JP2007167704A - ゴム製パーツの表面にスリップコーティングを形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスと相対的にスライドするゴム製パーツの表面に、密着性、耐摩耗性にすぐれ、低い摩擦係数を示すスリップコーティングを短時間に形成する方法を提供する。
【解決手段】ゴム製パーツに強固に密着した低い摩擦係数を有する耐摩耗性のスリップコーティング皮膜を形成する方法であって、該ゴム製パーツの表面の少なくとも一部に、ａ）ウレタン樹脂エマルション、ｂ）カルボジイミド基を有する硬化剤、ｃ）減摩剤、ｄ）シリコーンオイル、ｅ）フィラーを含む水系塗料を塗装し、次いで誘電加熱により塗膜の乾燥および硬化を行うことを特徴とする方法。

Description

本発明は、自動車ドアガラスウエザストリップのようなガラスや他の物体と摩擦接触するゴム製パーツに摩擦抵抗の小さいスリップコーティングを形成する方法に関する。

自動車ドアウエザストリップのような、ガラス面と相対的にスライドするゴム製パーツには、スムースなスライドと、耳障りな摩擦音の発生がないことが求められる。そのためゴム製パーツの少なくともガラスと接触する面には高スリップ性のコーティングが施さなければならない。ウエザストリップ等の素材は一般に加硫したＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）のような合成ゴム、または天然ゴムである。高スリップ性のコーティングは、減摩剤およびシリコーンオイルを添加したウレタン塗料から形成される。

近年塗料の分野ではＶＯＣの大気中への放出を減らすため水系塗料の使用が主流になりつつあるが、スリップコーティングの形成に水系ウレタン塗料を使用すると、その乾燥および硬化のために加熱しなければならない。この加熱を熱風乾燥によって行うと、例えば１５０℃の熱風で１０分以上加熱することを要する。このような加熱は非効率的であるばかりでなく、ゴム素材の変形および劣化のおそれがある。

またスリップコーティング自体が反復する摩擦によって摩耗しないように耐摩耗性を備えることのほかに、ゴム素材へ密着し、反復する摩擦によってゴム素材から剥離しないことが求められる。

従ってこれらの要望を満たすスリップコーティングの形成方法の提供が望まれる。

本発明のスリップコーティング形成方法は、ゴム製パーツの表面の少なくとも一部に、ａ）ウレタン樹脂エマルション、ｂ）カルボジイミド基を有する硬化剤、ｃ）減摩剤、ｄ）シリコーンオイル、ｅ）フィラーを含む水系塗料を塗装し、次いで誘電加熱により塗膜の乾燥硬化を行うことを特徴とする。

水系塗料の乾燥を誘電加熱（マイクロ波加熱および高周波加熱）によって行うことは既知である。しかしながらスリップコーティングは、フッ素樹脂、シリコーンなどの減摩剤を含むので、これらが塗膜のゴム素材への密着性に悪影響する。特に加熱時間が熱風乾燥に比較して大幅に短い誘電加熱では然りである。

このため本発明においては、ウレタン樹脂の硬化剤としてカルボジイミド基を有する硬化剤を使用することにより、この問題を解決することに成功した。

このように、本発明によってスリップコーティングを施したゴム製パーツを高効率で生産することができる。

水系ウレタン塗料組成物
良く知られたように、ポリウレタンは水酸基、アミノ基、カルボキシル基のような活性水素原子含有官能基を持っているポリマー、典型的にはポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールをポリイソシアネートで架橋して製造される。一液性水系ウレタン塗料では通常ブロックしたポリイソシアネート硬化剤を使用するが、本発明にあっては、活性水素含有官能基を有するウレタン樹脂エマルションと、カルボジイミド基含有硬化剤を使用する。そのいずれも市販されており、市場において入手可能である。例えばウレタン樹脂エマルションは商品名レザミンＤ６０７５として、水性カルボジイミド硬化剤は商品名レザミンＤ５２として大日精化工業（株）から販売されている。その配合比は、活性水素／カルボジイミド当量比が１以上となる配合比である。

塗料は少なくとも減摩剤とシリコーンオイルとフィラーを含まなければならない。減摩剤の例は、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂の微粉末、黒鉛、二硫化モリブデン、それらの組合わせを含む。フィラーは、カーボンブラックのような着色顔料のほかに、アクリル樹脂、ウレタン樹脂またはシリコーン樹脂の微粉末である。それらの配合量は、ウレタン樹脂エマルションの固形分１００重量部あたり、減摩剤５〜１００重量部、好ましくは１０〜５０重量部、シリコーンオイル５〜１００重量部、好ましくは２０〜５０重量部、樹脂粉末５〜１００重量部、好ましくは１０〜５０重量部である。撥水性添加成分の分散を助けるため、塗料へ少量のノニオン性界面活性剤を加えるのが良い。

