WO2009043743A1 - Gleitlack zur beschichtung von wischblättern eines scheibenwischers - Google Patents

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Yves Verburgh
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a lubricating varnish, to a wiper blade of a windshield wiper with a coating based on the lubricating varnish and to a method for producing the wiper blade according to the preamble of the independent claims.
  • Wiper blades of windshield wipers are generally designed on the basis of elastomeric profiles, so that an optimal contact between the wiper blade and to be cleaned glass surface is ensured regardless of the contour of the surface.
  • wiper blades have a wiper rubber profile which is designed, for example, on the basis of natural rubber, chloroprene, a silicone rubber or a polyurethane rubber.
  • rubber materials in contact with a glass surface to be cleaned show high coefficients of friction, so that a high expenditure of force is required for the horizontal movement necessary for cleaning the glass surface. Furthermore, it comes to strongly rattling noises.
  • US Pat. No. 6,730,360 discloses, for example, the use of a surface coating for elastomer profiles which is produced by the application of a bonded coating which, besides a polyurethane and a siloxane, contains a polyamide powder, a polyethylene powder or a polyamide solution.
  • a surface coating for elastomer profiles which is produced by the application of a bonded coating which, besides a polyurethane and a siloxane, contains a polyamide powder, a polyethylene powder or a polyamide solution.
  • These lubricants contained in the lubricating varnish are assigned to the type of hard particles that protrude topologically from the coating and thus act as spacers between the wiper blade and glass surface to be cleaned. This is with the negative effect of a reduced wiping quality, which manifests itself, for example, in banding.
  • the particles have only a low adhesion to the coating matrix, so that they can be easily removed from the surface during use of the wiper blade rubber
  • the object of the present invention is to provide a lubricating varnish for coating rubber materials and a method for producing wiper blades containing the same, which enables the production of wiper blades for wiper blades, which exhibit a low coefficient of friction with a simultaneously good wiping pattern.
  • the object underlying the invention is achieved in an advantageous manner by a lubricating varnish for coating rubber materials, a wiper blade of a windshield wiper, which comprises a surface coating based on the lubricating varnish, and by a method for producing the same with the characterizing features of the independent claims.
  • the bonded coating according to the invention makes it possible to coat wiper rubber profiles, so that they are highly resistant to abrasion and exhibit a substantially haze-free wiping pattern.
  • the coating thus produced is formed by a composite structure comprising a filler component formed of soft particles such as graphite as a lubricant, and a suitably hardening binder component.
  • the relatively soft lubricant particles ensure a high wiping quality of the resulting wiper blade and the hard binder component used for a firm attachment of the lubricant particles to the surface of the wiper blade with the positive side effect of a low friction coefficient and a high abrasion resistance.
  • the wiper blade according to the invention is also suitable for cleaning hydrophobic windshields of motor vehicles. Due to their water-repellent effect, it is not possible when exposed to moisture Forming a water film acting as a lubricant on the surface thereof. In this respect, wiper blades when wiping such a hydrophobic glass surface show a comparable behavior as on a dry surface. For this reason, the cleaning of hydrophobic windshields requires a coating that allows excellent sliding properties with high abrasion resistance with a satisfactory wiping pattern. If such a wiper rubber coating is made on the basis of graphite or molybdenum disulfide, these lead to a reduction in the coefficient of friction of the wiper blade on a glass surface to be cleaned.
  • a hydroxyl-modified polyester and / or polyacrylate is used as the resin component of the bonded coating. If a melamine-formaldehyde and / or an isocyanate crosslinking agent is used to cure the resin component, then, together with graphite as the filler component, a polymer matrix is formed which is hard enough despite a high volume fraction of graphite to ensure adequate binding of the filler component acting as a lubricant particle to allow the coating matrix.
  • the production of a wiper blade comprising the above-described coated rubber material is carried out in such a way that firstly a squeegee is produced in the form of a double profile and coated with a lubricating varnish. Subsequently, the separation of the wiper rubber profiles and finally a cross-linking of the lubricating varnish takes place. In this way, wiper rubber profiles are produced which are not coated with a lubricating varnish in the area of their cut surface bounded by the cut edges, which later forms the area of a glass pane facing the glass pane.
  • the wiper blade due to the wiping movement is so far inclined that it slides with its coated with lubricating lacquer cutting edge over the glass surface, but at the reversal point of the wiper movement over its entire surface rests with its uncoated cutting surface on the glass and with opposite movement of the wiper blade with his second with
  • Coating coated cutting edge comes into contact with the glass pane.
  • Friction coefficient and a good wiping pattern shows.
  • the squeegee rubber profile with its un coated cut surface comes into contact with the glass pane to be cleaned, whereby due to the high coefficient of friction of the uncoated rubber material, a rapid folding operation without appreciable noise development occurs and the squeegee profile rapidly becomes available for an opposite wiping motion.
  • the invention relates to a bonded coating for the coating of rubber materials, such as wiper blades of wiper blades for windshield wipers of a motor vehicle.
  • squeegee rubbers comprise a matrix of a rubber material containing as rubber components, for example, natural rubber (NR), polychloroprene (CR), EPDM, polyisoprene (IR), polybutadiene (BR), polystyrene butadiene (SBR), polyacrylonitrile butadiene (NBR), mixtures of polyacrylonitrile butadiene with PVC, or mixtures of said rubber materials with each other.
  • the rubber material is coated with a lubricating varnish comprising a soft dry lubricant as filler component B and a relatively hard binder component A in the cured state.
  • a lubricating varnish comprising a soft dry lubricant as filler component B and a relatively hard binder component A in the cured state.
  • the filler component B for example, graphite is used. This is contained in the lubricating varnish with a proportion of 3 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight and in particular 7 to 10% by weight, in anti-friction varnish.
