(57)【要約】  本発明は、ウインドスクリーンワイパー用のワイパーブレード（１）であって、前記ブレード（１）の少なくとも一部は、天然ゴムおよび少なくとも１種の添加剤に基づく材料を含み、前記添加剤は、少なくとも１種のバイオソース由来の可塑剤であり、前記ブレードは、唯一のゴムとして、加硫状態の前記天然ゴムを含み、前記加硫ゴムは、非官能化天然ゴムの加硫により得られる、ワイパーブレード（１）に関する。本発明はまた、そのようなワイパーブレードを含んでなるウインドスクリーンワイパーフレームおよびそのようなウインドスクリーンワイパーフレームを含んでなるワイパーシステムにも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドシールドワイパー用のワイパーブレード（１）であって、前記ブレード（１）の少なくとも一部は、天然ゴムおよび少なくとも１種の添加剤に基づく材料を含み、前記添加剤は、少なくとも１種のバイオソース由来の可塑剤であり、前記ブレードは、唯一のゴムとして、加硫状態の前記天然ゴムを含み、前記加硫ゴムは、非官能化天然ゴムの加硫により得られる、ワイパーブレード（１）。
【請求項２】
前記可塑剤は、バイオソース油である、請求項１に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項３】
前記バイオソース油の溶解度パラメータと、前記天然ゴムの溶解度パラメータとの差は、（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２で測定される場合、２（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下である、請求項１または２に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項４】
前記バイオソース由来の油の溶解度パラメータは、７〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２、好ましくは８〜９（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２、より好ましくは８．２〜８．４（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項５】
前記バイオソース油は、植物油および／または植物脂、動物油および／または動物脂、またはそれらの混合物から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項６】
前記添加剤は、さらに、バイオソース補強充填剤である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項７】
前記バイオソース補強充填剤は、鉱物充填剤、木質繊維、セルロース、珪藻植物、またはそれらの混合物から選択される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項８】
前記鉱物充填剤は、ケイ酸アルミニウムである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項９】
前記材料の９０重量％以上が、バイオソース由来である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項１０】
前記材料を含んでなる前記ブレードの部分は、前記ブレードの基体である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項１１】
前記添加剤は、ＵＶ照射に対するバイオソース保護剤である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項１２】
前記添加剤は、非バイオソース抗酸化剤および／または非バイオソース加硫剤である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項１３】
前記ブレードは、シングルグレードの天然ゴムを含んでなる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のワイパーブレード（１）を含んでなる、ウインドシールドワイパー。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のウインドシールドワイパーを含んでなる、ワイピングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインドシールドワイパー用ワイパーブレード、特にバイオソース（ｂｉｏｓｏｕｒｃｅｄ）由来のワイパーブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には通常、ウインドシールドの洗浄および／または拭き取りを行うことにより、ドライバーの環境視野を妨げないようにするための、ウインドシールドワイパーシステムが装備されている。そのようなシステムのワイパーブレードは、従来は、往復角運動を行うアームにより駆動されている。これらのブレードは、例えばウインドシールドなどのガラスの外表面を擦って、水をドライバーの視野の外側へ水を移動させて排除する。従来品では、ワイパーは、数カ所でワイパーブレードを保持する丁番で結合されたアームの形態で製造されている。より最近の「フラットブレード」と呼ばれるものは、ワイパーは、その全体長にワイパーブレードを保持する半固定された組立品の形態で製造されている。
