JP2004050974A - Wiper blade - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機能性ワイパーブレード、詳しくは車両ガラス面（以下「ガラス面」という）との摺動性を改善させつつ、車両ガラス面にワイパーブレードから撥水剤成分をブリードアウトさせて撥水性能を付与することができる機能を持ったワイパーブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワイパーブレードは、ガラス面とワイパーブレードとの界面に薄い水の膜を形成させ、その水の膜でワイパーブレードに摺動性を与えると共に、ガラス面を通して良好な視界を得るようにしている。しかし、近年、ガラス面に撥水剤を塗布する人が増えてきた。撥水剤を塗布したガラス面では、その上でワイパーブレードを摺動させても、ガラス面との界面に薄い水の膜が形成できなくなる。そこで、それを改善させるため、さまざまなワイパーブレードが案出され機能化されていった。その１つとして、最近では、シリコーンゴムを利用してワイパーブレードから直接シリコーン系の撥水剤成分をブリードアウトさせ、ガラス面上にコーティングしてしまう方法などが提案されている。
【０００３】
しかし、物性面から見ると、シリコーンゴムには天然ゴムに比べて機械的強度が小さく、特に引裂強さに劣る欠点がある。その他にも、配合でカバーされつつはあるが、圧縮永久ひずみを生じやすいという欠点があるほか、耐疲労性、耐摩耗性にも劣る欠点がある。
【０００４】
つまり、シリコーンゴム組成物で成形したワイパーブレードからシリコーン系撥水剤成分をブリードアウトさせるという方法を採ると、シリコーン系の撥水剤成分がワイパーブレードの組成物と同質系であるために、ガラス面上にブリードアウトさせやすいけれども、ワイパーブレードに求められる本来の仕事であるガラス面上の水滴をスムーズに摺動しながらきれいに払拭させるという点では、ワイパーブレードのリップ部のエッジ部分が欠けやすかったり、ネック部が切れやすかったりし、長時間ワイパーアーム部分によって押え圧を加え続けられると、押え癖がついてしまい、実際にゴム弾性を失ってしまうなどの欠点がある。また、長時間使用し続けると、リップ部のエッジ部分が摩耗してしまい、拭き性能が低下したり摺動性が低下したりして、ワイパーブレード本来の機能が十分に発揮されなくなる。この点から、上記の方法は、ガラス面上の水滴をきれいに払拭することに向いていないと云える。
【０００５】
反面、シリコーンゴムコンパウンド中に、シリコーンオイル系やシラン系の撥水剤成分を練り込み、加硫して、成形体を得ることは、シリコーンゴムと撥水剤成分とが同系同士であるため、混ぜ込むことも簡単であるし、これら撥水剤成分を均一に分散させることも容易である。
【０００６】
しかし、シリコーンゴムと撥水剤成分とが同系であるが故に、内部に分散させたシリコーンオイル系やシラン系の撥水剤成分はブリードアウトしやすくなる。この点を具体的にワイパーブレードについて述べると、撥水剤成分がワイパーブレード本体からブリードアウトしやすいため、一気にワイパーブレードの表面に撥水剤成分が出てしまい、長時間その撥水剤成分をブリードアウトし続けることができない。そのため、一気に撥水剤成分をブリードアウトさせてガラス面を撥水させ得たとしても、１年とか２年とか、少量の撥水剤成分をブリードアウトさせ続けることができない。しかし、ワイパーブレードに望まれる特性は、少量の撥水剤成分をより長時間をかけて安定にブリードアウトし続けることである。
【０００７】
また、シリコーンゴム組成物で成形されたワイパーブレードでは、長時間に亘ってブリードアウトさせようとして多量の撥水剤成分を添加すると、一気にブリードアウトが始まり、ワイパーブレードの表面に水滴が付着したようになって見栄えも悪いし効率的にもよくない。ましてや、ワイパーブレードをガラス面上で摺動させるときに生起される屈曲運動がリップ部に加わり、撥水剤成分のブリードアウト傾向がさらに加速されることとなってしまう。その上、一度に多量の撥水剤成分をブリードアウトさせても、ガラス面上にブリードアウトした撥水剤成分が水に流されたりして無駄になってしまうことが多い。しかも、一気にブリードアウトさせてしまうと、ガラス面上に一気に撥水剤成分が塗り拡げられることにより、ガラス面上に模様ができてしまい、かえって視界が損なわれて安全性を確保できなくなる。
【０００８】
一方、シリコーンゴム組成物でなるワイパーブレードには上記のような短所があるために、ワイパーブレード組成物を、機械的物性の面でシリコーンゴムよりも有利な天然ゴム（ＮＲゴム）組成物の成形体にすることが考えられる。しかし、成形前のゴムコンパウンド中に、シリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の撥水剤成分を直接に添加することによって天然ゴム組成物でなるワイパーブレードを成形すると、得られたワイパーブレードでは撥水剤成分が全くブリードアウトしない。したがって、このものは、撥水剤成分の保持性能は良好であっても、撥水剤成分がブリードアウトしないためにガラス面に撥水膜をつくる効果を得られない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
既述のように、シリコーンゴム組成物でワイパーブレード本体を作ると、撥水剤成分はブリードアウトするけれども、シリコーンオイル系又はシラン系の撥水剤成分は同系であるために一気にブリードアウトしてしまう傾向が強く、長時間安定にブリードアウトさせることが難しい。また、原料としてのシリコーンゴムコンパウンドはシリコーン生ゴムであり、どうしても低分子量のシリコーンオイル分が不可避的に存在していて、このことは、組成上どうにもならないことである。
【００１０】
そこで、フッ素オイル系などの同系でない撥水剤成分を利用しようとすると、上記の低分子量のシリコーンオイル分と、それとは異系のフッ素オイル系撥水剤成分とが混ざり合わないために（両方共に相手方に対する溶解度がない）、かえって白く濁ったりして汚くなり、ワイパーブレードを摺動させると、その白濁物をガラス面上に塗りたくることになって、視界確保による安全面でかえって問題となる。
【００１１】
また、シリコーンゴム組成物でなるワイパーブレード本体は機械的物性に劣り、特に、引裂強さに劣るためにワイパーブレードのリップ部のエッジ部分が欠けやすい。さらに、リップ部と胴体部分を結ぶネック部では厚みが薄いために特に裂けやすいという欠点がある。
【００１２】
そこで、本願発明者は天然ゴムに着目し、天然ゴム組成物で撥水剤成分を含むワイパーブレード本体を成形した場合の上掲の欠点を無くするために鋭意研究開発を行い、本発明を完成するに至った。
【００１３】
具体的には、天然ゴム組成物でなるワイパーブレード本体は、機械的物性に優れ、ワイパーブレードの摺動性能に必要な反発弾性に優れているほか、シリコーンゴム組成物でなるワイパーブレード本体に比べて引張強さ、伸び、圧縮永久ひずみ、引裂強さ、耐疲労性、耐摩耗性に優れているため、リップ部のエッジ部分が欠けやすくなったり、ネック部分が切れやすくなったり、押え癖が付いたりすることに起因する拭き性能の低下が生じにくい。また、長時間に亘って使用し続けても摩耗しにくいという利点も得られる。
【００１４】
また、シリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の撥水剤成分を使用する場合、天然ゴムと撥水剤成分の種類とが異系になるため、一度、天然ゴム組成物の成形体の中に撥水剤成分を入れてしまうと、撥水剤成分がブリードアウトしにくくなって撥水剤成分の保持性能が高く維持される。また、シリコーンゴム組成物のようにフッ素性撥水剤成分を使用できないということもなくなる。
【００１５】
本発明では、天然ゴム組成物でなるワイパーブレード本体からの長期に亘る撥水剤成分のブリードアウト機構として、撥水剤成分を担持する物質を、天然ゴム組成物中に練り込み、その物質（撥水剤担持体）より徐々に撥水剤成分をブリードアウトさせることを可能にした。
【００１６】
