(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状の固体潤滑剤と、この固体潤滑剤をワイパーブレードゴムに付着させるためのバインダーと、固形分１００質量部に対して１５０〜１２００質量部の溶剤を含むスプレー塗布用ワイパーブレードゴム用コーティング剤であって、前記バインダーは、これを乾燥し又は硬化したものの弾性率（０．５％モジュラス）が１ＭＰａ以上であり、破断伸びが１％以上であることを特徴とするスプレー塗布用ワイパーブレードゴム用コーティング剤。
【請求項２】
前記バインダーに対する前記固体潤滑剤の体積比が０．２５〜１．０である請求項１に記載のスプレー塗布用ワイパーブレード用コーティング剤。
【請求項３】
前記固体潤滑剤として鱗片状グラファイトを含む請求項１又は２に記載のスプレー塗布用ワイパーブレード用コーティング剤。
【請求項４】
前記バインダーがウレタン、エポキシ、ポリアミドイミドから選ばれる請求項１〜３のいずれか１項に記載のスプレー塗布用ワイパーブレード用コーティング剤。
【請求項５】
前記バインダーがポリオールポリエーテル系ウレタンである請求項１〜４のいずれか１項に記載のスプレー塗布用ワイパーブレード用コーティング剤。
【請求項６】
前記バインダーがＢＰＡ型液状エポキシである請求項１〜４のいずれか１項に記載のスプレー塗布用ワイパーブレード用コーティング剤。
【請求項７】
ワイパーブレードゴムのリップ部の両面に請求項１〜６のいずれか１項に記載のスプレー塗布用コーティング剤を塗布し、このコーティング剤を乾燥し又は硬化させ、リップ部先端を切断してリップ部側面で終端するコーティング被膜を形成することを含む方法によって製造され得る、リップ部にコーティング被膜を付着されたワイパーブレードゴム。
【請求項８】
前記コーティング被膜の厚さが２〜１０μｍである、請求項７に記載の、リップ部にコーティング被膜を付着されたワイパーブレードゴム。
【請求項９】
前記ワイパーブレードゴムは前記リップ部の切断前にはタンデム形状である、請求項７又は８に記載の、リップ部にコーティング被膜を付着されたワイパーブレードゴム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に用いられるワイパーブレードゴム及びこのワイパーブレードゴムに塗布されるコーティング剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイパーブレードゴムは払拭時の摩擦抵抗を少なくし、ガラスと接触するリップ部先端の摩耗性を向上させるために、表面を塩素処理することが行われている。この塩素処理は少なくともワイパーブレードゴムのリップ部を塩素系の溶剤に浸漬させて表面を硬化させるものである。この塩素処理をしたワイパーブレードゴムを用いてフッ素系又はシリコン系の撥水処理を施したガラス面上で水濡れ状態で作動させると、びびりを発生した。また、ワイパーを１０万回作動させたときの払拭性の官能評価でスジ残りが多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車等の良好な視界を確保するために、ガラスに撥水処理が施されることがある。撥水処理されたガラスは水を玉状にはじくため、スジ残し等は発生し難いが、水膜を形成しにくいため、ガラスとゴムが直接接触し易くなり、静摩擦係数が大きくなり、摩擦係数の速度依存性が大きくなるため、びびりが発生しやすくなる。
【０００４】
また、撥水処理されていないガラス面においてもワックスの付着等によって水膜が形成されにくくなり、びびりが発生しやすくなることがある。また、ワイパーブレードゴムは撥水処理されていないガラス面でも、長期使用による摩耗や砂の噛み込みなどによってスジ残しや拭きムラが発生し、視界を妨げる。
【０００５】
上記問題点を鑑み、本発明の目的は、ガラスの表面に水膜が形成されにくくてもガラス表面とワイパーブレードゴムの間の静摩擦係数を小さくして摩擦係数の速度依存性を小さくすることと、低摩擦な被膜をワイパーブレードゴムのリップ部表面に形成させて摩耗を低減させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明によれば、粒子状の固体潤滑剤と、この固体潤滑剤をワイパーブレードゴムに付着させるためのバインダーと、固形分１００質量部に対して１５０〜１２００質量部の溶剤を含むスプレー塗布されるワイパーブレード用コーティング剤であって、前記バインダーは、これを乾燥し又は硬化したものの弾性率（０．５％モジュラス）が１ＭＰａ以上であり、破断伸びが１％以上であることを特徴とするワイパーブレード用コーティング剤が提供される。
