KR102266398B1 - 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법 - Google Patents

와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 와이퍼 블레이드의 내구성을 개선할 수 있고, 와이퍼 블레이드의 변색을 방지할 수 있는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다.

Description

와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법{Coating composition for wiper blade and method for coating the wiper blade using the same}
본 발명은 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 와이퍼 블레이드의 내구성을 개선할 수 있고, 와이퍼 블레이드의 변색을 방지할 수 있는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것이다.
와이퍼는 차량, 항공기, 선박 등의 수송기기, 건설 기계 등의 산업 기계 기기의 유리 등의 평활면에 부착된 수분이나 미립자를 제거하는 역할을 한다.
상기 와이퍼의 접동부에는 와이퍼 블레이드 고무가 장착된다. 예를 들어 자동차의 앞 유리용 와이퍼에 있어서는, 와이퍼의 구동에 수반하여, 와이퍼 블레이드 고무의 동작에 의하여, 유리면에 부착된 빗물, 강설, 먼지, 진흙 등이 제거된다. 와이퍼 블레이드 고무의 기재로서는, 고무재 외에 수지 엘라스토머 등이 사용되지만, 일반적으로 고무재가 사용된다.
최근 와이퍼 블레이드 고무는 장기간 사용하면 마찰 및 모래 등과 같은 이물질에 의해 마모되는데, 이로 인해 맞부딪히는 소리, 이음, 닦은 후의 자국이 발생하여 운전을 방해한다.
이에 따라 다양한 와이퍼 블레이드 고무 및 이를 코팅하는 윤활제 관련 기술들이 개발되고 있다.
와이퍼 블레이드는 일반적으로 고무, 구체적으로는 가류 천연고무 또는 합성 고무로부터 완성되지만, 고무의 활주 특성을 개선하기 위해서 와이퍼의 스트립 표면을 염소 처리하거나 황화몰리브덴 같은 윤활 분말제를 덧칠하는 코팅 처리 방법이 제안되어 왔다.
그러나, 와이퍼 립(wiper lip)을 코팅 하는 것은, 코팅 작업 시에 다른 설비 및 제품 등에 코팅액이 붙거나 코팅 완료시까지 상당한 시간을 필요로 하고, 완성한 와이퍼 블레이드의 와이퍼 립을 보호하기 위한 와이퍼 립 커버와의 조립 시에, 와이퍼 립 표면의 코팅액이 손상하는 문제가 있었다. 또한, 와이퍼 립 표면의 코팅액은 시간이 갈수록 내광성 및 내열성이 떨어짐에 따라, 쉽게 변색되는 단점이 있었다.
본 발명의 배경기술로서, 일본 공개특허　제2006-232078A호에서는 와이퍼 블레이드에 관한 기술을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 와이퍼 블레이드의 내구성을 개선할 수 있는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 와이퍼 블레이드의 변색을 방지할 수 있는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 이용하여 와이퍼 블레이드의 내구성을 개선할 수 있고, 와이퍼 블레이드의 변색을 방지할 수 있는 와이퍼 블레이드 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.
일 측면에 의하면, 보론 나이트라이드를 포함하는 9 중량% 내지 21 중량%의 고체윤활제; 유기용제; 바인더; 및 첨가제;를 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물이 제공된다.
일 실시예에 의하면, 상기 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 75 중량% 내지 88 중량%의 유기용제; 2 중량% 내지 9 중량%의 바인더; 및 0.5 중량% 내지 3 중량%의 첨가제;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 보론 나이트라이드를 10 중량% 내지 15 중량%로 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고체윤활제는 안료를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 보론 나이트라이드를 포함하는 15 중량% 내지 21 중량%의 고체윤활제; 70 중량% 내지 81 중량%의 유기용제; 3 중량% 내지 10 중량%의 바인더; 및 0.5 중량% 내지 5 중량%의 첨가제;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 안료는 진주안료 또는 유기안료를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 진주 안료 또는 유기안료는 1 중량% 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 진주안료는 9 내지 50μm의 직경을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고체윤활제는 그라파이트, 폴리테트라플로로에틸렌, 이황화몰리브덴, PE 파우더, 실리콘 레진파우더, 실리콘 고무파우더, 및 하이브리드 실리콘파우더에서 선택되는 적어도 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 와이퍼 블레이드는 천연고무, 부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무, EPDM 고무, 및 클로로프렌고무 중 1종 이상으로 구성된, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물이 제공된다.
