BE1021337B1 - Wischgummi-herstellung mittels mikrovertiefungen - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis (10), insbesondere für einen Scheibenwischer. Dabei wird zunächst in einem Verfahrensschritt a) ein Wischgummi-Profil (1) bereitgestellt, welches einen Wischlippenabschnitt (2) und einem Befestigungsabschnitt (4) aufweist. Um die Lebensdauer des Wischgummis (10) zu erhöhen und dessen Wischverhalten und Wischqualität zu verbessern, wird in einem Verfahrensschritt b) eine Oberflächenstrukturierung aus einer Vielzahl von Mikrovertiefungen (5) in mindestens einen Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) eingebracht; in einem Verfahrensschritt c) werden Partikel (6) oder einer Beschichtungsflüssigkeit oder eine Folie auf den mindestens einen Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) aufgebracht; und in einem Verfahrensschritt d) wird zumindest der mindestens eine Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) erhitzt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Wischgummi (10) sowie einen damit ausgestatteten Scheibenwischer.
Description
Wischgummi-Herstellung mittels Mikrovertiefungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis, ein entsprechendes Wischgummi und einen damit ausgestatteten Scheibenwischer.
Stand der Technik
Wischgummis für Scheibenwischer sind in der Regel dazu ausgelegt, sich der Kontur einer Glasscheibe eines Fahrzeugs anzupassen und bei unterschiedlichen Temperaturen flexibel zu bleiben. ·
Verglichen mit anderen Materialien, wie Glas oder Kunststoff, weisen Elastomere jedoch hohe Gleitreibungskoeffizienten auf, welche dazu führen können, dass beim Wischen Geräusche entstehen und dass das Wischgummi schnell verschleißt .
Es ist bekannt, zur Senkung der Gleitreibung thermoplastische Partikel auf das Wischgummi aufzubringen und diese gegebenenfalls zu einer gleitreibungssenkenden Schicht zusammenzuschmelzen. Bei den bekannten Verfahren werden die Partikel jedoch unkontrolliert in einer zufälligen Verteilung auf das Wischgummi aufgebracht, was zu erheblichen Schwankungen innerhalb der gleitreibungssenkenden Schicht führen kann.
Die Druckschrift DE 10 2009 003 095 Al beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis, in dem zunächst ein Profil geformt und dann vulkanisiert wird, wobei ein Bereich des Profils, welcher die Wischlippe bildet, nach dem Vulkanisieren an der Oberfläche mit einem Laser strukturiert wird und/oder mit Trockenschmierstoff- partikel beschichtet wird, die mit einem Laser fixiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis, insbesondere für einen (Fahrzeug-)Scheibenwischer.
Dabei wird in eine Verfahrensschritt a) ein Wischgummi -Profil bereitgestellt, welches einen Wischlippenabschnitt und einen Befestigungsabschnitt aufweist.
In einem Verfahrensschritt b) wird in mindestens einen Teilbereich des Wischgummi-Profils eine Oberflächenstrukturierung aus einer Vielzahl von Mikrovertiefungen eingebracht .
In einem Verfahrensschritt c) werden auf den mindestens einen Teilbereich des Wischgummi-Profils Partikel oder eine Beschichtungsflüssigkeit oder eine Folie aufgebracht .
Und in einem Verfahrensschritt d) wird zumindest der mindestens eine Teilbereich des Wischgummi-Profils erhitzt.
Unter Mikrovertiefungen können dabei insbesondere Vertiefungen verstanden werden, deren Tiefe und deren Länge und Breite beziehungsweise Durchmesser kleiner oder gleich 100 pm ist'.
Bei dem mindestens einen Teilbereich des Wischgummi-Profis kann es sich insbesondere um mindestens einen Teilbereich des Wischlippenabschnitts des Wischgummi-Profils handeln.
Dadurch, dass in Verfahrensschritt b) die Mikrovertiefungen in mindestens einen Teilbereich des Wischgummi-Profils eingebracht werden, auf welchen in Verfahrensschritt c) die Partikel oder die Beschichtungsflüssigkeit oder die Folie aufgebracht werden/wird und welcher in Verfahrensschritt d) erhitzt wird, kann vorteilhafterweise ein besonders fester Verbund zwischen dem Wischgummi -Profil und den Partikel beziehungsweise der Beschichtung und damit eine lange Betriebsdauer des Wischgummis erzielt werden. Durch die Partikel beziehungsweise die Beschichtung können dabei die Verschleißfestigkeit und das Wischverhalten des Wischgummis sowie die Wischqualität des Wischgummis verbessert werden. Insbesondere kann dabei eine gleichmäßigere und höhere Verschleißfestigkeit sowie eine geringere Geräuschentwicklung beim Wischen erzielt werden.
