JP2005281393A

JP2005281393A - 制振塗料およびこれを用いた制振部材

Info

Publication number: JP2005281393A
Application number: JP2004094648A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sato; 昌弘佐藤
Original assignee: Kimoto Co Ltd
Current assignee: Kimoto Co Ltd
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP4592316B2

Abstract

【課題】制振塗料及び制振部材に関し、良好な制振性能が得られ、消泡剤を用いなくても、塗料としての性質を損なわず、制振層表面に傷がつきにくいものを提供する。
【解決手段】少なくともバインダー樹脂と無機充填剤からなる制振塗料であって、前記無機充填剤としてセリサイトを含む制振塗料とする。好ましくは、バインダー樹脂１００重量部に対してセリサイトを１００重量部から５００重量部含有する制振塗料とする。また、本発明の制振部材は、基材上に前記塗料により形成された制振層を有するように構成する。
【選択図】なし

Description

本発明は制振塗料及び制振部材に関し、良好な制振性能が得られ、消泡剤を用いなくても、塗料としての性質を損なわず、制振層表面に傷がつきにくいものに関する。

近年、機械化や自動化に伴い、騒音や振動などへの対策として、吸音、遮音、防振、制振といった機能をもつ塗料や部材が注目されている。このうち制振機能は、振動エネルギーを減衰させることにより騒音を防止するものである。

このような制振塗料としては、ゴム状物質、歴青物質、熱可塑性樹脂などに無機充填剤や各種繊維を添加したものがある。(特許文献１参照)

特開平９−１５１３３５号公報（請求項１）

しかし、このような制振塗料においては、無機充填剤を多量に含有させると塗料としての性質、特に塗料粘度の上昇や、起泡などの問題により、安定した制振性能を得ることが難しいといった問題があった。

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、無機充填剤として、セリサイトを用いることにより解決することを見出した。

即ち、本発明の制振塗料は、少なくともバインダー樹脂と無機充填剤からなる制振塗料であって、前記無機充填剤としてセリサイトを含むことを特徴とするものである。

また、本発明の制振塗料は、バインダー樹脂１００重量部に対してセリサイトを１００重量部から５００重量部含有することを特徴とするものである。

さらに、本発明の制振部材は、基材上に制振層を有し、前記制振層は、前記制振塗料より形成されてなるものであることを特徴とするものである。

本発明の制振塗料は、無機充填剤を多量に含有させても塗料としての性質、特に塗料粘度の上昇や、起泡などの問題を生じさせることなく、安定した制振性能を得ることができる。

まず、本発明の制振塗料について説明する。本発明の制振塗料は、少なくともバインダー樹脂と無機充填剤からなる制振塗料であって、前記無機充填剤としてセリサイトを含むことを特徴とするものである。

制振塗料を構成するバインダー樹脂としては、例えば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。

無機充填剤として用いられるセリサイトは、雲母（マイカ）の一種であり、一般に工業用マイカとして使用されている白雲母よりカリウムが少なく水分が多く、白雲母とイライトの中間くらいの鉱物である。このセリサイトを用いると、白雲母等のほかの雲母を用いるときに塗料に発生しやすい塗料粘度の上昇や起泡が抑えられているということがわかった。粘度上昇を抑えることができるため、塗料としたときの無機充填剤の充填率を高くすることができる。また、このように起泡を抑えることができるため、塗膜が発泡することなく、良好な制振性能を得ることができる。本発明の制振塗料に用いる場合、セリサイトの平均粒径は１００μｍ以下のものが好ましい。平均粒径が１００μｍよりも小さいと、塗料の粘度上昇が抑えられ、また塗料が空気をかみ易くなってしまい流動性が劣って扱いにくくなることを防止でき、塗布する際にも不良になりにくいからである。

