JP2007515516A - ゴム材料 - Google Patents

Abstract

イソプレンと少なくとも１種の他の重合性モノマーとをベースとするコポリマーを含有する、特にウインドスクリーンワイパーのワイパーブレード用の、又は自動車タイヤ用のゴム材料が記載されている。

Description

本発明は、特にウインドスクリーンワイパーのワイパーブレード用の、又は自動車タイヤ用のゴム材料並びに独立請求項の上位概念に記載のその使用に関する。

従来技術
ウインドスクリーンワイパーブレードにおいて、ウインドスクリーンワイパーブレードが自動車のウインドスクリーンの輪郭に出来る限り良好に適合することができ、種々の温度でも柔軟性を維持することが重要である。従って、ワイパーブレードは通常エラストマー成形体から製造されており、その際、主にゴム材料、例えば天然ゴム又は合成ゴム種、例えばクロロプレンゴム又はＥＰＤＭが使用される。更に、シリコーンゴム又はポリウレタンゴムから成るワイパーブレードも公知である。

更に、このようなゴム材料は例えば自動車タイヤにおけるバイブレーションダンパとしても使用される。例えばＤＥ４２３６２１８Ｃ２から、ＥＰＤＭの形のコポリマー並びに場合により他のゴム成分、例えば天然ゴム又は合成ゴム、例えばポリイソプレンを含有するゴム材料が公知である。

ゴム材料は製造の際に加硫される。そのために、ゴム材料は、ゴム材料の架橋をもたらす本来の加硫剤の他に、付加的に、いわゆる加硫促進剤を含有する。ゴム材料は複数のゴム成分の混合物であるため、種々のゴム成分の架橋度は加硫の際の該ゴム成分の架橋速度に応じて様々な結果となる。その結果として、弱架橋性ゴム成分は硬化された状態で耐摩耗性が不十分であり、ゴム材料は例えばワイパーゴムとしての適用の際に、清浄化すべき表面上で縞状の油分を形成し易くなる。

このような問題点は、例えば天然ゴムとポリブタジエンとから成る混合物を含有するワイパーゴムの場合に生じる。相応する粗製ゴム材料の加硫の際に、添加された加硫促進剤は特に天然ゴムの架橋を生じさせるが、その一方で、これに反して、同様に含まれるポリブタジエンはゆっくりと架橋されるに過ぎない。生じるゴム材料は不完全に架橋されたポリブタジエンに基づき、不十分な拭き取り像を示すに過ぎない。

本発明の課題は、耐摩耗性の成形体の製造を可能にするゴム材料を提供することである。

発明の利点
請求項１の特徴を有する本発明によるゴム材料は、先行技術に対して、良好に再現可能であり、従って廉価に製造することができる、有利な特性プロフィールを有するワイパーブレードないし自動車タイヤの製造に適当なゴム材料が得られるという利点を有する。

前記課題は、ゴム材料がイソプレンと少なくとも１種の他の重合性モノマーとから成るコポリマーを含むことにより達成される。

本発明は、天然ゴムが粗製ゴム材料の成分として加硫の際に比較的迅速な架橋を示すのに対して、一方で、他のゴム成分、例えばポリブタジエンは比較的低い架橋速度を示すという認識に基づく。粗製ゴム材料の天然ゴムが親近構造のイソプレンに交換された場合、これは、迅速に架橋するイソプレン単位が共重合の範囲で弱架橋性ブタジエン単位と結合してコポリマーとなり、該コポリマーが後続の加硫の際に均一に架橋するという可能性を提供する。このように、有利に、縞状の油分によって通常生じる拭き取り像の障害は、条件付きで、弱架橋性ポリブタジエンにより回避される。

本発明の有利な実施態様は、引用形式請求項に挙げられた手段から明らかである。

ゴム材料が充填剤として特にファーネスブラックとサーマルブラックとから成る混合物を含む場合有利であり、それというのも、該混合物はその粒度及びゴム材料に関して生じる機械的特性に関して極めて異なっており、従って２種のカーボンブラックの混合比によりゴム材料の機械的特性の最適な調節が可能となるためである。

更に、ゴム材料が更に可塑剤を含有する場合有利である。これは、ゴム材料のより高い充填度をその機械的特性を悪化させることなく可能にする。

図面
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。図１は、外側にあるスプリングストリップ(Federschiene)を有する本発明によるワイパーブレードの断面図を示す。

