JP3483200B2 - 水系防音塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輌のフロアー
部、ダッシュ部、ルーフ部などに塗装ロボットなどを利
用した自動吹き付け施工ができ、中・上塗り塗膜乾燥炉
内での焼き付け条件で塗布膜が硬化し、高い制振性と遮
音性を発揮できる水系防音塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車輌のフロアー部などには、アス
ファルトを主成分としたシート状の制振材が用いられて
いる。このシート状制振材は、車輌製造のラインサイド
に置かれ、作業者が手で車輌室内に運び、定位置にセッ
トされる。その作業はシート自体が重いため重労働であ
る。

【０００３】また、車輌にセットされた制振シートは、
中・上塗り塗膜の乾燥条件にて車体に融着される。この
制振シートは、一般に車室内フロア部において、マフラ
ー上部等では温度が６０℃程度まで上昇することから、
２０℃〜６０℃の温度範囲にて制振性能を発揮するタイ
プのものが用いられ、車輌の制振性、遮音性等の防音性
が期待されている。

【０００４】しかし、この制振シートは、前記乾燥時に
膨れや垂直部での脱落等を生じ、フロアー部との密着性
が充分に発揮できていないのが現状である。

【０００５】脱落防止を目的として粘着タイプや磁着タ
イプなどの工夫がなされているが、柔軟性が小さいた
め、凹凸面のあるボデー構造への追従ができず、充分な
防音性能を発揮するには至っていない。

【０００６】以上より２０℃〜６０℃に自動施工がで
き、凹凸面や垂直面への追従、密着性が良く、制振性、
遮音性などの防音性能に優れる材料が望まれている。

【０００７】さらにルーフ部においては、フェルト、ウ
レタン発泡体などの吸音材が接着剤、粘着剤を介して貼
り付け施工されているが、これらの吸音材も脱落などを
生じ車輌としての防音性が充分に発揮できていない。

【０００８】自動施工ができ、凹凸面や垂直面への追
従、密着性という点では、特開平７−１４５３３１号公
報に加熱膨脹型中空状有機充填材を０．０１〜５重量％
有し、制振性を有する塗布膜を形成する吹き付けタイプ
の水系塗料が提案されている。

【０００９】この提案は制振性については言及されてい
るが、アスファルトシートを主成分とした制振シートの
もつ遮音性についてはふれていない。

【００１０】遮音性は透過損失で評価されるが、質量則
によるため、制振シートと同レベルの遮音性を確保する
ためには、同等の重量を確保しておく必要があるが、前
記水系塗料は、加熱発泡により制振性塗布膜を形成する
ため、膜厚が厚くなったり、加熱硬化条件のバラツキな
どにより均一な厚みの硬化塗膜を形成するのが困難とな
る場合がある。その結果、カーペットの組み付け時、制
振材の厚さが許容幅の上限（例えばアスファルトシート
厚さ＋２mm）を超え、カーペットなどの組み付け不良が
発生しやすい。

【００１１】また、特開平８−２０９０６０号公報には
常乾型水系エマルジョン塗料として、塗膜比重１．３５
程度のものが挙げられているが、この提案の材料は、常
乾型であるため、１２０℃〜１６０℃の温度がかかる
中、上塗り炉の乾燥条件では著しいフクレを生じ易く適
用できない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、自動施工ができ、凹凸面や垂
直面への追従、密着性に優れる水系吹き付けタイプであ
り、後工程における内装材の組み付け不具合を防ぎ、制
振性能と遮音性能を両立することで車輌において優れた
防音性を発揮できる防音塗料を提案することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の水系防音塗料
は、水分散性重合体エマルジョンと無機充填材とを主成
分としてなる塗料において、前記水分散性重合体エマル
ジョンは、アクリル酸エステル重合体，スチレン−アク
リル酸エステル共重合体，スチレン−ブタジエン共重合
体，エチレン−酢酸ビニル共重合体から選ばれる少なく
とも１種であり、前記無機充填材は、炭酸カルシウム，
タルク，マイカ，珪藻土，硫酸バリウム，酸化鉄から選
ばれる少なくとも１種であるとともに、少なくとも硫酸
バリウムを含み、膜厚２ｍｍに形成された塗膜の２０℃
〜６０℃における損失係数が０．０５以上であるととも
に、膜厚２ｍｍに形成された該塗膜の２０℃、３０℃、
４０℃、５０℃、６０℃における該損失係数をプロット
したグラフにおいて該損失係数のピークが４０℃にあ
り、さらに加熱乾燥後の塗膜比重が１．０から２．５の
範囲であることを特徴とする。

