(57)【要約】【課題】ウエザーストリップ、風防ガラスのワイパー、ドアシール材、トランクシール材、サンルーフシール材、風防シール材、乗り物用トリムなどのためのコーティングを提供すること。【解決手段】本コーティングは低ノイズを与え、最適には、良好な耐候性及び耐摩耗性を与える水性配合物を含む。低ノイズ性はワックス及び／又は水性コロイダルシリカ並びに高分子量シリコーン樹脂の組み合わせによって達成される。フレキシビリティ及び耐候性はポリウレタン／フルオロポリマー樹脂バインダーブレンド、及びＵＶ−安定剤及び吸収剤の添加によって達成される。また、そのようなコーティングを製造する方法も提供され、その方法は、共溶媒及び湿潤剤中にワックス粒子を予め分散させ、その後、予め分散されたワックス粒子にシリコーン樹脂及び他の成分を組み合わせる工程を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１のワックス、少なくとも１のシリコーン樹脂及び少なくとも１の樹脂バインダーを含む低ノイズ及び耐候性水性コーティング。
【請求項２】
少なくとも１のＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤又はそれらの混合物をさらに含む請求項１のコーティング。
【請求項３】
少なくとも１の樹脂バインダーがポリウレタン樹脂、複数のポリウレタン樹脂のブレンド、ポリウレタン樹脂とフルオロポリマーとのブレンドを含む、請求項１のコーティング。
【請求項４】
艶消し剤、硬化剤、湿潤剤、触媒、カーボンブラック、アミン類、レオロジー改質剤、塩素化ポリオレフィン、共溶媒、架橋剤、水性コロイダルシリカ、及びこれらの混合物からなる群の１以上をさらに含む請求項１のコーティング。
【請求項５】
エポキシ、エポキシシラン、カルボジイミド、メラミン、オキサゾリン、ポリイソシアネート、イソシアネート、ブロックドイソシアネート、アジリジン、メラミン−ホルムアルデヒド、ポリアジリジン、尿素ホルムアルデヒド、又はそれらの混合物からなる群の１以上をさらに含む請求項１のコーティング。
【請求項６】
シリコーン樹脂が約1,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する、請求項１のコーティング。
【請求項７】
シリコーン樹脂が異なる分子量を有する複数のシリコーン樹脂のブレンドを含む、請求項６のコーティング。
【請求項８】
複数のシリコーン樹脂のブレンドが約1,000〜約2,500の範囲内、約5,000〜約20,000の範囲内、そして約400,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する３種のシリコーン樹脂のブレンドを含む請求項７のコーティング。
【請求項９】
少なくとも１のシリコーン樹脂がポリジメトキシシロキサンである、請求項８のコーティング。
【請求項１０】
コーティングが約０．１重量％〜約３０重量％の範囲内のワックスを含む、請求項１のコーティング。
【請求項１１】
コーティングが約０．５重量％〜約５重量％の範囲内のワックスを含む、請求項１０のコーティング。
【請求項１２】
コーティングが約１重量％〜約４０重量％の範囲内のシリコーン樹脂を含む、請求項３のコーティング。
【請求項１３】
コーティングが約８重量％〜約２０重量％の範囲内のシリコーン樹脂を含む、請求項１２のコーティング。
【請求項１４】
コーティングが約４重量％〜約６０重量％の範囲内の樹脂バインダーを含む、請求項３のコーティング。
【請求項１５】
コーティングが約１５重量％〜約４５重量％の範囲内の樹脂バインダーを含む、請求項１４のコーティング。
【請求項１６】
請求項１のコーティングでコートされた物品。
【請求項１７】
物品がウエザーストリップ、風防ガラスのワイパー、又は乗り物用シール材を含む、請求項１６の物品。
【請求項１８】
少なくとも１の水性コロイダルシリカ、少なくとも１のシリコーン樹脂及び少なくとも１の樹脂バインダーを含む低ノイズ及び耐候性水性コーティング。
【請求項１９】
