EP2550142A2 - Verfahren zum herstellen eines wischblatts - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines wischblatts

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EP2550142A2
EP2550142A2 EP11706196A EP11706196A EP2550142A2 EP 2550142 A2 EP2550142 A2 EP 2550142A2 EP 11706196 A EP11706196 A EP 11706196A EP 11706196 A EP11706196 A EP 11706196A EP 2550142 A2 EP2550142 A2 EP 2550142A2
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EP
European Patent Office
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silicone bath
silicone
molding
coating
bath
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11706196A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yves Verburgh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08J2483/04—Polysiloxanes

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a shaped article, in particular a vulcanized rubber molded article, for example a wiper blade or a gasket.
  • the vulcanization of rubber moldings requires heat over a certain period of time.
  • the heat is often applied by immersing the rubber molding in an indirect heat transfer medium, for example, a salt bath of one or more molten alkali metal nitrite and / or alkali metal nitrate salts.
  • Alkali nitri-alkali metal nitrate salt melts are characterized in particular by a low melting range of 138-142 ° C, a high heat capacity and a high thermal conductivity.
  • Alkali nitrile-alkali metal nitrate salt melts have a density of 1.9 kg / dm 3 to 2.0 kg / dm 3 , which is higher than the density of conventional rubber moldings, namely from 1.0 kg / dm 3 to 1, 5 kg / dm 3 , is. For this reason, rubber moldings tend to float on the melt and must be forced to submerge in the molten salt. However, this is on the one hand mechanically complex and on the other hand associated with the risk of deformation of the rubber profiles.
  • nitrosamines contained in the rubber molding containing components such as vulcanization accelerators, UV stabilizers and heat stabilizers react to nitrosamines.
  • alkali nitrite-alkali metal nitrate molten salts are classified as toxic and dangerous to fire due to their nitrite content in many European countries.
  • the permissible nitrite content of waste water within the countries of the European Union currently varies greatly and must be observed when disposing of it.
  • alkali nitrite-alkali metal nitrate salt melts absorb carbon dioxide, causing alkali carbonate to precipitate out of the melt at low temperatures. Since this can lead to deterioration of the vulcanization products and interruptions of the vulcanization process, the alkali carbonate content must be constantly monitored.
  • the present invention is a process for producing a shaped body, in particular a vulcanized molded body, for example a rubber molded body, for example for sliding contact applications, which comprises the process steps:
  • a silicone bath is understood in particular to mean a (dip) bath which comprises a silicone fluid.
  • the silicone bath in the context of the present invention serves as, in particular indirect, heat transfer medium.
  • silicone baths have the advantage that they do not have the aforementioned disadvantages of alkali nitrite-alkali metal nitrate salt melts.
  • many silicone baths can advantageously be heated to temperatures of about 300 ° C.
  • silicone baths generally have a lower or similar density than moldings to be treated, which is why moldings generally do not have to be forced by the application of a mechanical force for immersion in the silicone bath. This in turn has the advantage that a deformation of the shaped body during immersion can be avoided.
  • the use of a heated silicone bath furthermore has the advantage that silicone molecules can be adsorbed on the surface of the shaped body during immersion in the silicone bath and / or can be partially or completely bound into a boundary layer of the shaped body close to the surface.
  • the water-repellent properties, the anti-adhesion properties and the sliding properties of the molded article can be continuously improved and the coefficient of friction of the molded article can be reduced persistently.
  • step b) heat can be transferred to the shaped body during immersion in the silicone bath, through which the vulcanizable material of the shaped body is vulcanized. Therefore, the molding in step b) can be immersed in the silicone bath to vulcanize the vulcanizable material of the molding.
  • silicone baths Compared to hot air, silicone baths have the advantage of a higher heat transfer and a more uniform heat action, due to which the molded body can be vulcanized faster and more uniformly than by the use of hot air. In addition, the molded body is protected by the silicone bath from damage by oxygen.
  • rubber moldings for example of natural rubber, chloroprene rubber, ethyl Propylene-diene rubber (EPDM), ethylene-propylene rubber (EPM), and blends thereof which have comparable non-stick properties and water repellency properties as vulcanized silicone rubbers, without sacrificing the disadvantages associated with vulcanized silicone rubbers; such as high material costs, long vulcanization times and high requirements on the extrudability, which require the use of reinforcing agents to obtain the mold.
  • EPDM ethyl Propylene-diene rubber
  • EPM ethylene-propylene rubber
  • the method comprises between method steps a) and b) the method step:
  • thermosetting coating on the surface of the molding.
  • thermosetting coating may be a thermosetting lubricious coating, especially a thermosetting lubricating varnish.
  • lubricious coatings are often used to reduce the coefficient of friction of wiper blades and sliding window seals.
  • the coating can be applied by applying a solvent-containing, in particular aqueous, coating composition to the surface of the shaped body and then removing the solvent by drying.
  • the silicone bath can then be used to induce the polymerization of monomers and / or monomer adducts in the coating composition and / or the crosslinking of polymer chains in the coating composition.
  • silicone molecules can be adsorbed on the surface of the coating and / or incorporated in a near-surface boundary layer of the coating partially or completely, chemically and / or physically.
  • the water-repellent properties and the non-stick properties of the coating can be improved and the coefficient of friction of the coating can be reduced.
  • heat can be transferred to the coating during immersion in the silicone bath, by which the coating is cured. Therefore, the molding in step b) can also be immersed in the silicone bath to cure the thermosetting coating.
  • the coating can advantageously be hardened faster by the use according to the invention of a silicone bath than by the use of hot air.
  • a more uniform heat effect on the coating can be achieved than by the use of hot air.
  • the molded body and the coating are protected by the silicone bath from damage by oxygen. Insofar as the shaped body is not vulcanized prior to immersion in the silicone bath in process step b) or is vulcanized only partially in process step a1), the vulcanizable material can be simultaneously vulcanized in process step b) and the coating cured.
  • the method between method steps a) and bO) or between method steps a) and b) comprises the method step:
  • silicone molecules can be adsorbed on the surface of the shaped body in process step b) and into a boundary layer of the shaped body near the surface partially or completely, chemically and / or physically integrated, whereby the water-repellent Improved properties and the non-stick properties of the molding and the coefficient of friction of the molding can be reduced.
  • the vulcanizable material can be vulcanized and the coating cured simultaneously in process step b)
  • a better connection of the coating to the molding can be achieved.
  • step b) the coating can optionally be cured with the incorporation of silicone molecules.
  • the molding is therefore, if process step a1) is carried out, only partially vulcanized in process step a1).
  • the temperature of the heated silicone bath and the immersion time that is, the period over which the rubber molded body is immersed in the silicone bath are dependent on the rubber material of the molded body and the mold, the molded body and / or the material of the coating and the layer thickness of the coating.
  • the silicone bath may be heated in process step b), for example to a temperature of at least 150 ° C., in particular of at least 180 ° C., for example of at least 200 ° C.
  • the immersion time over which the shaped body is immersed in the silicone bath is in a range from> 0.5 min to ⁇ 10 min, in particular from> 0.5 min to ⁇ 6 min , for example from> 0.9 min to ⁇ 3 min, and / or the silicone bath has a temperature in a range from> 150 ° C to ⁇ 300 ° C, for example from> 180 ° C to ⁇ 250 ° C, in particular from> 200 ° C to ⁇ 220 ° C, on.
  • Such immersion time and silicone bath temperature has been found to be particularly advantageous for producing wiper blades for windshield wipers.
  • the silicone bath may comprise both only one silicone and a mixture of two or more silicones.
