JP2016030598A - ウィンドウスクリーンワイパーブレードのブレード部材用配合物 - Google Patents

Abstract

【課題】ウィンドウスクリーンに対するワイパーブレード部材の擦れは、特に殆ど濡れていない場合にノイズの問題を生じる。したがって、一方ではブレードの寿命を延ばし、一方ではノイズの問題を防ぐための、ワイパーブレード部材用のエラストマー材料の適切な組成を見つけることが重要である。
【解決手段】可塑添加剤を含有するクロロプレンゴム系エラストマー材料を含んでなり、前記可塑添加剤が、流動点が−５０℃未満である少なくとも第１添加剤と、流動点が−５０℃を超える第２の添加剤との組合せを含んでなることを特徴とする配合物である。第１添加剤は好ましくは４ｐｈｒのセバシン酸オクチルを含み、第２添加剤は１０ｐｈｒのナフテン油可塑剤またはＣ_１８〜Ｃ_３０のトリカルボン酸エステルを含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、車両パーツに関し、より詳細には自動車のウィンドウスクリーンのワイパー部材に関する。

自動車には通常、ウインドウを洗浄して運転者の視野が妨げられないようにするためのウインドウスクリーンワイパーシステムが装備されている。ウインドウスクリーンワイパーは、通常、ある角度をもって往復運動するアームによって駆動され、細長いブレードを備えている。ワイパーブレード部材は、一般的に、下方に向かって薄くなる三角形状を有しており、ウィンドウスクリーン上を動く下側先端と、薄い弾性ストリップによりブレードの本体に接合した上部とを備えている。この薄い弾性ストリップは、湾曲させることによってブレードが往復運動している際に、ワイパーブレード部材をある向きでウィンドウスクリーン方向に押し付け、次いで他の向きに押し付けることができる。

これらブレード部材はウィンドウスクリーンを擦って、水を運転者の視界の外に排除する。この往復運動によって生じる損耗によりワイパーブレード部材の寿命が短くなる。また、ウィンドウスクリーンに対するワイパーブレード部材の擦れは、特に殆ど濡れていない場合にノイズの問題を生じる。したがって、一方ではブレードの寿命を延ばし、一方ではノイズの問題を防ぐための、ワイパーブレード部材用のエラストマー材料の適切な組成を見つけることが重要である。

ワイパーブレード部材は、一般的に、ゴムを含み加硫されたエラストマー材料からなる。ウィンドウスクリーンのワイパーブレードにしばし使用されるある種のゴムはコロロプレンゴムであり、通常ＣＲゴムと呼ばれ、商業的な名称では「ネオプレン」としてよく知られている。エラストマー材料は、加硫される前に、ＣＲゴムと、加硫後の機械特性を改善する種々の成分との混合物の形態に調製される。この種のゴム用加硫剤および加硫促進剤として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が知られている。また、種々の添加剤も含まれ、例えば摩耗耐性を向上させるためのカーボンブラックや、製造工程をより容易にしたり、低温耐性を付与したり、酸化防止、あるいは製品の酸度の調整やある種の匂いをマスクするための可塑剤および／または脂質基剤等である。脂質基剤は滑剤としても知られており、配合物中に含有されることによって、特にウィンドウスクリーン上でのワイパーブレードの摩擦係数を低減するものとして使用される。ブレード部材は、調製された混合物を、加硫が開始される前に型で圧縮するかあるいはダイを介した押出成形によって製造される。

ウィンドウスクリーン上でブレード部材が擦れることにより発生するノイズを抑制する必要があるが、このノイズは不規則に発生するものであり、ノイズの周波数は一般的には６００〜１０００Ｈｚの範囲である。ノイズを抑制するために、種々の可塑製品、例えば石油化学から製造されるオイル等が知られている。この手法は、材料の弾性特性を制限して粘性成分を増加させることにより、ウィンドウスクリーンワイパーブレードの高周波数振動を減衰させて改良することにある。

