JP2001152028A - 水系制振材組成物 - Google Patents
水系制振材組成物Info
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Abstract
性をより広くして低温から高温まで幅広い温度で優れた
制振性を示す水系制振材組成物を提供すること。 【解決手段】ガラス転移温度の異なる2種以上の非相溶
性のポリマー水性分散物の混合物100部に対して相溶
性調整成分を1〜70部添加するようにした。
Description
等輸送機、精密機器、電気製品、建築構造物等の振動又
は振動による騒音の低減のために使用される制振材組成
物に関し、特に広範な温度領域でこれらの機器や構造物
の制振に適した水系制振材組成物に関する。
という課題に対して従来ガラス転移点(Tg)の離れた
2種類以上のポリマーを混合し相溶性の微妙な差を利用
することにより、相互網目(IPN)構造を持たせるな
どして制振性の温度ピークをブロード(拡大)化する技
術があった。しかし2種類以上のポリマーの相溶性を自
由に制御することは元来困難で相溶性が悪ければそれぞ
れの温度ピークに別れてしまい硬化物性も低下してしま
う。相溶性がよければ温度ピークは一つのシャープな形
になってしまうという問題が含まれていた。
ためには2種以上のポリマーの分子構造には制約があ
り、どんなポリマーでもよいわけではなく、いわば半相
溶性となるポリマーの分子構造をそれぞれ選択しなけれ
ばならなかった。そのため2種類以上のポリマーの選択
の幅が狭まり、制振性が極めて良好なポリマーでも相溶
性が適合しないため使用できないことがあった。
大)化をはかるためガラス転移点(Tg)の高いものを
使用すると低温での成膜性が悪くなり乾燥時に亀裂が発
生しやすくなる。そのためガラス転移点(Tg)の低い
ポリマーを配合して成膜性を改良する技術もあるが、そ
うするとまた組成物のガラス転移点(Tg)が下がり幅
広い温度域での制振性の要求に応えられない結果に結び
ついていた。
用される場合、走行状況や季節的要因等の周囲の条件に
より車体の各部位は幅広い温度条件にさらされる。その
ため制振材は幅広い温度域での制振性が要求される。し
かしながら制振材料はポリマーのガラス転移温度を利用
した制振システムとなっているためポリマー構造により
制振性の温度ピークが必然的に決定されてしまうという
問題点があった。この問題を解決するため各温度域にピ
ークを持つ制振材料を設計製造して使用する方法がある
がこの方法では部品点数が多くなり、非効率的で経済性
も悪いため、2種類以上のガラス転移点(Tg)の異な
るポリマーを混合して制振性の温度ピークをブロード化
する検討がすすめられている。
もので、低温での成膜性を改良し、かつポリマーの選択
性をより広くして低温から高温まで幅広い温度で優れた
制振性を示す水系制振材組成物を提供することを目的と
する。
に、本発明の水系制振材組成物は、ガラス転移温度の異
なる2種類以上の非相溶性のポリマーの水性分散物の混
合物100部に対して相溶性調整成分を1〜70部添加
してなることを特徴とする。
ポリマーの水性分散物の混合物が低いガラス転移温度の
ポリマーと高いガラス転移温度のポリマーとからなり、
該低いガラス転移温度のポリマーが−20℃〜10℃の
範囲のガラス転移温度を有し、該高いガラス転移温度の
ポリマーが20℃〜50℃の範囲のガラス転移温度を有
し、上記両方のポリマーのガラス転移温度の差が30℃
〜50℃の範囲であるように設定するのが好ましい。
ポリマーの水性分散物の混合物が、さらに中間のガラス
転移温度のポリマーを有し、該中間のガラス転移温度の
ポリマーが0℃〜30℃の範囲のガラス転移温度を有
し、該中間のガラス転移温度のポリマーが、前記低いガ
ラス転移温度のポリマーのガラス転移温度よりも10℃
以上高くかつ前記高いガラス転移温度のポリマーのガラ
ス転移温度よりも10℃以上低いガラス転移温度を有す
るように設定する構成とすることもできる。
類及びその誘導体、エーテル類、アセタール類、エステ
ル類及びケトン類からなる群より選ばれた少なくとも1
種類の溶剤及び/又はロジン類、ロジンエステル類、石
油樹脂及びフェノール樹脂からなる群から選ばれた少な
くとも1種類の粘着付与樹脂を用いるのが好適である。
