(57)【要約】  本発明は、エラストマー材料からなるベース基材（３）を有する被覆されたエラストマー異形材（１）の製造法に関し、その際、第一の工程において、被覆材料（１１）をエラストマー材料からなるベース基材（３）に施与し、その際、被覆材料（１１）はポリマー材料を含有する潤滑剤（１３）を含有する。第二の工程において、被覆材料（１１）を備えたベース基材（３）を、潤滑剤（１３）中に含まれるポリマー材料の溶融温度を上回る温度に加熱し、その際、ポリマー皮膜（１７）がエラストマー異形材の表面上に形成される。最後に、エラストマー異形材に照射し、ポリマー皮膜（１７）を硬化させる。本発明は更に、少なくとも１のポリマー材料を含有する潤滑剤（１３）を含有する被覆材料（１１）からなる被覆（５）を含む、エラストマー材料からなるベース基材（３）を有するエラストマー異形材に関する。被覆（５）は被覆材料からなる第一の層（１５）を有し、該第一の層（１５）上に第二の層（１７）が形成されており、該第二の層（１７）は本質的に架橋されたポリマー材料を含有する。該エラストマー異形材は、例えば、ウィンドウワイパ用又はウィンドウスクイジー用のワイパゴムとして使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程：
（ａ）被覆材料（１１）をエラストマー材料からなるベース基材（３）に施与する工程、その際、被覆材料（１１）はポリマー材料を含有する潤滑剤（１３）を含有するものとする、
（ｂ）被覆材料（１１）を備えたベース基材（３）を、潤滑剤（１３）中に含まれるポリマー材料の溶融温度を上回る温度に加熱する工程、その際、ポリマー皮膜（１７）がエラストマー異形材の表面上に形成されるものとする、
（ｃ）エラストマー異形材に照射し、ポリマー皮膜（１７）を硬化させる工程
を有する、エラストマー材料からなるベース基材（３）を有する被覆されたエラストマー異形材（１）の製造法。
【請求項２】
潤滑剤（１３）中に含まれるポリマー材料が潤滑物質として作用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
潤滑剤（１３）が粒子の形で存在する固体の潤滑物質を含有し、該粒子はポリマー材料で少なくとも部分的に被覆されている、請求項１記載の方法。
【請求項４】
ポリマー材料が低い融点を有するワックスである、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】
ワックスがパラフィンワックス又は微結晶ワックスである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
ポリマー材料が、ポリエチレン、特にＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド又はＰＴＦＥ変性ポリエチレンから選択されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
固体の潤滑剤が、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、タルク、ポリアミド粉末、ポリエチレン粉末又はこれらからの混合物から選択されている、請求項３から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ベース基材（３）のためのエラストマー材料が、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ターポリマー、エチレン−プロピレン−ゴム、ポリウレタン、ブチルゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、熱可塑性エラストマー並びにこれらからの混合物から選択されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
工程（ｃ）において、電子線又はガンマ線の照射を行う、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１のポリマー材料を含有する潤滑剤（１３）を含有する被覆材料（１１）からなる被覆（５）を含む、エラストマー材料からなるベース基材（３）を有するエラストマー異形材において、被覆（５）が被覆材料（１１）からなる第一の層（１５）を有し、該第一の層（１５）上に第二の層（１７）が形成されており、該第二の層（１７）が本質的に架橋されたポリマー材料を含有することを特徴とするエラストマー異形材。
【請求項１１】
潤滑剤（１３）が更に固体の潤滑物質を含有し、該潤滑物質が有利に、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、タルク、ポリアミド粉末、ポリエチレン粉末又はこれらからの混合物から選択されている、請求項１０記載のエラストマー異形材。
【請求項１２】
ポリマー材料が、ポリエチレン、特にＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ＰＴＦＥ変性ポリエチレン、又は低い融点を有するワックスから選択されている、請求項１０又は１１記載のエラストマー異形材。
