JP2024065070A - フロントガラスのワイパーブレード用途向けの耐摩耗性コーティング組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のコーティングと比較してより長期持続的な貯蔵寿命を有するとともに、ガラスの疎水性を維持することを可能にするワイパーブレードコーティングを提供する。【解決手段】 第四級アンモニウムシラン塩と、第四級シリコーンポリマーと、粒状物分散液と、溶剤とを含む、ワイパーブレードスキージーの弾性の疎水性アプリケーターからフロントガラスに撥水性を付与するコーティング組成物が提供される。フロントガラスのワイパーアームに連結し、フロントガラスに嵌まるように適合された疎水性で弾性のワイパーブレードスキージーを備えたワイパーブレードも提供される。上述の組成物から溶剤を蒸発させることによって形成されたコーティングがスキージー上に存在する。フロントガラスを有効化する方法は、フロントガラスと、上述の組成物から生成される蒸発されたコーティングでコーティングされたワイパーブレードスキージーとを接触させることを含む。フロントガラスを湿潤条件下、乾燥条件下、又は湿潤条件及び乾燥条件の組合せ条件下でワイパーブレードを用いて拭き取って、６０度を超える水接触角の疎水性を付与して、フロントガラスを有効化する。【選択図】なし

Description

［関連出願］
本出願は、２０２２年１０月２８日付けで出願された米国仮特許出願第６３／４２０，１０４号の優先権の利益を主張し、これらは、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

本発明は概して、フロントガラス表面を疎水性にする組成物、及びその使用方法に関し、特に、従来の組成物に比べて長期間にわたってガラスに対して所望の疎水性を維持することができる、アプリケーターとしてのフロントガラスのワイパーブレードに適用するのに適したそのような組成物に関する。

フロントガラス上での水滴の核生成は、高湿条件下での視認及び乗り物操作にとって継続的な問題となっている。自動車、宇宙船、船舶、及び航空機の操作は全て、そのような乗り物及び船・航空機の視認用基材上の湿気の結露に伴う視界不良によって損なわれる。

フロントガラス全域にわたって移動するワイパーブレードスキージーは、水の薄膜を残し、これは視界を部分的に損ない、フロントガラスに更なる液体の水又は雪が付着するのを促す。さらに、ワイパーブレードスキージーは環境への曝露を通じて劣化を受けるため、ワイパーブレードスキージーとフロントガラスとの接触の均一性が低下する。これらの問題はフロントガラスに通常付着する破片によって一層悪化し、ワイパーブレードスキージーがフロントガラス表面から離れる領域を生じることから、視界を不明瞭にする筋及び水滴を引き起こす。

機械的なスキージー動作によるフロントガラス洗浄の限界に対処するのに、疎水性ガラス処理溶液を乗り物のフロントガラスに適用して澄明性を向上させている。典型的な疎水性ガラス処理は、自動車フロントガラス表面上では数ヶ月間しか持続しないことが認められている。しかしながら、自動車フロントガラス表面用に適切に配合されたポリシロキサン流体ベースの撥水性（ＷＲ）コーティング又は処理は、ワイパーブレードスキージーがシリコーンゴムから構成されていれば、ワイパーブレードスキージーの摩耗に耐える。このようにコーティングされたフロントガラス上の水の接触角（ＣＡ）は、シリコーンベースのワイパーブレードにＷＲコーティングを適用した場合、１０００００回を超えるワイパーブレード摩耗サイクルにわたって９０度超を維持する。しかしながら、このＷＲコーティングを非シリコーンブレードに適用すると、およそ２００００回のワイパーブレード摩耗サイクルで接触角が６０度を下回る。これは、ＷＲコーティングとワイパーブレードスキージーとの組成間の相関関係を示す最小有効接触角とみなされる。残念なことに、従来のポリシロキサン流体ベースのＷＲコーティングをシリコーンゴムワイパーブレードスキージーに事前適用すると、このＷＲコーティング中の撥水成分は時間の経過とともに減少する。

特許文献１及び特許文献２は、ワイプブレードスキージーリップに非硬化性の撥水性コーティングを適用し、このスキージーリップが続いてワイパーブレードの拭き取り動作によって撥水剤をフロントガラス表面に移すことにより、自動車フロントガラス上に撥水処理を施す際の課題に対する解決策を提供している。これらの特許によって教示された撥水性コーティングは有効であるものの、作用を受けたフロントガラス表面の撥水力は、ゴムの摩耗に対してかなり限られた耐久性を有する。