Die Partikel können beispielsweise die Oberfläche des Wischgummi-Profils überragen und dadurch einen Lotus-Effekt beziehungsweise hydrophobe Eigenschaften bewirken.
Alternativ oder zusätzlich dazu können die Partikel aus einem gleitreibungsreduzierenden Material, beispielsweise einem Schmierstoff, zum Beispiel Graphit, ausgebildet sein, welches die Gleitreibung zwischen dem Wischgummi und einer Glasscheibe senkt.
Auf einem derartigen Material können auch die Beschichtungsflüssigkeit und die Folie basieren.
Grundsätzlich ist es möglich die Verfahrensschritte a) und b) gemeinsam oder zumindest kurz hintereinander durchzuführen. So ist es zum Beispiel möglich die Mikrovertiefungen direkt bei einer Bereitstellung des Wischgummi-Profils durch Spritzguss in das Wischgummi-Profil einzubringen oder beispielsweise direkt nach einer Bereitstellung des Wischgummi-Profils durch Extrusion in das Wischgummi-Profil einzuprägen. Das Wischgummi-Profil in Verfahrensschritt a) jedoch auch extrudiert beziehungsweise durch Extrusion bereitgestellt werden.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform werden in Verfahrensschritt b) die Mikrovertiefungen durch mindestens einen Laser, insbesondere mittels Laserbohrens, in das Wischgummi-Profil eingebracht. Insbesondere kann dabei das Wischgummi-Profil in' Verfahrensschritt a) extrudiert beziehungsweise durch Extrusion bereitgestellt werden. Verfahrensschritt b) kann dabei insbesondere nach Verfahrensschritt a) erfolgen. Der Laser kann dabei insbesondere ein gepulster Laser sein. Insbesondere kann der Laser eine Wellenlänge von bis zu 1064 nm aufweisen. Zum Beispiel kann der Laser ein Helium-Neon-Laser, ein Stickstofflaser, ein Argon-Ionen-Laser, ein Helium-Cadmiun-Laser, ein Krypton-Ionen-Laser, ein Excimerlaser, beispielsweise ein KrF-Laser, XeF-Laser, ArF-Laser, XeCl-Laser oder F2-Laser, . ein Metalldampflaser, ein Metallhalogenid-Laser, ein Nd:YAG-Laser oder ein Yb:YAG-Laser sein.
So genanntes Laserbohren ermöglicht es vorteilhafterweise Mikrovertiefungen mit geringen Dimensionsschwankungen, insbesondere mit einer exakten Tiefe und. einem exakten Durchmesser, an präzise einstellbaren Positionen in das Wischgummi-Profil einzubringen.
Insofern Partikel aufgebracht werden, können durch die Mikrovertiefungen vorteilhafterweise exakt definierte Stellen vorgegeben werden, welche mit Partikeln versehen werden sollen. So kann vorteilhafterweise sogar eine dreidimensionale Umgebung gezielt mit Partikeln versehen werden.
Selbst beim Aufrieseln von Partikeln'auf die Mikrovertiefungen, neigen diese nämlich dazu vorzugsweise in beziehungsweise an den Mikrovertiefungen haften zu bleiben.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform treffen in Verfahrensschritt c) die Partikel auf den mindestens einen oberflächenstrukturierten Teilbereich des Wischgummi-Profils jedoch mit einer Geschwindigkeit auf, welche ausreichend hoch ist, dass die Partikel teilweise in die Mikrovertiefungen eindringen. Vorzugsweise wird dabei die Geschwindigkeit jedoch niedrig genug gewählt, dass die Partikel nicht in die mikrovertiefungsfreien Oberflächenbereiche eindringen können. Dabei sind vorzugsweise die Größe der Mikrovertiefungen und der Partikel aufeinander abgestimmt wird. Die Partikel können dabei, beispielsweise mittels eine Sprühverfahrens, mit einer hohen Geschwindigkeit auf die mit den Mikrovertiefungen versehenen Teilbereiche beschleunigt werden und in die Mikrovertiefungen eindringen und so vorteilhafterweise bereits physikalisch mit dem Wischgummi-Profil verbunden werden. Auf diese Weise ist es sogar möglich das Wischgummi-Profil nur an den Stellen mit Partikeln zu versehen, welche durch die Mikrovertiefungen vorbestimmt sind. Durch geeignete Abstimmung der Größe der Mikrovertiefungen und der Partikel, insbesondere dahingehend, dass die Partikel die Mikrovertiefungen ausfüllen und dabei die Oberfläche des Wischgummi-Profils überragen, bietet dies eine besonders elegante Möglichkeit eine Oberfläche mit besonders guten und genau einstellbaren hydrophoben Eigenschaften (Lotus-Effekt) bereitzustellen.
