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JP-2026514676-A - フロントガラスワイパーのワイパーブレード用コーティング組成物

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Abstract

本発明は、フロントガラスワイパーのワイパーブレード用のコーティング組成物に関するものであり、前記組成物は、少なくとも１種の樹脂と、分散された少なくとも１種の固体潤滑剤を３０～６０％含有する水相組成物であり、さらに、グラフェンを０．１～２％、好ましくは０．２～０．６％含有する。ここで、パーセンテージは組成物の総重量に対する重量比で示される。本発明はまた、前記組成物の製造方法、前記組成物の使用、および前記組成物で被覆されたフロントガラスワイパー用ワイパーブレードにも関するものである。

Inventors

  • アメリー、ノエル
  • リュシー、ブロサール

Assignees

  • ヴァレオ システム デシュヤージュ

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240329
Priority Date
20230329

Claims (13)

  1. フロントガラスワイパーのワイパーブレード用のコーティング組成物であって、前記組成物は、少なくとも１種の樹脂と、少なくとも１種の分散固体潤滑剤を３０％から６０％含有する水相組成物であり、さらに、０．１％から２％、好ましくは０．１％から１％のグラフェンを含み、前記固体潤滑剤はグラフェンとは異なるものであり、前記百分率は組成物の総重量に対する重量比で示すものである、組成物。
  2. ５％から２５％の固体潤滑剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載のコーティング組成物。
  3. 前記固体潤滑剤が黒鉛粒子および二硫化モリブデン粒子から選択されることを特徴とする、請求項１または２に載のコーティング組成物
  4. 前記樹脂が水相のアクリル、ビニル、スチレン系および／またはウレタンポリマーであることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１つに記載の組成物。
  5. 前記組成物の総重量に対して１０％から２５％の重量割合で樹脂エマルションまたは分散液を含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１つに記載のコーティング組成物。
  6. 増粘剤、展延剤、分散剤、消泡剤および紫外線防止剤から選択される少なくとも１つの添加剤をさらに含有することを特徴とする、請求項１～５のいずれか１つに記載のコーティング組成物。
  7. ポリマーマイクロビーズを含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１つに記載のコーティング組成物。
  8. グラフェンを０．２重量％から０．６重量％含有することを特徴とする、請求項１～７のいずれか１つに記載のコーティング組成物。
  9. 請求項１～８のいずれかに記載のコーティング組成物を調製する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法。 ａ） 固体潤滑剤の水相中での分散液を調製する工程、 ｂ） 工程ａで得られた分散液にグラフェン粒子を導入し、粒子と固体潤滑剤の分散液を得る工程、および ｃ） 工程ｂで得られた分散液に、少なくとも１種の水相樹脂を添加する工程。
  10. ステップｂ）において、前記グラフェンを水性媒体中の懸濁液の形態で導入することを特徴とする、請求項９に記載の製造方法。
  11. ステップｃ）の後、少なくとも１種の添加剤および／または溶媒を添加するステップを含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の製造方法。
  12. 請求項１～８のいずれか一つに記載の組成物、または請求項９～１１のいずれか一つに記載の方法により得られる組成物の、フロントガラスワイパー用ワイパーブレードの少なくとも部分的なコーティングのための使用。
  13. フロントガラスワイパー用のワイパーブレードであって、前記ワイパーブレードが、請求項１～８のいずれか１つに記載の組成物で少なくとも部分的に被覆されているものである、ワイパーブレード。

