КОМБИНАЦИЯ СРЕДСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛОБОВОГО СТЕКЛА И ЩЕТКИ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ ЛОБОВОГО СТЕКЛА Российский патент 2014 года по МПК B60S1/02 B60S1/38 B32B25/20 

Родственные заявки

Не применимо.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к щеткам стеклоочистителя лобового стекла и к средствам для обработки лобового стекла. Более конкретно, данное изобретение относится к комбинации средства для обработки стекла и щетки стеклоочистителя, которая обеспечивает неожиданный синергетический эффект.

Предпосылки создания изобретения

Для того чтобы улучшить видимость во влажных условиях, часто желательно увеличить водоотталкивающую способность автомобильного лобового стекла. Большая водоотталкивающая поверхность вызывает образование водяных шариков с высоким углом смачивания, и, таким образом, обеспечивает более легкое и полное удаление водяных капель с поверхности при действии щетки стеклоочистителя. Для извлечения пользы от водоотталкивающей способности для улучшенной видимости при движении считается, что необходимый угол смачивания водой является угол в 60° или выше.

Известны различные технологии увеличения водоотталкивающей способности стеклянных поверхностей. Они включают композиции, такие как композиции, рассмотренные в патенте США 7344783, который рассматривает использование водоотталкивающей композиции, содержащей отвердитель и силиконовую смолу, которой, предпочтительно, является силсесквисиликоновая смола.

Гидрофобная обрабатывающая стекло композиция обладает мгновенной водоотталкивающей способностью, как только обрабатывающая стекло композиция наносится на поверхность лобового стекла. Такие обрабатывающие композиции могут натираться или напыляться на поверхность. Со временем, однако, водоотталкивающая способность имеет тенденцию к снижению. Это обусловлено в первую очередь истирающим действием щетки стеклоочистителя, но может также относиться к другим факторам, таким как мытье, соскабливание и т.д. Например, что касается угла смачивания водой лобового стекла, лобовое стекло, только что обработанное коммерческой гидрофобной обрабатывающей композицией, имеет высокий угол смачивания водой примерно 105°. Однако, поскольку обработанная поверхность очищается негидрофобной щеткой стеклоочистителя, угол смачивания водой начинает падать. После 20000 циклов протирки стеклоочистителем угол смачивания водой падает до примерно 65°, и выигрыш от водоотталкивающей композиции исчезает. Указанная длительность примерно эквивалентна 3 мес. в реальных среднемировых условиях в континентальных Соединенных Штатах Америки.

В дополнение к обрабатывающим поверхность композициям существуют гидрофобные щетки стеклоочистителя, которые содержат резиновые щетки стеклоочистителя, покрытые гидрофобными материалами. Гидрофобная щетка стеклоочистителя может заставить протертую поверхность лобового стекла стать водоотталкивающей после фазы активации обычно 5 мин сухой протирки. Например, после 175 циклов сухой протирки коммерческой гидрофобной щеткой стеклоочистителя протертая поверхность лобового стекла изменяется от смачиваемой до несмачиваемой (гидрофобной) поверхности, и угол смачивания водой увеличивается от около нуля до примерно 100 градусов. Однако угол смачивания водой довольно быстро падает после фазы активации. При 20000 циклов протирки гидрофобной щеткой стеклоочистителя угол смачивания водой может снизиться ниже 60 градусов, и протертая поверхность теряет большую часть выигрыша водоотталкивающей способности.

Поэтому остается желательным создание системы, которая будет сохранять желаемую водоотталкивающую способность на желаемых уровнях в течение более 20000 циклов протирки.

Краткое описание изобретения

В соответствии с предпочтительными вариантами настоящего изобретения система, которая поддерживает желаемую водоотталкивающую способность в течение более 20000 циклов протирки, содержит комбинацию средства для обработки поверхности и гидрофобной щетки стеклоочистителя. Система обеспечивает неожиданные синергетические результаты, которые являются намного лучше, чем можно было ожидать.

В некоторых вариантах изобретение содержит систему для создания водоотталкивающего покрытия на поверхности лобового стекла, содержащую средство для обработки поверхности, содержащее силиконсодержащее соединение, наносимое на поверхность, и водоотталкивающую щетку стеклоочистителя, содержащую резиновый корпус влагоснимателя из натурального или синтетического, или полусинтетического каучука, и водоотталкивающее соединение, содержащее образователь гидрофобной полимерной пленки и агент, обеспечивающий гидрофобность.

Водоотталкивающее средство для обработки поверхности может содержать, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, содержащей: полисилоксаны, хлорсилановые соединения, алкоксисилановые соединения, силазановые соединения и их комбинации, водоотталкивающая обрабатывающая поверхность композиция предусматривается в жидкости-носителе в форме крема, лосьона, эмульсии, раствора или твердого материала, образователь полимерной пленки может содержать соединение, выбранное из группы, состоящей из полиольных смол¸ уретановых смол, фторсодержащих смол, эпоксидных смол и силиконовых смол.

