DE102012201899A1 - Wiper rubber with surface structuring and highly hydrophobic coating - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wischgummi 10 für einen Scheibenwischer, welches einen Wischgummigrundkörper 1 aufweist. Um die wasserabweisenden Eigenschaften und deren Beständigkeit, insbesondere unter einer vertikalen Kontaktkraft, zu verbessern, weist die Oberfläche des Wischgummigrundkörpers 1 in mindestens einem Abschnitt des Wischgummigrundkörpers 1 eine Oberflächenstrukturierung mit Erhebungen 2 im Mikrometerbereich auf, wobei zwischen den Erhebungen 2 eine hochhydrophobe Schicht 3 ausgebildet ist und wobei die Erhebungen 2 die hochhydrophobe Schicht 3, welche zwischen den Erhebungen 2 ausgebildet ist, überragen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Wischerblatt, welches ein derartiges Wischgummi umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis.The present invention relates to a squeegee 10 for a windscreen wiper, which has a wiper rubber base body 1. In order to improve the water-repellent properties and their resistance, in particular under a vertical contact force, the surface of the wiper rubber base body 1 in at least one section of the wiper rubber base body 1 has a surface structuring with elevations 2 in the micrometer range, wherein a highly hydrophobic layer 3 is formed between the elevations 2 and wherein the elevations 2 project beyond the highly hydrophobic layer 3, which is formed between the elevations 2. Moreover, the present invention relates to a wiper blade comprising such a squeegee, and a method for producing a squeegee.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wischgummi und ein Wischerblatt für einen Scheibenwischer sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis.The present invention relates to a squeegee and a wiper blade for a windshield wiper and a method for producing a squeegee.
Stand der TechnikState of the art
Wischgummis für Scheibenwischer sind in der Regel dazu ausgelegt, sich der Kontur einer Glasscheibe eines Fahrzeugs anzupassen und bei unterschiedlichen Temperaturen flexibel zu bleiben.Wiper blades for windshield wipers are usually designed to adapt to the contour of a glass pane of a vehicle and to remain flexible at different temperatures.
Verglichen mit anderen Materialien, wie Glas oder Kunststoff, weisen Elastomere jedoch hohe Gleitreibungskoeffizienten auf, so dass um eine horizontale Bewegung eines an einem Fahrzeug montierten Wischgummis zu bewirken, ein Vielfaches der vertikal auf das Wischgummi wirkenden Kontaktkraft aufgewendet werden muss.However, compared to other materials, such as glass or plastic, elastomers have high coefficients of sliding friction, so in order to cause horizontal movement of a wiper blade mounted on a vehicle, a multiple of the vertical contact force on the squeegee must be used.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wischgummi für ein Wischerblatt, insbesondere für einen Scheibenwischer, zum Beispiel für ein Kraftfahrzeug, welches einen Wischgummigrundkörper umfasst. Dabei weist die Oberfläche des Wischgummigrundkörpers in mindestens einem Abschnitt des Wischgummigrundkörpers eine Oberflächenstrukturierung mit Erhebungen im Mikrometerbereich auf. Erfindungsgemäß ist dabei zwischen den Erhebungen eine hochhydrophobe Schicht ausgebildet. Die Erhebungen überragen dabei insbesondere die zwischen den Erhebungen ausgebildete hochhydrophobe Schicht.The present invention is a wiper blade for a wiper blade, in particular for a windshield wiper, for example for a motor vehicle, which comprises a wiper base rubber. In this case, the surface of the wiper rubber base body in at least a portion of the wiper rubber base body on a surface structuring with elevations in the micrometer range. According to the invention, a highly hydrophobic layer is formed between the elevations. In particular, the surveys are superior to the highly hydrophobic layer formed between the surveys.
Unter Erhebungen im Mikrometerbereich können insbesondere Körper verstanden werden, deren Höhe im Mittel ≤ 100 μm, insbesondere ≤ 50 μm, beträgt. Beispielsweise kann die Höhe der Erhebungen im Mittel beispielsweise zwischen ≥ 2 μm und ≤ 100 μm oder ≤ 50 μm betragen. Zum Beispiel kann die Oberflächenstrukturierung Erhebungen aufweisen deren Höhe im Mittel ≤ 20 μm beträgt und beispielsweise zwischen ≥ 2 μm oder ≥ 5 μm bis ≤ 20 μm liegt. Zueinander können die Erhebungen beispielsweise im Mittel einen Abstand von ≥ 5 μm bis ≤ 50 μm aufweisen. Die tieferen Bereiche zwischen den Erhebungen können dabei einen großen Teil der Oberfläche der Oberflächenstrukturierung einnehmen.Surveys in the micrometer range can be understood in particular to be bodies whose height on average is ≦ 100 μm, in particular ≦ 50 μm. For example, the height of the elevations may be, for example, on average between ≥ 2 μm and ≦ 100 μm or ≦ 50 μm. For example, the surface structuring may have elevations whose mean height is ≦ 20 μm and, for example, between ≥ 2 μm or ≥ 5 μm to ≦ 20 μm. For example, the elevations can have, for example, on average a distance of ≥ 5 μm to ≦ 50 μm. The deeper areas between the elevations can occupy a large part of the surface of the surface structuring.
Die Erhebungen fungieren vorteilhafterweise als Abstandshalter und verringern dadurch die dynamische Reibung zwischen dem Wischgummi und der Glasscheibe. Zusätzlich erzeugen die Erhebungen einen Lotus-Effekt, welcher unter statischen Bedingungen einen wasserabweisenden Effekt zur Folge hat.The bumps advantageously act as spacers and thereby reduce the dynamic friction between the squeegee and the glass sheet. In addition, the elevations produce a lotus effect, which under static conditions has a water-repellent effect.
