JPH0233747B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な水分散性制振塗料に関する。さ
らに詳しくはエマルジヨン状のスチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、酢酸ビニル系重合体、架
橋剤および鱗片状無機質粉体を必須成分として含
有する組成物からなり、性能的には低温から高温
に至る広い温度領域にわたつて優れた制振性能を
有する新規な水分散性制振塗料に関する。 従来、車輛、船舶、自動車部品、機器、各種機
械、建築材料等の構造部材の表面における振動を
防止し、これに伴なう騒音を防止するために、部
材自体を厚くしたり、装置自体に改良を加えた
り、部材表面にシート状の制振材を貼りつけた
り、塗布または吹付けによつて制振材を施工し、
振動および騒音を防止する対策をとつている場合
が多い。また、音響機器の分野では、音響振動
板、スピーカーボツクスおよび他の部位から発生
するノイズを低減したり、高弾性で高内部損失を
有する音響振動板を得るために、制振材を貼付あ
るいは塗布している場合が多い。現在に至るま
で、制振塗料およびその製造法に関しては、数多
く提供されており、ゴム、アスフアルト、各種の
合成樹脂エマルジヨンおよびラテツクス等のポリ
マー単独よりなる組成物で、ポリマー自身のもつ
粘弾性的特性を利用したものや、ポリマーにグラ
フアイト、マイカ、ヒル石、炭酸カルシウム、タ
ルク、クレー等の無機質粉体を充てんし、機械的
なヒステリシス、内部摩擦を大きくしたもの等が
ある。 しかしながら、従来品の多くは、例えば常温付
近で適用されるべく材料設計がなされており、常
温付近では高い制振性能を有していても、適用可
能温度付近を中心とした狭い温度範囲であつた
り、また高温度の雰囲気下では軟化したり、力学
的特性が極端に低下し、耐熱性が劣るという欠点
があつた。さらに水系の制振性組成物は、有機溶
剤系に比較して、取り扱い性、作業環境の安全性
に関しては優れているが、耐水性、耐候性に限界
があり、使用範囲が制限されていた。一方、比較
的高い温度領域で適用されるべく材料設計された
ものは熱硬化性樹脂を用いたものが多く、このた
め有機溶剤系となつたり、主剤と硬化剤とからな
る二液タイプになるため、作業環境の安全性、取
り扱い性に問題があつた。 本発明者等は、以上のような現状に鑑み、高温
度領域を含む、広い温度領域にわたつて高い制振
性能を示す優れた制振材を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、先にエマルジヨン状のスチレン−ア
クリル酸エステル共重合体と鱗片状無機質粉体か
らなる制振材を見い出し、特願昭56−53563号と
して特許出願を行なつているが、更に研究を重ね
た結果、塗膜の耐水性、耐熱性、耐候性などの諸
物性および作業性を実質的に低下せしめることな
しに、制振性能を更に広い温度領域まで広げ得る
ことを見い出し、この知見を基礎に本発明に至つ
たものである。 すなわち、本発明はエマルジヨン状のスチレン
―アクリル酸エステル共重合体(A)、酢酸ビニル系
重合体(B)、架橋剤(C)および鱗片状無機質粉体(D)を
必須成分とし、成分(A)100重量部に対して、成分
(B)が30〜400重量部、成分(C)が0.5〜20重量部、成
分(D)が25〜1500重量部の割合で含有され、成分
(A)，(B)，(C)および(D)が水に分散されてなる制振性
塗料である。本発明の制振性塗料の優れた効果
は、これを明確に説明することは困難であるが、
恐らくスチレン―アクリル酸エステル共重合体の
