DE102019208004A1 - Rubber material of a wiper blade for windshield wipers and wiper rubber profile containing this - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Gummimaterial eines Wischblattes für Scheibenwischer beschrieben, umfassend einen Butadienkautschuk, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 Gew.% bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial enthält.

Figure DE102019208004A1_0000
A rubber material of a wiper blade for windshield wipers is described, comprising a butadiene rubber, characterized in that the rubber material contains butadiene rubber with a weight proportion of 10% by weight based on the total proportion of polymers in the rubber material.
Figure DE102019208004A1_0000

Description

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gummimaterial eines Wischblattes für Scheibenwischer sowie auf ein Wischgummiprofil dieses enthaltend mit den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen PatentansprücheThe present invention relates to a rubber material of a wiper blade for windshield wipers and to a wiper rubber profile containing this with the features of the preamble of the independent claims

Stand der TechnikState of the art

Wischgummimaterialien für Scheibenwischer sind einer Vielzahl physikalischer und mechanischer Anforderungen unterworfen. So müssen diese nicht nur ein befriedigendes Wischbild, beispielsweise auf einer zu reinigenden Glasoberfläche zeigen, sondern darüber hinaus auch abriebfest sowie UV- und ozonbeständig sein. Diesbezüglich ist aus der US 9 505 918 B2 eine Chloroprenkautschuk-Zusammensetzung und ein daraus geformtes Wischblatt bekannt, welche Chloroprenkautschuk, Naturkautschuk und 0,1 bis 10 Gewichtsanteile eines Styrol-Butadien-Block-Copolymers umfasst. Dabei kann das Block-Copolymer Styrol und Butadien in einem Massenverhältnis von 25/75 bis 45/55 umfassen.Wiper rubber materials for windshield wipers are subject to a large number of physical and mechanical requirements. These not only have to show a satisfactory wiped pattern, for example on a glass surface to be cleaned, but also have to be abrasion-resistant as well as UV and ozone-resistant. In this regard, from the US 9 505 918 B2 discloses a chloroprene rubber composition and a wiper blade formed therefrom, which comprises chloroprene rubber, natural rubber and 0.1 to 10 parts by weight of a styrene-butadiene block copolymer. The block copolymer can comprise styrene and butadiene in a mass ratio of 25/75 to 45/55.

