KR101006778B1

KR101006778B1 - 차량용 와이퍼 블레이드 코팅 조성물 및 차량용 와이퍼 블레이드

Info

Publication number: KR101006778B1
Application number: KR1020090020095A
Authority: KR
Inventors: 마사히토 시마다; 이선례; 이창수
Original assignee: 나오테크(주)
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2011-01-10
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: US8258219B2; EP2407520A2; KR20100101749A; CA2755232C; EP2407520A4; CA2755232A1; US20100234489A1; EP2407520B1; WO2010104326A2; WO2010104326A3

Abstract

본 발명은 차량용 와이퍼 블레이드 코팅 조성물 및 차량용 와이퍼 블레이드에 관한 것으로, 실리콘계 왁스류가 실리콘 오일에 용해되어 액상의 상태로 고체 윤활제와 장기간 공존할 수 있도록 조성한 코팅용 조성물과 이를 적어도 립부에 코팅함으로써 작동에 따라 이러한 성분들이 도막 표면에 용출하여 와이퍼 블레이드와 글라스의 마찰에 의해 글라스로 이행함으로써 글라스 표면에 강고하고 내구성이 뛰어난 발수 피막을 형성할 수 있도록 한 와이퍼 블레이드를 제공한다.

Description

차량용 와이퍼 블레이드 코팅 조성물 및 차량용 와이퍼 블레이드{Composition for coating wiper blade and wiper blade}

본 발명은 차량용 와이퍼 블레이드 코팅 조성물 및 차량용 와이퍼 블레이드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 전면 유리 등의 양호한 시계를 확보하기 위해 필요한 차량용 와이퍼 블레이드 코팅 조성물과 이를 적용하여 얻어지는 차량용 와이퍼 블레이드에 관한 것이다.

차량용 와이퍼 블레이드는 차량의 프론트 글라스 또는 리어 글라스에 부착된 빗물, 먼지 등을 닦아내는 역할을 한다. 그러나 비가 많이 올 때 등에는 와이퍼 블레이드를 작동하여도 닦여진 부분에 빗물이 체류하여 시계가 매우 불량해지는 경우가 있다.

또한 자동 세차기를 이용한 세차에 따라 왁스가 프론트 글라스에 부착되면 야간 운전시에 난반사를 일으켜 시계가 매우 불량해지게 된다. 또한, 유막이 형성되어 와이퍼 블레이드에 떨림이 발생하여, 와이퍼가 원활하게 작동하지 않게 되는 문제가 있을 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법의 일예로 프론트 글라스 면에 별도의 발 수처리제를 도포하여 발수피막을 형성시킴으로써 빗물 방울을 비산시키는 방법을 들 수 있다. 그러나 발수피막을 형성시킨다고 하더라도 양호한 시계를 확보하기 위해서는 와이퍼를 작동시켜 글라스 상의 빗물과 먼지 등을 제거할 필요가 있다. 또한 발수 처리한 글라스 면에 와이퍼 블레이드를 작동시키면 발수피막은 와이퍼 블레이드에 의한 마찰로 서서히 벗겨져, 단시간에 그 효과가 저하된다. 더욱이 발수제를 글라스에 도포하는 작업은 매우 번거로운 일이며, 발수처리를 하면 글라스 표면에 수막이 형성되지 않기 때문에 와이퍼 블레이드가 원활하게 작동하지 않고 떨림(채터링)이 생기는 문제가 있을 수 있다.

이와 관련된 문제를 해결하는 방법으로 대한민국특허공개 2002-0091721, 일본국 특허공개 平10-001640에 기재된 기술을 들 수 있는데, 여기서는 실리콘 파우더, 흑연, 2유화몰리브덴, 폴리테트라 플루오로에틸렌 등의 분말을 함유하는 도료를 와이퍼 립부에 코팅하는 것으로 프론트 글라스면과 와이퍼 블레이드의 마찰을 경감하여 발수 피막의 수명을 연장 할 수 있으며, 또한 작동성을 향상시킬 수 있는 것으로 기재하고 있다.

상술한 기술에서도 발수제를 글라스 상에 도포하는 것을 전제로 하고 있으므로, 발수제를 글라스 상에 도포하는 작업의 번거로움을 궁극적으로 해결할 수는 없다.

이에 와이퍼 블레이드 자체에 발수기능을 가지게 하는 시도가 이루어지기 시작했다. 이의 일환으로 일본특허공개 2000-16253에는 실란 화합물 또는 실리콘 오일을 함침한 다공질 입자를 함유하는 실리콘고무 조성물로 성형한 와이퍼 블레이드 에 의해, 와이퍼 블레이드를 작동시키는 것만으로 발수처리제에 의해 발수피막과 같은 피막을 형성하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 실리콘오일을 함유한 실리콘 고무 와이퍼블레이드는 종래의 천연 고무재질과 비교해 내마모성이 떨어지고 닦임성, 미끄럼성의 저하가 현저하다.