tanδが低温度から高温度領域まで高いレベルを維
持し、酢酸ビニル系重合体のtanδが、特に低温度
領域で高いレベルを示し、両者の相乗効果が期待
しうること、充てんする鱗片状無機質粉体との接
着性、さらに塗布すべき鋼板、アルミ板、スレー
ト板、合板等との接着性が優れていることなどに
よるものと推定される。 本発明において用いられるスチレン−アクリル
酸エステル共重合体において、スチレン成分およ
びアクリル酸エステル成分としては次のようなも
のが挙げられる。スチレン成分としては、スチレ
ンだけでなく、４―メトキシスチレン、４―メチ
ルスチレン、２―クロロスチレンなどの低級アル
キル、低級アルコキシまたはハロゲン誘導体も用
いられる。また、アクリル酸エステルとしては、
アクリル酸のアルキルエステルが用いられ、アル
キル基の炭素数は特に限定されるものではない
が、通常は炭素数１〜10程度のアクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸２―エチルヘキシル
などを用いることができる。上述の単量体は常法
にしたがつて界面活性剤、保護コロイド剤の存在
下エマルジヨン重合され、スチレン―アクリル酸
エステル共重合体エマルジヨンが得られる。共重
合体中における構成単量体の構成比はスチレン成
分100重量部に対して、アクリル酸エステル成分
として50〜400（好ましくは、80〜200）重量部で
あることが望ましく、この範囲をはずれると制振
性能が低下する傾向がある。上述の共重合体にお
いてはさらに第三成分が少量共重合されていても
よい。特に、本発明においては後述のように乾燥
時のエマルジヨンのマイグレーシヨン防止、乾燥
後の塗膜の耐水性、耐候性を高めるために、塗料
の乾燥時にエマルジヨンを構成する共重合体、保
護コロイド剤、界面活性剤等と反応するエマルジ
ヨンの架橋剤を用いることが好ましい。したがつ
て、共重合体中にかかる架橋剤と反応しうる官能
基を含有させておくことが望ましい。このために
は、例えば水酸基、カルボキシル基等を有する単
量体を共重合させるのがよく、アクリル酸、アク
リル酸２―ヒドロキシエチル、アクリル酸２―ヒ
ドロキシプロピルなどの単量体がスチレン―アク
リル酸エステル成分100重量部に対し0.5〜10重量
部程度共重合されるように用いられる。 共重合体をエマルジヨン化するためには常法に
したがつて界面活性剤、保護コロイド剤が用いら
れるが、本発明においては塗膜の耐水性付与のた
め後述の架橋剤と容易に反応しうるポリビニルア
ルコール、メチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、デンプン類等の水酸基を有する水溶
性高分子を保護コロイド剤として用いることが望
ましい。かかる保護コロイド剤は通常共重合体に
対して0.1〜10重量部用いられる。かくすること
によつて、塗料が乾燥したときに塗料中の水溶性
高分子は架橋化され、乾燥後の塗料の耐水性、耐
候性を向上させることができ、実用上有意義であ
る。 本発明に使用される酢酸ビニル系重合体として
は、重合体中における構成単量体の構成比が、酢
酸ビニル100重量部に対して共重合用単量体が０
〜45重量部程度からなる、酢酸ビニルホモポリマ
ー及び酢酸ビニルを主とする共重合体を挙げるこ
とができる。ここで、共重合用単量体としては、
エチレン、アクリル酸、アクリル酸アルキルエス
テル、マレイン酸ジブチル、塩化ビニルなどを用
いることができ、共重合体中にはこれらを一種あ
るいはそれ以上含有してもさしつかえない。さら
に、スチレン−アクリル酸エステル共重合体にお
けると同様に、乾燥時のエマルジヨンのマイグレ
