KR20130024882A

KR20130024882A - 윈드실드 처리제 및 와이퍼 블레이드 조합

Info

Publication number: KR20130024882A
Application number: KR1020127021876A
Authority: KR
Inventors: 자후 팡; 릴리아나 미네브스키; 케네스 헨리 텔
Original assignee: 아이티더블유 씨씨아이피 홀딩스 엘엘씨
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2013-03-08
Also published as: AU2011218413A1; AU2011218413B2; US20130045332A1; RU2532308C2; MX2012009714A; CN103025520A; RU2012140436A; CN103025520B; JP5837516B2; BR112012020978A2; JP2013520368A; WO2011102939A1; EP2550160A1; CA2789947A1

Abstract

윈드실드 상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템은, 실리콘-함유 화합물을 포함하는 물 반발성 표면 처리제와, 천연 또는 합성 또는 반-합성 고무 스퀴즈 몸체와, 소수성 고분자 막 형성요소와 폴리알킬실록산 (변형되거나 비 변형된)실리콘 유체인 소수성-가능 제를 포함하는 물 반발성 화합물을 포함하는 물 반발성 와이퍼 블레이드를 포함한다. 상기 고분자 막은 폴리올 수지, 우레탄 수지, 플루오르 수지, 에폭시 수지, 및 실리콘 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 화합물로부터 만들어지고, 또한, 그라파이트, PTFE , 및 2 유화 몰리브덴 분말로 구성되는 그룹으로부터 선택된 마찰 감소제를 더 포함한다.

Description

윈드실드 처리제 및 와이퍼 블레이드 조합{WINDSHIELD TREATMENT AND WIPER BLADE COMBINATION}

본 발명은 윈드실드 와이퍼 블레이드 및 윈드실드 처리제에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 상당히 상승작용 효과를 제공하는 와이퍼 블레이드와 유리 처리제의 조합에 관한 것이다.

젖은 상태에서 가시성을 향상시키기 위해, 자동차 윈드실드의 물 반발성( water repellency)을 증가시키는 것이 종종 필요하다. 더 큰 물 반발성의 표면은 높은 접촉 각도를 갖는 비드를 형성하게 하고, 따라서 물방울이 와이퍼 블레이드에 의한 작동에 의해 표면으로부터 더욱 쉽고 완벽하게 제거 되도록 한다. 비가 오는 상태에서 향상된 운전 가시성을 위한 물 반발성으로부터 이점을 얻기 위해, 물의 접촉각이 60도 또는 그 이상 요구되는 것이 고려된다.

유리 표면의 물 반발성을 증가시키기 위한 여러 기술이 공지되어 있다. 이것은 미국 특허 7,344,783 에 기술된 것과 같은 조성을 포함하는데. 이 미국 특허는 바람직하게는 실세스퀴옥산(silsesquioxane) 실리콘 수지인 실리콘 수지와 경화제를 포함하는 물 반발성 조성의 사용에 대하여 기술되어 있다.

소수성의 유리 처리제는, 이 처리제가 윈드실드 표면에 가해지면, 즉각 물 반발성을 제공한다. 이런 처리제는 표면에 칠하거나 스프레이될 수 있다. 그러나 시간에 걸쳐, 물 반발성이 감소될 수 있다. 이것은 근본적으로 와이퍼 블레이드의 삭마 작용에 기인하지만, 세척, 문지름(스크래핑) 등의 다른 요인 등에 의해 기인될 수 있다. 예를 들어, 시중의 소수성 유리 처리제로 처리된 윈드실드의 물 접촉 각도는 약 105 도의 높은 물 접촉 각도를 갖는다. 그러나, 일단 처리된 표면이 비 소수성 와이퍼 블레이드로 닦여지면, 물 접촉 각도는 떨어지기 시작한다. 20,000번의 세척 사이클 이후에, 물 접촉 각도는 약 65 도로 떨어지고, 물 반발성 처리제의 이익이 제거된다. 이 내구성은 미국 본토의 평균 실제-사회조건에서 대략 3개월과 동일하다.

표면 처리제와 함께, 소수성 와이퍼 블레이드가 있고, 이 와이퍼 블레이드는 소수성 물질로 코팅된 고무 와이퍼를 포함한다. 이 소수성 와이퍼 블레이드는 닦여진 윈드실드 표면이 활성 상태 이후에, 통상적으로 건조 닦음 5분 이내에 물 반발성을 갖게 한다. 예를 들어, 시중의 소수성 와이퍼 블레이드로 175회의 건조 닦음 사이클 이후에, 닦여진 윈드실드 표면은 젖음 가능함으로부터 젖음 가능하지 않은(소수성) 표면으로 변경되고, 물 접촉 각도가 거의 제로에서 약 100 도로 증가한다. 그러나, 물 접촉 각도는 활성 상태 이후에 빠르게 떨어진다. 소수성 와이퍼 블레이드로 20,000 회의 닦음 사이클에서, 물 접촉 각도는 60도 아래로 감소하고, 닦인 표면은 물 반발성 이익을 거의 잃게 된다.