  • the density of moldings of conventional vulcanizable materials is usually in a range of> 1, 0 kg / dm 3 to ⁇ 1, 5 kg / dm 3 at room temperature (20 ° C).
  • the silicone bath has a density which is less than or equal to the density of the molded body to be immersed or the vulcanizable material of the molded body to be immersed.
  • the silicone bath therefore has a density which is less than or equal to the density of the molded body or the vulcanizable material of the molded body to be immersed, in particular at the temperature to which the silicone bath is heated in process step b) ,
  • the density of the silicone bath can advantageously be determined not only by a suitable selection of the silicones for the silicone bath, but also by a suitable silicone bath
  • Amount ratio of the silicones of the silicone bath are adjusted to each other.
  • the silicone bath at room temperature (20 ° C) has a density in a range of> 0.67 g / cm 3 to ⁇ 1, 15 g / cm 3 , for example of> 0.94 kg / dm 3 to ⁇ 1, 1 1 kg / dm 3 , in particular from> 0.94 kg / dm 3 to ⁇ 1, 00 kg / dm 3 , on.
  • This has the advantage that the thawing chen of a shaped body, which at room temperature (20 ° C) has a density in a range of> 1, 00 kg / dm 3 to ⁇ 1, 5 kg / dm 3 , can be simplified.
  • the silicone bath at room temperature (20 ° C) has a kinematic viscosity of> 10-10 "6 m 2 -s ⁇ 1 to ⁇ 2000-10 " 6 m 2 -s "1 , for example of> 25-10 "6 m 2 -s " 1 to ⁇ 1000-10 "6 m 2 -s " 1 , in particular of> 50-10 "6 m 2 -s " 1 to ⁇ 500-10 "6 m 2 -s "1 on.
  • the silicone bath comprises a phenylmethylpolysiloxane and / or a polydimethylsiloxane (PDMS).
  • the silicone bath may be based on a phenylmethylpolysiloxane and / or polydimethylsiloxane.
  • the silicone bath may consist of a phenylmethylpolysiloxane and / or polydimethylsiloxane.
  • the silicone bath can furthermore include reactive constituents which participate in the vulcanization reaction on the surface of the shaped body or in the hardening reaction on the surface of the coating, in particular by addition reaction with unsaturated ethylene groups, for example isoprene, chloroprene and / or diene groups, include.
  • unsaturated ethylene groups for example isoprene, chloroprene and / or diene groups
  • the silicone bath in particular in addition to the phenylmethylpolysiloxane and / or polydimethylsiloxane, may comprise at least one functionalized polysiloxane.
  • the silicone bath comprises, in particular in addition to the phenylmethylpolysiloxane and / or polydimethylsiloxane, at least one functionalized polysiloxane selected from the group consisting of mercapto-functionalized polysiloxanes, vinyl-functionalized polysiloxanes, hydrogen-functionalized polysiloxanes and mixtures thereof ,
  • the silicone bath may comprise at least one functionalized polysiloxane selected from the group consisting of mercapto-functionalized dimethylpolysiloxane, vinyl-functionalized dimethylpolysiloxane, hydrogen-functionalized dimethylpolysiloxane, and mixtures.
  • the silicone bath may comprise at least one vinyldimethyl-terminated polydimethylsiloxane and / or at least one vinylmethylsiloxane copolymer, for example one or more of the trade names PS 445, PS 424, PS 255 from United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA , distributed products.
  • PS445 is a low molecular weight vinyl-terminated dimethylpolysiloxane
  • PS424 is a low molecular weight poly (dimethylsiloxane) (7.5%) (methylvinylsiloxane) copolymer
  • PS255 is a poly (dimethylsiloxane) (0, 1). 0.3%) (methylvinylsiloxane) high molecular weight copolymer.
  • the silicone bath may contain at least one mercapto-functionalized polysiloxane, for example one or both of those sold under the trade names PS 405 and PS 849 by United Chemical Technologies, Bristol, PA , sold products.
  • PS 405 is a branched polydimethylsiloxane having mercaptopropyl groups at the branching points and PS 849 a poly (dimethylsiloxane) - (1 -3%) (methylmercaptopropylsiloxane) copolymer.
  • the silicone bath may comprise at least one hydrogen-functionalized polysiloxane, in particular dimethylpolysiloxane, for example the product marketed under the trade name PS 120 by United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA, include.
  • PS 120 is a hydrogen-functionalized dimethylpolysiloxane of low molecular weight.
  • the aforementioned vinyl-, mercapto- and hydrogen-functionalized polysiloxanes of vinyl-functionalized polysiloxanes take part in the vulcanization reaction on the surface of the vulcanizable material, which is, for example, natural rubber; Chloroprene rubber; a mixture of natural rubber and
  • the vulcanizable material comprises at least one component selected from the group consisting of natural rubber, synthetic rubbers, in particular isoprene rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), ethylene-propylene rubber (EPM), Silicone rubbers, vulcanizable thermoplastic elastomers and mixtures thereof.
  • the vulcanizable thermoplastic elastomers may be selected from the group consisting of polydienes such as polybutadiene and / or polyisoprene natural rubber, diene copolymers such as copolymers of butadiene and / or isoprene with other copolymerizable monomers, for example selected from the group consisting of styrene, ⁇ - Methylstyrene, acrylates, methylisopropenyl, ketones, isobutylene, acrylonitrile, unsaturated carboxylic acids and mixtures thereof, halogenated rubbers such as polychloroprene and / or fluorinated rubbers, copolymers of one or more monoolefins with a monomer which adds unsaturated groups to the copolymer, for example Example Ethylene / propylene / dicyclopentadiene terpolymer, sulfur vulcanizable polyurethane rubbers, butyl
  • It may be the mixtures of, for example, natural rubber / butadiene-styrene copolymer blends and / or copolymer blends of a saturated copolymer of ethylene and / or propylene with an unsaturated copolymer of ethylene and / or propylene and a monomer containing unsaturated groups in the Copolymer inserts act.
  • the vulcanizable material may contain one or more additives, for example, antioxidants, processing aids, plasticizers, vulcanization accelerators, UV stabilizers, heat stabilizers, sulfur, sulfur donors, peroxides, metal oxides such as magnesium oxide, calcium oxide, zinc oxide, organic acids such as stearic acid, and / or Soot.
  • additives for example, antioxidants, processing aids, plasticizers, vulcanization accelerators, UV stabilizers, heat stabilizers, sulfur, sulfur donors, peroxides, metal oxides such as magnesium oxide, calcium oxide, zinc oxide, organic acids such as stearic acid, and / or Soot.
  • thermosetting coating may in particular comprise one or more polymerizable and / or crosslinkable components, for example a methylated iminomelamine aminoplast, for example hexamethoxymethylmelamine.
  • thermosetting coating may comprise one or more, in particular lubricating, fillers, for example graphite.
  • the weight of the fillers, particularly graphite, of the thermosetting coating to the weight of the polymerizable and / or crosslinkable components of the thermosetting coating in a ratio in a range of 0.40 to 0.50, in particular 0.45 to 0.48 , for example, from about .46.
  • a ratio has proved to be advantageous in order to permanently integrate the graphite particles in the polymer matrix and to achieve excellent abrasion resistance on hydrophobic and hydrophilic glass panes.
  • thermosetting coating may comprise one or more thickening agents, for example selected from the group consisting of polyacrylates, cellulosic polymers, vinyl acetate-maleic acid copolymers, styrene-maleic acid copolymers, hydroxyethylene polymers, polyethylene glycols, hydroxypropylene polymers, polyvinyl alcohols, polyacrylamide and acrylamide copylymers and mixtures of which include.
