含氣體的可能性上升，對(duì)比重穩(wěn)定性和改善起泡現(xiàn)象均不利。
(2)另外，平均粒徑超過20μm時(shí)①在相同倍率的情況下，膨脹后的平均氣泡直徑變大，硫化物性降低；②在評(píng)價(jià)市售的熱膨脹性微囊時(shí)，對(duì)于平均粒徑超過20μm的等級(jí)，其得到的試驗(yàn)結(jié)果是，硫化產(chǎn)品的表面不平滑；③考察上述試驗(yàn)，可以認(rèn)為熱膨脹性微囊的膨脹率為5～7倍(高度變化)時(shí)對(duì)膨脹穩(wěn)定性較好，熱膨脹性微囊的平均粒徑超過20μm時(shí)，則膨脹后的平均氣泡直徑超過100μm(可以用肉眼確認(rèn))，所以導(dǎo)致硫化表面組織惡化。
(3)熱膨脹性微囊的膨脹開始溫度低于110℃時(shí)，則①在軋制工序的精煉作業(yè)時(shí)，開始熱膨脹，在滾筒的間隙及剪斷時(shí)容易破損，因此不僅不能得到所希望的倍率，而且造成硫化產(chǎn)品的比重偏差。
(4)此外，膨脹開始溫度超過150℃時(shí)①由于橡膠已經(jīng)開始硫化，所以添加的熱膨脹性膠囊不能充分膨脹，比重升高；②此外，由于產(chǎn)生硫化和膨脹的競爭，所以有可能造成硫化后的產(chǎn)品比重偏差；③眾所周知，熱膨脹性微囊存在于硫化后的橡膠皮膚層，硫化后的膨脹還有可能造成硫化橡膠破壞，因此難免表面皮膚惡化。
(5)熱膨脹性微囊的最大膨脹溫度低于130℃時(shí)①當(dāng)然，由于膨脹開始溫度在此溫度以下，所以就有可能發(fā)生如上述(3)所說明的不適合的情況；②熱膨脹性膠囊達(dá)到最大膨脹溫度時(shí)，多少會(huì)開始收縮，但是低于130℃時(shí)橡膠的硫化不足，所以就有造成比重的降低和偏差的可能性。
(6)最大膨脹溫度超過150℃時(shí)①還可以估計(jì)到熔點(diǎn)的上升，所以同使用高溫膨脹型的熱膨脹性微囊時(shí)一樣，硫化后的產(chǎn)品表面會(huì)變得不平滑；②而且，也可能發(fā)生如上述(4)說明的比重偏差、表面皮膚惡化。
(7)平均氣泡直徑超過100μm時(shí)①隨著平均氣泡直徑變大，硫化后的物性降低；②而且，平均氣泡直徑變得過大也會(huì)使硫化后的產(chǎn)品表面組織惡化。
通過使用作為熱膨脹性微囊的“Matsumoto MicrosphereF-46K”使安裝基部11的表面平滑的理由考慮是如下原因所致①由于膨脹溫度低，所以在橡膠硫化前(柔軟的狀態(tài)時(shí))，該膠囊就會(huì)膨脹。②由于使用熔點(diǎn)低的殼壁，所以殼壁在橡膠硫化溫度下會(huì)熔融，有使表面平滑的效果。③平均粒徑和膨脹倍率小。
順便需要說明的是，當(dāng)使用高溫膨脹型的熱膨脹性微囊時(shí)，即使進(jìn)行了某種程度的橡膠硫化，但熱膨脹性微囊開始膨脹，橡膠的皮膚層被破壞，熱膨脹性微囊熔融而變得平滑的效果很少，所以凹凸殘留于橡膠表面，無法形成漂亮的外觀表面。
所述高溫膨脹型的熱膨脹性微囊與低溫膨脹型的熱膨脹性微囊相比，使用了熔點(diǎn)高的殼壁，并使用了高沸點(diǎn)的內(nèi)含氣體。
本實(shí)施方案的熱膨脹性微囊并不象化學(xué)發(fā)泡劑那樣產(chǎn)生氣體，所以在與金屬制芯材13的交界面不易發(fā)生起泡現(xiàn)象。因此，對(duì)凸緣3能夠維持充分的保持力，不會(huì)產(chǎn)生脫落和漏水等不良情況。而且，也不會(huì)產(chǎn)生由于起泡造成的外觀不良。
而且，由于用微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成安裝基部11，所以可以減低橡膠材料的使用量，壓縮制造成本。
另外，由于熱膨脹性微囊預(yù)先被制成母煉膠，然后在開放式滾筒(開放式煉膠機(jī))中進(jìn)行混煉，所以在能夠以適量正確分散的同時(shí)，操作性也得到了提高。由此，可以容易且沒有遺漏地在整個(gè)安裝基部11中形成氣泡。如果是在適溫(熱膨脹性微囊不會(huì)膨脹的溫度)下，也可以直接以粉末的形式用密閉式混煉機(jī)(捏合機(jī)或班伯里混煉機(jī)等)進(jìn)行精煉，可以達(dá)到與上述相同的效果。
此外，由于在安裝基部11內(nèi)埋設(shè)有金屬制芯材13，所以可以進(jìn)一步提高該安裝基部11對(duì)凸緣3的保持力。而且，由于所述熱膨脹性微囊并不象化學(xué)發(fā)泡劑那樣產(chǎn)生氣體，所以與通常的實(shí)心橡膠一樣，在與金屬制芯材13的交界面上不易發(fā)生起泡。因此，對(duì)凸緣3可以維持充分的保持力，不會(huì)產(chǎn)生脫落、漏水等不良情況。
另外，即便本發(fā)明的汽車用密封條10采用容易發(fā)生起泡的流化床硫化方式(HFB硫化)進(jìn)行硫化也可以防止起泡的發(fā)生。因此，通過采用原本就不易發(fā)生起泡的UHF硫化方式進(jìn)行硫化，可以切實(shí)地防止起泡的發(fā)生。
另外，該汽車用密封條10并不僅限于安裝于沿汽車主體1的門開口部2設(shè)置的凸緣3上，也可以適用于安裝在門板4、車頂部、后貨箱部等上的各種密封條。而且，安裝基部11也并不僅限于剖面為大致U字形。