Weiterhin ist aus der CN 107 189 145 A eine Gummizusammensetzung bekannt, welche Chloroprenkautschuk und unter anderem Gewichtsanteile an Butadienkautschuk enthalten kann. Darüber hinaus sind aus der US 2014/0329035 A1 und der CN 103483652 Gummizusammensetzungen für Schläuche bzw. Schuhe bekannt, die Polychloropren und einen Butadienkautschuk umfassen.Furthermore, from the CN 107 189 145 A a rubber composition known which can contain chloroprene rubber and, inter alia, proportions by weight of butadiene rubber. In addition, from the US 2014/0329035 A1 and the CN 103483652 Known rubber compositions for hoses or shoes, which comprise polychloroprene and a butadiene rubber.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Gummimaterial eines Wischblattes für Scheibenwischer sowie ein Wischgummiprofil dieses enthaltend mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche zur Verfügung gestellt.According to the invention, a rubber material of a wiper blade for windshield wipers as well as a wiper rubber profile containing this is provided with the characterizing features of the independent patent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Gummimaterial eines Wischblattes für Scheibenwischer zur Verfügung gestellt, welches einen Gewichtsanteil von ≥ 10 Gew.% eines Butadienkautschuks bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren des Gummimaterials enthält. Der besondere Vorteil dieses Gummimaterials gegenüber dem bisher bekannten Stand der Technik besteht darin, dass sich Butadienkautschuk durch eine hohe Abriebfestigkeit und Tieftemperatur-Flexibilität auszeichnet. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Glasumwandlungstemperatur von Butadienkautschuk (BR) bei -100°C liegt und damit ca. 40°C tiefer als die Glasumwandlungstemperatur von Naturkautschuk (NR) und 60°C tiefer als die von Polychloropren (CR). Wird nun Butadienkautschuk zu Polychloropren oder Mischungen von Polychloropren und Naturkautschuk zugesetzt, so verbessert sich auch hier die Abriebbeständigkeit bzw. die Kälteflexibilität der Gummimischung deutlich. Während Polychloropren oder Chloropren/Naturkautschuk-Mischungen typischerweise einen DIN-Abrieb von 130 - 150 mm3 aufweisen, so kann der DIN-Abrieb einer derartigen Gummimischung bei Zugabe von ≥ 10 Gew.% an Butadienkautschuk auf 80-90 mm3 gesenkt werden.According to the invention, a rubber material of a wiper blade for windshield wipers is provided which contains a weight proportion of ≥ 10% by weight of a butadiene rubber based on the total proportion of polymers in the rubber material. The particular advantage of this rubber material over the previously known prior art is that butadiene rubber is characterized by high abrasion resistance and low temperature flexibility. This is mainly due to the fact that the glass transition temperature of butadiene rubber (BR) is -100 ° C and thus approx. 40 ° C lower than the glass transition temperature of natural rubber (NR) and 60 ° C lower than that of polychloroprene (CR). If butadiene rubber is now added to polychloroprene or mixtures of polychloroprene and natural rubber, the abrasion resistance or the flexibility of the rubber mixture at low temperatures improves significantly here too. While polychloroprene or chloroprene / natural rubber mixtures typically have DIN abrasion of 130-150 mm 3 , the DIN abrasion of such a rubber mixture can be reduced to 80-90 mm 3 with the addition of ≥ 10% by weight of butadiene rubber.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the subclaims.