  • thickening agents for example selected from the group consisting of polyacrylates, cellulosic polymers, vinyl acetate-maleic acid copolymers, styrene-maleic acid copolymers, hydroxyethylene polymers, polyethylene glycols, hydroxypropylene polymers, polyvinyl alcohols, polyacrylamide and acrylamide copylymers and mixtures of which include.
  • the solvent-containing coating composition for producing the coating in process step bO) at least one solvent selected from the group consisting of glycol ethers, for example butyl glycol and / or diethylene glycol butyl ether (butylcarbitol), 2-methoxypropanol, propylene glycol, ethanol, isopropanol, water and mixtures thereof.
  • glycol ethers for example butyl glycol and / or diethylene glycol butyl ether (butylcarbitol), 2-methoxypropanol, propylene glycol, ethanol, isopropanol, water and mixtures thereof.
  • the molding in process step a) and / or the immersion in process step b) can be carried out both continuously and discontinuously, in the form of a so-called batch process.
  • either process step a) and b) are carried out both continuously or both discontinuously.
  • the process steps a) and b) are particularly preferably carried out both continuously.
  • the silicone is preferably removed by a technique by which silicone molecules adsorbed on the molding surface or incorporated in a surface boundary layer and / or a coating optionally applied to the molding are not removed or damaged.
  • a technique by which silicone molecules adsorbed on the molding surface or incorporated in a surface boundary layer and / or a coating optionally applied to the molding are not removed or damaged.
  • the removal of adhering, in particular excess, silicone of the silicone bath by wiping the shaped body with a textile, for example, a cotton fabric or fleece done.
  • the method between the method steps b) and c) can comprise the method step cO) cooling the shaped body, in particular to room temperature.
  • the method may further include method step d): dividing the shaped article into at least two, in particular a plurality, of molded article parts.
  • method step d) dividing the shaped article into at least two, in particular a plurality, of molded article parts.
  • wiper blades and / or seals, in particular sliding window seals can be produced by the method according to the invention by first producing a shaped body in the form of a double profile or multiple profile, which is then cut, in particular cut, along the longitudinal axis into two or more individual profiles.
  • the shaped body may be a wiper blade for a windshield wiper, for example a motor vehicle, or a seal, in particular for sealing two mutually displaceable elements, for example a sliding window, for example a motor vehicle.
  • a wiper blade for a windshield wiper for example a motor vehicle
  • a seal in particular for sealing two mutually displaceable elements, for example a sliding window, for example a motor vehicle.
  • Example 1 a One of the double profiles extruded from a rubber material having a composition according to Table 1 was immersed for 2 minutes in a silicone bath heated to a temperature of 210 ° C.
  • the heat transferred to the double profile by the silicone bath is sufficient to cure the rubber material of the double profile within 2 minutes.
  • the rubber material of the double profile was fully vulcanized.
  • the surface of the double profile was even and strongly water repellent.
  • An adhesive tape applied to the surface of the double profile was easily removed again, which is an indication of good non-stick properties of the surface.
  • the double profile was then cut along the longitudinal axis into two individual profiles and mounted on a windshield wiper system.
  • the profiles had a uniform wiping behavior without wiping strips.
  • One of the two coated double profile pieces was immersed for 2 minutes in a 210 ° C heated, phenylmethylpolysiloxane-based (Dow Corning 510, Dow Corning, Germany) silicone bath.
  • the vulcanization of the rubber material was carried out simultaneously with the curing of the coating.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the double profile was cut along the longitudinal axis into two individual profiles.
  • the cut edges showed no damage to the coating and no splintering of the coating from the cut edge.
  • the profiles mounted on a windscreen wiper system exhibited uniform wiping behavior without wiping strips.
  • the other of the two coated double profile pieces was treated with hot air at a temperature of 150 ° C for 10 minutes in a hot air oven, whereby the coating cured. This resulted in a hardened coating tion with a layer thickness of 4 ⁇ and a composition according to Table 3.
  • the cured coating was rubbed with a cotton wool moistened with methyl ethyl ketone (MEK) under the same conditions as in the previous example. After 30 to 40 double rubs, erosion of the coating was observed.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • EPDM Ethylene propylene diene rubber
  • One of the double profiles extruded from a rubber material having a composition according to Table 4 was immersed in a silicone bath heated to a temperature of 220 ° C. for 1.4 minutes.
  • the heat transferred to the double profile by the silicone bath is sufficient to vulcanize the rubber material of the double profile within 1, 4 minutes. After removing the double profile from the silicone bath and cooling the double profile, the rubber material of the double profile was fully vulcanized. The surface of the double profile was even and strongly water repellent. After rubbing the double profile with a jean, its surface was dry, not greasy and still highly water repellent. An adhesive tape applied to the surface of the double profile was easily removed again, which is an indication of good non-stick properties of the surface.
  • the double profile was then cut along the longitudinal axis into two individual profiles and mounted on a windshield wiper system.
  • the profiles had a uniform wiping behavior without wiping strips.
  • One of the two coated double profile pieces was immersed in a 220 ° C heated, phenylmethylpolysiloxane-based (Dow Corning 510, Dow Corning, Germany) silicone bath for 1.4 minutes.
  • the vulcanization of the rubber material was carried out simultaneously with the curing of the coating.
  • the cured coating was rubbed with a cotton wool moistened with methyl ethyl ketone (MEK) under the same conditions as in the Comparative Example to determine the degree of cure. Ablation of the coating was not observed even after 150 double rubs.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the double profile was cut along the longitudinal axis into two individual profiles.
  • the cut edges showed no damage to the coating and no splintering of the coating from the cut edge.
  • the profiles mounted on a windscreen wiper system exhibited uniform wiping behavior without wiping strips.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers, insbesondere eines vulkanisierten Kautschuk-Formkörpers. In Verfahrensschritt a) wird zunächst der Formkörper aus einem vulkanisierbaren Material geformt. Anschließend kann eine wärmehärtende Beschichtung auf die Oberfläche des Formkörpers aufgebracht werden. In Verfahrensschritt b) wird der Formkörper in ein erhitztes Silikonbad eingetaucht, um das vulkanisierbare Material des Formkörpers zu vulkanisieren und/oder die wärmehärtende Beschichtung auszuhärten.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Herstellen eines Wischblatts
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers, insbesondere eines vulkanisierten Kautschuk-Formkörpers, beispielsweise eines Wischblatts oder einer Dichtung.
Stand der Technik
Die Vulkanisation von Kautschuk-Formkörpern, beispielsweise zur Herstellung von Wischblättern, erfordert eine Wärmeeinwirkung über eine bestimmte Zeitspanne. Die Wärmeeinwirkung erfolgt dabei häufig durch Eintauchen des Kautschuk-Formkörpers in ein indirektes Wärmeübertragungsmedium, beispielsweise ein Salzbad aus einem oder mehreren geschmolzenen Alkalinitrit- und/oder Alkalinitrat-Salzen. Alkalinitri-Alkalinitrat-Salzschmelzen zeichnen sich insbesondere durch einen niedrigen Schmelzbereich von 138-142 °C, eine hohe Wärmekapazität und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus.
Alkalinitri-Alkalinitrat-Salzschmelzen weisen mit 1 ,9 kg/dm3 bis 2,0 kg/dm3 jedoch eine Dichte auf, welche höher als die Dichte von herkömmlichen Kautschuk-Formkörper, nämlich von 1 ,0 kg/dm3 bis 1 ,5 kg/dm3, ist. Aus diesem Grund neigen Kautschuk-Formkörper dazu auf der Schmelze zu schwimmen und müssen zum Eintauchen in die Salzschmelze gezwungen werden. Dies ist jedoch zum Einen mechanisch aufwändig und zum Anderen mit dem Risiko der Deformation der Kautschukprofile verbunden.