ーシヨン防止、乾燥後の塗膜の耐水性、耐候性を
高めるために、酢酸ビニル系重合体においても、
架橋剤と反応しうる官能基を含有させておくこと
が望ましく、またエマルジヨン化のためには水酸
基を有する水溶性高分子を保護コロイド剤として
用いることが望ましい。 本発明に使用される鱗片状無機質粉体として
は、マイカ、グラフアイト、ガラスフレーク、ヒ
ル石、タルク、クレー等を挙げることができる。
鱗片状無機質粉体の粒子径、アスペクト比は特に
限定されるものではないが、通常粒子径は40μm
〜２mmの範囲、重量平均アスペクト比は10以上が
好ましく、粒子径があまりにも大きいと、塗料の
流動性が悪くなり、吹付け時にノズルづまりを起
したり、均質な刷毛塗りや流延が難となる。また
粒子径があまりにも小さいと、塗料の粘度を大巾
に増大し、スムースな吹付けが難しく、しかも制
振性能に及ぼす添加効果が小さくなる。また、重
量平均アスペクト比が10より小さいと制振性能が
不充分になる傾向がある。また前述した種々の鱗
片状無機質粉体の中では、塗膜の性能及びコスト
の面から特にマイカが好ましい。 本発明においてはスチレン―アクリル酸エステ
ル共重合体エマルジヨン、酢酸ビニル系重合体お
よび鱗片状無機質粉体の他に、エマルジヨンの架
橋剤を用いることが好ましい。塗膜の乾燥時に水
分の除去と共に反応が進行して、塗膜の耐水性、
耐候性を優れたものにすることができる。さら
に、かくすることによつて、スチレン−アクリル
酸エステル共重合体エマルジヨン及び酢酸ビニル
系重合体エマルジヨンが塗膜表面へ移動する（マ
イグレーシヨン）のを抑制することも可能であ
る。そのため塗工後直ちに高温度で乾燥するさい
に、塗膜が部分的にふくれたり、塗膜全体がふく
れてしまい実用に耐えないということがなく、水
分散性塗料であるにもかかわらず乾燥条件に関し
ては広い作業条件で使用可能であるという特徴を
有する。 本発明において使用可能な架橋剤としては、ポ
リアミドエポキシ化合物、メラミン―ホルムアル
デヒド化合物、メチロール化ポリアミド化合物、
炭酸ジルコニルアンモニウム、塩化ジルコニウ
ム、硝酸ジルコニウム、乳酸ジルコニウム、ナト
リウムシユウ酸ジルコネート等のジルコニウム化
合物、硼酸、硼砂等のホウ素化合物、硫酸チタニ
ル、α―チタン酸、クエン酸チタン、カリウムシ
ユウ酸チタネート、チタントリエタノールアミン
等のチタン化合物、ジビニルスルホン、ビス（β
―ヒドロキシエチル）スルホン、ジナトリウムト
リス（β―スルホエチル）スルホニウムなどの活
性化ビニル化合物、ジカルボン酸クロライド、酸
無水物などのジカルボン酸、ジサルフアイド化合
物、ジイソシアネート、トリイソシアネートなど
の多価イソシアネート化合物などを例示すること
ができる。とくに、ポリアミドエポキシ化合物、
メラミン−ホルムアルデヒド化合物、メチロール
化ポリアミド化合物が好ましい。 本発明に使用されるスチレン―アクリル酸エス
テル共重合体、酢酸ビニル系重合体、鱗片状無機
質粉体、さらに添加されることが望ましいエマル
ジヨンの架橋剤の混合割合は、目的や用途に付随
した要求により適宜選択できるが、通常はスチレ
ン―アクリル酸エステル共重合体100重量部に対
して、酢酸ビニル系重合体30〜400重量部、鱗片
状無機質粉体25〜1500重量部（より好ましくは
100〜900重量部）、架橋剤0.5〜20重量部が望まし
い。この範囲をはずれ、酢酸ビニル系重合体の混
合割合が30重量部より少ないと、低温度領域にお
ける制振性能が低下し、逆に400重量部より多い
と、高温度領域での制振性能が低下し、スチレン
―アクリル酸エステル共重合体と酢酸ビニル系重
合体の制振性能に及ぼす相乗効果が期待できな