少なくとも１のＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤又はそれらの混合物をさらに含む請求項１８のコーティング。
【請求項２０】
少なくとも１の樹脂バインダーがポリウレタン樹脂、複数のポリウレタン樹脂のブレンド、ポリウレタン樹脂とフルオロポリマーとのブレンドを含む、請求項１８のコーティング。
【請求項２１】
艶消し剤、硬化剤、湿潤剤、触媒、カーボンブラック、アミン類、レオロジー改質剤、塩素化ポリオレフィン、共溶媒、架橋剤、ワックス、及びこれらの混合物からなる群の１以上をさらに含む請求項１８のコーティング。
【請求項２２】
エポキシ、エポキシシラン、カルボジイミド、メラミン、オキサゾリン、ポリイソシアネート、イソシアネート、ブロックドイソシアネート、アジリジン、メラミン−ホルムアルデヒド、ポリアジリジン、尿素ホルムアルデヒド、又はそれらの混合物からなる群の１以上をさらに含む請求項１８のコーティング。
【請求項２３】
シリコーン樹脂が約1,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する、請求項１８のコーティング。
【請求項２４】
シリコーン樹脂が異なる分子量を有する複数のシリコーン樹脂のブレンドを含む、請求項２３のコーティング。
【請求項２５】
複数のシリコーン樹脂のブレンドが約1,000〜約2,500の範囲内、約5,000〜約20,000の範囲内、そして約400,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する３種のシリコーン樹脂のブレンドを含む請求項２４のコーティング。
【請求項２６】
少なくとも１のシリコーン樹脂がポリジメトキシシロキサンである、請求項２５のコーティング。
【請求項２７】
コーティングが約０．１重量％〜約３０重量％の範囲内の水性コロイダルシリカを含む、請求項２０のコーティング。
【請求項２８】
コーティングが約０．５重量％〜約１５重量％の範囲内の水性コロイダルシリカを含む、請求項２７のコーティング。
【請求項２９】
コーティングが約１重量％〜約４０重量％の範囲内のシリコーン樹脂を含む、請求項２０のコーティング。
【請求項３０】
コーティングが約８重量％〜約２０重量％の範囲内のシリコーン樹脂を含む、請求項２９のコーティング。
【請求項３１】
コーティングが約４重量％〜約６０重量％の範囲内の樹脂バインダーを含む、請求項２０のコーティング。
【請求項３２】
コーティングが約１５重量％〜約４５重量％の範囲内の樹脂バインダーを含む、請求項３１のコーティング。
【請求項３３】
請求項１８のコーティングでコートされた物品。
【請求項３４】
物品がウエザーストリップ、風防ガラスのワイパー、乗り物用シール材又はトリム部材を含む、請求項３３の物品。
【請求項３５】
（ａ）ワックス、共溶媒、ＵＶ吸収剤及び安定剤、及び湿潤剤を含む予備分散物を調製し、
（ｂ）シリコーン樹脂、少なくとも１の樹脂バインダー及び少なくとも１の架橋剤を予備分散物に添加する
ことを含む低ノイズ及び良好な耐摩耗性及び耐候性コーティングを製造する方法。
【請求項３６】
少なくとも１のＵＶ安定剤、ＵＶ吸収剤又はそれらの混合物を添加する工程をさらに含む、請求項３５の方法。
【請求項３７】
少なくとも１の樹脂バインダーがポリウレタン樹脂、複数のポリウレタン樹脂のブレンド、ポリウレタン樹脂とフルオロポリマーとのブレンドを含む、請求項３５の方法。
【請求項３８】
少なくとも１の樹脂バインダーが脂肪族ポリエステルポリウレタン、フッ素化アクリル酸コポリマー、フルオロエチレン−アルキルビニルエーテル、フッ素化交互コポリマー又はそれらの混合物のブレンドを含む、請求項３７の方法。
【請求項３９】
艶消し剤、分散剤、防腐剤、水性コロイダルシリカ、湿潤剤、触媒、カーボンブラック、アミン類、レオロジー改質剤、塩素化ポリオレフィン、共溶媒、及びこれらの混合物からなる群の１以上を添加する工程をさらに含む請求項３５の方法。
【請求項４０】
エポキシ、エポキシシラン、カルボジイミド、メラミン、オキサゾリン、ポリイソシアネート、イソシアネート、ブロックドイソシアネート、アジリジン、メラミン−ホルムアルデヒド、ポリアジリジン、尿素ホルムアルデヒド、又はそれらの混合物からなる群の１以上を添加する工程をさらに含む請求項３５の方法。