Weiterhin können bei einer Vulkanisation in Alkalinitrit-Alkalinitrat-Salzschmelzen Nebenreaktionen auftreten, die zu einer Bildung von giftigen Nitrosaminen führen. Beispielsweise können in dem Kautsch-Formkörper enthaltene Stickstoff- enthaltende Komponenten, wie Vulkanisationsbeschleunigungsmittel, UV- Stabilisierungsmittel und Wärmestabilisierungsmittel, zu Nitrosaminen reagieren.
Darüber hinaus werden Alkalinitrit-Alkalinitrat-Salzschmelzen in vielen europäischen Ländern aufgrund ihres Nitritgehalts als giftig und brandgefährlich eingestuft. Zudem variiert der erlaubte Nitritgehalt von Abwässern innerhalb der Länder der Europäischen Union derzeit stark und muss bei der Entsorgung beachtet werden.
Außerdem muss die Oberfläche von in Alkalinitrit-Alkalinitrat-Salzschmelzen vulkanisierten Gummiprofilen durch ein Bürstverfahren von anhaftenden Salzresten befreit werden, da diese ansonsten das Erscheinungsbild und, insbesondere im Fall von Wischblättern für Kraftfahrzeugscheiben, die Funktionalität verschlechtern.
Ferner absorbieren Alkalinitrit-Alkalinitrat-Salzschmelzen Kohlenstoffdioxid, was dazu führt, dass bei niedrigen Temperaturen Alkalicarbonat aus der Schmelze ausfällt. Da dies zur Verschlechterung der Vulkanisationsprodukte und zu Unterbrechungen des Vulkanisationsverfahrens führen kann, muss der Alkalicarbonat- gehalt konstant überwacht werden.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers, insbesondere eines vulkanisierten Formkörpers, beispielsweise eines Kautschuk-Formkörpers, zum Beispiel für Gleitkontaktanwendungen, welches die Verfahrensschritte:
a) Formen eines Formkörpers aus einem vulkanisierbaren Material, und b) Eintauchen des Formkörpers in ein erhitztes Silikonbad,
umfasst.
Unter einem Silikonbad wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein (Tauch )-Bad verstanden, welches eine Silikonflüssigkeit umfasst. Unter anderem dient das Silikonbad im Rahmen der vorliegenden Erfindung als, insbesondere indirektes, Wärmeübertragungsmedium. Silikonbäder haben zum einen den Vorteil, dass diese nicht die zuvor genannten Nachteile von Alkalinitrit-Alkalinitrat-Salzschmelzen aufweisen. Zum anderen können viele Silikonbäder vorteilhafterweise bis auf Temperaturen von etwa 300 °C erhitzt werden. Zudem weisen Silikonbäder im Allgemeinen eine niedrigere oder ähnliche Dichte wie zu behandelnde Formkörper auf, weshalb Formkörper in der Regel nicht durch Ausüben einer mechanischen Kraft zum Eintauchen in das Silikonbad gezwungen werden müssen. Dies hat wiederum den Vorteil, dass eine Deformation des Formkörpers während des Eintauchens vermieden werden kann.
Die Verwendung eines erhitzten Silikonbades hat weiterhin den Vorteil, dass während des Eintauchens in das Silikonbad Silikonmoleküle an der Oberfläche des Formkörpers adsorbiert und/oder in eine oberflächennahe Grenzschicht des Formkörpers teilweise oder vollständig eingebunden werden können. So können durch Verfahrensschritt b) die wasserabweisenden Eigenschaften, die Antihaftei- genschaften und die Gleiteigenschaften des Formkörpers anhaltend verbessert sowie der Reibungskoeffizient des Formkörpers anhaltend verringert werden. Dies sind wichtige, funktionelle Oberflächeneigenschaften für Formkörper für Gleitkontaktanwendungen, beispielsweise Wischblätter oder Schiebefensterdichtungen.
Insbesondere kann während des Eintauchens in das Silikonbad Wärme auf den Formkörper übertragen werden, durch welche das vulkanisierbare Material des Formkörpers vulkanisiert wird. Daher kann der Formkörper in Verfahrensschritt b) in das Silikonbad eingetaucht werden, um das vulkanisierbare Material des Formkörpers zu vulkanisieren.
Gegenüber Heißluft weisen Silikonbäder den Vorteil einer höheren Wärmeübertragung und eine gleichmäßigere Wärmeinwirkung auf, aufgrund welcher der Formkörper schneller und gleichmäßiger vulkanisiert werden kann als durch den Einsatz von Heißluft. Zudem wird der Formkörper durch das Silikonbad vor einer Beschädigung durch Sauerstoff geschützt.
Darüber hinaus können durch das erfindungsgemäße Verfahren Kautschuk- Formkörper, beispielsweise aus Naturkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Ethyl Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Mischungen davon hergestellt werden, welche vergleichbar gute Antihaft- Eigenschaften und wasserabweisende Eigenschaften wie vulkanisierte Silikon- Kautschuke aufweisen, ohne dabei die mit vulkanisierten Silikon-Kautschuken einhergehenden Nachteile, wie hohe Materialkosten, lange Vulkanisationszeiten und hohe Anforderungen an die Extrudierbarkeit, welche den Einsatz von Ver- stärkungsmitteln zum Erhalt der Form erfordern, aufzuweisen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zwi- sehen den Verfahrensschritten a) und b) den Verfahrensschritt:
bO) Aufbringen einer wärmehärtenden Beschichtung auf die Oberfläche des Formkörpers.
Beispielsweise kann die wärmehärtende Beschichtung eine wärmehärtende Gleitbeschichtung, insbesondere ein wärmehärtender Gleitlack, sein. Derartige Gleitbeschichtungen werden häufig eingesetzt, um den Reibungskoeffizienten von Wischblättern und Schiebefensterdichtungen zu senken.
Die Beschichtung kann im Rahmen von Verfahrensschritt bO) dadurch aufgebracht werden, dass auf die Oberfläche des Formkörpers eine lösungsmittelhalti- ge, insbesondere wässrigen, Beschichtungszusammensetzung aufgetragen und anschließend durch Trocknen von dem Lösungsmittel befreit wird. In Verfahrensschritt b) kann dann durch das Silikonbad die Polymerisation von Monomere und/oder Monomeraddukten in der Beschichtungszusammensetzung und/oder die Vernetzung von Polymerketten in der Beschichtungszusammensetzung induziert werden.
Während des Eintauchens in das Silikonbad können Silikonmoleküle an der Oberfläche der Beschichtung adsorbiert und/oder in eine oberflächennahe Grenzschicht der Beschichtung teilweise oder vollständig, chemisch und/oder physikalisch eingebunden werden. So können durch Verfahrensschritt b) die wasserabweisenden Eigenschaften und die Antihafteigenschaften der Beschichtung verbessert sowie der Reibungskoeffizient der Beschichtung verringert werden. Insbesondere kann während des Eintauchens in das Silikonbad Wärme auf die Beschichtung übertragen werden, durch welche die Beschichtung ausgehärtet wird. Daher kann der Formkörper in Verfahrensschritt b) auch in das Silikonbad eingetaucht werden, um die wärmehärtende Beschichtung auszuhärten.