따라서, 20,000 닦음 사이클 이상의 원하는 레벨에서, 원하는 물 반발성을 유지하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 20,000 닦음 사이클 이상의 원하는 레벨에서, 원하는 물 반발성을 유지하는 시스템은 표면 처리제와 소수성 와이퍼 블레이드의 조합을 포함한다. 이 시스템은 예상되는 것보다 상당히 상승작용 효과를 제공한다.

몇몇 실시예에서, 본 발명은 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템을 포함하고, 이 시스템은 표면에 가해진 실리콘-함유 화합물을 포함하는 물 반발성 표면 처리제와, 천연 또는 합성 또는 반-합성 고무 스퀴지(squeegee) 몸체와, 소수성 고분자 막 형성요소(film former)와 소수성-가능 제(hydrophobicity - enabling agent)를 포함하는 물 반발성 화합물을 포함하는 와이퍼 블레이드를 포함한다.

이 물 반발성 표면 처리제는 폴리실록산, 크롤로실란 화합물, 알콕시실란 화합물, 실라잔 화합물 및 그 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함하고, 이 물 반발성 표면 처리제는 크림, 로션, 에멀션, 솔루션, 또는 솔리드 형태의 운반 유체에 제공되고, 소수성 막 형성요소는 폴리올 수지, 우레탄 수지, 플루오르 수지, 에폭시 수지, 및 실리콘 수지로부터 선택된 화합물을 포함할 수 있다.

물 반발성 화합물은 그라파이트, PTFE , 및 2 유화 몰리브덴 분말로 구성되는 그룹으로부터 선택된 마찰 감소제를 포함할 수 있고, 이 물 반발성 화합물은 폴리알킬실록산 실리콘 유체를 포함할 수 있다. 이 폴리알킬실록산 실리콘 유체는 변형된 또는 비 변형된 폴리알킬실록산 실리콘 유체일 수 있다.

결과적인 코팅은 적어도 20,000 닦음 사이클 및 바람직하게는 40,000 닦음 사이클 동안, 적어도 60도의 물 접촉 각도를 유지한다.

다른 실시예에 있어서, 본 발명은 표면의 물 반발성을 향상시키기 위한 방법을 포함하며, 이 방법은 a) 실리콘 함유 화합물을 포함하는 물 반발성 표면 처리제를 표면에 도포하고, b) 천연 또는 합성 또는 반-합성 고무 스퀴즈 몸체와, 소수성 고분자 막 형성요와 폴리알킬실록산 실리콘 유체를 포함하는 물 반발성 화합물을 포함하는 물 반발성 와이퍼 블레이드로 표면을 닦는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 우수한 지속성을 갖는 물 반발성 막 코팅이 단지 와이퍼 블레이드를 작동시켜 자동차의 윈드실드 유리 위에 자동적으로 형성될 수 있어, 자동차 윈드실드 유리가 물을 잘 반발시켜서 빗방울이 쉽게 흩어져, 양호한 시야가 얻어질 수 있고, 와이퍼 블레이드의 소음과 진동이 방지되고, 와이퍼 블레이드의 부드러운 작동이 제공될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 와이퍼 블레이드 화합물과 표면 처리제를 포함한다.

표면 처리제

본 발명에서 사용될 수 있는 표면 처리제는 바람직하게 윈드실드 표면에 가해지는 실리콘 조성물을 포함한다. 이 조성물은 폴리실록산, 크롤로실란 화합물, 알콕시실란 화합물, 실라잔 화합물 및 이들 화합물으로 구성된 에이전트를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 이들 화합물들은 단독으로 또는 여럿을 조합하여 사용될 수 있다. 이 화합물들은 크림, 로션, 에멀션, 솔루션, 또는 솔리드 또는 다른 적당한 형태의 운반 유체에 제공될 수 있다.

표면 처리제는 스프레이, 와이핑, 디핑, 페인팅, 주입 등의 종래 방법으로 적용될 수 있으나 여기에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 표면 처리제의 박막이 표면에 도포된다. 표면 처리제가 윈드실드 또는 다른 유리에 도포되면, 유리를 통하는 가시성에 영향을 미치지 않는 충분히 얇은 막을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

와이퍼 블레이드

본 발명의 와이퍼 블레이드는 고분자 막 형성요소 및/또는 실리콘 계 화합물을 포함하나 이것에 제한되지 않는, 임의의 물 반발성 와이퍼 블레이드일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예는, 여기서 참고로 병합되고 하기에서 인용되는, 한국 특허 명세서 KR 10-0624180 B 에 기술된 것과 같은 와이퍼 블레이드를 포함한다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 본 발명의 와이퍼 블레이드 화합물은 물 반발성 코팅이 코팅된 고무 또는 유사한 재료로 바람직하게 만들어진다. 이 코팅은 바람직하게는 적어도 하나의 실리콘 오일 및 고분자 막을 형성하는 수지를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 이 코팅은 용제 내에 10-1200 중량 부의 그라파이트-포함 솔리드 윤활제, 50-2000 중량 부의 실리콘 오일 및 100 중량 부의 바인더를 포함한다.

