EP1390437A2 - Gleitlackkomponente, gleitlack und verfahren zum beschichten von elastomeren wie scheibenwischerblättern - Google Patents

Gleitlackkomponente, gleitlack und verfahren zum beschichten von elastomeren wie scheibenwischerblättern

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Publication number
EP1390437A2
EP1390437A2 EP02729828A EP02729828A EP1390437A2 EP 1390437 A2 EP1390437 A2 EP 1390437A2 EP 02729828 A EP02729828 A EP 02729828A EP 02729828 A EP02729828 A EP 02729828A EP 1390437 A2 EP1390437 A2 EP 1390437A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
polyamide
powder
lubricating
lubricating varnish
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02729828A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Vogt
Lutz MÜLLER
Ulrich Hasenkox
Guido Klamt
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09D175/04—Polyurethanes
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
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    • B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
    • B60S1/38—Wiper blades
    • B60S2001/3827—Wiper blades characterised by the squeegee or blade rubber or wiping element
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    • C08J2475/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers

Definitions

  • the invention relates to a lubricating varnish component, a lubricating varnish produced therewith, and a method for coating elastomers, in particular elastomer profiles such as windshield wiper blades, with this lubricating varnish according to the preamble of the independent claims.
  • wiper blades With windshield wiper blades, it is important that they can adapt as well as possible to the contour of the windshield of a motor vehicle and that they remain flexible even at different temperatures. Therefore, wiper blades are usually made from elastomer profiles, mainly rubber materials such as natural rubber or chloroprene rubber are used. In addition, wiper blades made of silicone rubber or polyurethane rubber are also known.
  • elastomers Compared to materials such as glass or plastic, elastomers have high sliding friction coefficients, so that with a defined vertical contact force of an elastomer profile in the form of a wiper blade on the surface of a glass pane, a multiple of the contact force often has to be used for horizontal movement. If the windshield wiper is operated when it is wet, this is not a major problem, since the water film on the windshield creates a thin lubricating film between the windshield wipers. sheet and the disc is formed so that a hydrodynamic lubrication is established. However, problems arise when the wiper blade is operated as a lubricating film without water, for example in summer or after brief rain showers. Under such conditions, the windscreen dries quickly, causing the coefficient of friction to rise sharply, which can lead to squeaking, rattling or even stoppage of the windshield wiper.
  • DE 38 39 937 AI discloses a one-component polyurethane lacquer for coating elastomers, which contains reactive polysiloxanes.
  • EP 293 084 AI describes a coating which, in addition to a polyurethane and a siloxane, also contains an additive such as carbon black, Teflon, graphite or talc. This material can be used to produce coatings on elastomers that have a low coefficient of friction under dry conditions.
  • the lubricating varnish component according to the invention, the lubricating varnish according to the invention and the processes according to the invention for coating elastomers have the advantage over the prior art that a coating can be produced in particular on windshield wiper blades that has a particularly low dry friction coefficient, so that such wiper blades on dry or drying vehicle windows have particularly favorable properties.
  • the coating according to the invention significantly reduces the force required to move the wiper arm over the window, so that the electric motor driving the wiper arm can also be made smaller. This also allows the use of cheaper engines and reduces energy consumption in the motor vehicle.
  • the advantages mentioned are particularly noticeable in vehicle types in which large, flat panes are provided to reduce the air resistance and require very long wiper arms and wiper blades.
  • the coating according to the invention on windshield wiper blades reduces unpleasant noises such as squeaking or rattling.
  • Another advantage of the lubricating varnish according to the invention and the methods according to the invention is that a coating thus produced on a windshield wiper blade ensures a consistently good wiping quality over a longer period of time, in particular in accordance with the time between the normal inspection intervals of a motor vehicle.
  • the lubricating varnish according to the invention shows a very good adhesion and abrasion resistance on elastomer profiles.
  • the methods according to the invention have the advantage that the applied lubricating varnish can be applied reliably with constant quality and simple process technology.
  • the lubricating varnish according to the invention is significantly more environmentally friendly.
  • the lubricating varnish according to the invention is in the form of an aqueous 1-component or 2-component varnish which does not pose a risk to the environment. This reduces process costs and simplifies storage.
  • lubricating varnish can be applied in a variety of ways, for example by spraying, dipping or brushing.
  • the coating is advantageously applied to the elastomers before they are vulcanized, so that the energy supplied during the vulcanization can be used simultaneously for curing and / or thermal crosslinking, and the lubricating lacquer also hardens in a very short time. Furthermore, due to the higher reactivity of the unvulcanized material, better crosslinking of the coating with the elastomer forming the base is achieved in this case.
  • the coating can also take place after vulcanization. This enables the coating to be to be applied outside the production line for the elastomer profiles.
  • a hardener based on isocyanate has proven to be particularly advantageous as the hardener that can be added to the lubricating lacquer component.
  • the invention is initially based on a paint for coating elastomers sold by Henkel KGaA, Dusseldorf under the brand name Sipiol®.
  • This Sipiol® varnish which is a polyurethane system that contains reactive polysiloxanes, is especially suitable for coating rubber profiles.
  • the polysiloxanes crosslink with the polyurethane system so that they form a component that lowers the coefficient of friction and is integrated into the polymer.
  • it is initially available as an aqueous 1-component varnish or 2-component varnish, and also contains carbon black as an additive.