Da durch ein Silikonbad eine höhere Wärmeübertragung auf den Formkörper und die Beschichtung als durch Heißluft möglich ist, kann die Beschichtung vorteilhafterweise durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Silikonbades schneller ausgehärtet werden als durch den Einsatz von Heißluft. Zudem kann durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Silikonbades eine gleichmäßigere Wärmeinwirkung auf die Beschichtung als durch den Einsatz von Heißluft erzielt werden. Ferner werden der Formkörper und die Beschichtung durch das Silikonbad vor einer Beschädigung durch Sauerstoff geschützt. Insofern der Formkörper vor dem Eintauchen in das Silikonbad in Verfahrensschritt b) nicht vulkanisiert oder, insbesondere in dem später erläuterten Verfahrensschritt a1 ), nur teilweise vulkanisiert wird, können in Verfahrensschritt b) gleichzeitig das vulkanisierbare Material vulkanisiert und die Beschichtung ausgehärtet werden. Durch das gleichzeitige Vulkanisieren und Aushärten kann vor- teilhafterweise eine bessere Anbindung der Beschichtung an den Formkörper erzielt werden. Zudem durch das gleichzeitige Vulkanisieren und Aushärten, insbesondere bei einem zuvor nicht vulkanisierten Formköper, ein mehrfaches Aufheizen des Formkörpers vermieden werden. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zwischen den Verfahrensschritten a) und bO) oder zwischen den Verfahrensschritten a) und b) den Verfahrensschritt:
a1 ) Teilweises oder vollständiges Vulkanisieren des vulkanisierbaren Materials des Formkörpers.
Insofern der Formkörper vor dem Eintauchen in das Silikonbad in Verfahrensschritt b), in Verfahrensschritt a1 ) nur teilweise vulkanisiert wird und keine wärmehärtende Beschichtung aufgebracht wird, können in Verfahrensschritt b) Silikonmoleküle an der Oberfläche des Formkörpers adsorbiert und in eine oberflä- chennahe Grenzschicht des Formkörpers teilweise oder vollständig, chemisch und/oder physikalisch eingebunden werden, wodurch die wasserabweisenden Eigenschaften und die Antihafteigenschaften des Formkörpers verbessert sowie der Reibungskoeffizient des Formkörpers verringert werden können.
Insofern der Formkörper vor dem Eintauchen in das Silikonbad in Verfahrensschritt b), in Verfahrensschritt a1 ) nur teilweise vulkanisiert wird und in Verfahrensschritt bO) eine wärmehärtende Beschichtung aufgebracht wird, können in Verfahrensschritt b) gleichzeitig das vulkanisierbare Material vulkanisiert und die Beschichtung ausgehärtet werden, wodurch vorteilhafterweise eine bessere An- bindung der Beschichtung an den Formkörper erzielt werden kann.
Insofern der Formkörper vor dem Eintauchen in das Silikonbad in Verfahrensschritt b) in Verfahrensschritt a1 ) vollständig vulkanisiert wird, kann in Verfahrensschritt b) die Beschichtung gegebenenfalls unter Einbindung von Silikonmolekülen ausgehärtet werden.
Vorzugsweise wird der Formkörper daher, insofern Verfahrensschritt a1 ) durchgeführt wird, in Verfahrensschritt a1 ) nur teilweise vulkanisiert.
Die Temperatur des erhitzten Silikonbades und die Eintauchzeit, das heißt die Zeitspanne über die der Kautschuk-Formkörper in das Silikonbad eingetaucht wird, sind abhängig von dem Kautschukmaterial des Formkörpers und der Form, des Formkörpers und/oder von dem Material der Beschichtung und der Schichtdicke der Beschichtung.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform werden in Verfahrensschritt b):
die Eintauchzeit, über welche der Formkörper in das Silikonbad eingetaucht wird, und
die Silikonbadtemperatur, auf die das Silikonbad erhitzt ist,
derart gewählt werden, dass der Formkörper vulkanisiert und/oder die Beschichtung ausgehärtet wird.
Das Silikonbad kann in Verfahrensschritt b) beispielsweise auf eine Temperatur von mindestens 150 °C, insbesondere von mindestens 180 °C, zum Beispiel von mindestens 200 °C, erhitzt sein. Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform liegt in Verfahrensschritt b) die Eintauchzeit, über welche der Formkörper in das Silikonbad eingetaucht wird, in einem Bereich von > 0,5 min bis < 10 min, insbesondere von > 0,5 min bis < 6 min, zum Beispiel von > 0,9 min bis < 3 min, liegt, und/oder weist das Silikonbad eine Temperatur in einem Bereich von > 150 °C bis < 300 °C, beispielsweise von > 180 °C bis < 250 °C, insbesondere von > 200 °C bis < 220 °C, auf. Eine derartige Eintauchzeit und Silikonbadtemperatur hat sich insbesondere zur Herstellung von Wischblättern für Scheibenwischer als vorteilhaft herausgestellt.
Das Silikonbad kann sowohl nur ein Silikon als auch eine Mischung aus zwei oder mehr Silikonen umfassen.
Die Dichte von Formkörpern aus herkömmlichen vulkanisierbaren Materialien, beispielsweise Kautschukmaterialien, liegt bei Raumtemperatur (20 °C) üblicherweise in einem Bereich von > 1 ,0 kg/dm3 bis < 1 ,5 kg/dm3. Um das Eintauchen des Formkörpers in das Silikonbad zu vereinfachen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Silikonbad eine Dichte aufweist, welche kleiner oder gleich der Dichte des einzutauchenden Formkörpers beziehungsweise des einzu- tauchenden vulkanisierbaren Materials des Formkörpers ist.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist das Silikonbad daher, insbesondere bei der Temperatur auf die das Silikonbad in Verfahrensschritt b) erhitzt ist, eine Dichte auf, die kleiner oder gleich der Dichte des einzu- tauchenden Formkörpers beziehungsweise des einzutauchenden vulkanisierbaren Materials des Formkörpers ist.
Insofern das Silikonbad eine Mischung aus zwei oder mehr Silikonen umfasst, kann die Dichte des Silikonbades vorteilhafterweise nicht nur durch eine geeigne- te Auswahl der Silikone für das Silikonbad, sondern auch durch ein geeignetes
Mengenverhältnis der Silikone des Silikonbades zueinander eingestellt werden.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist das Silikonbad bei Raumtemperatur (20 °C) eine Dichte in einem Bereich von > 0,67 g/cm3 bis < 1 ,15 g/cm3, beispielsweise von > 0,94 kg/dm3 bis < 1 ,1 1 kg/dm3, insbesondere von > 0,94 kg/dm3 bis < 1 ,00 kg/dm3, auf. Dies hat den Vorteil, dass das Eintau- chen eines Formkörpers, welcher bei Raumtemperatur (20 °C) eine Dichte in einem Bereich von > 1 ,00 kg/dm3 bis < 1 ,5 kg/dm3 aufweist, vereinfacht werden kann.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist das Silikonbad bei Raumtemperatur (20 °C) eine kinematische Viskosität von > 10-10"6 m2-s~1 bis < 2000-10"6 m2-s"1, beispielsweise von > 25-10"6 m2-s"1 bis < 1000-10"6 m2-s"1, insbesondere von > 50-10"6 m2-s"1 bis < 500-10"6 m2-s"1 auf.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform umfasst das Silikonbad ein Phenylmethylpolysiloxan und/oder ein Polydimethylsiloxan (PDMS). Insbesondere kann das Silikonbad auf einem Phenylmethylpolysiloxan und/oder Polydimethylsiloxan basieren. Gegebenenfalls kann das Silikonbad aus einem Phenylmethylpolysiloxan und/oder Polydimethylsiloxan bestehen.