この減衰特性の定量化は動的粘弾性測定（ＤＭＡ）において行われ、そこでは、粘弾性物質に強制的に加振されたに正弦波の応力と、その周波数での正弦波歪みとの位相角δが測定される。エラストマーの粘弾性特性は、位相角δのタンジェントとして定量的に表される。この数値が大きいと減衰レベルが大きく、したがって一時的に発生するノイズを低減することができる。

抑制したい周波数よりも低い周波数（数ヘルツまたは数十ヘルツ）での粘弾性特性を測定すると、応力の振動効果を観測することができる。エラストマーを試験する際の周波数及び温度と、使用される周波数及び温度との関係を用いて、高周波数での応力の影響を調べることができることが知られている。したがって、−２０℃、１Ｈｚでの実験結果は、室温、６００Ｈｚでの実験結果と同じになる。

使用し得るゴムの観点から、ワイパーブレード部材の製造にしばし使用されるクロロプレンゴムＣＲは、使用し得る他のゴム（例えば、天然ゴムＮＲまたはＥＰＤＭの特殊エラストマーもしくはエチレン／プロピレン／ジエンモノマータイプ等）と比較して、減衰特性に優れていることが既に示されている。しかしながら、加硫前に混合物に添加される可塑剤の適切な選択により減衰特性を改善することが希求されている。これは、添加された製品の分子運動が、エラストマーのｔａｎδに直接影響するためである。

したがって、本発明の主題は、車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材の製造用配合物であって、可塑添加剤を含有するクロロプレンゴム系エラストマー材料を含んでなり、前記可塑添加剤が、流動点が−５０℃未満である少なくとも第１添加剤と、流動点が−５０℃を超える第２の添加剤との組合せを含んでなることを特徴とするものである。ここで、「配合物」とは化学的組成物を意味する。また、「製造」とは、ワイパーブレード部材の製造を意味する。

上記２種の添加剤により、エラストマーの低温での弾性を損なうことなく、粘弾性減衰を改良することができる。

好ましくは、前記第１添加剤の流動点が−６０℃以上である。

特別の実施態様においては、前記第１の添加剤はエステルを含んでなり、より好ましくはＣ_１８〜Ｃ_３０のジカルボン酸エステル、例えばセバシン酸オクチルである。

好ましくは、前記第２添加剤の流動点が−３０℃以下である。

より好ましくは、前記第２添加剤の流動点が−４６〜−３０℃、好ましくは−４０〜−３０℃、より好ましくは実質的に−３０℃である。

特別の実施態様においては、前記第２添加剤が、ナフテン油可塑剤またはＣ_１８〜Ｃ_３０のトリカルボン酸エステルである。

有利には、前記第１添加剤の含有量が３〜５ｐｈｒ（前記ゴム１００重量部に対する質量部）であり、より有利には４ｐｈｒである。

好ましくは、前記第２添加剤に対する前記第１添加剤の重量比が２〜３であり、より好ましくは実質的に２．５である。

本発明は、上記した配合物から調製された車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材、およびそのようなワイパーブレード部材を含んでなる車両ウィンドウスクリーンワイパーブレードにも関する。

最後に、本発明は、上記した配合物の加硫によって、車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材を製造する方法にも関する。

本発明の一実施態様によれば、上記製造方法は、ワイパーブレード部材を成形する工程を含む。

以下の詳細な説明の記述により、本発明の理解が深まり、本発明の他の目的、詳細、特徴および利点がより明確になるが、これら記述は、単に発明の実施態様の事例および非制限的な例に過ぎない。

混合物のｔａｎδ値を増加させるために、出願人の会社は、−５０〜−３０℃程度の高流動点を有する可塑剤、いずれの場合であっても−５０℃を超える流動点の可塑剤を添加することを提供している。粘弾性材料の流動点は、固相から流動し始める温度に対応する。添加される可塑剤は、商品名が「Ｎｙｆｌｅｘ ２３０Ｐ」または「ＴＯＴＭ」として知られている、それぞれの流動点が−３０℃およびー４６℃である製品、または、より一般的には、ナフテン油可塑剤タイプもしくは他にＣ_１８〜Ｃ_３０のトリカルボン酸エステルの製品であってよい。このような可塑剤の添加により、−２０℃でのｔａｎδが増加し、その結果、６００〜１０００Ｈｚの周波数帯域でのエラストマーの粘弾性減衰が増加する。