  • the usual elastomer profiles for windshield wiper rubbers were first coated with a Sipiol ⁇ -based lubricant as part of a comparison test.
  • the paint component Sipiol® WL 2000-21 which is sold by Henkel KGaA and which is present as a suspension containing soot, was mixed in a ratio of 100: 6 with the isocyanate-based hardener WV20, also sold by Henkel KGaA, according to the instructions.
  • This lubricating varnish was then applied in the form of a coating to the elastomer profiles, which had previously been pretreated with a primer also sold by Henkel KGaA under the name Cuvertin® X8536 to improve adhesion.
  • the Sipiol® WL 1000-21 paint system which was also sold by Henkel KGaA, was used, which is also available as a soot-containing suspension, but in contrast to the Sipiol® WL 2000-21 system, no hardener was added before coating must be, ie it is a 1-component system. Otherwise the procedure was as above.
  • the results obtained with the hardener-free Sipiol® WL 1000-21 system were similar to those achieved with the hardener-added system Sipiol® WL 2000-21.
  • polyamide powder, polyethylene powder or a solution of a polyamide is particularly suitable as additives.
  • modified coating varnishes lead to very well adhering coatings on elastomer profiles with particularly low dry friction coefficients ⁇ dry of less than 1.5, sometimes less than 1.0, which are both abrasion-resistant and weather-resistant.
  • ⁇ dry dry of less than 1.5, sometimes less than 1.0
  • they show no transfer to the opposing body, ie the wiped glass. This is particularly important with windshields, in order not to leave an undesirable lubricating film that could impair the view.
  • a polyamide powder with the smallest possible particle size of preferably less than 10 ⁇ m, in particular less than 5 ⁇ m is added to 10 ml of hard-free or hard-containing lacquer system.
  • the suspension obtained was then stirred well and applied in the form of a coating to a still unvulcanized, extruded elastomer profile which was shaped as a wiper blade.
  • the elastomer profile was pretreated with the primer Cuvertin® X8536, which is a solution of chlorinated polymers in organic solvents, to improve adhesion.
  • the coating was applied to the elastomer profile by dipping.
  • Sipiol® systems mentioned are, moreover, aqueous polyurethane-polysiloxane dispersions which also contain other additives. Further details on these known products from Henkel KGaA can be found in the corresponding data sheets.
  • the solids content of the polyamide powder added in the lubricating varnish can reach up to 90 percent by weight, based on the finished lubricating varnish suspension. It is preferably less than 25% by weight, since at higher proportions the coating obtained sometimes does not remain elastic enough, i.e. the adhesion of the coating to the elastomer profile is reduced.
  • a polyethylene powder is also suitable as a powdery additive to the lubricating varnish component or the lubricating varnish.
  • Polyethylene powders with an ultra-high molecular weight have been found to be particularly advantageous, the particle size of the powder particles also being below 10 ⁇ m.
  • 1.5 g of polyethylene was added to 10 ml of the mixture using one of the Sipiol® coating systems, ie Sipiol® WL 2000-21 with the described hardener WV 20 or Sipiol® WL 1000-21 without hardener.
  • Ultra high molecular weight powder added. For example, this is suitable under the name PE-UHMW Hostalen® GUR 2126 polyethylene powder sold by Ticona, Oberhausen.
  • polyethylene powder is a very suitable dry lubricant or additive to the lubricating varnish in order to obtain coatings on windshield wipers with very low dry friction coefficients.
  • a third exemplary embodiment is again based on one of the Sipiol® coating systems already described according to the first or second exemplary embodiment. Furthermore, an alcoholic or aqueous solution of a polyamide is added to this lacquer, the polyamide contained therein acting as an additive that reduces dry friction compared to glass, which, when added in dissolved form, has a very fine distribution in the basic system or matrix system with polyurethane and siloxane having. In particular, this ensures that sufficient polyamide is available as dry lubricant throughout the coating.
  • soluble polyamides for example, all alcohol-soluble polyamides or copolyamides can be used.
  • the use of an N-methoxymethylated polyamide has proven to be particularly advantageous.
  • a compound which catalyzes the crosslinking of the dissolved additive polyamide is added to the lubricating varnish.
  • An organic acid is particularly suitable for this.
  • the cross-linked polyamide is created and the crosslinked polyurethane system, two interpenetrating, insoluble networks, wherein crosslinking of the polyamide with the polyurethane system can also occur.
  • the mixture of Sipiol® coating system and hardener or hardener-free Sipiol® coating system has the task of ensuring the elastic properties of the coating obtained, while the polyamide component lowers the dry friction coefficient.
  • first coat the elastomer profile with the unmodified Sipiol® coating system-hardener mixture or the hardener-free Sipiol® coating system, i.e. without coating the polyamide additive, and then applying a further, second coating with the polyamide dissolved in alcohol to this first coating before subsequent curing.
  • the application of the second coating can be carried out both on the already air-dried first coating or wet-on-wet, i.e. on the still wet first coating.
  • This procedure with two successively applied coatings has the advantage that the first coating primarily imparts improved adhesion to the elastomer profile, while the second coating primarily reduces the dry friction of the elastomer profile or the wiper blade compared to glass.
  • the additive or generally the wiping behavior of the elastomer profile can be adapted to the type of window to be wiped.