Als Lotus-Effekt wird herkömmlicherweise ein Effekt bezeichnet der anhand von Lotuspflanzen aufgeklärt wurde. Lotuspflanzen weisen eine Oberflächenstrukturierung im Mikrometer auf, welche dazu führt, dass die Oberfläche superhydrophob ist, so dass Wassertropfen annähernd eine Kugelform annehmen und gegenüber der Oberfläche zum Beispiel einen Kontaktwinkel von ≥ 150 ° ausbilden und von der Oberfläche abperlen können. Dabei kontaktieren die Wassertropfen in der Regel nur die erhabenen Bereiche der Oberflächenstrukturierung, wobei die tieferen Bereiche mit Luftgefüllt sein können, welche eine Benetzung der tieferen Bereiche mit Wasser normalerweise verhindert.The lotus effect conventionally refers to an effect which has been elucidated on the basis of lotus plants. Lotus plants have a surface structuring in the micrometer, which causes the surface is superhydrophobic, so that drops of water approximately assume a spherical shape and with respect to the surface, for example, a contact angle of ≥ 150 ° and can roll off the surface. In this case, the water droplets usually contact only the raised areas of the surface structuring, wherein the deeper areas may be filled with air, which normally prevents wetting of the deeper areas with water.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich jedoch herausgestellt, dass unter dynamischen Bedingungen, wie sie während des Wischzyklus eines an einem Scheibenwischer montierten Wischgummis auftreten, die vertikal auf das Wischgummi wirkende Kontaktkraft und/oder die Reibungskräfte zwischen Wischgummi und Scheibe zu einer Abnahme des Lotus-Effektes führen können, so dass unter dynamischen Bedingungen die auf dem Lotus-Effekt beruhenden wasserabweisenden Eigenschaften der Oberflächenstrukturierung abnehmen können und Wasser in die tieferen Bereiche der Oberflächenstrukturierung eindringen kann. Dies kann dazu führen, dass sich ein Wasserfilm zwischen dem Wischgummi und der Scheibe ausbildet, welcher die statische Reibungskraft so stark verringern kann, dass das Umlegen der Wischlippe des Wischgummis am Umkehrpunkt des Scheibenwischers, dem so genannte Flip-Over, verspätet oder gegebenenfalls sogar gar nicht erfolgen kann. Dieser Effekt kann bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise von 2 °C, verstärkt auftreten, da sich aufgrund des Taupunktes und einer geringen Verdampfungsrate während nachfolgenden Wischzyklen noch mehr Wasser zwischen der Wischlippe und der Scheibe ansammeln kann.In the context of the present invention, however, it has been found that under dynamic conditions, such as occur during the wiping cycle of a wiper blade mounted on a windshield wiper, the contact force acting vertically on the wiper blade and / or the friction forces between the wiper blade and the wheel lead to a decrease in the number of wiper rubbers. Effect can lead, so that under dynamic conditions, based on the Lotus effect water repellent properties of the surface structure can decrease and water can penetrate into the deeper areas of the surface structuring. This can lead to a film of water between the squeegee and the disc is formed, which can reduce the static frictional force so strong that the turning of the wiper blade of the wiper blade at the reversal point of the windscreen wiper, the so-called flip-over, delayed or possibly even can not be done at all. This effect can be increased at low temperatures, for example, 2 ° C, because even more water can accumulate between the wiper lip and the disc due to the dew point and a low evaporation rate during subsequent wiping cycles.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass die Bildung eines Wasserfilms verstärkt auftritt, wenn die Bereiche zwischen den Erhebungen, also die tieferen Bereiche der Oberflächenstrukturierung, nur gering hochhydrophob oder sogar hydrophil sind und/oder dazu neigen Wasser zu absorbieren.In the context of the present invention, it has been found that the formation of a water film increasingly occurs when the areas between the elevations, ie the deeper areas of the surface structuring, are only slightly highly hydrophobic or even hydrophilic and / or tend to absorb water.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich zudem herausgestellt, dass dadurch, dass die Bereiche zwischen den Erhebungen, also die tiefen Bereiche der Oberflächenstrukturierung, mit einer zusätzlichen hochhydrophoben Schicht bedeckt werden, die Bildung eines Wasserfilms unter dynamischen Bedingungen während des Wischens, insbesondere unter einer vertikalen Kontaktkraft und/oder Reibung, vermieden werden kann. Insbesondere führt die hochhydrophobe Schicht zu stark wasserabweisenden Eigenschaften der Bereiche zwischen den Erhebungen, also den tiefen Bereichen der Oberflächenstrukturierung, und verhindert eine Wasserbenetzung der tieferen Bereiche der Oberflächenstrukturierung sowie eine Absorption von Wasser durch das Material der Wischgummigrundkörpers.In the context of the present invention, it has also been found that the fact that the areas between the elevations, ie the deep areas of the surface structuring are covered with an additional highly hydrophobic layer, the formation of a water film under dynamic conditions during wiping, in particular under a vertical Contact force and / or friction can be avoided. In particular, the highly hydrophobic layer leads to strongly water-repellent properties of the areas between the elevations, ie the deep areas of the surface structuring, and prevents water wetting of the deeper areas of the surface structuring and absorption of water by the material of the wiper rubber base body.
Dadurch, dass die Erhebungen die zwischen den Erhebungen ausgebildete hochhydrophobe Schicht überragen, kann zum Einen die Reibung gesenkt sowie auf dem Lotus-Effekt beruhende stark wasserabweisende Eigenschaften erzielt werden. Zudem kann dadurch gewährleistet werden, dass das Wischgummi währen des Wischens auf den Erhebungen läuft, so dass die in den tieferen Bereichen ausgebildete, einen zusätzlichen wasserabweisenden Effekt bewirkende, hochhydrophobe Schicht vor Abtrieb beziehungsweise Abnutzung geschützt wird. Dies ermöglicht es wiederum vorteilhafterweise, dass die hochhydrophobe Schicht auch aus Materialien, wie Silikonöl oder vulkanisierten Silikonen, ausgebildet werden kann, welche ansonsten, das heißt ohne die schützenden Erhebungen, empfindlich gegen Abrieb beziehungsweise Abnutzung sind.The fact that the surveys dominate the formed between the surveys highly hydrophobic layer, on the one hand, the friction can be lowered and based on the lotus effect highly water-repellent properties can be achieved. In addition, this can ensure that the squeegee runs during the wiping on the surveys, so that the formed in the deeper areas, an additional water-repellent effect causing, highly hydrophobic layer is protected against downforce or wear. This in turn advantageously enables the highly hydrophobic layer to be formed from materials such as silicone oil or vulcanized silicones, which are otherwise susceptible to abrasion or abrasion, that is without the protective protuberances.
Durch die Erhebungen der Oberflächenstrukturierung und die zwischen den Erhebungen ausgebildete, von den Erhebungen überragte, hochhydrophobe Schicht, kann insgesamt vorteilhafterweise ein Wischgummi bereitgestellt werden, welches stark wasserabweisende Eigenschaften auch unter dynamischen Bedingungen während des Wischens, insbesondere unter einer vertikalen Kontaktkraft und/oder Reibung, sowie eine niedrige Reibung aufweist und besonders haltbar beziehungsweise verschleißfest istAs a result of the elevations of the surface structuring and the highly hydrophobic layer formed between the elevations and projecting from the elevations, it is advantageously possible to provide a wiper rubber which has strongly water-repellent properties even under dynamic conditions during wiping, in particular under a vertical contact force and / or friction. and has a low friction and is particularly durable or wear-resistant
Die Hydrophobizität einer Oberfläche, das heißt das Maß für den Ausprägungsgrad der Hydrophobie, kann in Form des Kontaktwinkels angegeben werden, der den Winkel bezeichnet, den ein Flüssigkeitstropfen auf der Oberfläche eines Feststoffes zu dieser Oberfläche bildet. Bei Kontaktwinkeln von um 90 ° kann eine Oberfläche insbesondere als gering hydrophob bezeichnet werden. Bei Kontaktwinkeln ≥ 120 ° kann eine Oberfläche insbesondere als hochhydrophob bezeichnet werden. Bei Kontaktwinkeln ≥ 150 °, beispielsweise um etwa 160 °, kann eine Oberfläche nicht nur als hochhydrophob sondern insbesondere sogar als superhydrophob bezeichnet werden.The hydrophobicity of a surface, that is the measure of the degree of hydrophobicity, may be expressed in terms of the contact angle, which is the angle that a drop of liquid forms on the surface of a solid to that surface. At contact angles of about 90 °, a surface can be referred to in particular as low hydrophobic. At contact angles ≥ 120 °, a surface can be referred to in particular as highly hydrophobic. At contact angles ≥ 150 °, for example by about 160 °, a surface can be described not only as highly hydrophobic but in particular even as superhydrophobic.
Die Oberfläche der hochhydrophoben Schicht kann gegenüber Wasser insbesondere einen Kontaktwinkel von ≥ 120 °, beispielsweise von ≥ 125 °, aufweisen.The surface of the highly hydrophobic layer may in particular have a contact angle of ≥ 120 °, for example of ≥ 125 °, relative to water.
Die hochhydrophobe Schicht kann beispielsweise in den Bereichen zwischen den Erhebungen eine Schichtdicke von ≤ 5 μm, zum Beispiel ≤ 2 μm oder ≤ 1 μm, aufweisen.The highly hydrophobic layer, for example, in the areas between the surveys, a layer thickness of ≤ 5 microns, for example, ≤ 2 microns or ≤ 1 microns have.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die hochhydrophobe Schicht im Wesentlichen durchgängig ausgebildet. Dabei kann unter im Wesentlichen durchgängig verstanden werden, dass die hochhydrophobe Schicht an den Stellen, an denen die Erhebungen ausgebildet sind unterbrochen sein kann. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die hochhydrophobe Schicht die Erhebungen teilweise oder vollständig bedeckt. Beispielsweise ist es möglich, dass die hochhydrophobe Schicht den erhabensten Bereich der Erhebungen nicht oder zumindest mit einer geringen Schichtdicke als die Bereiche zwischen den Erhebungen bedeckt.In the context of a further embodiment, the highly hydrophobic layer is substantially continuous. In this case, it can be understood to mean essentially continuous that the highly hydrophobic layer can be interrupted at the locations where the elevations are formed. However, it is also possible that the highly hydrophobic layer covers the bumps partially or completely. For example, it is possible for the highly hydrophobic layer not to cover the highest area of the elevations or at least to cover it with a smaller layer thickness than the areas between the elevations.