다른 일예로, 본 출원인은 실리콘오일을 함유한 피막을 와이퍼 블레이드의 립부에 형성하여, 와이퍼 블레이드를 작동시키는 것만으로 발수처리제에 의한 발수피막과 같은 피막을 형성하는 기술을 개발하여 출원하고 특허등록되었다(대한민국 특허 제543181호).

그러나 보다 장기간 발수성을 지속시켜주어 양호한 시계를 확보해 주며, 원활한 작동을 하는 와이퍼 블레이드에 대한 요구가 계속되오고 있다.

본 발명의 일 구현예에서는 별도의 유리 발수처리제를 프런트 글라스 등에 도포하는 작업을 필요로 하지 않고, 와이퍼 블레이드를 작동시키는 것만으로 발수처리제를 도포했을 때와 동등의 발수 피막을 형성할 수 있고, 장기간에 걸쳐 양호한 시야를 확보할 수 있으며, 원활한 작동을 가능케하는 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 별도의 유리 발수처리제를 프런트 글라스 등에 도포하는 작업을 필요로 하지 않고, 와이퍼 블레이드를 작동시키는 것만으로 발수처리제를 도포했을 때와 동등의 발수 피막을 형성할 수 있고, 장기간에 걸쳐 양호한 시야를 확보할 수 있으며, 원활하게 작동하는 와이퍼 블레이드를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현예에서는 결합제 수지 단독 또는 경화제와의 혼합물 100중량부(불휘발분 함량 기준); 융점이 30 내지 130℃인 실리콘계 왁스류 60 내지 1,200중량부; 실리콘계 오일류 60 내지 1,200중량부 및 고체 윤활제 60 내지 800중량부를 포함하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 의한 조성물에 있어서, 실리콘계 왁스류는 스테아릴 디메티콘 왁스, 스테아록시 트리메틸실록산 왁스, 비스 PEG-18 메틸에테르디메틸실란 왁스, 알킬 디메티콘 왁스 및 알킬 메틸 실록산 왁스 중에서 선택되는 적어도 하나의 왁스일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의한 조성물에 있어서, 실리콘계 오일류는 105℃로 ３시간 건조했을 때의 휘발분 함량이 10중량% 이하이고, 25℃에서의 동점도가 1㎟/s 내지 30,000㎟/s인 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의한 조성물에 있어서, 실리콘계 오일류는 폴리디메틸실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산(Decamethylcyclopentasiloxane), 메틸페닐 폴리실록산(Methylphenylpolysiloxane), 메틸하이드로겐폴리실록산(Methylhydrogenpolysiloxane), 아미노 관능성 폴리디메틸실록산(Amino functional polydimethylsiloxane), 옥타메틸 트리실록산(Octamethyl trisiloxane), 데카메틸 테트라실록산(Decamethyltetrasiloxane), 카르복시 관능성 폴리디메틸실록산(Carboxyl functional polydimethylsiloxane), 카르비놀 관능성 폴리디메틸실록산(Carbinol functional polydimethylsiloxane), 페놀 관능성 폴리디메틸실록산(Phenol functional polydimethylsiloxane), 플루오로 관능성 폴리디메틸실록산(Fluoro functional polydimethylsiloxane), 에폭시 관능성 폴리디메틸실록산(Epoxy functional polydimethylsiloxane), 알킬 관능성 폴리디메틸실록산(Alkyl functional polydimethylsiloxane) 및 폴리에테르 관능성 폴리디메틸실록산(Polyether functional polydimethylsiloxane) 중에서 선택되는 적어도 1종의 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의한 조성물에 있어서, 고체윤활제는 이황화 몰리브덴(MoS₂), 폴리 테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 흑연, 질화 붕소, 실리콘 수지, 나일론 수지 및 폴리에틸렌 수지 중에서 선택되는 적어도 1종의 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의한 조성물에 있어서, 결합제 수지는 폴리에스테르 폴리올 수지, 폴리에테르 폴리올 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 변성 우레탄 수지, 플루오로 올레핀계 수지, 폴리비닐리덴 디플루오라이드 수지, 테트라플루오로에틸렌 수지, 헥사플루오로 프로필렌 수지, 비닐리덴 플루오라이드 수지, 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지, 디글리시딜 에테르 수지, 실리콘 수지, 알킬 변성 실리콘 수지, 페닐 변성 실리콘 수지, 플루오르 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 아크릴 폴리올 수지, 실리콘 변성 아크릴 수지, 메틸메 타크릴레이트-부타디엔계 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔계 공중합체, 부타디엔계 수지, 클로로프렌 라텍스, 우레탄 라텍스 및 상온경화형 실리콘 수지 중에서 선택되는 적어도 1종의 것일 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 구현예에서는 상기 구현예들에 따른 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층을 포함하는 립(rib)부를 갖는 차량용 와이퍼 블레이드를 제공한다.