일 실시예에 의하면, 와이퍼 블레이드의 내구성을 개선할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 와이퍼 블레이드의 변색 방지 효과를 가질 수 있다.
다른 측면에 의하면, 본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 와이퍼 블레이드 상에 코팅하는 단계를 포함하는, 코팅 방법이 제공된다.
일 실시예에 의하면, 보론나이트라이드를 일정 함량 포함하여 슬립성 증가에 따른 그라파이트와 동등 수준 이상으로 와이퍼 블레이드의 내구성을 증가시킬 수 있다. 특히, 본원에 의하면 와이퍼 블레이드의 내구 닦임 성능을 개선할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 고무계 와이퍼 블레이드 등의 제품이 자외선 등에 외부 환경에 장시간 노출되어도 제품이 변색되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 내광성이 우수한 유기안료 또는 진주안료의 사용으로 장기 보관 성능을 향상시킬 수 있고, 다양한 색상의 코팅을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예 1 및 실시예 7 내지 9의 조성물로 코팅한 후 실외에서 시간이 경과함에 따라 변색 정도를 확인하여 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1, 비교예 10 내지 12, 및 실시예 4 내지 6의 조성물로 코팅한 후 실외에서 시간이 경과함에 따라 변색 정도를 확인하여 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1, 비교예 10 내지 12, 및 실시예 4 내지 10의 조성물로 코팅한 후 실외에서 시간이 경과함에 따라 변색 정도를 확인하여 나타낸 사진이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본원에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 본 명세서에 사용되는 용어 "포함"은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
제1 측면에 의하면, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 보론 나이트라이드를 포함하는 9 중량% 내지 21 중량%의 고체윤활제; 75 중량% 내지 88 중량%의 유기용제; 2 중량% 내지 9 중량%의 바인더; 및 0.5 중량% 내지 3 중량%의 첨가제;를 포함할 수 있다.
상기 고체윤활제은 보론 나이트라이드가 주성분으로 코팅 조성물 총 중량에 대해, 9 중량% 내지 21 중량%일 수 있고, 10 중량% 내지 15중량%가 슬립 성능을 개선하고 내구성을 향상시키는 데 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나 상기 고체윤활제의 함량이 9 중량% 미만인 경우 슬립 성능이 부족하고 내구성이 저하될 수 있고, 21 중량%를 초과하는 경우 와이퍼 블레이드의 도막의 강도가 저하되어 윤활 내구성이 떨어질 수 있다.
상기 고체윤활제로 보론 나이트라이드(BN)를 주성분으로 포함하여 와이퍼 블레이드의 내구 닦임 성능을 개선할 수 있다. 본원의 고체윤활제는 종래의 그라파이트 및/또는 Si 파우더를 포함하는 하이브리드 코팅 조성물에 비해 내구 닦임 성능이 매우 우수한 것으로 나타났다. 또한, 고체윤활제로 보론 나이트라이드를 사용하면 와이퍼 블레이드의 착색이 가능하다.
보론 나이트라이드는 열분해 탄소와 유사한 결정 구조를 가지고, 산화저항성이 매우 우수하고, 산화가 진행되면 산화붕소(B2O3)를 형성하게 되고, 형성된 산화붕소는 고온에서 자기회복(self-healing) 기능을 나타내는 특징이 있어 계면 제어 코팅으로 가장 적정한 방법으로 알려져 있다.