Водоотталкивающее соединение может дополнительно содержать агент снижения трения, выбранный из группы, состоящей из порошка графита, ПТФЭ и молибдендисульфидных порошков, и водоотталкивающее соединение может содержать полиалкилсилоксановую силиконовую жидкость. Полиалкилсилоксановой силиконовой жидкостью может быть модифицированная или немодифицированная полиалкилсилоксановая силиконовая жидкость.

Получаемое покрытие поддерживает угол смачивания водой, по меньшей мере, 60° в течение, по меньшей мере, 20000 и, предпочтительно, по меньшей мере, 40000 циклов протирки.

В других вариантах изобретение содержит способ улучшения водоотталкивающей способности поверхности, включающий: а) нанесение на поверхность водоотталкивающего средства для обработки поверхности, содержащее силиконсодержащее соединение и b) протирку поверхности водоотталкивающей щеткой стеклоочистителя, содержащей резиновый корпус влагоснимателя из натурального или синтетического, или полусинтетического каучука, и водоотталкивающее соединение, содержащее образователь гидрофобной полимерной пленки и полиалкилсилоксановую силиконовую жидкость.

Подробное описание предпочтительного варианта

Согласно предпочтительным вариантам настоящее изобретение содержит компонент щетки стеклоочистителя и обрабатывающую поверхность композицию.

Средство для обработки поверхности

Средство для обработки поверхности, которое может использоваться в настоящем изобретении, предпочтительно, содержит силиконовую композицию, которая наносится на поверхность лобового стекла. Силиконовая композиция, предпочтительно, содержит, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, содержащей: полисилоксаны, хлорсилановые соединения, алкоксисилановые соединения, силазановые соединения и агенты, состоящие, главным образом, из указанных соединений. Указанные соединения могут использоваться в отдельности или в различных комбинациях. Соединения могут быть предусмотрены в жидкости-носителе в форме крема или лосьона, эмульсии или раствора, твердого вещества или любой другой подходящей форме.

Средство для обработки поверхности может быть нанесено любым подходящим способом с использованием способов, включая (но не ограничивается этим) напыление, натирание, окунание, окрашивание, заливку и т.п. Предпочтительно, на поверхность наносится тонкая пленка средства для обработки поверхности. Если средство для обработки поверхности наносится на лобовое стекло или другое стекло, может быть предпочтительно наносить пленку, которая является достаточно тонкой, чтобы ее присутствие не ухудшало видимость через стекло.

Щетка стеклоочистителя

Щеткой стеклоочистителя настоящего изобретения может быть любая водоотталкивающая щетка стеклоочистителя, которая содержит (но не ограничивается этим) образователь полимерной пленки и/или силиконсодержащее соединение.

Некоторые варианты изобретения включают в себя такие щетки стеклоочистителя, как описано в Корейском патенте KR 10-0624180B, который приводится здесь в качестве ссылки и цитируется ниже. Таким образом, в предпочтительных вариантах компонент щетки стеклоочистителя настоящего изобретения, предпочтительно, выполнен из резины или подобного материала, который покрывается водоотталкивающим покрытием. Покрытие, предпочтительно, содержит, по меньшей мере, силиконовое масло и смолу, которая образует полимерную пленку. В некоторых вариантах покрытие содержит 10-1200 мас.ч. графитсодержащей твердой смазки, 50-2000 мас.ч. силиконового масла и 100 мас.ч. связующего в растворителе.

В настоящем изобретении силиконовое масло и мелкодисперсный порошок твердой смазки, предпочтительно, диспергируются в связующем в растворителе с получением водоотталкивающей композиции, которая наносится как часть поверхностного слоя на, по меньшей мере, активную часть щетки стеклоочистителя, т.е. на щетке стеклоочистителя образуется слой толщиной 5-30 мкм. Альтернативно или дополнительно водоотталкивающая композиция может пропитывать материал щетки. Согласно настоящему изобретению силиконовое масло, которое является водоотталкивающим ингредиентом, содержащимся в указанной композиции покрытия, постепенно извлекается из щетки стеклоочистителя, так что водоотталкивающая пленка может образовываться автоматически на лобовом стекле автомобиля, которое находится в контакте с щеткой стеклоочистителя.

Было установлено, что, если щетка стеклоочистителя, полученная согласно настоящему изобретению, используется в дополнение к отдельной водоотталкивающей композиции, наносимой на лобовое стекло, в результате обеспечивается превосходная длительность водоотталкивающих эффектов. Кроме того, может быть реализована операция, по существу не содержащая вибрацию, при использовании порошка твердой смазки.

Композиция покрытия щетки стеклоочистителя автомобиля согласно настоящему изобретению по существу содержит порошок твердой смазки и силиконовое масло.