特許文献３は、ワイパーブレード用、特にシリコーンゴムを使用するワイパーブレード用の撥水性コーティングを開示している。この撥水性コーティングは、撥水有効物質が時間の経過とともに内部ゴム体に吸収されるのを防ぐことにより、ワイパーブレードがフロントガラスに接触するまでスキージー上のコーティングの有効性を保持するという独自の特性を備えている。ポリシロキサンベースのコーティングと比較して、このコーティングは、ワイパーブレードの摩耗に対するフロントガラス表面に付与されたコーティングの疎水性を延長させる。けれども、この耐久性には限りがあり、コーティングされたワイパーブレードスキージーとフロントガラス表面との間の摩擦によって主に低下し、この低下は、特に乾燥条件下又は半乾燥条件下での動作中にワイパーブレードが時折ビビリ／スキッピングを起こすことによって明らかとなる。

したがって、従来のコーティングと比較して、ワイパーブレードスキージーに適用した後のより長期持続的な貯蔵寿命を有するとともに、作用を受けたガラス表面上に与えられた撥水性にはより高い耐摩耗性があるために、コーティングされたワイパーブレードスキージーがフロントガラスの接触領域に対して疎水性被膜をより効果的に付与し、かつガラスの疎水性を維持することを可能にするワイパーブレードコーティングが必要とされている。

米国特許第９，６３７，６７０号 米国特許第９，５４０，５５２号 米国特許出願公開第２０２２／０１９５２０４号

第四級アンモニウムシラン塩と、第四級シリコーンポリマーと、粒状物分散液と、溶剤とを含む、ワイパーブレードスキージーの弾性の疎水性アプリケーターからフロントガラスに撥水性を付与するコーティング組成物が提供される。

フロントガラスのワイパーアームに連結し、フロントガラスに嵌まるように適合された疎水性で弾性のワイパーブレードスキージーを備えたワイパーブレードも提供される。上述の組成物から溶剤を蒸発させることによって形成されたコーティングがスキージー上に存在する。

フロントガラスを有効化する方法は、フロントガラスと、上述の組成物から生成される蒸発されたコーティングでコーティングされたワイパーブレードスキージーとを接触させることを含む。フロントガラスを湿潤条件下、乾燥条件下、又は湿潤条件及び乾燥条件の組合せ条件下でワイパーブレードを用いて拭き取って、６０度を超える水接触角の疎水性を付与して、フロントガラスを有効化する。

本発明を、以下の図面に関して更に詳述する。これらの図面は、本発明の範囲を限定するためのものではなく、その或る特定の属性を示すものである。

シリコーンワイパーブレードによる本発明の組成物についての自動車フロントガラス上でのワイパーブレード拭き取りサイクルに対する水接触角（度）を、従来の組成物及び非シリコーンワイパーブレードと比べてプロットしたものである。

本発明は、ワイパーブレードスキージーからフロントガラスに付与するのに適した撥水性コーティング組成物としての有用性を有する。この組成物は、コーティングされたワイパーブレードスキージーからフロントガラス表面にコーティングが拭き取り動作を通じて移ると、驚くほど長く持続する撥水性を有する。本発明のコーティング組成物の利点は、あらゆる種類のゴム製スキージーに適用可能であるが、スキージーがシリコーンゴム製であるワイパーブレードの場合に特に有効である。本発明によるコーティング組成物でコーティングされたシリコーンワイパーブレードスキージーは、フロントガラス表面に撥水性を付与し、非シリコーンゴム上の従来のポリシロキサンベースの撥水性コーティングよりも少なくとも１０倍長く持続する。幾つかの本発明による実施形態において、疎水性は、非シリコーンゴム上の従来のポリシロキサンベースの撥水性コーティングよりも最大１００倍長く持続する。ＳＡＥ Ｊ９０３において規定された条件下での実験室試験により、疎水性が１００００００回を超える拭き取りサイクルにわたって維持されることが実証される。幾つかの本発明による実施形態において、疎水性は典型的なワイパーブレードの有効動作寿命よりも長く持続する。

従来のポリシロキサンベースの撥水性コーティングとは異なり、本発明によるコーティング組成物は、湿潤条件の方法工程のもとでフロントガラスに疎水性を付与する。これは、フロントガラスに疎水性を付与するワイパーブレードの適用に典型的には乾燥条件を必要とする従来技術のポリシロキサンベースのコーティングとは対照的である。フロントガラスの透明性は維持される。