  • the Sipiol® hardener mixture or alternatively, the hardener-free Sipiol® system is mixed again according to the instructions and first diluted with 30% water in order to reduce the thickness of the coating obtained in the following compared to the exemplary embodiments with powdery additive.
  • This lubricating varnish was then applied to a prepared elastomer profile and dried in air at 25 ° C until no more damp spots were visible.
  • a 5% to 10% solution of a polyamide in an ethanol-water mixture for example a solution of the polyamide Ultramid® IC, which is sold by BASF AG, Ludwigshafen, was then applied to this first coating in the form of a second Coating applied.
  • the elastomer profile coated in this way was then dried and cut at 90 ° C. to 120 ° C. for 15 minutes, and then, as above, the dry friction coefficient on glass was determined. This resulted in values from 0.8 to 1.2. This coating also showed no detachment and very good adhesion after extensive longitudinal expansion.
  • a last exemplary embodiment provides for one of the Sipiol® basic systems to be applied to an elastomer profile in the form of a coating first without an additive, ie without adding a polyamide powder, a polyethylene powder or a solution of a polyamide, and only after that on the still wet coating to apply a fine polyamide powder or a fine polyethylene powder, in particular a fine polyethylene powder with ultra-high molecular weight.
  • the powder is sprinkled or inflated onto the still wet coating, for example, and then the coating sprinkled or blown with the powder is dried at 120 ° C. for 15 minutes. Subsequent measurements of the dry friction values of coated windshield wiper blades produced in this way gave dry friction values of 0.6 to 0.9.
  • the elastomer profiles are generally produced with the aid of an extruder, the coatings according to the illustrated exemplary embodiments preferably being carried out immediately thereafter extrusion by spraying, dipping or brushing.
  • a customary vulcanization process of the elastomer profiles then takes place, for example in a salt bath or in an oven, before the coated and vulcanized elastomer profile is finally cut.
  • the coating can also be applied to the elastomer profile only after vulcanization, which, however, requires a further temperature treatment, preferably at a lower temperature, than in the preceding vulcanization. This temperature treatment then takes place for example behind the salt bath or behind the oven in another heating zone.
  • the temperature treatment during vulcanization or in the downstream heat zone brings about a chemical crosslinking within the coating and also a connection or crosslinking of the coating with the elastomer profile underneath.

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Abstract

Es wird eine Gleitlackkomponente und ein Gleitlack, insbesondere zum Beschichten von Elastomerprofilen, vorgeschlagen. Die Gleitlackkomponente enthält dabei ein Polyurethan, ein Siloxan sowie ein Polyamidpulver, ein Polyethylenpulver oder eine Lösung eines Polyamids. Der Gleitlack kann daneben zusätzlich einen Härter, insbesondere einen Härter auf Isocyanat-Basis, enthalten. Daneben wird ein erstes Verfahren zum Beschichten von Elastomeren vorgeschlagen, wobei auf ein Elastomerprofil zunächst der vorgeschlagene Gleitlack in Form einer Beschichtung aufgebracht, und diese Beschichtung danach getrocknet und/oder thermisch vernetzt wird. Weiter wird ein alternatives, zweites Verfahren vorgeschlagen, wobei auf das Elastomerprofil zunächst der vorgeschlagene Gleitlack mit oder ohne Polyamid oder Polyethylen in Form einer ersten Beschichtung aufgebracht wird, und wobei danach auf die erste Beschichtung eine alkoholische oder wässrige Lösung eines Polyamids in Form einer zweiten Beschichtung oder ein Polyamidpulver oder ein Polyethylenpulver aufgebracht wird. Der vorgeschlagene Gleitlack eignet sich besonders zur Herstellung beschichteter Scheibenwischerblätter mit reduziertem Trockenreibwert.

Description

Gleitlackkomponente, Gleitlack und Verfahren zum Beschichten von Elastomeren wie Scheibenwischerblättern
Die Erfindung betrifft eine Gleitlackkomponente, einen damit hergestellten Gleitlack, sowie Verfahren zum Beschichten von Elastomeren, insbesondere von Elastomerprofilen wie Scheibenwischerblättern, mit diesem Gleitlack, nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Bei Scheibenwischerblättern ist es wichtig, dass sie sich der Kontur der Scheibe eines Kraftfahrzeugs möglichst gut anpassen können, und auch bei unterschiedlichen Temperaturen flexibel bleiben. Daher werden Wischerblätter in der Regel aus Elastomerprofilen gefertigt, wobei im Wesentlichen Gummimaterialien wie Naturkautschuk oder Chloroprenkautschuk verwendet werden. Daneben sind auch Wischerblätter aus Silikonkautschuk oder Polyurethankautschuk bekannt.
Elastomere weisen gegenüber Materialien wie Glas oder Kunststoff hohe Gleitreibungskoeffizienten auf, so dass bei einer festgelegten vertikalen Auflagekraft eines Elastomerprofils in Form eines Scheibenwischerblattes auf der Oberfläche einer Glasscheibe häufig ein Vielfaches der Auflagekraft für eine Horizontalbewegung aufgewendet werden muss. Wird der Scheibenwischer bei Nässe betrieben, stellt dies kein wesentliches Problem dar, da durch den Wasserfilm auf der Scheibe ein dünner Schmierfilm zwischen dem Scheibenwischer- blatt und der Scheibe gebildet wird, so dass sich eine hydrodynamische Schmierung einstellt. Probleme treten jedoch auf, wenn das Scheibenwischerblatt ohne Wasser als Schmierfilm betrieben wird, beispielsweise im Sommer oder nach kurzen Regenschauern. Unter derartigen Bedingungen erfolgt ein schnelles Abtrocknen der Scheibe, wodurch der Reibungskoeffizient stark ansteigt, was zu Quietschen, Rattern oder sogar Stillstand des Scheibenwischers führen kann.