【０００３】
通常、ワイパーブレードは、特にその機械特性、弾性、耐摩耗性、外的攻撃因子に対する耐性を改善するために、あるいは製造工程の実施を促進するために、添加剤が補充されたエラストマーに基づく弾性的に変形可能な材料から製造される。これらは、例えば、補強充填剤、加硫剤、ＵＶ照射、酸化、オゾンおよび／または摩耗に対する保護剤などとすることができる。
【０００４】
殆どの場合、エラストマーおよび添加剤のいずれも石油化学工業製品である。しかしながら、環境保護およびＣＯ２排出量の削減に対する懸念の増加により、石油化学工業製品の使用を制限しようとする傾向がある。
【０００５】
ゴム産業において、基礎となるエラストマーとして天然ゴムを使用することが可能であり、これは、その弾性および固有機械特性の観点から良好な性能を有している。天然ゴムは、樹木栽培を由来とする製品であるため、バイオソース材料である。
【０００６】
しかしながら、最終製品中のエラストマー／添加剤比率は、通常、５０質量％−５０質量％のオーダーであり、石油化学工業によるものではない最終製品のレベルはかなり低い。ワイパーブレードの製造のための自動車産業に使用できるように、特に機械特性の観点からの適切な特性と、過剰な雑音を生じることない摺動特性とを有する材料を得るために、これらの添加剤は依然として必要である。更に、現在の解決法は共通して、ゴムの加硫および硬化操作の上流工程で官能化されたゴムを使用しているため、ワイパーブレードの製造プロセスをより長くより複雑なものにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、これらの不利益を生じさせない材料から、全体的にまたは部分的に製造されたワイパーブレードに対するニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、ブレードの少なくとも一部が天然ゴムおよび少なくとも１種の添加剤に基づく材料を含んでなり、前記添加剤は、少なくとも１種のバイオソース可塑剤であり、前記ブレードは、唯一のゴムとして加硫状態の前記天然ゴムを含んでなり、前記加硫ゴムは、非官能化天然ゴムの加硫により得られる、ウインドシールドワイパー用のワイパーブレードを提案する。
【０００９】
本発明の意味において、用語「バイオソース」とは、化石由来の製品ではなく、特に植物、動物または鉱物由来の製品を指す。「化石由来の」とは、石油もしくは石炭、または石油もしくは石炭の誘導体から得られた製品、特に石油化学工業製品を意味する。
【００１０】
可塑剤としてのバイオソース製品の使用によって、材料中のバイオソース製品の割合を増加させながら、天然ゴムの特性を改善することができる。可塑剤は、特に材料をより扱いやすくし、その産業的製造工程における適用を促進することができる。
【００１１】
本発明の意味において、用語「非官能化」とは、ポリマー鎖に化学的作用を加えることによるかまたは官能基を共有結合的に加えることにより、化学的に修飾されていない前記天然ゴムを形成するポリマー鎖を意味するとして理解されなければならない。
【００１２】
しかしながら、本発明で使用される天然ゴムは、加硫および硬化操作の前に、有機（特に植物性の）不純物および鉱物不純物を天然ゴムから除去することを目的とする１種以上の精製工程を受けるが、そのような不純物の殆どの部分は天然ゴムが得られる植物の樹液に由来している。
【００１３】
本発明によると、バイオソース可塑剤と組み合わせた、ワイパーブレードの唯一のゴムとしての非官能化天然ゴムの使用によって、より環境に優しく、製造が容易であり、その機械的および物理的特性は自動車の窓ガラスを拭き取るのに適したワイパーブレードを得ることができる。
【００１４】
したがって、本発明は、その製造のために天然および合成ゴムの混合物に頼る必要も、ゴムの加硫および硬化の前においてワイパーブレードを形成するために使用されるゴムの官能処理に頼る必要もなく、適切な機械特性および物理特性を得ることができる。
【００１５】
本発明の様々な実施形態によると、以下を同時にまたは別々に実現することができる。
前記ブレードは、例えば、ゴムＴＳＲ１０または２０、好ましくはゴムＴＳＲ２０などの、シングルグレードの天然ゴムを含んでなり、
前記可塑剤は、バイオソース油であり、
