JP2006336015A - ウェザーストリップコーティング - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイヘッドで押出ゴムへ塗布できる、ウェザーストリップ、ウインドシールドワイパーブレード、サンルーフシール、ウインドウシールドシールなどの用途に用いられる高粘度コーティングを提供すること。
【解決手段】 本発明のコーティングは、ポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとの混合物と反応する脂肪族ブロックトイソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートの混合物に基づく高粘度、1成分、高固形分、溶剤系の共押出し可能なコーティングである。該コーティングはダイヘッドでのゴム基材への塗布に要求される高粘度を有する。該コーティングは優れた耐候性、耐溶剤性、低騒音及び良好な氷脱着を提供する。
【選択図】 なし

Description

発明の詳細な説明

発明の分野
本発明は、ダイヘッドで押出ゴムへ塗布できる、ウェザーストリップ、ウインドシールドワイパーブレード、サンルーフシール及び類似の用途に用いられる高粘度コーティングに関する。

発明の背景
ウェザーストリップ及び関連する用途に用いられるゴムは一般に押出工程により賦形されて形成される。改良された性能特性を提供するコーティングはダイヘッドでは塗布されず、通常は種々の方法、例えば、噴霧等により、未被覆ゴムがダイから現れた後のある点で、その押出ゴム材料へ塗布され、そして硬化用のオーブンを通過することにより硬化されている。この現存のコーティングは、現在利用されている噴霧及びドリップ アンド ドラッグ(drip and drag)塗布法による塗布を容易にするために通常約50cP乃至約250cPの範囲の比較的低粘度を有することが要求されている。これらの現存塗布方法は該押出ゴムへの該コーティングの利用を極大化していない。また、現行塗布方法が該ゴムの硬化後に該コーティングを塗布することを要求しているために、塗布ゴムウェザーストリップの硬化に第2の組の硬化用オーブンが必要である。

ウェザーストリップ、ウインドシールドワイパー、サンルーフシール及び他の自動車用シール類上に用いられるダイヘッドでの塗布が可能なコーティングを開発することは有利となるであろうし、現存コーティング類の有益な特性を提供するものとなろう。このようなコーティングは良好な耐溶剤性、高耐候性、良好な氷脱着適性及び低騒音を提供しなければならない。該コーティングは熱可塑性オレフィン配合物(TPO)、熱可塑性加硫配合物(TPV)及びエチレン-プロピレン-ジエン-三元共重合体(EPDM)を含むウェザーストリップ及び同様の用途に最も普通に利用される種類のゴムに適用可能でなければならない。

発明の概要
本発明は、ウェザーストリップ、ウインドシールドワイパー、ドアシール、トランクシール、サンルーフシール、ウインドシールドシール等用のコーティングに関する。該コーティングは、ポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとの混合物と反応する脂肪族ブロックト（blocked）イソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートの混合物に基づく高粘度、1成分、高固形分、溶剤系の共押出し可能なコーティングである。該コーティングはダイヘッドでのゴム基材への塗布に要求される高粘度を有する。該コーティングは優れた耐候性、耐溶剤性、低騒音及び良好な氷脱着を提供する。

好ましい態様の詳細な記述
本発明はウェザーストリップ、ウインドシールドワイパー、外ベルト（outer belts）等に用いられる、耐候性等の改良された物性を有するコーティングを記載し、押出に続くダイヘッドで該ゴム基材へ塗付される。用語“ウェザーストリップ”は本願を通して用いられるが、本発明のコーティングは、ウインドシールドワイパー、外ベルト、ドアシール、トランクシール、サンルーフシール、ウインドシールドシール等を含む任意の、そしてすべての関連した用途に利用できることが理解されるべきである。本発明のそのようなコーティングはガラスチャンネルラン用のフロックを無くするようにも働く。ダイヘッドでの塗布に適したコーティングは約1,000乃至20,000cPの範囲の、そして好ましくは約3,000乃至10,000cPの範囲の粘度を有する。本発明のコーティングは脂肪族ブロックトイソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートの混合物、ポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとの混合物及び艶消剤の組合せにより達成される。シリコーン樹脂及び接着促進剤等の追加の成分もまた含めることができる。

本発明のコーティングは押出しゴム基材がダイから現れる点であるダイヘッドで該ゴムへ塗布することを可能とする十分な粘度を有しなければならない。該コーティングを塗布するために、塗布ブロックが該ダイヘッドに近接して位置している。この塗布ブロックは、該押出し基材の選択された表面に該液体コーティングを保持し計量分配できる1以上の空孔を含んでいる。この塗布ブロックは好ましくは効率の良いコーティングを提供するために該押出しゴム基材の形状に一致している。