이때, 코팅층은 건조후 막두께가 3 내지 30㎛일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 의하면 윤활성 및 발수성이 뛰어난 피막을 형성하는 실리콘계 왁스와, 유리로 이행하기 쉬운 실리콘계 오일, 및 윤활성이 뛰어난 고체 윤활제를 함유 하는 코팅용 조성물을 제공함으로써 이를 적어도 립(rib)부에 코팅하여 얻어지는 와이퍼 블레이드를 장착하는 경우, 와이퍼 블레이드를 작동시키는 것만으로 자동적으로 프런트 글라스에 내구성이 뛰어난 발수 피막을 형성시킬 수 있고, 발수 피막에 의해 빗물이 비산하기 쉬워져 양호한 시야를 얻을 수 있고, 또 와이퍼 블레이드의 이음, 떨림의 발생을 방지해 원활하고 정숙하게 작동할 수 있음에 따라 안전하고 쾌적한 운행을 보장할 수 있다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 구현예에서는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물을 제공하는바, 이는 (1) 발수성 피막을 형성하는 실리콘계 왁스류, (2) 실리콘계 오일류, 및 (3) 고체 윤활제를, 결합제 용액(필요에 따라 경화제를 포함하거나 하지 않는)에 분산하여 얻어지는 것이다.

발수성 피막을 형성하는 실리콘계 왁스류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 사용 가능한 실리콘계 왁스류는 바람직하기로는 융점이 30℃ 내지 130℃, 좋기로는 60℃ 내지 130℃인 것이다. 만일 융점이 30℃ 보다 낮은 것을 사용하면 기온이 상승하는 옥외에서는 와이퍼 블레이드로부터 코팅층 도막이 유동해 탈락하거나 글라스 상에 형성되는 발수성 피막이 왁스류가 용해화하는 것에 의해서 파괴되어 발수 상태를 유지할 수 없게 되거나 물방울의 윤활성이 저하될 수 있다. 또한 융점이 130℃보다 큰 실리콘계 왁스류를 사용하면 기재와의 부착성이 저하되고, 피막을 형성하여 발수성을 나타내는 결합제의 수지와 이상 반응 내지는 반응 저해 등 악영향을 미칠 수 있다.

여기서 융점이란, 화학제품의 융점 및 용융범위 측정방법 (JIS K 0064)에서 규정하는 검사순서에 따라 융점측정기(FP62 YAMATO SCIENTIFIC CO., LTD.)로 측정한 값으로 정의된다.

이와 같은 융점을 만족하는 범위 내에서 사용할 수 있는 실리콘계 왁스의 비제한적인 일예로 스테아릴 디메티콘 왁스, 스테아록시 트리메틸실록산 왁스, 비스 PEG-18 메틸에테르디메틸실란 왁스, 알킬 디메티콘 왁스 및 알킬 메틸 실록산 왁스 등을 들 수 있으며, 이중 알킬 디메티콘 왁스 또는 알킬메틸 실록산 왁스가　발수성, 내구성, 오일에 대한 상용성 측면에서 특히 바람직할 수 있다. 상업화된 실리콘계 왁스의 비제한적인 일예로, 스테아릴 디메티콘 왁스로 BELSIL SDM5055(융점 30℃, Wacker Chemie AG製), 41M65(융점 30℃, Clariant 製), 2501 Cosmetic Wax (융점 32℃, Dow Corning 製) 등을 들 수 있고; 스테아록시 트리메틸실록산 왁스의 일예로 Silky Wax 10( 융점 36℃~56℃, Dow Corning 製), KF-7002(융점40~50℃, Shinetsu Chemical 製) 등을 들 수 있으며; Bis PEG-18 메틸에테르 디메틸실란 왁스로 2501 Cosmetic Wax(융점 30℃, Dow Corning 製)를 들 수 있고; 알킬 디메티콘 왁스로 W23 (융점 39~45℃, Wacker Chemie AG製)", 41M80(융점 65℃, Clariant 製), SF1642(융점 60~70℃, Momentive Performance Materials) 등을 들 수 있으며; 알킬메틸 실록산 왁스로 2-5088(융점 70℃, Dow Corning 製), ST Wax 30(융점 70℃, Dow Corning 製) 등을 들 수 있다.

실리콘계 왁스의 배합량은 후술하는 결합제 단독 또는 결합제와 경화제의 혼합량 100중량부(불휘발분 함량 기준)에 대해 60 내지 1,200중량부, 좋기로는 450 내지 900중량부인 것이 바람직할 수 있다. 그 함량이 60중량부 미만이면 충분한 발수성을 얻기 어렵고, 1,200중량부를 넘으면 도막의 강도가 저하하여 윤활 내구성이 떨어질 수 있다.