また、本発明では、天然ゴム組成物でなるワイパーブレード本体のリップ部の表面にコーティングを施し、そのコーティング層を摺動性能に寄与させると共に、コーティング層中にも撥水剤担持体を含ませて、シリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の撥水剤成分をコーティング層からブリードアウトさせ得るようにした。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るワイパーブレードは、撥水剤成分を含ませた撥水剤担持体を混練してなる天然ゴム組成物をワイパーブレード本体とすることを特徴とするものであり、上記撥水剤成分が、シリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の成分から選ばれ、上記撥水剤担持体が、シリコーンゴム、シリコーン、フッ素、フッ素系ゴムから選ばれたパウダーであることが望ましい。
【００１８】
上記の撥水剤担持体のうち、最も望ましいものはシリコーンゴムパウダーである。このシリコーンゴムパウダーはシリコーンの生ゴムではない。撥水剤担持体にシリコーンゴムパウダーを用いた場合、撥水剤成分と撥水剤担持体とが同系もしくは表面張力の低い物質同士の組合せになるので撥水剤成分が担持されやすい。本発明において、撥水剤担持体は撥水剤成分の貯蔵タンクの役割も果たすのである。
【００１９】
天然ゴム組成物に混練する撥水剤担持体の重量％は、天然ゴム組成物１００重量％に対して１〜４０重量％、好ましくは、１〜２０重量％である。天然ゴム組成物に混練する撥水剤担持体の重量％が１重量％未満であると、撥水剤担持体が天然ゴム組成物中に閉じ込められてしまい、天然ゴム組成物でなるワイパーブレード本体に撥水剤成分の通り道が形成されなくなる。また、天然ゴム組成物に混練する撥水剤担持体の重量が４０重量％を越えてしまうと、天然ゴム組成物がワイパーブレードとしての物性を示さなくなってしまう。
【００２０】
撥水剤担持体にはシリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の撥水剤成分を含浸させておく必要がある。撥水剤担持体に含浸させる撥水剤成分の量は、撥水剤担持体の重量の０． ５倍から５倍までの範囲で可能であるけれども、好ましくは、撥水剤担持体の重量の１倍から４倍までの範囲である。撥水剤成分の含浸量が０． ５倍未満であると撥水剤担持体を十分に天然ゴム組成物中に混練したとしても撥水剤成分がブリードアウトしてこなくなる。また、撥水剤成分の含浸量が５倍を越えると、天然ゴム組成物がワイパーブレードとしての物性を示さなくなってしまう。撥水剤の含浸量を上記範囲内に定めておけば、含浸量の多い少ないによりブリードアウト量をコントロールすることができる。
【００２１】
天然ゴム組成物中に混練するときに上掲の撥水剤担持体を添加分散させると、天然ゴム組成物中に撥水剤担持体の微細なつながりができ上がり、撥水剤成分がその微細な道を通ってワイパーブレード本体の表面にブリードアウトしてくることになる。また、上記のように撥水剤担持体は撥水剤成分の貯蔵タンクとしての役割を果たすので、撥水剤担持体に撥水剤成分を含ませることによって多量の撥水剤成分を天然ゴム組成物中に含有させられることになる。そのため、ワイパーブレードをガラス面上で摺動させると、ワイパーブレード本体及びリップ部が行う伸び縮みの運動により、ワイパーブレード本体の内部に圧力が加わってワイパーブレード本体の内部より撥水剤成分がブリードアウトしやすくなる。
【００２２】
既述したように、天然ゴム組成物混練中に、撥水剤担持体を介さずに直接に、シリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の撥水剤成分を添加した場合には、撥水剤成分が天然ゴム組成物中に分散させられてしまって表面に出てこなくなる。つまり、撥水剤成分の系が天然ゴムとあまりにも似ていないので拡散されないのである。その反面、シリコーンゴムとシリコーン系又はシラン系の撥水剤成分との組み合わせであれば、これらは同系なので、シリコーンゴム中を比較的自由に拡散することができブリードアウトもさせやすいのであるけれども、シリコーンゴムとフッ素オイル系成分との組み合わせについては、シリコーン生ゴム自体がシリコーンオイルの高重合物であって、系中にシリコーン低分子量オイル分を含むため、シリコーンオイルとフッ素オイルとが互いに溶解することなく混ざり合って白濁した液状物になってしまい、この白濁液状物がガラス面の視界を損なう。よって、シリコーンゴムとフッ素オイルとの組み合わせは不可である。
【００２３】
本発明では、上記ワイパーブレード本体のリップ部の表面に、上記撥水剤成分を含有するコーティング層が結合保持されているものであってもよい。また、上記コーティング層とそのコーティング層を上記ワイパーブレード本体に結合保持させるバインダ成分とに、上記撥水剤成分を含有する撥水剤担持体が混練されているものであってもよい。上記撥水剤担持体には、シリコーンゴム、シリコーン、フッ素、フッ素系ゴムから選ばれたパウダーを用いることが可能である。また、上記撥水剤担持体に固体潤滑剤パウダーを用いることも可能である。
【００２４】
ところで、近時では、ワイパーブレードのリップ部にコーティング層を形成しておくことによって特に摺動性能と払き性能を向上させる方法が提案されているけれども、コーティング層より撥水剤成分をブリードアウトさせる機能を備えたものは未だにない。
【００２５】
本発明では、ワイパーブレード本体にコーティング層を結合保持させるためにバインダ成分を用いている。この目的に用いるバインダ成分には、ウレタン系硬化膜、シリコーン系硬化膜、ナイロン、ＲＴＶゴム、エポキシ系硬化膜、イミド系樹脂、フェノール系樹脂が有効であるが、特に硬化型ウレタン膜や硬化型シリコーン膜を好適に使用することができる。その理由は、熱硬化型のこれらのバインダ成分は天然ゴムと強力に接着する性質を発揮するからである。
【００２６】
撥水剤成分としてはシリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系の成分が好ましい。
【００２７】
また、撥水剤担持体には、シリコーンゴム、シリコーン、フッ素、フッ素系ゴムから選ばれたパウダーのほか、固体潤滑剤を用いることも可能である。固体潤滑剤は、リップ部の摺動性や拭き性能を向上させる役割をも果たす。固体潤滑剤は、グラファイトや二硫化モリブデンのような公知の物質を採用することが可能である。
【００２８】
ワイパーブレード本体に結合保持されるコーティング層は、いうまでもなく薄膜として形成されるため、そのコーティング層に含有させ得る撥水剤成分の量をそれほど多くすることはできない。したがって、コーティング層中よりブリードアウトさせ得る撥水剤成分の量は、撥水剤成分を多量に含有するワイパーブレード本体中よりブリードアウトされる撥水剤成分の量よりもどうしてもかなり少なくなるので、コーティング層中の撥水剤成分を長期的にブリードアウトさせ続けることはできない。しかし、ワイパーブレードのガラス面に接触する部分がリップ部分のみであることから、ガラス面への撥水性能付与の即効性は大きいと云える。具体的なブリードアウトの機構は、ワイパーブレード本体中より撥水剤成分がブリードアウトする際の機構と似ている。撥水剤成分にはシリコーンオイル系、シラン系、フッ素オイル系を使用することが可能である。
【００２９】
ここで、ワイパーブレード本体中からブリードアウトする撥水剤成分とコーティング層中からブリードアウトする撥水剤成分との種類は異なっていてもよい。たとえば、ワイパーブレード本体中からブリードアウトする撥水剤成分がシリコーンオイル系であり、コーティング層中からブリードアウトする撥水剤成分がフッ素オイル系であってもよい。逆に、ワイパーブレード本体中からブリードアウトする撥水剤成分がフッ素系で、コーティング層中よりブリードアウトする撥水剤成分がシリコーン系でもよい。このように、シリコーンオイル系、フッ素オイル系、シラン系のどの成分の組み合わせでも可能である。なぜならば、コーティング層中の撥水剤成分は、ワイパーブレード本体中からブリードアウトしてくる撥水剤成分よりも時間的に早い時期にブリードアウトするので、両方の撥水成分が混ざり合うことはないからであり、その結果、ワイパーブレードを動作させたときに白濁液状物がガラス面を覆って視界を損なうという事態は起こらない。ましてや、コーティング層中の撥水剤成分は、コーティング層の膜厚が厚くても高々数十ミクロンという非常に薄い膜厚であって、その中に含有されている撥水剤成分の量は、ワイパーブレード本体中に含有されている撥水剤成分の量に比べると非常に少ない量であり、先にも述べたように早期にブリードアウトしてしまうので、ワイパーブレード本体中の撥水剤成分とコーティング層中の撥水剤成分がが混ざり合って白濁液状物を生じることはないのである。