Vorzugsweise ist die hochhydrophobe Schicht aus einem elastischen Material ausgebildet. Durch elastische Materialien kann vorteilhafterweise eine bessere Wischqualität als durch harte Materialien erzielt werden.Preferably, the highly hydrophobic layer is formed of an elastic material. By elastic materials advantageously a better wiping quality can be achieved than by hard materials.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die hochhydrophobe Schicht mindestens eine siliciumhaltige Verbindung, insbesondere mindestens ein siliciumhaltiges Polymer. Within the scope of a further embodiment, the highly hydrophobic layer comprises at least one silicon-containing compound, in particular at least one silicon-containing polymer.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die hochhydrophobe Schicht mindestens eine siliciumhaltige Verbindung, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonölen, Polysiloxanen, Polysiloxan-Copolymeren, Polysilanen, Polysilan-Copolymeren und Kombinationen davon.In another embodiment, the highly hydrophobic layer comprises at least one silicon-containing compound selected from the group consisting of silicone oils, polysiloxanes, polysiloxane copolymers, polysilanes, polysilane copolymers, and combinations thereof.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die hochhydrophobe Schicht mindestens ein vernetztes und/oder vulkanisiertes siliciumhaltiges Polymer, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vernetzten Polysiloxanen, vernetzten Polysiloxan-Copolymeren, vernetzten Polysilanen, vernetzten Polysilan-Copolymeren und Kombinationen davon.In a further embodiment, the highly hydrophobic layer comprises at least one crosslinked and / or vulcanized silicon-containing polymer, in particular selected from the group consisting of crosslinked polysiloxanes, crosslinked polysiloxane copolymers, crosslinked polysilanes, crosslinked polysilane copolymers and combinations thereof.
Insbesondere kann ein vernetztes siliciumhaltiges Polymer herstellbar sein durch Reaktion einer oder mehrerer erster Komponenten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus linearen und/oder verzweigten Polysiloxanen, Polysilanen und (Co-)Polymeren, welche an einem oder mehreren Enden und/oder an den Polymerketten (insgesamt) mindestens zwei funktionelle Gruppe aufweisen, mit einer oder mehreren zweiten, insbesondere multifunktionellen vernetzenden, Komponenten, deren funktionelle Gruppen mit den funktionellen Gruppen der ersten Komponente/n reagieren können. Dabei ist es möglich als (Co-)Polymere siliciumhaltige oder siliciumfreie Polymere einzusetzen, wobei insofern ein siliciumfreies Polymere eingesetzt wird, beispielsweise mindestens eine erste und/oder zweite siliciumhaltige Komponente eingesetzt wird. Insbesondere kann es sich bei der oder den zweiten Komponenten um multifunktionelle vernetzende siliciumhaltige Verbindungen, wie multifunktionelle vernetzende Silane handeln.In particular, a crosslinked silicon-containing polymer can be prepared by reacting one or more first components selected from the group consisting of linear and / or branched polysiloxanes, polysilanes and (co) polymers which are attached to one or more ends and / or to the polymer chains ( total) at least two functional group, with one or more second, especially multifunctional crosslinking, components whose functional groups can react with the functional groups of the first component / s. It is possible as (co) polymers to use silicon-containing or silicon-free polymers, in which respect a silicon-free polymer is used, for example, at least one first and / or second silicon-containing component is used. In particular, the second component (s) may be multifunctional crosslinking silicon-containing compounds, such as multifunctional crosslinking silanes.
Die funktionellen Gruppen der ersten und zweiten Komponente/n können, insbesondere in Abhängigkeit voneinander, beispielsweise ausgewählt sein, aus der Gruppe bestehend aus Silanol-Gruppen, Acetoxy-Gruppen, Alkoxy-Gruppen, Oxim-Gruppen, Vinyl-Gruppen, Hydrid-Gruppen, Epoxy-Gruppen, Thiol-Gruppen und Amino-Gruppen.The functional groups of the first and second component (s) may be selected, for example, depending on one another, from the group consisting of silanol groups, acetoxy groups, alkoxy groups, oxime groups, vinyl groups, hydride groups, Epoxy groups, thiol groups and amino groups.
Im Rahmen einer Ausgestaltung ist das mindestens eine vernetzte siliciumhaltige Polymer mittels einer Kondensationsreaktion hergestellt.In the context of one embodiment, the at least one crosslinked silicon-containing polymer is produced by means of a condensation reaction.
Die funktionellen Gruppen der ersten Komponente/n können dabei beispielsweise Silanol-Gruppen (Si-OH) sein. Die funktionellen Gruppen der zweiten Komponente/n können dabei beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Acetoxy-Gruppen, Alkoxy-Gruppen und Oxim-Gruppen. Umgekehrt ist es ebenso möglich, dass die funktionellen Gruppen der ersten Komponente/n Acetoxy-, Alkoxy- und/oder Oxim-Gruppen und die funktionellen Gruppen der zweiten Komponente/n Silanol-Gruppen sind. Die Silanol-Gruppe kann vorteilhafterweise mit vielen multifunktionellen vernetzenden Komponenten, insbesondere Silanen, die beispielsweise Acetoxy-, Alkoxy- und/oder Oxim-Gruppen als funktionelle Gruppen aufweisen, kondensieren.The functional groups of the first component (s) may be, for example, silanol groups (Si-OH). The functional groups of the second component (s) can be selected, for example, from the group consisting of acetoxy groups, alkoxy groups and oxime groups. Conversely, it is also possible that the functional groups of the first component (s) are acetoxy, alkoxy and / or oxime groups and the functional groups of the second component (s) are silanol groups. The silanol group can advantageously condense with many multifunctional crosslinking components, in particular silanes which have, for example, acetoxy, alkoxy and / or oxime groups as functional groups.
Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung ist das mindestens eine vernetzte siliciumhaltige Polymer mittels einer Additionsreaktion, beispielsweise einer Silylierungsreaktion, insbesondere einer Hydrosilylierungsreaktion, hergestellt.In another embodiment, the at least one crosslinked silicon-containing polymer is prepared by means of an addition reaction, for example a silylation reaction, in particular a hydrosilylation reaction.
Die Additionsreaktion kann dabei beispielsweise auf der Reaktion von einer Hydridgruppe, insbesondere Si-H, mit einer Vinylgruppe basieren. Die Reaktion kann dabei insbesondere durch Platingruppenmetallkomplexe katalysiert werden. Beispielsweise kann ein Vinyl-funktionalisiertes, insbesondere Vinyl-terminiertes, Polydimethylsiloxan mit einer hydridhaltigen Vorstufe (Precursor), zum Beispiel mit mehreren Hydrid-Gruppen, wie Polymethylhydrosiloxan, vernetzt werden. The addition reaction can be based for example on the reaction of a hydride group, in particular Si-H, with a vinyl group. The reaction can be catalyzed in particular by platinum group metal complexes. For example, a vinyl-functionalized, especially vinyl-terminated, polydimethylsiloxane can be crosslinked with a hydride-containing precursor, for example with a plurality of hydride groups, such as polymethylhydrosiloxane.
In einer weiteren Ausgestaltung wird mindestens ein, insbesondere reaktiv funktionalisiertes, beispielsweise Epoxy-funktionalisiertes, Silikonderivat, eingesetzt um die hochhydrophobe Schicht auszubilden.In a further embodiment, at least one, in particular reactively functionalized, for example epoxy-functionalized, silicone derivative is used to form the highly hydrophobic layer.