본 발명에서, 실리콘 오일과 미세 솔리드 윤활제 분말은 바람직하게 용제 내에 바인더와 함께 분산되어 반발성 조성물을 얻게되고, 이것은 적어도 와이퍼 블레이드의 활성 부에 표면 층 부분으로서 가해져, 이것은 5-30 ㎛ 두께의 층이 와이퍼 블레이드에 형성된다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 반발성 화합물은 블레이드 재료에 스며들수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 코팅 조성물에 포함된 물 반발성 화합물인 실리콘 오일은 점차적으로 와이퍼 블레이드로부터 추출되고(elute), 물 반발성 막이 와이퍼 블레이드와 접촉하는 자동차의 전방 윈드실드 유리상에 자동적으로 형성되게 된다.

본 발명에 따라 준비된 와이퍼 블레이드가 윈드실드에서 별도의 물 반발성 처리제와 함께 사용되면, 그 결과는 우수한 지속성을 갖는 물 반발성 효과를 제공하는 것이 발견되었다. 또한, 솔리드 윤활제 분말을 사용하여 거의 진동이 없는 작동이 실현될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차 와이퍼 블레이드의 코팅 조성물은 필수적으로 실리콘 오일과 미세 솔리드 윤활제 분말을 포함한다.

본 발명에서, 구입가능한 용제는 메틸 에틸 케톤, 톨루엔, 크실렌, 이소프로필 알콜, 부틸 아세테이트를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 이들 용제들의 조합은 메인 수지(main resin)를 포함하고, 또는 2개 이상의 용제들이 적당하게 만들어져 사용될 수 있다, 또한, 상기 용제의 제제(formulation)는 100 중량 부의 바인더에 대하여 800-8000 중량 부로 사용된다. 상기 용제의 조합과 사용은 특히 제한적이지 않고, 특히 낮은 끓는점을 갖는 톨루엔과 메틸 에틸 케톤이 주로 사용되고, 높은 끓는점의 크실렌, 이소프로필 알콜, 부틸 아세테이트가 결합되어 사용되고, 10-60 중량 부의 높은 끓는점의 용제가 100 중량 부의 낮은 끓는점의 용제에 첨가될 수 있다.

본 발명에서, 바인더는 블레이드의 스트레칭 성질에 대하여 와이퍼 블레이드와 물 반발성을 향해서 코팅 조성물의 친화성을 제공하기 위해 바람직하게 사용되며, 폴리올 수지, 우레탄 수지, 수산화물 그룹을 포함하는 플루오르 수지, 에폭시 수지, 및 실리콘 수지로부터 선택된다, 특히, 폴리올 수지는 폴리에스터 폴리올 수지와 폴리에테르 폴리올 수지를 포함하고, 우레탄 수지는 우레탄 수지와 실리콘 변형 우레탄 수지를 포함할 수 있고, 에폭시 수지는 우레탄 변형 에폭시 수지와 디글리시딜 에스테르 수지를 포함할 수 있고, 실리콘 수지는 히드록실터미네이티드 실리콘과 디메틸 및 실리콘 고무로 대체된 실록산 폴리머를 포함할 수 있고, 상기 실리콘 고무는 디메틸 실리콘 생 고무(raw rubber), 메틸 페닐 비닐 실리콘 생 고무, 메틸 비닐 실리콘 생 고무 및 플루오르 생 고무를 포함할 수 있다. 따라서, 바인더가 필요한 성능에 따르는 블레이드의 스트레칭 성질에 대하여 와이퍼 블레이드와 물 반발성을 향해서 친화성을 만족하면, 한가지 형태만 또는 두 가지 이상의 형태가 조합되어 사용될 수 있다. 이것과 관련하여, 상술한 성능을 효과적으로 만족하기 위해서, 히드록실터미네이티드 실리콘과 디메틸로 대체된 실록산 폴리머가 상술한 바인더 형태에서 사용된다.

본 발명의 사용가능한 미세 솔리드 윤활제 바인더는 필수 성분으로서 그라파이트를 포함하고(즉, 그라파이트를 포함하는 미세 솔리드 윤활제 분말), 선택적으로, MoSO _2, 폴리테트라풀루오르에틸렌( PTFE ), 보론 니트라이드, 실리콘 수지, 나이론 수지 및 폴리에틸렌 수지를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 미세 분말이 부가적으로 사용될 수 있고, 특히, 니들 형태의 천연 그라파이트가 바람직하다, 솔리드 윤활제 분말의 평균 입자 직경은 2 내지 15㎛인 것이 바람직하다. 평균 입자 직경이 2㎛ 미만이면, 윤활제 성질을 사용할 수 없고, 반면, 15㎛를 초과하면, 와이핑 성질이 감소된다. 본 발명에서, 솔리드 윤활제 분말 그라파이트를 위하여, 상술한 하나 또는 두 개 이상의 성분이 사용될 수 있다. 또한, 상기 솔리드 윤활제 분말 제제의 10-1200중량 부가 100 중량 부의 바인더에 대하여 사용되고, 80-870 중량 부가 바람직하고, 50-520 중량 부가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 솔리드 윤활제 분말에서 그라파이트의 함량은 100 중량 부의 바인더에 대하여 50-520중량 부가 바람직하다. 미세 솔리드 윤활제 분말의 함량이 10 중량 부 미만이면, 필요한 윤활 성질이 사용되지 않고, 200 중량 부를 초과하면, 막의 강도가 감소되고 윤활 지속성이 감소된다.