Vorzugsweise wird dabei Verfahrensschritt d) derart durchgeführt, dass die Partikel im Wesentlichen ihre Form beibehalten.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird daher in Verfahrensschritt d) der mindestens eine Teilbereich des Wischgummi-Profils, (nur) derart erhitzt, dass die · Partikel im Wesentlichen ihre Form beibehalten. So kann sicher gestellt werden, dass die Partikel zu einem Lotus-Effekt beitragen.
Im Rahmen einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt d) der mindestens eine Teilbereich des Wischgummi-Profils, jedoch derart erhitzt, dass die Partikel zu einer im Wesentlichen durchgängigen Schicht zusammenschmelzen. So kann vorteilhafterweise eine, beispielsweise gleitreibungssenkende, Beschichtung realisiert werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) der mindestens eine Teilbereich des Wischgummi-Profils mit einer durch Wärme aushärtbaren Beschichtungsflüssigkeit beschichtet.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird in Verfahrensschritt c) eine, insbesondere thermoplastische, Folie auf den mindestens einen Teilbereich des Wischgummi-Profils auflaminiert.
Auch insofern die Partikel in Verfahrensschritt d) aufgeschmolzen werden oder in Verfahrensschritt c) eine Beschichtungsflüssigkeit oder eine Folie aufgebracht wird, wirken sich an exakt definierten Stellen eingebrachte Mikrovertiefungen vorteilhafterweise auf den Verbund zwischen Wischgummi-Profil und Beschichtung aus.
Durch das nachfolgende Erhitzen in Verfahrensschritt d) kann die physikalische Verbindung zwischen dem Wischgummi-Profil und den Partikeln beziehungsweise oder Beschichtung verstärkt und gegebenenfalls zusätzlich eine chemische Verbindung zwischen dem Material des Wischgummi-Profil und dem Material der Partikel beziehungsweise der Beschichtung ausgebildet werden. Dabei ist es insbesondere möglich, in Verfahrensschritt d) das komplette Wischgummi-Profil zu erhitzen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt a) ein unvulkanisiertes oder zumindest nur teilvulkanisiertes, insbesondere ein unvulkanisiertes, Wischgummi-Profil bereitgestellt. In Verfahrensschritt d) kann das Wischgummi-Profil dann vulkanisiert oder zumindest ausvulkanisiert, insbesondere vulkanisiert, werden.
Das Erhitzen in Verfahrensschritt d) kann insbesondere durch Vulkanisieren des mindestens einen Teilbereichs des Wischgummi-Profils, beispielsweise des kompletten, Wisch-gummi-Profils erfolgen.
Das Vulkanisieren kann insbesondere mittels eines Wärmebehandlungsmediums, zum Beispiel mittels eines flüssigen Salzbades, erfolgen. Das flüssige Salzbad kann zum Beispiel eine Schmelze sein, welche beispielsweise eine Mischung von Kaliumnitrat und/oder Natriumnitrat und/oder Natriumnitrit und/oder Lithiumnitrit enthält. Das Vulkanisieren kann beispielsweise bei einer Temperatur in einem Temperaturbereich von ^ 150 °C bis ^ 300 °C erfolgen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weisen die Mikrovertiefungen einen durchschnittlichen Durchmesser beziehungsweise eine durchschnittlich Länge und durchschnittliche Breite in einem Bereich von ^ 5 μπι bis ^ 50 μπι, beispielsweise von ^ 5 μπ\ bis ^ 40 μπι, auf. Dabei können die Mikrovertiefungen beispielsweise eine durchschnittliche Tiefe in einem Bereich von ^ 1 μπι bis ^ 25 μπι, beispielsweise von ^ 1 μιη bis ^ 20 μπι, aufweisen. Eine derartige Dimensionierung der Mikrovertiefungen kann zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn in Verfahrensschritt c) Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von ^ 5 pm bis ^ 50 μπι, beispielsweise von ^ 5 pm bis ^ 40 μπι, eingesetzt werden. Zum Erzielen eines- Lotus-Effektes hat es sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, die Dimensionierung der Mikrovertiefungen und der Partikel derart zu wählen, dass die Partikel die Mikrovertiefungen füllen und dabei die Oberfläche des Wischgummi-Profils um ^ 5 μιη bis ^ 20 μιη überragen. Eine derartige Dimensionierung hat sich jedoch auch vorteilhaft erwiesen, insofern in Verfahrensschritt c) eine Beschichtungsflüssigkeit oder Folie aufgebracht wird.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform liegt der durchschnittliche Abstand zwischen den Mikrovertiefungen in einem Bereich von ^ 5 μιη bis ^ 100 μιη, beispielsweise von ^ 5 μπι bis ^ 60 μιη. Zum Erzielen eines Lotus-Effektes hat es sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, den durchschnittlichen Abstand zwischen den Mikrovertiefungen derart zu wählen, dass dieser in einem Bereich von ^ 5 μιη bis ^ 50 μπι liegt.