【請求項４１】
シリコーン樹脂が約1,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する、請求項３５の方法。
【請求項４２】
シリコーン樹脂が異なる分子量を有する複数のシリコーン樹脂のブレンドを含む、請求項４１の方法。
【請求項４３】
複数のシリコーン樹脂のブレンドが約1,000〜約2,500の範囲内、約5,000〜約20,000の範囲内、そして約400,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する３種のシリコーン樹脂のブレンドを含む請求項４２の方法。
【請求項４４】
３種の高分子量のシリコーン樹脂の少なくとも１がポリジメトキシシロキサンである、請求項４３の方法。
【請求項４５】
コーティングが約０．１重量％〜約３０重量％の範囲内のワックスを含む、請求項３５の方法。
【請求項４６】
コーティングが約０．５重量％〜約５重量％の範囲内のワックスを含む、請求項４５の方法。
【請求項４７】
コーティングが約１重量％〜約４０重量％の範囲内のシリコーン樹脂を含む、請求項３５の方法。
【請求項４８】
コーティングが約８重量％〜約２０重量％の範囲内のシリコーン樹脂を含む、請求項４７の方法。
【請求項４９】
コーティングが約４重量％〜約６０重量％の範囲内の少なくとも１の樹脂バインダーを含む、請求項３５の方法。
【請求項５０】
コーティングが約１５重量％〜約４５重量％の範囲内の少なくとも１の樹脂バインダーを含む、請求項４９の方法。
【請求項５１】
請求項３５の方法でコートされた物品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、ウエザーストリッピング、風防ガラスのワイパーのブレード、同様な用途などにおいて良好な耐摩耗性及び耐候性を与える水性の低ノイズ（noise）コーティングに関する。
【０００２】
発明の背景
乗り物及びその搭乗者は、外部環境のノイズ、乗り物が発するノイズ、例えば、構成部品間の相互作用が原因となるノイズなどの幅広いノイズに晒されている。乗り物のノイズを抑制するシステム及び音響学の進歩によって乗り物内部のノイズの全レベルを低下させることが可能である。この改善されたノイズ抑制によって、以前は大きな音によってかき消されていた、低レベルの乗り物が発生するノイズが、搭乗者により意識されるようになっている。低レベルのノイズの一つの原因はドア、本体、窓、コンバーティブルシール材などにおける部品間の摩擦である。大きなノイズが除かれると、その結果としてそのような低レベルのノイズを低減することが乗り物の製造者にとってより重要になる。ゴムのウエザーストリップシール材は、水、風、周囲のノイズを排除するために種々の自動車部品間に介在させるために自動車製造業者によって利用されている。
【０００３】
粗末なウエザーストリップの品質が原因で起こるノイズは、顧客の不満を生じ、装備の製造業者に対して潜在的な保証コストを生じ得る。ほとんどのウエザーストリップで発生するノイズはウエザーストリップゴムとそのウエザーストリップが接触する塗装された金属本体又はガラスとの間の摩擦による。多くの自動車製造業者はウエザーストリッピングによるノイズレベルを低くすることを要求する。さらに、自動車製造業者は、自動車の寿命の間に連続して機能するような良好な耐摩耗性及び耐候性を有する非常に安定したウエザーストリップを要求する。自動車内部の雰囲気全体が静かになる程、低ノイズウエザーストリップコーティングの要件は厳しくなる。
【０００４】
低ノイズがウエザーストリップのシール材のデザイン及びそのシール材に使用されるゴムの種類に非常に依存するということが当業界で知られている。ノイズを減らし耐摩耗性などの他の有益な性質を付与するためにウエザーストリップは一般に種々の材料でコートされている。多くの場合、粒状ウエザーストリップコーティングが採用されて、ガラス製作動機構の上の実質的なシール材によって起こるイライラする音を適切に抑制する。この解決法はもはや望ましくない。その理由は水漏れが起こりうるという問題や得られる組織表面の外観を悪くするからである。組織表面に関する欠点のために、いくつかの自動車製造業者は、現在、ウエザーストリップ用の平滑で非粒状のコーティングを求めている。消費者もまた平滑で非粒状のウエザーストリップコーティングの方を好むようになっている。