  • the lubricating varnish contains a resin component A which is formed, for example, by a polyacrylate and / or a polyester or contains this.
  • a hydroxyl-modified polymer is used as the resin component A.
  • the degree of modification with hydroxyl groups is, for example, from 0.5 to 20% by weight, preferably from 1 to 15% by weight, in particular from 2 to 10% by weight, the percentages in each case referring to the amount of hydroxy functions per 100 g of polymer.
  • the proportion of binder component A in the cured bonded coating is, for example, between 1 and 30% by weight, preferably 1.5 to 20% by weight, in particular 1.7 to 9% by weight.
  • a hardener component C is added to the bonded coating.
  • the hardener component C may be, for example, an isocyanate or a hardener based on a melamine / formaldehyde resin.
  • the proportion of hardener component C in the hardened bonded coating is, for example, between 0.2 and 20% by weight, preferably between 0.5 and 15
  • the proportion of binder component A in the resulting coating of the rubber material is, for example, 5 to 50% by weight. preferably 10 to 45% by weight and in particular 20 to 45% by weight;
  • the proportion of filler component B is, for example, from 30 to 80% by weight, preferably from 35 to 70% by weight and in particular from 35 to 65% by weight, and the proportion of hardener component C is, for example, from 0.5 to 45% by weight, preferably from 4 to 40 % By weight and in particular 7 to 38% by weight.
  • Profile surface are performed. This has the advantage that an additional hardening or chemical modification of the rubber surface can be achieved, whereby the adhesion of a coating formed by application of a bonded coating can be improved. Thereafter, the double profile is coated with the above-mentioned bonded coating and then the double strand in
  • An aqueous lubricating varnish solution which comprises, as binder component A, a hydroxyl-functionalized polyacrylate, as filler component B graphite and, as hardness component C, a methyliminomelamine aminoplast hardener (for example Cymel
  • the bonded coating has the following composition:
  • Binder component A 9 parts by weight
  • the binder component A has a hydroxyl group content of 3.3%.
  • the bonded coating is applied to a double-stranded wiper blade made of a chlorinated rubber such as CR. After a drying step to remove the solvent, the squeegee double profile is separated by longitudinal section into two individual profiles. The individual profiles are cured at a temperature of about 150 0 C for a period of 5 to 20 minutes, wherein a coating is formed with a layer thickness of about 4 microns and the following composition:
  • Binder component A 41.3% by weight
  • Filler component B 45.7% by weight
  • Proportions of binder A and hardener C from 45.7 to 54.3, resulting in good sliding properties of the squeegee.
  • the strong bonding of the graphite particles to the coating results in excellent abrasion resistance.
  • the wiping pattern is free of haze.
  • Example 1 described.
  • the resulting coating with a layer thickness of approximately 4 ⁇ m has the following composition:
  • the bonded coating has the following composition:
  • Binder Component A 5.5 parts by weight - filler component B 8.3 parts by weight
  • Hardener component C 2.25 parts by weight
  • test specimen used was a squeegee rubber profile as in Example 1; After coating with the above-described bonded coating, first a drying or gelation step was carried out to evaporate the solvent and subsequently the double profile was separated into two individual profiles. These were cured at 130 ° C. for about 30 minutes, resulting in a solid 4 ⁇ m thick coating having the following composition:
  • Binder component A 34.3% by weight
  • Hardener component C 14.0% by weight
  • a lubricating varnish comprising a hydroxyl-functionalized polyacrylate having a hydroxyl content of 2.0% as binder component A, natural graphite as filler component B and an aliphatic polyisocyanate in the form of hexamethyl diisocyanate as curing component C having the following composition is used:
  • Binder component A 6.6 parts by weight
  • Filler component B 15.0 parts by weight
  • Hardener component C 1.7 parts by weight - accelerator (in solution) 1.1 parts by weight
  • Binder A and Hardener C from 64.3 to 35.7 with good physical properties and a haze-free wiping pattern.
  • a lubricating varnish which contains a hydroxyl-functionalized polyester having an average hydroxyl content of 4.5% as binder component A, natural graphite as filler component B and an isocyanate hardener as hardener component C.
  • the result is a lubricating varnish of the following composition:
  • Binder component A 6.6 parts by weight
  • the ratio of the filler content to the sum of the proportions of binder A and hardener C is 63.6 / 36.4. This results in excellent physical properties and a haze-free wiping pattern.
  • An aqueous lubricating varnish composition which, as binder component A, is a mixture of a hydroxyl-functionalized polyacrylate as binder component Al and of a hydroxyl-functionalized one
  • the bonded coating has the following composition:
  • Hardener component C 9.8 parts by weight
  • the binder component Al has a hydroxyl group content of 3.9% by weight and the binder component A2 has a hydroxyl group content of 2.5% by weight.
  • the bonded coating is applied to a double-stranded wiper blade made of a chlorinated rubber such as CR. After a drying step to remove the solvent, the wiper blade double profile is heated to a temperature of about 150 0 C for a period of 10 to 20 minutes, with a chemically crosslinked coating is formed with a layer thickness of about 3 microns and the following composition:
  • Binder component A2 3.8% by weight filler component Bl 34.2% by weight
  • Hardener component C 37.2% by weight
  • the squeegee double profile is separated by longitudinal section into two individual profiles.
  • the strong bonding of the graphite particles to the coating results in excellent abrasion resistance.
  • Example 6 coated rubber material measurements are carried out on a hydrophobic glass surface.
  • the coefficient of friction on a moist hydrophobic glass surface at a wiping speed of 30 cm / sec is 0.41 at the beginning and 0.58 after one hour wiping.