В настоящем изобретении подходящие растворители могут быть выбраны из группы, содержащей метилэтилкетон, толуол, ксилол, изопропиловый спирт и бутилацетат, и комбинация растворителей может быть введена в главную смолу, или два, или более растворителей могут быть соответствующе рецептурированы и использованы. Кроме того, рецептуры указанных растворителей могут использоваться при 800-8000 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего. Хотя комбинация и использование указанных растворителей специально не ограничивается, особенно предпочтительно, чтобы, главным образом, использовались толуол и метилэтилкетон с низкими температурами кипения, и ксилол, изопропиловый спирт и бутилацетат с высокими температурами кипения комбинируются и используются, и высококипящий растворитель может быть введен при 10-60 мас.ч. на 100 мас.ч. низкокипящего растворителя.

В настоящем изобретении связующее, предпочтительно, используется для обеспечения сродства композиции покрытия с щеткой стеклоочистителя и водоотталкивающей способности по отношению к растягивающим свойствам щетки и выбрано из группы, содержащей полиольную смолу, уретановую смолу, фторсодержащую смолу, имеющую гидроксидные группы, эпоксидную смолу и силиконовую смолу. Более конкретно полиольная смола может включать в себя (сложный полиэфир)полиольную смолу и (простой полиэфир)полиольную смолу, уретановая смола может включать в себя уретановую смолу и силиконмодифицированную уретановую смолу, эпоксидная смола может включать в себя уретанмодифицированную эпоксидную смолу и диглицидиловую сложноэфирную смолу, силиконовая смола может включать в себя силиконы с концевыми гидрокси-группами и силоксановый полимер, замещенный диметилом, и силиконовые каучуки, и указанные силиконовые каучуки могут включать в себя сырой диметилсиликоновый каучук, сырой метилфенилвинилсиликоновый каучук, сырой метилвинилсиликоновый каучук и сырой фторсиликоновый каучук. Поэтому, если связующее удовлетворяет сродству к щетке стеклоочистителя и водоотталкивающей способности по отношению к растягивающим свойствам щетки в зависимости от требуемых характеристик, могут использоваться один тип в отдельности или два или более типов в комбинации. В отношении вышеуказанного для того, чтобы эффективно удовлетворять описанной выше характеристике, предпочтительно, чтобы силиконы, имеющие концевые гидроксидные группы, и силоксановый полимер, замещенный диметилом, использовались среди типов связующего, описанных выше.

Применимый мелкодисперсный порошок твердой смазки настоящего изобретения, предпочтительно, включает в себя графит в качестве основного компонента (т.е. мелкодисперсный порошок твердой смазки, содержащий графит) и, необязательно, по меньшей мере, один мелкодисперсный порошок, выбранный из группы, содержащей MoSO₂, политетрафторэтилен (ПТФЭ), нитрид бора, силиконовую смолу, полиамидную смолу, и полиэтиленовая смола может использоваться дополнительно, и, в частности, предпочтительным является природный графит игольчатой формы. Предпочтительно, средний диаметр частиц порошка твердой смазки находится в интервале 2-15 мкм. Если средний диаметр частиц составляет менее 2 мкм, смазочные свойства не могут быть достигнуты, тогда как если он превышает 15 мкм, протирочные свойства могут снижаться. В настоящем изобретении для порошка твердой смазки могут использоваться графит в отдельности или два, или более ингредиентов, описанных выше. Кроме того, для рецептуры указанного порошка твердой смазки используются 10-1200 мас.ч. на 100 мас.ч. указанного связующего, причем 80-870 мас.ч. являются предпочтительными, и 50-520 мас.ч. являются более предпочтительными. Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание графита в указанном порошке твердой смазки составляло 50-520 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего. Если содержание мелкодисперсного порошка твердой смазки составляет менее 10 мас.ч., требуемые смазочные свойства не могут быть достигнуты, тогда как, если оно превышает 1200 мас.ч., прочность пленки может быть снижена, и длительность смазки может быть уменьшена.

В настоящем изобретении подходящие силиконовые масла включают в себя диметилсиликоновое масло и, необязательно, по меньшей мере, одно силиконовое масло, выбранное из группы, содержащей метилфенилсиликоновое масло, метилгидродиенсиликоновое масло, аминомодифицированное силиконовое масло, карбоксилмодифицированное силиконовое масло, карбинолмодифицированное силиконовое масло, фенолмодифицированное силиконовое масло, и может дополнительно использоваться полидиметилсилоксанмодифицированное вещество, и особенно предпочтительным является диметилсиликон. Кроме того, указанное силиконовое масло имеет превосходную начальную водоотталкивающую способность, когда его вязкость снижается, но его долговечность является плохой, и, когда его вязкость возрастает, его начальная водоотталкивающая способность является плохой, но долговечность является превосходной. В настоящем изобретении, предпочтительно, динамическая вязкость указанного силиконового масла составляет 10-500,00 сСт (10-500 мм²/с). Кроме того, для рецептуры указанного силиконового масла используется 50-2000 мас.ч. на 100 мас.ч. указанного связующего, и 200-1400 мас.ч. являются предпочтительными. Если содержание указанного силиконового масла составляет менее 50 мас.ч., достаточная водоотталкивающая способность не может быть достигнута, тогда как если оно превышает 2000 мас.ч., прочность пленки снижается, и долговечность смазки становится под вопросом. Кроме того, если указанное силиконовое масло удовлетворяет характеристикам, диметилсиликоновое масло в отдельности или два, или более ингредиентов, описанных выше, могут комбинироваться и использоваться.