本発明によるコーティングはまた、フロントガラス表面に対するコーティングされたスキージーの摩擦を均衡させる特質を有しており、これは、その表面上を動作する際のワイパーブレードスキージーのビビリ／スキッピングが最小限に抑えられることによって実証される。本発明は、乗り物の窓等のガラス基材への適用に関して更に詳説されるが、本発明による組成物は、建物の窓の基材又は上述のあらゆる船・航空機の基材等の、疎水性被膜を付与する多くの他の基材に容易に適用されることが理解される。

値の範囲が示される場合に、その範囲は、その範囲の端点値だけでなく、その範囲内に明示的に含まれ、かつその範囲の最後の有効数字によって変動するその範囲の中間値も包含することが意図されるものと理解されるべきである。例として、１から４までの列挙された範囲は１～２、１～３、２～４、３～４、及び１～４を含むことが意図される。

特段の規定がない限り、本明細書において使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本発明の詳細な説明において使用される用語法は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図するものではない。

明示的に又は文脈によって特段の指示がない限り、以下の用語は、本明細書において、以下に示すように使用される。

本発明の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、数量を限定しない単数形（"a"、"an"、及び"the"）は、文脈上特段の明らかな指示がない限り、同様に複数形も含むことが意図される。

また、本明細書において使用される場合、「及び／又は」は、関連する列挙された事項の１つ以上のあらゆる全ての可能な組合せだけでなく、選択肢（「又は」）で解釈される場合は組合せの欠如を指し、それらを包含する。

本明細書において使用される場合、拭き取りサイクルは、ワイパーブレードの１回の上向きのスイングに加えて戻りの下向きのスイングとして定義される。

本明細書において使用される場合、疎水性は、ＡＳＴＭ Ｃ８１３によって測定される撥水性と同義に使用される。

本明細書において使用される場合、グラフェンは、単層グラフェン、二層グラフェン、数層グラフェン、及びグラフェンナノプレートレットを含む最密充填炭素原子によって構成される二次元材料として定義される。

本明細書において使用される場合、二層グラフェンは２層の積層グラフェンとして定義され、数層グラフェンは３層～１０層のグラフェンの積層物として定義され、グラフェンナノプレートレットは１０層を超えるグラフェンの積層物として定義される。グラフェン材料は、グラファイトの化学的剥離又は機械的剥離、化学蒸着、物理蒸着、マイクロ波プラズマ、溶剤中での超音波処理／キャビテーション、有機合成、及び基板上でのエピタキシー成長によって作製され得る。

本明細書において使用される場合、酸化グラフェンは、エポキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、及びヒドロキシル基等の様々な含酸素官能基を有し、かつ１０重量パーセント～６０重量パーセント、典型的には約２０重量パーセント～５０重量パーセントの総酸素含有量を有するグラフェンとして定義される。

本明細書において使用される場合、還元型酸化グラフェンは、化学的又は熱的に還元されており、還元の程度に応じて典型的には１０パーセント～５０パーセントの範囲内の総酸素含有量を有する酸化グラフェンとして定義される。

本明細書において使用される場合、ナノプレートレットは、それぞれ独立して２ナノメートルから２０ナノメートルの間の直交方向での平面寸法を有するものとして定義される。

本発明のコーティング組成物は、主として以下でシリコーンから形成されたワイパーブレードスキージーに関して詳説されるが、本発明によるコーティングは、ワイパーブレード産業において通常使用される様々な非シリコーンゴム材料に対しても優れた性能をもたらすことが理解される。これらの他の材料としては、限定されるものではないが、天然ゴム、合成ゴム、例えばＣＲゴム（クロロプレンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）ゴム、天然ゴムと合成ゴムとの混合物、シリコーンゴム、及びシリコーンゴムと非シリコーンゴムとの混合物が挙げられる。

さらに、本発明のコーティング組成物は、主としてフロントガラスに関して詳説されると理解されるが、本発明の使用の他の適切な対象表面としては、実例として、バフ研磨パッド、バフ研磨布、セーム革、手動スキージー、乗り物の後部窓、航空機の外表面、及び撥水性が望まれるその他の外表面が挙げられるものと理解される。

本明細書において使用される場合、本明細書において使用される「ワイパーブレード」及び「ワイパーブレードスキージー」という用語は、これらの上述のアプリケーターも同様に包含することが意図される。