Description

本発明は、車両用フロントガラスワイパーのワイパーブレード用のコーティング組成物、その使用方法、およびその製造方法に関する。また、フロントガラスワイパー用のワイパーブレードに関し、前記ワイパーブレードは少なくとも部分的に前記組成物でコーティングされている。 自動車には、フロントガラスを洗浄および／または拭き取り、運転者の周囲環境の視認性を損なわないようにするフロントガラスワイパーシステムが一般的に装備されている。このシステムのワイパーは従来、角度を伴う往復運動を行うアームによって駆動される。これらのブレードは、例えばフロントガラスのようなガラスの外面に擦り付けられ、水を除去して運転者の視野から取り除く。従来型では、ワイパーはワイパーブレードを複数箇所で保持する関節式ヨークの形態で製造される。より新しい形態である「フラットブレード」では、ワイパーブレードを全長にわたって固定する半剛性アセンブリの形態で製造される。 一般的に、ワイパーブレードはエラストマーを基材とし、特に機械的特性、弾性、耐摩耗性、外部攻撃に対する耐性、あるいは製造工程の容易化を目的とした添加剤を配合した弾性変形可能な材料で構成される。これには例えば、補強用充填剤、可塑剤、加硫剤、紫外線・酸化・オゾン・摩耗防止剤などが含まれる。 自動車用フロントガラスワイパーのワイパーブレードの場合、これらのブレードは、移動するフロントガラスを効果的に拭き取る特性を有すると同時に、車両乗員にとって使用時の騒音快適性を確保しなければならない。すなわち、音波や騒音を発生させないようにする必要がある。しかし、ワイパーの使用中、ブレードとフロントガラスとの継続的な摩擦によりブレードが早期に摩耗し、拭き取り性能の低下だけでなく騒音の発生も引き起こす。 ブレードの摩耗により、ワイパーの他の部品や要素がまだ機能しているにもかかわらず、ワイパー全体を交換する必要が生じる。ワイパーブレードの寿命を延ばすため、米国特許第５，４４７，６４５号は、グラファイト、チタン酸ブチル、イソプロパノールを含む、ゴムの潤滑および保存のための組成物を記載している。この組成物には、紫外線安定剤や結合剤などの他の製品も含まれる場合がある。しかし、この組成物は本質的に可燃性が高く、特別な保管条件を必要とするため、非専門家による直接使用には適していない。 ＦＲ２９７７２５８は、フロントガラスワイパーのワイパーブレードを再生するのに有用な組成物について記載しており、これらの組成物は、５％から２５％の滑り性充填剤、好ましくは黒鉛粉末を含む水性組成物である。 ＵＳ２０２２／０２２０４０７は、有機媒体中でフロントガラスワイパーブレードをコーティングするための組成物について記載しており、これらは最大１６％のグラフェンを含み、グラフェンが固体潤滑剤全体を構成することが可能である。 本発明によるフロントガラスワイパーのワイパーブレードを示す。配合物中のグラフェン含有率に対するコーティング組成物の耐性改善率を示す。低グラフェン含有率の水性コーティングについて、窓洗浄液付着試験前後および氷付着試験の結果を示す。３つの組成物（対照品（グラフェンなし）、本発明品（グラフェン０．６％含有）、グラフェン１３．５％含有）から得られた乾燥摩耗試験結果を示す。 本発明において、「水相」という用語は、組成物の総重量に対して有機溶媒の含有量が１０重量％以下である組成物を意味すると理解される。有機溶媒の含有量は、好ましくは組成物総重量に対して５重量％以下、より好ましくは０重量％である。 組成物は一般に、５～５０％の水性溶媒、すなわち水および必要に応じて一つ以上の親水性共溶媒を含む媒体を含む。このような共溶媒は、例えばアルコール性、特にグリコール酸エステルである場合がある。 分散液中の固体潤滑剤の含有量は、組成物中に５％から２５％の固体潤滑剤を提供するように調整される。分散液は水相である。 