한편 본 발명의 코팅용 조성물 중 포함하는 실리콘계 오일은 각별히 한정되는 것은 아니지만, 사용 가능한 실리콘계 오일의 일예로는 오일은 폴리디메틸실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산(Decamethylcyclopentasiloxane), 메틸페닐 폴리실록산(Methylphenylpolysiloxane), 메틸하이드로겐폴리실록산(Methylhydrogenpolysiloxane), 아미노 관능성 폴리디메틸실록산(Amino functional polydimethylsiloxane), 옥타메틸 트리실록산(Octamethyl trisiloxane), 데카메틸 테트라실록산(Decamethyltetrasiloxane), 카르복시 관능성 폴리디메틸실록산(Carboxyl functional polydimethylsiloxane), 카르비놀 관능성 폴리디메틸실록산(Carbinol functional polydimethylsiloxane), 페놀 관능성 폴리디메틸실록산(Phenol functional polydimethylsiloxane), 플루오로 관능성 폴리디메틸실록산(Fluoro functional polydimethylsiloxane), 에폭시 관능성 폴리디메틸실록산(Epoxy functional polydimethylsiloxane), 알킬 관능성 폴리디메틸실록산(Alkyl functional polydimethylsiloxane) 또는 폴리에테르 관능성 폴리디메틸실록산(Polyether functional polydimethylsiloxane) 등을 들 수 있고, 이 중에서 폴리디메틸실록산, 메틸하이드로겐 폴리실록산, 아미노 관능성 폴리디메틸실록산이　발수성, 내구성 측면에서 특히 바람직할 수 있다. 이러한 실리콘계 오일류 중에서 성능을 고려하여 단독으로도 또는 2종류 이상을 병용해도 상관없다.

한편 실리콘계 오일류는 좋기로는105℃로 3시간 건조했을 때의 휘발분 함량이 10중량% 이하인 난휘발성인 것이, 해당 조성물을 코팅하여 건조, 경화시키는 공정에서 오일이 휘발하는 문제를 방지할 수 있는 측면에서 좋으며, 결과적으로 코팅층으로부터 실리콘계 왁스류를 글라스 상에 이행시킬 수 있게 되고 또한 오일 자체도 글라스 상에 이행될 수 있는 측면에서 유리할 수 있다. 여기서 휘발분 함량은 화학제품의 감량 및 잔분 시험방법（JIS K 0067）에서 규정하는 건조감량 순서에 따라 JIS R 3503에 규정하는 계량 용기에 오일 1g 양을 덜어내어 건조온도 105도에 서 3시간 건조한 후의 휘발분 함량을 측정한 값으로 정의된다. 또한 실리콘계 오일류는 좋기로는 25℃의 동점도가 1㎟/s 내지 30,000㎟/s 인 것이 발수 내구성 측면이나 도막으로부터 글라스 상으로의 이행 용이성 및 발수 피막 형성성 측면에서 유리할 수 있다.

이와 같은 역할을 하는 실리콘계 오일류의 배합량은 후술하는 결합제 단독 또는 경화제의 혼합량 100중량부(불휘발분 함량 기준)에 대해 60 내지 1,200중량부, 좋기로는 450 내지 900중량부인 것이 바람직하다. 실리콘계 오일류의 배합량이 60중량부 미만이면 충분한 발수성을 얻기 어렵고, 1,200중량부를 넘으면 도막의 강도가 약해져 윤활 내구성이 저하할 수 있다.

본 발명의 코팅용 조성물 중에 포함되는 고체 윤활제는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로 사용 가능한 고체 윤활제로서는, 이황화 몰리브덴(MoS₂), 폴리테트라 플루오르에틸렌(PTFE), 흑연, 질화 붕소, 실리콘 수지, 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지 등의 미분말을 들 수 있고, 흑연이 특히 바람직하다. 흑연은 매우 부드럽고 윤활성이 풍부한 층상 결정 광물로, 물에 접한 상태에서도 그 윤활성을 잃지 않기 때문에 건조 상태에서 습윤 상태로 변화하는 와이퍼 블레이드의 사용 상황에 비추어 바람직할 수 있다. 이러한 고체 윤활제는 좋기로는 흑연을 주성분으로 하는 것이며, 흑연을 주성분으로 하여 성능을 만족하면 단독으로도 사용 가능하며 ２종류 이상을 병용해도 상관없다.

또한 고체 윤활제는 평균 입경이 2 내지 15㎛인 것이 윤활성 내지는 와이퍼 블레이드의 닦임성 측면에서 유리할 수 있다.

고체 윤활제의 배합량은, 후술하는 결합제 단독 또는 경화제의 혼합물 총량 100중량부(불휘발분 함량 기준)에 대해 30 내지 800중량부, 좋기로는 300 내지 500중량부인 것이 바람직하다. 고체 윤활제의 배합량이 30중량부 미만이면 윤활성을 얻기 어렵고, 800중량부를 넘으면 도막의 강도가 저하되어 윤활 내구성이 떨어진다. 특히 흑연을 주성분으로 하여 2종류 이상을 병용할 때 바람직한 고체 윤활제의 배합량은 후술하는 결합제 단독 또는 경화제와의 혼합물 총량 100중량부에 대해 60 내지 800중량부, 좋기로는 300 내지 500중량부인 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물 중 포함되는 결합제는 특히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로 사용 가능한 결합제로서는 유용성 또는 수용성인 것을 불문하고, 폴리에스테르 폴리올 수지, 폴리에테르 폴리올 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 변성 우레탄 수지, 플루오로 올레핀계 수지, 폴리비닐리덴 디플루오라이드 수지, 테트라플루오로에틸렌 수지, 헥사플루오로 프로필렌 수지, 비닐리덴 플루오라이드 수지, 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지, 디글리시딜 에테르 수지, 실리콘 수지, 알킬 변성 실리콘 수지, 페닐 변성 실리콘 수지, 플루오르 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 아크릴 폴리올 수지, 실리콘 변성 아크릴 수지, 메틸메타크릴레이트-부타디엔계 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔계 공중합체, 부타디엔계 수지, 클로로프렌 라텍스, 우레탄 라텍스 및 상온경화형 실리콘 수지 등을 들 수 있고, 이중 우레탄계 수지 또는 실리콘계 수지가 특히 바람직할 수 있다. 우레탄계 수지는 유연성, 밀착성, 내마모성이 뛰어 나고, 실리콘계 수지는 슬립성, 비점착성 또는 발수성이 뛰어나다. 이러한 결합제 수지 중에서 와이퍼 블레이드 고무에 대한 밀착성, 추수(추종)성을 만족하면, 단독으로 또는 ２종류 이상을 병용해도 상관없다.