本明細書において使用される場合、「拭き取りサイクル」という用語は、コーティングされる基材と接触したワイパーブレードの１回の上向きのスイング及び戻りの下向きのスイングとして定義される。乗り物又は船・航空機のフロントガラスが例示的な基材である。

本発明によるコーティング組成物は、式：
［（ＲＯ）_３－ａＳｉ－Ｒ^２－Ｎ（Ｒ^１）（Ｒ^１）（Ｒ^３）］Ｘ^－ （Ｉ）、又は、
（ＨＯ）_２－Ｓｉ（Ｒ^４）－Ｏ－（Ｒ^４）Ｓｉ－（ＯＨ）_２ （ＩＩ）、
を有する被膜形成性の第四級アンモニウムシラン化合物を含み、式中、Ｒは、それぞれの場合に独立してＣ_１～Ｃ_４アルキル、Ｒ^４、又はＨであり、ａは、境界も含めて０、１、又は２の整数値であり、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれの場合に独立してＣ_１～Ｃ_８アルキル基又はアルケニル基であり、Ｒ^３は、Ｃ_１～Ｃ_２２アルキル基であり、かつＸは、アニオンを表し、Ｆ^－、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、Ｉ^－、二価及び三価のアニオンを含むが、但し、第四級アンモニウムカチオンと塩を形成することを条件とし、Ｒ^４は、それぞれの場合にＮ（Ｒ^１）（Ｒ^１）（Ｒ^３）］Ｘ^－である。式（Ｉ）中に存在する任意のアルキル部分又はアルケニル部分は、直鎖状又は分岐状であり得ることが理解される。さらに、少なくともＣ３を有する任意のアルキル基は、溶解性及び被膜形成特性を変更するのに役立つペンダント基を更に含み得ることが理解される。本明細書において作用するペンダント基としては、実例として、－ＯＨ、－ＳＯ_４ ^－２、又は－ＳＯ_３ ^－が挙げられる。

本明細書において作用する例示的な第四級アンモニウムシランとしては、実例として、（ＣＨ_３Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２Ｃ_１８Ｈ_３７Ｃｌ^－、（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２Ｃ_１８Ｈ_３７Ｃｌ^－、（ＣＨ_３Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２Ｃ_１８Ｈ_３７Ｂｒ^－、（ＣＨ_３Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（Ｃ_１０Ｈ_２１）_２ＣＨ_３Ｃｌ^－、（ＣＨ_３Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２Ｃ_１４Ｈ_２９Ｃｌ^－、（ＣＨ_３Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２Ｃ_１４Ｈ_２９Ｂｒ^－、（ＣＨ_３Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２Ｃ_１６Ｈ_２３Ｃｌ^－、及びそれらの組合せが挙げられる。

被膜形成性の第四級アンモニウムシラン塩は、幾つかの本発明による実施形態において、５総重量パーセント～５５総重量パーセントで存在し、他の本発明による実施形態において、この塩は２０総重量パーセント～４０総重量パーセントで存在する。

本発明による組成物はまた、一般式：
｛（Ｒ^１）（Ｒ^２）（Ｒ^３）Ｎ^＋ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_３［Ｓｉ（Ｒ^４）（Ｒ^５）－Ｏ－］_ｎ－Ｓｉ（Ｒ^６）（Ｒ^７）－（ＣＨ_２）_３－Ｏ－ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｎ^＋（Ｒ^８）（Ｒ^９）（Ｒ^１０）｝（Ｘ^－）_２ （ＩＩＩ）、
を有する第四級シリコーンポリマーを含み、式中、Ｒ^１及びＲ^１０は、それぞれの場合に独立してＨ、Ｃ_１～Ｃ_２４アルキル、Ｃ_３～Ｃ_２４の直鎖状及び分岐状の形態、並びにＣ_５～Ｃ_８環状環系から選択され、Ｒ^２～Ｒ^９は、それぞれの場合に独立してＨ、Ｃ_１～Ｃ_２４アルキル、Ｃ_３～Ｃ_２４の直鎖状及び分岐状の形態、並びにＣ_５～Ｃ_８環状環系から選択され、ｎは、５０～２００の整数であり、かつＸ^－は、ハロゲン化物イオン、Ｃ_１～Ｃ_２４カルボン酸イオン、Ｃ_１～Ｃ_２４スルホン酸イオンである。この部類の適切な第四級シリコーンポリマーは、米国特許第５，３０２，３２２号の第２欄第５９行目～第３欄第５５行目に記載されている。