  • Microscopic examinations of the particularly stressed outer corners of the wiper lip show no mechanical damage.
  • the wiping pattern is free of haze.
  • An aqueous lubricating varnish composition comprising as binder component A a mixture of a hydroxyl-functionalized polyacrylate as binder component Al and a hydroxyl-functionalized polyester / polyurethane in the form of a copolymer or a mixture as Binder component A2 contains as well as filler component B a mixture of graphite as filler component B1 and polyethylene wax as filler component B2, and as hardener component C a methyliminomelamine amino hardener (eg Cymel 303 from Cytec) and conventional processing aids, is applied to the surface of an elastomer profile.
  • the bonded coating has the following
  • the binder component Al has a hydroxyl group content of 3.9% by weight.
  • the binder component A2 has a hydroxyl group content of 2.5% by weight.
  • the bonded coating is applied to a double-stranded wiper blade made of a chlorinated rubber such as CR.
  • the wiper blade double profile is heated to a temperature of about 150 0 C for a period of 10 to 20 minutes, wherein a chemically crosslinked coating is formed with a layer thickness of about 3 microns and the following composition:
  • Binder component A2 5.5% by weight
  • An aqueous lubricating varnish composition which contains as binder component A a hydroxyl-functionalized polyester / polyurethane in the form of a copolymer or a mixture, and as filler component B graphite and as
  • Hardener component C is a Methyliminomelaminaminoplashtärter (eg Cymel 303 from Cytec) and common processing aids, is applied to the surface of an elastomer profile.
  • the bonded coating has the following composition:
  • the binder component A has a hydroxyl group content of 3.9% by weight.
  • the bonded coating is applied to a double-stranded wiper blade made of a chlorinated rubber such as CR.
  • the wiper blade double profile is heated to a temperature of about 150 0 C for a period of 10 to 20 minutes, wherein a chemically crosslinked coating is formed with a layer thickness of about 3 microns and the following composition:
  • Binder component A 6.3% by weight
  • Filler component B 65.4% by weight

Abstract

Es wird ein Gleitlack zur Beschichtung von Gummimaterialen beschrieben, insbesondere für Wischblätter von Scheibenwischern, der eine Harzkomponente (A) und eine Füllstoffkomponente (B) umfasst, wobei die Harzkomponente (A) ein Polyacrylat und/oder ein Polyester beinhaltet, und wobei die Füllstoffkomponente (B) zumindest teilweise durch Graphit gebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Gleitlack zur Beschichtung von Wischblättern eines Scheibenwischers
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gleitlack, auf ein Wischblatt eines Scheibenwischers mit einer Beschichtung auf Basis des Gleitlacks sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Wischblatts nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Wischblätter von Scheibenwischern sind generell auf der Basis elastomerer Profile ausgeführt, damit ein optimaler Kontakt zwischen Wischblatt und zu reinigender Glasoberfläche unabhängig von der Kontur der Oberfläche gewährleistet ist. Dazu weisen Wischblätter ein Wischgummiprofil auf, das beispielsweise auf der Basis von Naturkautschuk, Chloropren, einem Silikongummi oder einem Polyurethangummi ausgeführt ist. Allerdings zeigen Gummimaterialien im Kontakt mit einer zu reinigenden Glasoberfläche hohe Reibungskoeffizienten, so dass ein hoher Kraftaufwand für die zur Reinigung der Glasoberfläche nötige Horizontalbewegung aufzuwenden ist. Weiterhin kommt es dabei zu stark ratternden Geräuschen.
Um den Reibungskoeffizienten von Wischprofilen zu verringern, ist beispielsweise aus der US 6,730,360 die Verwendung einer Oberflächenbeschichtung für Elastomerprofile bekannt, die durch Aufbringung eines Gleitlacks erzeugt wird, der neben einem Polyurethan und einem Siloxan ein Polyamidpulver, ein Polyethylenpulver oder eine Polyamidlösung enthält. Diese im Gleitlack enthaltenen Schmiermittel sind dem Typus harter Partikel zuzuordnen, die topologisch aus der Beschichtung hervorstehen und somit als Abstandshalter zwischen Wischgummi und zu reinigender Glasoberfläche wirken. Dies ist mit dem negativen Effekt einer reduzierten Wischqualität verbunden, die sich beispielsweise in Streifenbildung äußert. Weiterhin weisen die Partikel nur eine geringe Adhäsion an die Beschichtungsmatrix auf, so dass sie während der Benutzung des Wischgummis leicht von der Oberfläche entfernt werden können.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gleitlack zur Beschichtung von Gummimaterialien sowie ein Verfahren zur Herstellung von Wischblättern, die diese enthalten, bereitzustellen, wodurch die Produktion von Wischgummis für Wischblätter ermöglicht wird, die einen geringen Reibwert bei gleichzeitig gutem Wischbild zeigen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird in vorteilhafter Weise durch einen Gleitlack zur Beschichtung von Gummimaterialien, einem Wischblatt eines Scheibenwischers, das eine Oberflächenbeschichtung auf der Basis des Gleitlacks umfasst, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung desselben mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Der erfindungsgemäße Gleitlack ermöglicht die Beschichtung von Wischgummiprofilen, so dass diese in hohem Maße abriebbeständig sind und ein im Wesentlichen trübungsfreies Wischbild zeigen. Die so erzeugte Beschichtung ist durch eine Kompositstruktur gebildet, die eine aus weichen Teilchen gebildete Füllstoffkomponente wie bspw. Graphit als Schmiermittel umfasst, sowie eine geeignet aushärtende Binderkomponente. Die verhältnismäßig weichen Schmierstoffteilchen sorgen für eine hohe Wischqualität des resultierenden Wischgummis und die verwendete harte Binderkomponente für eine feste Anbindung der Schmierstoffpartikel an die Oberfläche des Wischgummis mit dem positiven Nebeneffekt eines geringen Reibungskoeffizienten und einer hohen Abriebbeständigkeit.