Das Silikonbad kann weiterhin reaktive Bestandteile, welche an der Vulkanisationsrektion auf der Oberfläche des Formkörpers beziehungsweise an der Härtungsreaktion auf der Oberfläche der Beschichtung, insbesondere durch Additionsreaktion an ungesättigten Ethylengruppen, beispielsweise Isopren-, Chlo- ropren- und/oder Dien-Gruppen, teilnehmen, umfassen. Beispielsweise kann das Silikonbad, insbesondere zusätzlich zu dem Phenylmethylpolysiloxan und/oder Polydimethylsiloxan, mindestens ein funktionalisiertes Polysiloxan umfassen.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform umfasst das Silikonbad, insbesondere zusätzlich zu dem Phenylmethylpolysiloxan und/oder Polydimethylsiloxan, mindestens ein funktionalisiertes Polysiloxan, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mercapto-funktionalisierten Polysiloxanen, Vinyl- funktionalisierten Polysiloxanen, Wasserstoff-funktionalisierten Polysiloxanen und Mischungen davon.
Insbesondere kann das Silikonbad mindestens ein funktionalisiertes Polysiloxan, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mercapto-funktionalisiertem Di- methylpolysiloxan, Vinyl-funktionalisiertem Dimethylpolysiloxan, Wasserstoff- funktionalisiertem Dimethylpolysiloxan und Mischungen, umfassen. Zum Beispiel kann das Silikonbad mindestens ein Vinyldimethyl-terminiertes Po- lydimethylsiloxan und/oder mindestens ein Vinylmethylsiloxan-Copolymer, beispielsweise eines oder mehrere der unter den Handelsnamen PS 445, PS 424, PS 255 von der Firma United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA, vertrie- benen Produkte, umfassen. Dabei ist PS 445 ist ein Vinyl-terminiertes Dimethylpolysiloxan mit niedrigem Molekulargewicht, PS 424 ein Poly(dimethylsiloxan)- (7,5 %)(methylvinylsiloxan)-Copolymer mit niedrigem Molekulargewicht und PS 225 ein Poly(dimethylsiloxan)-(0, 1 -0,3 %)(methylvinylsiloxan)-Copolymer mit hohem Molekulargewicht.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor genannten Vinyl-funktionalisierten Polysi- loxanen kann das Silikonbad mindestens ein Mercapto-funktionalisiertes Polysi- loxane, beispielsweise eines oder beide der unter den Handelsnamen PS 405 und PS 849 von der Firma United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA, ver- triebenen Produkte, umfassen. Dabei ist PS 405 ein verzweigtes Polydimethylsi- loxan mit Mercaptopropyl-Gruppen an den Verzweigungsstellen und PS 849 ein Poly(dimethylsiloxan)-(1 -3 %)(methylmercaptopropylsiloxan)-Copolymer.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor genannten Vinyl- und Mercapto- funktionalisierten Polysiloxanen kann das Silikonbad mindestens ein Wasserstoff-funktionalisiertes Polysiloxan, insbesondere Dimethylpolysiloxan, beispielsweise das unter dem Handelsnamen PS 120 von der Firma United Chemical Technologies, Bristol, PA, USA, vertriebenen Produkte, umfassen. Dabei ist PS 120 ein Wasserstoff-funktionalisiertes Dimethylpolysiloxan mit niedrigem Moleku- largewicht.
Die zuvor genannten Vinyl-, Mercapto- und Wasserstoff-funktionalisierten Polysiloxanen vinyl-funktionalisierten Polysiloxane nehmen an der Vulkanisationsreaktion auf der Oberfläche des vulkanisierbaren Materials, welches beispielsweise Naturkautschuk; Chloropren-Kautschuk; eine Mischung von Naturkautschuk und
Chloropren-Kautschuk; Ethylenpropylendien-Kautschuk (EPDM); oder eine Mischung aus Naturkautschuk und Ethylenpropylendien-Kautschuk umfasst, wobei Ethylenpropylendien-Kautschuk (EPDM) teilweise oder vollständig durch Ethy- lenpropylen-Kautschuk (EPM) ausgetauscht werden kann, teil und können da- durch mit dem Formkörper verbunden werden. Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform umfasst das vulkanisierbare Material mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehende aus Naturkautschuk, synthetischen Kautschuken, insbesondere Isopren-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Ethylenpropylendien-Kautschuk (EPDM), Ethylenpropylen-Kautschuk (EPM), Silikon-Kautschuken, vulkanisierbaren thermoplastische Elastomeren und Mischungen davon. Dabei können die vulkanisierbaren thermoplastischen Elastomere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Polydienen, wie Polybutadien und/oder Polyisopren Naturkautschuk, Diencopolymeren, wie Copolymere aus Butadien und/oder Isopren mit anderen copolymerisierbaren Monomeren, zum Beispiel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styren, α-Methylstyren, Acrylaten, Methylisopropenyl, Ke- tonen, Isobutylen, Acrylonitril, ungesättigten Carbonsäuren und Mischungen davon, halogenierten Kautschuken, wie Polychloropren und/oder fluorierten Kautschuken, Copolymeren von einem oder mehreren Monoolefinen mit einem Monomer, welches ungesättigte Gruppen in das Copolymer einfügt, zum Beispiel ein Ethylene/propylene/dicyclopentadien-Terpolymer, mit Schwefel vulkanisierbaren Polyurethan-Kautschuken, Butyl-Kautschuken mit mindestens 0,8 % ungesättigten Stellen, und Mischungen davon. Dabei kann es ich bei den Mischungen zum Beispiel um Naturkautschuk/Butadien-Styren-Copolymermischungen und/oder Copolymermischungen aus einem gesättigten Copolymer aus Ethylen und/oder Propylen mit einem ungesättigten Copolymer aus Ethylen und/oder Propylen und einem Monomer, welches ungesättigte Gruppen in das Copolymer einfügt, handeln.
Weiterhin kann das vulkanisierbare Material eines oder mehrere Additive, beispielsweise Antioxidationsmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher, Vulkanisationsbeschleuniger, UV-Stabilisierungsmittel, Wärmestabilisierungsmittel, Schwefel, schwefelspendenden Stoffe, Peroxide, Metalloxide, wie Magnesiumoxid, Calciumoxid, Zinkoxid, organische Säuren, wie Stearinsäure, und/oder Ruß, umfassen.
Die wärmehärtende Beschichtung kann insbesondere eine oder mehrere polyme- risierbare und/oder vernetzbare Komponenten, beispielsweise einen methylierten Iminomelaminaminoplasten, zum Beispiel Hexamethoxymethylmelamin, umfas- sen. Weiterhin kann die wärmehärtende Beschichtung einen oder mehrere, insbesondere schmierende, Füllstoffe, beispielsweise Graphit, umfassen.
Vorzugsweise steht das Gewicht der Füllstoffen, insbesondere Graphit, der wärmehärtenden Beschichtung zu dem Gewicht der polymerisierbaren und/oder vernetzbaren Komponenten der wärmehärtenden Beschichtung in einem Verhältnis in einem Bereich von 0,40 bis 0,50, insbesondere von 0,45 bis 0,48, zum Beispiel von etwa 0,46. Ein derartiges Verhältnis hat sich als vorteilhaft erwiesen, um die Graphitpartikel beständig in der Polymermatrix einzubinden und eine hervorragende Abrasionsfestigkeit auf hydrophoben und hydrophilen Glasscheiben zu erzielen.
