(57)【要約】本発明は、ゴム弾性的な材料から成る基本形状（１２，１３，１４）上に、少なくとも部分的に、摩擦を減じる被覆（１５）が被着される、ウインドシールドワイパーのワイパーブレードおよび該ワイパーブレードを製作する方法に関する。摩擦を減じる被覆（１５）はポリマー溶液から製作され、該ポリマー溶液は、架橋可能である不飽和の側鎖を有することにより改質されている出発ポリマーを含有している。改質された出発ポリマーは基本形状への被着後に架橋される。
2005520732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム弾性的な材料から成る基体（１２，１３，１４）上に、少なくとも部分的に、摩擦を減じる被覆（１５）を被着する、ウインドシールドワイパーのワイパーブレードを製作する方法において、摩擦を減じる被覆（１５）をポリマー溶液から製作し、該ポリマー溶液が、架橋可能である不飽和の側鎖を有することにより改質されている出発ポリマーを含有しており、かつ改質された出発ポリマーを、基本形状への被着後に架橋することを特徴とする、ワイパーブレードを製作する方法。
【請求項２】
出発ポリマーがポリアミドである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
側鎖が−ＣＨ２−Ｏ−Ｒの構造の有機基を有しており、Ｒが、少なくとも１つの炭素・炭素・二重結合を備えた任意の有機基である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
改質された出発ポリマーのための溶媒として、アルコールおよび／または有機酸を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ポリマー溶液に、ポリマーの架橋を改質する、少なくとも２つの炭素・炭素・二重結合を備えたモノマーを添加する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ポリマー溶液に、少なくとも１つのフッ素原子および／またはケイ素原子を有していてポリマーの架橋時に不飽和の側鎖と架橋する、１つまたは２つの炭素・炭素・二重結合を備えた化合物を添加する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ウインドシールドワイパーのワイパーブレードであって、ゴム弾性的な材料から成る基体（１２，１３，１４）が設けられており、該基体（１２，１３，１４）に、少なくとも部分的に、摩擦を減じる被覆が設けられている形式のものにおいて、摩擦を減じる被覆（１５）が、改質されたポリマーから形成されており、該ポリマーが、架橋可能である不飽和の側鎖を有していることを特徴とする、ウインドシールドワイパーのワイパーブレード。
【請求項８】
改質されたポリマーがポリアミドである、請求項７記載のワイパーブレード。
【請求項９】
不飽和の側鎖がビニル基またはアリル基を有している、請求項７または８記載のワイパーブレード。
【請求項１０】
ポリアミドのアミド官能基の２％〜１００％が側鎖で置換されている、請求項８または９記載のワイパーブレード。
【請求項１１】
アミド官能基の一部が付加的に有機基で置換されており、該有機基が１〜２０個の炭素原子および少なくとも１個のフッ素原子を有している、請求項８から１０までのいずれか１項記載のワイパーブレード。
【請求項１２】
被覆（１５）が、５０μｍより小さな、有利には１０μｍよりも小さな粒子サイズを備えた滑剤粒子を有している、請求項７から１１までのいずれか１項記載のワイパーブレード。
【請求項１３】
ワイパーブレードの製作が、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法に従って実施される、請求項７から１２までのいずれか１項記載のワイパーブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、独立請求項の上位概念部に記載された形式のワイパーブレードおよび該ワイパーブレードを製作する方法に関する。
【０００２】