【０００５】
低ノイズで高い耐候性を有し良好な耐摩耗性を有するウエザーストリップ、風防ガラスのワイパーなどにおける用途のための水性コーティングを開発することが有利である。さらに、シール材のデザイン及び組成にかかわらず低ノイズを与える普遍的なコーティングを与えることが有利である。このコーティングは、熱可塑性オレフィンコンパウンド（ＴＰＯ）、熱可塑性加硫コンパウンド（ＴＰＶ）及びエチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマー（ＥＰＤＭ）上にスプレー、ブラシ又はドリップ、及びドラッグ（drag）処理によって施すことができる必要がある。そのような水性コーティングを製造する方法を開発することも有利である。
【０００６】
発明の概要
本発明は、ウエザーストリップ、風防ガラスのワイパー、ドアシール材、トランクシール材、サンルーフシール材、コンパチブルトップシール材、風防シール材などのためのコーティングに関する。本コーティングは低ノイズ及び良好な耐摩耗性を与え、最適には、優れた耐候性を与える水性配合物を含む。低ノイズ性はポリウレタン樹脂、ワックス粒子及び高分子量シリコーン樹脂の組み合わせによって達成される。別の態様において、ワックス粒子は、水性コロイダルシリカで置き換え又は補う。フレキシビリティ及び耐候性はポリウレタン及び／又はフルオロポリマーなどの異なる種類の樹脂のブレンドによって達成される。
【０００７】
好適な態様の詳細な説明
本発明はウエザーストリップ用の良好な耐摩耗性及び耐候性と低ノイズを有する水性コーティングに関する。「ウエザーストリップ」及び「ウエザーストリッピング」の用語は本発明の範囲を限定する意図が無く、乗り物用であるとなかろうと、ノイズ又は摩擦が低減されることを利用し及び／又はそれらが低減されることから利することができるゴム又はその他全ての材料、風防ガラスのワイパー、外側ベルトなどの耐候性及び耐摩耗性コーティングを含むがそれらに限定されない。自動車産業において、本発明のようなコーティングは、ドアシール材、本体シール材、及びコンパチブルシール材のために低ノイズを与える。本発明のコーティングはワックス及び／又は水性コロイダルシリカ、及び樹脂と他の場合によって採用されてもよい追加の成分のブレンドを有するシリコーン樹脂によって達成される。このコーティングは、熱可塑性オレフィンコンパウンド（ＴＰＯ）、熱可塑性加硫コンパウンド（ＴＰＶ）、エチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマー（ＥＰＤＭ）及びウエザーストリッピング及び同様な用途に一般に利用される他の材料上に施すことができる。
【０００８】
低ノイズを有するウエザーストリップコーティングは、ワックス及びシリコーン樹脂の組合せによって得られる。好適なワックスとしては、例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ＰＴＦＥ、パラフィン、カルナウバワックス、１以上のワックスのブレンドなどが挙げられる。これらのタイプのワックスは、Michelman、Micro Powders、Shamrock Technologies、Byk-Chemie、及びNoveonから市販されている。ワックスは様々な状態で利用でき、例えば、粉末、微粉状、エマルジョン又は予備分散物などの状態が挙げられる。一つの態様において、ワックスは約10ナノメートル〜約15ミクロンの範囲内の粒子サイズを有する。
【０００９】