본 발명에서, 적당한 실리콘 오일은 디메틸 실리콘 오일을 포함하고, 선택적으로 메틸 페닐 실리콘 오일, 메틸 하이드로디엔 실리콘 오일, 아미노 변형된 실리콘 오일, 카르복실 변형된 실리콘 오일, 카르비놀 변형된 실리콘 오일, 페놀 변형된 실리콘 오일, 및 폴리디메틸 실록산 변형된 물질을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 오일이 부가적으로 사용될 수 있고, 디메틸 실리콘이 특히 바람직하다, 또한, 상기 실리콘 오일은 그 점성이 떨어질 때 우수한 초기 물 반발성을 가지나 그 지속성이 불량하고, 그 점성이 향상될 때 초기 물 반발성은 불량하나 그 지속성이 우수하다. 본 발명에서, 상기 실리콘 오일의 동점성 계수(dynamic viscosity)는 20℃에서 10-500,00 cst 가 바람직하다. 또한, 상기 실리콘 오일의 제제는 50-2000 중량 부가 100 중량 부의 바인더에 대하여 사용되고, 200-1400 중량 부가 바람직하다. 상기 실리콘 오일의 함량이 50 중량 부 미만이면, 충분한 물 반발성이 얻어지지 않고, 2000 중량 부를 초과하면, 막의 강도가 저하되어 윤활 지속성이 쟁점이 된다. 또한, 상기 실리콘 오일이 성능을 만족하면, 디메틸 실리콘 오일 단독으로 또는 상술한 두 개 이상의 성분이 결합되어 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 코팅 성분의 강도를 개량하고 오일을 포함하기 위해, 필러(filler)가 부가적으로 사용될 수 있다. 이 필러는 미세 실리카 분말, 다공성 실리카 분말, 다공성 아크릴 비드 분말, 우레탄 분말, 실리콘 고무 분말 및 그 조합을 포함하는 그룹으로부터 바람직하게 선택된다. 실리콘 고무 분말이 특히 바람직하다. 원하는 성능이 만족되면, 하나 또는 둘 또는 그 이상의 상술한 성분이 사용될 수 있다. 또한, 상기 필러는 바람직하게는 0.005~6 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는다. 또한, 100 중량 부의 상기 바인더에 대하여 3-500 중량 부의 필러가 바람직하게 사용되고, 30-350 중량 부가 바람직하다. 3 중량 부 미만이 사용되면, 오일은 의도하는 만큼 충분하게 포함되지 않아, 부가적인 효과(계속되는 물 반발성 효과)가 얻어지기 어렵고, 500 중량 부를 초과하면, 실리콘 오일이 막 표면에서 추출되는 것이 어려워, 초기 물 반발성 막을 형성하기 어렵다. 필러가 사용되면, 실리콘 오일은 더 쉽게 흡수되어 포함된다. 이런 이유로, 코팅 조성물의 보강 효과와 함께 오일이 장기간 막에 존재하게 되어 물 반발성 효과가 더욱 오래 지속된다.

또한, 코팅 조성물에 있어서, 폴리이소시아네이트, 폴리아미드 아민, 지방족 폴리아민, 지방족고리 디아민, 3차 아민, 및 이들의 조합이 부가적으로 사용될 수 있고, 그 양의 범위는 상기 바인더 100 중량 부에 대하여 10-100 중량 부의 범위이다. 또한, 메인 수지 또는 메인 수지와 경화제 혼합물의 경화를 증진시키기 위해, 주석, 플래티늄, 및 유기 과산화수소를 포함하는 그룹에서 선택된 경화 촉매가 상기 바인더 100 중량 부에 대하여 0.01-10 중량 부 첨가될 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 반발성 성분은 바람직하게 용제 내에서 바인더를 희석시켜 혼합하고, 용제 내에서 실리콘 오일과 솔리드 윤활제를 분산시켜 준비된다. 경화제와 촉진제가 필요시 첨가될 수 있다. 반발성 조성물은 적어도 자동차 와이퍼의 블레이드 부분, 즉 립 부분에 5-30㎛, 바람직하게는 5-15㎛의 바람직한 막 두께로 가해진다. 이 적용 방법은 스프레이, 와이핑, 디핑, 브러쉬 페인팅 등일 수 있다.