Кроме того, для того, чтобы улучшить прочность композиции покрытия настоящего изобретения и содержащегося масла, может дополнительно использоваться наполнитель. Наполнитель, предпочтительно, выбран из группы, содержащей мелкодисперсный порошок диоксида кремния, пористый порошок диоксида кремния, пористый порошок акриловых шариков, уретановый порошок, порошок силиконового каучука и их комбинации. Особенно предпочтительным является порошок силиконового каучука. Если требуемые характеристики удовлетворяются, могут использоваться один или два, или более ингредиентов, указанных выше. Кроме того, наполнитель, предпочтительно, имеет средний диаметр частиц 0,005-6 мкм. Кроме того, на 100 мас.ч. указанного связующего используется, предпочтительно, 3-500 мас.ч. наполнителя, и предпочтительными являются 30-350 мас.ч. Если используется менее 3 мас.ч., масла содержится недостаточно, так что предназначенные дополнительные эффекты (длительные эффекты водоотталкивающей способности) могут быть трудными для достижения, тогда как, если превышаются 500 мас.ч., силиконовое масло может трудно вытекать на пленочную поверхность, так что может быть трудно получить пленки с начальной водоотталкивающей способностью. Если используется наполнитель, силиконовое масло адсорбируется и содержится более легко. По указанной причине в дополнение к эффектам упрочнения композиции покрытия масло может сохраняться в пленке в течение длительного периода, и эффекты водоотталкивающей способности могут быть дополнительно продлены.

Кроме того, для композиции покрытия могут дополнительно использоваться полиизоцианат, полиамидамин, алифатический полиамин, алициклический диамин, третичный амин и их комбинации в количестве в интервале 10-100 мас.ч. на 100 мас.ч. указанного связующего. Кроме того, для того, чтобы способствовать отверждению главной смолы или смеси главной смолы и отвердителя, катализатор отверждения, выбранный из группы, содержащей олово, платину и органический пероксид водорода, может быть введен в количестве 0,01-10 мас.ч. на 100 мас.ч. указанного связующего.

Водоотталкивающую композицию согласно настоящему изобретению, описанную выше, предпочтительно, получают разбавлением связующего в растворителе и по существу смешением и диспергированием силиконового масла и твердой смазки в растворе. Отвердитель и промотор могут быть введены при необходимости. Водоотталкивающую композицию наносят на, по меньшей мере, часть щетки автомобильного стеклоочистителя, т.е. на губную часть, с предпочтительной толщиной пленки 5-30 мкм, предпочтительно, 5-15 мкм. Способ нанесения может включать в себя напыление, натирание, окунание, нанесение кистью и т.д.

После нанесения покрытия, предпочтительно, осуществляют термическое отверждение. Предпочтительно, термическое отверждение проводят при 50-180°C в течение 30-60 мин, причем температура отверждения связующего и теплостойкость материалов щетки стеклоочистителя принимаются во внимание при установлении температуры отверждения. Кроме того, для щетки стеклоочистителя, на которую наносится покрытие композиции настоящего изобретения, могут использоваться натуральный каучук, этилен-пропиленовый каучук, изопропиленовый каучук, бутадиенстирольный каучук, хлоропреновый каучук, фторкаучук, силиконовый каучук и смеси указанных каучуков. Кроме того, если требуется, для неадгезирующих материалов проводится обработка силановым грунтом.

В частных вариантах компонент щетки стеклоочистителя настоящего изобретения, предпочтительно, выполняется из каучука или подобного материала, который покрывается водоотталкивающим покрытием. Покрытие, предпочтительно, содержит, по меньшей мере, силиконовое масло. В некоторых вариантах покрытие содержит 10-1200 мас.ч. графитсодержащей твердой смазки, 50-2000 мас.ч. силиконового масла и 100 мас.ч. связующего в растворителе.

Твердая смазка, предпочтительно, предусмотрена в форме порошка, имеющего средний размер частиц 2-15 мкм. Порошок твердой смазки, предпочтительно, выбран из группы, состоящей из MoSO₂, политетрафторэтилена (ПТФЭ), нитрида бора, силиконовой смолы, полиамидной смолы и полиэтиленовой смолы. Графит, предпочтительно, присутствует в количестве 50-520 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего.

Связующее, предпочтительно, выбрано из группы, состоящей из полиольных смол, уретановых смол, фторсодержащих смол с гидроксильными группами, эпоксидной смолы и силиконовой смолы, (сложный полиэфир)полиольной смолы и (простой полиэфир)полиольной смолы, уретановой смолы, силиконмодифицированной уретановой смолы, уретанмодифицированной эпоксидной смолы, диглицидиловой сложноэфирной смолы, силиконовой смолы, диметилзамещенного с гидроксильными концевыми группами силиконового каучука и силоксан- и силиконсодержащего каучука. Силиконсодержащим каучуком может быть диметилсиликоновый сырой каучук, метилфенилвинилсиликоновый сырой каучук, метилвинилсиликоновый сырой каучук или фторсиликоновый сырой каучук.

