KR20090065178A - 와이퍼블레이드용 고무의 코팅 조성물, 이의 코팅 방법, 및 이로부터 제조된 와이퍼블레이드용 고무 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이퍼 블레이드용 고무의 내구성과 마찰력에 대한 내성을 개선 시키기 위하여 이러한 고무에 코팅(도장)하기 위한 조성물 및 이의 코팅 방법에 관한 것이다. 이러한 코팅 조성물은 와이퍼 블레이드용 고무를 코팅하기 위한 것으로서 나노크기의 PTFE(테프론), 폴리우레탄, 실리콘 수지, 흑연, 텅스턴, 몰리브덴, 카본의 윤활제와 수용성수지, 용매로 사용하는 증류수 및 도료에서 사용되는 첨가제로 구성된다.

와이퍼 블레이드, 와이퍼 스트립, 테프론, 우레탄, 실리콘 수지, 수용성 수지, 흑연, 몰리브덴, 카본, 증류수

Description

와이퍼블레이드용 고무의 코팅 조성물, 이의 코팅 방법, 및 이로부터 제조된 와이퍼블레이드용 고무{Composition for coating a rubber of wiper blade, its coating method and a rubber for wiper blade prepared from the method}

본 발명은 와이퍼 블레이드용 고무의 코팅 조성물에 관한 것이고, 좀 더 구체적으로는 내구성과 마찰력에 대한 내성을 개선시키기 위하여 와이퍼 블레이드용 고무에 코팅하기 위한 나노크기의 테프론 조성물, 이의 코팅 방법 및 이러한 방법으로 제조된 와이퍼 블레이드용 고무에 관한 것이다.

일반적인 자동차에서는 차량의 와이퍼 암을 통해 와이퍼 블레이드에 결합된 와이퍼용 스트립 고무가 구동하게 된다. 이러한 구동장치에 의하여 와이퍼용 스트립 고무가 차량의 유리면 상에서 좌우 선회하면서 비, 눈, 먼지 등의 이물질을 제거하여 운전자의 시야를 확보하여 주는 역할을 한다. 이러한 와이퍼 블레이드의 유리면에 접하는 부분은 스트립 형상(strip-shaped)을 가지기 때문에 와이퍼 블레이드용 스트립 고무라 하며, 이를 줄여서 와이퍼 블레이드용 고무 또는 와이퍼용 고 무라 약칭하기도 하므로, 여기서도 이것으로 혼용하여 사용할 것이다.

이러한 와이퍼 블레이드의 프레임에 결합하여 사용되는 와이퍼용 고무는 탄성재료로 구성되며, 이러한 와이퍼용 고무는 와이퍼 블레이드의 프레임에 결합되는 부분인 헤드부분과 자동차 유리면에 접촉하는 와이퍼 날인 웨지부(wedge)로 나누어진다. 이러한 와이퍼 헤드부와 웨지부는 차량 유리의 세척시 유리와 와이퍼용 고무 사이에 발생하는 마찰력에 의해 유리 세척 방향과 반대 방향으로 접혀지도록 상호 조립되며, 이로써 와이퍼용 고무는 균일하고 가능한 한 미끄러짐이 없는 세척 기능을 유지할 수 있다.

이러한 와이퍼 블레이드용 고무의 소재는 기계적인 특성뿐 아니라 외부 영향에 대한 안정성과 관련된 복잡한 요구조건을 필요로 한다. 와이퍼용 고무 소재는 가요성을 가져야 하며, 차량 유리창(windshield) 위로 매끄럽게 활주할 수 있어야 하고, 외부의 영향, 특히 산화(오존분해), 석유(mineral oil) 또한 예컨대 세정액에 함유된 화학약품에 대한 내구성을 가져야 한다.

와이퍼용 고무 소재는 일반적으로 고무, 다시 말해 가황된 천연 고무 또는 합성고무이지만, 고무의 활주특성을 개선하기 위해, 예컨대 와이퍼용 고무 표면을 코팅처리, 염소처리 하거나 황화몰리브덴과 같은 윤활 분말제를 입히는 것이 제안되어 왔었다.