本コーティングのシリコーン樹脂成分は、好ましくは、約1,000〜約800,000の範囲内の高い分子量及び約15,000cps〜約700,000 cpsの範囲内の粘度を有する。異なる分子量を有する複数のシリコーン樹脂のブレンドを利用してもよい。そのようなブレンドの一つは、約1,000〜約2,500の範囲内、約5,000〜約20,000の範囲内及び約400,000〜約800,000の範囲内の分子量を有する３つのシリコーン樹脂を有する。この目的のために利用されることができる高分子量シリコーン樹脂としては、例えば、ポリジメトキシシロキサンなどが挙げられ、Dow Corning、Shin-Etsu Chemical、GE Silicones、Wacker Silicone、及びGoldschmidt Chemical Corporationから市販されている。
【００１０】
ウエザーストリッッピングの第二の重要な望ましい性質は、高い耐候性である。この性質はウエザーストリップの耐候性を高める樹脂バインダーを添加することにより得られる。この樹脂バインダーは好ましくはポリウレタン又は複数のポリウレタンのブレンド、及びフルオロポリマーであり、これらは紫外線に安定である。好ましい樹脂は、脂肪族ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、又はポリカーボネートポリウレタンである。好ましいフルオロポリマーはフッ素化（フルオロエチレン−アルキルビニルエーテル）交互コポリマー又はフッ素化アクリル酸コポリマーである。このようなフルオロポリマーはDaikin Industries、Asahi Glass Company、DSM/Neoresins、DuPont、及び3Mから市販されている。
【００１１】
ポリウレタンは、Alberdingk Boley Inc.からAlberdingkとして市販され、SoluolからSolucoteとして市販され、DSM/NeoresinsからNeoRezとして市販され、Bayer Material ScienceからBayhydrolとして市販され、NoveonからSancureとして市販されている。ＵＶ安定剤及び吸収剤も耐候性を付与するために添加されることができる。樹脂バインダー中に含ませることができるＵＶ安定剤及び吸収剤の中でも、TinuvinはCiba Specialty Chemicals Corp.から市販され、ChisorbはChitecから市販されている。
【００１２】
さらに、艶消し剤、硬化剤、湿潤剤、触媒、カーボンブラック、アミン類、レオロジー改質剤、塩素化ポリオレフィン、共溶媒、架橋剤、これらの混合物などの添加剤も所望により添加することができる。有用な硬化剤及び架橋剤としては、カルボジイミド、エポキシシラン、エポキシ、メラミン、オキサゾリン、ポリイソシアネート、ポリアジリジン、イソシアネート、ブロックドイソシアネート、アジリジン、メラミン−ホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。利用される場合、追加の添加剤は、コーティングの約1重量％〜約40重量％の範囲を構成し、より好ましくはコーティングの約1重量％〜約25重量％の範囲を構成する。
【００１３】
別の態様において、ワックスは、水性コロイダルシリカで置き換え又は水性コロイダルシリカに添加される。水性コロイダルシリカは好ましくは5〜100ナノメータの範囲内の粒子サイズを有するナノサイズである。好適な水性コロイダルシリカは、BayerからLevasilとして市販され、DegussaからAerosilとして市販され、NyacolからNexSilとして市販され、Nalco Chemical CompanyからNalco colloidal silicaとして市販されている。
【００１４】
液状コーティングは、約0.1重量％〜約30重量％の範囲のワックス、好ましくは約0.5重量％〜約5重量％の範囲のワックス、約1重量％〜約40重量％のシリコーン樹脂、最も好ましくは約8重量％〜約20重量％の範囲のシリコーン樹脂を含む。液状コーティングは約4重量％〜約60重量％の範囲の樹脂バインダー、最も好ましくは約15重量％〜約45重量％の樹脂バインダーを含む。
【００１５】