보론 나이트라이드는 백색의 그라파이트라 불리우며, 기계 가공성이 뛰어나고, 그라파이트와 비슷한 6방정계 구조를 갖고 있어 화학적, 물리적 성질이 그라파이트과 유사하다. 그러나 두 물질 간에는 보론 나이트라이드가 백색으로서 전기적으로 뛰어난 절연체이고, 그라파이트는 전기적으로 도체라는 차이점이 있다.
6방정계 보론 나이트라이드(h-BN) 분말은 린편상의 결정구조를 갖고 있으며, 고온윤활, 이형성, 전기절연성, 내열성, 화학적 안정성이 우수하여 광범위한 산업 분야에서 이용되고 있다.
또한, 보론 나이트라이드는 6방정계의 구조를 갖고, 물에 접한 상태에서도 그 윤활성을 잃지 않기 때문에 건조 상태에서 습윤 상태로 변화하는 와이퍼 블레이드의 사용 상황에 비추어 바람직할 수 있다. 이러한 고체 윤활제는 바람직하게는 보론 나이트라이드를 주성분으로 하는 것이며, 성능을 만족하면 단독으로도 사용 가능하며, 2종류 이상을 병용해도 상관없다.
상기 고체윤활제는 보론 나이트라이드 이외에 슬립성 개선을 위하여 그라파이트, 폴리테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 이황화몰리브덴(MoS2), PE 파우더, 실리콘 레진 파우더, 실리콘 고무 파우더, 및 하이브리드 실리콘 파우더 중에서 선택되는 적어도 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 유기용제는 바인더를 용해할 수 있다면 특별한 제한은 없고 공지된 유기용제를 사용할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 유기용제로 메틸 에틸 케톤, 톨루엔, 자일렌, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에탄올, 및 이의 혼합물을 사용할 수 있다. 바인더를 용해, 희석하는 용제는 바인더를 완전하게 용해하는 용제를 사용하여 단독으로 또는 ２ 종류 이상을 병용할 수 있다.
상기 유기용제는 코팅 조성물 총 중량에 대해, 75 중량% 내지 88 중량%로 포함되는 것이 와이퍼 블레이드의 내구성 개선 및/또는 변색방지에 적합할 수 있다.
상기 바인더는 변성 폴리우레탄 수지일 수 있다.
상기 코팅 조성물은 적당한 탄성과 신장성을 나타내는 바인더를 사용하는 것에 의해 바인더 자체의 마찰 계수를 내리고, 고체윤활제의 첨가량을 최소한으로 하여 저마찰과 내마모성의 양립을 달성하고 있다.
그러나 바인더가 코팅 조성물 중 9 중량% 초과하여 많이 포함되면 와이퍼 블레이드로 닦은 후의 자국에 의한 줄무늬의 발생, 이음의 발생이라는 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 바인더가 코팅 조성물 중 9 중량% 초과하여 많이 포함되면 고체윤활제가 상대적으로 적게 포함되기 때문에 와이퍼 블레이드에 모래가 부착되면 급격하게 마찰 계수가 커져 접동성이 나빠질 수 있다.
상기 첨가제는 분산제, 소포제, 레벨링제, 유화제, 자외선 흡수제, 침강 방지제 등의 첨가제일 수 있다. 또한, 상기 첨가제는 카올린, 탈크, 실리카, 칼슘 카보네이트, 마이카, 이산화티탄, 알루미나, 우레탄 고무 파우더, 아크릴계 파우더 등과 같은 충전제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제 중 분산제 및 침강방지제가 0.5 중량% 내지 3 중량%로 포함되는 것이 와이퍼 블레이드의 변색방지 효과 및 내구 닦임 성능을 개선하는 데 적합할 수 있다.
제2 측면에 의하면, 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물은 상기 고체윤활제는 안료를 더 포함할 수 있다.