本発明の配合は脂肪族イソシアネートまたは脂肪族及び芳香族イソシアネートの混合物のいずれかのブロックトイソシアネート架橋剤を含有する。この架橋剤は該組成物の粘度を制御するための結合剤として働き、高められた耐候性、耐溶剤性、柔軟性及び接着性を該被覆されたウェザーストリップに与える。該ブロックトイソシアネートは更に未ブロックトイソシアネートよりもより安全な取扱い性及び環境条件を提供する。該ブロックトイソシアネートは、ピラゾール類、カプロラクタム類、オキシム類、フェノール類、マロン酸エステル類またはアルコール類でブロックされたHDIビュレット、HDI 3量体またはIPDI 3量体に基づくものである。脂肪族ブロックトイソシアネートはBaxendenから商業的に入手可能なTRIXENE BI17950、BI17951、BI7960、BI17963等及びRhodia、Bayer及びBASFから商業的に入手可能な他の材料類を含む。芳香族ブロックトイソシアネートはRhodia、Bayer及びBASFから商業的に入手可能である。

ポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとのブレンドは該組成物の粘度の制御を補助するための結合剤として働く。該ポリオールは改良された耐候性、耐溶剤性、柔軟性及び接着性を該コーティングへ与える。本発明のコーティングに適したポリエステルポリオールはPRISPLAST商標、例えば PRIPLAST 3187、3190、3191、3192、3195及び3197の下でUniquemaから商業的に入手可能であり、他にからReichhold、Akzo Nobel及び King Industriesから商業的に入手可能なものがある。本発明のコーティングに適したアクリルポリオールはBayer、Cognis及びLynodellから商業的に入手可能である。

ポリ尿素、シリカ、ナイロン、タルク及びそれらの混合物を含む種々の艶消剤を利用することができる。該艶消剤は該コーティングの耐磨耗性に役立つ。好ましい艶消剤は、Byk Chemieから商業的に入手可能なCERAFLOURまたはMartinswerkから商業的に入手可能なPERGOPAKがある。追加の適当な艶消剤はGrace Davison、Luzenac、Elf AtochemおよびDegussaから商業的に入手可能である。

随意的に、シリコーン樹脂を本組成物へ添加してもよい。該コーティングのこのシリコーン樹脂成分は約15,000 cP乃至約700,000cPの範囲の粘度と約1,000乃至約800,000の範囲の高分子量を有する。該シリコーン樹脂は耐磨耗性、耐騒音性及び氷脱着性を改良する滑りを与える。異なる分子量を有するシリコーン樹脂ブレンドが利用できる。このようなブレンドの一つは、各々が約1,000乃至約2,500の範囲の、約5,000乃至約20,000の範囲の及び約400,000乃至約800,000の範囲の分子量を有する3種のシリコーン樹脂類を有するものとなろう。この目的のために利用することのできる高分子量シリコーン樹脂類は、ダウ コーニング、信越化学、ジーイー シリコーンズ、ワッカー シリコーン及びゴルトシュミット ケミカル コーポレーションから商業的に入手可能なポリジメチルシロキサンを含む。

接着促進剤を該組成物の該基材への接着性を改良するために随意的に利用することができる。好ましい接着促進剤は、イーストマン ケミカル カンパニーからCP 164-1 キシレン中25%として商業的に入手可能な改質塩素化ポリオレフィンである。追加の適当な接着促進剤はイーストマン ケミカル カンパニー及びデグッサから商業的に入手可能である。

他の成分類もまた該組成物へ随意的に添加することができる。担体として働き、そして該組成物の粘度を制御するために利用される酢酸ブチル、酢酸pm、トルエン、キシレン等の１種以上の溶剤を含められる。シリコーンまたは非シリコーン界面活性剤を該基材を湿潤にして該組成物の流れを助けるために利用することが出来る。適当な界面活性剤はByk Chemieから商業的に入手可能な BYK 306及びエアー プロダクツ コーポレーション及びゴールドシュミット ケミカル コーポレーションから商業的に入手可能な他のものを含む。高紫外線安定剤及び吸収剤を耐候性を助けるために添加することができる。利用できる該高紫外線安定剤及び吸収剤中には、チバ スペシャリティー ケミカル コーポレーションから商業的に入手可能なTINUVIN及び Chitecから商業的に入手可能なCHISORBがある。