状又は繊維状の充填材をさらに添加することが可能であ
る。
膜性を向上させるとともに、乾燥する際、塗膜の亀裂を
防止する作用を行うものである。
ては、n−アミルアルコール(138),2−オクタノ
ール(178),n−オクタノール(195),1−プ
ロパノール(97),n−ヘキサノール(157),ベ
ンジルアルコール(205),3−ペンタノール(11
5),イソヘキシルアルコール(151),イソヘプチ
ルアルコール(165),イソオクチルアルコール(1
84)等をあげることができる。
ルコールとその誘導体〔bp(℃)〕、例えば、エチレ
ングリコール(197),エチレングリコールモノエチ
ルエーテル(セロソルブ、エチルセロソルブ)(13
5),エチレングリコールモノメチルエーテル(メチル
セロソルブ)(124),グリセリン(290),ジエ
チレングリコール(244),ジエチレングリコールジ
エチルエーテル(ジエチルカルビトール)(187),
ジエチレングリコールジメチルエーテル(162),ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル(201),ジ
アセトンアルコール(カルビトール)(169),ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル(メチルカルビト
ール)(194),プロピレングリコール(187),
プロピレングリコールモノメチルエーテル(1−メトキ
シ−2−プロパノール)(121),テキサノール〔2,
2,4−トリメチル−1.3−ペンタンジオールモノ(2−メチ
ルプロパネート)(255)〕等が好適に用いられる。
キサン(101)が好適である。
ヘキサノン(155),アセチルアセトン(140)を
あげることができる。
ルフラール(161)が好ましい。
エチル(77),酢酸イソプロピル(128),アジピ
ン酸ジオクチル(214)をあげることができる。
点(Tg)が異なり、かつ互いに相溶しないポリマーの
水性分散物の混合物に対して相溶性調整成分として室温
で徐々に揮散する性質を持った溶剤及び/又は粘着付与
樹脂をポリマー成分100重量部に対して1〜70重量
部添加することにより制振性の温度ピークのブロード化
を実現させた点にある。
マーの構造を相互網目(IPN)構造を持たせるための
制約から解き放すことができ、非相溶性のポリマーの組
み合わせであれば幅広い選択を可能にした。また溶剤類
は成膜助剤として働くので低温域での成膜性が改善され
るばかりか溶剤類が徐々に揮散していってもポリマー同
士のミクロ構造が形成されているので成分の元々のガラ
ス転移点(Tg)が設計通り生かされ、かつ組成物のガ
ラス転移点(Tg)を低下させない結果が得られる。
いガラス転移点のポリマーの水性分散物と高いガラス転
移点のポリマーの水性分散物とを混合して調整される。
低いガラス転移点のポリマーとしては、ガラス転移点を
前記した所定範囲(−20℃〜10℃)に調整したSB
R(スチレン―ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニ
トリル−ブタジエンゴム)等のゴムラテックス、SIS
(スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
体)、SBS(スチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
ク共重合体)、SEBS(スチレン−エチレン−ブタジ
エン−スチレンブロック共重合体)等のブロックポリマ
ーのラテックス、及びアクリル系共重合体、スチレン−
アクリル共重合体、エチレン―アクリル共重合体、エチ
レン―酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂エマルジョン等
を単独で又は混合して用いることができ、また、高いガ
ラス転移点のポリマーとしては、ガラス転移点を前記し
た所定範囲(20℃〜50℃)に調整したSBR(スチ
レン―ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−
ブタジエンゴム)等のゴムラテックス、SIS(スチレ
ン−イソプレン−スチレンブロック共重合体)、SBS
(スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合