【００１４】本発明の水系防音塗料は、水分散性重合体
エマルジョンと無機充填材とを主成分としてなる塗料に
おいて、前記水分散性重合体エマルジョンは、アクリル
酸エステル重合体，スチレン−アクリル酸エステル共重
合体，スチレン−ブタジエン共重合体，エチレン−酢酸
ビニル共重合体から選ばれる少なくとも１種であり、前
記無機充填材は、炭酸カルシウム，タルク，マイカ，珪
藻土，硫酸バリウム，酸化鉄から選ばれる少なくとも１
種であるとともに、少なくとも硫酸バリウムを含み、膜
厚２ｍｍに形成された塗膜の２０℃〜６０℃における損
失係数が０．０５以上であるとともに、膜厚２ｍｍに形
成された該塗膜の２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６
０℃における該損失係数をプロットしたグラフにおいて
該損失係数のピークが５０℃にあり、さらに加熱乾燥後
の塗膜比重が１．０から２．５の範囲であることを特徴
とする。

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の水系防音塗料は、水分散
性重合体エマルジョンと無機充填材を主成分としてなる
塗料タイプであるため、自動施工が可能であり凹凸面へ
の追従性に優れる。

【００１７】従来、車輌に用いられているアスファルト
を主成分とした制振シートは、一般的に膜厚が１．５ｍ
ｍ〜４ｍｍ（塗膜比重として１．２〜１．５）のものが
用いられている。

【００１８】本発明の水系防音塗料は、膜厚２ｍｍにお
いて２０℃〜６０℃の温度範囲における損失係数が０．
０５以上を有しており、従来の制振シートと同じ膜厚に
て同等の制振性を得ることができる。また、塗膜比重と
して０．１以上有するため、従来の制振シートと同程度
の膜厚で同等以上の重量を確保できるため、同等以上の
遮音性を得ることができる。したがって、従来の制振シ
ートに対し、本発明の防音塗料を用いることで、カーペ
ット等の組み付け不良の心配なく、同等以上の防音性を
得ることができる。

【００１９】乾燥後の塗膜比重が１．０未満の場合、カ
ーペット等の内装材の組み付けに対する制振材の許容幅
の上限（一般に、許容幅の上限は制振シートの厚さの
１．５倍）以内に塗布すると、制振シートと同じ重量を
確保できず、遮音性が不十分となり、好ましくない。ま
た、乾燥塗膜の比重が２．５を超えると塗料の比重が大
きくなりすぎて、塗布時および硬化時に垂直部にタレが
発生しやすくなり好ましくない。より好ましい塗膜比重
は１．２〜２．５である。

【００２０】この乾燥塗膜の比重は、樹脂成分の種類お
よび配合される無機充填材の種類とその割合を適宜選択
することにより所定の比重範囲に選定することができ
る。

【００２１】塗布膜の膜厚が２ｍｍの場合は、損失係数
が２０℃〜６０℃の範囲のいずれかの温度域で０．０５
未満であった場合、フロア部の温度特性に基づき施工し
てある各種制振シートに対し、一材料にて２０℃〜６０
℃の温度領域で同等の制振性能を確保することができな
い。

【００２２】本発明に用いる無機充填材としては、炭酸
カルシウム，タルク，マイカ，珪藻土，硫酸バリウム，
酸化鉄などを１種又は２種以上を併用したものであり、
少なくとも硫酸バリウムを含むものが用いられる。好ま
しくはタルク、マイカ等の板状、鱗片状充填材が制振性
の向上に有効である。

【００２３】水分散系重合体としては、その重合体を用
いた塗料の塗布乾燥膜厚２ｍｍにおいて２０℃〜６０℃
の範囲において０．０５以上の損失係数を有するものが
使用され、アクリル酸エステル重合体、スチレン−アク
リル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの１種または２
種以上を併用して用いることができる。

【００２４】水分散系重合体は、エマルジョンまたは水
分散状態で使用される。

【００２５】この水系塗料には、その他通常水系塗料に
添加される消泡剤、分散剤、タレ止め剤、老化防止剤、
紫外線防止剤が利用できる。

【００２６】この水系塗料を製造するには、公知の塗料
用混合分散機により上記の各成分を配合製造することが
できる。

【００２７】配合された塗料は、通常の水系塗料の塗布
方法が適用できる。たとえば、エアスプレーガン、エア
レススプレーガン、刷毛塗りも可能であり、さらに塗装
ロボットで自動塗布を適用することができる。塗布され
た塗膜は、中・上塗り塗膜の乾燥条件の焼き付け炉内
で、通常の焼き付け硬化条件で均一の膜厚で車輌に融着
される。これにより、均一膜厚の塗膜で遮音性能に優れ
た塗膜が形成できる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。

【００２９】重合体エマルジョンとして、エマルジョン
Ａ：アクリル酸エステル重合体エマルジョン（ガラス転
移温度２０℃、樹脂分５５％）、エマルジョンＢ：スチ
レンーブタジエン共重合体エマルジョン（ガラス転移温
度１８℃、樹脂分５４％）、エマルジョンＣ：スチレン
−アクリル酸エステル共重合体エマルジョン（ガラス転
移温度４０℃、樹脂分５５％）から選択した。

【００３０】無機充填材は炭酸カルシウム、タルク、硫
酸バリウムを用いた。さらに分散剤、消泡剤、タレ止め
剤を用いた。

【００３１】表１に示す各配合割合で、実施例１、実施
例２、実施例３、比較例１、比較例２の塗料を作製し、
制振性、遮音性を評価した。なお、表１には塗料比重
と、塗膜硬化後の塗膜比重を合わせて示した。

