彈性產品的製作方法
2023-09-18 04:04:00 2
專利名稱：彈性產品的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可以附著在支承上起密封件作用的彈性產品。在另一個例子中，該彈性產品可以起彈性安裝件的作用。下面具體地參考密封來說明本發明是方便的，但應當理解，包括彈性安裝件例子的本發明的應用範圍更廣泛。
背景技術：
根據本發明的彈性產品特別地(但不是唯一地)對提供用於汽車門的和其他可活動件的不受天氣影響或防塵密封是有用的。一般，汽車門密封包括一定長度的擠壓成形的橡膠或其他彈性材料，該橡膠固定在門和/或包圍該門的開口的框架上。這種密封通常是利用夾子或其他緊固裝置固定在門或框架上的。對這種緊固裝置的需求會增加密封的成本，還增加將密封固定在支承上所需的時間(結果是成本增加)。
近來，提出了利用雙面粘接帶將彈性密封固定在汽車門或框架上。但是，因為彈性密封與粘接帶有分離的趨勢，因此，這種方法不能令人滿意。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種可以利用粘接劑滿意地固定在支承上的彈性產品。本發明的另一個目的是提供一種製造彈性產品(例如作為一個例子的密封)的改進的方法。本發明的再一個目的是提供一種至少其一部分表面是用壓敏粘接劑製成從而可以固定在支承上的彈性密封。本發明的又一個目的是提供一種製造這種密封的方法。本發明的再一個目的是提供一種汽車門的改進的密封。本發明還有一個目的是提供一種改進的彈性安裝件。
根據本發明的彈性產品包括由相對軟的彈性體材料製成的工作部分；具有將該工作部分固定在支承上的粘接劑表面的安裝部分；和由相對硬的材料製成的放置在該工作部分和該安裝部分之間的夾層。在一個示例性的，用於汽車門密封的產品中，工作部分由Santoprene橡膠或柔軟性相同的材料製成，而夾層由聚丙烯或硬度相同的材料製成。
夾層可利用任何適當的方法(例如熔融-其一個形式為焊接)與工作部分固定；而安裝部分可通過粘接與夾層固定。替代與工作部分分開來形成夾層的是，夾層可通過處理工作部分的表面使該表面轉換成相對硬的層而讓工作部分的剩餘部分保持相對軟的狀態來製成。該剩餘部分可以是開始在工作部分上被處理的柔軟狀態。安裝部分最好為雙面的粘接劑帶或層，它在遠離夾層的粘接劑表面上具有由適當材料製成的可脫開的襯墊。
在安裝部分為雙面粘接帶的情況下，最好該帶的拉伸性(彈性)基本上與夾層的拉伸性相同。如果有差別，最好該帶的彈性比夾層的彈性大。但是，可以為Santoprene橡膠的擠壓成形部分或輪廓的工作部分的撓性和彈性，通常比安裝部分和夾層的撓性和彈性大。
夾層可以由聚丙烯片或帶，或其他相應的材料製成，並可以在與工作部分連接以前與粘接劑帶組合。在這種情況下，通常將夾層/粘接帶複合體以滾筒形式存放，使該粘接帶在最外面，以便於與工作部分連接。由紙、塑料或其他適當材料製成的可脫開的襯墊保持在粘接劑帶的外部粘接劑表面上，並保護該表面，直至該彈性產品準備好與支承固定為止。
最好，在該襯墊加在粘接劑帶的粘接劑表面上之前，使襯墊的兩個相對的表面進行不同的表面處理。不同處理的目的是當將該粘接帶從存放狀態展開時，保證襯墊保留在粘接劑帶上的規定位置上。
具體實施例方式
下面，將參照附圖來說明本發明。應當理解，這些附圖和相關的詳細說明不能取代先前的對本發明較廣泛的說明的一般性。
圖1為根據本發明的一個實施例的彈性產品1的橫截面圖。該產品1包括一個通過一個夾層4與安裝部分3連接的工作部分2。安裝部分3具有一個由適當的可除去的表層6保護的粘接劑表面5。各個部件的相對厚度沒有按比例繪出，並且為了方便說明將它們誇大了。