体)、SEBS(スチレン−エチレン−ブタジエン−ス
チレンブロック共重合体)等のブロックポリマーのラテ
ックス、及びアクリル系共重合体、スチレン−アクリル
共重合体、エチレン―アクリル共重合体、ポリ酢酸ビニ
ル等の合成樹脂エマルジョン等を単独で又は混合して用
いることができる。
(A)と高いガラス転移点のポリマー(B)の添加割合
は、固形分比でA:B=70〜30:30〜70が望ま
しい。A:B=70〜30:30〜70の範囲を越える
と、添加割合の多いポリマーの特性(温度依存性)のみ
が発現し、広い温度範囲で良好な制振性能を得られない
事態が生ずる場合がある。
さらに中間のガラス転移点のポリマーの水性分散物を併
用することできる。中間のガラス転移点のポリマーとし
ては、ガラス転移点を上記した所定範囲(0℃〜30
℃)に調整したSBR(スチレン―ブタジエンゴム)、
NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)等のゴム
ラテックス、SIS(スチレン−イソプレン−スチレン
ブロック共重合体)、SBS(スチレン−ブタジエン−
スチレンブロック共重合体)、SEBS(スチレン−エ
チレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体)等の
ブロックポリマーのラテックス、及びアクリル系共重合
体、スチレン−アクリル共重合体、エチレン―アクリル
共重合体、エチレン―酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂
エマルジョンを単独で又は混合して用いることができ
る。3種類以上のポリマーの水性分散物を混合して用い
る場合には、必要な他の物性を得るために必要に応じて
上記したガラス転移点の設定範囲内において種々のポリ
マーを選定できることはいうまでもない。
合する場合には、低いガラス転移点のポリマー(A)と
高いガラス転移点のポリマー(B)の添加割合は、上記
した場合と同様とし、中間のガラス転移点のポリマー
(C)の添加割合は0〜50、即ちA:B:C(固形分
比)=70〜30:30〜70:0〜50とするのが望
ましい。
記した板状又は繊維状の充填材の他に炭酸カルシウム、
シリカ、アルミナ、クレイ、硫酸バリウム、ガラス粉末
等の無機充填材や、ポリエチレン、ポリスチレン、アク
リル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂等のポリマー微粉
末等を任意に配合することができる。これらの充填材を
配合する場合、充填材の種類と配合量により硬化物のガ
ラス転移点が変るばかりでなく、制振性能も変ってくる
ことが知られている。
説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので
限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。
示した組成割合に従って各添加成分を混合して各水系制
振材組成物を調整し、これらの組成物をそれぞれ長さ2
30mm×幅15mm×厚さ0.8mmの電着塗装鋼板の片面
に膜厚が約2mmとなるように塗布して、サンプル鋼板を
それぞれ作成した。これらのサンプル鋼板について、次
の評価方法によって制振性(損失係数)及び成膜性の評
価を行い、その結果を表1の下欄にそれぞれ示した。
ョン(Tg=0℃) ※2:アクリル酸エステル共重合体エマルジョン(Tg
=35℃) ※3:プロピレングリコール ※4:テキサノール〔2,2,4−トリメチル−1.3−ペンタ
ンジオールモノ(2−メチルプロパネート)〕 ※5:トルエン ※6:ロジンエステル ※7:フェノール樹脂
び※2)の混合比はDry(重量)比で表示されてい
る。添加成分中、溶剤類(※3〜※5)は添加重量比で
示され、樹脂類(※6及び※7)は樹脂分の重量比で示
されている。
0.8mmの電着塗装鋼板の片面に膜厚が約2mmとなるよ
うに塗布し、片持ち梁半値幅法で測定した。ここで、損
失係数は10〜80℃の範囲で測定し、温度依存性につ
いて評価を行った。
を塗布し、各温度(10℃、20℃)に放置後の塗膜外
観の状態を確認した。剥がれ、ひび割れの有無によって
評価した。表1における成膜性の評価は次の通りであ