【００３０】
ワイパーブレード本体又はコーティング層よりブリードアウトさせる撥水剤成分のうち、シリコーンオイル系成分には、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、メチルスチレン変性シリコーンオイル、オレフィン変性シリコーンオイル、ラジカル変性シリコーンオイル、アミド変性シリコーンオイル、アミン変性シリコーンオイル、環状シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、カルナバ変性シリコーンオイル、トリメチルシロキシケイ酸をオルガノポリシロキサンに溶解させたもの、メチルハイドロジェンシリコーンオイルなどが含まれるけれども、これらに限定されるものではない。フッ素オイル系成分にはパーフルオロポリエーテルなどが含まれる。シラン系成分（シラン化合物）には、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、パーフロロアルキルシランなどが含まれる。
【００３１】
本発明において、コーティング層とバインダ成分とに撥水剤成分を含有する撥水剤担持体を混練する場合、撥水剤担持体には、シリコーンゴム、シリコーン、フッ素、フッ素系ゴムから選ばれたパウダーや、固体潤滑剤パウダーを好ましく用いることができる。これらのパウダーは、撥水剤成分を担持することもできるし、潤滑性能も発揮するからである。ここで、主に潤滑性能だけを示すナイロンや窒化ホウ素などのパウダーも固体潤滑剤として採用することができる。
【００３２】
上掲のパウダーは、バインダ成分に対する重量比で３分の１倍から１５倍までの範囲、好ましくは、２分の１倍から１４倍までの範囲で用いることが適当である。パウダーの重量比が３分の１倍未満であるとバインダ成分中にパウダーが埋もれてしまい、撥水剤成分をホールドすることができなくなり、ワイパーブレードの摺動性能も低下してしまう。１５倍を越えてしまうと、コーティング層そのもののワイパーブレード本体に対する密着性能が損なわれて摺動耐久性能が得られなくなる。
【００３３】
バインダ成分の含有量は、コーティング剤塗料としたときに０． ０１〜３５重量％、特に好ましくは０． １〜２０重量％が適当である。適切な含有量の範囲はバインダ成分の種類には関係がなく、いずれの種類のバインダ成分であっても適用し得る。バインダ成分含有量が０． ０１重量％以下であると、ワイパーブレード本体への密着性が低下してしまい摺動耐久性が低下してしまう。また、３５重量％を越えてしまうと、厚い樹脂層ができてしまってワイパーブレード本体のゴム弾性を低下させ、払き性能を低下させてしまうことになる。
【００３４】
バインダ成分を溶解させたコーティング組成物の溶剤には、バインダ成分が溶解するものであれば何でも用い得る。たとえば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤などを使用できる。溶剤蒸発速度を考慮して二種以上の溶剤を組み合わせて用いることも可能である。
【００３５】
コーティング層の層厚は３〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍが特に好ましい。コーティング層の塗膜は厚くなればなるほど、母材であるワイパーブレード本体への追従性が悪くなって塗膜自身のクラックの発生を招き、拭き性能が低下してしまうことがある。また逆に、塗膜が薄くなればなるほど、撥水剤成分を含有できる量が減ってしまったり摺動性能が低下してしまうことがある。したがって、コーティング層の層厚は一定の範囲内に定めることが必要である。上記範囲内であれば、コーティング層にクラックが発生しにくく、拭き性能も低下しにくく、また、必要量の撥水剤成分を含有させることができて摺動性能の低下を防ぐことができる。
【００３６】
コーティング層に混練される撥水剤担持体（パウダー）に含有させる撥水剤成分の量は、パウダーの重量に対して、２０分の１倍から４倍までの範囲が適当であり、好ましくは１０分の１倍から３倍までの範囲である。撥水剤成分の重量がパウダー重量に対して２０分の１倍未満であるとワイパーブレードが摺動したとき、ガラス面に均一に撥水剤が付着しなくなる。また、４倍を越えてしまうと、パウダーが撥水剤成分をホールドしきれなくなり、撥水剤成分が汗をかいたように流れ出てしまう。これらワイパーブレード本体の表面へのコーティング塗料の塗布方法は、スプレー方式、ディッピング方式、ハケ塗り方式といった公知の方法をいずれも使用できる。
【００３７】
本発明のワイパーブレードを製作する際に用いられる加硫剤、加硫助剤や加硫条件（温度・時間）等は適宜決定すればよく特に限定はない。また、硫黄系加硫剤としては粉末硫黄、沈降硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等を用いることができる。その他、加硫助剤、補強剤、軟化剤、着色剤、増量剤、老化防止剤、紫外線吸収剤等、通常のゴム組成物に添加されている公知の成分を適宜添加し得る。
【００３８】
【発明の実施の形態】
次に実施例及び比較例を説明する。
【００３９】
〔実施例〕
本発明に係る実施例１〜７の７種類のワイパーブレードを得るために、必要に応じて下記に示したワイパーブレード本体の成形工程と、ワイパーブレード本体の表面処理工程と、ワイパーブレード本体へのコーティング層の形成工程とを行った。
なお、実施例１〜６はコーティング層を有し、実施例７はコーティング層を有しない。
＜ワイパーブレード本体の成形＞
撥水剤担持体パウダーに撥水剤成分をよく混ぜ込んだ後、それを天然ゴム組成物に混ぜて十分に混練し、１５０℃、１５分で加硫することによって未コーティングのワイパーブレード本体を成形した。
上記撥水剤担持体パウダーについて、例えば、フッ素系ゴムの撥水剤担持体は、フッ素生ゴム Ｇ８０１（ダイエル，ダイキン工業株式会社製）を１００部、ＭＴカーボンブラック（Ｔｈｅｒｍａｘ Ｎ−９９０ ，ＣＡＮＣＡＲＢ ＬＴＤ製）２０部とトリアリルイソシアネート（ＴＡＩＣ，日本化成社製）４部、パーオキサイド（パーヘキサ２５Ｂ，日本化成社製）１．５部とし、この撥水剤担持体をロール上で混練して２ｍｍ厚にシート出しした後、１６０℃で１０分間プレス加硫を行い、その後、１８０℃で４時間オーブン加硫を行って撥水剤担持体のシートを製作し、そのシートを５×５ｍｍの小さなチップ状に切り刻み、凍結粉砕機（ ＪＦＣ−３００：日本分析工業社製）を用いて凍結粉砕を行って約５０μｍ以下の大きさの撥水剤担持体パウダーを得た。
実施例１〜７について、撥水剤担持体及び撥水剤の成分の種類や配合量を表１に示してある。同様に、天然ゴム組成物の成分の種類や配合量を表２に示してある。
＜表面処理＞
水１００ｇに、さらし粉５０ｇと１２規定塩酸５０ｍｌとを溶解し、その溶液中に、ワイパーブレード本体の形成工程で成形したワイパーブレード本体を３分間浸漬してその表面の塩素化処理を行った。
＜コーティング層の形成＞
次に、塩素化処理後のワイパーブレード本体のリップ部の表面に、表３に示すコーティング塗料を塗布し、その後、８０℃、３０分で硬化乾燥させた。
この工程を得ることにより、リップ部の表面が表３に示した層厚のコーティング層で被覆されたワイパーブレードを得た。
実施例１〜６について、コーティング塗料の成分の種類や配合量、コーティング塗料の塗布方法、硬化乾燥後のコーティング層の層厚（膜厚）を表３に示してある。
【００４０】
〔比較例〕
比較例１〜７の７種類のワイパーブレードを得るために、必要に応じて下記に示したワイパーブレード本体の成形工程と、ワイパーブレード本体の表面処理工程と、ワイパーブレード本体へのコーティング層の形成工程とを行った。
比較例１〜５はワイパーブレード本体を天然ゴム組成物で成形し、比較例６及び比較例７はワイパーブレード本体をシリコーンゴム組成物で成形した。
比較例１は撥水剤担持体及び撥水剤成分を含まず、コーティング層を有しない。
比較例２及び比較例４は、撥水剤担持体を用いずに、撥水剤成分を天然ゴムに直接練り込んだ。コーティング層を有しない。なお、比較例２は撥水剤成分の量を通常量にし、比較例４は撥水剤成分の通常量よりも多くしたものである。
比較例３及び比較例５は、撥水剤成分を混ぜ込んだ撥水剤担持体成分（タルクを使用）を天然ゴムに練り込んだ。比較例３はコーティング層を有しない。比較例５はコーティング層を有する。
比較例６及び比較例７は、撥水剤担持体を用いずに、撥水剤成分をシリコーンゴムに直接練り込んだ。比較例６はコーティング層を有しない。比較例７はコーティング層を有する。