【請求項１３】
ベース基材（３）のエラストマー材料が、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ターポリマー、エチレン−プロピレン−ゴム、ポリウレタン、ブチルゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、熱可塑性エラストマー並びにこれらからの混合物から選択されている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のエラストマー異形材。
【請求項１４】
自動車のウィンドウワイパ用又はウィンドウスクイジー用のワイパゴムとしての、ドアシール材としての、フロントガラスシール材としての、乗り物におけるウィンドウシール材としての、エラストマーシール部材としての、エラストマーシール異形材としての、Ｏリングとしての、又はエラストマーガイド異形材としての、請求項１０から１３までのいずれか１項記載のエラストマー異形材の、又は、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法により製造されたエラストマー異形材（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、エラストマー材料からなるベース基材を有する被覆されたエラストマー異形材の製造法に関する。さらに、本発明は、請求項１０の上位概念に記載のエラストマー異形材から出発している。最後に、本発明は、本発明によるエラストマー異形材又は本発明による方法により製造されたエラストマー異形材の使用にも関する。
【０００２】
エラストマー異形材は、例えば、ワイパゴム又は紐状シール材の製造に使用される。この種のワイパゴムは、例えば自動車のウィンドウワイパに使用される。ワイパゴムの他の応用分野は、例えば、家庭での窓ガラスの清浄化に使用されるウィンドウスクイジーである。
【０００３】
わずかなエネルギー消費でウィンドウワイパが満足のいく結果をもたらすためには、一般的に、ウィンドウワイパとして使用されるワイパゴムが作動する際の摩擦を低減させることが必要である。このために、ワイパゴムに、例えばグラファイト被覆又は減摩ラッカー被覆を備えることが公知である。
【０００４】
摩擦を低減させるために使用される被覆は、しばしば、バインダー及び硬化剤からなる熱硬化性の二成分系を含有する。この種の熱硬化性系は、例えば、ヒドロキシル官能化ポリエステル、アクリルポリマー又はウレタンポリマー、及び例えば、メラミン、アルデヒド−又はイソシアネート−硬化剤を含有する。被覆表面の摩擦を低減させるために、一般にはグラファイト又は二硫化モリブデンが固体の潤滑物質として添加される。これは、例えばUS-B 6,696,391から公知である。
【０００５】
これとは異なり、従来技術から、例えばUS-B 7,028,367から、ワイパゴムのためのエラストマー材料に、摩擦の低減のための添加剤を混合することは公知である。好適な添加剤として、ＰＴＦＥ、グラファイト、亜硝酸ホウ素、フルオロ−ポリマー又はフルオロ含有添加剤が挙げられる。
【０００６】
被覆中に含まれている固体の潤滑剤としてのグラファイトの欠点は、グラファイト粒子が、結合強度及びひいては被覆の摩耗強度を低下させることである。多くの場合、グラファイトの割合は被覆の臨界的な顔料体積濃度を上回っており、このことは、低い付着性、及びひいては被覆の不十分な摩耗強度を招く。被覆表面の低い摩擦特性を達成するためには、グラファイトの高い含分が必要である。
【０００７】
被覆の摩擦抵抗の低減のために使用される、ポリエチレン−、ポリプロピレン−又はポリテトラフルオロエチレン−粉末は、被覆の表面へと移動し、それによりその潤滑作用が達成される。しかしながら、粉末が、付着性の欠乏に基づき、被覆表面から容易に分離し得ることが不利である。
【０００８】
更に、低い融点を有するワックスも潤滑剤として使用される。前記ワックスは、被覆の熱硬化の間に被覆の表面へ移動する。被覆を冷却した際に、ワックスで富化された薄い表面が被覆上に生じる。これにより、ワイパゴムの摩擦は低減される。しかしながら、低い融点を有するワックスは、特に高温の環境中で、例えば前記ワックスが日光に暴露されている場合に軟化し、それにより、摩擦抵抗も耐摩耗性も劣化することが不利である。特にこの場合、低い融点を有するワックスは、ウィンドウワイパの作動の際にフロントガラスに付着したままとなり得る。それに対して、高い融点を有するワックスは、日光照射の際であっても軟化しないという利点をもたらす。しかしながら、高い融点を有するワックスは、被覆表面上に一貫した皮膜を形成しないことが不利である。
【０００９】
本発明の開示
エラストマー材料からなるベース基材を有する被覆されたエラストマー異形材の本発明による製造法は、以下の工程：
（ａ）被覆材料をエラストマー材料からなるベース基材に施与する工程、その際、被覆材料はポリマー材料を含有する潤滑剤を含有するものとする、