工作部分2最好由較柔軟的彈性體材料(例如Santoprene橡膠)或另一種適當的熱塑性彈性體製成。材料的「較柔軟」特性應理解為正常情況下包括Shore A5～Shore A90的硬度範圍。有時工作部分2的硬度可能在該範圍之外，但在將該產品用作密封(例如，用於汽車門)的情況下，硬度一般都在所述的範圍內。適用作密封的材料最好為撓曲模量低的材料(例如，在23℃下為0.3MPa～150MPa)，該材料在室溫下可以拉伸至少是其原來長度的二倍，並且在應力卸除時，可以回復至其近似的原來長度。即，一般該材料具有高的彈性記憶和約為200％～1500％的可復原的伸長。另外，該材料在拉伸或壓縮過程中的拉伸或壓縮硬化強度非常低(例如，為拉伸破壞強度的10％～40％)，其性質象橡膠。
其他材料也可用於工作部分2。作為一個例子，可以使用海綿橡膠或泡沫彈性體聚合物(例如，泡沫Santoprene或PVC泡沫)。在這種情況下，可根據比重而不是如在先前的例子中根據硬度來選擇材料。比重在0.1～1.2範圍內的材料可以是適合的。作為一個例子，比重在0.8～1.2範圍內的PVC泡沫可以適用。
相對硬的夾層4可以由包括聚丙烯或其他聚合物(例如PVC)的任何適當的材料製成。一般，硬度在Rockwell R80至Rockwell R150範圍內的材料可以滿足「相對硬」的要求，但在某些情況下，硬度在這個範圍以外也可以接受。所選擇的材料的伸長(在斷裂時)約為100％～500％，其撓曲模量在23℃時為130MPa～1200MPa。優選的但不是必要的，夾層的厚度在0.3mm～2.0mm範圍內。厚度最好為1.0mm～2.0mm。如果產品1用作密封，則不使用大於2.0mm的厚度，但有些情況可能需要這種大的厚度。
夾層4的厚度可參照工作部分2的形狀和/或彈性來選擇。作為一個例子，相對軟的無支承的工作部分2可能比較堅硬和較能自行支承的工作部分2需要較厚的夾層4。
夾層4可以用定向的聚丙烯或雙軸向定向的聚丙烯的片或帶製成。不論使用何種材料，優選材料應具有尺寸穩定性-例如80℃時最大變化為3％(AS2324-1979附錄H)。一種適當的材料為具有最小Elmendorf撕裂強度為40N/mm，BSS硬度為2+/-2(BS2782，方法307A)的半剛性的低增塑的PVC片材。
雖然上述的夾層4為與工作部分2分開形成的，但應當理解，該夾層可以與工作部分2作成一個整體的表面區域。即，可以處理工作部分2的表面，以便將該表面的材料從相對軟的狀態轉換為相對硬的狀態。可以選擇處理，使材料狀態能在被處理表面以下一個適當的深度處轉換而使工作部分2的剩餘部分保持其原來相對軟的狀態；或基本上處在該狀態。
安裝部分3可以為任何適當的形式或結構。在一種結構中，該安裝部分3由在兩個相對的表面5和7中的每一個表面上具有壓敏粘接劑的帶或片材製成。該帶或片材可由適當的載體材料(例如，被相應的粘接劑溼透的無紡人造絲)構成。最好，該載體材料的最終伸長為2～3％。溶劑的丙烯酸式粘接劑可以適用，特別是使安裝部分3的剝離粘接力大約為7N/cm的粘接劑可以適用。在圖1所示的最終組件中，安裝部分3的最外的表面5由適當材料(例如紙片或薄塑料片)製成的保護和脫模層6覆蓋。該材料用適當的脫模劑處理，或包括脫模劑。該種配置可以除去該保護層6，而不會妨礙表面5的粘接特性。
可以理解，安裝部分3可以用其他方法製成。作為一個例子，粘接劑可以為轉移粘接劑，或者可以通過濺射或其他適當方法加在安裝部分3上。