Zudem kann die wärmehärtende Beschichtung ein oder mehrere Verdickungsmittel, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyacrylaten, Cellulose-Polymeren, Vinylacetat-Maleinsäure Copolymeren, Styrol-Maleinsäure- Copolymeren, Hydroxyethylenpolymeren, Polyethylenglycolen, Hydroxypropy- lenpolymeren, Polyvinylalcoholen, Polyacrylamid und Acrylamid Copylymere und Mischungen davon, umfassen.
Als Lösungsmittel kann die lösungsmittelhaltige Beschichtungszusammenset- zung zum Herstellen der Beschichtung in Verfahrensschritt bO) mindestens ein Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glykolethern, beispielsweise Butylglykol und/oder Diethylenglycolbutylether (Butylcarbitol), 2- Methoxypropanol, Propylenglycol, Ethanol, Isopropanol, Wasser und Mischungen davon, umfassen.
Grundsätzlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Formen in Verfahrensschritt a) und/oder das Eintauchen in Verfahrensschritt b) sowohl kontinuierliche als auch diskontinuierlich, in Form eines sogenannten Chargenprozesses, durchgeführt werden. Vorzugsweise werden entweder die Verfahrensschritt a) und b) beide kontinuierlichen oder beide diskontinuierlichen durchgeführt. Um Verfahrensunterbrechungen zu Vermeiden und die Herstellungszeit zu verkürzen, werden die Verfahrensschritte a) und b) besonders bevorzugt beide kontinuierlich durchgeführt. Nach dem Eintauchen in das Silikonbad über eine bestimmte Eintauchzeitspanne kann der Formkörper aus dem Silikonbad entfernt werden. Gegebenenfalls noch daran haftendes, insbesondere überschüssiges, Silikon des Silikonbades kann in einem an Verfahrensschritt b) anschließenden Verfahrensschritt c) entfernt werden. Dabei wird das Silikon vorzugsweise durch eine Technik entfernt, durch welche an der Formkörperoberfläche adsorbierte oder in einer Oberflächengrenzschicht eingebundene Silikonmoleküle und/oder eine gegebenenfalls auf dem Formkörper aufgebrachte Beschichtung nicht entfernt beziehungsweise geschädigt werden. Beispielsweise kann das Entfernen von anhaftendem, insbesondere überschüssigen, Silikon des Silikonbades durch Abwischen des Formkörpers mit einer Textilie, beispielsweise einem Bauwollstoff oder -vlies, erfolgen.
Um die Handhabung zu vereinfachen und eine mögliche Deformation des Formkörpers zu vermeiden, kann das Verfahren zwischen den Verfahrensschritten b) und c) den Verfahrensschritt cO) Abkühlen des Formkörpers, insbesondere auf Raumtemperatur, umfassen.
Nach dem Verfahrensschritt c) kann das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt d): Zerteilen des Formkörpers in mindestens zwei, insbesondere eine Vielzahl von, Formkörperteilen. Auf diese Weise können durch einen Verfahrensdurchgang vorteilhafterweise viele Produkte gefertigt werden. Beispielsweise können Wischblätter und/oder Dichtungen, insbesondere Schiebefensterdichtungen, dadurch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, dass zunächst ein Formkörper in Form eines Doppelprofils oder Mehrfachprofils hergestellt wird, welcher anschließend entlang der Längsachse in zwei oder mehr Einzelprofile zerteil, insbesondere zerschnitten, wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formkörper insbesondere für Gleitkontaktanwendungen, welcher durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt ist. Zum Beispiel kann der Formkörper ein Wischblatt für einen Scheibenwischer, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, oder eine Dichtung, insbesondere zum Abdichten von zwei gegeneinander verschiebbaren Elementen, zum Beispiel eines Schiebefensters, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, sein. Beispiele
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ge- genstände werden durch die Beispiele veranschaulicht und in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Beispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Beispiel 1
Doppelprofilen zur Herstellung von Wischblättern für Kraftfahrzeug- Scheibenwischer wurden aus einem Kautschukmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 extrudiert:
Tabelle 1
Beispiel 1 a Eines der aus einem Kautschukmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 extrudierten Doppelprofile wurde 2 Minuten lang in ein, auf eine Temperatur von 210 °C erhitztes Silikonbad eingetaucht. Das Silikonbad umfasste dabei ein Phenylmethylpolysiloxan, welches unter dem Handelsnamen Dow Corning 510 von der Dow Corning Corportation (Michigan, USA), vertrieben wird und bei Raumtemperatur eine Viskosität von 100 cSt (= 100 10~6m2-s~1) aufweist.
Die durch das Silikonbad auf das Doppelprofil übertragene Wärme reicht aus, um das Kautschukmaterial des Doppelprofils innerhalb von 2 Minuten zu vulkanisieren. Nach dem Entnehmen des Doppelprofils aus dem Silikonbad und dem Abkühlen des Doppelprofils, war das Kautschukmaterial des Doppelprofils vollständig vulkanisiert. Die Oberfläche des Doppelprofils war ebenmäßig und stark wasserabweisend. Nach dem Abreiben des Doppelprofils mit einem Bauwollstoff war dessen Oberfläche trocken, nicht schmierig und weiterhin stark wasserabweisend. Ein auf der Oberfläche des Doppelprofils aufgebrachtes Klebeband, ließ sich leicht wieder entfernen, was ein Zeichen für gute Antihafteigenschaften der Oberfläche ist.
Das Doppelprofil wurde anschließend entlang der Längsachse in zwei einzelne Profile zerschnitten und an einer Scheibenwischeranlage montiert. Die Profile wiesen ein gleichmäßiges Wischverhalten ohne Wischstreifen auf.
Beispiel 1 b
Ein anderes der aus einem Kautschukmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 extrudierten Doppelprofile wurde nicht direkt im Anschluss an die Extrusion vulkanisiert. Stattdessen wurde nach der Extrusion zunächst auf beiden Seiten des Doppelprofils eine wässrige Beschichtungszusammensetzung mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 2 aufgetragen und unter Verdampfen des Lösungsmittels getrocknet:
Tabelle 2
Komponente Gew.-%
Hexamethoxymethylmelamin 10,0
Anschließend wurde das Doppelprofil in zwei Stücke zerteilt.
A Vulkanisation und Aushärten im Silikonbad
Eines der beiden beschichteten Doppelprofilstücke wurde für 2 Minuten in ein, auf 210 °C erhitztes, Phenylmethylpolysiloxan-basiertes (Dow Corning 510, Firma Dow Corning, Deutschland) Silikonbad eingetaucht. Die Vulkanisation des Kautschukmaterials erfolgte dabei gleichzeitig mit dem Aushärten der Beschichtung.
Die ausgehärtete Beschichtung wurde mit einer, mit Methylethylketon (MEK) befeuchteten Bauwollpflegeeinheit abgerieben, um den Härtungsgrad zu bestimmen. Ein Abtragen der Beschichtung wurde auch nach 150 doppelten Reibvorgängen (1 doppelter Reibvorgang = eine Hinbewegung und eine Rückbewegung) nicht beobachtet.
Das Doppelprofil wurde entlang der Längsachse in zwei einzelne Profile zerschnitten. Die Schnittkanten zeigten keine Schädigung der Beschichtung und kein Absplittern der Beschichtung von der Schnittkante. Die an einer Scheibenwischeranlage montierten Profile wiesen ein gleichmäßiges Wischverhalten ohne Wischstreifen auf.
B Vulkanisation und Aushärten im Silikonbad
Das andere der beiden beschichteten Doppelprofilstücke wurde 10 Minuten lang in einem Heißluftofen mit Heißluft mit einer Temperatur von 150 °C behandelt, wobei die Beschichtung aushärtete. Es resultierte eine ausgehärtete Beschich- tung mit einer Schichtdicke von 4 μιη und einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 3.