（ｂ）被覆材料を備えたベース基材を、潤滑剤中に含まれるポリマー材料の溶融温度を上回る温度に加熱する工程、その際、ポリマー皮膜がエラストマー異形材の表面上に形成されるものとする、
（ｃ）エラストマー異形材に照射し、ポリマー皮膜を硬化させる工程
を含む。
【００１０】
ベース基材を、潤滑剤を含有する被覆材料で被覆することにより、エラストマー異形材の良好な摩擦特性が達成される。ポリマー皮膜の硬化により、被覆の耐摩耗性が高められる。
【００１１】
エラストマー異形材は、例えば、押出し、射出成形又は圧縮成形された異形材であってよい。
【００１２】
一実施態様において、潤滑剤中に含まれるポリマー材料は、潤滑物質として作用する。通常、ポリマー材料はバインダー中に含まれる。バインダーとして、例えば、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエステル−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミドが好適である。
【００１３】
第二の実施態様において、潤滑剤は粒子の形で存在する固体の潤滑物質を含有し、該粒子はポリマー材料で少なくとも部分的に被覆されている。
【００１４】
工程（ｂ）において、被覆材料を備えたベース基材を、ポリマー材料の溶融温度を上回る温度に加熱することによって、ポリマー材料が被覆の表面へ移動し、そこで溶融する。これにより、被覆材料の表面上にポリマー材料からなる皮膜が生じる。工程（ｃ）におけるポリマー皮膜の硬化によって堅固な表面が生じ、該表面は、改善された摩耗特性と、同様に改善された摩擦特性とを有する。潤滑剤が固体の潤滑物質を含有する場合、該物質は、硬化されたポリマー皮膜により被覆中に保持される。該物質が摩耗により被覆から取り去られることは回避される。
【００１５】
本発明の一実施態様において、被覆材料中に含まれるポリマー材料は、低い融点を有するワックスである。低い融点を有するワックスは、該ワックスが、高められた温度での被覆材料の硬化の間に、被覆の表面へと拡散する傾向にあるという特性を有する。しかしながら、低い融点を有するワックスによって、摩擦値は十分に低減されず、さらに、摩耗抵抗はわずかであるため、所望の特性を達成するためには表面処理が必要である。このことは、表面上に堆積された低い融点を有するワックスを照射により硬化させることにより達成される。これにより、良好な摩擦特性、及びさらには改善された摩耗特性をも有する、高い融点を有するワックスが形成される。
【００１６】
被覆材料中に含まれている好適なワックスは、例えば、パラフィンワックス、カルナウバワックス、微結晶ワックス又はフィッシャー・トロプシュワックスである。
【００１７】
別の実施態様において、ポリマー材料は、ポリエチレン（ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ＰＴＦＥ変性ポリエチレンから選択されている。
【００１８】
上記ポリマーは、同様に、被覆材料の硬化の際に表面上に皮膜を形成するという特性を有する。さらに、該ポリマーは、照射により架橋することができ、かつこのようにして硬化し得る。例えば、電子線硬化による低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の照射により架橋が生じ、該架橋により、耐摩耗性及び潤滑特性並びに熱的特性、例えば溶融範囲が改善されることは公知である。硬化は、従来技術から公知であり、かつ、照射によるポリオレフィン鎖中の二重結合の中間形成に基づく反応経路により達成される。例えば、添加剤の添加によって、架橋速度を高めることもできる。添加剤として、例えばトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）が好適である。
【００１９】
本発明の有利な実施態様において、ポリマー材料として、電子線硬化によりＬＤＰＥと同様に硬化し得る、低い融点を有するワックスが使用される。電子線硬化による表面でのワックス層の架橋によって融点が高められ、それによって、改善された硬度、改善された潤滑特性、改善された耐摩耗性及び高められたワックス転移温度がもたらされる。そのようなワックスは、例えばパラフィンワックス又は微結晶ワックスである。
【００２０】
被覆材料中に固体の潤滑剤が含まれている場合、該潤滑剤は有利に、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン又はこれらからの混合物から選択されている。他の好適な固体の潤滑剤は、例えば、タルク、ポリアミド粉末又はポリエチレン粉末である。
【００２１】
エラストマー異形材のためのエラストマー材料として、エラストマー異形材の使用分野のために必要な特性を有する全てのエラストマー材料が好適である。天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレン−ターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレン−ゴム（ＥＰＭ）、ポリウレタン、ブチルゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム及び熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）並びにこれらからの混合物から選択されたエラストマー異形材のためのエラストマー材料は有利である。