DE-C-35 27 093에 명시된 와이퍼용 고무는 주로 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)으로 구성되지만, EPDM의 경우 비포화위치가 중합체 주고리의 외부에 놓이게 된다. 따라서 EPDM은 할로겐화되지 않았으며, 또한 EPDM은 석유 및 세정액에 함유된 화학약품에 대한 내구성이 없었다. 대부분 EPDM으로 구성되는 와이퍼용 고무의 활주특성과 내구성을 개선하기 위해, DE-C-35 27 093에 따라 적절한 사용시 EPDM으로 구성된 매트릭스에, 적어도 유리창 표면상에서 활주하는 영역에 염소처리된 디엔-타입-고무 단편이 배치된다. 이러한 와이퍼용 고무는 상이한 고무 소재층의 비교적 복잡한 구조를 가진다는 단점을 갖고 있었다.

이에 대하여 국제공개번호 WO 1999/39948(대응하는 한국 특허공개공보 제10-2001-0015914)에서는 와이퍼용 고무의 헤드부와 웨지부의 소재를 각각 분리한 형태를 제시하고 있다. 여기서 디엔-타입-고무의 헤드부는 할로겐화할 수 있으므로, 활주성이 양호하고, 와이퍼 블레이드가 지지스트립 및 금속지지대 스프링 레일과 연동하는 영역으로의 접근이 용이하며, 표면이 더 견고함을 얻을 수 있었다. 또한, 와이퍼 블레이드의 전환브리지 및 웨지에는 클로로프렌(chloroprene; CR) 고무가 사용되며, 이러한 클로로프렌은 우수한 기계적 특성들과 악천후, 노화, 화학약품 및 온도의 영향에 대한 높은 내구성을 겸비하기 때문에, 간단하고 경제적인 방법으로 양호한 세척력을 달성할 수 있었다. 이러한 클로로프렌은 악천후, 노화, 화학약품 및 온도 등의 영향에 대한 높은 내구성을 갖고 있지만, 유리와 와이퍼용 고무 사이에 발생하는 마찰력에 대한 내성 등에 한계가 있어 왔다.

한편, 한국공개특허공보 제10-2005-006677호에는 와이퍼 블레이드 코팅 조성 물 및 이의 코팅 방법이 제시되었다. 여기서 사용되는 코팅 조성물은 흑연과 디메틸 실시콘 오일을 필수성분으로 하면서 용매 존재하여 폴리올 수지, 우레탄 수지, 수산기 함유 불소 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중에서 선택된 수지를 포함하고 있다. 이러한 코팅 조성물로 코팅된 와이퍼 블레이드를 자동차에 작동시킬 경우 차량의 앞유리에 내구성이 우수한 발수 피막을 형성시킬 수 있고, 와이퍼 블레이드의 소음, 떨림의 발생을 방지할 수 있다고 기재하고 있다. 그러나 이러한 선행 발명 에 사용되는 용매는 유기용매인 메틸에틸케톤, 톨루엔, 자일렌 및 부틸아세테이트 중에서 선택하여 사용하며, 또한 사용되는 수지도 수용성 수지로 한정하지 않기 때문에 환경 오염 문제를 일으키는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 악천후, 화학약품 및 온도 등의 영향에 대한 높은 내구성을 갖고 있으면서 마찰력에 대한 내성도 증진시키기 위한 와이퍼용 고무에 코팅하기 위한 친환경적인 테프론 코팅 조성물을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 코팅 조성물의 입자는 종래의 것보다 작은 나노 단위의 소립자를 사용하여 코팅을 함으로써 상기 한국공개특허공보 제10-2005-006677호에 기재된 코팅 조성물보다 코팅 효과가 뛰어나며 장기간 발수 성능을 지속시킬 수 있는 코팅 조성물을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적은 와이퍼 블레이드용 고무를 코팅하기 위한 조성물로서, 용매의 존재하에, 3.5 내지 15 중량%의 테프론, 3.2 내지 9.6 중량%의 우레탄, 1.6 내지 6.0 중량%의 실리콘 수지, 5.0 내지 25.0 중량%의 수용성 수지를 함유하 면서, 이들 구성성분인 테프론, 우레탄, 실리콘 수지 및 수용성 수지가 모두 50 내지 500 나노크기인 코팅 조성물에 의하여 달성되며, 증류수(물)를 용매로 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 한 양태로서, 본 발명의 코팅 조성물은 0.16 내지 0.24 중량%이하의 은 성분, 또는 3.5중량% 내지 15중량%의 흑연(그라파이트) 또는 카본 블랙, 또는 이들 은성분과 흑연 성분을 모두 포함할 수 있으며, 이들 성분들도 모두 50 내지 500 나노크기로 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 고무는 일반적인 고무, 다시 말해 가황된 천연 고무 또는 합성고무도 사용가능하지만, 상술한 선행기술에서 예시하는 디엔-타입-고무 또는 클로로프렌고무인 것이 바람직하다. 특히, 상기 디엔-타입-고무는 천연고무 또는 부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)고무가 더욱 바람직하고, 필요에 따라 실리콘 고무도 사용 가능하다.