望ましいならば、硬化剤、顔料、湿潤剤、触媒、アミン、共溶剤（co-solvent）及び架橋剤等の追加の添加剤類も添加することができる。有用な硬化剤及び架橋剤は、エポキシ、メラミン、ポリイソシアネート、ポリアジリジン、イソシアネート、ブロックトイソシアネート、アジリジン、メラミン-ホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド及びそれらの混合物を含むがそれらに限定されない。

本発明の組成物は約10乃至約80重量％、そして好ましくは約20乃至約40重量％のポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとのブレンド；約１0乃至約80重量％、そして好ましくは約20乃至約40重量％の脂肪族ブロックトイソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートのブレンド；及び約2乃至約30重量％、そして好ましく約5乃至約20重量％の艶消剤を含む。更に、約2乃至約40重量％、そして好ましくは約5乃至約20重量％の高分子量シリコーン；約1乃至約30重量％、そして好ましくは約5乃至約１5重量％の溶剤；及び約0.005乃至約5重量％、そして好ましくは約0.05重量％乃至約2重量％の界面活性剤を含めることができる。接着促進剤を約0.05乃至約20重量％の、そして好ましくは約0.05重量％乃至約5重量％の範囲で添加することもできる。随意的に、高紫外線安定剤、高紫外線吸収剤またはそれらの混合物を約0.05乃至約１0重量％、そして好ましくは約1乃至約5重量％の範囲で添加することができる。顔料、硬化剤、湿潤剤、触媒、アミン、共溶剤及び架橋剤等の追加的の他の添加剤類を随意に添加することができ、該コーティングの約1重量％乃至約40重量％、そして好ましくは該コーティングの約1重量％乃至約25重量％の範囲で含まれる。

本発明のコーティングを形成するために、該脂肪族ブロックトイソシアネートを該ポリエステルまたはアクリルポリオールと反応させて該ポリウレタンコーティングを形成する。該イソシアネートは120℃で非ブロック化されて該ポリオールの水酸基と反応し始め該ポリウレタンを形成する。このポリウレタンは該ウェザーストリップへ柔軟性、靭性、耐候性及び耐溶剤性を与える。該艶消剤は、好ましくは超微粉ポリ尿素であって、耐摩耗性を改良するため及び光沢及び粘度を制御するために添加される。随意的に、接着促進剤は該基材への接着性を改良するために添加される。もし必要ならば、粘度の制御を助けるために、少量の溶剤、好ましくは酢酸ブチルを添加することができる。該溶剤は、該組成物のより高い固形分を維持して揮発性有機化合物分を最小にするように制限されるべきである。好ましくは、界面活性剤は該コーティングが該基材を湿潤にすることができ、該コーティングの流れと該基材への接着性を改良するために添加される。高紫外線安定剤または吸収剤またはそれらの混合物は該コーティングの耐候性を改良するために添加することができる。該高分子量シリコーン樹脂は耐摩耗性、耐騒音性及び氷脱着を改良する滑りを与えるために随意的に添加することができる。カーボンブラック及びフタロブルー等の顔料は該基材と調和する色を与えるために添加することができる。

本発明のコーティングはダイヘッドから押出されるゴム基材へ直接にそのダイヘッドで、或いはダイヘッドに隣接して塗布することができる。この塗布で該基材と該コーティングがユニットとして硬化オーブンへ入れられると、一緒に硬化される。該基材とコーティングの共硬化のために、該コーティングは、該基材が硬化中に膨張する場合、そのフィルムの一体性と該基材への接着性を維持できなければならない。直接塗布のため、噴霧及び間接的方法により発生する無駄が省かれる。一般に、噴霧塗布は僅か約40乃至70％の効率にすぎないが、ダイヘッドでの塗布では実際上100％の効率である。後に塗布されたコーティングを硬化するための別のオーブンの必要性が無くなるので塗布費用は減少して、短い系列とまたエネルギー節減によってより速い製造時間がもたらされる。この直接塗布はまたある種の用途における塗布前の該基材の前処理の必要性を無くする。高固形分のために、該揮発性有機化合物含量は溶剤系のコーティングの該含量よりもはるかに少なく、水系コーティングの該含量に類似している。

次の実施例は例示の目的のみのためであって、本発明の範囲を限定する意図はない。

実施例：
試料配合物は次の方法により作製した。ポリエステルポリオールと脂肪族ブロックトイソシアネートを一緒にCowles羽根を用いて約10分間中速で混合した。それから溶剤を添加し、その組成物を更に5分間混合した。次いで、該接着促進剤、紫外線安定剤及び界面活性剤を添加し、該組成物を10分間混合した。それから該高分子量シリコーン樹脂を添加し、得られた組成物を高速で30分間混合した。該艶消剤を該組成物中へゆっくりとふるいを通して加え、20分間混合した。最後に、該カーボンブラックとフタロブルー着色剤を添加して中速で10分間混合した。これらの成分を表1に示す。