Ａ．天然ゴム組成物を用いた比較例１〜５
＜ワイパーブレード本体の成形＞
比較例１では、天然ゴム組成物を混練し、１５０℃、１５分で加硫することによって未コーティングのワイパーブレード本体を成形した。
比較例２及び比較例４では、天然ゴム組成物を混練するときに撥水剤成分を直接練り込んだ。
比較例３及び比較例５では、撥水剤担持体に撥水剤成分をよく混ぜ込んだ後、それを天然ゴム組成物を混練するときに練り込んだ。
なお、加硫温度及び時間は比較例１〜５につき同じである。
比較例１〜５について、撥水剤担持体及び撥水剤の成分の種類や配合量を表４に示してある。同様に、天然ゴム組成物の成分の種類や配合量を表５に示してある。
＜表面処理＞
水１００ｇに、さらし粉５０ｇと１２規定塩酸５０ｍｌとを溶解し、その溶液中に、成形したワイパーブレード本体を３分間浸漬してその表面の塩素化処理を行うことによってワイパーブレードを得た。
＜コーティング層の形成＞
次に、塩素化処理後のワイパーブレード本体のリップ部の表面に、表６に示すコーティング塗料を塗布し、その後、８０℃、３０分で硬化乾燥させた。
この工程を得ることにより、リップ部の表面が表６に示した層厚のコーティング層で被覆されたワイパーブレードを得た。
比較例１〜５について、コーティング塗料の成分の種類や配合量、コーティング塗料の塗布方法、硬化乾燥後のコーティング層の層厚（膜厚）を表６に示してある。
Ｂ．シリコーンゴム組成物を用いた比較例６及び比較例７
＜ワイパーブレード本体の成形＞
シリコーンゴムコンパウンドに対して、加硫剤を加え、さらに撥水剤成分を添加してロール上で混練し、４ｍｍ厚にシート出しした後、１６５℃で１５分間一次加硫を行い、その後２００℃で４時間二次加硫を行ってシリコーンゴム組成物でなるワイパーブレードを成形した。
比較例６及び比較例７について、シリコーンゴム組成物や撥水剤成分の種類、配合量を表４又は表５に示した。
＜コーティング層の形成＞
次にリップ部の表面に、ワイパーブレード本体の表面に、表６に示すコーティング塗料を塗布し、その後８０℃、３０分で硬化乾燥させた。
この工程を得ることにより、リップ部の表面が表６に示した層厚のコーティング層で被覆されたワイパーブレードを得た。
比較例７について、コーティング塗料の成分の種類や配合量、コーティング塗料の塗布方法、硬化乾燥後のコーティング層の層厚（膜厚）を表６に示してある。
【００４１】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
実施例１〜７、比較例１〜７で用いた各試料名（表品名）、提供者名、性状等を列挙する。なお、表記は原則として試料名（提供者名）とした。
試験方法：
ＪＩＳ Ｄ−５７１０「４． ２拭き性能」、同「７． ２拭き性能試験」の項目を利用し、「７． ２拭き性能試験」の図３の装置を使用してテストを行った。なお、装置のガラス面は、それぞれのテスト品（実施例１〜７、比較例１〜７で得たワイパーブレード）を作動させる前に（株）ソフト９９社にて油膜や汚れを完全に落とす処理をした後にテストを開始した。
【００４９】
評価項目は、円滑作動の可否、著しいびびり及び異常音の有無、拭き性能（水滴の拭き残しラインの数）、及びガラス面の撥水状態について、それぞれ初期、摺動後１０万回、２０万回、３０万回、４０万回、５０万回後の耐久テストとした。
【００５０】
円滑作動の可否（主にブレード下端部の振れ）については可を○、否を×、びびりの有無については有を×、無を○、異常音の有無については有を×、無を○として示した。
【００５１】
拭き性能に関しては、ＪＩＳ Ｄ− ５７１０「４． ２拭き性能」の項目に準じて調査した。
【００５２】
なお、ＪＩＳ Ｄ−５７１０「４． ２拭き性能」の項目は、ブレード及びアームの拭き性能について規定し、円滑に作動し著しいびびり及び異常音がなく水滴の拭き残しライン数が下記に示す値以下のものを合格としている。
【００５３】
なお、ＪＩＳ Ｄ−５７１０「４． ２拭き性能」の備考によると、「Ｍゾーン」とはワイパーブレードが往復してできる面積のうち、ブレードの中心点から両端への４分の１ずつの部分の拭き面積、「Ｓゾーン」とはＭゾーン以外の拭き範囲、「ヘアライン」とは幅０． ５ｍｍ以下のごく細かい筋状の拭き残し、「ヘビアライン」とは幅１ｍｍ以下の細かい筋状の拭き残し、「ワイドライン」とは幅１〜２０ｍｍ程度までの帯状の拭き残しをいう、と規定されている。また、ヘアライン及びヘビアラインが数本集まったもの並びに薄い膜状の拭き残しも含む、とそれぞれ規定されている。また、「耐久試験後の拭き性能」における耐久試験後とは５０万回往復作動（摺動）時を示すものである。
【００５５】
撥水剤のテスト方法としてはＪＩＳ Ｄ−５７１０の「７． ２拭き性能試験」の図３の装置のガラス面上でワイパーブレードを往復作動（摺動）させることで、ワイパーブレード本体又はコーティング層（塗膜）よりブリードアウトしてくる撥水剤成分のガラスへの定着状態を、水の撥水状態を見ることにより観察し、その結果を表７〜１２に示した。
【００５６】
評価項目としては、ワイパーブレード拭き面積ＭゾーンとＳゾーンにおいて、ワイパーブレード摺動の初期、摺動後１０万回、２０万回、３０万回、４０万回、５０万回の撥水状態を観察し、ガラス面上で、水が円形の水玉となるものを○、ゆがんだ水玉となるものを△、水玉とならないものを×で示して撥水性能とした。
【００５７】
ＪＩＳ Ｄ−５７１０に基づく拭き性能の評価はＭゾーンの本数ＸとＳゾーンの本数Ｙとを横に並べてＸＹと表した。たとえばＭゾーンの本数Ｘが０でＳゾーンの本数Ｙが０であれば「００」、Ｍゾーンの本数Ｘが０でＳゾーンの本数Ｙが１であれば「０１」などとして表した。
【００５８】
全体として、ワイパーがスムーズに摺動し、ガラスの撥水状態がきれいなもので十分な安全性を確保できるものを◎で示し、そうでないものを×で示した。
【００５９】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
表７に見られるように、シリコーンゴム組成物でなるワイパーブレード本体に撥水剤成分を添加しただけの比較例６では、使用初期にガラス撥水性能が発揮されていることを確認できるものの、ガラス面上にオイルが出すぎてぎらつくことが認められた。この傾向は、ワイパーブレード本体に撥水剤成分を添加してコーティング層を形成した比較例７でも同様に発生し、比較例７でもガラス面上にオイルが出すぎてぎらつくことが認められた。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るワイパーブレードは、天然ゴム組成物でなるワイパーブレード本体、又は、天然ゴム組成物でなるワイパーブレード本体に施したコーティング層などに撥水剤成分を撥水剤担持体を介して含有させたものであるので、天然ゴム組成物に直接に撥水剤成分を含有させたもののように撥水剤成分が出てこないという状況が起こらず、ガラス面との摺動性を改善させつつ、ガラス面にワイパーブレードから撥水剤成分を徐々にブリードアウトさせて長時間に亘って撥水性能を付与することができるようになるだけでなく、天然ゴムによって発揮される機械的強度、特に耐引裂強さが大きく、圧縮永久ひずみを生じにくく、耐疲労性や耐摩耗性にも優れるという利点がワイパーブレードに付与される。
【００６７】
特に、シリコーンゴム組成物で成形したワイパーブレードからシリコーン系撥水剤成分をブリードアウトさせるものに比べて、少量の撥水剤成分をより長時間をかけて安定にブリードアウトし続けることが可能になるという卓越した効果が奏される。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a functional wiper blade, more specifically, a water repellent property by bleeding out a water repellent component from a wiper blade to a vehicle glass surface while improving slidability with a vehicle glass surface (hereinafter, referred to as a “glass surface”). The present invention relates to a wiper blade having a function capable of imparting wiping.