組成物は、ＦＲ２９２５５０７に記載されるようなポリマーマイクロビーズまたは微粒子を含むこともできる。 本組成物は添加剤を含むこともできる。 本発明はまた、フロントガラスワイパー用ワイパーブレードを少なくとも部分的に被覆するためのコーティング組成物の使用に関する。 さらに本発明は、フロントガラスワイパーのワイパーブレードをコーティングするための組成物の製造方法に関する。 また本発明は、前記組成物で被覆された車両用フロントガラスワイパーのワイパーブレードに関する。 具体的には、本発明の文脈において、グラフェンを特定濃度で水性コーティング組成物に導入することにより、ブレードの摩擦特性および拭き取り品質特性を維持しつつ、コーティングの耐摩耗性を向上させることが可能であることが判明した。さらに、これらのグラフェン含有量の組成物はワイパーブレードへの密着性が良好であり、その性能は低温によって悪影響を受けない。 コーティングに優れた拭き取り性能を付与し、拭き取り時にブレードが水を適切に押し流し、水跡や水筋の形成を防止する。 本組成物は、グラフェンなどの材料を使用することにより環境に優しく健康に配慮したものであり、不燃性である。 ここで固体潤滑剤とは、グラフェン以外の成分を指す。 固体潤滑剤は、当業者が周知の潤滑剤から選択可能である。特に、グラファイト、二硫化モリブデンなどの天然潤滑剤、ならびにフッ化グラファイト、二硫化タングステン、窒化ホウ素、二セレン化タングステン・モリブデン・ニオブ、またはヨウ化チタン・二硫化チタンなどの合成潤滑剤、およびこれらを任意の比率で混合した各種混合物が挙げられる。 グラファイトおよび／または二硫化モリブデンが好ましく使用され、特に水系分散液形態の粉末グラファイトが最も好ましい。グラファイトの粒径は１０μｍ未満であることが望ましい。 前述のように、水系分散液中の固体潤滑剤濃度は３０～６０重量％である。 組成物中に分散されたグラフェン粒子および固体潤滑剤の分布は均一である。 グラフェンはシート状の二次元結晶性材料である。本発明の組成物に使用されるグラフェンは１～１０枚のシートからなり、２～１０μｍ、好ましくは５～１０μｍの微粒子形態である。 コーティング組成物中のグラフェン濃度は０．１％～２％、特に０．１％～１％、好ましくは０．２％～０．６％である。これらの濃度では、コーティングの耐性と拭き取り品質の向上が驚くべきことに観察される。より高い濃度では、乾燥摩耗試験性能が一時的に向上した後、劣化する可能性がある。性能曲線はガウス曲線を描く。耐性の向上は、２重量％を超える濃度、あるいは１重量％以上の濃度では低下する。 さらに、組成物中のグラフェン濃度を０．１％～２％、特に０．１％～１％、好ましくは０．２％～０．６％に選択することで、コーティングに優れた耐寒性・耐氷性が付与される。この特性は、寒冷地での使用を想定したワイパーブレードにおいて重要であり、コーティングの劣化を防ぎ、ブレード寿命を延長する。組成物中のグラフェン濃度が非常に高い場合、または有機媒体中の組成物では、コーティングの耐寒性が低下する。 したがって、組成物中のグラフェン濃度は、重量比で約０．１％から２％、特に０．１％から１％、さらに具体的には０．２％、０．３％、０．４％、０．５％または０．６％であることが望ましい。 樹脂は特に、水相中のアクリル系、ビニル系、スチレン系またはウレタン系のポリマーを少なくとも１種含む水相樹脂であることができる。ポリマーはホモポリマーまたはコポリマーであることができる。これらのポリマーは、互換性または所望の最終特性に応じて単独で使用されるか、混合されることができる。好ましくは、樹脂は水相中のアクリル系ポリマーを少なくとも１種含む。 これは特に、水相中のポリマーの分散液またはエマルジョンである場合がある。 樹脂は、低温における被覆膜の柔軟性を保持するため、ガラス転移温度が０℃以下、より好ましくは－２０℃以下であることが望ましい。 