코팅 이후에 열 경화가 행해진다. 열 경화는 30-60 분 동안 50-180℃에서 수행되고, 바인더의 경화 온도와 와이퍼 블레이드 재료의 열 저항을 고려하여 경화 온도를 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물이 코팅되는 와이퍼 블레이드에 있어서, 천연 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 이소프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로푸렌 고무, 풀루오르 고무, 실리콘 고무 및 이들이 혼합된 고무가 사용될 수 있다. 특히, 비 접착 물질에 있어서, 실란 프라이머 처리제가, 필요시 코팅전에 수행될 수 있다.

특별한 실시예들에서, 본 발명의 와이퍼 블레이드 성분은 고무, 또는 물 반발성 코팅으로 코팅된 유사한 재료로 바람직하게 만들어질 수 있다. 코팅은 바람직하게 적어도 실리콘 오일을 포함한다. 몇몇 실시예에 있어서, 코팅은 그라파이트-포함 솔리드 윤활제 10-1200 중량 부, 50-2000 중량 부의 실리콘 오일 및 100 중량 부의 바인더를 용제 내에 포함한다.

솔리드 윤활제는 평균 입자 크기 2-15㎛의 분말 형태로 바람직하게 제공된다. 이 솔리드 윤활제 부말은 MoSO ₂ _, 폴리테트라풀루오르에틸렌( PTFE ), 보론 니트라이드, 실리콘 수지, 나이론 수지 및 폴리에틸렌 수지로 구성되는 그룹으로부터 바람직하게 선택된다. 그라파이트는 100 중량 부의 바인더에 기초하여 50-520 중량 부로서 바람직하게 존재한다.

바인더는 폴리올 수지, 우레탄 수지와, 플루오린 수지, 에폭시 수지, 및 실리콘 수지를 포함하는 히드록시 기, 폴리에스터 폴리올 수지, 폴리에테르 폴리올 수지, 우레탄 수지, 실리콘 변형 우레탄 수지, 플루오린 수지, 우레탄 변형 에폭시 수지, 디글리시딜 에스테르 수지, 실리콘 수지, 디메틸 대체된 히드록실-터미네이티드 실리콘, 및 실록산을 포함하는 히드록시 기, 및 실리콘 계 고무를 구성하는 그룹으로부터 바람직하게 선택된다. 실리콘 계 고무는 디메틸 실리콘 생 고무, 메틸페닐비닐 실리콘 생 고무, 메틸비닐 실리콘 생 고무 또는 플로오로 생 고무일 수 있다.

용제는 메틸에틸케톤, 톨루엔, 크실렌, 또는 부틸아세테이트를 포함할 수 있다.

실리콘 오일은 메틸페닐 실리콘 오일, 메틸 히드로겐 실린콘 오일, 아미노-변형된 실리콘 오일, 카르복실-변형된 실리콘 오일, 카비놀-변형된 실리콘 오일, 페놀-변형된 실리콘 오일, 및 변형된 폴리디메틸실록산으로 구성되는 그룹으로부터 바람직하게 선택된다.

코팅 조성물은, 평균 입자 크기가 0.005-6㎛인, 미세 실리카 분말, 다공성 실리카 분말, 다공성 아크릴 비드 분말, 우레탄 분말, 실리콘 고무 분말로 구성되는 그룹으로부터 선택된 필러를 또한 포함한다. 이 필러는 100 중량 부의 바인더에 기초하여 3-500 중량 부로서 존재한다.

코팅 조성물은 폴리이소시아네이트, 폴리아미드 아민, 지방족 폴리아민, 지방족고리 디아민, 3차 아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 경화제를 또한 포함하고, 이 경화제는 바인더 100 중량 부에 기초하여 10-100 중량 부로서 존재한다.

코팅 성분은 블레이드에 가해져 블레이드 상에 5-30㎛ 두께 범위의 막을 형성한다.

각 와이퍼 블레이드의 몸체는 경화된 천연 고무 또는 합성 고무 또는 이들의 혼합물로 바람직하게 만들어진다. 또한, 본 발명에서 작업 될 수 있는 다른 블레이드 재료가 존재할 수 있다.

다음의 예는 한국 특허 명세서 KR 10-0624180 B 로부터 얻어진다.

예 1

3700 중량 부의 메틸 에틸 케톤과, 2600 중량 부의 톨루엔과, 1300 중량 부의 부틸 아세테이트를 혼합하여 준비된 용제에서, 100 중량 부의 폴리에스터 폴리올 수지(BYK-AG 제품, Desmophen 670)를 용해시켰고, 상기 용제는, 필러로서 평균 입자 직경이 3㎛인 350 중량 부의 실리콘 고무(다우 코닝 토레이, E-500)와, 미세 솔리드 윤활제 분말로서 평균 입자 직경이 4㎛인 520 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트 (Chuetsu Graphite Works , FBF)와, 실리콘 오일로서 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 520 중량 부의 디메틸 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical , KF 96-50 cs ) 을 혼합 분산시켜, 코팅 조성물을 얻는다. 상기 코팅 조성물에 경화제로서 75 중량 부의 폴리이소시아네이트(Nippon Polyurethane Industry , Coronate HL)를 첨가시켜, 천연 고무 재료인 와이퍼 블레이드에 스프레이 코팅을 행하여, 80℃에서 30분 동안 경화시키기 전에, 10 ㎛ 두께의 막을 형성한다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 2