[0002]
[Prior art]
The conventional wiper blade forms a thin film of water at the interface between the glass surface and the wiper blade, and gives the wiper blade slidability with the water film, and obtains a good view through the glass surface. . However, in recent years, the number of people applying a water repellent to a glass surface has increased. On the glass surface to which the water repellent has been applied, a thin water film cannot be formed at the interface with the glass surface even if the wiper blade slides on the glass surface. Therefore, in order to improve it, various wiper blades were devised and functionalized. As one of them, a method of bleeding out a silicone-based water-repellent component directly from a wiper blade using silicone rubber and coating the glass surface with a silicone has been proposed.
[0003]
However, from the viewpoint of physical properties, silicone rubber has a disadvantage that mechanical strength is smaller than natural rubber, and in particular, tear strength is inferior. In addition, although it is being covered by the composition, it has a disadvantage that compression set tends to occur easily, and also has a disadvantage that it is inferior in fatigue resistance and wear resistance.
[0004]
In other words, when a method of bleeding out the silicone-based water repellent component from the wiper blade molded with the silicone rubber composition is employed, the silicone-based water-repellent component is homogeneous because of the same composition as the wiper blade composition. Although it is easy to bleed out on the surface, the edge of the lip part of the wiper blade is easily chipped in that the original work required of the wiper blade is to wipe off the water droplets on the glass surface while sliding smoothly However, if the neck portion is easily cut or the pressing pressure is continuously applied by the wiper arm for a long time, there is a disadvantage that a pressing habit is formed and rubber elasticity is actually lost. If the lip is used for a long period of time, the edge of the lip will be worn, and the wiping performance will be reduced and the slidability will be reduced, so that the original function of the wiper blade will not be sufficiently exhibited. From this point, it can be said that the above method is not suitable for wiping water droplets on the glass surface neatly.
[0005]
On the other hand, kneading a silicone oil-based or silane-based water repellent component into a silicone rubber compound and vulcanizing it to obtain a molded product is because the silicone rubber and the water repellent component are the same type, It is easy to mix in, and it is also easy to uniformly disperse these water repellent components.
[0006]
However, since the silicone rubber and the water repellent component are of the same system, the silicone oil-based or silane-based water repellent component dispersed therein easily bleeds out. To explain this point specifically about the wiper blade, the water repellent component easily bleeds out of the wiper blade body, so the water repellent component comes out on the surface of the wiper blade at a stretch, and the water repellent component is removed for a long time. I can't keep bleeding out. For this reason, even if the water repellent component is bleed out at a stretch and the glass surface can be made water repellent, a small amount of the water repellent component cannot be continuously bleed out for one year or two years. However, the desired property of the wiper blade is that a small amount of the water repellent component continues to bleed out stably over a longer period of time.
[0007]
In addition, in a wiper blade formed of a silicone rubber composition, when a large amount of a water repellent component is added in an attempt to bleed out over a long period of time, bleed out starts at once, and water droplets adhere to the surface of the wiper blade. It looks bad and it is not efficient. Furthermore, the bending motion generated when the wiper blade slides on the glass surface is added to the lip portion, and the bleed-out tendency of the water repellent component is further accelerated. In addition, even if a large amount of the water repellent component is bleed out at once, the water repellent component that has bleed out on the glass surface is often wasted by being washed away by water. In addition, if the bleed-out is performed at once, the water-repellent component is applied and spread on the glass surface at a stretch, and a pattern is formed on the glass surface, and the visibility is impaired and safety cannot be secured.
[0008]
On the other hand, since the wiper blade made of the silicone rubber composition has the above-mentioned disadvantages, the wiper blade composition is used for molding a natural rubber (NR rubber) composition which is more advantageous than silicone rubber in terms of mechanical properties. It can be considered a body. However, when a wiper blade made of a natural rubber composition is formed by directly adding a silicone oil-based, fluorine oil-based, or silane-based water repellent component into the rubber compound before molding, the obtained wiper blade has The water repellent component does not bleed out at all. Therefore, even though this has good water-repellent component holding performance, the water-repellent component does not bleed out, and thus cannot obtain the effect of forming a water-repellent film on the glass surface.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the wiper blade body is made of the silicone rubber composition, the water-repellent component bleeds out, but the silicone oil-based or silane-based water-repellent component bleeds out at a stretch because they are of the same type. It is difficult to bleed out stably for a long time. Further, the silicone rubber compound as a raw material is silicone raw rubber, and a low molecular weight silicone oil component is inevitably present, which means that the composition is insignificant.
[0010]
Therefore, if an attempt is made to use a non-similar water repellent component such as a fluorine oil type, the above low molecular weight silicone oil component and a different type of fluorine oil type water repellent component do not mix with each other (both Both have no solubility in the other party), but rather become cloudy and dirty, and when the wiper blade is slid, the cloudy matter is applied to the glass surface, which is a problem in terms of safety due to securing the view.
[0011]
Further, the wiper blade main body made of the silicone rubber composition is inferior in mechanical properties, and in particular, inferior in tear strength, so that the edge portion of the lip portion of the wiper blade tends to be chipped. Further, there is a disadvantage that the neck portion connecting the lip portion and the body portion is particularly apt to be torn because of its small thickness.
[0012]
Therefore, the inventors of the present application focused on natural rubber, and conducted intensive research and development to eliminate the above-mentioned drawbacks when the wiper blade main body containing a water repellent component was molded with a natural rubber composition, and completed the present invention. I came to.
[0013]
Specifically, the wiper blade body made of a natural rubber composition has excellent mechanical properties, excellent resilience required for sliding performance of the wiper blade, and a wiper blade body made of a silicone rubber composition. With excellent tensile strength, elongation, compression set, tear strength, fatigue resistance, and abrasion resistance, the edge of the lip can be easily chipped, the neck can be easily cut, and the holding habit can be reduced. Deterioration of wiping performance due to sticking is unlikely to occur. In addition, there is obtained an advantage that it is hard to be worn even if it is used for a long time.
