JPH1060311A - 水系制振塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車、精密機器、家電製品、建設機械、建
築構造物、その他各種の機器や構造物等の振動または振
動による騒音の低減のために使用され、特に高温度域で
のこれら機器や構造物の制振に適した制振塗料を提供す
る。 【解決手段】 ガラス転移温度が−１０〜５０℃の範囲
にあり、かつガラス転移温度が異なる２種以上の合成樹
脂を主成分とするエマルションと、粒子径範囲が０．１
〜２００μｍであり、かつ平均粒子径が０．５〜９０μ
ｍのマイカとを含んでなり、前記合成樹脂エマルション
の固形分１００質量部に対し、前記マイカが３０〜３５
０質量部であることを特徴とする水系制振塗料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、精密機
器、家電製品、建設機械、建築構造物、その他各種の機
器や構造物等の振動または振動による騒音の低減のため
に使用される制振塗料に関し、特に高温度域でのこれら
機器や構造物の制振に適した制振塗料に関する。

【０００２】

【技術背景】従来、上記のような各種の機器や構造物等
の振動または振動による騒音の低減のために、アスファ
ルト系の制振シート、あるいは制振鋼板をはじめとし、
様々な種類の制振材が使用されてきた。また、複雑な形
状にも適用可能で施工が簡便な塗料タイプの制振材料と
して、いわゆる制振塗料が使用されてきた。

【０００３】この制振塗料は、樹脂等の塗膜形成成分を
有機溶媒等に溶解または分散させ、これに充填材等を配
合したものであって、スプレー塗装、刷毛塗り等の種々
の手段により被塗物に塗布し、乾燥することにより塗膜
を形成し、被塗物の振動を吸収し騒音を低減するもので
ある。一般に塗料は、上記のように希釈剤として有機溶
剤を含んだ有機溶剤系塗料がこれまで多く使用されてき
たが、最近、環境問題に関わるＶＯＣ（揮発性有機化合
物）規制に伴い、有機溶剤系塗料に代わり、有機溶剤を
水に置換したいわゆる水系塗料が注目されている。

【０００４】制振材料は、一般に、材料の粘弾性が温度
によって変化するため、その制振性能は、温度に依存
し、特定の温度で極大値を示す。したがって、特定の温
度では大きな制振性能を示す制振材料であっても、それ
より低温あるいは高温領域になると制振性能が大幅に低
下し、制振効果が十分に得られないと言う問題がある。

【０００５】制振対象の機器がエンジン、モーター、ポ
ンプ等である場合、これら機器の本体や周辺の温度は６
０℃以上あるいは１００℃以上の高温となることが多
く、これらの高温領域でも十分な制振性能を示す制振塗
料が必要となる。

【０００６】本発明者等が先に提案した水系の制振塗料
（特願平７−２７４９１８号明細書参照）では、室温付
近で優れた制振性能を示し、貯蔵安定性、塗装性にも優
れている。詳細には、２０℃付近において、制振性能が
最大となり、損失係数が０．２以上を示し、室温におけ
る制振性能は非常に優れている。ただし、温度が高くな
るに従って制振性能が徐々に低下する傾向があり、実用
的な制振性能を維持することができる温度領域には限界
がある。

【０００７】また、公知の制振塗料の１つとして、特開
平７−１６６１０１号公報に開示されたスチレン変性ア
クリル樹脂エマルションを用いる自動車アンダーコート
塗料がある。しかし、この塗料は、２０℃では０．１６
程度の損失係数を示すものの、室温以上、特に４０℃以
上になると制振性能が低下し、高温領域での使用には問
題がある。

【０００８】制振性能が最大となる温度は、その制振材
料のガラス転移温度に大きく関与しており、ガラス転移
温度が異なれば、制振性能（損失係数）が最大となる温
度も異なって来る。したがって、室温以上のガラス転移
温度を持つ材料を用いれば、高温領域で制振性能が最大
となる制振材料の設計が可能である。