前記弾性率が１ＭＰａ未満であると、前記ワイパーブレードゴムの摩擦係数を充分に小さくすることができない。一方、前記破断伸びが１％未満であると前記コーティング剤を前記ワイパーブレードゴムに塗布し乾燥又は硬化した後リップ部先端を切断するときに塗膜割れを生じて塗膜剥離が発生することがある。
【０００７】
請求項２に記載の本発明によれば、前記バインダーに対する前記固体潤滑剤の体積比（以下「Ｐ／Ｂ比」と記述する）が０．２５〜１．０であることが好ましい。
この比が０．２５未満であると、本発明のコーティング剤を用いて得られるリップ部にコーティング被膜の付着したワイパーブレードゴムのガラスに対する静止摩擦係数が大きくなりびびりが発生しやすくなる。これが１．０を超えると、本発明のコーティング剤を用いて得られるリップ部にコーティング被膜の付着したワイパーブレードゴムの塗膜表面が粉っぽくなり、ガラス表面に固体潤滑剤が付着する。
本発明のコーティング剤は、粒子状のバインダーと固体潤滑剤とを含むものであり、通常はこれらのバインダーと固体潤滑剤からなる固形分を溶剤に溶かして使用するものである。固形分に対する溶剤の使用量は、調製されるコーティング剤の使用方法により異なるものであり、格別に限定されるものではないが、通常は固形分１００質量部に対して、溶剤１５０〜１２００質量部の範囲が選択される。
【０００８】
請求項７に記載の発明によれば、ワイパーブレードゴムのリップ部の両面に請求項１〜６に記載のコーティング剤を塗布し、このコーティング剤を乾燥し又は硬化させ、リップ部先端を切断してリップ部側面で終端するコーティング被膜を形成することを含む方法によって製造され得る、リップ部にコーティング被膜を付着されたワイパーブレードゴムが提供される。
【０００９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明において、前記コーティング被膜の厚さは、好ましくは２〜１０μｍである。２μｍ未満であれば、得られるワイパーブレードゴムのガラスに対する摩擦係数が大きくて好ましくない。１０μｍを超えると拭きが不良となる。
【００１０】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は８に記載の発明において、前記ワイパーブレードゴムは前記切断前はタンデム形状であることが好ましい。これによって、リップ部先端をきれいに切断することが容易になり、また、リップ部にコーティング被膜を付着されたワイパーブレードゴムを経済的に製造することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ワイパーブレードゴム用コーティング剤に用いる固体潤滑剤として、本発明者らは予備的な実験で、グラファイトが最も低摩擦化に有効であることを見出した。このグラファイトの粒子径は１０μｍ以下が好ましい。粒子径が大きいと表面粗度が大きくなったり、脱落時の影響が大きくなり、拭き不良になり易くなる。そこで、粒子径４〜６μｍのグラファイトを用い、粉落ちがなく低摩擦化に有効なＰ／Ｂ比０．５を採用し、下記種々のバインダーａ〜ｇを用いてワイパーブレードゴム用コーティング剤を調製した。
このコーティング剤を図１に示すタンデム形状のワイパーブレードゴムのリップ部の両面にスプレー塗付し、乾燥又は硬化してコーティング被膜を形成した。前記リップ部中央で切断してリップ部にコーティング被膜を有するワイパーブレードゴムを作った。このようにして得られたリップ部にコーティング被膜を有するワイパーブレードゴムについて、撥水ガラスに対する静摩擦係数を測定した。尚、図１において、１はタンデム形状のワイパーブレードゴム、２はリップ部、３はコーティング被膜、４は切断面を表す。
【００１２】
ａ）ポリオールポリエーテル系ウレタン／芳香族イソシアネート（「ニッポラン３０１６」（商標；日本ポリウレタン工業（株）製）１００質量部／「コロネートＬ」（商標；日本ポリウレタン工業（株）製；硬化剤）５質量部）