[0014]
When a silicone oil-based, fluorine oil-based, or silane-based water repellent component is used, the type of the natural rubber and the water repellent component are different. If the water repellent component is added to the water, the water repellent component is unlikely to bleed out, and the retention performance of the water repellent component is kept high. In addition, it is no longer impossible to use a fluorinated water repellent component unlike the silicone rubber composition.
[0015]
In the present invention, as a long-term bleed-out mechanism of the water repellent component from the wiper blade main body made of the natural rubber composition, a substance carrying the water repellent component is kneaded into the natural rubber composition, and the material ( The water-repellent component can be gradually bleed-out from the (water-repellent carrier).
[0016]
Further, in the present invention, the surface of the lip portion of the wiper blade main body made of a natural rubber composition is coated, and the coating layer contributes to sliding performance, and the coating layer also contains a water repellent carrier. Thus, a silicone oil-based, fluorine oil-based, or silane-based water repellent component can be bleed out from the coating layer.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The wiper blade according to the present invention is characterized in that a natural rubber composition obtained by kneading a water repellent carrier containing a water repellent component is used as a wiper blade body, Is preferably selected from silicone oil-based, fluorine oil-based, and silane-based components, and the water repellent carrier is preferably a powder selected from silicone rubber, silicone, fluorine, and fluorine-based rubber.
[0018]
Among the above water-repellent carrier carriers, the most desirable one is silicone rubber powder. This silicone rubber powder is not silicone raw rubber. When silicone rubber powder is used for the water repellent carrier, the water repellent component and the water repellent carrier are of the same type or a combination of substances having low surface tension, so that the water repellent component is easily carried. In the present invention, the water repellent carrier also serves as a storage tank for the water repellent component.
[0019]
The weight percentage of the water repellent carrier kneaded with the natural rubber composition is 1 to 40% by weight, preferably 1 to 20% by weight, based on 100% by weight of the natural rubber composition. If the weight% of the water repellent carrier kneaded with the natural rubber composition is less than 1% by weight, the water repellent carrier is trapped in the natural rubber composition, and the wiper blade body made of the natural rubber composition The passage of the water repellent component is no longer formed. Further, if the weight of the water repellent carrier kneaded with the natural rubber composition exceeds 40% by weight, the natural rubber composition will not exhibit physical properties as a wiper blade.
[0020]
The water repellent carrier must be impregnated with a silicone oil-based, fluorine oil-based, or silane-based water repellent component. The amount of the water repellent component to be impregnated into the water repellent carrier is 0.1% of the weight of the water repellent carrier. Although it is possible in the range of 5 to 5 times, it is preferably in the range of 1 to 4 times the weight of the water repellent carrier. The impregnation amount of the water repellent component is 0. If it is less than 5 times, the water repellent component will not bleed out even if the water repellent carrier is sufficiently kneaded in the natural rubber composition. On the other hand, when the impregnation amount of the water repellent component exceeds 5 times, the natural rubber composition does not exhibit physical properties as a wiper blade. If the impregnation amount of the water repellent is set within the above range, the bleed-out amount can be controlled by increasing and decreasing the impregnation amount.
[0021]
When the water repellent carrier described above is added and dispersed when kneaded into the natural rubber composition, a fine connection of the water repellent carrier is formed in the natural rubber composition, and the water repellent component is It will bleed out to the surface of the wiper blade body through the road. Further, as described above, the water-repellent carrier carries a role as a storage tank for the water-repellent component. Therefore, by including the water-repellent component in the water-repellent carrier, a large amount of the water-repellent component can be used for natural rubber. It will be included in the composition. For this reason, when the wiper blade is slid on the glass surface, pressure is applied to the inside of the wiper blade body due to the expansion and contraction movement performed by the wiper blade body and the lip portion, and the water repellent component bleeds from the inside of the wiper blade body. It becomes easy to out.
[0022]
As described above, during the kneading of the natural rubber composition, when a silicone oil-based, fluorine oil-based, or silane-based water-repellent component is added directly without passing through the water-repellent carrier, the water-repellent property is reduced. The agent component is dispersed in the natural rubber composition and does not come to the surface. In other words, the system of the water repellent component does not resemble natural rubber so much that it is not diffused. On the other hand, if it is a combination of silicone rubber and a silicone-based or silane-based water-repellent component, since they are of the same type, they can diffuse relatively freely in the silicone rubber and bleed out easily. Regarding the combination of silicone rubber and fluorine oil-based components, silicone raw rubber itself is a high polymer of silicone oil and contains silicone low molecular weight oil in the system, so that silicone oil and fluorine oil are mutually soluble. However, they are mixed together to form a cloudy liquid, which impairs the visibility of the glass surface. Therefore, a combination of silicone rubber and fluorine oil is not possible.
[0023]
In the present invention, the coating layer containing the water repellent component may be bonded and held on the surface of the lip portion of the wiper blade body. Further, the water repellent carrier containing the water repellent component may be kneaded with the coating layer and a binder component for bonding and holding the coating layer to the wiper blade body. For the water repellent carrier, a powder selected from silicone rubber, silicone, fluorine, and fluorine-based rubber can be used. It is also possible to use a solid lubricant powder for the water repellent carrier.
[0024]
By the way, recently, there has been proposed a method of improving a sliding performance and a wiping performance by forming a coating layer on a lip portion of a wiper blade. However, the water repellent component is bleed out from the coating layer. Nothing has the function to make it happen.
[0025]
In the present invention, a binder component is used to bond and hold the coating layer on the wiper blade body. As the binder component used for this purpose, urethane-based cured films, silicone-based cured films, nylon, RTV rubber, epoxy-based cured films, imide-based resins, and phenol-based resins are effective. A silicone film can be used preferably. The reason for this is that these thermosetting binder components exhibit a property of strongly bonding to natural rubber.
[0026]
As the water repellent component, a silicone oil-based, fluorine oil-based, or silane-based component is preferable.
[0027]
For the water-repellent carrier, a solid lubricant may be used in addition to powders selected from silicone rubber, silicone, fluorine, and fluorine-based rubber. The solid lubricant also plays a role in improving the slidability and wiping performance of the lip. Known materials such as graphite and molybdenum disulfide can be used as the solid lubricant.
[0028]
Needless to say, the coating layer bonded and held to the wiper blade main body is formed as a thin film, so that the amount of the water repellent component that can be contained in the coating layer cannot be so large. Therefore, the amount of the water repellent component that can be bleed out from the coating layer is inevitably considerably smaller than the amount of the water repellent component that is bleed out from the wiper blade body containing a large amount of the water repellent component. The water-repellent component in the coating layer cannot be continuously bleeded out for a long time. However, since only the lip portion is in contact with the glass surface of the wiper blade, it can be said that the immediate effect of imparting water repellency to the glass surface is large. The specific bleed-out mechanism is similar to the mechanism when the water repellent component bleeds out of the wiper blade body. As the water repellent component, a silicone oil type, a silane type, or a fluorine oil type can be used.
[0029]
Here, the type of the water repellent component that bleeds out from within the wiper blade body and the type of water repellent component that bleeds out from the coating layer may be different. For example, the water repellent component that bleeds out of the wiper blade body may be a silicone oil-based component, and the water repellent component that bleeds out of the coating layer may be a fluorine oil-based component. Conversely, the water repellent component that bleeds out of the wiper blade body may be fluorine-based, and the water-repellent component that bleeds out of the coating layer may be silicone-based. Thus, any combination of silicone oil-based, fluorine oil-based, and silane-based components is possible. This is because the water repellent component in the coating layer bleeds out earlier than the water repellent component that bleeds out of the wiper blade body, so that both water repellent components may not be mixed. As a result, when the wiper blade is operated, the situation where the cloudy liquid material covers the glass surface and impairs the visibility does not occur. Even more, the water repellent component in the coating layer has a very thin film thickness of at most several tens of microns even if the film thickness of the coating layer is large, and the amount of the water repellent component contained therein is The water repellent component in the wiper blade body is very small compared to the amount of the water repellent component contained in the wiper blade body and bleeds out early as described above. The water repellent component in the coating layer and the water repellent component do not mix with each other to produce a cloudy liquid.