이것은 평균 입자 직경이 3㎛인 60 중량 부의 실리콘 고무가 필러로서 사용되고, 미세 솔리드 윤활제 분말로서 평균 입자 직경이 4㎛인 150 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트와, 실리콘 오일로서 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 400 중량 부의 디메틸 실리콘 오일을 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 3

이것은 평균 입자 직경이 3㎛인 100 중량 부의 실리콘 고무가 필러로서 사용되고, 미세 솔리드 윤활제 분말로서 평균 입자 직경이 4㎛인 200 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트와, 실리콘 오일로서 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 450 중량 부의 디메틸 실리콘 오일을 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 4

이것은 필러가 사용되지 않고, 평균 입자 직경이 4㎛인 150 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트, 290 중량 부의 MoSO ₂ ( Endako Mines , UP -10), 및 70 중량 부의 실리콘 수지(GE Silicones , Tospearl 130)가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 480 중량 부의 디메틸 실리콘 오일이 실리콘 오일로서 사용된 것을 제외하곤, 상기 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 5

이것은 평균 입자 직경이 4㎛인 90 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트가 필러로서 사용되지 않고, 340 중량 부의 MoSO ₂ 와 100 중량 부의 실리콘 수지가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 480 중량 부의 디메틸 실리콘 오일이 실리콘 오일로서 사용된 것을 제외하곤, 상기 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 6

이것은 평균 입자 직경이 4㎛인 320 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트가 필러로서 사용되지 않고, 210 중량 부의 PTFE ( Kimamura , KIL -8F)가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 480 중량 부의 디메틸 실리콘 오일이 실리콘 오일로서 사용된 것을 제외하곤, 상기 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 7

이것은 필러가 사용되지 않고, 평균 입자 직경이 4㎛인 520 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트와, 350 중량 부의 PTFE가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 520 중량 부의 디메틸 실리콘 오일이 실리콘 오일로서 사용된 것을 제외하곤, 상기 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 8

600 중량 부의 메틸 에틸 케톤과 350 중량 부의 부틸 아세테이트를 혼합하여 준비된 용제 내에, 바인더로서 100 중량 부의 수산화물기를 포함하는 풀루오르 수지( Dainippon Ink And Chemicals , Fluonate K-702)에 용해시키고, 상기 용제에, 필러로서 평균 입자 직경이 3㎛인 45 중량 부의 실리콘 고무(Dow Corning Toray , E-500)와, 평균 입자 직경이 3㎛인 20 중량 부의 PTFE ( Kimamura , KIL -8F)와, 미세 솔리드 윤활제 분말로서 60 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트 (Chuetsu Graphite Works , FBF)와, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 280 중량 부의 디메틸 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical, KF 96-50 cs )과, 300 cst의 동점성 계수를 갖는 120 중량 부의 폴리디메틸 실록산 변형된 물질을 혼합 분산시켜, 코팅 조성물을 준비한다. 상기 코팅 성분에 경화제로서 42중량 부의 폴리이소시아네이트(Dainippon Ink And Chemicals , Burnock DN -955)를 첨가시켜, 천연 고무 재료인 와이퍼 블레이드에 스프레이 코팅을 행하여, 80℃에서 30분 동안 경화시키기 전에, 10 ㎛ 두께의 막을 형성한다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 9

이것은 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 140 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과, 20 cst의 동점성 계수를 갖는 60 중량 부의 폴리디메틸 실록산 변형된 물질을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 8처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 10

이것은 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 200 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과, 60 cst의 동점성 계수를 갖는 200 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일(Shinetsu Chemical , KF 856)을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 8처럼 수행되었다. 이 시험은 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에서 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 11

이것은 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 100 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과, 60 cst의 동점성 계수를 갖는 100 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일(Shinetsu Chemical , KF 856)을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 8처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 12

이것은 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 360 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과, 10000 cst의 동점성 계수를 갖는 40 중량 부의 디메틸 실리콘 오일(Shinetsu Chemical , KF 96-10000 CS)을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 8처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 13

이것은 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 180 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과, 10000 cst의 동점성 계수를 갖는 20 중량 부의 디메틸 실리콘 오일을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 8처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 14

2000 중량 부의 톨루엔과 700 중량 부의 크실렌을 혼합하여 준비된 용제에, 바인더로서 디메틸로 대체된 히드록실-터미네이티드 실리콘 및 실록산 폴리머(GE Silicones, YSR 3022)가 용해되고, 상기 용제에 필러로서 평균 입자 직경이 3㎛인 80 중량 부의 실리콘 고무(다우 코닝 토레이, E-500)와, 미세 솔리드 윤활제 분말로서 평균 입자 직경이 4㎛인 니들 형 천연 그라파이트 (Chuetsu Graphite Works , FBF)와, 실리콘 오일로서 60 cst의 동점성 계수를 갖는 600 중량 부의 디메틸 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical , KF 96-50 cs )과 60 cst의 동점성 계수를 갖는 600 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical , KF 856)을 혼합 분산시켜, 코팅 조성물을 준비한다. 상기 코팅 조성물에 경화제로서 10 중량 부의 디부틸 주석 디아세테이트를 첨가시켜, 천연 고무 재료인 와이퍼 블레이드에 스프레이 코팅을 행하여, 80℃에서 30분 동안 경화시키기 전에, 10 ㎛ 두께의 막을 형성한다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 15