第四級シリコーンは、幾つかの本発明による実施形態において、５総重量パーセント～５５総重量パーセントで存在し、他の本発明による実施形態において、第四級シリコーンは２０総重量パーセント～４０総重量パーセントで存在する。

本発明によるコーティング組成物はまた粒状物を含む。粒状物は、そのまま（固体粉末）で使用されるか、又は非水溶液中に分散させて使用され、典型的には０．５重量パーセント～２０重量パーセントの非水性分散液で存在する。粒状物は、（１）カラーマスキング剤、（２）増粘剤、（３）フロントガラスを潤滑する潤滑剤、及び（４）その他の有益な役割としての様々な機能を有する。幾つかの本発明による実施形態において、粒状物は、グラフェン又は酸化グラフェンであり、これは、被膜コーティング中のシリコーンを補って汚れ及び破片の付着を抑制し、得られた被膜コーティングを摩耗に対して強化し、それによりコーティングの寿命を大幅に改善する。

本発明において作用するグラフェン型材料としては、単層グラフェン、二層グラフェン、数層グラフェン、酸化グラフェン（ＧＯ）、還元型酸化グラフェン（ｒＧＯ）、剥離されたグラフェンナノプレートレット、及び極薄グラファイトが挙げられる。

硬質表面処理組成物の発明による実施形態において、グラフェンは、単層グラフェン、数層グラフェン、若しくは多層グラフェンナノプレートレット、又はそれらの組合せであり得る。グラフェンナノプレートレットは、単層グラフェンと比較して低コストであり、取り扱いが容易な性質を有する。グラフェン又はグラフェンナノプレートレットの厚さ及びサイズは、加工要件、コーティング品質、及びコーティング性能の要求を満たすように調整され得る。グラフェン又はグラフェンナノプレートレットに加えて、他の添加剤を配合物に添加して、異なる特性及び機能性をもたらすこともできる。このような添加剤としては、限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ、金属又はセラミックのフレーク又は粒子が挙げられる。上記機能をもたらすのに適した他の粒状物としては、実例として、グラファイト、乱層構造炭素（turbostratic carbon）、窒化ホウ素、及びそれらの組合せが挙げられる。粒状物分散液は、幾つかの本発明による実施形態において、２総重量パーセント～２０総重量パーセントで存在し、他の本発明による実施形態において、粒状物分散液は５総重量パーセント～１８総重量パーセントで存在する。

第四級アンモニウムクロリドシラン塩及び第四級シリコーンと溶液を形成することができる溶剤又は溶剤の組合せも提供される。本明細書において作用する溶剤としては、実例として、第四級アンモニウムクロリドシラン塩及び第四級シリコーンの溶解に適した極性溶剤若しくは非極性溶剤、又は極性溶剤若しくは非極性溶剤の混合物が挙げられ、実例として、８０℃～２５０℃の沸点を有するメチルエチルケトン、乳酸Ｃ_１～Ｃ_８アルキル、酢酸Ｃ_１～Ｃ_８アルキル、Ｃ_１～Ｃ_８アルコール、グリコール、グリム、ポリアルキルグリコール、エーテル、炭化水素、又は１０センチストークス以下の粘度を有する低分子量ポリシロキサンだけでなく、それら単独の組合せも挙げられる。溶剤の文脈で本明細書において使用される「アルキル」という用語は、その直鎖状、分岐状、及び環状の形態を含むことが意図されることが理解される。或る特定の本発明による実施形態において、溶剤はアルコールであり、その例はイソプロパノールである。本明細書において作用する溶剤の性質は、主として、第四級アンモニウムクロリドシラン塩及び第四級シリコーン成分を溶解又は分散させる能力のみに限定される。溶剤は、任意の添加剤の存在にかかわらず、組成物の残りの部分を構成する。

疎水性被膜を形成するのに本発明による組成物が適用されるフロントガラス以外の基材の性質には、基材が本発明による組成物に対する曝露を通じて溶解されないか、それとも損傷されないことを条件として、事実上制限がないことが理解されるべきであるが、基材上に水滴の核生成が起こり得る環境条件に曝露され、その使用において光透過特質を有する例示的な基材としては、実例として、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、石英ガラス、ケイ酸塩ガラス、及びセラミックから形成される光学的に透明又は半透明の基材が挙げられる。