Растворитель может содержать метилэтилкетон, толуол, ксилол или бутилацетат.

Силиконовое масло, предпочтительно, выбрано из группы, состоящей из метилфенилсиликонового масла, метилводородсиликонового масла, аминомодифицированного силиконового масла, карбоксилмодифицированного силиконового масла, карбинолмодифицированного силиконового масла, фенолмодифицированного силиконового масла и модифицированного полидиметилсилоксана.

Композиция покрытия также может содержать наполнитель, выбранный из группы, состоящей из мелкодисперсного порошка диоксида кремния, пористого порошка диоксида кремния, пористого порошка акриловых шариков, уретанового порошка и порошка силиконового каучука со средним размером частиц 0,005-6 мкм. Наполнитель может присутствовать в количестве 3-500 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего.

Композиция покрытия также может содержать отвердитель, выбранный из группы, состоящей из полиизоцианатов, полиамидаминов, алифатических полиаминов, алициклических диаминов и третичных аминов. Отвердитель может присутствовать в количестве 10-100 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего.

Композиция покрытия, предпочтительно, наносится на щетку так, что образует пленку на щетке, причем пленка имеет толщину в интервале 5-30 мкм.

Корпус каждой щетки стеклоочистителя, предпочтительно, выполнен из отвержденного натурального каучука или синтетического каучука или их смеси. Кроме того, могут быть другие материалы щетки, которые работают в настоящем изобретении.

Следующие примеры являются примерами из описания Корейского патента KR 10-0624180B.

Пример 1

В растворителе, полученном смешением 3700 мас.ч. метил-этилкетона, 2600 мас.ч. толуола и 1300 мас.ч. бутилацетата, растворяют 100 мас.ч. связующего из (сложный полиэфир)-полиольной смолы (BYK-AG продукт, Desmofen 670), и в указанном растворе смешивают и диспергируют 350 мас.ч. силиконового каучука (Dow Corning Toray, E-500) со средним диаметром частиц 3 мкм и 500 мас.ч. игольчатого природного графита (Chuetsu Graphite Works, FBF) в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки со средним диаметром частиц 4 мкм и 520 мас.ч. диметилсиликонового масла (Chuetsu Chemical, KF, 96-50 CS) с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C в качестве силиконового масла с получением композиции покрытия. В указанную композицию вводят 75 мас.ч. полиизоцианата (Nippon Polyuretane Industre, Coronate HL) в качестве отвердителя, напыление покрытия проводят на щетку стеклоочистителя из натуральных каучуковых материалов с образованием пленки толщиной 10 мкм перед отверждением, которое проводят при 80°C в течение 30 мин. Проводят испытания полученных щеток автомобильного стеклоочистителя, описанные ниже, и полученные результаты приводятся в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 2

Осуществляют методику указанного примера 1, за исключением того, что в качестве наполнителя используют 60 мас.ч. силиконового каучука со средним диаметром частиц 3 мкм, 150 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм используют в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки, и 400 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 3

Осуществляют методику указанного примера 1, за исключением того, что в качестве наполнителя используют 100 мас.ч. силиконового каучука со средним диаметром частиц 3 мкм, 200 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм используют в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки, и 450 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 4

Осуществляют методику указанного примера 1, за исключением того, что наполнитель не используют, 150 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм, 290 мас.ч. MoSO₂ (Endaco Mines, UP-10) и 70 мас.ч. силиконовой смолы (GE Silicones, Tospearl 130) используют в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки, и 480 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 5

Осуществляют методику указанного примера 1, за исключением того, что наполнитель не используют, 90 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм, 340 мас.ч. MoSO₂ и 100 мас.ч. силиконовой смолы используют в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки, и 480 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 6

Осуществляют методику указанного примера 1, за исключением того, что наполнитель не используют, 320 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм и 210 мас.ч. ПТФЭ (Kimamura, KIL-8F) используют в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки, и 480 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 7

Осуществляют методику указанного примера 1, за исключением того, что наполнитель не используют, 520 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм и 350 мас.ч. ПТФЭ используют в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки, и 520 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 8

В растворителе, полученном смешением 600 мас.ч. метилэтилкетона и 350 мас.ч. бутилацетата, растворяют 100 мас.ч. фторсодержащей смолы, имеющей гидроксидные группы (Dinippon Ink And Chemicals, Fluonate K-702), в качестве связующего, и в указанном растворе смешивают и диспергируют 45 мас.ч. силиконового каучука (Dow Corning Toray, E-500) со средним диаметром частиц 3 мкм в качестве наполнителя, 20 мас.ч. ПТФЭ (Kimamura, KTL-8F) со средним диаметром частиц 3 мкм и 60 мас.ч. игольчатого природного графита (Chuetsu Graphite Works, FBF) в качестве тонкодисперсного порошка твердой смазки и 280 мас.ч. диметилсиликонового масла (Chinetsu Chemical, KF 96-50 CS) с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 120 мас.ч. полидиметилсилоксанмодифицированного вещества с динамической вязкостью 300 сСт (300 мм²/с) с получением композиции покрытия. В указанную композицию покрытия вводят 42 мас.ч. полиизоцианата (Dinippon Ink And Chemicals, Burnock DN-955) в качестве отвердителя, напыление покрытия проводят на щетку стеклоочистителя из натуральных каучуковых материалов с образованием пленки толщиной 10 мкм перед отверждением, которое проводят при 80°C в течение 30 мин. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 9