한편, 상기 본 발명의 목적은 상기와 같은 코팅 조성물로 와이퍼 블레이드용 고무를 코팅하는 방법 및 이로부터 제조된 와이퍼 블레이드에 의하여 추가로 달성된다. 특히, 이러한 코팅은 발수성능 향상 및 내구성을 높이기 위하여 중간매개체로 1차 코팅한 후 2차 코팅한다. 2차 코팅 시에, 사용된 고무의 표면을 팽창시킬 수 있는 온도로 예열하여 고무의 표면을 팽창시킨 상태에서 스프레이 방식으로 코팅하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 핵심성분으로 사용되는 테프론은 불소합성수지 중에서 대표적인 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)의 상품명으로, 이는 결정성수지로 260 ℃에서의 장기 사용에 견디는 내열성이 있고 내약품성, 전기절연성, 비접착성, 저 마찰계수 등이 특이한 합성수지로 알려져 있다. 특히, 이러한 PTFE는 용점 327℃의 결정성 폴리머로 연속사용온도는 260℃이고 저온(-268℃)에서 고온까지 안정해서 사용할 수 있다고 알려져 있다.

또한, 테프론의 내약품성은 유기 재료 중에서 최고로 알려져 있으며, 특히 산, 알칼리, 각종 용제에는 전혀 침해되지 않고, 불소 가스, 용융 알칼리 금속 등의 특수한 약품에 가혹한 조건에서만 침해되기 때문에 가스킷, 패킹, 각종 실링재 등에 이용되고 있다. 또한, 기계적 특성에서의 최대 특징은 마찰계수가 작은 것으로 각종 충전재로 보강되며, 또한 비접착성도 큰 특징으로 프라이팬이나 각종 강관의 코팅 등에 최적의 합성수지로 알려져 있다.

본 발명은 이러한 테프론의 물리, 화학적 특성과 기계적 특성을 이용하여 테프론을 함유하는 조성물로 와이퍼용 고무를 코팅하면, 와이퍼용 고무에도 이러한 악천후, 노화, 화학약품 및 온도의 영향에 대한 높은 내구성을 주면서 유리와 와이퍼용 고무 사이에 발생하는 마찰력에 대한 내성도 증진시킬 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.

이러한 테프론은 코팅 조성물에서, 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 3.5 내지 15 중량%의 범위내로 사용될 수 있으며, 이러한 범위를 벗어나면 원하는 코팅효과를 달성할 수 없으며, 바람직한 성분비는 7 내지 8 중량 %이다.

본 발명에서 사용되는 폴리우레탄은 디이소시아네이트와 디알콜이 우레탄 결합을 반복하는 중첨가 반응에 의하여 만들어지는 합성 고분자 화합물로서 주사슬 속에 우레탄 결합을 갖는 것으로서, 일반적으로 시판되는 수용성 폴리우레탄이면 어느 것이라도 사용가능하다.

이러한 우레탄은 코팅 조성물에서, 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 3.2 내지 9.6 중량%의 범위내로 사용될 수 있으며, 이러한 범위를 벗어나면 원하는 코팅효과를 달성할 수 없으며, 바람직한 성분비는 5 내지 7 중량 %이다.

본 발명에서 사용되는 실리콘 수지는 실리콘의 유기유도체의 중합물로서 규소수지라고도 한다. 이의 분자구조는 규소와 산소가 번갈아 있는 실록산 결합(Si-O결합)의 형태로 규소를 뼈대로 하며, 규소에 메틸기, 페닐기, 히드록시기 등이 첨가된 열가소성 합성수지이다. 이러한 실리콘 수지는 대부분의 용제에서 거품을 없애는 작용이 크며, 특히, 무기물이나 유기물에 발수성(撥水性:물을 튀기는 성질)이 있으므로 본 발명의 조성물에 사용된다. 본 발명에서 사용되는 실리콘 수지는 일반적으로 시판되는 실리콘 수지이면 어느 것이라도 사용가능하지만, 디메틸하이드로젼이 바람직하다고 본다.