In einer weiteren Ausgestaltung wird mindestens eine, insbesondere funktionalisierte, fluorierte Verbindung zum Ausbilden der hochhydrophoben Schicht eingesetzt.In a further embodiment, at least one, in particular functionalized, fluorinated compound is used to form the highly hydrophobic layer.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform basiert die hochhydrophobe Schicht auf beziehungsweise ist die hochhydrophobe Schicht hergestellt aus mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonölen, Vinylfunktionalisierten Polysiloxanen, Epoxy-funktionalisierten Polysiloxanen, Thiolfunktionalisierten Polysiloxanen, Amino-funktionalisierten Polysiloxanen, Alkoxysilanen, insbesondere Organoalkoxysilanen und/oder Fluor-funktionalisierten Organoalkoxysilanen, beispielsweise deren organische Gruppe eine, insbesondere reaktive, Epoxy-Gruppe umfasst, und Kombinationen davon. Die hochhydrophobe Schicht kann insbesondere basieren auf beziehungsweise hergestellt sein aus mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonölen, Vinyl-funktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Epoxy-funktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Thiol-funktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Aminofunktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Alkoxysilanen, insbesondere Organoalkoxysilanen und/oder Fluor-funktionalisierten Organoalkoxysilanen, beispielsweise deren organische Gruppe eine, insbesondere reaktive, Epoxygruppe umfasst, und Kombinationen davon.In another embodiment, the highly hydrophobic layer is based on or is the highly hydrophobic layer made of at least one compound selected from the group consisting of silicone oils, vinyl-functionalized polysiloxanes, epoxy-functionalized polysiloxanes, thiol-functionalized polysiloxanes, amino-functionalized polysiloxanes, alkoxysilanes, especially organoalkoxysilanes and or fluoro-functionalized organoalkoxysilanes, for example, their organic group comprises an, especially reactive, epoxy group, and combinations thereof. The highly hydrophobic layer may in particular be based on or prepared from at least one compound selected from the group consisting of silicone oils, vinyl-functionalized polydimethylsiloxanes, epoxy functionalized polydimethylsiloxanes, thiol-functionalized polydimethylsiloxanes, amino-functionalized polydimethylsiloxanes, alkoxysilanes, in particular organoalkoxysilanes and / or fluorine-functionalized organoalkoxysilanes, for example the organic group of which comprises an especially reactive epoxy group, and combinations thereof.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Erhebungen durch, insbesondere an die Wischgummigrundkörperoberfläche angebundene, beispielsweise im Wesentlichen sphärische, Partikel ausgebildet. Eine Ausbildung der Erhebungen durch Partikel hat den Vorteil, dass die Oberflächenstrukturierung auf besonders einfache Weise hergestellt werden kann.In the context of a further embodiment, the elevations are formed by, for example, substantially spherical particles bounded in particular to the wiper rubber base body surface. A formation of the elevations by particles has the advantage that the surface structuring can be produced in a particularly simple manner.
Die Partikel können dabei eine durchschnittliche Partikelgröße im Mikrometerbereich, insbesondere zwischen ≥ 2 μm und ≤ 20 μm, beispielsweise zwischen ≥ 5 μm und ≤ 20 μm, zum Beispiel von etwa 10 μm, aufweisen.The particles may have an average particle size in the micrometer range, in particular between ≥ 2 μm and ≦ 20 μm, for example between ≥ 5 μm and ≦ 20 μm, for example of about 10 μm.
Es ist jedoch auch möglich, die Erhebungen durch einen andersartigen Materialauftrag und/oder durch Materialabtrag oder Vertiefen von Materialbereichen auszubilden.However, it is also possible to form the elevations by a different material application and / or by material removal or deepening of material areas.
Die Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise darauf basieren, dass auf einem Oberflächenabschnitt des Wischgummigrundkörpers eine Lage aus Partikeln aufgebracht wird. Die Partikel können dabei insbesondere an das Material des Wischgummigrundkörpers angebunden werden. Zwischen den Partikeln kann dann die hochhydrophobe Schicht aufgebracht, und insbesondere an das Material des Wischgummigrundkörpers angebunden werden.The surface structuring may for example be based on a layer of particles being applied to a surface section of the wiper rubber base body. The particles can be connected in particular to the material of the wiper rubber base body. The highly hydrophobic layer can then be applied between the particles, and in particular be bonded to the material of the wiper rubber base.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Erhebungen zufällig verteilt ausgebildet. Eine zufällige Verteilung der Erhebungen kann insbesondere dann vorliegen, wenn die Erhebungen durch Partikel ausgebildet werden, wodurch wiederum die Herstellung der Oberflächenstrukturierung vereinfacht werden kann. In a further embodiment, the surveys are formed randomly distributed. A random distribution of the elevations can be present in particular when the elevations are formed by particles, which in turn can simplify the production of the surface structuring.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Erhebungen im Wesentlichen voneinander beabstandet beziehungsweise im Wesentlichen nicht verbunden ausgebildet. Dies kann sich insbesondere vorteilhaft auf die auf dem Lotus-Effekt beruhenden wasserabweisenden Eigenschaften auswirken. Dabei kann unter im Wesentlichen insbesondere verstanden werden, dass beispielsweise im Fall einer Ausbildung der Erhebungen durch zufällig verteilt aufgebrachte Partikel, einige der zufällig verteilt aufgebrachten Partikel einander berühren können beziehungsweise miteinander verbunden sein können.In the context of a further embodiment, the elevations are substantially spaced from each other or formed substantially not connected. This can have a particularly advantageous effect on the water-repellent properties based on the lotus effect. In this case, it can be understood in particular in particular that, for example, in the case of a formation of the elevations by randomly distributed particles, some of the randomly distributed particles can touch one another or can be connected to one another.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfassen die Partikel mindestens ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE), Polyethylen hoher Dichte (HD-PE), Polyethylen niedriger Dichte (LD-PE), isotaktischem Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Ruß, anorganischen (pulverförmige) Füllstoffen, wie Silicaten, Metalloxiden und/oder Metallen beziehungsweise Metalllegierungen, und Mischungen davon. Insbesondere können die Partikel aus mindestens einem Material ausgebildet sein, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE), Polyethylen hoher Dichte (HD-PE), Polyethylen niedriger Dichte (LD-PE), isotaktischem Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Ruß, anorganischen (pulverförmige) Füllstoffen, wie Silicaten, Metalloxiden und/oder Metallen beziehungsweise Metalllegierungen, und Mischungen davon. Beispielsweise können die Partikel ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Partikeln aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE), Partikeln aus Polyethylen hoher Dichte (HD-PE), Partikeln aus Polyethylen niedriger Dichte (LD-PE), Partikeln aus isotaktischem Polypropylen (PP), Polyamidpartikeln (PA), Polytetrafluorethylenpartikeln (PTFE), Rußpartikeln, anorganischen Partikeln, wie Silicatepartikeln, Metalloxidpartikeln und/oder Metallpartikeln, und Mischungen davon. Die Erhebungen können insbesondere durch Polyolefinpartikel, beispielsweise kristalline Polyolefinpartikel, insbesondere UHMW-PE-Partikel, ausgebildet sein.In another embodiment, the particles comprise at least one material selected from the group consisting of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW-PE), high density polyethylene (HD-PE), low density polyethylene (LD-PE), isotactic polypropylene (PP ), Polyamide (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), carbon black, inorganic (powdered) fillers such as silicates, metal oxides and / or metals or metal alloys, and mixtures thereof. In particular, the particles may be formed of at least one material selected from the group consisting of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW-PE), high density polyethylene (HD-PE), low density polyethylene (LD-PE), isotactic polypropylene (PP) , Polyamide (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), carbon black, inorganic (powdered) fillers such as silicates, metal oxides and / or metals or metal alloys, and mixtures thereof. For example, the particles may be selected from the group consisting of ultra high molecular weight polyethylene (UHMW-PE) particles, high density polyethylene (HDPE) particles, low density polyethylene (LD-PE) particles, isotactic polypropylene (PP) particles. , Polyamide particles (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE) particles, carbon black particles, inorganic particles such as silicate particles, metal oxide particles and / or metal particles, and mixtures thereof. The elevations may in particular be formed by polyolefin particles, for example crystalline polyolefin particles, in particular UHMW-PE particles.