Осуществляют методику примера 8, за исключением того, что 140 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 60 мас.ч. полидиметилсилоксанмодифицированного вещества с динамической вязкостью 20 сСт (20 мм²/с) используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 10

Осуществляют методику примера 8, за исключением того, что 200 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 200 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла (Chinetsu Chemical, KF 856) с вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 11

Осуществляют методику примера 8, за исключением того, что 100 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 100 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла (Chinetsu Chemical, KF 856) с вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 12

Осуществляют методику примера 8, за исключением того, что 360 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 40 мас.ч. диметилсиликонового масла (Chinetsu Chemical, KF 96-10000CS) с вязкостью 10000 сСт (10000 мм²/с) используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 13

Осуществляют методику примера 8, за исключением того, что 180 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 20 мас.ч. диметилсиликонового масла с вязкостью 10000 сСт (10000 мм²/с) используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 14

В растворителе, полученном смешением 2000 мас.ч. толуола и 700 мас.ч. ксилола, растворяют 100 мас.ч. имеющего концевые гидроксильные группы силиконового и силоксанового полимера, замещенного диметилом (GE Silicones, YSR 3022) в качестве связующего, и в указанном растворе смешивают и диспергируют 80 мас.ч. силиконового каучука (Dow Corning Toray, E-500) со средним диаметром частиц 3 мкм в качестве наполнителя, игольчатый природный графит (Chuetso Graphite Works, FBF) со средним диаметром частиц 4 мкм в качестве мелкодисперсного порошка твердой смазки и 600 мас.ч. диметилсиликонового масла (Shinetsu Chemical, KF 96-50CS) с динамической вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) и 600 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла (Shinetsu Chemical, KF-856) с динамической вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) в качестве силиконового масла с получением композиции покрытия. В указанную композицию покрытия вводят 10 мас.ч. дибутилоловодиацетата в качестве отвердителя, осуществляют напыление покрытия на щетку стеклоочистителя из натуральных каучуковых материалов с формованием пленки толщиной 10 мкм перед отверждением, которое выполняется при 80°C в течение 30 мин. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 15

Осуществляют методику указанного примера 14, за исключением того, что 30 мас.ч. силиконового каучука со средним диаметром частиц 3 мкм используют в качестве наполнителя, 50 мас.ч. игольчатого природного графита (Chuetso Graphite Works, FBF) со средним диаметром частиц 4 мкм и 130 мас.ч. MoSO₂ (Endako Mines, UP-10) используют в качестве мелкодисперсного порошка твердой смазки, и 290 мас.ч. диметилсиликонового масла (Shinetsu Chemical, KF 96-50 CS) с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 290 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла (Shinetsu Chemical, KF-856) с динамической вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 16

Осуществляют методику указанного примера 14, за исключением того, что 50 мас.ч. силиконового каучука со средним диаметром частиц 3 мкм используют в качестве наполнителя, 110 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм и 270 мас.ч. MoSO₂ используют в качестве мелко-дисперсного порошка твердой смазки, и 460 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 460 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла с динамической вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Пример 17

Осуществляют методику указанного примера 14, за исключением того, что 90 мас.ч. силиконового каучука со средним диаметром частиц 3 мкм используют в качестве наполнителя, 180 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм и 460 мас.ч. MoSO₂ используют в качестве мелкодисперсного порошка твердой смазки, и 700 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C и 700 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла с динамической вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Сравнительный пример 1

В растворителе, полученном смешением 3700 мас.ч. метил-этилкетона, 2600 мас.ч. толуола и 1300 мас.ч. бутилацетата, растворяют 100 мас.ч. связующего из (сложный полиэфир)-полиольной смолы (BYK-AG продукт, Desmophen 670), и в указанном растворе смешивают и диспергируют 350 мас.ч. силиконового каучука (Dow Corning Toray, E-500) со средним диаметром частиц 3 мкм в качестве наполнителя, 530 мас.ч. игольчатого природного графита (Chuetso Graphite Works, FBF) со средним диаметром частиц 4 мкм в качестве мелкодисперсного порошка твердой смазки и 45 мас.ч. диметилсиликонового масла (Shinetsu Chemical, KF 96-50CS) с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) в качестве силиконового масла с получением композиции покрытия.

