(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め活性化処理を施した加硫ゴムを、イソシアネート処理液に含浸し、次いで、前記加硫ゴムの表面を硬化させることを特徴とするゴムの表面改質方法であって、
前記活性化処理は、紫外線処理、プラズマ処理、電子線処理、放射線処理、イオンビーム処理及びコロナ放電処理からなる群より選ばれる少なくとも１つであることを特徴とするゴムの表面改質方法。
【請求項２】
請求項１記載のゴムの表面改質方法を用いてなることを特徴とするゴムワイパーブレード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム表面の摩擦係数を低減させることができるゴムの表面改質方法及びこれを用いてなるゴムワイパーブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ワイパーに用いる部材は、その表面と対象物（ガラス等）とが摺接することによって、雨水や粉塵等を除去する機能を果たすものである。このような自動車用ワイパーには、通常、ゴムからなる部材が用いられている。
【０００３】
一般にゴムからなる部材は表面滑り性が悪いので、使用時にキシミ音や拭きムラ等が発生しないように、摩擦係数が小さくされていることが好ましい。このため、種々の低摩擦化への試みが行われており、このような試みとしては、例えば、ブルーム、ブリード、ラミネートや、滑剤、樹脂、繊維の練り込み等の物理的処理や、酸、アルカリ、ハロゲン類等の各種薬品等による化学的処理を挙げることができる。なかでも、塩素化処理等のハロゲン処理が一般的である。
【０００４】
上記塩素化処理を行うことにより、初期の摩擦係数は低減するが、長期間使用すると、摩擦係数が高くなって摺動性が悪化するという問題が生じる。即ち、塩素化処理は塩素によってゴムを劣化させてゴム表面を改質する方法であるので、改質されたゴム表面が対象物（ガラス等）と摺接するにつれて徐々に欠落して、摩擦係数が高くなってしまい、低減された摩擦係数を長期にわたって維持できないという問題がある。
【０００５】
また、近年含塩素化合物の焼却時にダイオキシン等の有害物質が生成する危険性が指摘されており、自動車用ワイパーに用いる部材にも、脱ハロゲン化が求められている。上記塩素化処理が施された部材には、焼却廃棄時にハロゲン性有害物質を発生するという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、ゴム表面の摩擦係数を低減させることができるゴムの表面改質方法及びこれを用いてなるゴムワイパーブレードを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め活性化処理を施した加硫ゴムを、イソシアネート処理液に含浸し、次いで、前記加硫ゴムの表面を硬化させるゴムの表面改質方法であって、上記活性化処理は、紫外線処理、プラズマ処理、電子線処理、放射線処理、イオンビーム処理及びコロナ放電処理からなる群より選ばれる少なくとも１つであることを特徴とするゴムの表面改質方法である。以下に本発明を詳述する。
【０００８】
本発明のゴムの表面改質方法においては、予め加硫ゴムに活性化処理を施しておくことが必要である。
本発明で用いられる加硫ゴムとしては特に限定されず、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、水素化ニトリルゴム（水素化ＮＢＲ）、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）、ウレタンゴム（Ｕ）等のマトリックス成分に、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、老化防止剤、充填剤、シランカップリング剤、シリカ、カーボンブラック等の添加剤を配合したものをプレス加硫等の従来公知の方法により加硫してなるもの等を挙げることができる。
【０００９】
上記活性化処理としては、公知の活性化処理を適宜用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、紫外線処理、プラズマ処理、電子線処理、放射線処理、イオンビーム処理、コロナ放電処理等が好適に用いられる。
このような活性化処理を施すことにより、加硫ゴムの表面にヒドロキシル基等の反応サイトが生じる。
【００１０】
上記活性化処理として紫外線処理を行う場合、その条件としては特に限定されず、紫外線の照射対象により適宜決定することができるが、例えば、２００〜４５０ｎｍの波長の紫外線を、１〜１０分間照射することにより加硫ゴムの表面を活性化することができる。
【００１１】
本発明のゴムの表面改質方法においては、次いで、予め活性化処理を施した加硫ゴムを、イソシアネート処理液に含浸する。
上記イソシアネート処理液は、イソシアネート化合物を溶媒に溶解させてなるものである。
【００１２】
上記イソシアネート化合物としては、２個以上のＮＣＯ基を有するものであれば特に限定されず、例えば、トリレンジイソシアネート（２，４体、２，６体）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（純ＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ）、ｍ−フェニレンジイソシアネート；テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート；４，４’，４”−トリフェニルメタントリイソシアネート、２，４’，４”−ビフェニルトリイソシアネート、２，４，４”−ジフェニルメタントリイソシアネート等及びこれらの変性体やこれらの多量体を挙げることができる。なかでも、加硫ゴムへの浸透性の点より、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等の比較的低分子量のものが好適に用いられる。これらのイソシアネート化合物は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１３】