So ist es von verarbeitungstechnischem Vorteil, wenn das Gummimaterial neben dem Butadienkautschuk zusätzlich Polychloropren und/oder einen Naturkautschuk enthält.It is therefore advantageous from a processing point of view if the rubber material contains polychloroprene and / or a natural rubber in addition to the butadiene rubber.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Gummimaterial einen Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von 20 - 56 Gew.% und Polychloropren mit einem Gewichtsanteil von 40 - 80 Gew.%, jeweils bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial. Experimentell hat sich gezeigt, dass auf diese Weise ein Gummimaterial mit deutlich reduziertem Abrieb bereitgestellt werden kann.According to an advantageous embodiment of the present invention, the rubber material contains a butadiene rubber with a weight proportion of 20-56% by weight and polychloroprene with a weight proportion of 40-80% by weight, each based on the total proportion of polymers in the rubber material. Experiments have shown that a rubber material with significantly reduced abrasion can be provided in this way.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Gummimaterial einen Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 - 30 Gew.%, Naturkautschuk mit einem Gewichtsanteil von 10 - 30 Gew.% und Polychloroprenmit einem Gewichtsanteil von 40 - 80 Gew.%, jeweils bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial. Das so bereitgestellte Gummimaterial zeigt ebenfalls eine deutlich bessere Abriebbeständigkeit verglichen mit Gummimaterialien aus dem Stand der Technik.According to a particularly advantageous embodiment of the present invention, the rubber material contains a butadiene rubber with a weight proportion of ≥ 10-30% by weight, natural rubber with a weight proportion of 10-30% by weight and polychloroprene with a weight proportion of 40-80% by weight, each based on on the total proportion of polymers in the rubber material. The rubber material thus provided also shows a significantly better abrasion resistance compared to rubber materials from the prior art.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Wischgummiprofil eines Scheibenwischers mit einem Kopfteil, der über einen Umlegesteg mit einem Keil verbunden ist, wobei zumindest der Keil aus dem erfindungsgemäßen Gummimaterial ausgeführt ist. Da der Keil des Wischgummiprofils während des Betriebs mit einer zu reinigenden Glasoberfläche in Berührung kommt, ist dessen Abriebbeständigkeit von überragender Bedeutung für die Gesamtfunktionalität des Wischblattes. Gleichzeitig kann es von Vorteil sein, wenn das Kopfteil des Wischblattes aus einem härteren Gummimaterial ausgeführt ist, welches das Einschieben des Wischgummiprofils in einen Metallbügel eines Wischblatts eines Scheibenwischers vereinfacht.The invention also relates to a wiper rubber profile of a windshield wiper with a head part which is connected to a wedge via a folding web, at least the wedge being made from the rubber material according to the invention. Since the wedge of the wiper rubber profile comes into contact with a glass surface to be cleaned during operation, its abrasion resistance is of paramount importance for the overall functionality of the wiper blade. At the same time, it can be advantageous if the head part of the wiper blade is made of a harder rubber material, which simplifies the insertion of the wiper rubber profile into a metal bracket of a wiper blade of a windshield wiper.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Figur verdeutlicht und in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Wischgummiprofils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.An embodiment of the present invention is illustrated in the figure and described in more detail in the following description. The single FIGURE shows a schematic sectional illustration of a wiper rubber profile according to an embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Wischgummiprofil 10 für Wischblätter eines Scheibenwischers dargestellt. Dieses ist im Wesentlichen in seiner Längserstreckung streifenförmig ausgeführt und umfasst ein verbreitertes Kopfteil 12, das über einen Umlegesteg 14 mit einem Keil 16 verbunden ist. Das Kopfteil 12 weist Aussparungen 18 für die Aufnahme einer nicht dargestellten, außenliegenden Federschiene auf. Der Keil 16 verjüngt sich an seiner dem Kopfteil 12 abgewandten und einer nicht dargestellten zu reinigenden Glasfläche zugewandten Seite zu einer Wischlippe 20. Das Wischgummiprofil 10 kann in seinen Kompartimenten Kopfteil 12, Keil 16 und Umlegesteg 14 einstückig aus ein und demselben Gummimaterial ausgeführt sein. Dazu wird als Gummimaterial ein Gummimaterial verwendet, das einen Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 Gew.% bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial enthält. Vorzugsweise enthält das Gummimaterial neben Butadienkautschuk zusätzlich Polychloropren und/oder einen Naturkautschuk.In 1 is a wiper rubber profile 10 shown for wiper blades of a windshield wiper. This is essentially strip-shaped in its longitudinal extension and comprises a widened head part 12 that has a fold-over footbridge 14th with a wedge 16 connected is. The headboard 12 has recesses 18th for receiving an external spring rail, not shown. The wedge 16 tapers at its the headboard 12 facing away and a not shown to be cleaned glass surface facing side to a wiper lip 20th . The wiper rubber profile 10 can headboard in its compartments 12 , Wedge 16 and folding bridge 14th be made in one piece from one and the same rubber material. For this purpose, a rubber material is used as the rubber material which contains a butadiene rubber with a weight proportion of ≥ 10% by weight based on the total proportion of polymers in the rubber material. In addition to butadiene rubber, the rubber material preferably also contains polychloroprene and / or a natural rubber.

Darüber hinaus ist aber auch der Zusatz weiterer synthetischer Kautschuke, wie bspw. EPDM möglich. Beispielsweise eignen sich als Gummimaterial Mischungen von Polychloropren mit Butadienkautschuk mit einem Butadienkautschuk-Anteil von 20 - 60 Gew.% und einem Chloropren-Anteil von 40 - 80 Gew.% jeweils bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial. Darüber hinaus sind auch ternäre Systems als Gummimaterialien geeignet, die als Gummimischungen Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 - 30 Gew.%, Naturkautschuk mit einem Gewichtsanteil von 10 - 30 Gew.% und Polychloropren mit einem Gewichtsanteil von 40 - 80 Gew.%, jeweils bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial enthalten.In addition, it is also possible to add other synthetic rubbers, such as EPDM, for example. For example, mixtures of polychloroprene with butadiene rubber with a butadiene rubber content of 20-60% by weight and a chloroprene content of 40-80% by weight, each based on the total proportion of polymers in the rubber material, are suitable as rubber material. In addition, ternary systems are also suitable as rubber materials which, as rubber mixtures, contain butadiene rubber with a weight proportion of ≥ 10 - 30% by weight, natural rubber with a weight proportion of 10 - 30% by weight and polychloroprene with a weight proportion of 40 - 80% by weight, each based on the total proportion of polymers in the rubber material.