また、セリサイトは、バインダー樹脂１００重量部に対して、１００〜５００重量部含まれることが好ましい。下限を１００重量部としたのは、これより少ないと制振性能が十分に得られないためである。上限を５００重量部としたのは、ほかの雲母では２００〜３００重量部で塗料粘度が上昇してしまうのに対し、セリサイトは５００重量部までは塗料および塗膜に問題は無く、これを超えた辺りから塗料粘度の上昇が起こることと、ほとんど顔料の塗膜となり不均一となって脆くなり、また制振性能が不安定となってしまうからである。

そのようにしてセリサイトは白雲母等よりも多量に入れても塗料として問題が無く、被膜化し制振部材とした際にも良好であることは、一般的に顔料を多量に入れたほうが制振性能が良好であることから、好ましいことである。

このようにセリサイトを用いることにより、バインダー樹脂にセリサイトを多量に含有させたときでも、塗料粘度の極端な上昇が起こらず、起泡などの問題も生じないため、安定した制振性能を得ることができる。

また、バインダー樹脂に対して、セリサイト又は白雲母等を同程度混合した場合は、低温領域の制振性能に大差はないが、高温領域（３０〜６０℃）の制振性能は、セリサイトを用いたほうが優れている。

本発明の制振塗料は、上記バインダー樹脂およびセリサイトを適当な溶媒に分散することにより調整される。環境に配慮して、バインダー樹脂を水系樹脂エマルジョンとしたものを、必要に応じて水系溶剤で希釈したものに、セリサイトを混合、分散することで制振塗料としたものが、特に好ましい。

また、本発明の制振塗料は、上記バインダー樹脂およびセリサイトのほかに、必要に応じて、架橋剤、充填剤、着色剤、マット剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、顔料分散剤、流動調整剤などを配合することができる。

次に本発明の制振部材を説明する。本発明の制振部材は、基材上に前記制振塗料より形成されてなる制振層を有してなるものである。

基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリロニトリル、トリアセチルセルロース等の樹脂フィルムを挙げることができる。前記基材は透明でも不透明でもよく、着色されていても無着色であっても構わない。また、セパレータ上に制振層を設け、セパレータを剥がして塗膜だけを制振部材として使用することもできる。そして、鋼板を使ったり、直接制振性能が必要なものを基材とすることもできる。

制振層の厚みとしては、特に限定されないが、０．１ｍｍから３ｍｍの範囲にするのが好ましい。０．１ｍｍ以上としたのは、あまり薄くしてしまうと十分な制振性能を得ることが出来なくなるためであり、３ｍｍ以下としたのは、逆に３ｍｍを超えても制振性能はあまり向上せず厚みを取ってしまい、また不経済でもあるからである。

制振層は、上記基材に上述の本発明の制振塗料を、従来公知のコーティング方法、例えば、バーコーター、ダイコーター、ブレードコーター、スピンコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、スプレー、スクリーン印刷などによって塗布した後、熱により乾燥、硬化させることにより形成することができる。

このようにして形成された制振層は、表面硬度が高く、ＪＩＳＫ５６００−５−４：１９９９で、鉛筆硬度Ｈ以上となる。その理由は定かではないが、無機充填剤が塗膜中に密に充填されるためと考えられる。

更に、制振部材には、制振部材の表面となる制振層または基材の表面、或いは基材としてセパレータを用いた場合には、制振層表面または制振層と基材の間に、適宜粘着層を設けても良い。粘着層を構成する粘着剤としては、一般に使用されるアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが使用される。また、帯電防止などの性能を持つ粘着剤を使用しても良い。粘着層の厚みは特に限定されるものではないが、貼着性を考慮すると、下限としては１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上であり、上限としては６０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下程度とすることが望ましい。また、粘着層を設けた場合、取り扱い性を考慮し、粘着層にセパレータを貼り合わせることが好ましい。

このような制振部材は、精密機器、家電機器、ＯＡ機器等の機器、自動車、鉄道車輛、産業用車輛等の各種車輛、建築構造物、高架道路，高架橋等の各種構造物、その他の構造物、機器、機械類において発生する振動および騒音の低減のために使用される。特に本発明の制振部材は、例えば自動車や鉄道車輛、家電機器やＯＡ機器等、使用時に４０℃を超える高温に達する装置に好ましく使用することができる。