ｂ）テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレン及びビニリデンフロライドの共重合体（住友スリーエム（株）製；商品名「ＴＨＶ２００Ｐ」）
ｃ）シリコン変性ウレタンポリオール／イソホロンジイソシアネート（「タケラックＴＥ−５２０」（商標；武田薬品工業（株）製）１００質量部／「タケネートＤ−１４０Ｎ」（商標；武田薬品工業（株）製；硬化剤）３３質量部）
ｄ）ＢＰＡ型液状エポキシ／芳香族ポリアミド（「アデカレジンＥＰ−４１００」（商標；旭電化工業（株）製）１００質量部／「アデカハードナーＥＨ−５４０」（商標；旭電化工業（株）製；硬化剤）６０質量部）
ｅ）ポリアミドイミド「ＨＰＣ−５０００−３７」（商標；日立化成工業（株）製）
ｆ）ポリオールポリエーテル系ウレタン／ブロックイソシアネート（「ニッポラン１７９」（商標；日本ポリウレタン工業（株）製）１００質量部／「コロネート２５１３」（商標；日本ポリウレタン工業（株）製）１２４質量部；硬化剤）
ｇ）アクリル（「アクリディック５６−１１５５」（商標；大日本インキ化学工業（株）製））
【００１３】
上記コーティング剤は次のように調製した。すなわち、選ばれた有機溶剤を容器に入れ、上記バインダーを攪拌機を用いて混合溶解した。これにグラファイトを少量ずつ加え、均一に大きな粒子がなくなるまで攪拌してコーティング剤を得た。硬化剤を用いる場合は、ワイパーブレードへ塗布直前に、コーティング剤に所定量の硬化剤を加えて、よく混合して調製した。
上記静摩擦係数は、長さ１０ｃｍのワイパーブレードゴムサンプルをガラス面に荷重Ｐ＝１．６７Ｎ（１７０ｇｆ）で押圧し、ガラス面とワイパーブレードゴムサンプルとを０〜２ｍ／ｓの範囲で相対速度を変化させ、サンプルがガラス面を擦る荷重Ｆを歪みゲージで測定した。測定時の周囲温度は常温である。上記測定によって得られた値より、摩擦係数μ＝Ｐ／Ｆで算出した。
【００１４】
上記で用いたバインダーａ〜ｇについて厚さ３０〜１５０μｍ、幅１０ｍｍの短冊状に加工し、引張り速度１０ｍｍ／分で引張ったときの応力−変位（Ｓ−Ｓ）曲線を測定し、その０．５％伸張時のモジュラスを弾性率の目安として、０．５％伸張時のモジュラスと静摩擦係数の関係を表１及び図２に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
図２から、バインダーの乾燥体又は硬化物の０．５％モジュラスを対数軸にとると、モジュラスが大きくなる程、静摩擦係数は小さくなり、１ＭＰａ以上で、びびりが発生し難いことが確認されている０．６５以下になることが見て取れる。
【００１７】
次に、上記各バインダーについてその乾燥体又は硬化物の破断伸び（％）を測定し、これらを用いたコーティング剤を塗布し乾燥又は硬化させた後、リップ部先端を切断するときの塗膜割れ（これから塗膜剥離が発生してしまう）との関係を調べた。
その結果を表２に示す。この表から破断伸びが０．８％で膜厚やカット刃の影響により、塗膜割れが発生することがあることが分かる。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
次に上記バインダーａ〜ｇと、これらを用いて作ったワイパーブレード用コーティング剤の組成と、下記実施例、比較例の対応関係を示す。
【００２０】
【表３】
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【００２１】
（実施例１）
図１に示す、２本のワイパーブレードゴム（材料：天然ゴム／クロロプレンのブレンド）がくっついたタンデム形状体を成形加工した。このタンデム形状体を処理液に浸漬して表面を塩素化処理し、煮沸洗浄した。次いで、スプレーガンで片側のリップ部を中心にコーティング剤を塗布した。このワイパーブレードゴムを反転させて反対側にも塗布した。その後、焼成炉で焼成した。リップ部中央でカットしてワイパーブレードゴムを２本に分離した。
【００２２】