【０００９】例えば、特開平８−７３６４８号公報に
は、損失係数のピーク温度の異なる、言い換えれば、ガ
ラス転移温度の異なる２種以上の樹脂マトリックス中
に、平均粒子径が９０〜１０００μｍのマイカを配合す
ることによって常温域から高温域の広い温度範囲にわた
って優れた制振性、遮音性を有する制振材料が開示され
ている。しかし、この制振材料は、カレンダー法、押出
法、あるいは加熱プレス法等により成形する成形材料で
あり、塗料としては使用できない。しかも、平均粒子径
が９０〜１０００μｍのマイカは、粒子径が大きいた
め、塗料として必要な流動性を低下するのみならず、貯
蔵安定性の低下、スプレー塗装時におけるノズルの目詰
まり等を誘発し易く、塗料には使用できない。

【００１０】そして、水系の制振塗料において、ガラス
転移温度が室温以上の樹脂成分を使用する場合、ガラス
転移温度以下の温度領域では塗膜が硬くなり柔軟性が低
下するため、室温で塗膜を乾燥する際に、特に０．５〜
１．０ｍｍ以上に厚塗りする際には、塗膜のひび割れが
発生し易い。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、以上の諸点を考慮し、室温か
ら高温までの広い温度領域において高い制振性能を示す
上、厚塗り塗装が可能で、しかも室温乾燥時にひび割れ
することのない、良好な乾燥塗膜を得ることができ、加
えて貯蔵安定性とともに、スプレー塗装、刷毛塗り等の
塗装性にも優れた水系の制振塗料を提案することを目的
とする。

【００１２】

【発明の概要】本発明者らは、上記の目的を達成するた
めに検討を重ねた結果、高温における制振性を発揮する
ためのガラス転移温度の高い合成樹脂を主成分とする合
成樹脂エマルションと、室温付近における制振性および
塗膜のひび割れ防止のための柔軟性付与を目的としたガ
ラス転移温度の低い合成樹脂を主成分とする合成樹脂エ
マルションとからなる合成樹脂エマルションに、特定粒
径のマイカを特定量で配合すればよいとの知見を得て、
本発明の水系制振塗料を開発するに至った。

【００１３】すなわち、本発明の水系制振塗料は、ガラ
ス転移温度が−１０〜５０℃の範囲にあり、かつガラス
転移温度が異なる２種以上の合成樹脂を主成分とするエ
マルションと、粒子径範囲が０．１〜２００μｍであ
り、かつ平均粒子径が０．５〜８０μｍのマイカとを含
んでなり、合成樹脂エマルションの固形分１００質量部
に対し、マイカが３０〜３５０質量部であることを特徴
とする。

【００１４】本発明の水系制振塗料に使用し得る合成樹
脂エマルションは、その主成分である合成樹脂を乳化重
合等の方法により水に乳化、分散させたものであり、そ
の主成分の含有量（固形分）は特に限定しないが、３０
〜７０質量％のものが好ましい。

【００１５】上記の合成樹脂としては、アクリル酸エス
テル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル重合
体、アクリル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル重合
体、塩化ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニリデン重
合体、ブタジエン重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体等が挙げら
れる。ただし、基材（塗布対象物）に対する密着性、あ
るいは塗膜の耐薬品性や耐水性および制振性の面から
は、アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル
酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体が
好ましく、より好ましくはスチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体である。

【００１６】また、上記の合成樹脂のガラス転移温度
は、−１０〜５０℃の範囲にあるものとする。−１０℃
よりも低いと、室温以上の高温での制振性能が低下する
ばかりか、塗膜が柔らかくなるため、塗膜の強度が低下
したり、表面のべたつきが大きくなる等の問題が発生す
る。逆に５０℃よりも高いと、室温付近の制振性能が低
下するばかりか、塗膜が非常に硬くなるため、塗膜が脆
くなるばかりでなく、厚く塗装した場合には乾燥時にひ
び割れが生じ、良好な塗膜が得られない。