Um den Reibungskoeffizienten von Scheibenwischerblättern gegenüber einer trockenen Glasscheibe herabzusetzen, wird bisher häufig eine Chlorierung oder Bromierung der Oberfläche des Scheibenwischerblattes, d.h. eine Härtung, durchgeführt. Dies erfordert jedoch eine sehr exakte Prozessführung und ist unter Umweltschutzaspekten nicht unproblematisch.
Weiter wurde auch bereits vorgeschlagen, Elastomerprofile mit einer Beschichtung zu versehen, die insbesondere den Reibungskoeffizienten unter trockenen Bedingungen, d.h. den Trockenreibwert μtrocken* herabsetzt. So wird in JP 55 015 873 eine Wischerlippe mit einem Silikongummi beschichtet, in das zur Reduzierung des Reibwertes als Trockenschmierstoff Molybdändisulfid eingebracht worden ist. Einen ähnlichen Ansatz verfolgt DE 38 38 904, bei dem ein Polyurethanlack als Binder eingesetzt wird, in den Graphitpulver eingelagert ist.
Daneben ist aus DE 38 39 937 AI ein einkomponentiger Polyurethanlack zur Beschichtung von Elastomeren bekannt, der reaktive Polysiloxane enthält. In EP 293 084 AI ist eine Beschichtung beschrieben, die neben einem Polyurethan und einem Siloxan auch einen Zusatzstoff wie Ruß, Teflon, Graphit oder Talkum enthält. Mit diesem Material können Beschichtungen auf Elastomeren erzeugt werden, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten unter trockenen Bedingungen aufweisen. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Gleitlackkomponente, der erfindungsgemäße Gleitlack und die erfindungsgemäßen Verfahren zum Beschichten von Elastomeren haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass damit insbesondere auf Scheibenwischerblättern eine Beschichtung herstellbar ist, die einen besonders niedrigen Trockenreibwert aufweist, so dass solche Wischerblätter auf trockenen oder abtrocknenden Fahrzeugscheiben besonders günstige Eigenschaften aufweisen.
Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Beschichtung die zur Bewegung des Wischerarms über die Scheibe notwendige Kraft deutlich verringert, so dass auch der den Wischerarm antreibende Elektromotor kleiner ausgelegt werden kann. Dies erlaubt auch den Einsatz preisgünstigerer Motoren und senkt den Energieverbrauch im Kraftfahrzeug. Die genannten Vorteile machen sich vor allem bei Fahrzeugtypen bemerkbar, bei denen zur Senkung des Luftwiderstandes große, flache Scheiben vorgesehen sind, die sehr lange Wischerarme und Wischerblätter erfordern.
Weiter ist vorteilhaft, dass durch die erfindungsgemäße Beschichtung auf Scheibenwischerblättern eine Reduzierung von unangenehmen Geräuschen wie Quietschen oder Rattern erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gleitlackes und der erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, dass eine damit erzeugte Beschichtung auf einem Scheibenwischerblatt über einen längeren Zeitraum, insbesondere entsprechend der Zeit zwischen den normalen Inspektionsintervallen eines Kraftfahrzeugs, eine gleichbleibend gute Wischqualität gewährleistet. Insbesondere zeigt der erfindungsgemäße Gleitlack eine sehr gute Haftung und Abriebbeständigkeit auf Elastomerprofilen.
Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Halogenie- ren von Elastomerprofilen haben die erfindungsgemäßen Verfahren den Vorteil, dass der aufgebrachte Gleitlack zuverlässig mit gleichbleibender Qualität und einfacher Verfahrenstechnik aufbringbar ist. Zudem ist der erfindungsgemäße Gleitlack deutlich umweltfreundlicher.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
So ist vorteilhaft, wenn der erfindungsgemäße Gleitlack als wässriger 1-Komponenten- oder 2-Komponenten-Lack vorliegt, der keine Gefährdung für die Umwelt darstellt. Auf diese Weise werden die Prozesskosten reduziert und die Lagerung vereinfacht.
Vorteilhaft ist weiter, dass der Gleitlack auf vielfältige Weise, beispielsweise durch Sprühen, Tauchen oder Bürsten, aufgebracht werden kann.
Daneben erfolgt das Aufbringen der Beschichtung auf die Elastomere vorteilhaft schon vor deren Vulkanisation, so dass die bei der Vulkanisation zugeführte Energie gleichzeitig zum Aushärten und/oder thermischen Vernetzen genutzt werden kann, und die Aushärtung des Gleitlackes zudem in sehr kurzer Zeit erfolgt. Weiter wird aufgrund der höheren Reaktivität des unvulkanisierten Materials in diesem Fall eine bessere Vernetzung der Beschichtung mit dem den Untergrund bildenden Elastomer erzielt.