[0030]
Among the water repellent components that bleed out from the wiper blade body or the coating layer, silicone oil-based components include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, methylstyrene-modified silicone oil, olefin-modified silicone oil, radical Organized modified silicone oil, amide modified silicone oil, amine modified silicone oil, cyclic silicone oil, fluorine modified silicone oil, mercapto modified silicone oil, epoxy modified silicone oil, higher fatty acid modified silicone oil, carnauba modified silicone oil, trimethylsiloxysilicic acid Examples include, but are not limited to, those dissolved in polysiloxane, methyl hydrogen silicone oil, etc. Not. Fluorine oil components include perfluoropolyether and the like. The silane-based component (silane compound) includes chlorosilane, alkoxysilane, silazane, perfluoroalkylsilane, and the like.
[0031]
In the present invention, when a water repellent carrier containing a water repellent component is kneaded in the coating layer and the binder component, the water repellent carrier is selected from silicone rubber, silicone, fluorine, and fluorine-based rubber. Powders and solid lubricant powders can be preferably used. This is because these powders can carry a water repellent component and exhibit lubrication performance. Here, powders such as nylon and boron nitride, which mainly exhibit only lubrication performance, can also be used as the solid lubricant.
[0032]
The above-mentioned powder is suitably used in a range of 1/3 to 15 times, preferably in a range of 1/2 to 14 times by weight of the binder component. If the weight ratio of the powder is less than one third, the powder is buried in the binder component, so that the water repellent component cannot be held, and the sliding performance of the wiper blade decreases. If it exceeds 15 times, the adhesion performance of the coating layer itself to the wiper blade main body is impaired, and the sliding durability cannot be obtained.
[0033]
The content of the binder component is 0.1 when the coating composition is used as a coating composition. 01 to 35% by weight, particularly preferably 0.1 to 35% by weight. 1-20% by weight is suitable. The appropriate content range does not depend on the type of binder component, and any type of binder component can be applied. The binder component content is 0. When the content is less than 01% by weight, the adhesion to the wiper blade body is reduced, and the sliding durability is reduced. On the other hand, if it exceeds 35% by weight, a thick resin layer will be formed, and the rubber elasticity of the wiper blade body will be reduced, and the wiping performance will be reduced.
[0034]
As the solvent of the coating composition in which the binder component is dissolved, any solvent can be used as long as the binder component is dissolved. For example, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, aromatic solvents such as toluene and xylene, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, and ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone can be used. It is also possible to use two or more solvents in combination in consideration of the solvent evaporation rate.
[0035]
The layer thickness of the coating layer is preferably from 3 to 30 μm, particularly preferably from 5 to 20 μm. As the thickness of the coating film of the coating layer increases, the ability to follow the wiper blade main body, which is the base material, deteriorates, causing cracks in the coating film itself, which may lower wiping performance. Conversely, as the coating becomes thinner, the amount of the water-repellent component that can be contained may decrease or the sliding performance may decrease. Therefore, it is necessary to set the thickness of the coating layer within a certain range. Within the above range, cracks are less likely to occur in the coating layer, wiping performance is not easily reduced, and a required amount of a water repellent component can be contained to prevent a reduction in sliding performance.
[0036]
The amount of the water repellent component to be contained in the water repellent carrier (powder) kneaded in the coating layer is appropriately in the range of 1/20 to 4 times the weight of the powder, and is preferably. The range is from one tenth to three times. If the weight of the water repellent component is less than 1/20 times the weight of the powder, the water repellent will not adhere uniformly to the glass surface when the wiper blade slides. On the other hand, if it exceeds four times, the powder cannot hold the water repellent component, and the water repellent component flows out as if sweating. As a method of applying the coating paint to the surface of the wiper blade main body, any of known methods such as a spray method, a dipping method, and a brush application method can be used.
[0037]
The vulcanizing agent, vulcanization aid, vulcanization conditions (temperature / time) and the like used in producing the wiper blade of the present invention are not particularly limited as long as they are appropriately determined. Further, as the sulfur-based vulcanizing agent, powdered sulfur, precipitated sulfur, surface-treated sulfur, insoluble sulfur, dimorpholine disulfide, alkylphenol disulfide, and the like can be used. In addition, known components such as a vulcanization aid, a reinforcing agent, a softening agent, a coloring agent, a bulking agent, an antioxidant, and an ultraviolet absorber, which are added to a usual rubber composition, can be appropriately added.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, examples and comparative examples will be described.
[0039]
〔Example〕
In order to obtain the seven types of wiper blades of Examples 1 to 7 according to the present invention, a molding step of the wiper blade body, a surface treatment step of the wiper blade body, and a And a step of forming a coating layer.
Examples 1 to 6 have a coating layer, and Example 7 has no coating layer.
<Molding of wiper blade body>
After thoroughly mixing the water repellent component into the water repellent carrier powder, mixing it with the natural rubber composition, kneading it sufficiently, and vulcanizing at 150 ° C. for 15 minutes to form an uncoated wiper blade body. Molded.
With respect to the water-repellent carrier powder, for example, the fluorine-based rubber water-repellent carrier is 100 parts of fluorinated rubber G801 (manufactured by Daiel, Daikin Industries, Ltd.) and MT carbon black (Thermax N-990, manufactured by CANCARB LTD). ) 20 parts, 4 parts of triallyl isocyanate (TAIC, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) and 1.5 parts of peroxide (Perhexa 25B, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.). Then, press vulcanization is performed at 160 ° C. for 10 minutes, and then oven vulcanization is performed at 180 ° C. for 4 hours to produce a sheet of a water repellent carrier, and the sheet is formed into a small chip of 5 × 5 mm. The mixture is cut into pieces and subjected to freeze-pulverization using a freeze-pulverizer (JFC-300: manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.). To obtain a body powder.
Table 1 shows the types and amounts of components of the water repellent carrier and the water repellent for Examples 1 to 7. Similarly, Table 2 shows the types and amounts of components of the natural rubber composition.
<Surface treatment>
50 g of bleaching powder and 50 ml of 12N hydrochloric acid were dissolved in 100 g of water, and the wiper blade body formed in the step of forming the wiper blade body was immersed in the solution for 3 minutes to chlorinate its surface.
<Formation of coating layer>
Next, the coating material shown in Table 3 was applied to the surface of the lip portion of the wiper blade body after the chlorination treatment, and then cured and dried at 80 ° C. for 30 minutes.
By obtaining this step, a wiper blade was obtained in which the surface of the lip was covered with a coating layer having the thickness shown in Table 3.
For Examples 1 to 6, Table 3 shows the types and amounts of components of the coating paint, the method of applying the coating paint, and the thickness (film thickness) of the coating layer after curing and drying.
[0040]
(Comparative example)
In order to obtain the seven types of wiper blades of Comparative Examples 1 to 7, as necessary, a forming step of the wiper blade body, a surface treatment step of the wiper blade body, and formation of a coating layer on the wiper blade body as described below. Steps were performed.
In Comparative Examples 1 to 5, the wiper blade body was molded with a natural rubber composition, and in Comparative Examples 6 and 7, the wiper blade body was molded with a silicone rubber composition.
Comparative Example 1 does not include a water repellent carrier and a water repellent component, and has no coating layer.
In Comparative Examples 2 and 4, the water-repellent component was directly kneaded into natural rubber without using the water-repellent carrier. No coating layer. In Comparative Example 2, the amount of the water repellent component was set to a normal amount, and in Comparative Example 4, the amount of the water repellent component was larger than the normal amount.