제2 측면에 의하면, 안료를 포함하는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은, 보론 나이트라이드를 포함하는 15 중량% 내지 21 중량%의 고체윤활제; 70 중량% 내지 81 중량%의 유기용제; 3 중량% 내지 10 중량%의 바인더; 및 0.5 중량% 내지 5 중량%의 첨가제;를 포함할 수 있다.
고무계 와이퍼 블레이드는 자외선 등 외부 환경에 장시간 노출되는 제품으로 자외선 등에 장시간 노출 시 노화 방지제 및/또는 오존 방지제 등이 외부로 유출되어 와이퍼 블레이드가 변색할 수 있다. 특히, 일반 고무에 흰색의 보론 나이트라이드를 포함하는 경우 변색이 될 가능성이 상대적으로 높다. 이에 안료를 첨가하여 변색을 방지할 수 있고, 와이퍼 블레이드의 심미감을 높일 수 있다.
상기 안료는 진주안료 또는 유기안료를 포함할 수 있다.
상기 진주 안료는 일반적인 유기 안료 및 무기 안료와는 달리 각형비를 가지는 판상 결정체로서, 상기 판상 결정체의 굴절률과 매개질의 굴절률 차이에 의하여 발생되는 반사광이 간섭(interference)을 일으킨다. 이에 의해, 천연진주와 같은 무지개채색 또는 금속성의 광택을 주는 광학적 효과가 있는 이펙트 피그먼트(Effect Pigment)이다. 진주의 특성은 크기, 형태, 및 두께를 가지고, 투과성 및 반사성이 있고, 빛에 의한 간섭효과가 있다.
상기 유기안료는 유기물을 발색 성분으로 한 안료로서, 염료를 불용성염으로 체질안료에 침착한 형태를 레이크 안료(lake pigment)라고 칭한다.
또한, 염료 합성기술을 이용하여 제조한 안료를 합성 유기안료(색소안료)라고 칭한다. 상기 유기안료 및 합성 유기안료는 무기 안료와 달리 빛깔이 선명하고 착색력이 좋으나, 내광성 및 내열성이 떨어진다. 기본 골격은 탄화수소로 탄소-탄소 및 탄소-수소의 공유 결합으로 구성된다.
상기 진주 안료 또는 유기안료는 코팅 조성물 총 중량에 대해, 1 중량% 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.
상기 진주 안료는 1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것이 와이퍼 블레이드의 변색방지 효과 및 내구 닦임 성능을 개선하는 데 적합할 수 있고, 3 중량% 내지 7 중량%로 포함되는 것이 더욱 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 고체 윤활제 중 진주 안료의 함량 1 중량% 미만이면 표면 평활성 및 피막 강도 등을 얻기 어렵고, 10 중량%를 초과하면 와이퍼 블레이드의 도막의 강도가 저하되어 윤활 내구성이 떨어질 수 있다.
상기 범위에서 진주 안료는 퇴색 또는 변색을 방지 내지는 억제할 수 있으며, 이에 한정되지는 않지만 금색, 은색, 파란색 중 1종으로 코팅될 수 있으며, 장기간에 걸쳐서 그대로의 색을 유지할 수 있다. 본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 금색, 은색, 또는 파란색일 수 있고, 색상에 관계없이 변색을 효율적으로 방지할 수 있다.
상기 진주 안료는 직경이 9 내지 50 μm일 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 진주 안료는 직경이 9 내지 50 μm에서 와이퍼 블레이드의 퇴색 또는 변색을 방지하는 데 적합할 수 있으며, 진주 안료의 색상이 금색 또는 은색일 수 있다. 상기 진주안료는 직경이 9 내지 40 μm에서 와이퍼 블레이드의 퇴색 또는 변색을 방지하는 데 적합할 수 있으며, 진주 안료의 색상이 파란색일 수 있다.