Tabelle 3
Die ausgehärtete Beschichtung wurde - unter den gleichen Bedingungen wie im vorherigen Beispiel - mit einer, mit Methylethylketon (MEK) befeuchteten Bauwollpflegeeinheit abgerieben. Nach 30 bis 40 doppelten Reibvorgängen wurde ein Abtragen der Beschichtung beobachtet.
Beispiel 2
Doppelprofilen zur Herstellung von Wischblättern für Kraftfahrzeug- Scheibenwischer wurden aus einem Kautschukmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 4 extrudiert:
Tabelle 4
Komponente Gew.-%
Ethylenpropylendien- Kautschuk (EPDM) 44,85
Antioxidationsmittel 0,45
Calciumoxid 2,24
Verarbeitungshilfsmittel 1 ,79
Stearinsäure 0,22
Ruß 35,88
Weichmacher 8,97
Zinkoxid 2,24 Zusatzstoff 1 (9) 1 ,12
Peroxid 1 (10) 2,24
Beispiel 2a
Eines der aus einem Kautschukmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 4 extrudierten Doppelprofile wurde 1 ,4 Minuten lang in ein, auf eine Temperatur von 220 °C erhitztes Silikonbad eingetaucht. Das Silikonbad umfasste dabei ein Phenylmethylpolysiloxan, welches unter dem Handelsnamen Dow Corning 510 von der Dow Corning Corporation, Michigan, USA, vertrieben wird und bei Raumtemperatur (20 °C) eine Viskosität von 100 cSt (= 100 10"6m2-s"1) aufweist.
Die durch das Silikonbad auf das Doppelprofil übertragene Wärme reicht aus, um das Kautschukmaterial des Doppelprofils innerhalb von 1 ,4 Minuten zu vulkanisieren. Nach dem Entnehmen des Doppelprofils aus dem Silikonbad und dem Abkühlen des Doppelprofils, war das Kautschukmaterial des Doppelprofils vollständig vulkanisiert. Die Oberfläche des Doppelprofils war ebenmäßig und stark wasserabweisend. Nach dem Abreiben des Doppelprofils mit einem Bauwollstoff war dessen Oberfläche trocken, nicht schmierig und weiterhin stark wasserabweisend. Ein auf der Oberfläche des Doppelprofils aufgebrachtes Klebeband, ließ sich leicht wieder entfernen, was ein Zeichen für gute Antihafteigenschaften der Oberfläche ist.
Das Doppelprofil wurde anschließend entlang der Längsachse in zwei einzelne Profile zerschnitten und an einer Scheibenwischeranlage montiert. Die Profile wiesen ein gleichmäßiges Wischverhalten ohne Wischstreifen auf.
Beispiel 2b
Ein anderes der aus einem Kautschukmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 4 extrudierten Doppelprofile wurde nicht direkt im Anschluss an die Extrusion vulkanisiert. Stattdessen wurde nach der Extrusion zunächst auf beiden Seiten des Doppelprofils eine wässrige Beschichtungszusammensetzung mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 2 aufgetragen und unter Verdampfen des Lösungsmittels getrocknet.
Anschließend wurde das Doppelprofil in zwei Stücke zerteilt.
A Vulkanisation und Aushärten im Silikonbad
Eines der beiden beschichteten Doppelprofilstücke wurde für 1 ,4 Minuten in ein, auf 220 °C erhitztes, Phenylmethylpolysiloxan-basiertes (Dow Corning 510, Firma Dow Corning, Deutschland) Silikonbad eingetaucht. Die Vulkanisation des Kautschukmaterials erfolgte dabei gleichzeitig mit dem Aushärten der Beschich- tung.
Die ausgehärtete Beschichtung wurde - unter den gleichen Bedingungen wie in dem Vergleichsbeispiel - mit einer, mit Methylethylketon (MEK) befeuchteten Bauwollpflegeeinheit abgerieben, um den Härtungsgrad zu bestimmen. Ein Abtragen der Beschichtung wurde auch nach 150 doppelten Reibvorgängen nicht beobachtet.
Das Doppelprofil wurde entlang der Längsachse in zwei einzelne Profile zerschnitten. Die Schnittkanten zeigten keine Schädigung der Beschichtung und kein Absplittern der Beschichtung von der Schnittkante. Die an einer Scheibenwischeranlage montierten Profile wiesen ein gleichmäßiges Wischverhalten ohne Wischstreifen auf.
B Vulkanisation und Aushärten im Silikonbad Das andere der beiden beschichteten Doppelprofilstücke wurde 10 Minuten lang in einem Heißluftofen mit Heißluft mit einer Temperatur von 150 °C behandelt, wobei die Beschichtung aushärtete. Es resultierte eine ausgehärtete Beschichtung mit einer Schichtdicke von 4 μιη und einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 3. Die ausgehärtete Beschichtung wurde - unter den gleichen Bedingungen wie im vorherigen Beispiel - mit einer, mit Methylethylketon (MEK) befeuchteten Bauwollpflegeeinheit abgerieben. Nach 25 bis 30 doppelten Reibvorgängen wurde ein Abtragen der Beschichtung beobachtet.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers, insbesondere eines vulkanisierten Kautschuk-Formkörpers, zum Beispiel für Gleitkontaktanwendungen, umfassend die Verfahrensschritte:
a) Formen eines Formkörpers aus einem vulkanisierbaren Material, und b) Eintauchen des Formkörpers in ein erhitztes Silikonbad.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zwischen den Verfahrensschritten a) und b) den Verfahrensschritt:
bO) Aufbringen einer wärmehärtenden Beschichtung auf die Oberfläche des
Formkörpers,
umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zwischen den Verfahrensschritten a) und bO) oder zwischen den Verfahrensschritten a) und b) den Verfahrensschritt:
a1 ) Teilweises oder vollständiges Vulkanisieren des vulkanisierbaren Materials des Formkörpers,
umfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt b):
die Eintauchzeit, über welche der Formkörper in das Silikonbad eingetaucht wird, und
die Silikonbadtemperatur, auf die das Silikonbad erhitzt ist,
derart gewählt werden, dass der Formkörper vulkanisiert und/oder die Beschichtung ausgehärtet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt b): die Eintauchzeit, über welche der Formkörper in das Silikonbad eingetaucht wird, in einem Bereich von > 1 min bis < 10 min liegt, und/oder das Silikonbad eine Temperatur in einem Bereich von > 150 °C bis < 300 °C aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonbad eine Dichte aufweist, die kleiner oder gleich der Dichte des einzutauchenden Formkörpers ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonbad bei Raumtemperatur eine Dichte in einem Bereich von
> 0,67 g/cm3 bis < 1 ,15 g/cm3 aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonbad bei Raumtemperatur eine kinematische Viskosität von
> 10-10"6 mV1 bis < 2000-10"6 mV1 aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonbad ein Phenylmethylpolysiloxan und/oder ein Polydimethylsilo- xan umfasst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonbad mindestens ein funktionalisiertes Polysiloxan, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mercapto-funktionalisierten Polysiloxanen, Vinyl- funktionalisierten Polysiloxanen, Wasserstoff-funktionalisierten Polysiloxanen und Mischungen davon, umfasst.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vulkanisierbare Material mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehende aus Naturkautschuk, synthetischen Kautschuken, vulkanisierbaren thermoplastische Elastomeren und Mischungen davon, umfasst.
12. Formkörper, insbesondere für Gleitkontaktanwendungen, beispielsweise ein Wischblatt für einen Scheibenwischer oder eine Dichtung, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 .
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