【００２２】
ポリマー皮膜の硬化のためには、エラストマー異形材への電子線の上記の照射の他に、ガンマ線の照射を行うことも可能である。電子線に対するガンマ線の利点は、ガンマ線が被覆中にさらに侵入するという点である。これにより、被覆中に含まれるポリマー材料がより深く硬化される。
【００２３】
本発明はさらに、少なくとも１のポリマー材料を含有する潤滑剤を含有する被覆材料からなる被覆を含む、エラストマー材料からなるベース基材を有するエラストマー異形材に関する。本発明によれば、被覆は、被覆材料からなる第一の層を有し、該第一の層上に第二の層が形成されており、該第二の層は本質的に架橋されたポリマー材料を含有する。
【００２４】
従来技術から公知である被覆に対する利点は、本質的に架橋されたポリマー材料を含有する第二の層が、改善された摩擦特性及び改善された摩耗特性を有することである。これにより、例えばワイパゴムとして使用されるエラストマー異形材の安定性が高められる。
【００２５】
第一の実施態様において、被覆の表面上で架橋されるポリマー材料は、潤滑物質を形成する。しかしながらそれとは異なり、潤滑剤が固体の潤滑物質を含有することも可能である。該潤滑物質は一般的に少なくとも部分的に被覆の表面上に存在しており、それにより摩擦が低減される。
【００２６】
本発明による方法により製造されたエラストマー異形材又は本発明によるエラストマー異形材は、例えば、自動車のウィンドウワイパ用、又は、例えば家庭での窓ガラスの清浄化に使用されるようなウィンドウスクイジー用のワイパゴムとして使用される。本発明により製造されたエラストマー異形材の他の適用分野は、例えば、ドアシール材、フロントガラスシール材、乗り物におけるウィンドウシール材、エラストマーシール部材、Ｏリング、エラストマーシール異形材、エラストマーガイド異形材である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】被覆を有するエラストマー異形材の横断面を示す図。
【図２】被覆されたエラストマー異形材の製造法の模式図を示す図。
【００２８】
発明の実施の形態
図１に、本発明により形成された被覆を有するエラストマー異形材を示す。
【００２９】
本発明により形成された被覆を有するエラストマー異形材１は、ベース基材３を含む。ベース基材３は、一般に、押出法、射出成形法又は圧縮成形法により製造される異形材である。通常、ベース基材３はエラストマー材料から製造されている。ベース基材３のためのエラストマー材料として、上記のもの、例えばＮＲ、ＣＲ、ＥＰＴＭ、ＥＰＭ又はこれらからの混合物が好適である。ベース基材３がウィンドウワイパのワイパゴムとして使用される場合には、ワイパゴムとして使用される上記のエラストマー異形材１と、上でウィンドウワイパが使用されるウィンドウとの間の摩擦値が低減されることが望ましい。より低い摩擦値によって、例えば、低下された運転音がもたらされる。より低い摩擦値は、本発明によれば、ベース基材３上に被覆５を施与することにより達成される。本発明によれば、被覆５はポリマー材料を含有しており、該ポリマー材料は、被覆５の硬化の際にポリマー皮膜を被覆５の表面上に形成する。所望の摩擦特性及び摩耗特性を達成するために、ポリマー皮膜はエラストマー異形材１の照射により硬化される。
【００３０】
図１に示される被覆されたエラストマー異形材１の横断面は、２つのワイパゴムを示しており、前記ワイパゴムはまずエラストマー異形材１として製造される。個々のウィンドウワイパを製造するためには、エラストマー異形材１をその中央線７に沿って分離することが必要である。２つの個々のワイパゴムをエラストマー異形材１から製造する。２つのワイパゴムを含むエラストマー異形材を被覆することも、エラストマー異形材１をまず中央線７で分離し、引き続いてようやく被覆することも可能である。
【００３１】
図２に、本発明により形成されたエラストマー異形材の製造法を模式的に示す。
【００３２】
第一の工程において、被覆材料１１をベース基材３に施与する。被覆材料１１は、ポリマー材料を含有する潤滑剤１３を含有する。潤滑剤１３は有利にバインダー中に分散されている。この場合、潤滑剤１３は有利に、バインダー中に分配された小さな粒子の形で存在している。
【００３３】
被覆材料のためのバインダーとして、当業者に公知である、被覆に使用される任意の全てのバインダーが好適である。しかしながらここで、バインダーがベース基材３のエラストマー材料に付着し、それにより、被覆５がベース基材３から剥離不可能となるように留意しなければならない。付着性は、被覆材料中に付着促進剤を添加することによっても改善され得る。それとは異なり、まず付着促進剤をベース基材３に施与することも可能である。好適な付着促進剤は、例えば、有機溶剤中の塩素化ポリマーである。