본 발명의 일 구현예에 의한 코팅 조성물을 제조하는 방법은 각별히 한정되는 것은 아니나, 결합제를 메틸 에틸 케톤, 톨루엔, 자일렌, 부틸 아세테이트, 에탄올 등의 유기용제 또는 물로 용해 희석하고, 그 용액 중에 실리콘계 왁스류, 실리콘계 오일류 및 고체 윤활제를 혼합하여 분산시켜 얻을 수 있다. 결합제를 용해, 희석하는 용제는 결합제를 완전하게 용해하는 용제를 사용하여 단독으로 또는 ２종류 이상을 병용할 수 있다. 또 필요에 따라서 분산제, 소포제, 레벨링제, 유화제, 자외선 흡수제, 침강 방지제등의 첨가제 및 카올린, 탈크, 실리카, 칼슘 카보네이트, 마이카, 이산화티탄, 알루미나, 실리콘 고무 파우더, 우레탄 고무 파우더, 실리콘 수지 파우더, 아크릴계 파우더 등과 같은 충전제를 더 첨가할 수 있다.

또한 상술한 코팅 조성물에 필요에 따라서 경화제 및 경화 촉매를 더한 후, 와이퍼 블레이드에 스프레이, 디핑, 솔칠 등에 의한 방법으로 코팅하고, 상온 경화 또는 가열 경화하여 코팅층을 형성할 수 있다. 이때 경화제로는 폴리이소시아네이트, 폴리아미드 아민, 지방족폴리아민, 지환족디아민, 제3급 아민 등을 사용할 수 있다. 또한 경화 촉매로서는 주석계, 백금계, 티탄계, 유기과산화물 등을 사용할 수 있다. 　

특히 와이퍼 블레이드의 립부에 코팅 조성물을 코팅하여 건조, 경화함으로써 와이퍼 블레이드를 제작할 수 있는바, 이때 형성된 코팅 도막의 두께는 건조 후 두 께를 기준으로 3 내지 30㎛, 좋기로는 7 내지 12㎛ 정도이면 윤활 내구성 내지 와이퍼 블레이드의 닦임성 측면에서 유리할 수 있다.

코팅 조성물을 코팅한 후 가열 경화시키는 경우 조건은 결합제의 경화 온도 및 와이퍼 블레이드 고무 재질의 내열 온도를 고려하여 설정할 수 있으며, 구체적인 일예로는 50 내지 180℃에서 10 내지 60분 정도일 수 있다. 일예로 와이퍼 블레이드의 재질이 천연 고무의 경우는 80℃ 이하로 가열 경화하는 것이 고무 물성에 영향을 주지 않는 측면에서 바람직할 수 있으며, 이러한 점을 고려하여 결합제를 선정할 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물을 코팅할 수 있는 와이퍼 블레이드의 재질은 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 그 일예로 천연 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 이소프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 및 이들의 혼합 조성물 등을 들 수 있다. 와이퍼 블레이드의 재질에 따라 코팅 조성물과의 밀착성을 고려하여 실란계의 프라이머 처리를 하고 나서 코팅할 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 일 구현예에 의한 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층에는 실리콘계 왁스류가 실리콘 오일에 용해되어 액상의 상태로 고체 윤활제와 장기간 공존하며, 이러한 코팅층을 포함하는 와이퍼 블레이드를 작동시키면 이러한 성분들이 도막 표면에 용출하여 와이퍼 블레이드와 글라스의 마찰에 의해 글라스로 이행함으로써 글라스 표면에 강고하고 내구성이 뛰어난 발수 피막을 형성시킬 수 있다. 특히 실리콘 오일류만을 포함하는 경우에 비하여 발수 효과의 내구성이 뛰어남과 동시에, 실리콘계 왁스류와 고체 윤활제의 상승효과에 의해 윤활성이 더욱 향상되어 작동이 원활하고 떨림이 없는 와이퍼 블레이드를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아님은 물론이다.