る。0:剥がれ、ひび割れなし、 △:剥がれ、ひび割れ多少有り、×:剥がれ、ひび割れ
が大量に発生。
は、基本的に材料のガラス転移点(Tg)付近をピーク
とした温度依存性が見られる。1種類の材料を使用した
もの(比較例1〜3)はガラス転移点(Tg)付近での
損失係数は高いが、温度が低温側及び高温側にシフトす
ると制振材としての効果は小さいものになってしまう。
一般的に制振効果があると考えられるのは、損失係数が
0.1以上とされており、損失係数が0.1以上となる
温度範囲が広いものほど温度依存性が小さく良好な材料
といえる。実施例1〜5はいずれも30℃〜70℃の広
い温度範囲にわたって損失係数0.1以上を維持してお
り制振材組成物とて良好な性質を示した。
膜温度(MFT)をもつ。最低造膜温度(MFT)は基
本的に材料のガラス転移点(Tg)と関係があり、ガラ
ス転移点(Tg)が高温のものは最低造膜温度(MF
T)が高くなり、低温のものは低くなる。最低造膜温度
(MFT)は、その温度以上で材料を乾燥(水の揮散)
しないと連続したフィルムにならない温度と定義される
ことから、その材料を使用することができる温度条件を
示すといえる。
乾燥された材料の成膜性(塗膜外観)は、「剥がれ」、
「ひび割れ」が見られるようになる。成膜性は当然の事
ながら最低造膜温度(MFT)と密接な関係があり、実
際の使用条件を考えると少しでも低い温度で塗膜外観が
良好(最低造膜温度(MFT)はできるだけ低い温度に
設定)であることが望ましい。実施例1〜5はいずれも
20℃において良好な成膜性を有しており、塗料として
実用的に使用できることが確認できた。
組成物は、低温での成膜性が改良され、かつポリマーの
選択性をより広くして低温から高温まで幅広い温度で優
れた制振性を発揮するという著大な効果を有するもので
ある。
失係数との関係を示すグラフである。
失係数との関係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 ガラス転移温度の異なる2種類以上の非
相溶性のポリマーの水性分散物の混合物100部に対し
て相溶性調整成分を1〜70部添加してなることを特徴
とする水系制振材組成物。 - 【請求項2】 前記ガラス転移温度の異なる2種類以上
のポリマーの水性分散物の混合物が低いガラス転移温度
のポリマーと高いガラス転移温度のポリマーとからな
り、該低いガラス転移温度のポリマーが−20℃〜10
℃の範囲のガラス転移温度を有し、該高いガラス転移温
度のポリマーが20℃〜50℃の範囲のガラス転移温度
を有し、上記両方のポリマーのガラス転移温度の差が3
0℃〜50℃の範囲であるように設定することを特徴と
する請求項1記載の水素制振材組成物。 - 【請求項3】 前記ガラス転移温度の異なる2種類以上
のポリマーの水性分散物の混合物が、さらに中間のガラ
ス転移温度のポリマーを有し、該中間のガラス転移温度
のポリマーが0℃〜30℃の範囲のガラス転移温度を有
し、該中間のガラス転移温度のポリマーが、前記低いガ
ラス転移温度のポリマーのガラス転移温度よりも10℃
以上高くかつ前記高いガラス転移温度のポリマーのガラ
ス転移温度よりも10℃以上低いガラス転移温度を有す
るように設定することを特徴とする請求項2記載の水系
制振材組成物。 - 【請求項4】 前記相溶性調整成分がアルコール類及び
その誘導体、エーテル類、アセタール類、エステル類及
びケトン類からなる群より選ばれた少なくとも1種類の
溶剤及び/又はロジン類、ロジンエステル類、石油樹脂
及びフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも
1種類の粘着付与樹脂であることを特徴とする請求項1
記載の水系制振材組成物。 - 【請求項5】 板状又は繊維状の充填材をさらに添加し
てなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記
載の水系制振材組成物。 - 【請求項6】 前記相溶性調整成分が塗膜の低温での成
膜性を向上させるとともに、乾燥する際、塗膜の亀裂を
防止するように作用することを特徴とする請求項1〜5
のいずれか1項記載の水系制振材組成物。
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