前記バイオソース油の溶解度パラメータと、前記天然ゴムの溶解度パラメータとの差は、（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２で測定した場合、２（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であり、またはさらに１．５（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であり、またはさらに１（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であり、またはさらに０．５（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であり、
前記バイオソース油の溶解度パラメータは、前記天然ゴムの溶解度パラメータと近く、
前記バイオソース油の溶解度パラメータは、７〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であり、好ましくは８〜９（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であり、
前記バイオソース油は、植物油および／または植物脂、動物油および／または動物脂、またはそれらの混合物から選択され、
前記バイオソース油は、ヒマワリ油、オリーブ油、菜種油、亜麻仁油、やし油、ひまし油、大豆油から選択され、好ましくは、ヒマワリ油および菜種油の混合物であり、
前記ワイパーブレードは、唯一の油として、前記ヒマワリ油を含んでなり、
前記油は、魚油であり、
前記添加剤は、さらに、バイオソース補強充填剤であり、
前記バイオソース補強充填剤は、鉱物充填剤、木質繊維、セルロース、珪藻植物、またはそれらの混合物から選択され、好ましくは鉱物充填剤および木質繊維の混合物であり、
前記鉱物充填剤は、カオリンなどのケイ酸アルミニウムであり、
前記材料の９０質量％以上、好ましくは９５質量％以上、またはさらには９６質量％以上が、バイオソース由来であり、
前記材料の１０質量％未満、好ましくは５質量％未満、またはさらには４質量％未満が、非バイオソース由来であり、
前記材料を含むブレードの部分は、前記ブレードの基体であり、
前記添加剤は、ＵＶ照射に対する、バイオソース保護剤であり、
前記保護剤は、二酸化チタン、酸化亜鉛またはそれらの混合物から選択された金属酸化物であり、
前記添加剤は、非バイオソース抗酸化剤であり、
前記抗酸化剤は、ジフェニルアミン、パラフェニレンジアミン、またはそれらの混合物であり、
前記添加剤は、非バイオソース加硫剤であり、
前記加硫剤は、チウラム、チアゾール、スルフェンアミド、またはそれらの混合物から選択され、好ましくはチウラム、チアゾールおよびスルフェンアミドの混合物である。
【００１６】
本発明はまた、本発明によるワイパーブレードを含んでなる、ウインドシールドワイパーに関する。
【００１７】
本発明は、最終的に、本発明によるウインドシールドワイパーを含んでなるワイピングシステムに関する。
【００１８】
本発明の一実施形態のワイパーブレードの概略断面図である添付の図１を参照しながら、例示のみを目的とする非限定的な例を示す本発明の一実施例の以下に記載する詳細な例示的説明から、本発明をより理解することができ、さらに本発明の他の目的、詳細、特徴および利点がより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による、ワイパーブレードの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜詳細な説明＞
本発明によるワイパーブレード１は、
天然ゴム、および
少なくとも１種の添加剤
に基づく材料を含んでなる。
該添加剤は、例えば、バイオソース可塑剤である。
【００２１】
可塑剤は、ワイパーブレードを製造するための材料をより柔軟に、および／またはより扱いやすくするための成分である。一般的に、可塑剤は多くの場合には油である。本明細書においては、本発明による可塑剤はバイオソース油である。
【００２２】
バイオソース油は、（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２で測定される場合、バイオソース油の溶解度パラメータと、天然ゴムの溶解度パラメータとの差は、２（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下、またはさらに１．５（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下、またはさらに１（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下、またはさらに０．５（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であるように選択される。
【００２３】
天然ゴムの溶解度パラメータは、８．３（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２である。
【００２４】