別の態様において、液状コーティングは、約0.1重量％〜約30重量％の範囲の水性コロイダルシリカ、好ましくは約0.5重量％〜約15重量％の範囲の水性コロイダルシリカを含む。コーティングはさらに、約1重量％〜約40重量％のシリコーン樹脂、最も好ましくは約8重量％〜約20重量％の範囲のシリコーン樹脂を含む。液状コーティングは約4重量％〜約60重量％の範囲の樹脂バインダー、最も好ましくは約15重量％〜約45重量％の樹脂バインダーを含む。
【００１６】
コーティングは好ましくはスプレー、ブラシ、ドリップ及びドラッグ塗布によって容易に且つ均一に施されるように少し凝集した懸濁液として製造される。湿潤剤、共溶媒などのいくつかの添加剤も予備分散物（pre-dispersion）に添加することができる。コーティングを完成するために、残りの好ましい成分が予備分散物に添加される。シリコーン樹脂、樹脂バインダー及び他の望ましい成分を添加した後、コーティングに架橋剤が添加されてから、塗布される。
【００１７】
本発明をさらに以下の非制限的な実施例によって説明することができる。
実施例
二つの水性低ノイズコーティングが調製された。配合物Ａは次の方法で調製された。共溶媒、湿潤剤、ＵＶ吸収剤及び安定剤をワックス粒子と混合して表１に示す配合割合で予備分散物を調製した。
【００１８】
【表１】
2008095108.tif 000002
【００１９】
表１に示された成分の全てが容器に添加され、カウルスブレード（Cowles blade）で30分間分散させられた。次に、ポリウレタン樹脂は別個の混合容器に装填した。表１の予備分散物をその後ポリウレタン樹脂に添加し、15分間混合した。脱イオン水をこの混合物に加え、5分間混合した。中位の速度で混合を続けながら、高分子量シリコーン樹脂、艶消し剤、カーボンブラック、レオロジー改質剤、及びアミンを含む追加の成分を2時間かけて添加した。組成物を完全に混合したら、そのｐＨをアンモニアを添加して8.5〜9.0に上げた。最終組成物は200メッシュのふるいを通して容器へとろ過した。
【００２０】
配合物Ｂは次の方法で調製された。ポリウレタン樹脂をはじめに混合容器に装填した。別個の容器に、共溶媒、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、及び湿潤剤を中位の速度で混合した。この予備混合物をその後ポリウレタン樹脂に添加し、15分間混合した。脱イオン水をこの混合物に加え、5分間混合した。次に、水性コロイダルシリカを添加し、10分間混合した。中位の速度で混合を続けながら、高分子量シリコーン樹脂、艶消し剤、カーボンブラック、レオロジー改質剤、及びアミンを含む追加の成分を2時間かけて添加した。組成物を完全に混合したら、そのｐＨをアンモニアを添加して8.5〜9.0に上げた。最終組成物は200メッシュのふるいを通して容器へとろ過した。
【００２１】
これらの配合物を正弦（sine）及びランダム運動試験法の両方を使用してノイズに関して各３回試験した。両試験法に関して、コートされた材料はカウンター面に対して圧縮された。正弦試験法は、1〜10mmのストローク長さで1〜11Hzの振動数の正弦運動においてコートされた材料に隣接したカウンター面を動かすことによって生じるノイズを測定する方法である。ランダム試験法は、様々なランダム運動においてカウンター面を動かすことによって生じるノイズを測定する方法である。各コーティングに関して配合物は、塗装パネル及びガラスカウンター面の両方に対して、ドライ及びウエットのノイズについて試験した。試験の結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
2008095108.tif 000003
【００２３】
表２に示すように、本発明のコーティングの試験において生じたノイズは、非常に低く、約40dBAの一般に許容される範囲を十分に下回っていた。
当業者に明らかであるように、本発明の多くの変更及び変形がその精神及び範囲を逸脱することなく行い得る。本明細書に記載される特定の態様は例示の手段としてのみ与えられ、本発明は添付の特許請求の範囲の記載並びにそのような特許請求の範囲が与える均等物の全範囲によってのみ制限されるべきである。