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform werden in Verfahrensschritt c) Partikel aufgebracht, deren durchschnittlich Größe auf die durchschnittliche Größe der Mikrovertiefungen abgestimmt ist. Insbesondere kann dabei dié durchschnittliche Größe der Partikel, derart an die durchschnittliche Größe der Mikrovertiefungen angepasst sein, dass die Partikel die Mikrovertiefungen füllen und dabei die Oberfläche des Wischgummi-Profils, beispielsweise um ^ 5 μπι bis ^ 2 0 μπι, überragen können. Zum Beispiel kann der durchschnittliche Durchmesser beziehungsweise die durchschnittliche Länge und die durchschnittliche Breite der Mikrovertiefungen im Wesentlichen dem durchschnittlichen Durchmesser der Partikel entsprechen und/oder die durchschnittliche Tiefe der Mikrostrukturierungen im Wesentlichen kleiner oder gleich dem durchschnittlichen Durchmesser, insbesondere Radius, der Partikel sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Mikrovertiefungen in Form eines, insbesondere sich wiederholenden, Musters ausgebildet. Das Muster kann dabei insbesondere symmetrisch sein und/oder derart ausgestaltet sein, dass die Mikrovertiefungen homogen verteilt und/oder zueinander äquidistant sind.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Partikel Polymerpartikel, insbesondere thermoplastische Polymerpartikel. Insbesondere können die Partikel Polymerpartikel, insbesondere thermoplastische Polymerpartikel, sein. Polymerpartikel können während Verfahrensschritt d) vorteilhafterweise eine physikalische und/oder chemische Bindung mit dem Wischgummi-Profil eingehen. Zum Beispiel können die Partikel Partikel aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE), Partikel aus Polyethylen hoher Dichte (HD-PE), Partikel aus Polyethylen "niedriger Dichte (LD-PE), Partikel aus isotaktischem Polypropylen (PP) , Polyamidpartikel (PA), Polytetrafluorethylenpartikel (PTFE) oder eine Mischung davon umfassen oder sein. Insbesondere können die Partikel Polyolefinpartikel, beispielsweise kristalline Polyolefinpartikel, insbesondere Partikel aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) sein. Beispielsweise können unter dem Handelsnamen MIPELON von der Firma Mitsui Chemicals vertriebene Partikel aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) eingesetzt werden.
Die Partikel können jedoch auch gleitreibungssenkende Partikel, beispielsweise anorganische gleitreibungssenkende Partikel, zum Beispiel Rußpartikeln, Graphitpartikel, Molybdändisulfidpartikel und/oder Silikatpartikel, umfassen oder sein.
Das Wischgummi-Profil kann insbesondere mindestens ein Elastomermaterial umfassen oder daraus ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Elastomermaterial ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Propylen-Monomer-Kautschuk (EPM), Chlorobutyl-Kautschuk, Bromobutyl-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Polyurethan-Kautschuk und Kombinationen davon. Insbesondere kann das Wischgummi-Profil polyolefinbasiert sein.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt b) die Oberflächenstrukturierung aus Mikrovertiefungen in mindestens einen Teilbereich des Wischlippenabschnitts des Wischgummi-Profils eingebracht. Insbesondere kann in Verfahrensschritt b) die Oberflächenstrukturierung aus Mikrovertiefungen zumindest in Teilbereiche der Seitenflächen des Wischlippenabschnitts des Wischgummi-Profils eingebracht werden, welche an die Wischkanten des auszubildenden Wischgummis angrenzen.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Wischgummi-Profil ein Wischgummi-Doppelprofil, dessen Querschnittsfläche der Querschnittsfläche von zwei Wischgummis entspricht, die über die beiden Wischlippenabschnitte miteinander verbunden sind. Das Wischgummi-Doppelprofil kann dabei insbesondere in Form eines Strangs, beispielsweise eines Extrusionsstrangs, ausgebildet sein. Dabei kann das Verfahren insbesondere weiterhin den Verfahrensschritt: e): Trennen des Wischgummi-Doppelprofils in einzelne Wischgummis, umfassen. Das Wischgummi-Doppelprofil kann beispielsweise, insbesondere horizontal, zwischen den beiden Wischlippenabschnitten getrennt werden. Insofern das Wischgummi-Doppelprofil in Form eines Strangs ausgebildet ist, kann der Strang zudem, insbesondere mehrfach, senkrecht zur Längserstreckung des Wischgummi-Strangs getrennt werden, beispielsweise um eine Vielzahl von Wischgummis herzustellen.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wischgummi und Scheibenwischer sowie mit den Figuren verwiesen.