実際の使用から、ウインドシールドワイパーのワイパーブレードに、摩擦を減じる被覆を設けることが知られており、この被覆はワイパーブレードを形成するエラストマ、例えば天然ゴムまたはクロロプレンゴムの、ガラスまたはプラスチックから成るシールドに沿った滑り摩擦時の摩擦係数を引き下げる。このことが特に重要となるのは、ウインドシールドワイパーが、乾いたまたはほぼ乾いたガラス板において、例えば昆虫または塵埃をシールドから除去するために操作される場合や、弱い降雨時や、またはにわか雨の最中にトンネルまたはガレージ内に進入する場合などである。その際、シールドが乾いている場合に高まる摩擦係数は場合によっては強い軋みやジャダーにつながり、それどころかウインドシールドワイパーの停止につながりかねない。乾いたシールド上でワイパーブレードを使用する際の摩擦係数を引き下げるために、これまで種々異なるテクノロジが提案されてきた。例えば、ゴムから成るワイパーブレードをハロゲン化処理することが知られている。例えば、ゴムは塩素化または臭素化され、このことはゴムの表面の硬化につながり、天然ゴムの、ガラスに対する乾燥摩擦値μＴＲを著しく低下させる。引き続いて、ワイパーブレードは所望の寸法に裁断され、グラファイト懸濁液により後処理される。グラファイトは表面に残留し、乾燥摩擦値μＴＲをさらに引き下げる。
【０００３】
しかしながら、ゴムのこの種の処理では、正確かつそれゆえ手間のかかるプロセス遂行が不可欠である。それというのは、さもなければゴム、すなわちワイパーブレード材料を損傷し、ひいてはワイパーブレードにより達成したい払拭の質を損ねることにもなりかねないからである。さらに、この種の処理は環境保護の理由から問題が多い。
【０００４】
冒頭で述べた類の方法は日本国特開平１０−７９０３号公報から公知である。この方法では、ウインドシールドワイパーのワイパーブレードに被覆が設けられており、該被覆が可溶性のポリアミド、添加剤ならびに乾燥潤滑剤、例えばＰＴＦＥ、ポリエチレン、ＭｏＳ２、グラファイトまたはタルクから成っている。
【０００５】
日本国特開平４−３０９５３４号公報から、ウインドシールドワイパーのワイパーブレードに、ガラス板に対する摩擦値を引き下げるために、メトキシメチル化されたポリアミドを被覆することが公知であるが、被覆はワイパーブレードの、ゴム弾性的な材料から成る基本形状の加硫前に行われる。加硫時に、メトキシメチル化されたポリアミドが架橋して、それにより、基本形状に付着する。場合によっては、被覆に、摩擦値をさらに引き下げるために、乾燥潤滑剤が添加されている。
【０００６】
さらに、アメリカ合衆国特許第６００４７０９号明細書から、光導電層のためのバインダとして使用されるアリルオキシメチルポリアミドの製造が公知である。
【０００７】
発明の利点
特許請求項１の上位概念部に記載された特徴を備えた、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を製作する方法によれば、摩擦を減じる被覆をポリマー溶液から製作し、該ポリマー溶液が、架橋可能である不飽和の側鎖を有することにより改質されている出発ポリマーを含有しており、かつ改質された出発ポリマーを、基本形状への被着後に架橋するようにした。
【０００８】
そのように製作された、適当なラジカル開始剤、例えばＡＩＢＮ２，２′−アゾビス−（２−メチルプロピオニトリル）により架橋され得る被覆はワイパーブレードの、特に乾いたまたは払拭された車両シールドに対する低い摩擦値につながる。
【０００９】
これにより、ワイパーブレードを支持するワイパーアームの、車両シールドに沿った運動のために必要な力は僅かであるので、ワイパーアームを駆動するために使用される、ワイパーアームを直接または連動機構を介して駆動する電動モータは、本発明のようには被覆されないワイパーブレードにおいて使用される電動モータに比べて、小さく設計されることができ、このことはやはりエネルギ消費の減少ならびにモータを製作するコストの減少につながる。このことは特に、極めて長いワイパーアームおよびワイパーブレードが必要とされる、極めて大きくてフラットなシールドの場合に有利である。このようなシールドの使用時でさえも、本発明に基づく方法に従って製作されたワイパーブレードを使用すれば、使用される電動モータは比較的小さく設計されることができる。
【００１０】
さらに、ワイパーブレードの低い摩擦値に基づいて、特に乾燥したまたは払拭されたシールド上でウインドシールドワイパーを操作した場合に発生する騒音は僅かである。このことは当該自動車の内室における快適性を高める。
【００１１】
さらに、本発明による方法の使用により、耐性のある被覆を有するワイパーブレードが製作されることができるので、より長い期間にわたって、例えば点検インターバルに相当する期間にわたって、変わらずに良好な払拭の質が保証されている。
【００１２】
本発明による方法を使用すれば、摩擦を減じる被覆の架橋は低い温度で、詳しく言えばゴム弾性的な材料から成る基本形状の加硫後に実施されることができる。架橋は例えば熱的に８０℃〜１２０℃の温度で、または紫外光による照射により実施されることができる。特に後者の事例では、被覆の架橋が数秒で実施され、このことはワイパーブレードの製作時間およびワイパーブレードのインライン製作の点でポジティブである。