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist der Wischgummigrundkörper einen Wischlippenabschnitt und einen Befestigungsabschnitt auf. Vorzugsweise ist dabei die Oberfläche des Wischlippenabschnitts zumindest teilweise mit den Erhebungen und der dazwischen ausgebildeten hochhydrophoben Schicht versehen ist. Insbesondere kann dabei zwischen dem Wischlippenabschnitt und dem Befestigungsabschnitt ein Kippstegabschnitt ausgebildet sein, welcher ein Verkippen des Wischlippenabschnitts bezüglich des Befestigungsabschnitts ermöglicht. In the context of a further embodiment, the wiper rubber base body has a wiper lip section and a fastening section. Preferably, the surface of the wiper lip portion is at least partially provided with the elevations and the highly hydrophobic layer formed therebetween. In particular, a tilting web section can be formed between the wiper lip section and the fastening section, which permits tilting of the wiper lip section relative to the fastening section.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist der Wischlippenabschnitt zwei Wischkanten, eine zwischen den Wischkanten ausgebildete Stirnfläche und zwei, jeweils an eine Wischkante angrenzende Seitenflächen auf. Dabei sind vorzugsweise die Oberflächen der Seitenflächen zumindest in den an die Wischkanten angrenzenden Bereichen mit den oberflächenstrukturierenden Erhebungen und der dazwischen ausgebildeten hochhydrophoben Schicht versehen. Die Stirnfläche kann dabei insbesondere unstrukturiert und unbeschichtet sein. Vorteilhafterweise werden die Wischeigenschaften nicht verschlechtert, insofern die Stirnfläche keine Oberflächenstrukturierung und hochhydrophobe Schicht aufweist. Ein Wischgummi mit einer unstrukturierten und unbeschichteten Stirnfläche kann vorteilhafterweise besonders einfach, schnell und kostengünstig aus einem Doppel(wischgummi)profil hergestellt werden.In the context of a further embodiment, the wiper lip section has two wiping edges, an end face formed between the wiping edges, and two side faces each adjacent to a wiping edge. In this case, the surfaces of the side surfaces, at least in the regions adjacent to the wiping edges, are preferably provided with the surface-structuring elevations and the highly hydrophobic layer formed therebetween. The end face can be unstructured and uncoated in particular. Advantageously, the wiping properties are not degraded, inasmuch as the end face has no surface structuring and highly hydrophobic layer. A squeegee with an unstructured and uncoated face can advantageously be made particularly easy, fast and inexpensive from a double (wiper) profile.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wischgummigrundkörper mindestens ein Elastomermaterial oder ist daraus ausgebildet. 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 der Wischgummigrundkörper polyolefinbasiert sein.In a further embodiment, the wiper rubber base body comprises at least one elastomeric material or is formed therefrom. For example, the elastomeric material may be selected from the group consisting of ethylene-propylene-diene monomer rubber (EPDM), ethylene-propylene monomer rubber (EPM), chlorobutyl rubber, bromobutyl rubber, chloroprene rubber (CR), Natural rubber (NR), polyurethane rubber and combinations thereof. In particular, the wiper gum base may be polyolefin-based.
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Wischgummis wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem nachfolgend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren und Wischerblatt sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the wiper rubber according to the invention, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the method and wiper blade explained below and to the figures and the description of the figures.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis, insbesondere eines erfindungsgemäßen Wischgummis, welches die Verfahrensschritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines Wischgummigrundkörpers, dessen Oberfläche in mindestens einem Abschnitt des Wischgummigrundkörpers eine Oberflächenstrukturierung mit Erhebungen im Mikrometerbereich aufweist.
- b) Beschichten des mit der Oberflächenstrukturierung versehenen Abschnitts des Wischgummigrundkörpers mit einer hochhydrophoben Schicht.
- a) providing a wiper rubber base body, the surface of which has a surface structuring with elevations in the micrometer range in at least one section of the wiper rubber base body.
- b) coating the surface-structured portion of the wiper rubber base body with a highly hydrophobic layer.
Die Oberfläche der hochhydrophoben Schicht kann dabei insbesondere einen Kontaktwinkel gegenüber Wasser von ≥ 120 ° aufweisen. The surface of the highly hydrophobic layer may in particular have a contact angle with respect to water of ≥ 120 °.
Insbesondere kann das Beschichten in Verfahrensschritt b) derart erfolgen, dass die Erhebungen die hochhydrophobe Schicht, welche zwischen den Erhebungen ausgebildet wird, überragen.In particular, the coating in method step b) can take place such that the elevations project beyond the highly hydrophobic layer which is formed between the elevations.
In Verfahrensschritt a) kann insbesondere ein vulkanisierter beziehungsweise vorvulkanisierter Wischgummigrundkörper bereitgestellt werden.In process step a), in particular a vulcanized or pre-vulcanized wiper rubber base body can be provided.
Im Rahmen einer Ausführungsform wird in Verfahrenschritt b) eine siliciumhaltige Beschichtungsflüssigkeit auf den mit der Oberflächenstrukturierung versehenen Abschnitt aufgebracht, insbesondere aufgesprüht.In one embodiment, in process step b), a silicon-containing coating liquid is applied to the section provided with the surface structuring, in particular sprayed on.
Die siliciumhaltige Beschichtungsflüssigkeit kann insbesondere mindestens eine siliciumhaltige Verbindung oder Verbindungsvorstufe umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonölen, Polysiloxanen, Polysiloxan-Copolymeren, Polysilanen, Polysilan-Copolymeren, deren Vorstufen und Kombinationen davon.In particular, the silicon-containing coating fluid may comprise at least one silicon-containing compound or precursor selected from the group consisting of silicone oils, polysiloxanes, polysiloxane copolymers, polysilanes, polysilane copolymers, their precursors, and combinations thereof.
Um zu vermeiden, das flüssiges Silikonöl auf die Scheibe übertragen wird, was die visuelle Wischqualität, beispielsweise in Form von Verschmierungen und/oder Trübungen beeinträchtigen kann, wird vorzugsweise nur eine sehr geringe Menge an Silikonöl, insbesondere in Form einer verdünnten Silikonöllösung oder -suspension in einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Hexan oder Naphta, auf den mit der Oberflächenstrukturierung versehenen Abschnitt aufgebracht beziehungsweise aufgesprüht.To avoid the liquid silicone oil is transferred to the disc, which may affect the visual wiping quality, for example in the form of smearing and / or clouding, is preferably only a very small amount of silicone oil, especially in the form of a diluted silicone oil solution or suspension in a volatile solvent, such as hexane or naphtha, applied or sprayed onto the provided with the surface structuring section.
Die siliciumhaltige Beschichtungsflüssigkeit kann beispielsweise zur Ausbildung eines vernetzten Silikonfilms ausgelegt sein. Hierzu kann die siliciumhaltige Beschichtungsflüssigkeit insbesondere eine Mischung aus zwei oder mehr Komponenten umfassen. Von den zwei oder mehr Komponenten kann eine Komponente beispielsweise ein lineares Silikon sein, welches an beiden Enden eine funktionelle Gruppe aufweist. Anstelle eines difunktionellen Siliconpolymers kann auch ein Copolymer eingesetzt werden, welches an den Polymerketten funktionelle Gruppen aufweist oder es können verzweigte Silikone eingesetzt werden, welche an den Enden funktionelle Gruppen aufweisen. Als weitere Komponente kann beispielsweise eine multifunktionelle, monomere oder polymere, vernetzende Komponente eingesetzt werden, welche mit der anderen Komponente reagieren kann.The silicon-containing coating liquid can be designed, for example, to form a crosslinked silicone film. For this purpose, the silicon-containing coating liquid may in particular comprise a mixture of two or more components. Of the two or more components, one component may be, for example, a linear silicone having a functional group at both ends. Instead of a difunctional silicone polymer, it is also possible to use a copolymer which has functional groups on the polymer chains or it is possible to use branched silicones which have functional groups at the ends. As a further component, for example, a multifunctional, monomeric or polymeric, crosslinking component which can react with the other component.