假設彈性產品1要起密封作用(例如汽車門的密封)，則工作部分2可用任何適當的方法(例如，擠壓或模壓)製成。圖2示意性地表示矩形框架形式的模製的工作部分2的一個例子。圖3示意性地表示擠壓的工作部分2的例子的橫截面形狀。兩個例子都只是為了說明。在另一個例子(未示出)中，工作部分2可以形成較寬的片，並可以為之使用模製方法或擠壓方法。所形成的片按需要接著可以分割成帶或其他形狀的部分。
圖9表示上述彈性產品的一個優選實施例。為了便於理解說明，相同的零件採用與圖1相同的標記表示。圖9所示的優選實施例包括與工作部分2b相應的蓋部分2a。蓋部分由比工作部分硬的材料製成。蓋部分的硬度大於Rockwell R80。蓋部分還可以與工作部分分開製成，然後用熔接或其他焊接方法固定在工作部分上。蓋部分可由任何適當的材料製成。作為一個例子，該蓋部分可由聚丙烯、剛性PVC或其他剛性熱塑性塑料製成。
圖10表示本發明的另一個優選實施例。圖中，相同的零件採用上述相同的標記表示。所示的彈性產品包括蓋部分2a和工作部分2b；蓋部分與工作部分製成一個整體。蓋部分和工作部分可由任何適當的方法製成。在所述方法的一個例子中，處理該工作部分的一部分，將該部分轉換為相對硬的蓋部分2a。在方法的另一個例子中，蓋部分2a和工作部分2b共同擠壓成形。蓋部分的相對硬度可在其整個深度上增加，或在蓋部分的深度上較恆定。
圖4示意性地表示製造根據本發明的彈性產品1的方法的一個例子。在該示例性方法中，工作部分2在工作站8由模製、擠壓或任何其他適當的方法製造。相對硬的夾層4由工作站9運動，與工作部分2面對面地放置。在工作站10，夾層4和工作部分2用任何適當的方法連接在一起。作為一個例子，夾層4和工作部分2可以通過熔融粘接(焊接)方法連接。這樣，生產出第一個複合件2，4。
如上所述，必需處理夾層4的露出的表面，使它能與安裝部分3連接，或帶動連接。假設夾層4由聚丙烯製成，則露出的表面可在工作站11用電暈放電進行處理。然而，應當理解，可以採用其他形式的表面處理(例如腐蝕、發光燃燒或化學處理)來調製夾層4，以便促進與安裝部分3的粘接劑連接。不論表面處理的性質如何，最好是處理的表面的表面粘接力在34～42達因(Dyne)範圍內(例如38Dyne)。安裝部分3可以滾筒12的形式存儲，當其運動至工作站13要與複合件2，4組合時，它可從滾筒12展開。最好，只在帶3的一個表面，即外表面5(圖1)上，形成保護脫模襯墊6。如上所述，襯墊6相對表面的不同處理可保證，當帶3從滾筒12上展開時，該相對表面中只有一個表面與粘接劑帶3分離。
最好，在受控制的條件下，使該粘接劑帶3與複合件2，4連接。作為一個例子，可以控制條件(例如，溫度、施加的壓力和暴露在灰塵中)使兩個體之間的粘接強度最大。
圖5表示包括使用十字頭擠壓的圖4方法的變化。在圖5的結構中，夾層4被送入要形成工作部分2的熔融材料的通路中，並且與工作部分2面對面地從工作站8露出。在工作站8處，工作部分2和夾層4可以連接在一起(例如，通過熔融粘接)。另一種方法是，如上所述，在工作站10可以進行連接或加強連接。在所有其他方面，圖5的方法一般與圖4的方法是一致的。
圖6表示另一種示例性方法，其中，工作部分2和夾層4在工作站8處共同擠壓成形。該方法的進行步驟與圖4所示的方法相同。在圖6方法的變型中，安裝部分3可以在工作站8處加在夾層4上。利用這種方法，最終的產品1將從工作站8出來，因此，不需要工作站11和13。
圖7表示另一個示例性方法，其中，工作部分2(已經形成)進入處理站15，在該處，如上所述，工作部分2的表面區域轉換為相對硬的狀態。如在圖4中所述那樣，所得到的複合件2，4可以通過該方法的連續步驟。