В указанную композицию покрытия вводят 75 мас.ч. полиизоцианата (Nippon Polyuretane Industry, Coronate HL) в качестве отвердителя, осуществляют напыление покрытия на щетку стеклоочистителя из натуральных каучуковых материалов с формованием пленки толщиной 10 мкм перед отверждением, которое выполняется при 80°C в течение 30 мин. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Сравнительный пример 2

Осуществляют методику сравнительного примера 1, за исключением того, что силикон не используют. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Сравнительный пример 3

Осуществляют методику сравнительного примера 1, за исключением того, что используют 1050 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C, и 1050 мас.ч. аминомодифицированного силиконового масла (Shinetsu Chemical, KF-856) с динамической вязкостью 60 сСт (60 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Сравнительный пример 4

Осуществляют методику сравнительного примера 1, за исключением того, что наполнитель не используют, 4,0 мас.ч. игольчатого природного графита со средним диаметром частиц 4 мкм и 3,5 мас.ч. MoSO₂ используют в качестве мелкодисперсного порошка твердой смазки, и 480 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Сравнительный пример 5

Осуществляют методику сравнительного примера 1, за исключением того, что наполнитель не используют, 1250 мас.ч. MoSO₂ со средним диаметром частиц 4 мкм используют в качестве мелкодисперсного порошка твердой смазки, и 520 мас.ч. диметилсиликонового масла с динамической вязкостью 50 сСт (50 мм²/с) при 20°C используют в качестве силиконового масла. Для полученных щеток стеклоочистителя автомобиля проводят описанные ниже испытания, результаты которых представлены в таблице 1 и таблице 2 ниже.

Определение контактной подвижности и начальной водоотталкивающей способности стеклоочистителя

Используют тестер, который соответствует тестеру, используемому для оценки характеристик щетки стеклоочистителя, предварительно описанному в JIS D5710, работающий в безводных условиях, и водоотталкивающую способность, и рабочее движение оценивают через 15 мин. Рабочее движение оценивают в плане индекса на базе того, что значение непокрытой щетки стеклоочистителя из природного каучука устанавливается как 100. Можно сказать, что более низкий индекс представляет превосходную контактную подвижность стеклоочистителя.

Оценка критерия водоотталкивающей способности

О: вся сторона контактной части отталкивает воду - хорошая характеристика

Δ: по меньшей мере, 50% контактной части отталкивает воду - немного плохая характеристика

Х: менее 50% контактной части отталкивает воду - плохая характеристика

Определение водоотталкивающей способности и долговечности

Используют тестер, который соответствует тестеру, используемому для оценки характеристик щетки стеклоочистителя, предварительно описанному в JIS D5710, который работает в безводных условиях до того, как стеклоочиститель срабатывает 300000 раз, когда вода распыляется равномерно на лобовое стекло автомобиля с расходом 500 см³/мин. Скорость работы щетки стеклоочистителя составляет 40 цикл/мин. Оценку проводят через каждые 50000 раз. Однако, если вибрация является значительной, и работа является не плавной, испытание приостанавливается.

Оценка критериев водоотталкивающей способности и долговечности

О: по меньшей мере, 70% контактной части отталкивает воду - слегка хорошая характеристика

Δ: по меньшей мере, 50% контактной части отталкивает воду - немного плохая характеристика

Х: менее 50% контактной части отталкивает воду - плохая характеристика

Таблица 1
Контактная подвижность/Водоотталкивающая способность Пример 1 89 О Пример 2 95 О Пример 3 95 О Пример 4 90 О Пример 5 90 О Пример 6 92 О Пример 7 89 О Пример 8 95 О Пример 9 92 О Пример 10 95 О Пример 11 92 О Пример 12 97 О Пример 13 97 О Пример 14 87 О Пример 15 90 О Пример 16 90 О Пример 17 88 О Сравнительный пример 1 92 Х Сравнительный пример 2 95 Х Сравнительный пример 3 90 О Сравнительный пример 4 110 О Сравнительный пример 5 97 О

Таблица 2   50,000
разы 100,000
разы 150,000
разы 200,000
разы 250,000
разы 300,000
разы Пример 1 О О О О О О Пример 2 О О О О О О Пример 3 О О О О О О Пример 4 О О О О О О Пример 5 О О О О О О Пример 6 О О О О О О Пример 7 О О О О О О Пример 8 О О О О О Δ Пример 9 О О О О Δ Δ Пример 10 О О О О О Δ Пример 11 О О О О Δ Δ Пример 12 О О О О О Δ Пример 13 О О О О Δ Δ Пример 14 О О О О О О Пример 15 О О О О О О Пример 16 О О О О О О Пример 17 О О О О О О Сравнительный пример 1 Х Х Х Х Х Х Сравнительный пример 2 Х Х Х Х Х Х Сравнительный пример 3 О испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено Сравнительный пример 4 О испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено Сравнительный пример 5 О испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено испытание приостановлено

Как можно видеть из приведенных выше примеров и сравнительных примеров, когда композиция покрытия для щеток стеклоочистителя автомобиля формуется на щетке стеклоочистителя как поверхностный слой, по меньшей мере, на его губной части, при толщине пленки 5-30 мкм, покрытие водоотталкивающей пленки с превосходной долговечностью может быть формовано на лобовом стекле автомобиля автоматически только при работе щеток стеклоочистителя. Кроме того, поскольку лобовое стекло автомобиля хорошо отталкивает воду, дождевые капли могут легко распределяться, может быть получено хорошее поле обозрения, шум или вибрация щетки стеклоочистителя могут быть предотвращены, и может быть обеспечена плавность работы щеток стеклоочистителя.