【００１３】
出発ポリマーは、アルコールに可溶性のポリアミドであることができる。特に、−ＣＯ−（ＣＨ２）ｘ−ＮＨ−（ｘ＝３〜２０）のタイプのポリアミド、−ＣＯ−（ＣＨ２）ｘ−ＣＯ−ＮＨ−（ＣＨ２）ｙ−ＮＨ−（ｘ，ｙ＝３〜２０）のタイプのポリアミド、またはアミド官能基の間に任意の有機基を備えたコポリアミドであることができる。
【００１４】
本発明による方法の有利な構成では、アミド官能基の窒素原子の陽子の一部が−ＣＨ２−Ｏ−Ｒの構造の有機基により置き換えられているように側鎖が配置され、その際、Ｒは、少なくとも１つの炭素・炭素・二重結合を備えた任意の有機基である。
【００１５】
有機基Ｒは例えばその都度１つのビニル基またはアリル基であることができる。ただし、有機基Ｒは、後続の方法ステップで架橋される別の適当な基であってもよい。
【００１６】
側鎖は例えばその都度アリルオキシメチル基またはアクリレート基またはメタクリレート基であることができる。特に有利なのは、炭素・炭素・二重結合を有する側鎖の導入である。
【００１７】
原理的には、有機基Ｒの官能価は炭素・炭素・二重結合に限定されていない。むしろ、側鎖はその都度別の官能基をとることができる。
【００１８】
側鎖の導入により、ポリマー鎖間の水素架橋結合が弱められるので、改質により、例えばアルコールに可溶性のポリアミドが生じ、このポリアミドによって、基本形状は被覆される。アルコールに可溶性の被覆から、架橋時に、架橋されて不溶性のポリマーが生じる。ポリアミドがこのように架橋されると、ガラスに対して低い摩擦値を示し、同時に耐摩耗性である。
【００１９】
ポリアミドのアミド官能基の２％〜１００％が側鎖で置換されることは有利である。
【００２０】
改質された出発ポリアミドのための溶媒として、アルコール、水および／または有機酸が使用されることができる。ただし、別の適当な有機化合物およびその混合物が溶媒として役立つこともできる。
【００２１】
場合によっては、ワイパーブレードの、結果として得られる摩擦値の点で、出発ポリマーのアミド官能基の一部を付加的に、１個〜２０個の炭素原子と少なくとも１個のフッ素原子とを備えた有機基で置換することは有利であり得る。このために、例えばフッ素化されたアルコールが適している。これにより、適当な出発化合物の使用によって、ポリフッ素化された側鎖および過フッ素化された側鎖がポリマーに導入されて、ポリマーの特性に有利な影響を及ぼす。フッ素化された表面は一般に粘着防止性および撥水性であり、かつガラスに対する低い摩擦値を有している。
【００２２】
さらに、ポリマー溶液には、さらに摩擦値を引き下げるために、滑剤粒子が添加されることができ、滑剤粒子の粒子サイズは０．０１μｍ〜５０μｍ、有利には１０μｍよりも小さい。適当な滑剤粒子は例えばテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリエチレン、ポリエチレンＵＨＭＷ、ポリアミドおよび／または二酸化ケイ素から成る。
【００２３】
ポリマー溶液には、ポリマー鎖の架橋を改質する、少なくとも２つの炭素・炭素・二重結合を備えたモノマーが添加されてもよい。
【００２４】
ただし、ポリマー溶液には、架橋時にポリマーの不飽和の側鎖と架橋しかつ少なくとも１つのフッ素原子および／または少なくとも１つのケイ素原子を有する、１つまたは２つの炭素・炭素・二重結合を備えた化合物が添加されてもよい。
【００２５】
本発明は、ゴム弾性的な材料から成る基本形状を有しており、該基本形状に、少なくとも部分的に、摩擦を減じる被覆が設けられている、ウインドシールドワイパーのワイパーブレードも対象とする。摩擦を減じる被覆は、改質されたポリマーから形成されており、該ポリマーは、架橋可能である不飽和の側鎖を有している。
【００２６】
この種のワイパーブレードはガラスに対する低い乾燥摩擦値を有しており、かつ安価にならびに材料を傷めることなく製作することができる。
【００２７】
本発明の対象の、別の利点および有利な構成は「実施例の説明」、「図面」および「特許請求の範囲」に見て取れる。
【００２８】
図面
本発明によるワイパーブレードの実施例は図面に概略的に簡単化されて示されており、以下に詳説される。唯一の図面はウインドシールドワイパーのワイパーブレードの横断面図である。
【００２９】
実施例の説明
図面には、ワイパーブレード１０が示されており、ワイパーブレード１０はガラスに対する良好な滑り特性を有しており、ゴム材料から成る、ワイパーエッジ１１を備えたワイパーリップ１２と、ゴム材料から成る、ここでは部分的にのみ図示したヘッド部分１３と、ゴム材料から成る「傾倒ウェブ」１４とを有しており、傾倒ウェブ１４はヘッド部分１３とワイパーリップ１２との間に配置されている。