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ein Wischgummi sowie ein Scheibenwischer, welcher ein derartiges Wischgummi umfasst. Das Wischgummi kann insbesondere durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt sein.
Das Wischgummi umfasst einen Wischgummi-Grundkörper, von dem mindestens ein Teilbereich durch eine Vielzahl von Mikrovertiefungen strukturiert ist. Insbesondere kann dabei mindestens ein Teilbereich des Wischlippenabschnitts des Wischgummi-Grundkörpers durch die Mikrovertiefungen strukturiert sein. Zum Beispiel können dabei die Mikrovertiefungen zumindest in Teilbereiche der Seitenflächen des Wischlippenabschnitts des Wischgummi-Profils eingebracht sein, welche an die Wischkanten des Wischgummis angrenzen.
Im Rahmen einer Ausführungsform sind dabei die Mikrovertiefungen teilweise oder vollständig mit Partikeln gefüllt, insbesondere welche die Oberfläche des mindestens einen Teilbereichs des Wischgummi-Grundkörpers überragen. Dadurch, dass die Mikrovertiefungen mit den Partikeln gefüllt sind, kann vorteilhafterweise ein stabiler Verbund zwischen dem Wischgummi-Grundkörper und der Beschicht realisiert werden. Dadurch, dass die Partikel dabei die Oberfläche des mindestens einen Teilbereichs des Wischgummi-Grundkörpers überragen, kann zudem vorteilhafterweise ein hydrophober Lotus-Effekt erzielt werden.
Im Rahmen einer anderen Ausführungsform ist die Oberfläche des mindestens einen Teilbereichs des Wischgummi-Grundkörpers mit einer Beschichtung versehen/bedeckt, welche die Mikrovertiefungen teilweise oder vollständig ausfüllt. Dadurch, dass die Mikrovertiefungen mit der Beschichtung gefüllt sind, kann vorteilhafterweise ein stabiler Verbund zwischen dem Wischgummi-Grundkörper und der Beschicht realisiert werden.
Die Mikrovertiefungen können dabei einen durchschnittlichen Durchmesser beziehungsweise eine durchschnittlich Länge und durchschnittliche Breite in einem Bereich von ^ 5 pm bis ^ 50 pm, beispielsweise von ^ 5 pm bis £ 40 pm, aufweisen. Dabei können die Mikrovertiefungen beispielsweise eine durchschnittliche Tiefe in einem Bereich von ^ 1 pm bis £ 25 pm, beispielsweise von ^ 1 pm bis ^ 20 pm, aufweisen. Die Partikel können dabei beispielsweise eine durchschnittlichen Partikelgröße in einem Bereich von ^ 5 pm bis ^ 50 pm, beispielsweise von £ 5 pm bis ^ 40 pm, aufweisen. Vorzugsweise füllen die Partikel die Mikrovertiefungen teilweise oder vollständig aus und überragen dabei die Oberfläche des Wischgummi-Profils um ^ 5 pm bis ^ 20 pm. Zum Beispiel kann der durchschnittliche Durchmesser beziehungsweise die durchschnittliche Länge und die durchschnittliche Breite der Mikrovertiefungen im Wesentlichen dem durchschnittlichen Durchmesser der Partikel entsprechen und/oder die durchschnittliche Tiefe der Mikrostrukturierungen im Wesentlichen kleiner oder gleich dem durchschnittlichen Durchmesser, insbesondere Radius, der Partikel sein.
Der durchschnittliche Abstand zwischen den Mikrovertiefungen kann dabei in einem Bereich von ^ 5 μιη bis ^ 100 μπι, beispielsweise von ^ 5 μπι bis ^ 60 μη, liegen.