상기 고체윤활제의 함량은 코팅 조성물 총 중량에 대해, 15 중량% 내지 21 중량%인 경우 슬립 성능을 개선하고 내구성을 향상시키는 데 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 고체윤활제의 함량이 코팅 조성물 총 중량에 대해, 15 중량% 미만인 경우 슬립 성능이 부족하고 내구성이 저하될 수 있고, 21 중량%를 초과하는 경우 와이퍼 블레이드의 도막의 강도가 저하되어 윤활 내구성이 떨어질 수 있다.
상기 보론 나이트라이드는 코팅 조성물 총 중량에 대해 10 중량% 내지 15 중량%로 포함하는 것이 와이퍼 블레이드의 내구성 개선 및 변색방지에 적합할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 보론 나이트라이드의 함량이 코팅 조성물 총 중량에 대해 10 중량% 미만인 경우 윤활성을 얻기 어렵고, 15 중량%를 초과하는 경우 와이퍼 블레이드의 도막의 강도가 저하되어 윤활 내구성이 떨어질 수 있다.
상기 유기용제는 코팅 조성물 총 중량에 대해, 70 중량% 내지 81 중량%로 포함되는 것이 와이퍼 블레이드의 내구성 개선 및 변색방지에 적합할 수 있고, 74 내지 81 중량%로 포함되는 것이 더 적합할 수 있다.
상기 바인더가 코팅 조성물 중 10 중량% 초과하여 많이 포함되면 와이퍼 블레이드로 닦은 후의 자국에 의한 줄무늬의 발생, 이음의 발생이라는 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 고체윤활제가 상대적으로 적게 포함되기 때문에 와이퍼 블레이드에 모래가 부착되면 급격하게 마찰 계수가 커져 접동성이 나빠질 수 있다.
상기 첨가제는 분산제, 소포제, 레벨링제, 유화제, 자외선 흡수제, 침강 방지제 등의 첨가제일 수 있다. 또한, 상기 첨가제는 카올린, 탈크, 실리카, 칼슘 카보네이트, 마이카, 이산화티탄, 알루미나, 우레탄 고무 파우더, 아크릴계 파우더 등과 같은 충전제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제 중 분산제 및 침강방지제가 0.5 중량% 내지 5 중량%로 포함되는 것이 와이퍼 블레이드의 내구성 개선 및 변색방지에 적합할 수 있다.
상기 고체윤활제는 그라파이트, 폴리테트라플로로에틸렌, 이황화몰리브덴, PE 파우더, 실리콘 레진파우더, 실리콘 고무파우더, 및 하이브리드 실리콘파우더에서 선택되는 적어도 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 고체윤활제 중 그라파이트를 더 포함할 수 있고, 상기 그라파이트의 함량은 코팅 조성물 총 중량에 대해 1 중량% 내지 3 중량%로 포함하는 것이 내구성 개선 및 변색 방지에 적합할 수 있다.
본원의 와이퍼 블레이드는 실리콘 고무 또는 일반 고무로 구성될 수 있다. 상기 일반 고무는 이에 한정되는 것은 아니나 천연고무, 부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무, EPDM 고무, 및 클로로프렌고무 중 1종 이상으로 구성될 수 있다. 본원의 와이퍼 블레이드의 재질은 고무의 밀착성, 고무의 신장성에 대한 추종성 등 필요한 성능을 만족한다면 특별히 한정되지 않으며, 단독 또는 2종 이상을 병용하여도 상관없다.
본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은, 와이퍼 블레이드의 내구 닦음 등급이 우수하여 내구성을 개선할 수 있다.
본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 특히 와이퍼 블레이드의 내구성 개선 및 변색 방지 효과가 우수하다. 와이퍼 블레이드를 구성하는 고무계 조성물에 포함되어 있는 오존방지제 또는 노화방지제는 와이퍼 블레이드가 외부환경에 장시간 노출되면 외부로 유출되면서 흰색의 보론 나이트라이드가 변색하는 문제점이 있었으나, 본원의 코팅 조성물은 내광성이 우수한 진주 안료 등을 포함하여 장기 사용시에도 변색을 효율적으로 방지할 수 있다.