Weiterhin eignet sich das erfindungsgemäße Wischblatt auch zur Reinigung hydrophober Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen. Aufgrund deren wasserabweisenden Effekts kommt es bei Einwirkung von Nässe nicht zur Ausbildung eines wie ein Schmiermittel wirkenden Wasserfilms auf der Oberfläche derselben. Insofern zeigen Wischblätter beim Wischen einer derartigen hydrophoben Glasoberfläche ein vergleichbares Verhalten wie auf einer trockenen Oberfläche. Aus diesem Grund setzt die Reinigung hydrophober Windschutzscheiben eine Beschichtung voraus, die exzellente Gleiteigenschaften mit hoher Abriebbeständigkeit bei befriedigendem Wischbild ermöglicht. Wird eine derartige Wischgummibeschichtung auf der Basis von Graphit oder Molybdändisulfid ausgeführt, so führen diese zu einer Verminderung des Reibungskoeffizienten des Wischblatts auf einer zu reinigenden Glasoberfläche.
Allerdings hängt die Effizienz von Graphit als Schmiermittel in hohem Maße von dessen Konzentration in der Oberflächenbeschichtung des Wischgummis ab. So neigen Graphitpartikel dazu, aufgrund ihrer Weichheit und deren üblicherweise benötigter hoher Konzentration in der Oberflächenbeschichtung und ihrer somit geringeren Anbindung an die Oberflächenbeschichtung zu einer raschen
Erosion, womit eine geringe Abriebbeständigkeit des Wischgummiprofils resultiert. Um einen ausreichend geringen Reibungskoeffizienten zu erzielen, wird Graphit oft der Beschichtung in Konzentrationen zugesetzt, die die kritische Pigmentvolumenkonzentration in der Beschichtung übersteigt und es somit aufgrund der geringen Anbindung des Schmiermittels an die Beschichtung zu einem hohen Abrieb kommt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So ist es von Vorteil, wenn als Harzkomponente des Gleitlacks ein hydroxylgruppenmodifiziertes Polyester und/oder Polyacrylat verwendet wird. Wird zur Härtung der Harzkomponente ein Melamin- Formaldehyd- und/oder ein Isocyanat- Vernetzungsmittel eingesetzt, so entsteht zusammen mit Graphit als Füllstoffkomponente eine Polymermatrix, die trotz einer hohen Volumenfraktion an Graphit hart genug ist, um eine ausreichende Anbindung der als Schmierstoffpartikel fungierenden Füllstoffkomponente an die Beschichtungsmatrix zu ermöglichen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erfolgt die Herstellung eines das vorbeschriebene beschichtete Gummimaterial umfassenden Wischblatts derart, dass zunächst ein Wischgummi in Form eines Doppelprofils hergestellt und mit einem Gleitlack beschichtet wird. Anschließend erfolgt zunächst die Vereinzelung der Wischgummiprofile und abschließend eine Vernetzung des Gleitlacks. Auf diese Weise werden Wischgummiprofile erzeugt, die im Bereich ihrer von den Schnittkanten begrenzten Schnittfläche, die später den einer zu reinigenden Glasscheibe zugewandten Bereich bildet, nicht mit einem Gleitlack beschichtet ist.
Im Betrieb wird das Wischgummiprofil aufgrund der Wischbewegung so weit geneigt, dass es mit seiner mit Gleitlack beschichteten Schnittkante über die Glasfläche gleitet, im Umkehrpunkt der Wischbewegung jedoch vollflächig mit seiner unbeschichteten Schnittfläche auf der Glasscheibe aufliegt und bei entgegengesetzter Bewegung des Wischgummiprofils mit seiner zweiten mit
Gleitlack beschichteten Schnittkante mit der Glasscheibe in Kontakt kommt.
Dies ist vorteilhaft, da während der Wischbewegung lediglich mit Gleitlack beschichtete Kompartimente des Wischgummiprofils mit der zu reinigenden Glasscheibe in Kontakt treten, wobei das Wischgummiprofil einen geringen
Reibungskoeffizienten und ein gutes Wischbild zeigt. Im Umkehrpunkt tritt das Wischgummiprofil mit seiner un beschichteten Schnittfläche mit der zu reinigenden Glasscheibe in Kontakt, wobei es aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten des unbeschichteten Gummimaterials zu einem raschen Umklapp- Vorgang ohne nennenswerte Geräuschentwicklung kommt und das Wischgummiprofil rasch für eine gegenläufige Wischbewegung zur Verfügung steht.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleitlack zur Beschichtung von Gummimaterialien, beispielsweise von Wischgummis von Wischblättern für Scheibenwischer eines Kraftfahrzeugs. Derartige Wischgummis umfassen eine Matrix aus einem Gummimaterial, das als Gummikomponenten beispielsweise Natur- kautschuk (N R), Polychloropren (CR), EPDM, Polyisopren (IR), Polybutadien (BR), Polystyrolbutadien (SBR), Polyacrylnitrilbutadien (NBR), Mischungen von Polyacrylnitrilbutadien mit PVC, oder Mischungen der genannten Gummimaterialien untereinander aufweist.
Um die physikalischen Eigenschaften eines derartigen Wischgummis wie
Reibungskoeffizient und Abriebbeständigkeit zu verbessern, wird das Gummimaterial mit einem Gleitlack beschichtet, der einen weichen Trockenschmierstoff als Füllstoffkomponente B und eine im ausgehärteten Zustand verhältnismäßig harte Binderkomponente A aufweist. Als Füllstoffkomponente B wird beispielsweise Graphit verwendet. Dieses ist im Gleitlack mit einem Anteil von 3 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.% und insbesondere von 7 bis 10 Gew.% im Gleitlack enthalten.