【００１７】さらに、合成樹脂エマルションは、ガラス
転移温度の異なる２種以上の合成樹脂を主成分とするも
のとする。具体的には、ガラス転移温度が−１０℃以上
１０℃未満、１０℃以上３０℃未満、３０℃以上５０℃
以下の３種の合成樹脂（特にスチレン−アクリル酸エス
テル共重合体）からなる群のうちの少なくとも２種の合
成樹脂を主成分とするものが好ましい。

【００１８】ガラス転移温度が−１０℃以上１０℃未満
および１０℃以上３０℃未満の２種の合成樹脂（特にス
チレン−アクリル酸エステル共重合体）を主成分とする
ものの場合、例えば、後述の実施例の結果である図１で
は４０〜６０℃付近において優れた制振性を示し、図２
では特定の温度において優れた制振性を示している。ま
た、ガラス転移温度−１０℃以上１０℃未満、１０℃以
上３０℃未満および３０℃以上５０℃以下の３種の樹脂
（特にスチレン−アクリル酸エステル共重合体）を主成
分とするものの場合、やはり後述の実施例の結果である
図３では高温領域において優れた制振性を示し、図３〜
図４では優れた制振性を示す温度領域が広範囲に渡って
いる。したがって、用途や利用する温度領域に応じて最
適なガラス転移温度を有するように、２種以上の異なる
ガラス転移温度の合成樹脂を使用することにより、所望
の制振性能を得ることができる。

【００１９】ガラス転移温度が−１０℃以上１０℃未満
のもの、および１０℃以上３０℃以下のものは、室温付
近における制振性能の向上に寄与するとともに、塗膜に
柔軟性を付与することにより乾燥時におけるひび割れの
防止に寄与する。また、ガラス転移温度が１０℃以上３
０℃未満のもの、および３０℃以上５０℃以下のもの
は、室温付近以上の高温領域における制振性能の向上に
寄与する。

【００２０】この種の塗料において、充填材としては、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレイ、タルク、マイ
カ、ケイソウ土、アルミナ、石膏、セメント、転炉スラ
グ粉末、シラス粉末、ガラス粉末等の無機充填材が知ら
れており、また充填材を多量に配合することにより高い
制振性能が得られることが知られている。しかし、高温
領域における制振性能を向上するために、上記のよう
に、室温以上のガラス転移温度を有する合成樹脂を主成
分とするエマルションの場合、これらの充填材を、しか
も多量に配合すると、乾燥時の塗膜ひび割れは、一層発
生し易くなる。

【００２１】本発明では、上記の合成樹脂エマルション
に、上記のような特定粒子径のマイカを特定量で配合す
ることにより、乾燥時の塗膜ひび割れを防止し、しかも
室温から高温までの広い温度領域において高い制振性能
を発現させるものである。

【００２２】本発明におけるマイカは、粒子径の範囲が
約０．１〜２００μｍ、好ましくは約０．５〜５０μ
ｍ、より好ましくは約１〜４０μｍが適しており、平均
粒子径が約０．５〜８０μｍ、好ましくは約１〜２０μ
ｍ、より好ましくは約３〜７μｍ程度が適している。粒
子径が約０．１μｍより小さいと、塗料の粘度上昇、流
動性の低下のみならず、粒子の凝集により塗料の貯蔵安
定性が低下する。逆に、粒子径が約２００μｍより大き
いと、粒子の沈降による塗料の貯蔵安定性の低下のみな
らず、スプレー塗装時のノズルの詰まり等の問題が生じ
る。さらに、上記の粒子径範囲のものであれば、高温領
域における制振性能の面においても好ましい。