Alternativ kann die Beschichtung jedoch auch nach der Vulkanisation erfolgen. Dies ermöglicht es, die Beschichtung au- ßerhalb der Produktionslinie für die Elastomerprofile aufzubringen.
Als Harter, der der Gleitlackkomponente zugesetzt werden kann, hat sich besonders ein Harter auf Isocyanat-Basis als vorteilhaft herausgestellt.
Ausfuhrungsbeispiele
Die Erfindung geht zunächst von einem von der Firma Henkel KGaA, Dusseldorf unter dem Markennamen Sipiol® vertriebenen Lack zur Beschichtung von Elastomeren aus. Dieser Sipiol®- Lack, bei dem es sich um ein Polyurethansystem handelt, das reaktive Polysiloxane enthalt, ist speziell für die Beschichtung von Gummiprofilen geeignet. Dabei vernetzten die Polysiloxane mit dem Polyurethansystem, so dass sie einen reibwertsenkenden, in das Polymer integrierten Bestandteil bilden. Er liegt, je nach Wahl des konkreten Sipiol®-Lackes, zunächst als wassriger 1-Komponenten-Lack oder 2- Kompontenten-Lack vor, und enthalt als Zusatzstoff zudem Ruß.
Im Einzelnen wurden zunächst übliche Elastomerprofile für Scheibenwischergummis mit einem Gleitlack auf SipiolΘ-Basis im Rahmen eines Vergleichsversuches beschichtet. Dazu wurde die von der Firma Henkel KGaA vertriebene Lackkomponente Sipiol® WL 2000-21, die als rußhaltige Suspension vorliegt, im Verhältnis 100:6 mit dem ebenfalls von der Firma Henkel KGaA vertriebenen Harter auf Isocyanat-Basis WV20 nach Vorschrift zusammengemischt. Dieser Gleitlack wurde dann in Form einer Beschichtung auf die Elastomerprofile aufgetragen, die zuvor zur Haftverbesserung mit einem ebenfalls von der Firma Henkel KGaA unter dem Namen Cuvertin® X8536 vertriebenen Primer vorbehandelt worden waren. Nach dem Auftragen dieses Gleitlackes auf das Elastomerprofil wurde dieses dann 90 Minuten bei 90°C getrocknet, geschnitten, und anschließend der Trockenreibwert gegen Glas ermittelt. Diese Messung ergab noch relativ hohe, unbefriedigende Trockenreibwerte μtrocen von 1,5 bis 2,5. Weiter wurde zur Überprüfung der Haftfestigkeit der erzeugten Beschichtung das Wischgummi stark in Längsrichtung gedehnt. Der Lack haftete dabei sehr gut auf dem Elastomerprofil, d.h. es konnte insbesondere keine Ablösung festgestellt werden.
Im Rahmen eines zweiten Vergleichsversuches wurde von dem ebenfalls von der Firma Henkel KGaA vertriebenen Lacksystem Sipiol® WL 1000-21 ausgegangen, das ebenfalls als rußhaltige Suspension vorliegt, dem jedoch im Gegensatz zu dem System Sipiol® WL 2000-21 vor dem Beschichten kein Härter zugemischt werden muss, d.h. es handelt sich um ein 1-Komponen- ten System. Ansonsten war das Vorgehen wie vorstehend. Mit dem härterfreien System Sipiol® WL 1000-21 wurden analoge Ergebnisse wie mit dem mit Härter versetzten System Sipiol® WL 2000-21 erzielt.
Als Ergebnis der Vergleichsversuche ist somit festzuhalten, dass diese bekannten Gleitlacke zwar keine ausreichend niedrigen Trockenreibwerte aufweisen, dass sie aber zum Erzeugen einer haftfesten Beschichtung auf Elastormerprofilen gut geeignet sind. Daher wird einer dieser Gleitlacke im Weiteren als Matrixsystem verwendet, dem weitere Zusatzstoffe bzw. Trockenschmierstoffe zugesetzt werden, die eine deutliche Verminderung des Trockenreibwertes hervorrufen.
Dabei wurde gefunden, dass als Zusatzstoffe besonders Polyamid-Pulver, Polyethylen-Pulver oder eine Lösung eines Polyamids geeignet ist. Derartig modifizierte Gleitlacke führen zu sehr gut haftenden Beschichtungen auf Elastomerprofilen mit besonders niedrigen Trockenreibwerten μtrocken von unter 1,5, teilweise unter 1,0, die gleichzeitig abriebbestandig und witterungsbeständig sind. Zudem zeigen sie keinen Übertrag auf den Gegenkorper, d.h. das gewischte Glas. Dies ist speziell bei Windschutzscheiben von Bedeutung, um keinen unerwünschten Schmierfilm zu hinterlassen, der die Sicht beeinträchtigen konnte.
Konkret wurde im Rahmen eines ersten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung, ausgehend von dem erwähnten System Sipiol® WL 2000-21, dem als Harter der Harter auf Isocyanat-Basis WV20 zugesetzt wurde, oder alternativ ausgehend von dem harter- freien System Sipiol® WL 1000-21, auf 10 ml harterfreies bzw. harterhaltiges Lacksystem 1 g eines Polyamid-Pulvers mit einer möglichst geringen Teilchengroße von bevorzugt unter 10 μm, insbesondere unter 5 μm, zugesetzt. Die erhaltene Suspension wurde dann gut gerührt und in Form einer Beschichtung auf ein noch unvulkanisiertes, extrudiertes Elastomerprofil, das als Scheibenwischerblatt geformt war, aufgetragen. Zuvor wurde das Elastomerprofil noch mit dem Primer Cuvertin® X8536, der eine Losung von chlorierten Polymeren m organischen Losungsmitteln ist, zur Haftverbesserung vorbehandelt. Der Auftrag der Beschichtung auf dem Elastomerprofil erfolgte im erläuterten Beispiel durch Tauchen.