이러한 실리콘 수지는 코팅 조성물에서, 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 1.6 내지 6.0 중량%의 범위내로 사용될 수 있으며, 실리콘 수지를 6중량%이상 사용하면 유리면에 백막현상이 나타나므로 개발하고자 하는 목적을 달성할 수 없었으며, 1.6 중량%이하일 때도 마찬가지이다. 바람직한 성분비는 2 내지 3 중량 %이다.

한편, 본 발명의 코팅 조성물의 발수성을 증진시키기 위하여 실리콘 수지를 사용하지만, 이러한 발수성 외에도 와이퍼 블레이드에 필요한 다른 물리적, 화학적 특성을 주기 위하여 시판 중에 있는 수용성 수지(water based resin)를 본 발명의 코팅 조성물에 추가할 수 있으면, 열경화성 수용성 수지가 바람직하고, 특히 우레탄 수지가 바람직하다.

이러한 수용성 수지는 코팅 조성물에서, 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 5 내지 25 중량%의 범위내로 사용될 수 있으며, 이러한 범위를 벗어나면 원하는 발명의 효과를 달성할 수 없으며, 바람직한 성분비는 약 20 중량 % 범위 내이다.

또한, 본 발명의 코팅 조성물에 양호한 기계적 특성뿐만 아니라 외부 영향에 대한 높은 내구성 등을 주기 위하여 시판 중에 있는 흑연이나 카본 블랙을 본 발명의 코팅 조성물에 추가할 수 있다.

또한, 은(silver)은 항균, 살균, 내구성 증가 외에도 화학적 성질을 증진시킨다고 알려져 있는데, 이러한 은 성분의 성질은 본 발명의 와이퍼블레이드에서 필요한 것들이므로 본 발명에서 사용될 수 있다. 이러한 은 성분은 코팅 조성물에서, 소량으로도 충분하므로 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 0.16 내지 0.5 중량% 범위내로 사용될 수 있으며, 이러한 범위를 벗어나면 원하는 효과를 달성할 수 없거나 경제성이 떨어질 수 있다.

본 발명에서 실리콘 수지 외에 흑연(Graphite) 또는 카본블랙을 추가하는 것은 코팅된 와이퍼블레이드용 고무에 있는 실리콘 성분이 먼저 와이퍼에 의해 좌우 운동을 하면서 자동차 유리에 발수 성분을 전이시켜 유리가 발수 기능을 갖게 된다. 그러나 이러한 발수성분은 마찰계수를 크게 하여 와이퍼의 와이핑 동안에 소음이나 떨림이 유발되므로 이를 방지하기 위하여 마찰계수를 줄이는 흑연 또는 카본 블랙을 넣어 코팅 조성물을 제조하는 것이다. 이러한 흑연 또는 카본 블랙 성분은 코팅 조성물에서, 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 3.5 내지 15 중량% 범위내로 사용될 수 있으며, 이러한 범위를 벗어나면 원하는 효과를 달성할 수 없거나 경제성이 떨어질 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물은 조성물을 만들기 쉽게 하거나 조성물이 잘 건조하도록 적극적으로 돕는 역할을 갖는 분산제뿐만 아니라, 안정제, 건조제, 증점제, 소포제 등의 도료기능을 위한 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 분산제 및 첨가제는 소량으로도 충분하므로 조성물 전체 중량을 기준으로 하여 각각 0.5 중량%의 범위내로 사용될 수 있다.

마지막으로, 코팅액 조성물을 제조하기 위한 용매로서, 다양한 유기용매를 사용할 수 있지만, 유기 용매는 환경오염 물질을 발생하기 때문에, 환경친화적인 증류수인 물을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 증류수만으로 상기 각 성분들을 빠른 시간내에 충분하게 용해시킬 수 없으면, 소량의 래커용 시너를 증류수와 혼합한 혼합물을 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 래커용 시너는 도장(塗裝)을 할 때 도료의 점성도(粘性度)를 낮추기 위해 사용하는 혼합용제로서 일반적으로 사용하는 것이며 시중에 용이하게 구입 가능하다.