실시예 １　

폴리에스테르 폴리올 수지(NIPPOLAN1100 / Nippon Polyurethane Industry제) 57.2중량부를 메틸 에틸 케톤 5,900중량부와 톨루엔 5,900중량부의 혼합 용제에 용해 희석하고, 여기에 평균 입경 ５㎛인 인편상 천연 흑연(CX-3000/Chuetsu Graphite Works제) 450중량부, 폴리디메틸실록산(KF96-50cs/Shinetsu Chemical 製) 1,200중량부 및 알킬메틸실록산 왁스(2-5088, Dow Corning 製) 1,200중량부를 혼합하여 분산시킴으로써 코팅 조성물을 제조하였다.

여기에 경화제로 폴리이소시아네이트(CORONATE HX/Nippon Polyurethane Industry제) 42.8중량부를 첨가하여 결합제 및 경화제의 불휘발분 합계가 100중량부 되도록 하였다.

얻어진 코팅 조성무을 천연 고무재질의 와이퍼 블레이드에 스프레이로 코팅하여 80℃에서 30분간 경화하여 건조 후 코팅층 두께가 10㎛ 되도록 하였다.

실시예 ２~13 　

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하되, 다만 왁스류, 오일류, 고체 윤활제, 결합제 및 용제의 함량 및 종류를 다음 표 1과 같이 달리하였다.

표 1에 기재된 성분 함량의 단위는 중량부이다.

얻어지는 각각의 코팅 조성물을 상기 실시예 1과 같이 적용하여 와이퍼 블레이드를 얻었다.

성분		실 시 예
성분		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
왁스류	2-5088	1200	-	200	-	450	450	-	-	-	-	-	-
	W23	-	1200	-	600	-	-	900	60	150	-	-	-
	BELSIL SDM5055	-	-	-	-	-	-	-	-	-	900	-	-
	Silky Wax 10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	60	-
	2501 Cosmetic Wax	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	150
오일류	KF96-50cs	-	-	-	-	-	900	700	60	-	700	60	-
	KF9901	1200	-	500	600	-	-	-	-	-	-	-	-
	L656	-	1200	-	-	450	-	-	-	900	-	-	900
고체 윤활제	CX-3000	450	450	30	800	300	350	500	30	400	500	30	400
고체 윤활제	SST-4	-	-	30	-	-	100	-	-	400	-	-	400
결합제	NIPPOLAN 1100	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2	51.48	51.48	57.2	57.2	57.2
결합제	KR212	-	-	-	-	-	-	-	14.29	14.29	-	-	-
경화제	CORONATE HX	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8	38.52	38.52	42.8	38.52	38.52
용제	MEK	5900	5900	1718	4200	2600	3800	4400	500	3898	4400	500	3898
용제	톨루엔	5900	5900	1718	4200	2600	3800	4400	500	3898	4400	500	3898

실리콘계 왁스류

2-5088: 알킬메틸 실록산 왁스/ Dow Corning제품

W23: 알킬 디메티콘 왁스/ Wacker Chemie AG제품

BELSIL SDM5055: 스테아릴 디메티콘 왁스/ Wacker Chemie AG제품

Silky Wax 10: 스테아록시 트리메틸실록산 왁스/ Dow Corning제품

2501 Cosmetic Wax: 비스 PEG-18 메틸에테르디메틸실란 왁스/ Dow Corning 제품

실리콘계 오일

KF96-50cs: 폴리디메틸실록산(１０５℃로 ３시간 건조했을 때의 휘발분 함량이 0중량%, 25℃ 동점도 50㎟/s)/ Shinetsu Chemical제품

KF9901: 메틸하이드로겐 폴리실록산(１０５℃로 ３시간 건조했을 때의 휘발분 함량이 ５중량%, 25℃ 동점도 20㎟/s)/ Shinetsu Chemical제품

L656: 아미노 관능성 폴리디메틸실록산(１０５℃로 ３시간 건조했을 때의 휘발분 함량이 8중량%, 25℃ 동점도 25㎟/s)/ Wacker Chemie AG제품

고체윤활제

CX-3000: 평균 입경 ５㎛인 인편상 천연 흑연 /Chuetsu Graphite Works 제품

SST-4: 평균 입경 4㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌 / Shamrock Technologies 제품

결합제

NIPPOLAN1100: 불휘발분 함량 100wt%인 폴리에스테르폴리올 수지/ Nippon Polyurethane Industry제품

KR212: 불휘발분 함량 70wt%인 수산기 함유 실리콘 수지/ Shinetsu Chemical제품

경화제

CORONATE HX: 불휘발분 함량 100wt%인 폴리이소시아네이트/ Nippon Polyurethane Industry제품

용제

MEK: 메틸에틸케톤

비교예１

폴리에스테르 폴리올 수지(NIPPOLAN1100/Nippon Polyurethane Industry제) 57.2중량부를 메틸 에틸 케톤 1,300중량부와 톨루엔 1,300중량부의 혼합용제에 용해 희석하고, 여기에 평균 입경 5㎛인 인편상 천연 흑연(CX-3000/Chuetsu Graphite Works제) 450중량부, 폴리디메틸실록산(KF96-50cs/Shinetsu Chemical 제) 50중량부, 알킬메틸실록산 왁스(2-5088/Dow Corning 製) 50중량부를 혼합하여 분산시켜 코팅 조성물을 제조하였다.