본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 와이퍼 블레이드 이외에, 호스, 케이블 플러그, 견인용 케이블, 및 외장 케이블 중 1종 이상에 사용될 수 있다.
또 다른 측면에 의하면, 본원의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 와이퍼 블레이드 상에 코팅하는 단계를 포함하는, 코팅 방법이 제공된다.
상기 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 와이퍼 블레이드 상에 코팅하는 단계는 공지의 코팅방법으로 실시할 수 있으며, 예를 들어 스프레이 분사 방법 또는 침지법에 의해서 실시할 수 있다.
스프레이 분사 방법에 의해 코팅하면 코팅설비가 비교적 간단하며 연속 공정에 유리하고 침지법 보다 균일한 코팅면을 가지는 장점이 있으나, 코팅액의 소모량이 많고 비산되는 단점이 있다.
본원의 실시예에서는 스프레이 건으로 본원의 코팅 조성물을 와이퍼 블레이드 고무 표면에 일정한 높이, 속도, 분사량으로 분사한 후 상온 및 열경화(건조로)를 통하여 도막을 경화시켰다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시할 뿐, 본 발명이 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물의 제조
표 1에 나타난 조성에 따라 하기와 같이 비교예 1 내지 9 및 실시예 1 내지 3의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 제조하였다.
1-1. 비교예 1 내지 3의 코팅 조성물
비교예 1 내지 3의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지를 각각 3 중량%, 5 중량%, 및 7 중량%를 포함하고, 톨루엔을 각각 88 중량%, 86중량%, 및 84 중량%를 포함하고, 보론 나이트라이드 8.5 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다.
1-2. 비교예 4 내지 6의 코팅 조성물
비교예 4 내지 6의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지를 각각 3 중량%, 5 중량%, 및 7중량%를 포함하고, 톨루엔을 각각 88 중량%, 86중량%, 및 84중량%를 포함하고, 그라파이트 8.5 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다.
1-3. 비교예 7 내지 9의 코팅 조성물
비교예 7 내지 9의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지를 각각 3 중량%, 5 중량%, 및 7중량%를 포함하고, 톨루엔을 각각 84 중량%, 82 중량%, 및 80 중량%를 포함하고, 그라파이트 12.5 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다.
1-4. 실시예 1 내지 3의 코팅 조성물
실시예 1 내지 3의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지를 각각 3 중량%, 5 중량%, 및 7 중량%를 포함하고, 톨루엔을 각각 84 중량%, 82중량%, 및 80 중량%를 포함하고, 보론 나이트라이드 12.5 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다.
표 1에 기재된 성분 함량의 단위는 중량%이다.
Figure 112019061121689-pat00001
2. 안료를 포함하는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물의 제조
표 2에 나타난 조성에 따라 하기와 같이 비교예 10 내지 16 및 실시예 4 내지 10의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 제조하였다.
2-1. 비교예 10 내지 12의 코팅 조성물
비교예 10 내지 12의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지 5 중량%, 톨루엔 78 중량%, 보론 나이트라이드 8.5 중량%, 그라파이트 4 중량%, 진주 안료(Gold, Silver, 및 Blue에서 선택되는 1종) 4 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다. 비교예 10 내지 12의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 진주 안료의 색상만 상이하다.
2-2. 비교예 13 내지 15의 코팅 조성물
비교예 13 내지 15의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지 5 중량%, 톨루엔 70 중량%, 보론 나이트라이드 16.5 중량%, 그라파이트 2 중량%, 진주 안료(Gold, Silver, 및 Blue에서 선택되는 1종) 6 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다. 비교예 13 내지 15의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 진주 안료의 색상만 상이하다.