이것은 필러로서 평균 입자 직경이 3㎛인 30 중량 부의 실리콘 고무와, 평균 입자 직경이 4㎛인 50 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트 (Chuetsu Graphite Works, FBF)와 130 중량 부의 MoSO ₂ ( Endako Mines , UP - 10)가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 290 중량 부의 디메틸 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical , KF 96-50 cs )과 60 cst의 동점성 계수를 갖는 290 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical , KF 856)이 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 14처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 16

이것은 평균 입자 직경이 3㎛인 50 중량 부의 실리콘 고무가 필러로서 사용되고, 평균 입자 직경이 4㎛인 110 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트와 270 중량 부의 MoSO ₂ 가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 460 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과 60 cst의 동점성 계수를 갖는 460 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 14처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

예 17

이것은 평균 입자 직경이 3㎛인 90 중량 부의 실리콘 고무가 필러로서 사용되고, 평균 입자 직경이 4㎛인 180 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트와 460 중량 부의 MoSO ₂ 가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 700 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과 60 cst의 동점성 계수를 갖는 700 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 예 14처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

비교 예 1

3700 중량 부의 메틸 에틸 케톤과, 2600 중량 부의 톨루엔과, 1300 중량 부의 부틸 아세테이트를 혼합하여 준비된 용제에서, 100 중량 부의 폴리에스터 폴리올 수지(BYK-AG 제품, Desmophen 670)를 용해시켰고, 상기 용제는, 필러로서 평균 입자 직경이 3㎛인 350 중량 부의 실리콘 고무(다우 코닝 토레이, E-500)와, 미세 솔리드 윤활제 분말로서 평균 입자 직경이 4㎛인 530 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트 (Chuetsu Graphite Works , FBF)와, 실리콘 오일로서 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 45 중량 부의 디메틸 실리콘 오일 ( Shinetsu Chemical , KF 96-50 cs)을 혼합 분산시켜, 코팅 조성물을 얻는다.

상기 코팅 조성물에 경화제로서 75 중량 부의 폴리이소시아네이트(Nippon Polyurethane Industry , Coronate HL)첨가시켜, 천연 고무 재료인 와이퍼 블레이드에 스프레이 코팅을 행하여, 80℃에서 30분 동안 경화시키기 전에, 10 ㎛ 두께의 막을 형성한다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

비교 예 2

이것은 실리콘이 사용되지 않은 것을 제외하곤, 상기 비교 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

비교 예 3

이것은 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 1050 중량 부의 디메틸 실리콘 오일과, 20℃에서 60 cst의 동점성 계수를 갖는 1050 중량 부의 아미노 변형된 실리콘 오일(Shinetsu Chemical , KF 856)을 실리콘 오일로서 사용한 것을 제외하곤, 상기 상기 비교 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

비교 예 4

이것은 필러가 사용되지 않고, 평균 입자 직경이 4㎛인 4.0 중량 부의 니들 형 천연 그라파이트와 3.5 중량 부의 MoSO ₂ 가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 480 중량 부의 디메틸 실리콘 오일이 실리콘 오일로서 사용된 것을 제외하곤 상기 비교 예 1처럼 수행되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

비교 예 5

이것은 필러가 사용되지 않은 것을 제외하곤, 상기 비교 예 1처럼 수행되었다. 평균 입자 직경이 4㎛인 1250 중량 부의 MoSO ₂ 가 미세 솔리드 윤활제 분말로서 사용되고, 20℃에서 50 cst의 동점성 계수를 갖는 520 중량 부의 디메틸 실리콘 오일이 실리콘 오일로서 사용되었다. 준비된 자동차 와이퍼 블레이드에 대해 아래에 기술된 시험이 행해졌고, 그 평가 결과가 아래 표 1과 2에서 표시된다.

와이퍼의 접촉 가동성( Contact mobility )과 초기 물 반발성 시험

JIS D5710 에 규정된 와이퍼 블레이드의 성능을 평가하기 위해 사용된 테스터기에 부합하는 테스터기가 사용되었고, 무수 상태(anhydrous condition)에서 작동되었고, 물 반발성과 동작 전류가 15분 후에 검사되었다. 동작 전류는, 천연 고무의 무코팅 와이퍼 블레이드의 값을 100으로 설정한 것에 기초한 인덱스의 관점에서 평가된다. 낮은 인덱스는 와이퍼의 우수한 접촉 가동성을 나타낸다고 말할 수 있다.