본 출원의 코팅 조성물의 입자는 기존의 것보다 작은 나노 단위의 작은 소립자를 사용하여 코팅을 하게 되는데, 이러한 나노입자 코팅 조성물을 제조하기 위하여, 사용되는 각 성분들은 50 ~ 500 나노미터의 소립자로 제조된 다음 용매인 증류수에 용해시켜 코팅 조성물을 제조한다. 여기서 테프론 성분은 약 300 나노미터 이하의 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 나머지 성분들은 약 400 나노미터 크기의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 나노크기의 조성물에 의한 코팅이 이루어지는 공정은 60 내지 100 ℃에서 예열하여 고무의 표면을 팽창시킨 상태에서 코팅 조성물을 스프레이 한다. 예열온도는 고무의 성질에 따라 상이하지만, 사용된 고무의 표면을 팽창시킬 수 있는 정도의 온도로서 일반적으로 80 ℃가 적당하다. 이러한 예열 과정은 기존의 코팅 방법과 달리 나노 단위의 소재를 이용해 스프레이하기 때문에 고무표면에 코팅이 되는 것뿐 아니라 고무 표면 내부로 코팅성분이 침투하게 된다. 따라서 본 발명의 코팅조성물은 기존의 코팅 조성물에 의한 것보다 코팅의 효과가 뛰어나며 보다 오랜 기간 발수 성능을 지속시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 와이퍼 블레이드용 고무는 통상적인 방법에 의하여 제조될 수 있지만, 상술한 선행문헌에 기술된 바와 같이 디엔-탄성고무와 클로로프렌-탄성고무를 공압출(coextrusion)하여 제조하는 것이 유리하며, 이 경우 제일 먼저 규정된 단면 형태의 가황처리되지 않은 스트립이 만들어진다. 그 다음 와이퍼 블레이드용 고무를 가황처리, 필요에 따라 예컨대 차아염소산염 또는 트리클로소시안산을 사용하여 염소 처리하는 것이 바람직하다.

본 발명의 코팅 조성물에서는 그라파이트(흑연) 또는 카본블랙과 실리콘 성분이 모두 포함되어 있기 때문에 한 번에 코팅으로 그라파이트 코팅을 한 후 실리콘 코팅을 하는 것과 같은 이중의 효과를 달성할 수 있는 코팅법과, 특정 성분에 의해 접착력이 약해 내구성에 문제가 있으므로 프라이머(전처리)처리 후 상도 코팅하는 법이 있다.

본 발명의 테프론 코팅 와이퍼블레이드는 닦임 성능에서도 우수하고, 마찰계수도 적기 때문에, 와이퍼에 의한 차량의 소음이 덜 발생하고, 와이퍼에 의한 채터링(chattering)의 발생도 적다고 할 수 있을 것이다. 이러한 효과를 좀 더 구체적으로 확인하기 위하여 하기 실시예에서 얻어진 코팅조성물을 가지고 닦임 성능 시험, 발수 코팅 시험, 마찰력 시험을 하기에서 살펴볼 것이다.

이하에서는 구체적인 실시예를 참조하여 코팅 조성물을 제조한 다음, 코팅 과정을 간단히 설명하도록 할 것이다.

실시예 1

용매로 사용되는 증류수(물)에, 테프론 25 중량%, 우레탄 수지 25 중량%, 실리콘 수지 1중량%, 카본블랙 1 중량%, 은 2 중량%에 나머지 중량 %의 도료첨가제를 첨가하는데, 사용되는 테프론은 약 300 나노크기로, 나머지 성분들은 약 400나노크기의 소립자로 만들어 나노크기의 코팅액 조성물을 만들었다.

도 1은 내부 탄성레일(10)이 있는 헤드부(13)와 차량 유리면에 접하는 웨지부(15)가 전환브리지(17)를 통하여 결합된 종래의 와이퍼용 고무의 횡단면도이다. 반면에, 도 2는 외부 탄성레일(30)이 있는 헤드부(33)와 차량 유리면에 접하는 웨지부(35)가 일체로 된 2개의 와이퍼용 고무가 서로 마주보면서 연결부(40)로 약하 게 연결된 형태의 본 발명에 따른 2개의 와이퍼용 고무의 횡단면도이다.