2-3. 비교예 16의 코팅 조성물
비교예 16의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지 3 중량%, 톨루엔 91.5 중량%, 고체윤활제로 그라파이트 5 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 코팅 조성물을 제조하였다.
2-4. 실시예 4 내지 6의 코팅 조성물
실시예 4 내지 6의 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지 5 중량%, 톨루엔 76 중량%, 보론 나이트라이드 12.5 중량%, 그라파이트 2 중량%, 진주 안료(Gold, Silver, 및 Blue에서 선택되는 1종) 4 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다. 실시예 4 내지 6의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 진주 안료의 색상만 상이하다.
2-5. 실시예 7 내지 9의 코팅 조성물
실시예 7 내지 9의 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지 5 중량%, 톨루엔 74 중량%, 보론 나이트라이드 12.5 중량%, 그라파이트 2 중량%, 진주 안료(Gold, Silver, 및 Blue에서 선택되는 1종) 6 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다. 실시예 7 내지 9의 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물은 진주 안료의 색상만 상이하다.
2-6. 실시예 10의 코팅 조성물
실시예 10의 코팅 조성물은 변성 폴리우레탄 수지 5 중량%, 톨루엔 78 중량%, 보론 나이트라이드 12.5 중량%, 유기안료 4 중량%, 및 첨가제 0.5 중량%를 혼합하여 분산시켜 제조하였다.
표 2에 기재된 성분 함량의 단위는 중량%이다.
Figure 112019061121689-pat00002
3. 와이퍼 블레이드 코팅
일반 도장 방법 중 하나인 스프레이 분사 방법을 이용하여 각각의 와이퍼 블레이드용 코팅조성물을 와이퍼 블레이드에 코팅하였다.
스프레이 건으로 본원의 코팅 조성물을 와이퍼 블레이드 고무 표면에 일정한 높이, 속도, 분사량으로 분사한 후 상온 및 열경화(건조로)를 통하여 도막을 경화시켰다.
그 다음 하기 실험을 실시하여 와이퍼 블레이드의 내구성 및 변색 방지 효과를 확인하였다.
실험예 1. 내구 닦임 등급 측정
JIS D5710에 규정된 와이퍼 블레이드 성능평가에서 이용하는 시험장치에 준거한 시험장치를 사용하고, 그 후 균일하게 500㏄/min의 물을 분무시킨 상태에서 50만회 작동시켰다. 와이퍼 블레이드의 작동 속도는 40cycle/min로 하였다. 작동 회수 10만회, 20만회, 30만회, 50만회에 불식성(닦임성) 및 이음의 유무 확인을 실시하였다. 또한, 불식성(닦임성)은 와이퍼 블레이드가 클로즈(close)될 때를 평가하였다. 시험시에 와이퍼 블레이드의 흔들림이 크고 원활히 작동하지 않는 경우에는 시험을 중지한다. 내구 닦임 기준표는 하기 표 3과 같다.
Figure 112019061121689-pat00003
Figure 112019061121689-pat00004
또한, 상기와 같은 방법으로 상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드의 초기 닦임 등급 측정 시험 및 내구 닦임 등급 측정 시험을 수행하여 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.
Figure 112019061121689-pat00005
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 고체윤활제의 주성분으로 보론 나이트라이드를 일정 함량으로 포함하는 실시예 1 내지 3의 내구 닦임 등급(20만회)이 7/7 내지 8/7로 나타나, 비교예 1 내지 9에 비하여, 내구 닦임 등급이 우수한 것으로 확인되었다.
또한, 고체윤활제의 주성분으로 보론 나이트라이드를, 보조성분으로 그라파이트 및 진주 안료를 일정 함량 포함하는 실시예 4 내지 10의 초기 닦임 등급이 8/8 내지 9/9으로 나타나, 비교예 10 내지 16에 비하여, 초기 닦임 등급이 우수한 것으로 확인되었다.