Weiterhin enthält der Gleitlack eine Harzkomponente A, die beispielsweise durch ein Polyacrylat und/oder ein Polyester gebildet ist oder dieses enthält.
Vorzugsweise wird als Harzkomponente A ein hydroxylgruppenmodifiziertes Polymer eingesetzt. Der Modifizierungsgrad mit Hydroxylgruppen beträgt beispielsweise 0,5 bis 20 Gew.%, vorzugsweise von 1 bis 15 Gew.%, insbesondere von 2 bis 10 Gew.%, wobei sich die Prozentangaben jeweils auf Menge an Hydroxifunktionen pro 100g Polymer beziehen.
Der Anteil der Binderkomponente A im ausgehärteten Gleitlack beträgt beispielsweise zwischen 1 und 30 Gew.%, vorzugsweise 1.5 bis 20 Gew.%, insbesondere 1.7 bis 9 Gew.%.
Zur Aushärtung der Binderkomponente A wird dem Gleitlack weiterhin bspw. eine Härterkomponente C zugegeben. Die Härterkomponente C kann beispielsweise ein Isocyanat oder ein Härter auf der Basis eines Melamin/Formaldehydharzes sein. Dabei beträgt der Anteil der Härterkomponente C im ausgehärteten Gleitlack bspw. zwischen 0,2 und 20 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0.5 und 15
Gew.%, insbesondere zwischen 1.5 und 9 Gew.%.
Nach der Aushärtung des Gleitlacks beträgt der Anteil der Binderkomponente A in der resultierenden Beschichtung des Gummimaterials bspw. 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 45 Gew.% und insbesondere 20 bis 45 Gew.%; der Anteil der Füllstoffkomponente B beträgt bspw. 30 bis 80 Gew.%, vorzugsweise 35 bis 70 Gew.% und insbesondere 35 bis 65 Gew.% und der Anteil der Härterkomponente C beträgt bspw. 0.5 bis 45 Gew.%, vorzugsweise 4 bis 40 Gew.% und insbesondere 7 bis 38 Gew.%.
Die Herstellung von Wischgummiprofilen für Wischblätter von Scheibenwischern erfolgt, indem zunächst das Wischgummiprofil in Form eines Doppelstrangs extrudiert oder durch Spritzguss erzeugt wird. Vor Beschichtung mit dem Gleitlack kann optional eine Halogenierung, insbesondere Chlorierung, der
Profiloberfläche durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine zusätzliche Härtung der bzw. chemische Modifizierung der Gummioberfläche erreicht werden kann, wodurch die Haftung einer durch Auftrag eines Gleitlacks gebildeten Beschichtung verbessert werden kann. Danach wird das Doppelprofil mit dem vorbeschriebenen Gleitlack beschichtet und anschließend der Doppelstrang in
Längsrichtung in zwei einzelne Profilstränge aufgetrennt, die wiederum zur Erzeugung einzelner Wischgummiprofile vereinzelt werden. Abschließend erfolgt eine Vernetzung des Gleitlacks.
Beispiel 1
Eine wässrige Gleitlacklösung, die als Binderkomponente A ein hydroxylgruppen- funktionalisiertes Polyacrylat, als Füllstoffkomponente B Graphit und als Härtekomponente C einen Methyliminomelaminaminoplasthärter (bspw. Cymel
327 der Firma Cytec) sowie übliche Verarbeitungshilfsstoffe enthält, wird auf die Oberfläche eines Elastomerprofils aufgetragen. Der Gleitlack hat dabei folgende Zusammensetzung:
- Binderkomponente A 9 Gewichtsteile,
- Füllstoffkomponente B 10 Gewichtsteile
- Härterkomponente C 2.8 Gewichtsteile,
- Polyacrylatverdickungsmittel 0.2 Gewichtsteile
- Butylglycol 14 Gewichtsteile - Demineralisiertes Wasser 50,5 Gewichtsteile Die Binderkomponente A weist ein Hydroxylgruppengehalt von 3,3 % auf. Zur Herstellung des Wischgummis wird der Gleitlack auf ein Doppelstrang- Wischgummiprofil aus einem chlorierten Gummi wie beispielsweise CR aufgebracht. Nach einem Trocknungsschritt zur Entfernung des Lösungsmittels wird das Wischgummidoppelprofil durch Längsschnitt in zwei Einzelprofile vereinzelt. Die Einzelprofile werden gehärtet bei einer Temperatur von ca. 150 0C für einen Zeitraum von 5 bis 20 Minuten, wobei eine Beschichtung entsteht mit einer Schichtdicke von ca. 4 μm und folgender Zusammensetzung:
Binderkomponente A 41,3 Gew.%
Füllstoffkomponente B 45,7 Gew.%
Härterkomponente C 13,0 Gew.%
Auf diese Weise resultiert ein Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der
Anteile an Binder A und Härter C von 45,7 zu 54,3, wodurch gute Gleiteigenschaften des Wischgummis resultieren. Durch die starke Anbindung der Graphitpartikel an die Beschichtung, resultiert eine hervorragende Abriebbeständigkeit.
Zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten eines mit einem Gleitlack gemäß Beispiel 1 beschichteten Gummimaterials werden Messungen auf einer hydrophilen Glasoberfläche und einer hydrophoben Glasoberfläche ausgeführt. So beträgt der Reibungskoeffizient auf einer feuchten hydrophilen Glasober- fläche bei einer Wischgeschwindigkeit von 30 cm/sec 0,48 zu Beginn der
Messung und 0.40 nach einer Stunde Wischtätigkeit. Auf einer feuchten hydrophoben Glasoberfläche resultieren Reibungskoeffizienten bei einer Wischgeschwindigkeit von 30 cm/sec von 0,37 zu Beginn und 0,35 nach einer Stunde Wischtätigkeit. Mikroskopische Untersuchungen der besonders beanspruchten Außenecken der Wischlippe zeigen keine mechanische
Beschädigung. Das Wischbild ist trübungsfrei. Beispiel 2
Es wird ein vergleichbarer Gleitlack wie in Beispiel 1 eingesetzt, lediglich wird als Füllstoffkomponente B eine wasserbasierte Graphitdispersion eingesetzt. Es folgt die Herstellung eines mit einem Gleitlack beschichteten Wischgummis wie in
Beispiel 1 beschrieben. Die resultierende Beschichtung mit einer Schichtdicke von ca. 4 μm hat die folgende Zusammensetzung:
Binderkomponente A 41,2 Gew.% - Füllstoffkomponente B 45,8 Gew.%
Härterkomponente C 13,0 Gew.%
Es resultiert somit eine Beschichtung mit einem Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an Binder A und Härter C von 54,2/45,8. Es resultieren vergleichbare physikalische Eigenschaften wie in Beispiel 1 verbunden mit einem trübungsfreien Wischbild.
Beispiel 3
Eine nichtwässrige Gleitlacklösung, die als Binderkomponente A ein hydroxyl- gruppenfunktionalisiertes Polyacrylat mit einem Hydroxylgehalt von 2,0 %, als Füllstoffkomponente B Naturgraphit und eine Härtekomponente C auf der Basis eines aliphatischen Polyisocyanats basierend auf einem Hexamethyldiisocyanat aufweist sowie übliche Verarbeitungshilfsstoffe enthält, wird für die Oberfläche eines Elastomerprofils aufgetragen. Der Gleitlack hat dabei folgende Zusammensetzung:
Binderkomponente A 5.5 Gewichtsanteile - Füllstoffkomponente B 8,3 Gewichtsteile
Härterkomponente C 2.25 Gewichtsteile
Beschleuniger 1,0 Gewichtsteile
- XyIoI 29,2 Gewichtsteile
Methoxypropylacetat 20,8 Gewichtsteile - N-Butylacetat 29,7 Gewichtsteile
Als Probekörper wurde ein Wischgummiprofil wie in Beispiel 1 verwendet; nach Beschichtung mit dem oben beschriebenen Gleitlack wurde zunächst ein Trocknungs- bzw. Gelierungsschritt zur Verdampfung des Lösungsmittels vollzogen und nachfolgend das Doppelprofil in zwei Einzelprofile vereinzelt. Diese wurden bei 130 0C ca. 30 Minuten gehärtet, wobei eine feste 4 μm dicke Beschichtung mit folgender Zusammensetzung resultiert:
- Binderkomponente A 34,3 Gew.%
Füllstoffkomponente B 51,7 Gew.%
- Härterkomponente C 14,0 Gew.%
Es resultiert somit ein Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an Binder A und Härter C von 51,7/48,3 mit hervorragenden physikalischen
Eigenschaften und einem trübungsfreien Wischbild.
Beispiel 4
Es wird ein Gleitlack verwendet, umfassend ein hydroxylgruppen- funktionalisiertes Polyacrylat mit einem Hydroxylgehalt von 2,0 % als Binderkomponente A, Naturgraphit als Füllstoffkomponente B und einem aliphatischen Polyisocyanat in Form von Hexamethyldiisocyanat als Härterkomponente C mit folgender Zusammensetzung:
Binderkomponente A 6.6 Gewichtsteile
Füllstoffkomponente B 15,0 Gewichtsteile
Härterkomponente C 1.7 Gewichtsteile - Beschleuniger (in Lösung) 1,1 Gewichtsteile
- XyIoI 22,5 Gewichtsteile Methoxypropylacetat 22,5 Gewichtsteile
- N-Butylacetat 25,7 Gewichtsteile Der Gleitlack wird auf einen Wischgummiprobekörper mittels dem in Beispiel 3 beschriebenen Auftragungsverfahren aufgebracht. Es resultiert ein Wischgummikörper mit einer 4 μm dicken Beschichtung folgender Zusammensetzung:
- Binderkomponente A 28,4 Gew.% Füllstoffkomponente 64,3 Gew.% Härterkomponente C 7,3 Gew.%
Somit resultiert ein Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an
Binder A und Härter C von 64,3 zu 35,7 mit guten physikalischen Eigenschaften und einem trübungsfreien Wischbild.
Beispiel 5
Es wird ein Gleitlack verwendet, der ein hydroxylgruppenfunktionalisiertes Polyester mit einem durchschnittlichen Hydroxylgehalt von 4,5 % als Binderkomponente A enthält, Naturgraphit als Füllstoffkomponente B und einen Härter auf Basis eines Isocyanates als Härterkomponente C. Es resultiert ein Gleitlack folgender Zusammensetzung:
Binderkomponente A 6.6 Gewichtsteile
Füllstoffkomponente B 18,0 Gewichtsteile - Härterkomponente C 3.7 Gewichtsteile
Beschleuniger (in Lösung) 1,1 Gewichtsteile
- XyIoI 22,0 Gewichtsteile Methoxypropylacetat 22,0 Gewichtsteile
- N-Butylacetat 25,9 Gewichtsteile
Es wird ein Wischgummiprobekörper wie in Beispiel 1 verwendet, der mittels eines Herstellungsverfahrens gemäß Beispiel 3 mit einer Gleitlackbeschichtung versehen wird. Es resultiert eine 4 μm dicke Beschichtung folgender Zusammensetzung: Binderkomponente A 23,3 Gew.%
Füllstoffkomponente B 63,6 Gew.%
Härterkomponente C 13,1 Gew.%
Das Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an Binder A und Härter C beträgt 63,6/36,4. Es resultieren hervorragende physikalische Eigenschaften und ein trübungsfreies Wischbild.