以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。

［実施例１］
基材として、厚み１００μｍのプラスチックフィルムの片面に、下記処方の制振層塗布液を乾燥後の厚みが１ｍｍとなるように塗布、乾燥して、制振層を設け、実施例１の制振部材を作製した。

＜制振層塗布液＞
・スチレン−ブタジエン共重合体樹脂エマルジョン２０８重量部
（ＳＲ−１０５：日本エイアンドエル社）（固形分４８％）
・水１１８重量部
・セリサイト（平均粒径１０μｍ）２００重量部
（セリサイトＭＫ：カナヤ興産社）

［実施例２］
実施例１の制振層塗布液のセリサイト２００重量部を１００重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の制振部材を作製した。

［実施例３］
実施例１の制振層塗布液のセリサイト２００重量部を３００重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例３の制振部材を作製した。

［実施例４］
実施例１の制振層塗布液のセリサイト２００重量部を５００重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例４の制振部材を作製した。

［実施例５］
実施例１の制振層塗布液のセリサイト２００重量部を６００重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例５の制振部材を作製した。

［比較例１］
基材として、厚み１００μｍのプラスチックフィルムの片面に、下記処方の制振層塗布液を乾燥後の厚みが１ｍｍとなるように塗布、乾燥して、制振層を設け、比較例１の制振部材を作製した。

＜制振層塗布液＞
・スチレン−ブタジエン共重合体樹脂エマルジョン２０８重量部
（ＳＲ−１０５：日本エイアンドエル社）（固形分４８％）
・水１１８重量部
・白雲母（平均粒径１０μｍ）２００重量部
（クラライト・マイカ５００Ｄ：クラレ社）

［比較例２］
比較例１の制振層塗布液の白雲母２００重量部を３００重量部に変更した以外は、比較例１と同様にして、比較例２の制振部材を作製した。

［比較例３］
比較例１の制振層塗布液の白雲母２００重量部を４００重量部に変更した以外は、比較例１と同様にして、比較例３の制振部材を作製した。

［比較例４］
基材として、厚み１００μｍのプラスチックフィルムの片面に、下記処方の制振層塗布液を乾燥後の厚みが１ｍｍとなるように塗布、乾燥して、制振層を設け、比較例４の制振部材を作製した。

＜制振層塗布液＞
・スチレン−ブタジエン共重合体樹脂エマルジョン２０８重量部
（ＳＲ−１０５：日本エイアンドエル社）（固形分４８％）
・水１１８重量部
・白雲母（平均粒径５μｍ）２００重量部
（ＭＩＣＡＰＯＷＤＥＲＡ−１１：山口雲母工業所）

［比較例５］
比較例４の制振層塗布液の白雲母２００重量部を３００重量部に変更した以外は、比較例４と同様にして、比較例５の制振部材を作製した。

実施例及び比較例で用いた制振層塗布液（制振塗料）の消泡性について評価を行った。また、実施例及び比較例で得られた制振部材の被膜性について、塗料を乾燥させた際に膜として成り立つかどうか、つまり均一性や割れを起こさないことを以下のような試験を行ない評価した。さらに、制振部材の制振層表面の硬さについての評価も行った。評価結果を表１に示す。

（１）消泡性の評価
上記のように調整した塗料に関して消泡性について評価した。評価方法として、塗料を被膜にした際に、被膜断面を観察し気泡と認められる欠陥がない場合を〇、少しではあるが確実に観察できるものを△、かなりの程度で観察できる場合を×とした。

（２）被膜性の評価
被膜性に関しては、塗料を乾燥させた際に膜として成り立つかどうか、つまり被膜の均一性や割れを起こさないことを評価し良いものを〇、若干曲げに対して割れを起こすが不均一であるとは言えない程度のものを△、悪いものを×とした。