圖8表示再一個示例性方法。如上結合圖5簡單所述那樣，該方法包括十字頭擠壓成形。在圖8的方法中，雙面粘接劑帶3通過包括至少一對壓軋輥子19的壓緊工作站18。夾層4也通過壓緊工作站18，以便疊加在粘接劑帶3的粘接劑表面7上，並和該表面7接合。在進入壓緊工作站18以前，夾層4可以通過處理站11，在該處，至少在界面16處的表面用(例如)電暈放電處理。
在壓緊工作站18，在控制的條件下(包括控制粘接劑帶3和夾層4之間的壓力)，粘接劑帶3和夾層4被壓緊在一起。工作站18內的過程可在室溫下進行。最好，在通過輥子19以後，粘接帶/夾層複合件3，4在定向或其他方式排列的其他滾子(未示出)上通過，以增強粘接帶3和夾層4之間的粘接。這可以通過推壓、摩擦或按摩來達到。作為一個例子，加在粘接帶和/或夾層4的露出表面上的壓縮力，可以在複合件3，4的縱向運動方向的橫向方向或與其成一個角度的方向上橫越該露出表面。複合件3，4的這種處理可以使該複合件通過一對反向迴轉的滾子(未示出)來進行，其中，至少一個滾子的轉軸線相對於複合件3，4的運動方向放置成不為90°的一個角度。
然後，複合件3，4通過擠壓機21的頭部腔20，該頭部腔包含要形成工作部分2的材料的熔融體22。該結構可使在腔20內，通過熔融粘接將複合件3，4和工作部分2合成一體。在從腔20出來後，新形成的複合件2，3，4通過溫度可控制的水槽23，將該複合體2，3，4冷卻，並使工作部分2硬化成由擠壓機21的輸出端24決定的輪廓或橫截面形狀。
由於帶有保護襯墊6的複合件3，4通過擠壓腔20，因此通常希望利用能夠承受腔20內的溫度條件，以及水槽23內的條件的合適材料(例如塑料)來製造該襯墊。適當的材料包括聚酯，並希望所選擇的材料的彈性低和能阻止拉伸。
所述的彈性產品1阻止產品脫層，特別是在夾層4和安裝部分3的界面16處(圖1)的脫層的阻力很強。這點是有可能的，因為相對硬的夾層4屏蔽著界面16不受在工作部分2內由於在使用時(例如，作為汽車門密封)壓縮或拉伸該工作部分引起的運動的影響。因為在工作部分2和夾層4兩個零件之間的粘接非常牢固，因此在該兩個零件之間的界面17(圖1)處不會產生脫層。
其他可能有關的因素包括
1.安裝部分3(粘接劑帶)比較沒有彈性，並且最好其彈性程度與夾層4的彈性程度相同。這樣，安裝部分3和夾層4之間的相對運動最小，這就減小了脫層的可能性。
2.使用熔融焊接，將夾層4和工作部分2合成一體，可阻止在工作部分2受拉伸或強迫扭曲時夾層4和工作部分2的分離。
3.因為彈性較低，因此，當將該產品用在剛性支承(例如汽車門框架)上時，粘接帶/夾層複合件3，4可使該複合件阻止拉伸。結果在安裝過程完成後，複合件兩個零件之間的粘接保持基本上沒有應力。
產品1用在將該產品直接粘接在支承(例如汽車門或門框架)上的場合是很理想的。當用作汽車的密封(例如)時，該產品可以方便和快速地固定在其支承上。其他優點從上述的產品及其製造方法的說明中將會了解。
在不偏離所附權利要求書確定的本發明的精神或範圍的條件下，可對上述的零件的結構和布局作各種改變、改進和/或添加。
權利要求
1.一種彈性產品，包括由相對軟的彈性體材料製成的工作部分；具有將該工作部分固定在支承上的粘接劑表面的安裝部分；和由相對硬的材料製成的放置在該工作部分和該安裝部分之間並固定在所述工作部分和所述安裝部分上的夾層。
2.如權利要求1所述的彈性產品，其中該相對軟的彈性體材料為Santoprene橡膠。
3.如權利要求1或2所述的彈性產品，其中該相對硬的材料為聚丙烯。
4.如上述權利要求中任一項所述的彈性產品，其中該夾層為該工作部分的一個整體部分，並且是通過處理該工作部分的一部分使該部分從相對軟的狀態轉換成相對硬的狀態而製成的。