本発明による典型的な組成物及び好ましい組成物を表１に示す。

ワイパーブレード等のアプリケーター上の本発明によるコーティングは、揮発を通じて溶剤及び場合によってはミネラルスピリットを全部ではないにしても殆どを失って、塩と、粒状物と、添加剤と、場合によっては残留溶剤とから構成される組成物の乾燥物を表すものと理解される。次いで、得られたコーティングは、乗り物又は船・航空機のフロントガラス等の基材に付与される。典型的なコーティングの厚さは、例示的なアプリケーターとしてのワイパーブレードの両方の対向するワイパーリップに適用される場合、ワイパーブレードスキージーの長さ１インチ当たり３．０ｍｇ～２０ｍｇである。

本発明の或る特定の実施形態によるアプリケーターとしてワイパーブレードスキージーを用いてフロントガラスを有効化する方法は、フロントガラスを、湿潤条件下、乾燥条件下、又は湿潤条件及び乾燥条件の組合せ条件下で３００回を超えない拭き取りサイクルにて６０度を超える水の接触角の撥水性まで拭き取ることによって達成される。更に他の実施形態において、この撥水性の度合いは、コーティングされていない以外は本ワイパーブレードと同一のワイプブレードの場合と同等以上である拭き取り品質を維持しつつ達成されるが、拭き取られたフロントガラス表面上の撥水性は残る。拭き取り品質は、典型的には、例えばAkron Rubber Development Laboratory（ARDL）, Inc.によって定義されるような１～１０のスケールから格付けされる。

５０℃でコンディショニングされたワイパーブレードスキージー上のコーティングの貯蔵寿命は４５日以上であり、又は周囲温度でコンディショニングされた場合は１年以上である。すなわち、劣化したコーティングされたブレードは、湿潤条件下、乾燥条件下、又は湿潤条件及び乾燥条件の組合せ条件下で３００回を超えない拭き取りサイクル後に、拭き取られたフロントガラス表面に撥水性を与えることができ、拭き取られたガラス表面上に得られた水接触角は６０度以上となる。

本発明を、以下の非限定的な実施例に関して更に詳説するが、これらは、特定の本発明による組成物の調製及び基材上に得られる被膜に関連する或る特定の特質を更に例示するのに提供されるものである。

実施例１
３０総重量パーセントの３－トリメトキシシリルプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド等の第四級アンモニウムクロリドシラン、３０総重量パーセントのジメチコンＰＧ－ジエチルモニウムクロリド等の第四級シリコーン、１０総重量パーセントの、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中５重量パーセントのグラフェンナノプレートレット分散液（フレークの直径１μｍ～３μｍ、厚さ３ｎｍ～５ｎｍ）、及び３０総重量パーセントのジプロピレングリコールｎ－ブチルエーテルのコーティング組成物をシリコーンゴムスキージーに適用し、次いでこれを５０℃又は室温のいずれかで様々な期間にわたって貯蔵した後に、撥水（ＷＲ）特性を移す能力について評価する。乾燥させた組成物から得られたこの撥水性コーティングでコーティングされたシリコーンスキージーを備えた一対のワイパーブレードを、２０１０年型のトヨタカムリにおいて試験した。開始するのにフロントガラス表面は湿潤条件下であり、優れた撥水性が素早く達成される。処理されたガラス表面の疎水性をＡＳＴＭ Ｃ８１３に準じた水接触角によって測定するのに対し、ワイパーブレード試験はＳＡＥ Ｊ９０３プロトコルに従う。この実施例において、図１に示されるように、各試験ワイパーブレードについての拭き取り領域にわたってほぼ均等に分布した９つのスポットから水接触角データを収集し、平均した値を拭き取りサイクルに対してプロットした。試験が終了したときの１００００００回のサイクル後でさえも接触角が決して６０度を下回らなかったことが分かる。雨天条件下で乗り物の運転手にとっての視界改善の恩恵を得るには、６０度を上回る水接触角が必要であると考えられる。

比較例Ａ
市販の雨よけ剤の市販のトリガースプレーボトルを使用して、製品の使用説明書に従って２００６年型の日産アルティマの未処理のフロントガラスを処理する。２６インチの長さの非シリコーンゴムベースのワイパーブレードを使用して、実施例１において詳説されるように、ＳＡＥ Ｊ９０３プロトコルに従って実行される耐久性試験を実施する。図面に示されるように、平均した接触角が拭き取りサイクルに対してプロットされており、そこでは、ワイパーブレードが約２００００回のサイクルを経過したときに接触角が６０度を下回ったことが認められる。