Bei den erwähnten Sipiol®-Systemen handelt es sich im Übrigen um wassrige Polyurethan-Polysiloxan-Dispersionen, die auch weitere Additive enthalten. Weitere Details zu diesen an sich bekannten Produkten der Firma Henkel KGaA sind aus den entsprechenden Datenblattern zu entnehmen.
Nach dem Aufbringen des beschriebenen Gleitlackes mit einem Polyurethan, einem Siloxan, gegebenenfalls dem Harter und dem als Zusatzstoff zugesetzten Polyamid-Pulver in Form einer dünnen Beschichtung auf das Elastomerprofil erfolgte zu- nächst eine Trocknung für 10 min bei 120°C. Danach wurden das beschichteten Elastomerprofil geschnitten und der Trok- kenreibwert μtrocken gegen Glas analog dem Vergleichsversuch gemessen. Dabei wurden diesem gegenüber deutlich verminderte Trockenreibwerte gemessen, die zwischen μtrocen = 0,9 und 1,5 lagen.
Durch die Verwendung von besonders feinen Polyamid-Pulvern mit Teilchengrößen von bevorzugt unterhalb von 10 μm wird erreicht, dass bei Verwendung der beschichteten Elastomerprofile als Scheibenwischerblätter keine negativen Auswirkungen auf das Wischbild bei nasser Scheibe auftreten.
Der Feststoffanteil des zugesetzten Polyamid-Pulvers in dem Gleitlack kann bis zu 90 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Gleitlacksuspension, erreichen. Bevorzugt liegt er unter 25 Gewichtsprozent, da bei höheren Anteilen die erhaltene Beschichtung teilweise nicht elastisch genug bleibt, d.h. es tritt eine verminderte Haftung der Beschichtung auf dem Elastomerprofil auf.
Alternativ zu dem zugesetzten ultrafeinen Polyamid-Pulver eignet sich als pulverförmiger Zusatzstoff zu der Gleitlackkomponente bzw. dem Gleitlack auch ein Polyethylen-Pulver . Als besonders vorteilhaft haben sich dabei Polyethylen- Pulver mit ultrahohem Molekulargewicht herausgestellt, wobei die Teilchengröße der Pulverteilchen ebenfalls unter 10 μm liegen sollte.
Im Rahmen eines zweiten Ausführungsbeispiels wurde zu 10 ml der Mischung eines der SipiolΘ-Lacksysteme, d. h. Sipiol® WL 2000-21 mit dem beschriebenen Härter WV 20 oder Sipiol® WL 1000-21 ohne Härter, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel 1,5 g Polyethylen-Pulver mit ultrahohem Molekulargewicht zugesetzt. Dazu eignet sich beispielsweise das unter dem Namen PE-UHMW Hostalen® GUR 2126 von der Firma Ticona, Oberhausen, vertriebene Polyethylen-Pulver.
Der nach Zugabe dieses Polyethylen-Pulvers erhaltene Gleitlack wurde erneut, wie vorstehend bereits beschrieben, auf ein Elastomerprofil aufgetragen und für 15 min bei 120°C getrocknet. Nach einem anschließenden Schneiden wurde analog dem vorstehenden Ausführungsbeispiel bzw. dem Vergleichsversuch der Trockenreibwert gegen Glas ermittelt, wobei Trok- kenreibwerte von ca. 0,4 bis 0,5 gemessen wurden. Insofern ist Polyethylen-Pulver ein gut geeigneter Trockenschmierstoff bzw. Zusatzstoff zu dem Gleitlack, um Beschichtungen auf Scheibenwischern mit sehr niedrigen Trockenreibwerten zu erhalten.
Ein drittes Ausführungsbeispiel geht erneut von einem der bereits beschriebenen Sipiol®-Lacksysteme gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel aus. Weiter wird diesem Lack eine alkoholische oder auch wässrige Lösung eines Polyamids zugesetzt, wobei das darin enthaltene Polyamid als ein die Trockenreibung gegenüber Glas reduzierender Zusatzstoff wirkt, der durch die Zugabe in gelöster Form eine sehr feine Verteilung in dem Grundsystem bzw. Matrixsystem mit Polyurethan und Siloxan aufweist. Insbesondere wird dadurch erreicht, dass überall in der Beschichtung ausreichend Polyamid als Trockenschmierstoff zur Verfügung steht.
Als lösliche Polyamide können beispielsweise alle in Alkohol löslichen Polyamide bzw. Copolyamide eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines N- Methoxymethylierten Polyamids herausgestellt. Daneben ist es vorteilhaft, wenn dem Gleitlack eine die Vernetzung des gelösten Zusatzstoffes Polyamid katalysierende Verbindung zugesetzt wird. Dazu eignet sich insbesondere eine organische Säure. Auf diese Weise entstehen mit dem vernetzen Polyamid und dem vernetzten Polyurethansystem zwei interpenetrieren- de, unlösliche Netzwerke, wobei auch eine Vernetzung des Polyamids mit dem Polyurethansystem auftreten kann. Die Mischung aus Sipiol®-Lacksystem und Härter bzw. härterfreiem Sipiol®-Lacksystem hat dabei die Aufgabe, die elastischen Eigenschaften der erhaltenen Beschichtung zu gewährleisten, während die Polyamid-Komponente den Trockenreibwert senkt.