Beispiel 6
Ein wässrige Gleitlackzusammensetzung, die als Binderkomponente A eine Mischung eines hydroxylgruppenfunktionalisierten Polyacrylats als Binderkomponente Al und eines hydroxylgruppenfunktionalisierten
Polyester/Polyurethans in Form eines Copolymers oder einer Mischung als Binderkomponente A2 enthält, sowie als Füllstoffkomponente B eine Mischung von Graphit als Füllstoffkomponente Bl und Polyethylenwachs als Füllstoffkomponente B2 und als Härterkomponente C einen Methyliminomelaminaminoplasthärter (bspw. Cymel 303 der Firma Cytec) sowie übliche Verarbeitungshilfstoffe, wird auf die
Oberfläche eines Elastomerprofils aufgetragen. Der Gleitlack hat dabei folgende Zusammensetzung:
- Binderkomponente Al 3.7 Gewichtsteile - Binderkomponente A2 1.0 Gewichtsteile
- Füllstoffkomponente Bl 9.0 Gewichtsteile
- Füllstoffkomponente B2 2.8 Gewichtsteile
- Härterkomponente C 9.8 Gewichtsteile
- Polyacrylatverdickungsmittel 0.2 Gewichtsteile - Butylglycol 14.0 Gewichtsteile
- Demineralisiertes Wasser 56.4 Gewichtsteile
Die Binderkomponente Al weist einen Hydroxylgruppengehalt von 3.9 Gew.% auf und die Binderkomponente A2 weist ein Hydroxylgruppengehalt von 2.5 Gew.% auf. Zur Herstellung des Wischgummis wird der Gleitlack auf ein Doppelstrang- Wischgummiprofil aus einem chlorierten Gummi wie beispielsweise CR aufgebracht. Nach einem Trocknungsschritt zur Entfernung des Lösungsmittels wird das Wischgummidoppelprofil auf eine Temperatur von ca. 1500C für einen Zeitraum von 10 bis 20 Minuten erwärmt, wobei eine chemisch vernetzte Beschichtung entsteht mit einer Schichtdicke von ca. 3 μm und folgender Zusammensetzung:
- Binderkomponente Al 14.1 Gew. %
- Binderkomponente A2 3.8 Gew. % - Füllstoffkomponente Bl 34.2 Gew. %
- Füllstoffkomponente B2 10.7 Gew. %
- Härterkomponente C 37.2 Gew. %
Auf diese Weise resultiert ein Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an Binder Al und A2 sowie des Härters C (Bl+ B2) / (Al + A2 + C) von 44.9 / 55.1.
Das Wischgummidoppelprofil wird durch Längschnitt in zwei Einzelprofile vereinzelt. Durch die starke Anbindung der Graphitpartikel an die Beschichtung, resultiert eine hervorragende Abriebbeständigkeit.
Zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten eines mit einem Gleitlack gemäß
Beispiel 6 beschichteten Gummimaterials werden Messungen auf einer hydrophoben Glasoberfläche ausgeführt. So beträgt der Reibungskoeffizient auf einer feuchten hydrophoben Glasoberfläche bei einer Wischgeschwindigkeit von 30 cm/sec 0.41 zu Beginn und 0.58 nach einer Stunde Wischtätigkeit. Mikroskopische Untersuchungen der besonders beanspruchten Außenecken der Wischlippe zeigen keine mechanische Beschädigung. Das Wischbild ist trübungsfrei.
Beispiel 7
Eine wässrige Gleitlackzusammensetzung, die als Binderkomponente A eine Mischung eines hydroxylgruppenfunktionalisierten Polyacrylats als Binderkomponente Al und eines hydroxylgruppenfunktionalisierten Polyester/Polyurethans in Form eines Copolymers oder einer Mischung als Binderkomponente A2 enthält, sowie als Füllstoffkomponente B eine Mischung von Graphit als Füllstoffkomponente Bl und Polyethylenwachs als Füllstoffkomponente B2, und als Härterkomponente C einen Methyliminomelaminaminoplasthärter (bspw. Cymel 303 der Firma Cytec) sowie übliche Verarbeitungshilfstoffe, wird auf die Oberfläche eines Elastomerprofils aufgetragen. Der Gleitlack hat dabei folgende
Zusammensetzung:
- Binderkomponente Al 3.7 Gewichtsteile
- Binderkomponente A2 1.0 Gewichtsteile - Füllstoffkomponente Bl 9.0 Gewichtsteile
- Füllstoffkomponente B2 2.8 Gewichtsteile
- Härterkomponente C 1.6 Gewichtsteile
- Polyacrylatverdickungsmittel 0.2 Gewichtsteile
- Butylglycol 14.0 Gewichtsteile - Demineralisiertes Wasser 56.4 Gewichtsteile
Die Binderkomponente Al weist einen Hydroxylgruppengehalt von 3.9 Gew. % auf. Die Binderkomponente A2 weist einen Hydroxylgruppengehalt von 2.5 Gew.% auf. Zur Herstellung des Wischgummis wird der Gleitlack auf ein Doppelstrang- Wischgummiprofil aus einem chlorierten Gummi wie beispielsweise CR aufgebracht.