い。鱗片状無機質粉体の添加量が25重量部より少
ないと、制振性能に及ぼす前記物質の添加効果が
現われにくく、逆に1500重量部よりも多く用いる
と、それ以上制振性能に及ぼす添加効果が上昇し
ないのみならず、塗料の流動性が著しく不良とな
るので好ましくない。 架橋剤の混合割合は、スチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体エマルジヨン、酢酸ビニル重合体
エマルジヨンとの反応条件、換言すれば水分散性
制振塗料の製造条件と製造された制振塗料の使用
目的により決められるものであり、0.5重量部よ
り少ない混合割合では塗膜の耐水性、耐候性の実
用的な改良は期待できず、逆に20重量部をこえる
と、それ以上耐水性、耐候性に及ぼす架橋剤の添
加効果が現われにくく、反応条件によつては塗料
組成物の粘度があまりにも高くなりすぎ、流動性
に乏しく実用に耐えない場合も起こりうるので、
0.5〜20重量部の範囲で使用することが望ましい。 本発明に基づく水分散性制振塗料は、スチレン
―アクリル酸エステル共重合体エマルジヨン、酢
酸ビニル系重合体エマルジヨンに好ましくは架橋
剤を添加し、撹拌混合を続けながら鱗片状無機質
粉体を徐々に添加していき、均一な組成物を調整
することにより、製造可能である。必要に応じて
は、可塑剤、消泡剤、増粘剤、撥水剤、水等を添
加することも可能である。さらに必要に応じて
は、炭酸カルシウム、ケイ砂、二水石膏、各種粘
土鉱物などの無機質充てん剤、硫酸バリウム、酸
化鉄、鉄粉、鉛粉などの高密度無機質充てん剤、
ロツクウール、アスベスト、ガラス繊維、金属繊
維、ビニロン短繊維、エステル短繊維等の無機及
び有機質繊維の補助的添加も可能である。 本発明の振動減衰性材料はスプレーあるいは塗
りつけ等により、構造部材に塗布したのち乾燥す
ることによつてもその性能を発揮しうる。具体的
には、スラリー状のかたちで車輌、船舶、自動車
部品、機器、各種機械等の構造部材の表面にスプ
レーあるいは塗りつけるか又は金属板、合板、石
膏ボート、セメントコンクリート板、セメントモ
ルタル板、スレート板等にスプレーあるいは塗り
つけるかあるいは前記構造部材又は板等をスラリ
ー中に浸漬し、表面に付着せしめ、のちに乾燥す
ることにより、スラリーのタレ等は全くなく、構
造部材又は板等に完全に密着することができ、十
分な振動減衰性能を発揮しうる。特にスラリー状
の形で、対象物にスプレーあるいは塗りつける
か、浸漬する方法に従えば、対象物の表面が曲面
であるとか凹凸が著しいとか他の部位等が接続さ
れているといつたように、シート状振動減衰性材
料では対象物に対して十分に密着しにくい場合に
非常に有効である。主たる用途としては具体的に
は、送風機ダクト等空気調和装置、ホツパー、コ
ンベア、シユートなどの金属板、車輛、船舶、自
動車等のエンジン廻り及びフロア部分、冷蔵庫や
暖冷房機器の配管類及びコンプレツサー部分、事
務用計算機のケーシング及び裏面、ステンレス流
し台、雨戸、屋根材、ドア裏、階段等の厨房具及
び建築材料、音響用振動板、スピーカーボツクス
等の音響機器さらには工場騒音や交通騒音および
振動を防止するために広く使用される防音パネル
の金属板等をあげることができ、これらに貼りつ
けるかスプレーあるいは塗りつけることにより、
二次的に発生する固体振動音を防止することがで
きる。 以上のように本発明の制振性塗料は種々の物品
に適用されて、振動を減衰し、それにもとづく騒
音を減少させることが可能である。さらにまた本
発明の制振性塗料は低温度から常温付近で有効に
振動を減衰させるばかりでなく、高温度領域にお