Beispielsweise kann die siliciumhaltige Beschichtungsflüssigkeit mindestens ein vernetzbares und/oder vulkanisierbares siliciumhaltiges Polymer oder Polymervorstufe umfassen, welche insbesondere ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus vernetzbaren Polysiloxanen, vernetzbaren Polysiloxan-Copolymeren, vernetzbaren Polysilanen, vernetzbaren Polysilan-Copolymeren, deren Vorstufen und Kombinationen davon.For example, the silicon-containing coating liquid may comprise at least one crosslinkable and / or vulcanizable silicon-containing polymer or polymer precursor, which may be selected, in particular, from the group consisting of crosslinkable polysiloxanes, crosslinkable polysiloxane copolymers, crosslinkable polysilanes, crosslinkable polysilane copolymers, their precursors, and combinations thereof.
Insbesondere kann die siliciumhaltige Beschichtungsflüssigkeit eine oder mehrere erste Komponenten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus linearen und/oder verzweigten Polysiloxanen, Polysilanen, (Co-)Polymeren und deren Vorstufen und eine oder mehrere zweite, insbesondere multifunktionelle vernetzende, Komponenten umfassen, wobei die ersten Komponenten an einem oder mehreren Enden und/oder an den Polymerketten (insgesamt) mindestens zwei funktionelle Gruppe aufweisen, und wobei die funktionelle Gruppen der zweiten Komponenten mit den funktionellen Gruppen der ersten Komponenten reagieren können. Beispielsweise kann es sich bei der oder den zweiten Komponenten um multifunktionelle vernetzende siliciumhaltige Verbindungen, wie multifunktionelle vernetzende Silane, handeln. Die Ausbildung der hochhydrophoben Schicht kann dabei auf eine Kondensationsreaktion oder eine Additionsreaktion der ersten und zweiten Komponente beruhen.In particular, the silicon-containing coating liquid may comprise one or more first components selected from the group consisting of linear and / or branched polysiloxanes, polysilanes, (co) polymers and their precursors and one or more second, especially multifunctional crosslinking, components Components at one or more ends and / or on the polymer chains (in total) have at least two functional group, and wherein the functional groups of the second components can react with the functional groups of the first components. For example, the second component (s) may be multifunctional crosslinking silicon-containing compounds, such as multifunctional crosslinking silanes. The formation of the highly hydrophobic layer may be based on a condensation reaction or an addition reaction of the first and second components.
Die funktionellen Gruppen der ersten und zweiten Komponente/n können, insbesondere in Abhängigkeit voneinander, beispielsweise ausgewählt sein, aus der Gruppe bestehend aus Silanol-Gruppen, Acetoxy-Gruppen, Alkoxy-Gruppen, Oxim-Gruppen, Vinyl-Gruppen, Hydrid-Gruppen, Epoxy-Gruppen, Thiol-Gruppen und Amino-Gruppen.The functional groups of the first and second component (s) may be selected, for example, depending on one another, from the group consisting of silanol groups, acetoxy groups, alkoxy groups, oxime groups, vinyl groups, hydride groups, Epoxy groups, thiol groups and amino groups.
Im Fall einer Kondensationsreaktion können die funktionellen Gruppen der ersten Komponente/n dabei beispielsweise Silanol-Gruppen (Si-OH) sein. Zum Beispiel kann die erste Komponente Silanol-terminiertes, lineares oder verzweigtes Polydimethylsiloxan sein. Die funktionellen Gruppen der zweiten Komponente/n können dabei beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Acetoxy-Gruppen, Alkoxy-Gruppen und Oxim-Gruppen. Umgekehrt ist es ebenso möglich, dass die funktionellen Gruppen der ersten Komponente/n Acetoxy-, Alkoxy- und/oder Oxim-Gruppen und die funktionellen Gruppen der zweiten Komponente/n Silanol-Gruppen sind. Die Silanol-Gruppe kann vorteilhafterweise mit vielen multifunktionellen vernetzenden Komponenten, insbesondere Silanen, die beispielsweise Acetoxy-, Alkoxy- und/oder Oxim-Gruppen als funktionelle Gruppen aufweisen, kondensieren. Dabei können Katalysatoren, wie Zinnsalze und/oder Titanate eingesetzt werden, um die Reaktion zu beschleunigen. Silanol-Gruppen können ebenfalls mit Polymethylhydrosiloxancopolymeren reagieren.In the case of a condensation reaction, the functional groups of the first component (s) may be, for example, silanol groups (Si-OH). For example, the first component may be silanol-terminated, linear or branched polydimethylsiloxane. The functional groups of the second component (s) can be selected, for example, from the group consisting of acetoxy groups, alkoxy groups and oxime groups. Conversely, it is also possible that the functional groups of the first component (s) are acetoxy, alkoxy and / or oxime groups and the functional groups of the second component (s) are silanol groups. The silanol group can advantageously condense with many multifunctional crosslinking components, in particular silanes which have, for example, acetoxy, alkoxy and / or oxime groups as functional groups. In this case, catalysts such as tin salts and / or titanates can be used to accelerate the reaction. Silanol groups can also react with polymethylhydrosiloxane copolymers.
Eine Additionsreaktion, beispielsweise einer Silylierungsreaktion, insbesondere einer Hydrosilylierungsreaktion, kann dabei beispielsweise auf der Reaktion von einer Hydridgruppe, insbesondere Si-H, mit einer Vinylgruppe basieren kann. Die Reaktion kann dabei insbesondere durch Platingruppenmetallkomplexe katalysiert werden. Beispielsweise kann dabei ein Vinyl-funktionalisiertes, insbesondere Vinyl-terminiertes, Polydimethylsiloxan mit einer hydridhaltigen Vorstufe (Precursor), zum Beispiel mit mehreren Hydrid-Gruppen, wie Polymethylhydrosiloxan, vernetzt werden.An addition reaction, for example a silylation reaction, in particular a hydrosilylation reaction, can be based, for example, on the reaction of a hydride group, in particular Si-H, with a vinyl group. The reaction can be catalyzed in particular by platinum group metal complexes. For example, a vinyl-functionalized, in particular vinyl-terminated, polydimethylsiloxane can be crosslinked with a hydride-containing precursor (precursor), for example with a plurality of hydride groups, such as polymethylhydrosiloxane.
Ebenso ist es möglich, dass die Beschichtungsflüssigkeit mindestens ein, insbesondere reaktiv funktionalisiertes, beispielsweise Epoxy-funktionalisiertes, Silikonderivat, umfasst. So kann vorteilhafterweise eine chemische Anbindung der auszubildenden hochhydrophoben Schicht an das das Material des Wischgummigrundkörpers erzielt werden.It is likewise possible for the coating liquid to comprise at least one, in particular reactively functionalized, for example epoxy-functionalized, silicone derivative. Thus, advantageously, a chemical bonding of the highly hydrophobic layer to be formed to the material of the wiper rubber base body can be achieved.
Weiterhin ist es möglich, dass die Beschichtungsflüssigkeit mindestens eine, insbesondere funktionalisierte, fluorierte Verbindung zum Ausbilden der hochhydrophoben Schicht umfasst.Furthermore, it is possible that the coating liquid comprises at least one, in particular functionalized, fluorinated compound for forming the highly hydrophobic layer.