In diesem Zusammenhang sei weiter betont, dass es auch möglich ist, das Elastomerprofil zunächst mit der unmodifizier- ten Sipiol®-Lacksystem-Härter-Mischung oder dem härterfreien Sipiol®-Lacksystem, d.h. ohne den Polyamid-Zusatzstoff, zu beschichten, und auf diese erste Beschichtung dann vor einem nachfolgenden Aushärten eine weitere, zweite Beschichtung mit dem in Alkohol gelösten Polyamid aufzubringen. Das Aufbringen der zweiten Beschichtung kann dabei sowohl auf der bereits luftrockenen ersten Beschichtung oder auch nass-in- nass, d.h. auf der noch nassen ersten Beschichtung, erfolgen. Diese Vorgehensweise mit zwei nacheinander aufgebrachten Beschichtungen hat den Vorteil, das die erste Beschichtung vor allem eine verbesserte Haftung auf dem Elastomerprofil vermittelt, während die zweite Beschichtung in erster Linie die Trockenreibung des Elastomerprofils bzw. des Scheibenwischerblattes gegenüber Glas vermindert.
Insgesamt wird auf diese Weise ein verringerter Abrieb und eine vergrößerte Lebensdauer des hergestellten Scheibenwischerblattes erzielt. Zudem kann bei dem Aufbringen der zweiten Beschichtung auf dem mit der ersten Beschichtung versehenen Elastomerprofil eine Anpassung des Zusatzstoffes bzw. allgemein des Wischverhaltens des Elastomerprofils an den zu wischenden Scheibentyp erfolgen.
Im Einzelnen wurde im Rahmen eines vierten Ausführungsbei- spiels die bereits beschriebene Sipiol®-Härter-Mischung oder alternativ das härterfreie Sipiol®-System erneut nach Vorschrift angerührt und zunächst mit 30 % Wasser verdünnt, um die Dicke der im Weiteren erhaltenen Beschichtung gegenüber den Ausführungsbeispielen mit pulverförmigem Zusatzstoff zu reduzieren.
Dieser Gleitlack wurde dann auf ein vorbereitetes Elastomerprofil aufgetragen und bei 25°C an Luft getrocknet, bis keine feuchten Stellen mehr sichtbar waren. Auf diese erste Beschichtung wurde dann eine 5 %ige bis 10 %ige Lösung eines Polyamids in einem Ethanol-Wasser-Gemisch, beispielsweise eine Lösung des Polyamids Ultramid® IC, das von der Firma BASF AG, Ludwigshafen, vertrieben wird, in Form einer zweiten Beschichtung aufgetragen. Anschließend wurde das derart beschichtete Elastomerprofil bei 90°C bis 120°C über 15 min getrocknet und geschnitten, und anschließend, wie vorstehend, der Trockenreibwert auf Glas bestimmt. Dabei ergaben sich Werte von 0,8 bis 1,2. Auch diese Beschichtung zeigte im Übrigen nach starker Längsdehnung keine Ablösung und eine sehr gute Haftung.
Weitere Ausführungsbeispiele, die das vorstehend erläuterte vierte Ausführungsbeispiel variieren, sehen vor, die fertig angesetzte Sipiol®-Härter-Mischung oder das härterfreie Si- piol®-System mit einer alkoholischen Polyamid-Lösung zu versetzen. Dabei wurde das Mischungsverhältnis Sipiol®-Härter- Mischung bzw. Sipiol®-System zu Polyamid zwischen 1:1 und 1:5 variiert. Auch auf diese Weise werden gut haftende, elastische Filme als Beschichtung auf Elastomerprofilen erhalten, die in der Regel Trockenreibwerte von unter 1,2 aufweisen. Bevorzugt werden auch hier N-Methoxymethylierte Polyamide eingesetzt, die mittels geeigneter Katalysatoren wie organischer Säuren chemisch vernetzbar sind. Ein letztes Ausführungsbeispiel sieht schließlich vor, eines der Sipiol®-Basissysteme zunächst ohne Zusatzstoff, d.h. ohne Zugabe eines Polyamid-Pulvers, eines Polyethylen-Pulvers oder eine Lösung einer Polyamids, auf ein Elastomerprofil in Form einer Beschichtung aufzubringen, und erst danach auf die noch nasse Beschichtung ein feines Polyamid-Pulver oder ein feines Polyethylen-Pulver, insbesondere ein feines Polyethylen-Pulver mit ultrahohem Molekulargewicht, aufzubringen. Dazu wird das Pulver auf die noch nasse Beschichtung beispielsweise aufgestreut oder aufgeblasen und anschließend die mit dem Pulver bestreute bzw. beblasene Beschichtung über 15 min bei 120°C getrocknet. Nachfolgende Messungen der Trockenreibwerte derart hergestellter, beschichteter Scheibenwischerblätter ergaben Trockenreibwerte von 0,6 bis 0,9.