換言すれば、バイオソース油の溶解度パラメータは、天然ゴムの溶解度パラメータに近い。これによって、確実に、選択されたバイオソース油（または複数のバイオソース油の混合物）は、天然ゴムと相溶性があり、良好な親和性を有し、すなわち油はしっかりと天然ゴムと混合することとなる。
【００２５】
したがって、バイオソース油の溶解度パラメータは、７〜１０（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２、好ましくは８〜９（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２である。
【００２６】
バイオソース油は、例えば、植物油および／または植物脂から選択されるが、動物油および／または動物脂、またはそれらの混合物からも選択される。
【００２７】
有利には、植物油および／または植物脂は、ヒマワリ油、オリーブ油、菜種油、亜麻仁油、やし油、ひまし油、大豆油から選択される。好ましくは、ヒマワリ油および菜種油の混合物である。
【００２８】
動物油および／または脂は、魚油から選択される。
【００２９】
これらのバイオソース油は、８．２〜８．４（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２の溶解度パラメータを有することが知られている。例として、油を選択するための溶解度パラメータを以下の表に記載する。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
本発明によると、ワイパーブレードの唯一のゴムとして、非官能化天然ゴムを、溶解度パラメータが８．２〜８．４（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２である１種以上のバイオソース油と組み合わせて使用することにより、環境に優しく、製造が容易であり、その機械的特性および物理的特性が、自動車の窓ガラスを拭き取るのに非常に適している、ワイパーブレードを得ることができる。
【００３２】
好ましくは、材料は、添加剤として、バイオソース補強充填剤を更に含んでなる。
【００３３】
補強充填剤により、ゴムの機械的特性を改善することができる。特に、ワイパーブレード１の破壊強度および／または摩擦特性を改善することができる。
【００３４】
バイオソース補強充填剤は、例えば、鉱物充填剤、木質繊維、セルロース、珪藻植物、またはそれらの混合物から選択される。好ましくは、バイオソース補強充填剤は、鉱物充填剤および木質繊維の混合物である。
【００３５】
これらの種類の補強充填剤によって、自動車部門においてエラストマーの補強充填剤として従来使用されている非バイオソース由来のカーボンブラックの使用を制限しながら、天然ゴムの機械的特性を改善することができる。
【００３６】
鉱物充填剤は、好ましくは、カオリンなどのケイ酸アルミニウムである。カオリンは、ケイ酸アルミニウムリッチな鉱物種を意味し、特にカオリナイトなどの含水ケイ酸アルミニウムリッチな鉱物種を意味する。これはまた、焼成カオリンであってもよい。
【００３７】
有利には、材料は、
３０〜４５質量％、好ましくは３５〜４０質量％の天然ゴム、
３５〜５５質量％、好ましくは４０〜５０質量％のバイオソース補強充填剤、
１〜１０質量％、好ましくは４〜７質量％のバイオソース可塑剤、
を含んでなる。
【００３８】
材料は、特に、機械特性、弾性、耐摩耗性、外的攻撃因子への耐性またはその他を改善して本発明の方法の実施の改善をするために、当業者に一般に知られている１種以上の添加剤を更に含んでいてもよい。
【００３９】
それは、例えば、加硫剤、またはＵＶ照射、酸化、オゾンおよび／または摩耗に対する保護剤などとすることができる。添加剤は、材料の９０質量％以上、好ましくは９５質量％以上、またはさらに９６質量％以上がバイオソース由来であるような、バイオソース由来の添加剤である。
【００４０】
換言すると、材料の１０質量％未満、好ましくは５質量％未満、またはさらに４質量％未満が、非バイオソース由来である。
【００４１】
有利には、「非バイオソース」製品は、化石由来、特に石油化学由来の製品である。
【００４２】
したがって、材料は、添加剤としてＵＶ照射に対する少なくとも１種のバイオソース保護剤を含んでなる。この保護剤は、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、またはそれらの混合物から選択される、金属酸化物である。
【００４３】
金属酸化物は、ステアリン酸および／またはパルミチン酸などの酸と組み合わせてもよい。金属酸化物と反応させると、酸は塩を形成し、それによって混合物中に金属酸化物を溶解させることができる。
【００４４】
材料は、非バイオソース添加剤を更に含んでなる。それらは、少なくとも１種の非バイオソース添加剤および／または少なくとも１種の非バイオソース加硫剤とすることができる。
【００４５】
抗酸化剤は、例えば、ジフェニルアミン、パラフェニレンジアミン、またはそれらの混合物から選択される。
【００４６】