본 발명에서는 도 1의 형태의 종래의 와이퍼용 고무를 상기에서 제조된 코팅 조성물로 코팅할 수도 있다. 물론 도시하지 않았지만, 외부 탄성레일이 있는 헤드부와 차량 유리면에 접하는 웨지부가 전환브리지를 통하여 결합되거나 일체로 결합된 종래의 와이퍼 블레이드용 와이퍼스트립의 경우도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

그러나 본 발명에서는 도 2와 같이 2개의 와이퍼 고무가 연결부(40)에서 결합된 상태로 성형된 것을 완전히 절단을 하지 않고 연결부(40) 부분에 칼질을 해 둔 다음 코팅이 원활하게 이루어지도록 하는 중간 매개체로 전처리과정을 행한다. 이어서, 와이퍼 블레이드용 고무 전체에 이미 제조된 조성물로 스프레이 방식으로 코팅을 한다. 그 후에 칼로 연결부(40)의 가운데 고무부분을 절단하면 2개의 와이퍼 블레이드용 고무로 각각의 것을 사용한다.

실시예 2

용매로 사용되는 증류수(물)에, 테프론 18 중량%, 우레탄 수지 20 중량%, 그라파이트 7 중량%, 은 2 중량%에 나머지 중량%의 각종 도료첨가제를 첨가하는데, 사용되는 테프론은 약 300 나노크기로, 나머지 성분들은 약 400나노크기의 소립자로 만들어 나노크기의 코팅액 조성물을 만들었다.

본 실시예 2에서 얻어진 코팅 조성물에 의한 와이퍼 블레이드용 고무에 코팅하는 방법은 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 적용할 수 있을 것이다.

실시예 3

용매로 사용되는 증류수(물)에, 테프론 8 중량%, 우레탄 수지 20 중량% 그라파이트 9 중량%, 은 2 중량%에 나머지 중량 %의 각종 도료첨가제를 첨가하는데, 사용되는 테프론은 약 300 나노크기로, 나머지 성분들은 약 400나노크기의 소립자로 만들어 나노크기의 코팅액 조성물을 만들었다.

본 실시예 3에서 얻어진 코팅 조성물에 의한 와이퍼 블레이드용 고무에 코팅하는 방법도 실시예 1에서 설명한 것과 동일하게 적용할 수 있을 것이다.

시험 1(닦임 성능 시험)

상기에서 제조된 와이퍼 블레이드의 닦임 성능 시험은 KS R 3015, RS R 0031 에 규정된 와이퍼 블레이드 성능평가에 이용하는 시험장치에 준하는 시험장치를 사용하여 닦임 점수로 표시하였다. 이러한 평가방법은 자동차 유리에 물을 뿌린 후 실제 와이퍼를 구동하여 점수표에 의거하여 10점 만점을 기준으로 평가하는 감성평가방식이다.

우선 테스트는 실시예 1에서 제조된 코팅조성물을 선택하고, 현대자동차의 'EF Sonata' 차량을 선택하여 기온 28.3℃ 및 습도 74%의 기상 조건에서 10점을 기준으로 닦임 성능을 평가하였습니다. 각각의 점수는 (1-1) 코팅하지 않은 와이퍼용 고무를 이용한 실험 결과를 하기 표 1에 나타내었고, (1-2) 코팅한 와이퍼용 고무를 이용한 실험 결과를 하기 표 2에 나타냈습니다.

표 1(고무코팅 전 실험 결과)

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	평균
up	6	6	7	6	5	7	5	4	6	6	5	7	6	6	5.9
down	7	7	7	6	5	6	4	5	5	6	5	5	5	6	5.6

표 2(고무코팅 후 실험 결과)

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	평균
up	9	9	9	9	8	10	8	8	9	9	10	9	10	10	9.1
down	9	9	9	9	9	9	8	8	9	9	10	8	9	10	8.9

상기 표 1과 표 2를 비교하여 볼 때, 고무코팅 전의 와이퍼 블레이드용 고무는 닦임 성능에서 와이퍼가 올라갈 때(up)의 평균이 5.9이고, 내려갈 때(down)의 평균이 5.6인 반면에, 코팅 후의 와이퍼 블레이드용 고무는 닦임 성능에서 와이퍼가 올라갈 때(up)의 평균은 9.1이고, 내려갈 때(down)의 평균이 8.9임을 알 수 있다. 이러한 닦임 성능의 감성 평가에서도 코팅 후의 와이퍼 블레이드용 고무는 고무코팅 전의 와이퍼 블레이드용 고무보다 약 2배 정도 우수함을 알 수 있다.