一方、この添加剤は、ゴムの耐寒特性を悪化させるという欠点がある。したがって、出願人の会社は、低流動点を有する第２の可塑剤をエラストマー混合物に添加することを提供する。この第２の可塑剤はエステルタイプであり、高分子運動により物質の低温弾性を改良することができる。本発明では、流動点が−５０℃未満となるような組合せが推奨される。一例として、流動点が−５５℃であるセバシン酸オクチルのエステル（またはＤＯＳ）タイプ、またはより一般的には、Ｃ_１８〜Ｃ_３０のジカルボン酸エステルを選択することができる。

上記した２種の可塑剤の推奨される含有量は、低流動点を有する可塑剤が４ｐｈｒ、高流動点を有する可塑剤が１０ｐｈｒである。高流動点を有する可塑剤の配合量を１０ｐｈとし、低流動点を有する可塑剤の含有量を４ｐｈｒに減らした組合せとした場合のテストでは、上記した両方の製造物の−２０℃でのｔａｎδが、低流動点を有する単一の可塑剤のみを含む配合物を用いた場合と比較して、０．２または更に０．３ポイント改善することが示されている。さらに、最大の結果（０．２に対する０．３ポイント）は、最も高い流動点（両実験での配合物における流動点−４６℃に対する−３０℃）を有する可塑剤に起因する。

その結果、１Ｈｚ下で振幅３０ミクロンの強制振動を与えた実験での−２０℃でのｔａｎδの値は、これらの添加剤を加えた場合はそれぞれ０．７および０．８（それぞれ、高流動点を有する添加剤を加えない場合の０．４および０．６に対して）に達する。これらの値は、ウィンドウスクリーン上でワイパーブレードによる騒々しいノイズを無くすことを保証する。

Claims (14)

1. 車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材の製造用配合物であって、可塑添加剤を含有するクロロプレンゴム系エラストマー材料を含んでなり、
   前記可塑添加剤が、流動点が−５０℃未満である少なくとも第１添加剤と、流動点が−５０℃を超える第２の添加剤との組合せを含んでなることを特徴とする、配合物。
2. 前記第１添加剤の流動点が−６０℃以上である、請求項１に記載の配合物。
3. 前記第１添加剤が、エステル、より好ましくはＣ_１８〜Ｃ_３０のジカルボン酸エステル、例えばセバシン酸オクチルである、請求項２に記載の配合物。
4. 前記第２添加剤の流動点が−３０℃以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の配合物。
5. 前記第２添加剤の流動点が−４６〜−３０℃、好ましくは−４０〜−３０℃、より好ましくは実質的に−３０℃である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の配合物。
6. 前記第２添加剤が、ナフテン油可塑剤またはＣ_１８〜Ｃ_３０のトリカルボン酸エステルである、請求項５に記載の配合物。
7. 前記第１添加剤の含有量が３〜５ｐｈｒ（前記ゴム１００重量部に対する質量部）である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の配合物。
8. 前記配合量が４ｐｈｒ（前記ゴム１００重量部に対する質量部）である、請求項７に記載の配合物。
9. 前記第２添加剤に対する前記第１添加剤の重量比が２〜３である、請求項１〜８に記載の配合物。
10. 前記比が実質的に２．５である、請求項９に記載の配合物。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の配合物から調製された車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材。
12. 請求項１１に記載のワイパーブレード部材を備えた車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード。
13. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の配合物を加硫して、車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材を製造する、車両ウィンドウスクリーンワイパーブレード用のワイパーブレード部材の製造方法。
14. 前記ワイパーブレード部材を成形する段階を含む、請求項１３に記載の方法。