Beispielsweise kann die Beschichtungsflüssigkeit mindestens eine Verbindung umfassen, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonölen, Vinylfunktionalisierten Polysiloxanen, Epoxy-funktionalisierten Polysiloxanen, Thiolfunktionalisierten Polysiloxanen, Amino-funktionalisierten Polysiloxanen, Alkoxysilanen, insbesondere Organoalkoxysilanen und/oder Fluor-funktionalisierten Organoalkoxysilanen, beispielsweise deren organische Gruppe eine, insbesondere reaktive, Epoxy-Gruppe umfasst, und Kombinationen davon. Zum Beispiel kann die Beschichtungsflüssigkeit mindestens eine Verbindung umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonölen, Vinyl-funktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Epoxy-funktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Thiolfunktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Amino-funktionalisierten Polydimethylsiloxanen, Alkoxysilanen, insbesondere Organoalkoxysilanen und/oder Fluorfunktionalisierten Organoalkoxysilanen, beispielsweise deren organische Gruppe eine, insbesondere reaktive, Epoxygruppe umfasst, und Kombinationen davon.For example, the coating liquid may comprise at least one compound selected from the group consisting of silicone oils, vinyl-functionalized polysiloxanes, epoxy-functionalized polysiloxanes, thiol-functionalized polysiloxanes, amino-functionalized polysiloxanes, alkoxysilanes, in particular organoalkoxysilanes and / or fluorine-functionalized organoalkoxysilanes, for example their organic ones Group comprises, in particular reactive, epoxy group, and combinations thereof. For example, the coating liquid may comprise at least one compound selected from the group consisting of silicone oils, vinyl-functionalized polydimethylsiloxanes, epoxy-functionalized polydimethylsiloxanes, thiol-functionalized polydimethylsiloxanes, amino- functionalized polydimethylsiloxanes, alkoxysilanes, in particular organoalkoxysilanes and / or fluorine-functionalized organoalkoxysilanes, for example, the organic group of which comprises an especially reactive epoxy group, and combinations thereof.
Weiterhin kann die Beschichtungsflüssigkeit insbesondere mindestens ein Lösungsmittel, beispielsweise aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel der Alkane und Aromaten, beispielsweise Heptan, Naptha und/oder Xylen, umfassen.Furthermore, the coating liquid may in particular comprise at least one solvent, for example from the group of hydrocarbons, for example alkanes and aromatics, for example heptane, naptha and / or xylene.
Zusätzlich kann das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt: c) Erwärmen des beschichteten und strukturierten Wischgummigrundkörpers auf eine Temperatur ≥ 100 °C, insbesondere ≥ 120 °C, beispielsweise zwischen ≥ 100 °C und ≤ 200 °C, zum Beispiel zwischen ≥ 120 °C und ≤ 160 °C, umfassenIn addition, the method may further comprise the step of: c) heating the coated and structured wiper gum base to a temperature ≥ 100 ° C., in particular ≥ 120 ° C., for example between ≥ 100 ° C. and ≦ 200 ° C., for example between ≥ 120 ° C. and ≤ 160 ° C, include
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung wird in Verfahrensschritt a) ein Wischgummigrundkörper in Form eines Doppel(wischgummi)profils bereitgestellt. Dabei kann das Verfahren weiterhin, insbesondere nach Verfahrensschritt b) und/oder c), den Verfahrensschritt d) Trennen, insbesondere Schneiden, des beschichteten und strukturierten Doppel(wischgummi)profils in zwei Wischgummis umfassen.As part of a special embodiment, a wiper rubber base in the form of a double (wiper rubber) profile is provided in step a). In this case, the method can furthermore, in particular after process step b) and / or c), comprise process step d) separating, in particular cutting, of the coated and structured double (wiper rubber) profile in two wiper rubbers.
Die Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise durch ein Pulversprüh- beziehungsweise Pulverlackierverfahren oder durch ein Nassbeschichtungs- beziehungsweise Nasslackierverfahren, beispielsweise ein Suspensionsbeschichtungsverfahren, oder durch Wirbelsintern oder durch ein Folienbeschichtungsverfahren beziehungsweise Laminierverfahren ausgebildet werden. Geeignete Verfahren zur Ausbildung der Oberflächenstrukturierung sind beispielsweise in der Druckschrift
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wischergummi, dem später erläuterten Wischerblatt sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the method according to the invention, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the wiper blade according to the invention, the later explained wiper blade and to the figures and the description of the figures.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wischerblatt, welches ein erfindungsgemäßes beziehungsweise erfindungsgemäß hergestelltes Wischgummi umfasst beziehungsweise damit ausgestattet ist.Another object of the present invention is a wiper blade, which comprises a wiper rubber according to the invention or produced according to the invention or is equipped therewith.
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Wischerblatts wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wischergummi, dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the wiper blade according to the invention, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the wiper rubber according to the invention, the method according to the invention and to the figures and the description of the figures.
Zeichnungen und BeispieleDrawings and examples
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 zeigenFurther advantages and advantageous embodiments of the subject invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it
Dadurch kann eine Oberflächentopographie realisiert werden, in welcher die Partikel
Der Wischgummigrundkörper
Ferner veranschaulicht
Beispiel 1example 1
Ein vulkanisiertes Wischgummiprofil aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) wurde bereitgestellt und dessen Wischlippe mit im Wesentlichen beabstandeten, fest haftenden Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 10 μm aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) versehen. Die UHMW-PE-Partikel waren dabei im Wesentlichen beabstandet und insbesondere nicht miteinander verbunden und bildeten eine Partikellage beziehungsweise offene beziehungsweise nicht durchgängige Schicht aus. Zwischen den Partikeln verblieb ein offen liegender beziehungsweise partikelunbedeckter bezüglich der Partikel vertiefter Oberflächenbereich.A vulcanized wiper rubber profile of ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) was provided and its wiper lip provided with substantially spaced, adherent particles having an average particle size of about 10 μm from ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW-PE). The UHMW-PE particles were substantially spaced apart and in particular not connected to one another and formed a particle layer or open or non-continuous layer. Between the particles there remained an open or particle-covered surface area recessed with respect to the particles.
Danach wurde eine 1 %-ige Lösung von Silikonöl (Dow Corning DC200) in Heptan aufgesprüht. Durch das Trägerlösungsmittel Heptan, quoll das Wischgummiprofil auf, was ein Eindringen von Silikonöl in die EPDM-Oberflächenschicht begünstigte. Nach dem Verdampfen des Heptans, verblieb ein dünner Silikonfilm auf dem zuvor offen liegenden, partikelunbedeckten, bezüglich der Partikel vertieften Oberflächenbereich. Die UHMW-PE-Partikel, wiesen eine Partikelgröße im Mikrometerbereich auf. Der ausgebildete Silikonfilm wies hingegen eine Schichtdicke im Nanometerbereich auf, weshalb die UHMW-PE-Partikel den Silikonfilm überragten. Aufgrund des Sprühverfahrens waren auch die UHMW-PE-Partikel mit Silikon benetzt, was sich vorteilhafterweise während des Betriebs jedoch nicht weiter störend auswirkte. Eine geringe Benetzung der Partikel, gegebenenfalls sogar keine Benetzung der Partikel, kann unter anderem durch eine geeignete Einstellung der aufgesprühten Lösung beziehungsweise Suspension erzielt werden.Thereafter, a 1% solution of silicone oil (Dow Corning DC200) was sprayed in heptane. Due to the carrier solvent heptane, the squeegee rubber swelled, which favored penetration of silicone oil into the EPDM surface layer. After evaporation of the heptane, a thin silicone film remained on the previously exposed, particle-covered, particle-recessed surface area. The UHMW-PE particles had a particle size in the micrometer range. By contrast, the silicone film formed had a layer thickness in the nanometer range, which is why the UHMW-PE particles projected above the silicone film. Due to the spraying process, the UHMW-PE particles were also wetted with silicone, which advantageously did not interfere during operation. A low wetting of the particles, possibly even no wetting of the particles, can be achieved inter alia by a suitable adjustment of the sprayed solution or suspension.