【００３４】
バインダーとして、特に、ポリアクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル−ポリウレタン樹脂、ポリエーテル−ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好適である。前記樹脂は、例えば、メチル化イミノメラミンアミノプラスト架橋剤、イソシアネート架橋剤又はエポキシド架橋剤を用いて架橋されていてよい。
【００３５】
潤滑剤１３中に含まれているポリマー材料は、例えば、ワックス又はポリオレフィンである。更に、ポリテトラフルオロエチレン又は架橋性ポリアミドも好適である。特に、ポリテトラフルオロエチレン及び架橋性ポリアミドは、同時に、潤滑剤の潤滑物質としても使用することができる。しかしながら、一実施態様において、潤滑剤１３は固体の潤滑物質を含有する。固体の潤滑物質として、例えば、グラファイト又は二硫化モリブデンが使用される。
【００３６】
ベース基材３のエラストマー材料上に被覆材料１１を施与した後に、被覆材料１１を硬化させる。前記硬化は、一般に熱の供給により行われる。被覆材料１１の加熱により、被覆材料１１中に分散された潤滑剤１３の粒子は被覆材料１１の表面へと上昇する。これにより、ベース基材３上に載置され、かつ本質的に被覆材料１１のバインダーを含有する、第一の層１５が形成される。第一の層１５上には、本質的に潤滑剤１３を含有する第二の層１７が形成される。このようにして、ベース基材３上に、低い摩擦値を有する表面が生じる。
【００３７】
潤滑剤１３の粒子が被覆の表面へと移動することにより生じる第二の層１７から、含まれている潤滑物質粒子、例えばグラファイト粒子、二硫化モリブデン粒子が、バインダーの硬化後に、ウィンドウワイパの作動の際にさらに取り去られることがあり、それというのも、第二の層を形成するポリマー材料と潤滑物質粒子との間の付着性は十分に大きいわけではないためである。第二の層１７がフロントガラス上でのウィンドウワイパの運動により摩耗により除去されることもあり得る。このことは特に、使用されたポリマー材料が、例えば軟質ワックス層の場合のように軟質である場合に当てはまる。軟質ワックス層の特性は、特に、該層が低い軟化点を有することであり、それによって、摩耗による除去及びフロントガラスへのワックスの移行が容易になる。
【００３８】
従って、第二の層１７を安定化させ、かつ、潤滑物質を第二の層１７中に保持するために、本発明によれば、被覆１７に照射して第二の層１７を硬化させる。第二の層１７の照射は、例えば、電子線又はガンマ線により行われる。このために、被覆５を照射装置１９にかけ、該装置から照射線２１を被覆５に当てる。照射には、電子線もガンマ線も好適である。
【００３９】
被覆５の照射のために電子線を使用する場合、第二の層１７の表面上では、該層中に含まれるポリマー分子間に結合が生じ、それによりポリマー分子が架橋される。第二の層１７中に含まれるポリマー材料は硬化され、硬化された層２３が生じる。第二の層１７の硬化により、被覆されたエラストマー異形材１の表面が安定化される。ポリマー材料はもはや容易には摩耗により除去できない。さらに、潤滑物質の粒子は硬化された層２３中により良好に保持される。該粒子はもはや容易には取り去られることができない。このようにして、被覆されたエラストマー異形材１の潤滑作用も改善され、かつ摩擦値が持続的に低減される。
【００４０】
電子線とは異なり、ガンマ線は第二の層１７中により深く侵入する。硬化された層２３は、電子線での照射線２１によって硬化させた場合よりも大きな厚みを占める。
【００４１】
硬化された層２３への第二の層１７の硬化は電子線又はガンマ線により行われるため、潤滑剤１３中に含まれておりかつ第二の層１７を形成するポリマー材料として、電子線又はガンマ線の照射により硬化可能な全てのポリマー材料が好適である。好適なポリマーは、特に、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ）並びに他のポリマー材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及び架橋性ポリアミドである。特に、最後に記載したものは、同時に潤滑剤としても作用し得るため、ポリテトラフルオロエチレンないし架橋性ポリアミドを使用する際には、更に固体の潤滑物質、例えば、グラファイト又は二硫化モリブデンを使用する必要はない。
【００４２】
表面被覆によりエラストマー異形材１の摩擦値は低減されるため、該エラストマー異形材１を、例えば、自動車のウィンドウワイパ、又は、例えば家庭で使用されるようなウィンドウスクイジーの場合と同様に、該エラストマー異形材１が他の表面を介して導かれるあらゆる場所で使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2010535268.tif 000006
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