DE4110393C2 - Gummierzeugnisse mit einem Deckfilm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Gummierzeugnisse oder Gummiartikel, die einen Deckfilm bzw. Oberflächenbehandlungsfilm haben, der aus einem Silicon-Beschichtungsmaterial gebildet ist und das Sub­ strat vor Ultraviolettlicht schützt. Die Erfindung betrifft ins­ besondere ein Substrat aus Ethylen-Propylen-Kautschuk mit einem auf Teilen des Substrates befindlichen Deckfilm, der das Sub­ strat vor Ultraviolettlicht schützt.

Als Beispiel für gebräuchliche Gummierzeugnisse ist in Fig. 2 ein (Kraftfahrzeug-)Fensterrahmen veranschaulicht. Bei einem Körper aus Fensterrahmengummi 6, der erhalten wird, indem gera­ de Teile (durch Strangpressen erhaltene Teile) 1 mit Eckteilen (Formteilen) 3 und 4 unter Bildung eines Ringes verbunden wer­ den, wird in einigen Fällen auf einer (hauptsächlich zum Ver­ bergen der Stoßlinie) zu verzierenden Oberfläche D des Fenster­ rahmengummis 6 ein Deckfilm bzw. Oberflächenbehandlungsfilm 8 aus einem Silicon-Beschichtungsmaterial (nachstehend als "Sili­ con-Beschichtungsfilm" bezeichnet) gebildet.

Wenn der vorstehend erwähnte Fensterrahmengummi jedoch an einem Fahrzeug angebracht und dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, schält sich der Silicon-Beschichtungsfilm in einigen Fällen von dem aus Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM) hergestellten Gum­ misubstrat ab, so daß das Oberflächenaussehen beeinträchtigt wird.

Aus "Kunststofftaschenbuch", 24. Ausgabe, Carl Hanser Verlag, München-Wien, Seiten 55 und 56, ist bekannt, Ruß als Schwarzpigment für Kunststoffe zu verwenden. Es findet sich jedoch kein Hinweis auf die Einarbeitung von Ruß in Siliconbeschichtungsmaterialien, um deren UV-Durchlässigkeit zu verringern, noch findet sich ein Hinweis auf die dabei einzusetzende Menge.

In "Ullmanns Encyclopaedie der Technischen Chemie", Band 15, 1964, Seite 787, wird die Verwendung von Ruß zum Einfärben von Siliconkautschukmischungen vorgeschlagen.

Beispielhaft wird die Zusammensetzung einer Silicon­ kautschukmischung angegeben, wobei der Gesamtanteil an zugesetzten Pigmenten einschließlich Ruß 0 bis 5 Gewichtsteile beträgt. Es findet sich aber kein Hinweis auf die UV- Durchlässigkeit herabsetzende Wirkung von Ruß noch auf die für diesen Zweck einzuhaltende Menge.

Es ist noch nie ein Gummierzeugnis erhalten worden, bei dem ein Silicon-Beschichtungsmaterial verwendet wird das in zur Ab­ schirmung von Ultraviolettstrahlen Ruß als UV-Schutzpigment enthält, der dieses Abschälen verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gummierzeugnis mit einem Deckfilm bereitzustellen, bei dem der Deckfilm ein Si­ licon-Beschichtungsfilm ist, der von einem aus EPDM hergestell­ ten Gummisubstrat kaum abschälbar ist.

Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme haben die Er­ finder einschlägige Untersuchungen durchgeführt, wobei sie fan­ den, daß das Abschälen vom Substrat durch Ultraviolettlicht ver­ ursacht wird, das durch einen Silicon-Beschichtungsfilm durch­ gelassen wird und die Oberfläche des EPDM-Substrats angreift. Dadurch wird die Verschlechterung der Oberfläche des Substrats verursacht. Auf der Grundlage dieser Feststellungen haben die Erfinder ein Gummierzeugnis entwickelt, das eine Deckschicht hat, die das Substrat vor dem Ultraviolettlicht schützt.