여기에 경화제로 폴리이소시아네이트(CORONATE HX/Nippon Polyurethane Industry제) 42.8중량부를 더해 결합제 및 경화제와의 혼합물의 불휘발분 합계량이 100중량부가 되도록 하였다.

얻어진 코팅 조성물을 천연 고무재질의 와이퍼 블레이드에 스프레이로 코팅하여 80℃에서 30분간 경화하여 건조 후 코팅층 두께가 10㎛ 되도록 하였다. 　

비교예 ２~9

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하되, 다만 왁스류, 오일류, 고체 윤활제, 결합제 및 용제의 함량 및 종류를 다음 표 2와 같이 달리하였다.

표 2에 기재된 성분 함량의 단위는 중량부이다.

얻어지는 각각의 코팅 조성물을 상기 비교예 1과 같이 적용하여 와이퍼 블레이드를 얻었다.

성분		비 교 예
성분		2	3	4	5	6	7	8	9
왁스류	2-5088	1300	600	600	-	600	-	-	-
	W23	-	-	-	-	-	-	-	-
	CERAFLOUR 961	-	-	-	-	-	900	-	-
	41M40	-	-	-	-	-	-	900	-
	Paraffin wax -125	-	-	-	-	-	-	-	900
오일류	KF96-50cs	1300	600	600	600	-	700	700	700
고체 윤활제	CX-3000	450	20	900	450	450	500	500	500
결합제	NIPPOLAN1100	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2	57.2
경화제	CORONATE HX	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8	42.8
용제	MEK	6300	2640	4400	2300	2300	4400	2300	2300
용제	TOLUENE	6300	2640	4400	2300	2300	4400	2300	2300

왁스류

(1) CERAFLOUR 961: Polyethylene wax(융점 135℃)/ BYK Chemie제품

(2) 41M40: 알킬 메티콘 왁스(융점 20℃)/ Clariant 제품

(3) Paraffin wax-125: Paraffin wax(융점 53℃)/ Nippon seiro제품

실험예

상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드에 대해 다음과 같은 방법으로 접동성 및 초기 발수성을 평가하여 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

[접동성 시험]

JIS D5710에 규정되는 와이퍼 블레이드 성능 평가에 이용하는 시험 장치에 준거한 시험 장치를 사용해, 상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드를 무수 상태로 작동시켜 15분 후의 작동 전류치를 확인하였다.

한편, 코팅층을 갖지 않는 천연 고무재질의 와이퍼 블레이드를 이용하여 동일한 방법으로 평가하여 작동 전류치를 확인하였다. 이를 대조구로 하였다.

접동성의 평가는 대조구의 작동 전류치를 100으로 하여, 상기한 방법으로 얻어지는 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드의 작동 전류치를 환산하여 지수로 나타내었다.

이 지수가 작을수록 접동성이 뛰어나다고 말할 수 있다.

[발수성 시험]

JIS D5710에 규정된 와이퍼 블레이드 성능평가에 사용하는 시험장치에 준거한 시험장치를 사용하고, 상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드를 무수 상태에서 작동시켜 5분 후의 시험 장치의 글라스표면의 정적접촉각(contact angle)을 측정한다. 이 수치가 클수록 발수성이 우수하다고 할 수 있다. 정적접촉각 측정에는 접촉각 측정계(PCA-1, Kyowa Interface Science 제품)를 이용하였다.

또한 다음과 같은 방법으로 상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드의 발수 내구성 시험을 수행하여 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.

[발수 내구성 시험]

JIS D5710에 규정되는 와이퍼 블레이드 성능 평가에 이용하는 시험 장치에 준거한 시험 장치를 사용해, 상기 실시예 및 비교예로부터 얻어지는 와이퍼 블레이드를 무수 상태로 １５ 분간 작동시킨 후, 프런트 글라스에 균일하게 500cc/min의 물을 분무한 상태로 40만회 작동시켰다. 와이퍼 블레이드의 작동 속도는 40cycle/min로 했다. ５만회 마다 평가를 실시하였다. 다만, 와이퍼 블레이드가 떨림이 커져 원활히 작동하지 않는 경우는 시험을 중지한다.

평가 기준 　

○： 접동부의 80% 이상이 발수 된다. /성능 양호

△： 접동부의 50% 이상이 발수된다. / 성능 약간 떨어진다.

× ： 접동부의 50% 이하가 발수된다. / 성능 떨어진다.