Die Mikrovertiefungen sind vorzugsweise in Form eines, insbesondere sich wiederholenden, Musters ausgebildet. Das Muster kann dabei insbesondere symmetrisch sein und/oder derart ausgestaltet sein, dass die Mikrovertiefungen homogen verteilt und/oder zueinander äquidistant sind.
Die Partikel können insbesondere Polymerpartikel, beispielsweise thermoplastische Polymerpartikel, umfassen oder sein. Zum Beispielx können die Partikel Partikel aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE), Partikel aus Polyethylen hoher Dichte (HD-PE), Partikel aus Polyethylen niedriger Dichte (LD-PE), Partikel aus isotaktischem Polypropylen (PP), Polyamidpartikel (PA), Polytetrafluorethylenpartikel (PTFE) oder eine Mischung davon umfassen oder sein. Insbesondere können die Partikel Polyolefin-partikel, beispielsweise kristalline Polyolefinpartikel, insbesondere Partikel aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) sein. Beispielsweise können unter dem Handelsnamen MIPELON von der Firma Mitsui Chemicals vertriebene Partikel aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) eingesetzt werden.
Die Partikel können jedoch auch gleitreibungssenkende Partikel, beispielsweise anorganische gleitreibungssenkende Partikel, zum Beispiel Rußpartikeln, Graphitpartikel, Molybdändisulfidpartikel und/oder Silikatpartikel, umfassen oder sein.
Der Wischgummi-Grundkörper kann insbesondere mindestens ein Elastomermaterial umfassen oder daraus ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Elastomermaterial ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Propylen-Monomer-Kautschuk (EPM), Chlorobutyl-Kautschuk, Bromobutyl-
Kautschuk, Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Polyurethan-Kautschuk und Kombinationen davon. Insbesondere kann das Wischgummi-Profil polyolefinbasiert sein.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Wischgummis und Scheibenwischers wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mit den Figuren verwiesen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
Fig. 1 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme von einem Wischgummi-Profil, in welches ein Muster aus Mikrovertiefungen mittels Laserbohrens eingebracht wurde ;
Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf ein Wischgummi-Profil mit einem Muster aus Mikrovertiefungen, welche mit die Oberfläche überragenden Partikeln gefüllt sind;
Fig. 2b einen schematischen Querschnitt durch das in Figur 2a gezeigte Wischgummi-Profil;
Fig. 2c einen schematischen Querschnitt durch das in Figur 2b gezeigte Wischgummi-Profil, wobei die Partikel zu einer im Wesentlichen durchgängigen Schicht zusammengeschmolzen sind; und Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch ein
Wischgummi
I
Figur 1 zeigt eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme von einem Wischgummi-Profil 1, in welches ein Muster aus Mikrovertiefungen 5 mittels Laserbohrens eingebracht wurde. Die Mikrovertiefungen 5 weisen dabei einen durchschnittlichen Durchmesser von ^ 10 ym, insbesondere von etwa 6 ym, auf. Figur 1 zeigt, dass das Muster aus Mikrovertiefungen 5 sich wiederholt und symmetrisch ausgestaltet ist. Die Mikrovertiefungen sind dabei im Wesentlichen homogen verteilt und zueinander im Wesentlichen äquidistant ausgebildet. Figur 1 veranschaulicht, wie das Wischgummi-Profil nach der Durchführung einer Ausführungsform von Verfahrensschritt b) ausgestaltet sein kann.
Figur 2a zeigt ein zu Figur 1 ähnliche, jedoch schematisierte Abbildung. Figur 2a veranschaulicht, wie das Wischgummi-Profil 1 nach der Durchführung einer Ausführungsform von Verfahrensschritt c) ausgestaltet sein kann, in der Partikel 6 auf das Wischgummi-Profils 1 aufgebracht wurden, deren 6 durchschnittlich Größe derart auf die durchschnittliche Größe der Mikrovertiefungen 5 abgestimmt ist, dass die Partikel 6 die Mikrovertiefungen 6 füllen, wodurch bereits eine starke physikalische Verbindung zwischen dem Wischgummi-Profil 1 und den Partikeln 6 resultiert. Figur 2b veranschaulicht, dass die Partikel 6 dabei zugleich die Oberfläche des Wischgummi-Profils 1 überragen. Die übrigen Oberflächenbereiche des Wischgummi-Profils 1 weisen dabei keine Partikel 6 auf.
Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden,, dass in Verfahrensschritt c) die Partikel 6 beispielsweise mittels einer Düse auf das Wischgummi-Profil 1 gesprüht werden und dabei mit einer Geschwindigkeit auf das Wischgummi-Profil 1 auftreffen, welche ausreichend hoch ist, dass die Partikel 6 teilweise in die Mikrovertiefungen 5 nicht jedoch in die sonstigen Oberflächenbereiche des Wischgummi-Profils 1 eindringen. Nach einem derartigen Sprühvorgang können gegebenenfalls verbleibende lose Partikel 6 auf einfache Weise, beispielsweise durch Abstreifen, Abwaschen oder Abblasen, von der Oberfläche des Wischgummi-Profils 1 entfernt werden.
Danach wird das Wischgummi-Profil 1 im Rahmen einer Ausführungsform von Verfahrensschritt d) erhitzt, um eine physikalische und/der chemische Verbindung zwischen dem Wischgummi-Profil 1 und den Partikeln 6 weiter zu verbessern. Vorteilhafterweise kann dabei in Verfahrensschritt d) gleichzeitig das Material des Wischgummi-Profils 1 vulkanisiert werden. Zum Beispiel kann Verfahrensschritt d) in einem Wärmetransportmedium, beispielsweise in einem flüssigen Salzbad erfolgen.
Figur 2b veranschaulicht, dass dies im Rahmen einer Ausführungsform von Verfahrensschritt d) das Erhitzen derart erfolgt, dass die Partikel 6 im Wesentlichen ihre Form beibehalten. Dies kann entweder dadurch erzielt werden, dass wärmeunempfindliche Partikel 6 eingesetzt werden o-der insofern wärmeempfindliche Partikel 6, beispielsweise thermoplastische Polymerpartikel, eingesetzt werden, die Temperatur in Verfahrensschritt d) derart eingestellt wird, dass die Partikel 6 zwar erweichen, nicht jedoch schmelzen. Durch diese Ausführungsform kann die Oberfläche des Wischgummi-Profils 1 vorteilhafterweise mit einem Lotus-Effekt versehen werden. Zudem kann das Material der
Partikel 6 hydrophobe Eigenschaften aufweisen und/oder als Schmierstoff dienen.
Figur 2c veranschaulicht, dass das Erhitzen im Rahmen einer anderen Ausführungsform von Verfahrensschritt d) derart erfolgt, dass die Partikel 6 zu einer im Wesentlichen durchgängigen, dünnen Beschichtung 6 zusammenschmelzen. Die dünne Beschichtung 6 bedeckt dabei nicht nur die Oberfläche des Wischgummi-Profils 1, sondern füllt auch die Mikrovertiefungen 6 aus, was in einem besonders stabilen und beständigen Verbünde zwischen dem Wischgummi-Profil 1 und der Beschichtung 6 resultiert.
Figur 3 zeigt ein durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbares Wischgummi 10. Figur 3 veranschaulicht, dass das Wischgummi 10 einen Wischgummi-Grundkörper 1 umfasst, welcher einen Wischlippenabschnitt 2 aufweist, der über einen Kippstegabschnitt 3 mit einem Befestigungsabschnitt 4 verbunden ist. Figur 3 illustriert, dass der Wischlippenabschnitt 2 zwei Wischkanten 2a aufweist, zwischen denen eine Stirnfläche 2b ausgebildet ist und an die jeweils eine Seitenfläche 2c angrenzt. An der Wischfunktion des Wischgummis 10 sind neben den beiden Wischkanten 2a des Wischlippenabschnitts 2 insbesondere die Teilbereiche der beiden Seitenflächen 2c beteiligt, welche an die Wischkanten 2a angrenzen. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt insbesondere die Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 mit einer funktionalen Schicht 6, beispielsweise einer wasserabweisenden oder sonstigen, gleitreibungssenkenden Schicht 6 zu versehen.
Figur 3 illustriert, dass die an die Wischkanten 2a angrenzenden Teilbereiche der Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 jeweils eine funktionale Schicht 6 aufweisen, welche wie in den Figuren 2a bis 2c erläutert auf Mikrovertiefungen 5 und die Mikrovertiefungen füllenden Partikeln 6 beziehungsweise auf Mikrovertiefungen 5 und einer die Mikrovertiefungen füllenden Beschichtung 6 basiert .
Claims (15)
- Ansprüche1. Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis (10), insbesondere für einen Scheibenwischer, umfassend die Verfahrensschritte : a) Bereitstellen eines Wischgummi-Profils (1) mit einem Wischlippenabschnitt (2) und einem Befestigungsabschnitt (4) ; b) Einbringen einer Oberflächenstrukturierung aus einer Vielzahl von Mikrovertiefungen (5) in mindestens einen Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1); c) Aufbringen von Partikeln (6) oder einer Beschichtungsflüssigkeit oder einer Folie auf den mindestens einen Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) ; und d) Erhitzen zumindest des mindestens einen Teilbereichs (2c) des Wischgummi-Profils (1) .