組成物中の樹脂の量は、所望の特性に応じて当業者によって調整される。一般に、組成物の総重量に対して樹脂エマルジョンまたは分散液が１０重量％から２５重量％であり、これは乾燥成分（溶媒を除く）の重量に対して樹脂が約３０重量％から５０重量％に相当する。 本発明の組成物は、増粘剤、展延剤、分散剤、消泡剤および紫外線防止剤から選択される少なくとも１種の添加剤を含んでもよい。 紫外線防止剤は、紫外線安定剤および紫外線防止剤を含む。 増粘剤は、変性セルロースおよび変性ウレタンポリマーから選択されることが好ましい。含有量は、組成物の総重量に対して重量百分率で０．５％以下であることが好ましい。 展延剤は、組成物の表面エネルギーを低減することを可能にする。特に、ジメチルシロキサン変性ポリエーテルなどのシリコーン系界面活性剤から選択され得る。 分散剤は、ガラス粒子や固体潤滑剤粒子などの粒子をより良好に分散させることを目的とする。分散剤は特に水溶性高分子剤であり、好ましくは、樹脂として使用される高分子または共重合体のイオン性形態を含む。例えば、樹脂がポリアクリル酸樹脂である場合には、ポリアクリレートが優先的に使用される。 組成物中に存在するポリマー微粒子ビーズは、ホモポリマーまたはコポリマーであるポリマーで構成され得る。微粒子ポリマーは特に、アクリレート系、フタル酸ジアリル系、エポキシ単位系、酢酸ビニル－エチレン系、尿素－ホルムアルデヒド系、フェノール系、アミド系（例：ナイロン）、炭酸系、フッ素系ポリマー（例：ポリテトラフルオロエチレン）、 有機シロキサン、不飽和エステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、イミド、アミドイミド、プロピレン、スチレン、スルホン、エーテルスルホン、ウレタン、塩化ビニルを基とするポリマーから選択され得る。これらのポリマーは、互換性または所望の最終特性に応じて単独で、または混合して使用され得る。微粒子のポリマーは、好ましくは疎水性ポリマーであり、酸素含有溶媒に耐性がある。特に、アクリレート系、アミド系（例えばナイロン）、カルボネート系、フッ素系ポリマー、有機シロキサン系、スチレン系ポリマーから選択され得る。ポリマーは、好ましくはポリオルガノシロキサンなどのシリコーンから選択される。ポリメチルシルセスキオキサンが優先的に使用される。ポリマー微粒子を、微小球の分散を生じさせるのに十分な量で分散液に導入する。 組成物は、その後のワイパーブレードへの塗布を容易にするため均質であるべきである。均質性は、樹脂中のグラフェン粒子の分布の均一性によって評価でき、混合物の任意の点において、少なくとも肉眼的に見て粒子の過剰分布または不足分布が生じないことが求められる。当業者は、分布が均質であるかどうかを肉眼または顕微鏡で認識する方法を知っている。 したがって、本発明は、本明細書に定義されるコーティング組成物を調製する方法にも関する。前記方法は以下の工程を含む： ａ） 固体潤滑剤の水相分散液を調製する、 ｂ） 工程ａで得られた分散液にグラフェン粒子を導入し、粒子と固体潤滑剤の分散液を得る、 ｃ） 工程ｂで得られた分散液に、少なくとも１種の水相樹脂を添加する。 特に、第一のステップにおいて、グラファイト分散液などの固体潤滑剤の分散液を調製し、その後、粉末状のグラフェンと混合する。 本発明の一変形例によれば、市販の即用型潤滑剤分散液を使用する。ステップａには、このような即用型分散液を使用する場合も含まれることは言うまでもない。 本発明の実施形態の一つによれば、グラフェンは乾燥粉末の形態で導入される。 本発明の別の実施形態によれば、グラフェンは水性媒体中の懸濁液の形態で導入される。懸濁液中のグラフェン濃度は、上述の最終グラフェン濃度を得るように調整される。例えば、重量百分率４％のグラフェンを含む懸濁液が使用される。この場合、懸濁液の量は特に２．５％