구 분		접동성 (지수)	접촉각(°)
실 시 예	1	88	100
	2	88	102
	3	88	102
	4	88	101
	5	86	100
	6	88	100
	7	88	99
	8	86	98
	9	88	97
	10	87	101
	11	86	98
	12	88	98
	13	87	100
비 교 예	1	93	60
	2	91	96
	3	96	94
	4	91	95
	5	92	92
	6	93	58
	7	97	92
	8	93	93
	9	96	92

		5만 회	10만 회	15만 회	20만 회	25만 회	30만 회	35만 회	40만 회
실 시 예	1	○	○	○	○	○	○	○	○
	2	○	○	○	○	○	○	○	○
	3	○	○	○	○	○	○	○	○
	4	○	○	○	○	○	○	○	○
	5	○	○	○	○	○	○	○	○
	6	○	○	○	○	○	○	○	○
	7	○	○	○	○	○	○	○	○
	8	○	○	○	○	○	○	○	○
	9	○	○	○	○	○	○	○	○
	10	○	○	○	○	○	○	○	○
	11	○	○	○	○	○	○	○	○
	12	○	○	○	○	○	○	○	○
	13	○	○	○	○	○	○	○	○
비 교 예	1	*1	*1	*1	*1	*1	*1	*1	*1
	2	○	○	○	○	△	×	×	×
	3	*2	*2	*2	*2	*2	*2	*2	*2
	4	○	○	○	○	△	×	×	×
	5	○	○	○	○	○	○	×	×
	6	*1	*1	*1	*1	*1	*1	*1	*1
	7	○	○	△	×	×	×	×	×
	8	○	○	○	○	○	△	×	×
	9	○	○	○	△	×	×	×	×

*1: 초기에 발수 되지 않았기 때문에 시험을 중지했다.

*2: 와이퍼가 체터링(chattering)에 의해 정상적으로 작동되지 않았기 때문에 시험을 중지 했다.

Claims

결합제 수지 단독 또는 경화제와의 혼합물 100중량부(불휘발분 함량 기준);

융점이 30 내지 130℃인 실리콘계 왁스류 60 내지 1,200중량부;

실리콘계 오일류 60 내지 1,200중량부 및

고체 윤활제 60 내지 800중량부를 포함하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물.
제 1 항에 있어서, 실리콘계 왁스류는 스테아릴 디메티콘 왁스, 스테아록시 트리메틸실록산 왁스, 비스 PEG-18 메틸에테르디메틸실란 왁스, 알킬 디메티콘 왁스 및 알킬 메틸 실록산 왁스 중에서 선택되는 적어도 하나의 왁스인 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물.
제 1 항에 있어서, 실리콘계 오일류는 105℃로 3시간 건조했을 때의 휘발분 함량이 10중량% 이하이고, 25℃에서의 동점도가 1㎟/s 내지 30,000㎟/s인 것을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 실리콘계 오일류는 폴리디메틸실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산(Decamethylcyclopentasiloxane), 메틸페닐폴리실록산(Methylphenylpolysiloxane), 메틸하이드로겐폴리실록산(Methylhydrogenpolysiloxane), 아미노 관능성 폴리디메틸실록산(Aminofunctionalpolydimethylsiloxane), 옥타메틸트리실록산(Octamethyltrisiloxane), 데카메틸테트라실록산(Decamethyltetrasiloxane), 카르복시 관능성 폴리디메틸실록산(Carboxylfunctionalpolydimethylsiloxane), 카르비놀 관능성 폴리디메틸실록산(Carbinolfunctionalpolydimethylsiloxane), 페놀 관능성 폴리디메틸실록산(Phenolfunctionalpolydimethylsiloxane), 플루오로 관능성 폴리디메틸실록산(Fluorofunctionalpolydimethylsiloxane), 에폭시 관능성 폴리디메틸실록산(Epoxyfunctionalpolydimethylsiloxane), 알킬 관능성 폴리디메틸실록산(Alkylfunctionalpolydimethylsiloxane) 및 폴리에테르 관능성 폴리디메틸실록산(Polyetherfunctionalpolydimethylsiloxane) 중에서 선택되는 적어도 1종의 것임을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물.
제 1 항에 있어서, 고체 윤활제는 이황화 몰리브덴(MoS₂), 폴리 테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 흑연, 질화 붕소, 실리콘 수지, 나일론 수지 및 폴리에틸렌 수지 중에서 선택되는 적어도 1종의 것임을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물.
제 1 항에 있어서, 결합제 수지는 폴리에스테르 폴리올 수지, 폴리에테르 폴 리올 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 변성 우레탄 수지, 플루오로 올레핀계 수지, 폴리비닐리덴 디플루오라이드 수지, 테트라플루오로에틸렌 수지, 헥사플루오로 프로필렌 수지, 비닐리덴 플루오라이드 수지, 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지, 디글리시딜 에테르 수지, 실리콘 수지, 알킬 변성 실리콘 수지, 페닐 변성 실리콘 수지, 플루오르 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 아크릴 폴리올 수지, 실리콘 변성 아크릴 수지, 메틸메타크릴레이트-부타디엔계 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔계 공중합체, 부타디엔계 수지, 클로로프렌 라텍스, 우레탄 라텍스 및 상온경화형 실리콘 수지 중에서 선택되는 적어도 1종의 것임을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 블레이드 코팅용 조성물.
제 1 항에 따른 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층을 포함하는 립(rib)부를 갖는 차량용 와이퍼 블레이드.
제 7 항에 있어서, 코팅층은 건조후 막 두께가 3 내지 30㎛인 것임을 특징으로 하는 차량용 와이퍼 블레이드.