Nach einem Trocknungsschritt zur Entfernung des Lösungsmittels wird das Wischgummidoppelprofil auf eine Temperatur von ca. 1500C für einen Zeitraum von 10 bis 20 Minuten erwärmt, wobei eine chemisch vernetzte Beschichtung entsteht mit einer Schichtdicke von ca. 3 μm und folgender Zusammensetzung:
- Binderkomponente Al 20.4 Gew. %
- Binderkomponente A2 5.5 Gew. %
- Füllstoffkomponente Bl 49.8 Gew. %
- Füllstoffkomponente B2 15.5 Gew. % - Härterkomponente C 8.8 Gew %
Auf diese Weise resultiert ein Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an Binder Al und A2 sowie des Härters C (Bl+ B2) / (Al + A2 + C) von 65.3 / 34.7. Das Wischgummidoppelprofil wird durch Längschnitt in zwei Einzelprofile vereinzelt. Durch die starke Anbindung der Graphitpartikel an die Beschichtung, resultiert eine hervorragende Abriebbeständigkeit.
Beispiel 8
Eine wässrige Gleitlackzusammensetzung , die als Binderkomponente A ein hydroxylgruppenfunktionalisiertes Polyester/Polyurethan in Form eines Copolymers oder einer Mischung enthält, sowie als Füllstoffkomponente B Graphit und als
Härterkomponente C einen Methyliminomelaminaminoplasthärter (bspw. Cymel 303 der Firma Cytec) sowie übliche Verarbeitungshilfstoffe, wird auf die Oberfläche eines Elastomerprofils aufgetragen. Der Gleitlack hat dabei folgende Zusammensetzung:
- Binderkomponente A 1.3 Gewichtsteile
- Füllstoffkomponente B 13.6 Gewichtsteile
- Härterkomponente C 5.9 Gewichtsteile
- Polyacrylatverdickungsmittel 0.1 Gewichtsteile - Butylglycol 2.0 Gewichtsteile
- Demineralisiertes Wasser 51.8 Gewichtsteile
Die Binderkomponente A weist einen Hydroxylgruppengehalt von 3.9 Gew.% auf. Zur Herstellung des Wischgummis wird der Gleitlack auf ein Doppelstrang- Wischgummiprofil aus einem chlorierten Gummi wie beispielsweise CR aufgebracht.
Nach einem Trocknungsschritt zur Entfernung des Lösungsmittels wird das Wischgummidoppelprofil auf eine Temperatur von ca. 1500C für einen Zeitraum von 10 bis 20 Minuten erwärmt, wobei eine chemisch vernetzte Beschichtung entsteht mit einer Schichtdicke von ca. 3 μm und folgender Zusammensetzung:
- Binderkomponente A 6.3 Gew. %
- Füllstoffkomponente B 65.4 Gew. %
- Härterkomponente C 28.3 Gew % Auf diese Weise resultiert ein Verhältnis des Füllstoffanteils zur Summe der Anteile an Binder A und Härter C von 65.4 / 34.6. Das Wischgummidoppelprofil wird durch Längschnitt in zwei Einzelprofile vereinzelt. Durch die starke Anbindung der Graphitpartikel an die Beschichtung resultiert eine hervorragende Abriebbeständigkeit.

Claims

Ansprüche
1. Gleitlack zur Beschichtung von Gummimaterialen, insbesondere von
Wischblättern von Scheibenwischern, umfassend eine Binderkomponente (A) und eine Füllstoffkomponente (B), dadurch gekennzeichnet, dass die Binderkomponente (A) ein Polyacrylat und/oder ein Polyester beinhaltet, und dass die Füllstoffkomponente (B) zumindest teilweise durch Graphit gebildet ist.
2. Gleitlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyacrylat und/oder das Polyester hydroxylgruppenmodifiziert ist.
3. Gleitlack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyacrylat zu 2 bis 10% hydroxylgruppenmodifiziert ist.
4. Gleitlack nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyester eine Mischung oder ein Copolymer mit einem Polyurethan bildet.
5. Gleitlack nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass
Graphit mit einem Anteil von 3 bis 20 Gew.% im Gleitlack enthalten ist.
6. Gleitlack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Härterkomponente (C) enthalten ist.
7. Gleitlack nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Härterkomponente (C) ein Melamin-Formaldehyd-Härter und/oder ein Polyisocyanat ist.
8. Gleitlack nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Härterkomponente mit einem Anteil von 0.2 bis 20 Gew.% im Gleitlack enthalten ist.
9. Wischblatt eines Scheibenwischers, umfassend ein Gummiprofil, das aus einem Gummimaterial ausgeführt ist und das oberflächlich mit einer Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf der Basis eines Gleitlacks nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist.
10. Wischblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Schichtdicke von 1 bis 7 μm aufweist.
11. Wischblatt nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung im ausgehärteten Zustand eine Füllstoffkomponente (B) bezogen auf die Summe aus dem Anteil einer Binderkomponente (A) und einer Härterkomponente (C) im Verhältnis 40/60 bis 66/34 enthält.
12. Wischblatt nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung im ausgehärteten Zustand die Binderkomponente (A) mit einem Anteil von 5 bis 50 Gew.% enthält.
13. Wischblatt nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung im ausgehärteten Zustand die Füllstoffkomponente (B) mit einem Anteil von 30 bis 80 Gew.% enthält.
14. Wischblatt nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung im ausgehärteten Zustand die Härterkomponente (C) mit einem Anteil von 0.5 bis 38 Gew.% enthält.
15. Verfahren zur Herstellung eines Wischblatts nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Wischgummiprofil als Doppelprofil hergestellt und mit einem Gleitlack beschichtet wird, dass anschließend eine Vereinzelung der Wischgummiprofile erfolgt und abschließend eine Vernetzung des Gleitlacks durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleitlack ein
Gleitlack nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Wischgummiprofil vor der Beschichtung mit einem Gleitlack oberflächlich halogeniert wird.
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