另外，本發(fā)明也可以適用于玻璃導(dǎo)槽(glass run channel)。
實(shí)施例本發(fā)明人等測定了上述實(shí)施方案的密封條10的安裝基部11和由化學(xué)發(fā)泡劑產(chǎn)生的微發(fā)泡實(shí)心橡膠所形成的安裝基部11的比重和強(qiáng)度，其結(jié)果如表1所示。
表1

從該測定結(jié)果可以明顯看出，實(shí)施例1和實(shí)施例2所示的本發(fā)明的密封條10的安裝基部11的比重為1.0左右，同現(xiàn)有技術(shù)例的1.1左右相比，重量減輕。而且，在強(qiáng)度方面，在彈性硬度(spring hardness)方面，現(xiàn)有技術(shù)例1～3的安裝基部均不滿足TMS規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)，與此相對(duì)，實(shí)施例1和實(shí)施例2的安裝基部都滿足上述標(biāo)準(zhǔn)。再者，在拉伸強(qiáng)度方面，實(shí)施例2的安裝基部也充分滿足上述標(biāo)準(zhǔn)。由此可以看出，本發(fā)明的汽車用密封條10重量輕而且具有優(yōu)良的硬度和強(qiáng)度。
本發(fā)明人等進(jìn)一步制造了本發(fā)明的密封條10的安裝基部11，測定了形成的大量氣泡的直徑，算出其平均值。同時(shí)，測定了現(xiàn)有技術(shù)中用化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡的安裝基部11中形成的大量氣泡的直徑，算出其平均值。此外，同時(shí)采用超深度形狀測定顯微鏡(Keyence株式會(huì)社制造，VK-8510)測定了硫化后的橡膠表面的粗糙度(算術(shù)平均值Ra)，其結(jié)果如表2所示。
表2

從上表可知，本發(fā)明的實(shí)施例的平均氣泡直徑(78.0μm)同現(xiàn)有技術(shù)例的(590.0μm)比較起來是極小的，由此可見，即便比重低于1.10，本發(fā)明實(shí)施例的拉伸強(qiáng)度也能滿足標(biāo)準(zhǔn)。而且，可以知道，本發(fā)明實(shí)施例的橡膠表面的粗糙度(Ra，17.0μm)同現(xiàn)有技術(shù)例的(Ra，14.5μm)大致相等，本發(fā)明的密封條10的安裝基部11的表面不會(huì)形成看得見的凹凸，因此，其表面的外觀優(yōu)良。(作為參考，高溫膨脹型的熱膨脹性微囊的實(shí)施例也如表2所示)。
權(quán)利要求
1.一種汽車用密封條，具有安裝基部(11)和中空密封部(12)，其特征在于，所述安裝基部由通過下述方法獲得的具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成將平均粒徑為3～20μm(優(yōu)選為5～15μm)、膨脹開始溫度為110～150℃、最大膨脹溫度為130～150℃、殼壁為丙烯腈聚合物的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉，然后在硫化工序使其發(fā)泡。
2.一種汽車用密封條的制造方法，所述汽車用密封條具有安裝基部(11)和中空密封部(12)，其特征在于，該方法包含下述形成安裝基部的工序?qū)⑵骄綖?～20μm(優(yōu)選為5～15μm)、膨脹開始溫度為110～150℃、最大膨脹溫度為130～150℃、殼壁為丙烯腈共聚物的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉，然后在硫化工序使其發(fā)泡，其中，在橡膠處于硫化前的柔軟狀態(tài)時(shí)使殼壁膨脹，并且，通過使用熔點(diǎn)低(約150℃以下)的殼壁而使殼壁在橡膠硫化爐內(nèi)熔融，由表面平滑、并具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡、使用了粒徑及膨脹倍率小的熱膨脹性微囊的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成所述安裝基部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種重量輕、外表美觀且具有充分的硬度和強(qiáng)度的汽車用密封條。所述汽車用密封條具有安裝基部(11)和中空密封部(12)，其中所述安裝基部(11)由通過下述方法獲得的具有平均氣泡直徑為100μm以下的氣泡的微發(fā)泡實(shí)心橡膠形成將平均粒徑為3～20μm(優(yōu)選為5～15μm)、膨脹開始溫度為110～150℃、最大膨脹溫度為130～150℃、殼壁為丙烯腈聚合物的熱膨脹性微囊以預(yù)定量進(jìn)行混煉，然后在硫化工序使其發(fā)泡。
文檔編號(hào)B29C44/60GK1951663SQ20061013608
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者村岡直樹, 岡峰正宏 申請(qǐng)人:西川護(hù)謨工業(yè)株式會(huì)社