In Comparative Examples 3 and 5, a water-repellent carrier component (using talc) mixed with a water-repellent component was kneaded into natural rubber. Comparative Example 3 has no coating layer. Comparative Example 5 has a coating layer.
In Comparative Examples 6 and 7, the water repellent component was directly kneaded into the silicone rubber without using the water repellent carrier. Comparative Example 6 has no coating layer. Comparative Example 7 has a coating layer.
A. Comparative Examples 1 to 5 using natural rubber compositions
<Molding of wiper blade body>
In Comparative Example 1, an uncoated wiper blade body was formed by kneading the natural rubber composition and vulcanizing at 150 ° C. for 15 minutes.
In Comparative Examples 2 and 4, the water repellent component was directly kneaded when kneading the natural rubber composition.
In Comparative Examples 3 and 5, after the water repellent component was well mixed in the water repellent carrier, it was kneaded when the natural rubber composition was kneaded.
The vulcanization temperature and time are the same for Comparative Examples 1 to 5.
Table 4 shows the types and blending amounts of the components of the water repellent carrier and the water repellent for Comparative Examples 1 to 5. Similarly, Table 5 shows the types and amounts of the components of the natural rubber composition.
<Surface treatment>
50 g of bleaching powder and 50 ml of 12N hydrochloric acid were dissolved in 100 g of water, and the molded wiper blade main body was immersed in the solution for 3 minutes to perform chlorination treatment on the surface thereof to obtain a wiper blade.
<Formation of coating layer>
Next, a coating paint shown in Table 6 was applied to the surface of the lip portion of the wiper blade body after the chlorination treatment, and then cured and dried at 80 ° C. for 30 minutes.
By obtaining this step, a wiper blade was obtained in which the surface of the lip was covered with a coating layer having the thickness shown in Table 6.
Table 6 shows the types and amounts of the components of the coating paint, the method of applying the coating paint, and the thickness (film thickness) of the coating layer after curing and drying for Comparative Examples 1 to 5.
B. Comparative Examples 6 and 7 Using Silicone Rubber Composition
<Molding of wiper blade body>
A vulcanizing agent was added to the silicone rubber compound, a water repellent component was further added, and the mixture was kneaded on a roll to form a sheet having a thickness of 4 mm. For 4 hours to form a wiper blade made of the silicone rubber composition.
Tables 4 and 5 show the types and amounts of the silicone rubber composition and the water repellent component for Comparative Examples 6 and 7.
<Formation of coating layer>
Next, the coating material shown in Table 6 was applied to the surface of the wiper blade body on the surface of the lip portion, and then cured and dried at 80 ° C. for 30 minutes.
By obtaining this step, a wiper blade was obtained in which the surface of the lip was covered with a coating layer having the thickness shown in Table 6.
Table 6 shows the types and amounts of the components of the coating paint, the method of applying the coating paint, and the thickness (film thickness) of the coating layer after curing and drying for Comparative Example 7.
[0041]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[Table 4]
[Table 5]
[Table 6]
Each sample name (table name), provider name, properties and the like used in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 are listed. In addition, the notation was used as the sample name (provider name) in principle.
Test method:
Using the items of JIS D-5710 “4.2 Wiping Performance Test” and “7.2 Wiping Performance Test”, a test was performed using the apparatus of FIG. 3 of “7.2 Wiping Performance Test”. In addition, before operating each test product (the wiper blades obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7), the glass surface of the apparatus is subjected to complete removal of oil film and dirt by Soft 99 Co., Ltd. The test was started after processing.
[0049]
The evaluation items were as to whether smooth operation was possible, whether there was significant chatter or abnormal noise, the wiping performance (the number of unremoved lines of water droplets), and the water repellency of the glass surface. Times, 300,000 times, 400,000 times, and 500,000 times.
[0050]
Regarding the possibility of smooth operation (mainly the runout at the lower end of the blade), the result is indicated by "Yes", "No", "Yes": "No", "No", "No", "No", "No", "No", "No" and "No". Indicated.
[0051]
The wiping performance was examined according to JIS D-5710 “4.2 Wiping Performance”.
[0052]
The item of JIS D-5710 "4.2 Wiping performance" specifies the wiping performance of the blade and the arm. It operates smoothly, has no remarkable chatter and abnormal noise, and the number of unwiped lines of water droplets is below the value shown below. Those who have passed.
[0053]
According to the remarks of JIS D-5710 "4.2 Wiping Performance", "M zone" is a quarter of the area formed by the reciprocation of the wiper blade from the center point of the blade to both ends. The “S zone” is the wiping area other than the M zone, and the “hairline” is the width of 0. 5 mm or less very streak-like wiping residue, "heavy line" refers to a fine streak wiping of 1 mm or less in width, and "wide line" refers to a strip-like wiping residue of about 1 to 20 mm in width. ing. In addition, it is specified that a hairline and a heavy line are gathered together, and a thin film-shaped wiping residue is included. Further, "after the durability test" in "wiping performance after the durability test" indicates the time of 500,000 reciprocating operations (sliding).
[0055]
As a test method of the water repellent, the wiper blade is reciprocated (slid) on the glass surface of the apparatus shown in FIG. 3 of “7.2 Wiping performance test” of JIS D-5710 to thereby form the wiper blade body or the coating layer. The fixing state of the water repellent component bleeding out from the (coating film) onto the glass was observed by observing the water repellent state of water, and the results are shown in Tables 7 to 12.
[0056]
As the evaluation items, in the wiper blade wiping area M zone and the S zone, the water repellent state of the initial wiper blade sliding, 100,000, 200,000, 300,000, 400,000, and 500,000 times after sliding was determined. Observation was made on the glass surface to show water-repellent performance by indicating a circle with water as a circular polka dot, a triangle with a distorted polka dot, and a cross with no water polka dot.
[0057]
In the evaluation of the wiping performance based on JIS D-5710, the number X of M zones and the number Y of S zones were arranged side by side and expressed as XY. For example, when the number X of the M zones is 0 and the number Y of the S zones is 0, it is represented as "00", and when the number X of the M zones is 0 and the number Y of the S zones is 1, it is represented as "01".
[0058]
As a whole, those in which the wiper slides smoothly and the water repellency of the glass is clean and sufficient safety can be secured are indicated by で, and those in which it is not, are indicated by x.
[0059]
[Table 7]
[Table 8]
[Table 9]
[Table 10]
[Table 11]
[Table 12]
As can be seen from Table 7, in Comparative Example 6 in which the water repellent component was simply added to the wiper blade body made of the silicone rubber composition, it was confirmed that the glass water repellency was exhibited in the early stage of use. It was observed that too much oil was shining on the glass surface and was glaring. This tendency also occurs in Comparative Example 7 in which a coating layer was formed by adding a water repellent component to the wiper blade body. In Comparative Example 7, too much oil appeared on the glass surface, and it was recognized that the glass was glaring. .
[0066]
【The invention's effect】
As described above, the wiper blade according to the present invention carries the water repellent component on the wiper blade body made of the natural rubber composition, or the coating layer applied to the wiper blade body made of the natural rubber composition. Since it is contained through the body, there is no situation in which the water repellent component does not come out as in the case where the water repellent component is directly contained in the natural rubber composition, and sliding with the glass surface does not occur. In addition to being able to gradually bleed out the water repellent component from the wiper blade to the glass surface while improving the water repellency, it is possible to impart water repellency over a long period of time, as well as exerted by natural rubber The wiper blade has the advantages of high mechanical strength, particularly high tear resistance, low compression set, and excellent fatigue resistance and wear resistance.
[0067]
In particular, it is possible to continue to bleed out a small amount of water repellent component over a longer period of time in a stable manner than in the case of bleeding out a silicone water repellent component from a wiper blade molded with a silicone rubber composition. An outstanding effect is achieved.
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