誘電加熱
誘電加熱はマイクロ波でも高周波でもよい。マイクロ波加熱に割当てられた周波数は２４５０ＭＨｚと９１５ＭＨｚである。このうち２４５０ＭＨｚが一般的である。マイクロ波照射は例えば２５ｋW単管のマグネトロンを使用し、１０秒ないし６０秒の照射で１３０℃×１０分の熱風乾燥に匹敵する加熱効果が得られる。

高周波加熱には６〜８０ＭＨｚの周波数が使用される。この場合例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力４．６ｋWの高周波乾燥機を用いると、１０秒ないし６０秒の照射で１３０℃×１０分の熱風乾燥に匹敵する加熱効果が得られる。

以下の実施例は本発明を例証する目的で与えられ、限定を意図するものではない。実施例および比較例中、「部」および「％」は特記しない限り重量基準による。

塗料配合

テスト試料の作成
加硫ＥＰＤＭゴム製のプレート表面に、実施例および比較例の塗料をエアースプレーにより乾燥膜厚１５μｍに塗装し、マイクロ波、高周波および熱風によって塗膜を乾燥、硬化した。加熱条件は以下のとおりであった。
マイクロ波：周波数２４５０ＭＨｚ、出力５ｋW、時間
１０秒、３０秒、１分
高周波：周波数１３．５６MHｚ、出力４．６ｋW、時間
１０秒、３０秒、１分
熱風：温度１５０℃、時間１分、５分、１０分

塗膜性能試験
密着性
ゴバン目テーピングテストにおいてマス目１００個中剥離したマス目の数により評価した。
◎：０／１００、×：１／１００以上

耐溶剤性
ガーゼをエタノールで含浸し、５０往復ラビングして塗膜の剥がれを評価した。
○：剥がれなし、×：剥がれあり

静摩擦係数
試料の塗装面を下にしてガラス板に載置して接触させ、接触面を垂直に押しつける力（垂直荷重）の大きさＰと、試料を水平方向に速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで１０．０ｍｍスライドさせるときの摩擦力Ｆを測定し、Ｆ／Ｐの比を算出して静摩擦係数とした。

耐摩耗性
強化ガラス製の摩耗子に３ｋｇの荷重を掛け、試料の塗装面をストローク５０ｍｍ、速度６０往復／分で摩擦子でこすり、ゴムプレート表面が露出するまでの往復回数を測定した。摩擦子の先端は紙ヤスリで＃６０にあらし、４０００往復毎にヤスリ掛けをくり返した。

結果
結果を表２〜表５に示す。

考察
表２の結果は、マイクロ波および高周波１０秒の加熱は、熱風１０分の加熱に匹敵することを示している。
表２と、表３、表４の比較により、シリコーンオイルまたはＰＴＦＥ粉末を含まない比較例１または２の塗料では、静摩擦係数および耐摩耗性を満足しないことがわかる。
カルボジイミド硬化剤を含まない比較例３の塗料を塗装した表５の成績は、塗料が架橋塗膜を形成しないことを示している。

Claims (7)

1. ゴム製パーツに強固に密着した低い摩擦係数を有する耐摩耗性のスリップコーティング皮膜を形成する方法であって、該ゴム製パーツの表面の少なくとも一部に、ａ）ウレタン樹脂エマルション、ｂ）カルボジイミド基を有する硬化剤、ｃ）減摩剤、ｄ）シリコーンオイル、ｅ）フィラーを含む水系塗料を塗装し、次いで誘電加熱により塗膜の乾燥および硬化を行うことを特徴とする方法。
2. 前記ゴム製パーツは、加硫したＥＰＤＭ，ＮＢＲまたはＳＢＲ製である請求項１の方法。
3. ゴム製パーツがガラス表面にスライドする自動車ドアガラスウエザストリップである請求項２の方法。
4. 前記減摩剤は、フッ素樹脂、黒鉛、二硫化モリブデン、またはそれらの混合物から選ばれる請求項１ないし３のいずれかの方法。
5. 前記フィラーは、顔料、ウレタン樹脂粉末、アクリル樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、またはそれらの混合物から選ばれる請求項１ないし４のいずれかの方法。
6. 前記誘電加熱は、マイクロ波照射を周波数２４５０ＭＨｚにおいて少なくとも１５０℃×１０分の熱風乾燥に匹敵する出力および時間において実施する請求項１ないし５のいずれかの方法。
7. 前記誘電加熱は、高周波照射を周波数６〜８０ＭＨｚにおいて少なくとも１５０℃×１０分の熱風乾燥に匹敵する出力および時間において実施する請求項１ないし５のいずれかの方法。