또한, 실시예 4 내지 10의 내구 닦임 등급(20만회)이 5/8 내지 7/7으로 나타나, 비교예 10 내지 16에 비하여, 내구 닦임 등급이 우수한 것으로 확인되었다.
실험예 2. 내광성 테스트
고무 코팅에 대한 변색(내광성)은 실 기후 조건(6개월)의 고무 코팅품에 대한 옥외 방치 시험으로 변색의 정도를 확인하는 시험을 진행하였다.
일반적인 그라파이트를 이용하는 코팅은 그라파이트가 흑색으로 고무에서 유출된 약품에 의한 변색이 명확하게 확인되지는 않았다. 보론 나이트라이드(BN)를 이용하는 코팅의 경우, 보론 나이트라이드가 백색이므로 고무에서 유출된 약품에 의해 1주일 내에 모두 변색됨을 확인하였다.
도 1에 따르면, 보론 나이트라이드만 처리한 비교예 1에 비해, 실시예 7 내지 9는 시간이 최대 180일이 지나더라도 변색이 되지 않고, 코팅 시의 색깔이 잘 보존된 것을 확인할 수 있었다.
도 2는 보론 나이트라이드만 처리한 비교예 1, 비교예 10 내지 12, 및 실시예 4 내지 6의 조성물로 코팅한 후 실외에서 시간이 경과함에 따라 변색 정도를 확인하여 나타낸 사진이다.
도 2에 따르면, 실시예 4 내지 6는 보론 나이트라이드만 처리한 비교예 1 및 비교예 10 내지 12에 비하여, 실외에서 시간이 77일 이상 지나더라도, 변색이 거의 되지 않고, 코팅 시의 색깔이 그대로 잘 보존된 것을 확인할 수 있었다.
도 3은 보론 나이트라이드만 처리한 비교예 1, 비교예 10 내지 12, 및 실시예 4 내지 10의 조성물로 코팅한 후 실외에서 시간이 경과함에 따라 변색 정도를 확인하여 나타낸 사진이다.
도 3에 따르면, 보론 나이트라이드만 처리한 비교예 1 및 비교예 10 내지 12에 비하여, 실시예 4 내지 10은 시간이 최대 180일이 지나더라도 변색이 되지 않고 코팅 시의 색깔이 그대로 잘 보존된 것을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였으나, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현의 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 균등물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 보론 나이트라이드를 포함하는 9 중량% 내지 21 중량%의 고체윤활제;
    유기용제;
    바인더; 및
    첨가제;
    를 포함하고,
    상기 보론 나이트라이드는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 총 중량에 대해 10 중량% 내지 15 중량%를 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    75 중량% 내지 88 중량%의 유기용제;
    2 중량% 내지 9 중량%의 바인더; 및
    0.5 중량% 내지 3 중량%의 첨가제;
    를 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고체윤활제는 안료를 더 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    보론 나이트라이드를 포함하는 15 중량% 내지 21 중량%의 고체윤활제;
    70 중량% 내지 81 중량%의 유기용제;
    3 중량% 내지 10 중량%의 바인더; 및
    0.5 중량% 내지 5 중량%의 첨가제;
    를 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 안료는 진주안료 또는 유기안료를 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진주 안료 또는 유기안료는 1 중량% 내지 10 중량%를 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  8. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체윤활제는 그라파이트, 폴리테트라플로로에틸렌, 이황화몰리브덴, PE 파우더, 실리콘 레진파우더, 실리콘 고무파우더, 및 하이브리드 실리콘파우더에서 선택되는 적어도 1종 이상을 더 포함하는, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  9. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이퍼 블레이드는 천연고무, 부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무, EPDM 고무, 및 클로로프렌고무 중 1종 이상으로 구성된, 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물.
  10. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물을 와이퍼 블레이드 상에 코팅하는 단계를 포함하는, 코팅 방법.
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