比較例Ｂ
摩耗耐久性試験には、市販の２６インチのワイパーブレードを２００３年型のホンダアコードの運転席側に使用する。このブレードは、特許文献１及び特許文献２に開示されるポリシロキサンベースの撥水性コーティングを用いて製造されている。フロントガラス表面上で撥水性を素早く（約５分）有効化するのに、ワイパーブレードを最初の数分間は乾燥条件下で操作し、次いでＳＡＥ Ｊ９０３に記載される条件下で操作する。図面に示されるように、ワイパーブレードが約２００００回のサイクルを経過すると、接触角が６０度を下回ったことが認められる。

比較例Ｃ
特許文献３に開示される新規の撥水性コーティングでコーティングされたシリコーンスキージーを備えた一対のワイパーブレードを、実施例１に従って２００３年型のホンダアコードにおいて試験する。フロントガラスの拭き取り領域上の撥水性は、比較例Ａ及び比較例Ｂによりもはるかに長く持続する。図面に示されるように、ワイパーブレードが１０００００回の拭き取りサイクルに達したときに、平均して、水接触角は８０度を上回るが、２０００００回のサイクル後には６０度を下回った。

本明細書にて言及される特許及び刊行物は本発明が属する技術分野における当業者のレベルを示唆するものである。これらの特許及び刊行物は、個々の各特許又は刊行物を引用することにより明確に及び個々に本明細書の一部をなすものとした場合と同程度に、引用することにより本明細書の一部をなす。

上記の記載は本発明の特定の実施形態を説明するものであり、実施に際する限定を意味するものではない。全ての均等物を含む添付の特許請求の範囲は発明の範囲を規定するものと意図される。

Claims (12)

1. 第四級アンモニウムシラン塩と、
   第四級シリコーンポリマーと、
   粒状物分散液と、
   溶剤と、
   を含む、ワイパーブレードスキージーの弾性の疎水性アプリケーターからフロントガラスに撥水性を付与するコーティング組成物。
2. 前記第四級アンモニウムシラン塩は、塩化物である、請求項１に記載の組成物。
3. 前記第四級アンモニウムシラン塩は、５総重量パーセント～５５総重量パーセントで存在する、請求項１に記載の組成物。
4. 前記第四級シリコーンポリマーは、５総重量パーセント～５５総重量パーセントで存在する、請求項１に記載の組成物。
5. 前記粒状物分散液は、非水性溶剤系中にグラフェン、酸化グラフェン、又はそれらの組合せを含み、その正味固体含有量は全組成物中０．１％～１０％である、請求項１に記載の組成物。
6. フロントガラスのワイパーアームに連結し、フロントガラスに嵌まるように適合された疎水性で弾性のワイパーブレードスキージーであって、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ＮＲとＣＲとの混合物、シリコーンゴム、又はそれらの組合せを含む、弾性のワイパーブレードスキージーと、
   請求項１に記載の組成物から前記溶剤を蒸発させることによって形成されるコーティングと、
   を含むワイパーブレード。
7. 前記コーティングは、前記スキージーのワイパーリップの両面に均一に適用されており、蒸発されたコーティングの厚さは、ワイパーブレードスキージーの長さ１インチ当たり３．０ｍｇ～２０ｍｇである、請求項６に記載のワイパーブレード。
8. 前記コーティングは、４５日以上の５０℃での貯蔵寿命を有する、請求項６に記載のワイパーブレード。
9. 前記コーティングは、２０℃でコンディショニングされた場合、少なくとも１年の貯蔵寿命を有する、請求項６に記載のワイパーブレード。
10. フロントガラスを有効化する方法であって、
    前記フロントガラスと、請求項１に記載の組成物でコーティングされたワイパーブレードスキージーとを接触させることと、
    前記フロントガラスを、湿潤条件下、乾燥条件下、又は湿潤条件及び乾燥条件の組合せ条件下で６０度を超える水接触角の疎水性まで拭き取って、前記フロントガラスを有効化することと、
    を含む、方法。
11. ２０００００回を超える拭き取りサイクルにわたって６０度を超える水接触角を維持することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. ６０度を超える水接触角は、１００００００回を超える拭き取りサイクルにわたって見られる、請求項１１に記載の方法。