実施例
図１に、本発明の第一の実施例によるワイパーブレード１０を示す。ワイパーブレードは実質的にストリップ状の態様を有する。ワイパーブレードは幅の広げられたヘッド部１を含み、このヘッド部１は折り曲げウェブ２を介してウェッジ３に結合している。ヘッド部１は図示されていない外側にあるスプリングストリップを収容するための凹部８を有する。ウェッジ３は、その、ヘッド部１と向かい合いかつ清浄化すべきガラス面に向いている側で、ワイパーリップ４に向かってテーパされている。

ヘッド部１ないし折り曲げウェブ２は有利にＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマー）、ＥＰＲ（エチレン−プロピレン−コポリマー）、ＣＲ（クロロプレン）、ＮＲ（天然ゴム）、ＢＲ（ポリブタジエン）、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエン−ゴム）又はＩＲ（ポリイソプレン）ないしその混合物から製造されている。ウェッジ３及び／又はワイパーリップ４はイソプレンをベースとするコポリマーを含むゴム材料から製造されている。コポリマーは例えばイソプレンとブタジエンとのコポリマーであってよい。しかしながら、ブタジエンの代わりに、１種又は多種の別の、イソプレンと共重合可能なモノマーを使用することもできる。更に、ウェッジ３ないしワイパーリップ４はゴム材料の他の成分として例えば天然ゴム、ポリブタジエン又は他のヘッド部１ないし折り曲げウェブ２のための材料として挙げられたゴム種を含有してよい。更に、ウェッジ３に折り曲げウェブ２をより良好に固定するために、折り曲げウェブ２に隣接したウェッジ３の領域５を折り曲げウェブ２の材料から製造することができる。同様に、ウェッジ３をヘッド部１ないし折り曲げウェブ２のゴム材料から、又はヘッド部１ないしワイパーリップ４のゴム材料とは異なる他のゴム材料から製造することができる。

ウェッジ３ないしワイパーリップ４のための材料選択は、低い速度で架橋するゴム種、例えばポリブタジエン及び迅速に架橋するゴム種、例えば天然ゴムが共重合により分子鎖中で相互に結合するため、この場合、均一に架橋するゴム材料が生じるという着想に基づいている。共重合のために使用されるモノマーの量割合を、具体的な使用目的のために必要な比に相応して適合させることができる。

天然ゴム自体はすでにポリマーとして存在するため、代わりに親近構造のモノマーイソプレンが用いられ、これは、別の構造ないし組成の１種又は多種のモノマーと共重合される。

ゴム材料は場合により更に均質剤を含有し、この均質剤は粗製ゴム材料中での種々のゴム種ないしゴムフラクションのより良好な完全混合可能性を保証する。同時に、均質剤は、粗製ゴム材料中での充填剤及び助剤の安定な分散液としての粗製ゴム材料全体の安定化をもたらす。均質剤として、例えば芳香族樹脂又は脂肪族樹脂が使用される。

ゴム材料は更に少なくとも１種の充填剤を含有する。充填剤は有利にカーボンブラックから形成されている。カーボンブラックとして、例えばいわゆるファーネスブラックが使用される。しかしながら、充填剤として、ファーネスブラックとサーマルブラックとの混合物を使用するのが有利であることが判明した。ファーネスブラックが、一般に比較的微細な粒度を有し、かつ高い充填度の場合に、確かに耐摩耗性ではあるがしかしながら比較的硬質のゴム材料をもたらすのに対して、サーマルブラックは粗い粒度を有し、これは高い充填度の場合にもゴム材料の硬度のわずかな増加をもたらすに過ぎない。

有利に、双方のカーボンブラック種の量割合は、ゴム材料の加工のためにより有利で出来る限り高い充填度が達成され、他方では、硬化されたゴム材料の全体の硬度が高すぎないように選択され、それというのも、さもなくば系は脆性であり、例えばもはやワイパーとして機能しなくなるためである。

ゴム材料に付加的に可塑剤を添加した場合には特に高い充填度が達成され、それというのも、充填剤含分の増加に伴って高まるゴム材料の脆化に効果的に対抗することができるためである。可塑剤として、例えば合成可塑剤並びに鉱油が適当である。