Weiterhin enthält das Gummimaterial Ruß mit einem Gewichtsanteil von 20 - 100 Gew.%, bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial, sowie Verarbeitungshilfsstoffe, wie Magnesiumoxid, Stearinsäure, Zinkoxid, Schwefel und Reaktionsbeschleuniger.The rubber material also contains carbon black with a weight proportion of 20-100% by weight, based on the total proportion of polymers in the rubber material, as well as processing aids such as magnesium oxide, stearic acid, zinc oxide, sulfur and reaction accelerators.

Alternativ ist es möglich, das Kopfteil 12 und den Keil 16 aus verschiedenen Gummimaterialien auszuführen, da sich das mechanische Anforderungsprofil für die beiden Kompartimente unterscheidet.Alternatively it is possible to use the headboard 12 and the wedge 16 made of different rubber materials, since the mechanical requirement profile for the two compartments is different.

Nachfolgend sind exemplarisch Ausführungsbeispiele für beispielhafte Gummimischungen eines Gummimaterials angegeben. Die Angaben in Gewichtsanteilen entsprechen dem Anteil des entsprechenden Elastomers bzw. der entsprechenden Substanz am Gesamtgewicht der Gummimischung: Rezeptur 1 Rezeptur 2 Rezeptur 3 Rezeptur 4 Rezeptur 5 Rezeptur 6 NR 60,00 60,00 60,00 BR 60,00 60,00 60,00 CR 40,00 40,00 40,00 40,00 40,00 40,00 Magnesiumoxid 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 Stearinsäure 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Verarbeitungshilfsstoff 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 Anti-oxidant 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 Anti-ozonant 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Ruß Typ A 38,00 38,00 Ruß Typ B 38,00 38,00 Ruß Typ C 38,00 38,00 Zinkoxid 5,50 5,50 5,50 5,50 5,50 5,50 Schwefel 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 Beschleuniger 1 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 Beschleuniger 2 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 Beschleuniger 3 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 Vulkanisationsverzöger 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 Shore Härte 62,1 61,3 63,8 65,6 65,3 66,4 Modul 100 2,8 2,6 2,7 3,5 3,5 3,4 Reißdehnung 327,8 380,8 373,9 242,1 221,4 229,2 Rückprall Elastizität 47,5 42,2 38,1 58,3 52,4 49,7 Zugverformungsrest 28,9 30,0 27,8 40,0 33,1 35,0 DIN Abrieb 149,1 141,9 141,5 92,1 77,1 77,3 In the following, exemplary embodiments for exemplary rubber mixtures of a rubber material are given. The information in parts by weight corresponds to the proportion of the corresponding elastomer or the corresponding substance in the total weight of the rubber compound: Recipe 1 Recipe 2 Recipe 3 Recipe 4 Recipe 5 Recipe 6 NO 60.00 60.00 60.00 BR 60.00 60.00 60.00 CR 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 Magnesium oxide 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 Stearic acid 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 Processing aid 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 Anti-oxidant 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 Anti-ozonant 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Type A carbon black 38.00 38.00 Type B carbon black 38.00 38.00 Type C carbon black 38.00 38.00 zinc oxide 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50 sulfur 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 Accelerator 1 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 Accelerator 2 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 Accelerator 3 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 Vulcanization retarder 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 Shore hardness 62.1 61.3 63.8 65.6 65.3 66.4 Module 100 2.8 2.6 2.7 3.5 3.5 3.4 Elongation at break 327.8 380.8 373.9 242.1 221.4 229.2 Rebound elasticity 47.5 42.2 38.1 58.3 52.4 49.7 Tensile set 28.9 30.0 27.8 40.0 33.1 35.0 DIN abrasion 149.1 141.9 141.5 92.1 77.1 77.3