Die erfindungsgemäßen Gummierzeugnisse haben einen Deckfilm, der aus einem Silicon-Beschichtungsmaterial gebildet ist und der sich direkt auf gewünschten Teilen eines Substrats aus Ethy­ len-Propylen-Kautschuk befindet. Das Silicon-Beschichtungsmate­ rial, da gemäß der Erfindung verwendet wird, enthält Ruß als UV-Schutzpigment in einer Menge, die ausreicht, um die Verschlech­ terung des Substrats, die durch die Bestrahlung mit Ultravio­ lettlicht verursacht wird, zu unterdrücken.

Gemäß der Erfindung wird ein Gummierzeugnis zur Verfügung gestellt, das aus einem Substrat, das aus einem Ethylen- Propylen-Kautschuk hergestellt ist, und einem Deckfilm besteht, der aus einem Silicon-Beschichtungsfilm gebildet ist und sich mindestens auf einem Teil des Substrates befindet, wobei das Silicon-Beschichtungsmaterial Ruß als UV-Schutzpigment in einer Menge von 5 bis 18 Teilen je 100 Teile eines Grundmaterials für das Silicon- Beschichtungsmaterial enthält.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläu­ tert.

Fig. 1 ist eine Schnittzeichnung (entlang der Linie I-I in Fig. 2B) eines Dichtungsstreifens (oder einer Regenleiste bzw. eines Zugluftabschließstreifens, nachstehend als "Dichtungsstreifen" bezeichnet), der ein Beispiel für das erfindungsgemäße Gummier­ zeugnis mit einem Deckfilm ist.
6: Körper des Fensterrahmengummis.
8: Deckfilm.

Fig. 2A und 2B sind Draufsichten auf einen Dichtungsstreifen, auf den die Erfindung angewendet wird, vor (A) bzw. nach (B) der Bildung eines Deckfilms.
1: gerades Teil (durch Strangpressen erhaltenes Teil).
3, 4: Eckteil (Formteil).
l: Verbindungs- bzw. Stoßstelle zwischen dem durch Strangpres­ sen erhaltenen Teil und dem Formteil.

Die Erfindung betrifft Gummierzeugnisse, die ein Substrat haben, das aus einem Ethylen-Propylen-Kautschuk (wofür hierin EPDM als Beispiel dient) hergestellt ist, wobei auf dem Substrat, vor­ zugsweise auf gewünschten Teilen, ein Deckfilm aufgebracht ist. Der Deckfilm verhindert, daß das Substrat durch Belichtung mit Ultraviolettlicht verschlechtert wird. Die erfindungsgemäßen Gummierzeugnisse sind für eine Anwendung an Stellen, wo die Er­ zeugnisse eine in hohem Maße dekorative Gestaltung haben und ihr Aussehen beibehalten müssen, beispielsweise als Dichtungs­ streifen für Kraftfahrzeuge, besonders gut geeignet.

Zu Beispielen für erfindungsgemäße Gummierzeugnisse gehören u. a. Dichtungsstreifen wie z. B. Türdichtungsstreifen und Dachseiten­ dichtungsstreifen, Glasscheiben- bzw. Fensterglasführungen und Fensterrahmengummis.

Der Deckfilm wird verwendet, um beispielsweise das Aussehen, die Qualität und die Abriebfestigkeit zu verbessern und den Gleitwiderstand von Fensterglas zu vermindern o. dgl.

In der folgenden Beschreibung sind alle Mischungsmengen in Mas­ seteilen ausgedrückt, falls keine anderen Angaben gemacht wer­ den.

In Fig. 1 ist ein Beispiel für den Aufbau der erfindungsgemä­ ßen Gummierzeugnisse gezeigt. Die Erzeugnisse bestehen aus ei­ nem aus EPDM hergestellten Substrat 6 und einem Deckfilm 8, der sich auf gewünschten Teilen D des Substrats befindet und aus ei­ nem Silicon-Beschichtungsmaterial gebildet ist. Als Ethylen-Pro­ pylen-Kautschuk können ternäre Ethylen-α-Olefin-nichtkonjugier­ tes Dien-Copolymere verwendet werden. Ferner kann auch EPM, ein Ethylen-α-Olefin-Copolymer, verwendet werden, obwohl im allge­ meinen durch Schwefel vulkanisierbares EPDN verwendet wird. Ein Rezeptbeispiel für eine EPDM-Kautschukmischung ist nachstehend in Tabelle 1 gezeigt.