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Verfahrensschritt b) die Mikrovertiefungen (5) durch mindestens einen Laser eingebracht werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mikrovertiefungen (5) einen durchschnittlichen Durchmesser in einem Bereich von ^ 5 μια bis ^ 50 pm aufweisen.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der durchschnittliche Abstand zwischen den Mikrovertiefungen (5) in einem Bereich von ^ 5 pm bis ^ 100 pm liegt.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in Verfahrensschritt c) Partikel (6) aufgebracht werden, deren durchschnittlich Größe auf die durchschnittliche Größe der. Mikrovertiefungen (5) abgestimmt ist, insbesondere wobei die durchschnittliche Größe der Partikel, derart an die durchschnittliche Größe der Mikrovertiefungen angepasst ist, dass die Partikel die Mikrovertiefungen füllen und dabei die Oberfläche des Wischgummi-Profils, insbesondere um ^ 5 p bis ^20 μπι, überragen.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mikrovertiefungen (5) in Form eines, insbesondere sich wiederholenden, Musters ausgebildet sind.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Partikel (6) Polymerpartikel, insbesondere thermoplastische Polymerpartikel, sind.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in Verfahrensschritt c) die Partikel (6) auf den mindes tens einen Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) mit einer Geschwindigkeit auftreffen, welche ausreichend hoch ist, dass die Partikel (6) teilweise in die Mikrovertiefungen (5) eindringen.
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in Verfahrensschritt d) der mindestens eine Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) , derart erhitzt wird, dass die aufgebrachten Partikel (6) im Wesentlichen ihre Form beibehalten, oder wobei in Verfahrensschritt d) der mindestens eine Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) , derart erhitzt wird, dass die aufgebrachten Partikêl (6) zu einer im Wesentlichen durchgängigen Schicht zusammenschmelzen.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei in Verfahrensschritt c) der mindestens eine Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) mit einer durch Wärme aushärtbaren Beschichtungsflüssigkeit beschichtet wird, oder wobei in Verfahrensschritt c) eine, insbesondere thermoplastische, Folie auf den mindestens einen Teilbereich (2c) des Wischgummi-Profils (1) auflaminiert wird.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in Verfahrensschritt a) ein unvulkanisiertes oder zumindest nur teilvulkanisiertes Wischgummi-Profil bereitgestellt wird und wobei in Verfahrensschritt d) das Wischgummi-Profil (1) vulkanisiert oder zumindest ausvulkanisiert wird.
- 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei in Verfahrensschritt a) das Wischgummi-Profil (1) durch Extrusion bereitgestellt wird.
- 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in Verfahrensschritt b) die Oberflächenstrukturierung aus Mikrovertiefungen (5) in mindestens einen Teilbereich (2c) des Wischlippenabschnitts (2) des Wischgummi-Profils (1), insbesondere zumindest in Teilbereiche (2c) der Seitenflächen des Wischlippenabschnitts (2) des Wischgummi-Profils (1) , eingebracht wird, welche an die Wischkanten (2a) des auszubildenden Wischgummis (10) angrenzen.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Wischgummi-Profil (1) ein Wischgummi-Doppelprofil ist, dessen Querschnittsfläche der Querschnittsfläche von zwei Wischgummis (10) entspricht, die über die beiden Wischlippenabschnitte (2) miteinander verbunden sind, insbesondere wobei das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt: e) Trennen des Wischgummi- Doppelprofils in einzelne Wischgummis (10), umfasst.
- 15. Wischgummi, insbesondere hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend einen Wischgummi-Grundkörper (1), wobei mindestens ein Teilbereich (2c) des Wischgummi-Grundkörpers (1) durch eine Vielzahl von Mikrovertiefungen (5) strukturiert ist, wobei die Mikrovertiefungen (5) teilweise oder vollständig mit Partikeln (6) gefüllt sind, insbesondere welche die Oberfläche des mindestens einen Teilbereichs (2c) des Wischgummi-Grundkörpers (1) überragen, oder wobei die Oberfläche des mindestens einen Teilbereichs (2c) des Wischgummi-Grundkörpers (1) mit einer Beschichtung (6) versehen ist, welche die Mikrovertiefungen (5) teilweise oder vollständig ausfüllt.
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