加硫剤は、例えば、チウラム、チアゾール、スルフェンアミド、またはそれらの混合物から選択される。好ましくは、加硫剤は、チウラム、チアゾールおよびスルフェンアミドの混合物である。当業者に知られている、任意の他の抗酸化剤および／または任意の他の加硫剤も想定され得る。
【００４７】
図１によると、本発明によるウインドシールドワイパーのワイパーブレード１は、細長い形状を有し、ワイパー本体（図示せず）により支えられている。ブレード１は、リップ３およびヒール５を含んでなり、それらはヒンジ７により結合されている。リップ３、ヒール５およびヒンジ７は合わせて、ブレード１の基体を形成する。
【００４８】
ヒール５により、ワイパーの本体内にブレード１を留めることができる。リップ３は、ウインドシールドなどの窓ガラスを拭き取るために、該窓ガラスの外表面と接触することを意図している。
【００４９】
ヒンジ７は薄い材料片により形成され、ブレードにある程度の柔軟性を付与し、ワイパーの動く方向の変化の間に、ブレードがぱたぱたと動くようにすることができるようにし、換言すると、リップが往復式に反転するように動くようにするものである。
【００５０】
ブレード１は、当業者に知られている従来の製造方法により得られる。
【００５１】
有利には、ブレード１の少なくとも一部は上記の材料を含んでなり、特にブレードの基体はこの材料を含んでなる。発明者らは、したがって、例えば以下の実施形態を想定している。
リップ３のみが該材料を含んでなる実施形態と、
ヒール５のみが該材料を含んでなる実施形態と、
ブレード１全体が該材料を含んでなる実施形態。
【００５２】
また所望により、例えば、黒鉛化、プラズマ処理、ハロゲン化、イオン注入および／またはコーティングの蒸着により、ブレード１の表面の全体または一部を改質するように処理されていてもよい。この処理によって、ブレードの機械特性、ワイピング特性および／または耐摩耗性を強化することができる。
【００５３】
ワイパーブレード１は、したがって、単層構造または多層構造のコーティングを含んでいてもよい。コーティングは、ブレード１の基体を被覆する。
【実施例】
【００５４】
本発明によるワイパーブレード１を製造するために使用される材料の配合例を、例示のみを目的として以下に示すが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。単位は、ｐｈｒ（ゴムに対する百分率）で示す。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
この例の材料の加硫動力学を調べた。ＩＳＯ３４１７規格に従って、測定を行った。結果は以下のとおりである。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
加硫は、１６５℃で５分間かかった。
【００５９】
この材料のムーニー粘度もまた、ＩＳＯ２８９規格に従って測定した。この材料のムーニー粘度は、５４ムーニー単位である。適用の観点から、材料を、４〜８分のオーダーの短いサイクル時間で、混合処理をしながら成形または押出をすることによる産業プロセスに使用することができる。
【００６０】
また、この材料の特性、特に機械特性を検査するための試験も行った。
【００６１】
材料の初期硬度は、６４ＩＲＨＤ（国際ゴム硬度）である。硬度測定を、ＩＳＯ４８規格およびＩＳＯ１８８規格に従って行った。
【００６２】
引張強度の測定すなわち引張試験を、５００ｍｍ/分で、ＩＳＯ３７規格に従って行った。結果を下表にまとめる。
【００６３】
【表４】
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【００６４】
７０℃で２２時間、５０％伸び（５０％伸び設定）へ供した材料の伸びは、９％である。これを、ＩＳＯ２２８５規格に従って測定した。
【００６５】
弾性は６７％であり、２８％のヒステリシス効果が付随する。弾性はＤＩＮ５３５１２規格に従って測定し、ヒステリシス効果はＮＦ−Ｔ４６００２規格に従って決定した。
【００６６】
これらの特性は、非バイオソース由来の従来の化合物、特に、補強充填剤としてカーボンブラックおよび非バイオソース可塑剤に基づく化合物の特性と同じレベルである。
【００６７】
したがって、この例において、二つのバイオソース補強充填剤であるカオリンおよび木質繊維の組合せを、従来のカーボンブラックの代わりに使用した。補強充填剤のこの組合せを、二つのバイオソース可塑剤であるヒマワリ油および菜種油の組合せとともに使用した。この二重の組合せにより、ワイパーブレード製造における使用に必要な機械特性を有しながら、５質量％未満の非バイオソース添加剤を含んでなる材料を得ることができる。
【００６８】
様々な変化形の実施形態が当然に可能であり、本発明は、例示された配合の材料を含んでなるワイパーブレードのみに限定されないことに留意されたい。
【図１】
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【国際調査報告】
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