上記イソシアネート処理液中のイソシアネート化合物の濃度としては特に限定されないが、１〜５０重量％であるのが好ましい。１重量％未満であると、加硫ゴムの表面が充分に改質されず、摩擦係数が低くならないことがある。一方、５０重量％を超えると、改質後のゴム硬度が大きくなりすぎ、ゴム弾性が極端に下がってしまうことがある。より好ましくは５〜３０重量％である。
【００１４】
上記溶媒としては上記イソシアネート化合物を溶解するものであれば特に限定されず、例えば、酢酸ｎ−ブチル、酢酸エチル、トルエン、ＭＥＫ、アセトン等を挙げることができる。
【００１５】
本発明のゴムの表面改質方法においては、更に、上記加硫ゴムの表面を硬化させる工程が行われる。
上記活性化処理で形成されたヒドロキシル基等の反応サイトと、上記イソシアネート化合物とが反応し、架橋・硬化することにより、上記加硫ゴムの表面に硬化層を形成することができる。
【００１６】
上記加硫ゴムの表面を硬化させる方法としては特に限定されず、例えば、オーブン内で高温にて処理する方法等を挙げることができる。
このような方法にて硬化処理を行う場合、硬化処理温度としては特に限定されないが、５０〜２５０℃であるのが好ましい。５０℃未満であると、イソシアネート化合物が充分に硬化せず、加硫ゴムの表面摩擦係数が低くならないことがある。一方、２５０℃を超えると、加硫ゴム全体が熱老化を起こしてしまうことがある。より好ましくは７０〜２００℃である。
【００１７】
本発明のゴムの表面改質方法により処理された加硫ゴムは、表面には相当な厚さの強固に架橋された硬化層を有し、内部には加硫ゴムの柔軟性及び弾性が保持された弾性層を有するので、全体として、耐摩耗性、低圧縮永久歪、反発弾性及び耐熱性に優れた特性を併せ持つものである。
【００１８】
本発明のゴムの表面改質方法を用いることにより、例えば、ゴムワイパーブレードの表面を改質することができる。
本発明のゴムの表面改質方法によれば、加硫ゴムの表面に硬化層を形成することができ、更に、形成された硬化層は充分な厚さを有するので、本発明が施された自動車用のゴムワイパーブレードは、長期間の使用によっても摩擦係数が高くならず、摺動性が悪化するという問題を生じない。
本発明のゴムの表面改質方法を用いてなるゴムワイパーブレードもまた、本発明の１つである。
【００１９】
本発明のゴムの表面改質方法の用途として特に限定されず、自動車用のゴムワイパーブレードに用いられるだけでなく、良好な摺動性や耐磨耗性が必要とされるゴムローラ、ゴムベルト、ゴムホース、リップシール等のシール材といった各種の部材にも好適に用いられる。
【００２０】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２１】
＜ワイパーブレードゴムの作製＞
表１に示す配合の組成物を混練りし、１５０℃×１０分で加硫させ、未処理のワイパーブレードゴムを作製した。
【００２２】
【表１】
0004497495.tif 000002
【００２３】
得られた未処理のワイパーブレードゴムに対して、以下に記載のとおり、実施例１〜３ではイソシアネート処理を行い、比較例２では塩素化処理を行い、得られた処理済ワイパーブレードゴムをそれぞれ評価試験に供した。比較例１においては、未処理のワイパーブレードゴムをそのまま用いて評価試験を行った。
【００２４】
実施例１〜３
＜イソシアネート処理＞
クルードＭＤＩを固形分濃度がそれぞれ表２に記載の値となるように酢酸ｎ−ブチルに溶解し、イソシアネート処理液を調製した。３６５ｎｍの波長をもつ紫外線を未処理のワイパーブレードゴムに１０分間照射させた後、このワイパーブレードゴムを上記イソシアネート処理液に１０分間浸漬させた。次いで、ワイパーブレードゴムを１０分間常温で乾燥させ、その後１５０℃×１０分間オーブンにて硬化させ、評価用サンプルを作製した。
【００２５】
【表２】
0004497495.tif 000003
【００２６】
比較例２
＜塩素化処理＞
水２ｋｇにさらし粉３ｇと１２Ｎ塩酸５ｍＬとを溶解し、塩素化処理液を調製した。未処理のワイパーブレードゴムを上記塩素化処理液に１０間浸漬して表面処理を行い、評価用サンプルを作製した。
【００２７】
＜評価項目及び試験方法＞
初期及び乾燥ガラス面における１万回摺動後の摩擦係数を測定した。測定は摩擦係数測定機（新東科学社製ＨＥＩＤＯＮ−１４Ｄ型）を用いて行われた。結果を表３に示した。
【００２８】
【表３】
0004497495.tif 000004
【００２９】
表３に示した結果より明らかなように、実施例品は比較例品に比べて摩擦係数が低減していた。しかも、実施例品は１万回摺動後においても低摩擦係数を維持することができた。これに対して、塩素化処理ワイパーブレードゴムである比較例２品は表面処理された直後は摩擦係数の低減効果が見られるものの、１万回摺動後には摩擦係数が大幅に高くなった。実施例３品は、初期の摩擦係数ついては、比較例２品より高かったものの、１万回摺動後も摩擦係数にほとんど変化が見られず、比較例２品より長期使用後の低摩擦性に優れていた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成よりなるので、加硫ゴムの表面に充分な厚さの硬化層を形成することにより、加硫ゴムの表面を改質することができ、長期にわたって摩擦係数が低く、耐磨耗性に優れた加硫ゴムを得ることができる。