물 반발성의 평가 기준

○: 접촉부의 전체 면이 물을 반발한다/ 양호한 성능

△: 접촉부의 적어도 50%가 물을 반발한다/ 약간 불량한 성능

×: 접촉부의 50% 미만이 물을 반발한다/ 불량한 성능

물 반발성과 지속성 시험

JIS D5710 에 규정된 와이퍼 블레이드의 성능을 평가하기 위해 사용된 테스터기에 부합하는 테스터기가 사용되었고, 물이 500cc/min으로 자동차의 윈드실드 유리에 균일하게 뿌려지고 와이퍼가 300,000 사이클 작동되기 전에, 무수 상태(anhydrous condition)에서 작동된다. 와이퍼 블레이드의 작동 속도는 40 사이클/min 이다. 평가는 매 50,000 회에서 수행되었다. 그러나, 진동이 상당하고 작동이 부드럽지 않아 시험이 중단되었다.

물 반발성과 지속성의 평가 기준

○: 접촉부의 적어도 70%가 물을 반발한다/ 약간 양호한 성능

△: 접촉부의 적어도 50%가 물을 반발한다/ 약간 불량한 성능

×: 접촉부의 50% 미만이 물을 반발한다/ 불량한 성능

표 1

표 2

상기 예와 비교 예들로부터 알 수 있는 바와 같이, 자동차 와이퍼 블레이드의 코팅 조성물이 표면층으로서, 적어도 그 립 부분상에서 5~30㎛의 막 두께로 와이퍼 블레이드에 형성될 때, 우수한 지속성을 갖는 물 반발성 막 코팅이 단지 와이퍼 블레이드를 작동시켜 자동차의 윈드실드 유리 위에 자동적으로 형성될 수 있다. 또한, 자동차 윈드실드 유리가 물을 잘 반발시켜서 빗방울이 쉽게 흩어져, 양호한 시야가 얻어질 수 있고, 와이퍼 블레이드의 소음과 진동이 방지되고, 와이퍼 블레이드의 부드러운 작동이 제공될 수 있다.

작동

윈드실드 상에 지속적인 물 반발성 코팅을 얻는 것이 요구될 때, 윈드실드의 표면은 상술한 바와 같은 표면 처리제를 통해 처리되고, 상술한 바와 같이 소수성 와이퍼 블레이드가 차량에 부착된다. 시스템이 작동되면, 표면 처리제와 소수성 와이퍼 블레이드의 조합이 윈드실드 상에 지속적인 물 반발성 코팅을 형성한다. 이 결과적인 코팅은, 측정된 접촉 각도에 의해 나타내어 지는 바와 같이, 적어도 20,000, 및 통상적으로 적어도 40,000 닦음 사이클 동안 그 물 반발성을 유지한다. 특히, 이 결과적인 코팅은 적어도 20,000 및 통상적으로 적어도 40,000 닦음 사이클 동안 적어도 60 도의 물 접촉 각도를 유지한다.

Claims

윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템으로서,
상기 표면에 가해진 실리콘-함유 화합물을 포함하는 물 반발성 표면 처리제와,
천연 또는 합성 또는 반-합성 고무 스퀴즈(squeegee) 몸체와, 소수성 고분자 막 형성요소(film former)와 소수성-가능 제(hydrophobicity - enabling agent)를 포함하는 물 반발성 화합물을 포함하는 물 반발성 와이퍼 블레이드를
포함하는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 물 반발성 표면 처리제는 폴리실록산, 크롤로실란 화합물, 알콕시실란 화합물, 실라잔 화합물 및 이들 화합물의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함하는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 물 반발성 표면 처리제는 크림, 로션, 에멀션, 솔루션, 또는 솔리드 형태의 운반 유체에 제공되는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 고분자 막 형성 요소는 폴리올 수지, 우레탄 수지, 플루오르 수지, 에폭시 수지, 및 실리콘 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택된 화합물을 포함하는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 물 반발성 화합물은 그라파이트, PTFE , 및 2 유화 몰리브덴 분말로 구성되는 그룹으로부터 선택된 마찰 감소제를 더 포함하는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 물 반발성 화합물은 폴리알킬실록산 실리콘 유체인, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 6항에 있어서, 상기 폴리알킬실록산 실리콘 유체는 변형된 폴리알킬실록산 실리콘 유체인, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 결과적인 코팅은 적어도 20,000 닦음 사이클 동안 적어도 60 도의 물 접촉 각도를 유지하는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
제 1항에 있어서, 결과적인 코팅은 적어도 40,000 닦음 사이클 동안 적어도 60 도의 물 접촉 각도를 유지하는, 윈드실드 표면상에 물 반발성 코팅을 형성하기 위한 시스템.
표면의 물 반발성을 향상하기 위한 방법으로서,
실리콘-함유 화합물을 포함하는 물 반발성 표면 처리제를 상기 표면에 가하는 단계와,
천연 또는 합성 또는 반-합성 고무 스퀴즈 몸체와, 소수성 고분자 막 형성요와 폴리알킬실록산 실리콘 유체를 포함하는 물 반발성 화합물을 포함하는 물 반발성 와이퍼 블레이드로 표면을 닦는 단계를
포함하는, 표면의 물 반발성을 향상하기 위한 방법.