【００３０】
ワイパーリップ１２、ヘッド部分１３および傾倒ウェブ１４には、被覆１５が設けられており、被覆１５はワイパーブレード１０の乾燥摩擦値を下げるために役立ち、分かり易いように、ワイパーリップ１２、ヘッド部分１３および傾倒ウェブ１４に比して拡大図示されている。被覆１５は有利には架橋されたアリルオキシメチルポリアミドから成る。
【００３１】
図示のワイパーブレード１０の製作は以下に説明する通り実施される。
【００３２】
ワイパーブレード１０を製作するために、まず押出法により、天然ゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴムまたはポリウレタンゴムのようなエラストマ出発原料から、基本形状もしくは基体が製作され、基本形状もしくは基体はワイパーリップ１２、傾倒ウェブ１４およびヘッド部分１３を有している。この基体は加硫されて、その後、洗浄プロセスを受ける。
【００３３】
引き続いて、基体はポリマー溶液で被覆され、ポリマー溶液はアリルオキシメチルポリアミドの形の改質されたポリアミドを有しており、ポリアミドの、アミド官能基の一部は不飽和の側鎖を有しており、この側鎖は架橋可能である。
【００３４】
その際、ワイパーブレードもしくはワイパーゴムプロファイルは浸漬法、吹付法またははけ塗法によりポリマー溶液で被覆され、５分間の持続時間にわたって、１２０℃の温度に曝されるので、溶媒が蒸発し、かつ被覆が熱的な手段で架橋され、弾性的で溶媒に不溶性のポリマー膜を形成する。ポリマー膜はエラストマから成る基体に良好に付着する。
【００３５】
被膜されたポリマー系の乾燥は通風循環式オーブン（Ｕｍｌｕｆｔｏｆｅｎ）内で、赤外放射によりまたはマイクロ波の作用により実施される。ポリマー系の架橋は乾燥時の熱によりまたはＵＶ光、光、赤外放射または別の適当な電磁放射により実施されることができる。
【００３６】
架橋後、ワイパーゴムは所望の寸法に切断されることができる。
【００３７】
図示の実施例で使用されるアリルオキシメチルポリアミドはその良好な架橋性の点で優れており、しかも、ワイパーブレードのゴム材料を傷めることのない条件下で基体上に被着かつ架橋されるのに対し、これまでワイパーブレードのために使用されていたポリアミドでは、極めて高い温度が架橋のために必要とされるので、ポリアミドは加硫前に基体上に被着されなければならず、このことはかなりの製作技術上の手間を必要とする。
【００３８】
本事例で使用されるアリルオキシメチルポリアミドは例えば以下に述べる通り製造される。
【００３９】
まず、６ｇのポリアミド６．６が６０℃で９０％の蟻酸に、攪拌されながら溶解される。同時に、６ｇのパラホルムアルデヒドが１１．６ｇのアリルアルコール内で、約０．１ｇの固形の水酸化カリウムと一緒に、加熱されながら、透明な溶液になるまで溶解される。
【００４０】
この透明で温かい溶液が、溶解されたポリアミドに添加される。このことは約６０℃の温度で実施される。この場合、温度は６５℃を超過すべきではない。添加はまずゆっくりと、その後で若干速く行われ、溶液の総量が約４分後には、溶解されたポリアミドに添加され終えているようにする。
【００４１】
有利には添加の開始１１分後に、さらに１１．６ｇのアリルアルコールが添加される。その後、この混合物は４０分の持続時間にわたって６０℃の温度で攪拌される。そのようにして作られた溶液は引き続き、アセトンと水とを１：１の割合で含有する、アセトンと水とから成る混合物に添加され、攪拌されながらゆっくりとアンモニアＮＨ３により中和される。ここで、改質された状態にあるポリアミドが析出し、その後、濾別されて乾燥させられる。
【００４２】
乾燥させられたポリアミドは熱の影響下でエタノールに溶解され、その後冷却される。その後、冷却された溶液には、約５質量％のラジカル開始剤、例えばアゾイソブチロニトリルＡＩＢＮが添加される。
【００４３】
この溶液で被覆されたワイパーゴム形材は乾燥および架橋後、約１．０〜１．２の、ガラスに対する乾燥摩擦値を有しており、耐摩耗性であって、しかも、ワイパーブレードとして十分な化学的な安定性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ウインドシールドワイパーのワイパーブレードの横断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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