【００２３】本発明において、上記のガラス転移温度が
異なる２種以上の各合成樹脂の配合割合は特に限定しな
いが、２種の合成樹脂を配合する場合にあっては、ガラ
ス転移温度の低い合成樹脂１００質量部に対し、ガラス
転移温度の高い合成樹脂を５０〜２００質量部とするこ
とが好ましく、３種の合成樹脂を配合する場合にあって
は、ガラス転移温度−１０℃以上１０℃未満の合成樹脂
１００質量部に対し、１０℃以上３０℃未満の合成樹脂
および３０℃以上５０℃以下の合成樹脂の各々を５０〜
２００質量部とすることが好ましい。

【００２４】ガラス転移温度が１０℃以上３０℃未満、
および３０℃以上５０℃以下の合成樹脂の配合割合が少
なすぎると、高温領域における制振性能が低下する。ま
た、ガラス転移温度が３０℃以上５０℃以下の合成樹脂
の配合割合が多すぎると、室温付近の制振性能が低下す
るばかりか、塗膜が非常に硬くなるため、塗膜が脆くな
ったり、厚く塗装する場合には乾燥時にひび割れが生
じ、良好な塗膜が得られない。

【００２５】また、これら合成樹脂エマルションとマイ
カとの配合割合は、全合成樹脂エマルションの固形分の
合計１００質量部に対し、マイカを３０〜３５０質量
部、好ましくは５０〜３００質量部とすることが適して
いる。マイカが３０質量部よりも少ないと、制振性能が
低下し、逆に３５０質量部よりも多いと、塗料の流動性
が失われたり、基材との密着性が低下するばかりか、乾
燥時にひび割れが生じ、良好な塗膜が得られない。

【００２６】本発明の水系制振塗料には、必要に応じ
て、分散剤、消泡剤、増粘剤、密着性向上剤、凍結防止
剤、安定剤、皮張り防止剤、防錆剤、着色剤等の添加剤
を添加することができ、また必要に応じて、水で希釈す
ることもできる。

【００２７】また、本発明の水系制振塗料は、当業者に
は周知の手法、例えば、エアスプレー、エアレススプレ
ー、刷毛塗り、へら塗り、ローラー塗り等の通常の手法
で塗装することができる。その場合の塗膜厚は、薄すぎ
ると、塗膜の乾燥は速くなるが、十分な制振性が得られ
ず、逆に厚すぎると、制振性は向上するが、塗膜の乾燥
に時間がかかるばかりでなく、垂れやひび割れが発生す
る等、良好な塗膜は得られないため、約０．１〜５ｍ
ｍ、好ましくは約０．５〜３ｍｍとすることが適してい
る。

【００２８】塗膜の乾燥手法としては、通常の方法、例
えば、自然乾燥、熱風乾燥、電気炉乾燥、赤外線・遠赤
外線乾燥等が採用できる。

【００２９】

【実施例】

実施例１〜１６、比較例１〜６ ＜塗料の調製＞表１〜６に示す各成分を表１〜８に示す
配合割合にて混合して塗料を調製し、これら各塗料の諸
性能を次の要領にて評価し、これらの結果を表１〜６、
図１〜６に示す。なお、表１〜８中、ガラス転移温度を
「Ｔｇ」と記した。

【００３０】＜貯蔵安定性＞塗料の貯蔵安定性の評価
は、調製した各塗料１００ｇを遠心分離器により１３０
０ｒｐｍの回転数で３０分処理した後の各塗料の底部を
観察し、撹拌によって容易に流動性を取り戻した場合を
合格（○）とし、取り戻せなかった場合を不合格（×）
とした。

【００３１】＜スプレー塗装性＞スプレー塗装性の評価
は、電動ダイヤフラムポンプを用いたスプレー塗装にお
いて、パターン形成が良好で、良好な霧化状態が得られ
た場合を合格（○）とし、パターン形成が不良で、良好
な霧化状態が得られなかった場合を不合格（×）とし
た。

【００３２】＜塗膜の状態＞塗膜の状態の判定は、室温
乾燥によって得られた厚さ約１ｍｍの乾燥塗膜におい
て、ひび割れ、剥がれ等が発生した場合を不合格（×）
とし、これ等が発生しなかった場合を合格（○）とし
た。