（３）表面硬度の評価
実施例と比較例で得られた制振部材の表面硬度について、ＪＩＳＫ５６００−５−４：１９９９の鉛筆引っかき値の試験機法に基づいて評価を行った。

上記の制振層塗布液で樹脂顔料比率が１００：２００のもの（実施例１、および比較例１、比較例４）の水の添加量を変更し、固形分６７％の液を作り、Ｂ型粘度計でせん断速度２００（1/sec)という条件で液粘度を計り、比較したものを表２に示す。

セリサイトを用いた実施例１〜４の制振部材は無機充填剤が適量入っているため、表１からもわかるように被膜性は良好であった。しかし、実施例５の制振部材は、無機充填剤の含有量が多くなったため、他の実施例の制振部材より被膜性にやや劣るものとなった。比較例１及び、比較例２の制振部材は、無機充填剤の含有量が少ないため、被膜性は良好だったが、比較例３〜比較例５の制振部材は、バインダー樹脂が無機充填剤を十分に保持することができなかったために塗膜割れが発生し、被膜性に劣るものとなった。

そして、塗料の消泡性もセリサイトを用いることで良い結果となった。また、比較例４及び比較例５の制振部材は、消泡性に劣り、その上、被膜性に劣るため、塗膜中の顔料が不均一となって脆く、良好な制振性能が得られないと考えられる。

また、実施例１〜５の制振部材は、制振層の表面硬度が高く、良好な結果となった。その反対に、比較例１〜比較例３の制振部材は、制振層の表面硬度が低く、傷つきやすいものであることがわかる。

また、表２よりセリサイトを用いることで同じ充填量であるにも関わらず、液粘度は他のものよりもはるかに低く、固形分を６７％に上げたものでさえも、比較例１、４の固形分５７％のものよりも低くなっている。そのことからセリサイトを用いると液粘度を下げることができ、そのことによって充填率を上げることができる。

次に、実施例１〜３および比較例１、２で得られた制振部材の制振層上に、下記処方の粘着層塗布液を乾燥後の厚みが３０μｍとなるように塗布、乾燥させ粘着層を形成した。

＜粘着層塗布液＞
・ＳＫダイン１３１０（固形分３３％）１００重量部
（綜研化学社）
・Ｌ−４５（固形分１００％）１．５重量部
（綜研化学社）

得られた粘着層付制振部材の制振性能について、ＪＩＳＧ０６０２：１９９３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１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのアルミ板の片面に、粘着層を介して貼りつけた試験片について、−１０〜６０℃で、中央加振半値幅法による損失係数の測定を行い、評価した。実施例１及び比較例１の制振部材の各温度における損失係数の測定結果を図１に示す。また、実施例１〜３および比較例１、２についての温度０℃、２０℃、４０℃（５００Ｈｚ）における損失係数を表３に示す。

表３より無機充填剤を多くするほど損失係数が高くなることがわかる。そして、図１からも明らかなように、４０℃以上においてセリサイトを用いたもののほうが、他の雲母よりも損失係数が高く、制振性能がはるかに良い結果になっている。

以上のように実施例のようにセリサイトを用いることで、同じ割合で他の雲母を用いた場合に比べ、粘度が低くなり起泡も出にくくなることで塗料として非常に有利なものとなる。また、粘度が低いため、他の雲母を用いた場合と同じ程度の粘度となるようにすると、顔料の割合を高くすることもでき、それによって制振性能を高くすることができる。

また、顔料の割合を上げても、他の雲母よりも被膜性が良いものである。そして、セリサイトを用いることで制振性能は悪くなることなく、それどころか高温域で白雲母よりも有利な制振部材を提供することができる。

実施例１及び比較例１の制振部材の各温度における損失係数を示す図。

Claims

少なくともバインダー樹脂と無機充填剤からなる制振塗料であって、前記無機充填剤としてセリサイトを含むことを特徴とする制振塗料。
バインダー樹脂１００重量部に対してセリサイトを１００重量部から５００重量部含有することを特徴とする請求項１記載の制振塗料。
基材上に制振層を有し、前記制振層は、請求項１又は２記載の制振塗料より形成されてなるものであることを特徴とする制振部材。