通常、ゴム材料の製造の際、粗製ゴム材料に乾燥剤が添加される。このような乾燥剤を使用しないことによって、出発材料中に含まれる湿気は、押出成形又は加硫の間に、このように製造されたゴム成形体の多孔質表面をもたらす。ゴム材料において使用される慣用の乾燥剤は、例えば酸化カルシウムである。酸化カルシウムは、ゴム材料中に含まれる湿気と接触した際に水酸化カルシウムを形成する。しかしながら、酸化カルシウムを使用した場合には、生じる水酸化カルシウムの結晶形成が生じた場合には問題が生じる。

前記理由から、本発明のゴム材料の製造は有利に酸化カルシウムの添加なしに行われる。それにもかかわらず、製造された成形体の十分に良好な表面品質を達成するために、一方では、ゴム材料の製造のために必要な出発材料の湿度が検査され、この出発材料は場合により湿気遮断下に別個に貯蔵される。更に、粗製ゴム材料の加硫は出来る限り短い反応時間で実施される。このためには、特にペルオキシドをベースとする加硫系が適当である。

例示的に、以下に、ヘッド部１を製造するためのゴム材料Ａ、及び、ワイパーブレードの折り曲げウェブ２、ウェッジ３又はワイパーリップ４の製造のためのゴム材料Ｂ、ないしそれぞれエラストマー１００質量部に対するその組成（ｐｈｒ）の実施例を示す。

ゴム材料の製造は、まず１種又は多種のゴム種を１種又は多種の充填剤、均質剤及び他の加工助剤と一緒に押出機に供給し、そこで強力に混合することにより行われる。また、出発材料を混合機に供給し、そこで混合し、例えば圧縮成形するか又は射出成形処理に供することもできる。

このようにして、ストランド成形体を製造し、その際、該ストランド成形体はウインドスクリーンワイパー用ワイパーゴムの製造のために二重ストランドの形状を有し、その際、２つのワイパーゴム−シングルストランドはワイパーリップの範囲内で二重ストランドの長手方向で相互に結合している。製造された二重ストランドは、加硫のために例えば塩浴又は炉に送られ、そこで約２０５℃の温度で加硫される。もう１つの工程において、必要な場合には、表面変性が例えば黒鉛処理、ハロゲン化、塗装又は被覆により行われる。その後、加硫されたエラストマー成形体は最後に長手方向に切断される。

また、意図的に、ワイパーブレードの特定の表面部分のみを変性させることも可能である。適当な工程操作により、ワイパーブレードの変性すべきでない領域を意図的に被覆した場合、例えば清浄化すべき表面と接触しているワイパーリップのみを変性させるか、又は更にもしくはそれとは別に、ワイパーブレードを相応するワイパーブレードホルダに挿入することのできるワイパーブレードのガイド溝を変性させることができる。

外側にあるスプリングストリップを有する本発明によるワイパーブレードの断面図。

符号の説明

１ ヘッド部、 ２ 折り曲げウェブ、 ３ ウェッジ、 ４ ワイパーリップ、 ５ 領域、 ８ 凹部、 １０ ワイパーブレード

Claims (9)

1. 特にウインドスクリーンワイパーのワイパーブレード用の、又は自動車タイヤ用のゴム材料において、イソプレンと少なくとも１種の他の重合性モノマーとをベースとするコポリマーが含まれていることを特徴とするゴム材料。
2. イソプレンとブタジエンとから成るコポリマーが含まれている、請求項１記載のゴム材料。
3. 更に充填剤が含まれており、かつ該充填剤がファーネスブラックとサーマルブラックとから成る混合物を含む、請求項１又は２記載のゴム材料。
4. ゴム材料がエラストマー１００質量部に対して充填剤２０〜１５０質量部を含有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のゴム材料。
5. 可塑剤及び／又は鉱油が含まれている、請求項１から４までのいずれか１項記載のゴム材料。
6. ゴム材料が付加的に天然ゴム及び／又はポリブタジエンを含有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のゴム材料。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載のゴム材料を特徴とする、ウインドスクリーンワイパー用のワイパーブレード。
8. ワイパーブレードのウェブ（２）、ウェッジ（３）及び／又はワイパーリップ（４）がイソプレンとブタジエンとから成るコポリマーを含む、請求項７記載のワイパーブレード。
9. ヘッド部（１）及び／又はウェブ（２）がＥＰＤＭ及び／又はＣＲを含有する、請求項６又は７記載のワイパーブレード。

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