Работа

Когда желательно получить долговечное водоотталкивающее покрытие на лобовом стекле, поверхность лобового стекла обрабатывается средством для обработки поверхности, как описано выше, и гидрофобная щетка стеклоочистителя, как описано выше, прикрепляется к транспортному средству. Когда система работает, комбинация средства для обработки поверхности и гидрофобной щетки стеклоочистителя образует долговечное водоотталкивающее покрытие на лобовом стекле. Получаемое покрытие сохраняет свою водоотталкивающую способность, как показано измеренным углом смачивания, в течение, по меньшей мере, 20000 циклов и обычно в течение, по меньшей мере, 40000 циклов протирки. Более конкретно, получаемое покрытие сохраняет свой угол смачивания водой, по меньшей мере, 60° в течение, по меньшей мере, 20000 циклов и обычно в течение, по меньшей мере, 40000 циклов протирки.

Группа изобретений относится к системе для создания водоотталкивающего покрытия на поверхности лобового стекла и способу улучшения водоотталкивающей способности поверхности ветрового стекла. Система содержит водоотталкивающее средство для обработки поверхности, имеющее силиконосодержащее соединение, наносимое на поверхность, и водоотталкивающую щетку стеклоочистителя, содержащую резиновый корпус из натурального или синтетического, или полусинтетического каучука и водоотталкивающее покрытие, содержащее образователь гидрофобной полимерной пленки и агент, обеспечивающий гидрофобность, такой как полиалкилсилоксановые (модифицированные и немодифицированные) силиконовые жидкости. Полимерная пленка может быть получена из соединения, выбранного из группы, состоящей из полиольных смол, уретановых смол, фторсодержащих смол, эпоксидных смол и силиконовых смол, и может дополнительно содержать снижающий трение агент, выбранный из группы, состоящей из порошков графита, ПТФЭ и дисульфида молибдена. Способ включает нанесение на поверхность упомянутого средства и протирку поверхности щеткой стеклоочистителя. Обеспечивается улучшение видимости стекла и сохранение водоотталкивающей способности стекла на больший срок. 2 табл.

1. Система для создания водоотталкивающего покрытия на поверхности лобового стекла, содержащая:
водоотталкивающее средство для обработки поверхности, содержащее силиконсодержащее соединение, наносимое на поверхность; и
водоотталкивающую щетку стеклоочистителя, содержащую резиновый корпус из натурального или синтетического, или полусинтетического каучука и водоотталкивающее соединение, содержащее образователь гидрофобной полимерной пленки и агент, обеспечивающий гидрофобность, содержащий силиконовое масло, и снижающий трение агент в виде порошка твердой смазки.

2. Система по п.1, в которой водоотталкивающее средство для обработки поверхности содержит, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, содержащей: полисилоксаны, хлорсилановые соединения, алкоксисилановые соединения, силазановые соединения и их комбинации.

3. Система по п.1, в которой водоотталкивающее средство для обработки поверхности предусмотрено в жидкости-носителе в форме крема, лосьона, эмульсии, раствора или твердого вещества.

4. Система по п.1, в которой образователь полимерной пленки содержит соединение, выбранное из группы, состоящей из полиольных смол, уретановых смол, фторсодержащих смол, эпоксидных смол и силиконовых смол.

5. Система по п.1, в которой водоотталкивающее соединение дополнительно содержит снижающий трение агент, выбранный из группы, состоящей из порошков графита, ПТФЭ и дисульфида молибдена.

6. Система по п.1, в которой агентом, обеспечивающим гидрофобность, является полиалкилсилоксановая силиконовая жидкость.

7. Система по п.6, в которой полиалкилсилоксановой силиконовой жидкостью является модифицированная полиалкилсилоксановая силиконовая жидкость.

8. Система по п.1, в которой получаемое покрытие сохраняет угол смачивания водой, по меньшей мере, 60° в течение, по меньшей мере, 20000 циклов протирки.

9. Система по п.1, в которой получаемое покрытие сохраняет угол смачивания водой, по меньшей мере, 60° в течение, по меньшей мере, 40000 циклов протирки.

10. Способ улучшения водоотталкивающей способности поверхности лобового стекла, который включает:
a) нанесение на поверхность водоотталкивающего средства для обработки поверхности, содержащего силиконсодержащее соединение; и
b) протирку поверхности водоотталкивающей щеткой стеклоочистителя, содержащей резиновый корпус из натурального или синтетического, или полусинтетического каучука и водоотталкивающее соединение, содержащее образователь гидрофобной полимерной пленки и агент, обеспечивающий гидрофобность, содержащий силиконовое масло, и снижающий трение агент в виде порошка твердой смазки.