시험 2(발수 코팅 시험)

발수 내구성(발수율, %)은 JIS D5710의 규격에 나와 있는 상태 하에서 진행했으며, 와이퍼블레이드의 코팅에 의한 발수 시험은 (1) 실시예 1에서 얻어진 코팅 조성물로 코팅한 와이퍼 블레이드로 그대로 발수 시험을 하는 경우, (2) 발수티슈로 사전에 시공한 다음, 실시예 1의 코팅 조성물로 코팅한 와이퍼 블레이드로 발수 시험을 하는 경우로 나누었다. 여기서 발수티슈 시공이란 시판중인 발수전용티슈로 간단히 닦아서 사용하는 것이고, 발수티슈에는 발수 액이 묻어있기 때문에 먼저 시공을 하면 발수 액이 유리에 묻어 바로 발수효과를 추가로 얻을 수 있는 장점이 있기 때문이다.

시험 비교대상은 시판중인 제품으로서 '카렉스'사의 발수코팅와이퍼('시중제품'으로 표시함)이고, 본 발명의 제품은 'NTP815'로 표시하였으며, '시중제품'에서는 용매로서 톨루엔을, 수용성 수지로서 크실렌 등의 유해물질을 사용하였지만, 본 발명의 'NTP815'는 용매로서 인체에 무해한 증류수, 수용성 수지로서 우레탄 수지를 사용한 친환경적인 제품이다.

(2-1) 발수티슈 시공 없이 발수율 관련 시험

와이퍼의 왕복 시험 횟수로서 114회, 228회, 380회, 및 5,380회의 4개를 선택하여 이들의 결과를 하기 표 3에 나타내었고, 이들의 발수율 x 시험횟수간의 그래프를 도 3에 나타내었고, 실제 시험 결과사진을 도 4 및 5에 나타내었다.

(표 3)

구분	발수율(%)
시험횟수	114	228	380	5,380
시중제품	85.0	95.0	100.0	100.0
NTP815	98.0	100.0	100.0	100.0

상기 표 3의 결과를 분석하여 보면, 발수티슈 시공을 하지 않은 상태로, 초기 발수율 시험 결과, 본 발명의 제품의 초기 발수율이 약 12%의 면적이 더 발생되므로 본 발명의 초기 발수력이 향상됨을 알 수 있었다.

(2-2) 사전에 발수티슈 시공을 한 후, 발수율 관련 시험

와이퍼의 왕복 시험 횟수로서 총 15회를 선택하여 이들의 결과를 하기 표 4에 나타내었고, 이들의 발수율 x 시험횟수간의 그래프를 도 6에 나타내었고, 실제 시험 결과사진을 도 7 내지 9에 나타내었다.

(표 4)

구분	발수율(%)
시험횟수	114	228	380	5,380	10,380	20,380	30,380	40,380
시중제품	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	97.0	95.0	93.0
NTP815	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
시험횟수	50,380	60,380	70,380	80,380	90,380	100,380	110,380
시중제품	90.0	87.0	85.0	81.0	78.0	73.0	70.0
NTP815	97.0	97.0	95.0	93.0	93.0	90.0	88.0

상기 표 4의 결과를 분석하여 보면, 발수티슈 시공을 한 후 발수율 시험 결과, 본 발명의 제품의 내구 발수율이 약 18%의 면적이 더 발생되므로 본 발명의 초기 발수력이 향상됨을 알 수 있었다.

시험 3(마찰력 시험)

마찰력 시험은 어떤 표준 시험규격에 따라 시험한 것이 아니라, 전류의 양으로 마찰력의 크고 작음을 판단하는 정도로 평가하였다. 여기서, 마찰력의 척도로서 사용된 저항값은 정량적인 저항값을 의미한다기보다는 와이퍼고무의 마찰력 등을 비교해 볼 수 있는 하나의 비교 척도로서 사용되었다. 다시 말해, 와이퍼 구동 시 일정한 전압이 흐르고 있으면서 전류의 양이 변하는 형태인데, 표면의 마찰이 적은 경우에는 적은 양의 전류가 흐르고 마찰이 클 경우에는 많은 양의 전류가 흐른다는 원리에 기인한 것이다.

마찰계수는 초기 발수율 시험과 관련하여 발수티슈 시공을 하지 않고 건조상태(DRY)와 습윤상태(WET)에서 비교대상제품('시중제품')과 본 발명의 제품 ('NTP815')에 대하여 시험하였고, 이들 결과를 도 10 및 11에 나타내었다.