上記コーティング剤は、固体潤滑剤として鱗片状グラファイト（ＳＫＷイーストアジア（株）製；商品名「ＵＦ−２」）８．０wt％を、バインダーとしてポリオールポリエーテル系ウレタン／ブロックイソシアネート（いずれも日本ポリウレタン工業（株）製；商品名「ニッポラン１７９」１００質量部と商品名「コロネート２５１３」１５質量部からなる）１１．０wt％を用いてＰ／Ｂ比を０．５とし、これらとメチルエチルケトン５６．０wt％、キシレン１５．０wt％、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１０．０wt％を溶剤として容器に入れて、均一になるまで攪拌して調整した。
【００２３】
（実施例２）
実施例１と同様で、バインダーをポリアミドイミド、主溶剤をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに変更したコーティング液を塗布した。
【００２４】
（実施例３）
実施例１と同様で、バインダーをＢＰＡ型液状エポキシ／芳香族ポリアミド、主溶剤をセルソルブアセテートに変更したコーティング液を塗布した。
【００２５】
（比較例１）
実施例１におけるタンデム形状体の塩素化までをおこない、コーティング剤を塗布せずに中央で切断してワイパーブレードゴムを作製した。
【００２６】
（比較例２）
実施例１と同様で、バインダーをポリオールポリエーテル系ウレタン／芳香族イソシアネート、主溶剤をセルソルブアセテートに変更したコーティング液を塗布した。
【００２７】
（比較例３）
実施例１と同様で、バインダーをシリコン変性ウレタンポリオール／イソホロンジイソシアネートに変更したコーティング液を塗布した。
【００２８】
実施例１及び比較例１で得られたワイパーブレードゴムについて、撥水ガラス面での、ワイパーブレードゴム速度と摩擦係数の関係を図３に、実施例１〜３及び比較例１〜３のモータ端子電圧とびびり発生状況を表３に示す。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
表３より、実施例１〜３のワイパーブレードゴムはワイパーの作動限界の６Ｖまでモータ端子電圧を低くしてもびびりが発生しなかった。
【００３１】
次に、実施例１及び比較例１で得られたワイパーブレードゴムについて、撥水処理をしていない清浄なガラス面について、ワイパーブレードゴム速度と摩擦係数の関係、モータ端子電圧変化に対するびびり発生状況、１０万回払拭耐久（拭き）及び１０万回払拭耐久（摩耗）を調べた。その結果を図４、表４、図５及び図６にそれぞれ示す。
図５の拭きの官能評価の点数は、図７に基づくものである。
【００３２】
【表５】
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【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイパーブレードゴムの低摩擦化が可能となり、びびりを大幅に抑えることが可能となる。モーター端子電圧が低くてもびびりが生じなければ、ワイパーブレードのアームの低剛性化が可能となり、モーターの小型化が可能となり、びびり防止ブッシュの廃止の可能性が出てき、ワイパーシステムとして大幅なコストダウンの可能性が出てくる。また、ワイパーブレードゴムの大幅な低磨耗化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態及び実施例で用いたタンデム形状のコーティング被膜を有するワイパーブレードゴムの断面図。
【図２】各種バインダーについての０．５％伸長時のモジュラスと静摩擦係数の関係を示すグラフ。
【図３】実施例１及び比較例１のワイパーブレードゴムの撥水ガラスに対する移動速度と摩擦係数との関係を表すグラフ。
【図４】実施例１及び比較例１のワイパーブレードゴムの撥水処理をしていない清浄なガラスに対する移動速度と摩擦係数との関係を表すグラフ。
【図５】撥水処理をしていない清浄なガラスに対する払拭回数と拭きの官能性評価点の関係を表すグラフ。
【図６】撥水処理をしていない清浄なガラスについての１０万回払拭時の実施例１と比較例１の摩耗面積（μｍ２）を表すグラフ。
【図７】図５の拭きの官能性評価の点数の基準を表す図。
【符号の説明】
１…タンデム形状のワイパーブレードゴム
２…リップ部
３…コーティング
４…コーティング被覆されたタンデム形状体の切断面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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