Es lässt sich deutlich erkennen, dass Gummimaterialien gemäß der Rezepturen 4 bis 6, die einen Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 Gew.% enthalten, einen deutlich geringeren DIN-Abrieb verglichen mit Nicht-Butadienkautschuk-haltigen Gummimaterialien zeigen.It can be clearly seen that rubber materials according to formulations 4 to 6, which contain a butadiene rubber with a weight fraction of ≥ 10% by weight, show significantly lower DIN abrasion compared to rubber materials containing non-butadiene rubber.

Das erfindungsgemäße Gummimaterial eines Wischblattes für Scheibenwischer bzw. des erfindungsgemäßen Wischgummiprofils eines Wischblatts für Scheibenwischer, lässt sich in vorteilhafter Weise verwenden für Wischblätter eines Scheibenwischers für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge oder Luftfahrzeuge, sowie in Reinigungsvorrichtungen für Gebäudeglasflächen und in Türdichtungen.The rubber material according to the invention of a wiper blade for windshield wipers or the wiper rubber profile according to the invention of a wiper blade for windshield wipers can advantageously be used for wiper blades of a windshield wiper for motor vehicles, rail vehicles or aircraft, as well as in cleaning devices for building glass surfaces and in door seals.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (8)

Gummimaterial eines Wischblattes für Scheibenwischer, umfassend einen Butadienkautschuk, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 Gew.% bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial enthält.Rubber material of a wiper blade for windshield wipers, comprising a butadiene rubber, characterized in that the rubber material contains butadiene rubber with a weight proportion of ≥ 10% by weight based on the total proportion of polymers in the rubber material. Gummimaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial zusätzlich Polychloropren und/oder einen Naturkautschuk enthält.Rubber material after Claim 1 , characterized in that the rubber material additionally contains polychloroprene and / or a natural rubber. Gummimaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial zusätzlich Ruß enthält.Rubber material after Claim 1 or 2 , characterized in that the rubber material also contains carbon black. Gummimaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von 20 - 60 Gew.% bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial enthält.Rubber material according to one of the preceding claims, characterized in that the rubber material contains butadiene rubber with a weight proportion of 20-60% by weight based on the total proportion of polymers in the rubber material. Gummimaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial Polychloropren mit einem Gewichtsanteil von 40 - 80 Gew.% bezogen auf den Gesamtanteil an Polymeren im Gummimaterial enthält.Rubber material after Claim 4 , characterized in that the rubber material contains polychloroprene with a weight proportion of 40-80% by weight based on the total proportion of polymers in the rubber material. Gummimaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimaterial Butadienkautschuk mit einem Gewichtsanteil von ≥ 10 - 30 Gew.%, Naturkautschuk mit einem Gewichtsanteil von 10 - 30 Gew.% und Polychloropren mit einem Gewichtsanteil von 40 - 80 Gew.% enthält.Rubber material according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the rubber material contains butadiene rubber with a weight fraction of ≥ 10-30% by weight, natural rubber with a weight fraction of 10-30% by weight and polychloroprene with a weight fraction of 40-80% by weight. Wischgummiprofil eines Scheibenwischers mit einem Kopfteil (12), das über einen Umlegesteg (14) mit einem Keil (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (12), der Umlegesteg (14) und/oder der Keil (16) aus einem Gummimaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist.A wiper rubber profile of a windshield wiper with a head part (12) which is connected to a wedge (16) via a folding web (14), characterized in that the head part (12), the folding web (14) and / or the wedge (16) consist of a rubber material according to one of the preceding claims. Wischgummiprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich der Keil (16) aus einem Gummimaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt ist.Wiper rubber profile Claim 7 , characterized in that only the wedge (16) made of a rubber material according to one of the Claims 1 to 6th is executed.
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