Als Silicon-Beschichtungsmaterial, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, können übliche Silicon-Beschichtungsmaterialien verwendet werden, die durch Vereinigen der nachstehend als Bei­ spiele für Grundmaterialien, Katalysatoren u. dgl. angegebenen Bestandteile hergestellt werden. Ein Rezeptbeispiel für das Silicon-Beschichtungsmaterial ist nachstehend in Tabelle 2 ge­ zeigt.

Zu Beispielen der Grundmaterialien für das Silicon-Beschich­ tungsmaterial gehören gemischte Polysiloxane aus einem Diorga­ nopolysiloxan, dessen endständige Hydroxylgruppen beide blockiert bzw. geschützt sind, und einem Organohydrodiensiloxan (zu dessen organischen Gruppen Alkylgruppen, Alkenylgruppen, Aryl­ gruppen, Aralkylgruppen usw. gehören).

Das Silicon-Beschichtungsmaterial kann Katalysatoren wie z. B. Organozinnverbindungen, Platin, Platinverbindungen usw. enthal­ ten.

Zu Silan-Haftmitteln für die Verwendung in dem Silicon-Beschich­ tungsmaterial gehören beispielsweise γ-Glycidoxypropyl-trimeth­ oxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, γ-Aminopropyl­ trimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Mercaptopro­ pyltrimethoxysilan, γ-Chlorpropyltrimethoxysilan, γ-Chlorpro­ pylmethyldichlorsilan, γ-Chlorpropylmethyldimethoxysilan usw.

Zu geeigneten Lösungsmitteln gehören n-Hexan, n-Heptan, Toluol, Isopropanol, Butanol, Methanol, Ethanol, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethylen usw.

Ferner kann zusätzlich zu den vorstehend als Beispiele angege­ benen Silicon-Beschichtungsmaterialien das in der JP-Patentpu­ blikation Nr. 56-19813 als Beispiel angegebene Silicon-Beschich­ tungsmaterial verwendet werden.

Solche Beschichtungsmaterialien werden durch ein übliches Verfahren wie z. B. Spritzauftrag, Walzenauftrag, Tauchbeschich­ tung, Beschichtung mit einer Bürste o. dgl. auf das Substrat auf­ gebracht. Die Beschichtungsdicke beträgt im allgemeinen 1 bis 30 µm. Die Härtungsbedingungen des Beschichtungsfilms sind im allgemeinen 80 bis 150°C × 5 bis 20 min.

Das Silicon-Beschichtungsmaterial hat im Rahmen der Erfindung eine Zusammensetzung die dadurch gekennzeichnet ist, daß es als UV-Schutzpigment Ruß in einer Menge enthält, die ausreicht, um die Verschlechterung des Substrats durch Ultraviolettlicht zu unterdrücken.

Als UV-Schutzpigment, d. h., als zur Abschirmung von Ultravio­ lettlicht bzw. zum Schutz vor Ultraviolettlicht dienendes Pig­ ment, wird Ruß verwendet. Als Ruß werden Acetylenruß, Kanalruß, Öl-Fur­ naceruß, Gas-Furnaceruß und Thermalruß bzw. thermischer Spalt­ ruß bevorzugt. Kanalruß wird in höherem Maße bevorzugt.

Die Menge des in das Silicon-Beschichtungsmaterial eingemisch­ ten Russes als UV-Schutzpigment wird derart eingestellt, daß der Durch­ laßgrad von Ultraviolettlicht (Wellenlänge: 280 bis 400 nm) 5% oder weniger betragen kann, wenn der Silicon-Beschichtungsfilm eine Dicke von 5 µm hat.