Die Oberfläche der mit dem Silikonfilm versehenen Wischgummilippe wies deutlich bessere wasserabweisende Eigenschaften als eine nur mit UHMW-PE Partikeln versehene Vergleichwischgummilippe aus EPDM auf.The surface of the wiper blade provided with the silicone film exhibited significantly better water-repellent properties than a comparative wiper blade made of EPDM with only UHMW-PE particles.
Um das Verhalten der mit dem Silikonfilm versehenen Wischgummilippe und der Vergleichwischgummilippe unter Kontaktkraft zu untersuchen, wurden Reibversuche durchgeführt, bei denen die Wischgummilippen mit Wasser benetzt und über die wasserbenetzten Flächen gerieben wurde. Bei der Vergleichwischgummilippe verschwanden die anfänglich auf dem Lotus-Effekt beruhenden wasserabweisenden Eigenschaften nach einiger Zeit und es bildet sich ein Wasserfilm. Bei der mit dem Silikonfilm beschichteten Wischgummilippe blieben die guten wasserabweisenden Eigenschaften vorteilhafterweise erhalten.In order to investigate the behavior of the wiper blade provided with the silicone film and the comparison wiper blade rubber under contact force, rubbing tests were carried out in which the wiper blade was wetted with water and rubbed over the water-wetted surfaces. In the comparative wiper blade, the water-repellent properties initially based on the lotus effect disappeared after some time and a film of water forms. The wiping rubber lip coated with the silicone film advantageously retained the good water-repellent properties.
Darüber hinaus wurde die Umlegleistung mittels des im Zusammenhang mit
Beispiel 2:Example 2:
Wie in Beispiel 1 wurde ein vulkanisiertes Wischgummiprofil aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) bereitgestellt, dessen Oberfläche mit im Wesentlichen beabstandeten, fest haftenden Partikeln aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) versehen war. As in Example 1, a vulcanized wiper rubber profile of ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) was provided, the surface of which was provided with substantially spaced, ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW-PE) adherent particles.
Danach wurde eine Silikonbeschichtungslösung der folgenden Zusammensetzung aufgesprüht.
PS 455 Vinyl-terminiertes Dimethylpolysiloxan mit niedrigem Molekulargewicht von United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA;
PS 120 Hydrid-funktionalisiertes Methylwasserstoffpolysiloxan mit niedrigem Molekulargewicht von United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA;
Platinkomplex Divinyltetramethyldisiloxanplatinkomplex in XylenThereafter, a silicone coating solution of the following composition was sprayed.
PS 455 Vinyl-terminated low molecular weight dimethylpolysiloxane from United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA;
PS 120 Hydride-functionalized, low molecular weight methylhydrogenpolysiloxane from United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA;
Platinum complex divinyltetramethyldisiloxane platinum complex in xylene
Nach dem Verdampfen des Trägerlösungsmittels unter Ausbildung einer trockenen Beschichtung mit einer Schichtdicke von etwa 2 μm wurde das Wischgummiprofil bei 130 °C 5 Minuten lang vulkanisiert. Die UHMW-PE-Partikel überragten mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 10 μm den ausgebildeten Silikonfilm.After evaporating the carrier solvent to form a dry coating having a layer thickness of about 2 μm, the squeegee rubber profile was vulcanized at 130 ° C for 5 minutes. The UHMW-PE particles towered over the formed silicone film with an average particle size of 10 μm.
Die Oberfläche der mit dem Silikonfilm versehenen Wischgummilippe wies deutlich bessere wasserabweisende Eigenschaften als eine nur mit UHMW-PE Partikeln versehene Vergleichwischgummilippe aus EPDM auf.The surface of the wiper blade provided with the silicone film exhibited significantly better water-repellent properties than a comparative wiper blade made of EPDM with only UHMW-PE particles.
Reibversuche, bei denen die Wischgummilippen mit Wasser benetzt und über die wasserbenetzten Flächen gerieben wurde, zeigten, dass die anfänglich auf dem Lotus-Effekt beruhenden wasserabweisenden Eigenschaften bei der Vergleichwischgummilippe nach einiger Zeit verschwanden und sich ein Wasserfilm bildete. Bei der mit dem Silikonfilm beschichteten Wischgummilippe blieben die guten wasserabweisenden Eigenschaften vorteilhafterweise erhalten. Frictional tests in which the squeegee was wetted with water and rubbed over the water-wetted surfaces showed that the water-repellent properties initially based on the lotus effect disappeared with the comparative squeegee after some time and a film of water formed. The wiping rubber lip coated with the silicone film advantageously retained the good water-repellent properties.
Darüber hinaus wurde die Umlegleistung mittels des im Zusammenhang mit
Beispiel 3Example 3
Es wurde vulkanisiertes Doppel(wischgummi)profil aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) bereitgestellt. Unter einem Doppel(wischgummi)profil kann dabei insbesondere ein Profil verstanden werden, dessen Form dem Profil von zwei Wischgummiprofilen entspricht, welche im Bereich der Wischlippen miteinander verbunden sind. Beim dem Doppel(wischgummi)profil wurden die zur Ausbildung der Wischlippen vorgesehenen Bereiche analog zu Beispiel 1 und 2 mit im Wesentlichen beabstandeten, fest haftenden Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 10 μm aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) versehen.Vulcanized double wiper rubber profile of ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) was provided. A double (wiper rubber) profile can in this case be understood in particular as meaning a profile whose shape corresponds to the profile of two wiper rubber profiles which are connected to one another in the region of the wiper lips. In the case of the double (wiper rubber) profile, the regions provided for the formation of the wiper lips were provided, analogously to Examples 1 and 2, with substantially spaced, firmly adhering particles having an average particle size of approximately 10 μm from ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMW-PE).
Danach wurde die Silikonbeschichtungslösung aus Beispiel 2 aufgesprüht. Thereafter, the silicone coating solution of Example 2 was sprayed on.
Nachdem das Doppelprofil bei 150 °C 5 Minuten lang gehärtet wurde, wurde das Doppel(wischgummi)profil längsseitig durchgeschnitten und in zwei einzelnen Wischgummiprofile getrennt.After the double profile was cured at 150 ° C for 5 minutes, the double (squeegee) profile was cut longitudinally and separated into two separate squeegee profiles.
Eine Untersuchung der Schnittkante mittels Rasterelektronenmikroskopie (siehe
Die Oberflächen der mit dem Silikonfilm versehenen Wischgummilippen wiesen deutlich bessere wasserabweisende Eigenschaften als nur mit UHMW-PE Partikeln versehene, aus einem Doppelprofil hergestellte Vergleichwischgummilippen aus EPDM auf.The surfaces of the squeegee rubber lips provided with the silicone film had significantly better water-repellent properties than comparison rubber wiper rubber lips made of EPDM with only UHMW-PE particles.
Reibversuche, bei denen die Wischgummilippen mit Wasser benetzt und über die wasserbenetzten Flächen gerieben wurde, zeigten, dass die anfänglich auf dem Lotus-Effekt beruhenden wasserabweisenden Eigenschaften bei den Vergleichwischgummilippen nach einiger Zeit verschwanden und sich ein Wasserfilm bildete. Bei den mit dem Silikonfilm beschichteten Wischgummilippen blieben die guten wasserabweisenden Eigenschaften vorteilhafterweise erhalten. Frictional tests in which the squeegee was wetted with water and rubbed over the water-wetted surfaces showed that the water-repellent properties initially based on the lotus effect disappeared after some time and a film of water appeared in the comparative wiper rubbers formed. The wiping rubber lips coated with the silicone film advantageously retained the good water-repellent properties.
Darüber hinaus wurde die Umlegleistung mittels des im Zusammenhang mit
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