【００３３】＜制振性能＞制振性能は、ＪＩＳ Ｇ ０
６０２に規定される制振鋼板の振動減衰特性試験方法に
準じ、長さ２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの
電着塗装済みステンレス鋼板の片面に、乾燥後の膜厚が
約２ｍｍとなるように各塗料を塗布し、室温で乾燥させ
て作製した試験片について、２０〜１２０℃で、中央加
振半値幅法による損失係数の測定を行い、各塗料の損失
係数の測定結果を図１〜６に示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】

【表５】

【００３９】

【表６】

【００４０】

【表７】

【００４１】

【表８】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、室温から高温までの広
い温度領域において高い制振性能を示し、厚塗り塗装が
可能で、しかも室温乾燥時にひび割れすることのない良
好な乾燥塗膜が得られ、さらに貯蔵安定性、塗装性に優
れた水系の制振塗料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明塗料の一実施例における制振性能を示す
図である。

【図２】本発明塗料の図１とは異なる実施例における制
振性能を示す図である。

【図３】本発明塗料の図１，２とは異なる実施例におけ
る制振性能を示す図である。

【図４】本発明塗料の図１〜３とは異なる実施例におけ
る制振性能を示す図である。

【図５】本発明塗料の図１〜４とは異なる実施例におけ
る制振性能を示す図である。

【図６】比較塗料における制振性能を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 孝夫 埼玉県幸手市権現堂1134−２ 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス転移温度が−１０〜５０℃の範囲
   にあり、かつガラス転移温度が異なる２種以上の合成樹
   脂を主成分とするエマルションと、 粒子径範囲が０．１〜２００μｍであり、かつ平均粒子
   径が０．５〜８０μｍのマイカとを含んでなり、 前記合成樹脂エマルションの固形分１００質量部に対
   し、前記マイカが３０〜３５０質量部であることを特徴
   とする水系制振塗料。
2. 【請求項２】 合成樹脂エマルションが、ガラス転移温
   度−１０℃以上１０℃未満の合成樹脂、１０℃以上３０
   ℃未満の合成樹脂、３０℃以上５０℃以下の合成樹脂の
   ３種からなる群のうちの少なくとも２種の合成樹脂を主
   成分とすることを特徴とする請求項１記載の水系制振塗
   料。
3. 【請求項３】 合成樹脂エマルションが、ガラス転移温
   度の異なる２種の合成樹脂を主成分とし、ガラス転移温
   度の低い合成樹脂１００質量部に対し、ガラス転移温度
   の高い合成樹脂が５０〜２００質量部であることを特徴
   とする請求項２記載の水系制振塗料。
4. 【請求項４】 合成樹脂エマルションが、ガラス転移温
   度の異なる３種の合成樹脂を主成分とし、ガラス転移温
   度−１０℃以上１０℃未満の合成樹脂１００質量部に対
   し、１０℃以上３０℃未満の合成樹脂および３０℃以上
   ５０℃以下の合成樹脂の各々が５０〜２００質量部であ
   ることを特徴とする請求項２記載の水系制振塗料。
5. 【請求項５】 合成樹脂エマルションが、固形分３０〜
   ７０質量部であることを特徴とする請求項１〜４記載の
   水系制振塗料。
6. 【請求項６】 合成樹脂エマルションが、スチレン−ア
   クリル酸エステル共重合体を主成分とするエマルション
   であることを特徴とする請求項１〜５記載の水系制振塗
   料。
7. 【請求項７】 マイカの粒子径範囲が０．５〜５０μｍ
   であり、かつ平均粒子径が１〜２０μｍであることを特
   徴とする請求項１〜６記載の水系制振塗料。
8. 【請求項８】 マイカの粒子径範囲が１〜４０μｍであ
   り、かつ平均粒子径が３〜７μｍであることを特徴とす
   る請求項１〜６記載の水系制振塗料。