그 결과, 비교대상제품의 경우 (1) 건조상태는 1.17 ~ 2.5 A이고, (2) 습윤상태는 1.17 ~ 2.5 A인 반면에, 본 발명의 경우 (1) 건조상태는 1.19 ~ 2.7 A이고, (2) 습윤상태는 1.17 ~ 2.0 A이었다. 이러한 시험 결과, 마찰계수는 정량으로 볼 수 있는 것이 아니고, 전류의 양을 비교하는 것으로 상대적인 마찰력을 파악하는 데만 사용할 수 있는 것으로 본 발명의 제품이 비교대상제품보다 비교적 높은 전류 값이 나와 마찰력에 대한 내성이 높다는 것을 알 수 있었다.

또한, 이러한 테스트를 실시예 2 및 3에서 제조된 코팅조성물을 선택하고 실시한 경우도 상기와 비슷한 결과가 나왔기 때문에 구체적인 비교표는 생략한다.

도 1은 내부 탄성레일이 있는 헤드부와 차량 유리면에 접하는 웨지부가 결합된 종래의 와이퍼용 고무의 횡단면도이다.

도 2는 외부 탄성레일이 있는 헤드부와 차량 유리면에 접하는 웨지부가 일체로 된 2개의 와이퍼용 고무가 서로 마주보면서 약하게 연결된 형태의 본 발명에 따른 2개의 와이퍼용 고무의 횡단면도이다.

도 3은 발수티슈로 사전에 시공하지 않은 상태로 코팅한 와이퍼 블레이드에 대한 발수 시험 결과를 발수율(%)과 시험횟수로 표시한 그래프이다.

도 4 및 5는 비교대상제품(시중제품)과 본 발명의 제품(NTP815)의 초기 발수율 상태를 왕복횟수에 따라 각각 보여주는 자동차 앞 유리창의 사진이다.

도 6은 발수티슈로 사전에 시공한 다음 발수 시험 결과를 발수율(%)과 시험횟수로 표시한 그래프이다.

도 7은 발수티슈로 사전에 시공한 다음, 왕복횟수에 따라 비교대상제품(시중제품)의 내구 발수율을 보여주는 자동차 앞 유리창의 사진이다.

도 8 및 9는 발수티슈로 사전에 시공한 다음, 왕복횟수에 따라 본 발명의 제품(NTP815)의 내구 발수율 상태를 각각 보여주는 자동차 앞 유리창의 사진이다.

도 10은 발수티슈로 사전에 시공하지 않은 상태로 비교대상제품(시중제품)의 마찰계수를 건조(DRY)와 습윤(WET) 상태에서 각각 보여주는 그래프 사진이다.

도 11은 발수티슈로 사전에 시공하지 않은 상태로 본 발명의 제품(NTP815)의 마찰계수를 건조(DRY)와 습윤(WET) 상태에서 각각 보여주는 그래프 사진이다.

Claims (8)

1. 와이퍼 블레이드용 고무를 코팅하기 위한 테프론 조성물에서, 용매의 존재하에, 3.5 내지 15 중량%의 테프론, 3.2 내지 9.6 중량%의 우레탄, 1.6 내지 6.0 중량%의 실리콘 수지, 5.0 내지 25.0 중량%의 수용성 수지를 함유하면서, 이들 구성성분인 테프론, 우레탄, 실리콘 수지 및 수용성 수지가 모두 50 내지 500 나노크기인 코팅 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 용매가 증류수인 코팅 조성물.
3. 제2항에 있어서, 0.16 내지 0.5 중량%의 은 성분, 또는 3.5 내지 15 중량 %의 흑연 또는 카본블랙, 또는 이들 성분들 모두를 포함하면서, 이들 성분들도 50 내지 500 나노크기인 코팅 조성물.
4. 제3항에 있어서, 상기 실리콘 수지가 디메틸하이드로젼이고, 수용성 수지가 우레탄 수지인 코팅 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고무는 천연고무, 부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무, EPDM 고무, 클로로프렌고무 또는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 조성물.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 코팅 조성물로 와이퍼 블레이드용 고무를 코팅하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 고무는 천연고무, 부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무, EPDM 고무, 클로로프렌고무 또는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 코팅은 코팅이 원활하게 이루어지도록 중간매개제로 전 처리한 다음, 사용된 고무의 표면을 팽창시킬 수 있는 온도로 예열하여 고무의 표면을 팽창시킨 상태에서 상기 조성물을 스프레이방식으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 방법.

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