Erfindungsgemäß beträgt die Menge an Ruß 5 bis 18 Teile je 100 Teile des Grundmaterials für das Silicon-Be­ schichtungsmaterial. Wenn seine Menge weniger als 5 Teile be­ trägt, kann keine ausreichende Schutzwirkung gegen Ultraviolett­ licht erzielt werden. Wenn seine Menge 18 Teile überschreitet, ist das anfängliche Abfärben stark (siehe Tabelle 3). Infolge­ dessen sind weniger als 5 Teile und mehr als 18 Teile nicht er­ wünscht.

Das erfindungsgemäße Gummierzeugnis, das einen Deckfilm auf­ weist, hat einen Aufbau, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gummierzeugnis aus einem EPDM-Substrat und dem Deckfilm her­ gestellt ist, der aus einem Silicon-Beschichtungsmaterial gebil­ det ist, das Ruß als UV-Schutzpigment in einer Menge enthält, die ausreicht, um die Verschlechterung des Substrats durch Ultra­ violettlicht zu unterdrücken, d. h. 5 bis 18 Teile je 100 Teile des Gummimaterials für das Silicon-Beschichtungsmaterial. Der Deckfilm kann direkt auf ge­ wünschte Teile des Substrats aufgebracht werden. Infolgedessen können die folgenden Wirkungen erzielt werden.

Auf Grund des Vorhandenseins des UV-Schutzpigments, d. h. Ruß, in dem Sili­ con-Beschichtungsfilm erreicht Ultraviolettlicht selbst in dem Fall kaum das aus EPDM hergestellte Gummisubstrat, daß das Gum­ mierzeugnis dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Infolgedessen wird die Oberfläche des EPDM-Substrats bei dem erfindungsgemäßen Gum­ mierzeugnis, das einen Deckfilm hat, nicht durch Ultraviolett­ licht angegriffen und verschlechtert, und der Silicon-Beschich­ tungsfilm schält sich kaum von dem Gummisubstrat ab.

Beispiele

Nachstehend werden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert, die durchgeführt wurden, um die Wirkung der Erfindung zu bestä­ tigen.

Eine Kautschukmischung, die nach dem in Tabelle 1 gezeigten Re­ zept hergestellt worden war, wurde zu einem 2 mm dicken Kau­ tschukfell ausgewalzt. Der bei dem Rezept verwendete EPDM war JSR-EP 57C (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.). JSR-EP 57C hat einen Propylengehalt von 28 Masse% und eine Mooney-Viskosität ML (1+4) 90 (100°C), 60 (125°C) und enthält als dritte Kompo­ nente ENB. Das Kautschukfell wurde unter den Bedingungen 170°C × 10 min in einer Form vulkanisiert, und das vulkanisierte und geformte Fell wurde 24 h lang stehen gelassen. Dann wurde ein Silicon-Beschichtungsmaterial, das nach dem in Tabelle 2 ge­ zeigten Rezept unter Einmischung von Kanalruß in den in Tabelle 3 angegebenen Mengen hergestellt worden war, in einer Dicke von 5 µm auf das vulkanisierte und geformte Fell aufgetragen und un­ ter den Bedingungen 90°C × 10 min gehärtet, wodurch Prüfkörper für die nachstehend beschriebenen Prüfungen (mit Ausnahme der Messung des Ultraviolett-Durchlaßgrades) hergestellt wurden.

Nach 24stündigem Stehenlassen wurden die auf diese Weise herge­ stellten Prüfkörper den nachstehend beschriebenen Prüfungen un­ terzogen. Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. In den Beispielen, bei denen ein Beschichtungsmaterial, das einen 5% oder weniger betragenden Ultraviolett-Durchlaßgrad zeigte, in einer Dicke von 5 µm aufgetragen wurde, war nach 1000 h der nachstehend beschriebenen Witterungsbeständigkeitsprüfung keine Schädigung aufgetreten. In Vergleichsbeispiel 4, bei dem anstel­ le von Kanalruß ein Ultraviolettabsorptionsmittel eingemischt wurde, konnte eine die Abschälung des Beschichtungsfilms ver­ hindernde Wirkung kaum erzielt werden.