5.如上述權利要求中任一項所述的彈性產品，其中該相對軟的彈性體材料的硬度在Shore A5～A90範圍內。
6.如上述權利要求中任一項所述的彈性產品，其中該相對硬材料的硬度在Rockwell R80～R150範圍內。
7.如上述權利要求中任一項所述的彈性產品，其中該夾層通過熔融固定在該工作部分上。
8.如上述權利要求中任一項所述的彈性產品，其中該夾層通過粘接劑固定在安裝部分上。
9.如上述權利要求中任一項所述的彈性產品，包括與該工作部分相應的蓋部分，該蓋部分比該工作部分硬。
10.如權利要求9所述的彈性產品，其中通過處理該工作部分的遠離該夾層的一部分，以將該部分轉換成相對硬的蓋部分，可將該蓋部分與該工作部分製成一個整體。
11.如權利要求9所述的彈性產品，其中該蓋部分和該工作部分是共同擠壓成形的。
12.如權利要求10或11所述的彈性產品，其中該工作部分被處理，使相對軟的工作部分和相對硬的蓋部分之間的相對硬度逐漸增加。
13.如權利要求10或11所述的彈性產品，其中在工作部分的整個處理部分上，蓋部分的硬度基本上恆定。
14.如權利要求9所述的彈性產品，其中該蓋部分與該工作部分分開形成，並通過熔融或焊接與該工作部分固定。
15.如權利要求14所述的彈性產品，其中該蓋部分由聚丙烯、剛性PVC或其他剛性熱塑性塑料製成。
16.如權利要求14或15所述的彈性產品，其中該蓋部分的硬度大於Rockwell R80。
17.一種包括如上述權利要求中任一項所述的彈性產品的防塵或不受天氣影響的密封。
18.如權利要求16所述的防塵或不受天氣影響的密封，它可通過所述粘接劑表面固定在汽車門或汽車門框架上。
19.一種包括權利要求9～16中任一項所述的彈性產品的彈性安裝件。
20.一種生產如權利要求1所述的彈性產品的方法，包括下列步驟在第一工作站生產所述工作部分；從第二工作站移動所述夾層，以與所述工作部分面對面放置；將該工作部分與夾層部分的一個表面連接；和利用粘接將所述安裝部分與夾層的一個相對表面連接。
21.如權利要求20所述的方法，包括處理該夾層的相對表面，以促進粘接。
22.如權利要求20所述的方法，該工作部分利用粘接與該夾層連接。
23.一種生產如權利要求1所述的彈性產品的方法，包括下列步驟將所述夾層送入要形成所述工作部分的熔融材料的通路中；在所述夾層的表面上形成所述工作部分；將所述夾層固定在所述工作部分表面上；和利用粘接使所述安裝部分與所述夾層的一個相對表面連接。
24.如權利要求23所述的方法，包括處理夾層的該相對表面，以促進粘接。
25.一種製成如權利要求1所述的彈性產品的方法，包括下列步驟使安裝部分與夾層的一個表面接合；利用粘接將安裝部分與夾層固定；將安裝部分夾層複合件送入要形成所述工作部分的熔融材料的通路中；和將所述工作部分與夾層的一個相對表面熔融連接。
26.如權利要求25所述的方法，將該安裝部分和夾層複合件與熔融的工作部分通過冷卻站，使工作部分的輪廓硬化。
全文摘要
本發明涉及包括將相對軟的工作部分(2)固定在相對硬的夾層(4)的一個表面上的彈性產品。夾層(4)的一個相對表面包括將該彈性產品固定在支承上的一個安裝部分(3)。該彈性產品特別適合於形成密封或彈性安裝件。將該彈性產品固定在支承上並保持固定在該支承上的能力是一個特別的優點。
文檔編號C09J7/02GK1549771SQ02816886
公開日2004年11月24日 申請日期2002年6月24日 優先權日2001年8月28日
發明者諾曼·R·米爾斯, 諾曼 R 米爾斯, G 裡卡德, 史蒂文·G·裡卡德 申請人:博斯橡膠技術公司, 膠粘劑產品公司