Hinsichtlich der Verfahren zum Aufbringen der erläuterten Beschichtungen auf die Elastomerprofile und des Verfahrens zu deren Herstellung oder deren thermischer Nachbehandlung sei generell noch ausgeführt, dass die Elastomerprofile in der Regel mit Hilfe eines Extruders erzeugt werden, wobei die Beschichtungen gemäß den erläuterten Ausführungsbeispielen darauf bevorzugt unmittelbar nach der Extrusion durch Sprühen, Tauchen oder Bürsten aufgebracht werden. Nach dem Auftragen der Beschichtung erfolgt dann ein üblicher Vulka- nisationsprozess der Elastomerprofile, beispielsweise in einem Salzbad oder in einem Ofen, bevor abschließend das beschichtete und vulkanisierte Elastomerprofil geschnitten wird.
Alternativ kann der Auftrag der Beschichtung auf das Elastomerprofil aber auch erst nach der Vulkanisation erfolgen, was jedoch eine weitere Temperaturbehandlung mit vorzugsweise geringerer Temperatur als bei der vorausgehenden Vulkanisation erfordert. Diese Temperaturbehandlung erfolgt dann beispielsweise hinter dem Salzbad bzw. hinter dem Ofen in einer weiteren Wärmezone.
Die Temperaturbehandlung bei der Vulkanisation oder in der nachgeschalteten Wärmezone bewirkt eine chemische Vernetzung innerhalb der Beschichtung und auch eine Verbindung bzw. Vernetzung der Beschichtung mit dem darunter befindlichen Elastomerprofil .

Claims

Ansprüche
1. Gleitlackkomponente, insbesondere zur Herstellung eines Gleitlackes zum Beschichten von Elastomerprofilen, mit einem Polyurethan, einem Siloxan und einem Zusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff ein Polyamidpulver, ein Polyethylenpulver oder eine Lösung eines Polyamids ist.
2. Gleitlackkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamidpulver oder das Polyethylenpulver eine Teilchengröße von weniger als 10 μm aufweist.
3. Gleitlackkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung des Polyamids eine alkoholische ■ oder wässrige Lösung ist, insbesondere eine alkoholische Lösung eines N-Methoxymethylierten Polyamids oder Copolyamids .
4. Gleitlackkomponente nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als wässrige Lösung oder Dispersion vorliegt.
5. Gleitlack mit oder aus einer Gleitlackkomponente nach einem der vorangehenden Ansprüche.
6. Gleitlack nach Anspruch 5, wobei dem Gleitlack als weitere Komponente ein Härter, insbesondere ein Härter auf Isocyanat-Basis, zugesetzt ist.
7. Gleitlack nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator zugesetzt ist, der eine Aushärtung der Lösung des Polyamids in dem Gleitlack katalysiert .
8. Gleitlack nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffanteil des Polyamids und/oder des Polyethylens in dem Gleitlack zwischen
0,5 Gew.% und 90 Gew.% beträgt.
9. Verfahren zum Beschichten von Elastomeren, insbesondere von Scheibenwischerblättern, wobei auf ein Elastomerprofil ein Gleitlack nach einem der Ansprüche 5 bis 8 in Form einer Beschichtung aufgebracht wird, und wobei die Beschichtung danach getrocknet und/oder thermisch vernetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Sprühen, Tauchen oder Bürsten aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf das Elastomerprofil unmittelbar nach dessen Extrusion aufgebracht und das Elastomerprofil nach dem Beschichten vulkanisiert wird, oder dass die Beschichtung auf ein vulkanisiertes Elastomerprofil aufgebracht wird.
12. Verfahren zum Beschichten von Elastomeren, insbesondere von Scheibenwischerblättern, wobei auf ein Elastomerprofil in Form einer ersten Beschichtung zunächst ein Gleitlack mit oder ohne den Zusatzstoff nach einem der Ansprüche 5 bis 8 aufgebracht wird, und wobei danach auf die erste Beschichtung eine alkoholische oder wässrige Lösung eines Po- lyamids in Form einer zweiten Beschichtung oder ein Polyamidpulver oder ein Polyethylenpulver aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamidpulver oder das Polyethylenpulver auf die erste Beschichtung aufgestreut oder aufgeblasen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung vor dem Aufbringen der zweiten Beschichtung oder des Pulvers zunächst getrocknet wird, oder dass die zweite Beschichtung oder das Pulver auf die noch ungetrocknete erste Beschichtung aufgebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Elastomerprofil nach dem Aufbringen der zweiten Beschichtung oder des Pulvers einer trocknenden und/oder zumindest die erste Beschichtung thermisch vernetzenden Temperaturbehandlung unterzogen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Beschichtung durch Sprühen, Tauchen oder Bürsten aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung auf das Elastomerprofil unmittelbar nach dessen Extrusion aufgebracht wird, und dass danach das mit der ersten und zweiten Beschichtung oder der ersten Beschichtung und dem Pulver versehene Elastomerprofil vulkanisiert wird, oder dass die erste und die zweite Beschichtung oder die erste Beschichtung und das Pulver auf ein bereits vulkanisiertes Elastomerprofil aufgebracht werden.
18. Verwendung eines Gleitlackes oder eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung beschichteter Scheibenwischerblätter mit reduziertem Trockenreibwert.
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