(1) Messung des Ultraviolett-Durchlaßgrades eines Silicon-Beschichtungsfilms

Ein Silicon-Beschichtungsmaterial, das unter Einmischung von Kanalruß in den in Tabelle 3 gezeigten Mengen hergestellt wor­ den war, wurde in einer Dicke von 5 µm auf Quarzglas aufgetra­ gen und unter denselben Bedingungen wie vorstehend beschrieben gehärtet. Der Ultraviolett-Durchlaßgrad (%) der erhaltenen Be­ schichtung wurde mit einem Spektralphotometer (Geschwindigkeit der Änderung der Wellenlänge: 300 nm/min) gemessen, und der Mit­ telwert des Ultraviolett-Durchlaßgrades in dem Bereich von 280 bis 400 nm wurde berechnet.

(2) Prüfung der Beständigkeit eines Beschichtungsfilms gegen Abschälung nach der Witterungsbeständigkeitsprüfung

Die Witterungsbeständigkeitsprüfung wurde mittels eines Sonnen­ schein-Bewitterungsprüfgerätes unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

• 1) Kohlelichtbogenlampe: einzelne Lampe.
• 2) Temperatur der schwarzen Platte bzw. Fläche: 63 ± 2°C.
• 3) Während einer 60minütigen Bestrahlung wurde 12 min lang Was­ ser aufgesprüht.

Prüfkörper, die der Witterungsbeständigkeitsprüfung unterzogen wurden, wurden in Abständen von 50 h aus dem Bewitterungsprüf­ gerät herausgenommen, in ein Abriebprüfgerät eingesetzt und un­ ter den nachstehend beschriebenen Bedingungen einer Abriebfe­ stigkeitsprüfung unterzogen. Bei jedem Prüfkörper wurde visuell beurteilt, ob sich der Beschichtungsfilm abgeschält hatte oder nicht.

• 1) Abriebgewebe: weißes Baumwollgewebe (JIS-L-0803).
• 2) Abrieblänge: 150 mm.
• 3) Zyklus: 60mal/min.
• 4) Belastung: 4,9 N.
• 5) Zahl der Abriebbewegungen: 500 Wiederholungen der Hin- und Herbewegung.

(3) Prüfung des anfänglichen Abfärbens

Weißes Baumwollgewebe (JIS-L-0803) wurde bei einer Belastung mit 1,96 N gegen jeden Prüfkörper gepreßt und 100mal hin- und herbewegt, und es wurde visuell beurteilt, ob sich das Gewebe verfärbt hatte oder nicht.

In Tabelle 3 bedeutet OK "nicht verfärbt" und NC "verfärbt".

(Mischungsmengen: Teile)
EPDM (JSR EP 57C)
100
MAF-Ruß (Mittelabriebfester Furnaceruß)	130
Paraffinisches Weichmacheröl	100
Stearinsäure	1
Zinkoxid	5
Trockenmittel (CaO)	5
Vulkanisationsbeschleuniger	3,5
Schwefel	2

Tabelle 2

(Mischungsmengen: Teile)

Claims (2)

1. Gummierzeugnis, das aus einem Substrat, das aus einem Ethylen-Propylen-Kautschuk hergestellt ist und einem Deckfilm besteht, der aus einem Silicon-Beschichtungsfilm gebildet ist und sich mindestens auf einem Teil des Substrates befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicon-Beschichtungsmaterial Ruß als UV-Schutzpigment in einer Menge von 5 bis 18 Teilen je 100 Teile eines Grundmaterials für das Silicon-Beschichtungs­ material enthält.

2. Gummierzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßgrad von Ultraviolettlicht (Wellenlänge: 280 bis 400 nm) 5% oder weniger beträgt, wenn die Dicke des Sili­ con-Beschichtungsfilms 5 µm beträgt.