表1のコーティングを試験し、その結果を表2に示す。

表2に示されるごとく、本発明の組成物は高固形分及び高粘度を提供する。該コーティングのこの高粘度は押出ダイヘッドでのその直接基材への塗付に適するものとする。

当業者にとって明らかなことであるが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の多くの変更及び変型をすることができる。。本明細書に記載されている特定の態様は例としてのみ提供されており、そして本発明は添付請求項の条件及び添付請求項に権利として与えられている均等物の全範囲とその請求項の条件のみに制限されべきである。

Claims (27)

1. １種以上の脂肪族ブロックトイソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートの混合物、1種以上のポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとの混合物及び１種以上の艶消剤を含有する押出し可能なコーティング。
2. 更に１種以上の高分子量シリコーン樹脂を含有する、請求項1のコーティング。
3. 更に１種以上の接着促進剤を含有する、請求項1のコーティング。
4. 更に１種以上の溶剤を含有する、請求項1のコーティング。
5. 更に、高紫外線安定剤、高紫外線吸収剤、シリコーン界面活性剤、非シリコーン界面活性剤、硬化剤、顔料、湿潤剤、触媒、アミン、共溶剤、架橋剤及びそれらの混合物よりなる群の１種以上を含有する、請求項1のコーティング。
6. 該コーティングが約1,000乃至20,000cPの範囲の粘度を有する、請求項1のコーティング。
7. 該コーティングが約3,000乃至10,000cPの範囲の粘度を有する、請求項6のコーティング。
8. 該艶消剤がポリ尿素、シリカ、ナイロン、タルク及びそれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項1のコーティング。
9. 該溶剤が酢酸ブチルである、請求項4のコーティング。
10. 該接着促進剤が改質塩素化ポリオレフィンである、請求項3のコーティング。
11. 該1種以上の高分子量シリコーン樹脂は、各々約1,000乃至約2,500の範囲の、約5,000乃至約20,000の範囲の及び約400,000乃至約800,000の範囲の分子量を有するシリコーン樹脂類のブレンドを含有する、請求項2のコーティング。
12. 該高分子量シリコーン樹脂がポリジメチルシロキサンを含有する、請求項2のコーティング。
13. 該1種以上の脂肪族ブロックトイソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートの混合物が該コーティングの約１0乃至約80重量％を構成する、請求項1のコーティング。
14. 該1種以上の脂肪族ブロックトイソシアネートまたは脂肪族及び芳香族ブロックトイソシアネートの混合物が該コーティングの約20乃至約40重量％を構成する、請求項13のコーティング。
15. 該1種以上のポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとの混合物が該コーティングの約10乃至約80重量％を構成する、請求項1のコーティング。
16. 該1種以上のポリエステルポリオールまたはポリエステルとアクリルポリオールとの混合物が該コーティングの約20乃至約40重量％を構成する、請求項15のコーティング。
17. 該1種以上の艶消剤が該コーティングの約2乃至約30重量％を構成する、請求項1のコーティング。
18. 該1種以上の艶消剤が該コーティングの約5乃至約20重量％を構成する、請求項17のコーティング。
19. 該1種以上の高分子量シリコーン樹脂が該コーティングの約2乃至約40重量％を構成する、請求項2のコーティング。
20. 該1種以上の高分子量シリコーン樹脂が該コーティングの約5乃至約20重量％を構成する、請求項19のコーティング。
21. 該1種以上の接着促進剤が該コーティングの約0.05乃至約20重量％を構成する、請求項3のコーティング。
22. 該1種以上の接着促進剤が該コーティングの約0.05乃至約5重量％を構成する、請求項21のコーティング。
23. 該1種以上の溶剤が該コーティングの約1乃至約30重量％を構成する、請求項4のコーティング。
24. 該1種以上の溶剤が該コーティングの約5乃至約１5重量％を構成する、請求項23のコーティング。
25. 該高紫外線安定剤、高紫外線吸収剤またはそれらの混合物が該コーティングの約0.05乃至約１0重量％を構成する、請求項5のコーティング。
26. 該高紫外線安定剤、高紫外線吸収剤またはそれらの混合物が該コーティングの約1乃至約5重量％を構成する、請求項25のコーティング。
27. 基材がダイから押出され、コーティングが、該基材が該ダイから現れる点に隣接する位置で該基材に塗布されるための十分な粘度を有する、請求項1のコーティング。