いても優れた制振性能を有し、しかも耐熱性に優
れているため、常時高温度の雰囲気下に曝されて
も硬化して脆くなるといつた力学的特性が急速に
低下することはない。本発明によつては得られる
水分散性制振塗料による制振効果は、塗膜厚さの
増加とともに増大する傾向があるが、通常塗布す
る構造部材の厚さの0.5〜10倍程度の厚さで使用
される。 以下に本発明を実施例をもつて具体的に説明す
るが、これらの実施例によつて本発明は何ら限定
されるものではない。 実施例１，２，３および比較例Ａ，Ｂ 本発明にもとづく組成物を実施例１，２，３と
して示し、本発明に基づかない組成物を比較例
Ａ，Ｂとして第１表に示した。本発明にもとづく
組成物はエマルジヨンにポリアミドエポキシ樹脂
および増粘剤を加え、さらにマイカを徐々に添加
し、混合することにより得られる。 第１表に示した組成物は、乾燥後の塗膜重量が
２Kg／m²となるように、400mm×400mm（厚さ0.8
mm）の冷延鋼板の上にスプレーガンで塗布し、常
温で２日間乾燥したあと、130℃の熱風乾燥器中
で１時間完全乾燥した。得られた試験片の制振性
能は衝撃加振時の振動加速度レベル（VAL）を
測定することによつて評価した。すなわち、試験
片の二点を糸で吊り下げ、試験片の中央部に鋼球
を衝突させることによつて振動を発生させ、この
時の振動の大きさを、試験片の下端に固定したピ
ツクアツプで検出し、振動レベル計を通して読み
取つた。そして、基材として用いた冷延鋼板のみ
の振動加速度レベルの値との差をΔVAL（dB）と
して振動低減効果の目安とした。すなわち 振動低減効果ΔVAL（dB）＝鋼板のみのVAL
（dB）− 鋼板に組成物を塗布した試験片のVAL（dB） であらわされ、ΔVAL（dB）の値が大きいほど、
制振性能が良好であることを示している。結果を
第２表に示した。

【表】

【表】 第２表に示したように、本発明にもとづく組成
物では、18dB以上の高いレベルの振動低減効果
が期待でき、しかも広い温度領域にわたつて
ΔVALの低下が認められない。一方、本発明に
もとづかない組成物では、ある温度領域ではかな
り高い効果を示すにもかかわらず、低温度域ある
いは高温度域において効果が低減することがわか
る。 以上例示したように、本発明に従えば、低温度
から高温度に至る広い温度領域において高い制振
性能を有する制振性塗料を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エマルジヨン状のスチレン―アクリル酸エス
   テル共重合体(A)、エマルジヨン状の酢酸ビニル系
   重合体(B)、架橋剤(C)および鱗片状無機質粉体(D)を
   必須成分とし、成分(A)100重量部に対して、成分
   (B)が30〜400重量部、成分(C)が0.5〜20重量部、成
   分(D)が25〜1500重量部の割合で含有され、成分
   (A)，(B)，(C)および(D)が水に分散されてなる制振性
   塗料。 ２ 該スチレン―アクリル酸エステル共重合体が
   スチレン100重量部：アクリル酸エステル50〜400
   重量部から構成された共重合体である特許請求の
   範囲第１項記載の制振性塗料。 ３ 該酢酸ビニル系重合体が酢酸ビニル100重量
   部：共重合性単量体０〜45重量部から構成された
   重合体である特許請求の範囲第１項記載の制振性
   塗料。 ４ 架橋剤がポリアミドエポキシ化合物、メラミ
   ン―ホルムアルデヒド化合物またはメチロール化
   ポリアミド化合物である特許請求の範囲第１項記
   載の制振性塗料。 ５ 成分(D)がマイカである特許請求の範囲第１項
   記載の制振性塗料。