【００３２】

【表１】

【００３３】さらに、比較例３として膜厚２ｍｍ（比重
１．２）のアスファルトシートを、比較例４として膜厚
４ｍｍ（比重１．５）のアスファルトシートについても
同様の評価を実施した。

【００３４】試験方法 制振性（損失係数）の測定 ２０×３００×１．６（mm）のＥＤ鋼板に、塗料を２０
×２００×所定膜厚（mm）になるように塗布し、加熱乾
燥（温度１４０℃時間３０分）したものを評価パネルと
した。評価パネルを片持ち梁法にて測定し、半値幅法に
て損失係数を算出した。

【００３５】遮音性（透過損失）の測定 ６００×６００×０．８（mm）のＥＤ鋼板の中央部に材
料を５００×５００×所定膜厚（mm）になるように塗布
し、加熱乾燥（温度１４０℃時間３０分）したものを評
価パネルとした。

【００３６】評価パネルを内壁に鉛板や吸音材を貼り付
けた防音箱（内寸法：５５０×５５０×９００（mm）の
開口部（５００×５００（mm））に取り付け、箱の内部
にセットしたスピーカーから音を発生させ、パネルの上
部５００mmにセットしたマイクで透過音を測定した。な
お、これらの試験は、無響室内にて実施した。

【００３７】塗膜比重１．０に調整した塗料（実施例
１）、塗膜比重１．５に調整した塗料（実施例２）およ
び塗膜比重１．９に調整した塗料（実施例３）の制振性
として損失係数を測定した結果のグラフを図１（乾燥膜
厚２ｍｍ）、図２（乾燥膜厚４ｍｍ）に示す。

【００３８】実施例１、２、３とも乾燥塗膜厚が２ｍｍ
で温度が２０℃〜６０℃の範囲で、０．０５以上の損失
係数を有している。また、乾燥塗膜厚が４ｍｍでは０．
１以上の高い損失係数を有し、比較例４のアスファルト
シートと同じ膜厚で２０℃〜６０℃の範囲でアスファル
トシートより高い値を示している。

【００３９】また上記の実施例１、実施例２、実施例３
および塗膜比重０．９に調整した塗料（比較例１）と塗
膜比重０．８に調整した塗料（比較例２）の遮音性とし
て透過損失を測定した結果を図３のグラフで示した。

【００４０】実施例１では膜厚６ｍｍ、実施例２では膜
厚４ｍｍ、実施例３では膜厚３．５ｍｍで比較例４のア
スファルトシート（膜厚４ｍｍ）と同等以上の透過損失
が得られた。

【００４１】実施例１の塗料を用いて、車輌に塗布し、
中・上塗り炉で乾燥させた車輌を作製し、従来のアスフ
ァルトシートを適用した車輌と防音性能を比較評価し
た。

【００４２】その結果、表２および表３に示すように実
施例２の塗膜は車体からの脱落やカーペットの組み付け
不良が発生することなく、防音性能も従来のアスファル
トシートと比較して優れた結果が得られた。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】本発明の防音塗料で形成される塗膜は、
従来のアスファルトシートと比較して、脱落や著しい膨
れなどの密着不良の発生が抑制出来るので、垂直面や背
面にも施工できる。その結果車輌としての高い防音性能
を確保することができる。また、水系塗料であるので自
動施工が可能であり、工程を省人化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は実施例および比較例の乾燥膜厚２ｍｍ
時の制振性を評価した結果のグラフである。

【図２】この図は実施例および比較例の乾燥膜厚４ｍｍ
時の制振性を評価した結果のグラフである。

【図３】この図は実施例および比較例の塗膜およびシー
トの遮音性を評価したグラフである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 133/04 Ｃ０９Ｄ 133/04 (72)発明者 宮崎 好美 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−166101（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−151335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−167360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−141251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−38852（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−209060（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 5/00 C09D 5/02 C09D 7/12 C09D 125/10 C09D 131/04 C09D 133/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水分散性重合体エマルジョンと無機充填
   材とを主成分としてなる塗料において、 前記水分散性重合体エマルジョンは、アクリル酸エステ
   ル重合体，スチレン−アクリル酸エステル共重合体，ス
   チレン−ブタジエン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共
   重合体から選ばれる少なくとも１種であり、 前記無機充填材は、炭酸カルシウム，タルク，マイカ，
   珪藻土，硫酸バリウム，酸化鉄から選ばれる少なくとも
   １種であるとともに少なくとも硫酸バリウムを含み、 膜厚２ｍｍに形成された塗膜の２０℃〜６０℃における
   損失係数が０．０５以上であるとともに、 膜厚２ｍｍに形成された該塗膜の２０℃、３０℃、４０
   ℃、５０℃、６０℃における該損失係数をプロットした
   グラフにおいて該損失係数のピークが４０℃にあり、 さらに加熱乾燥後の塗膜比重が１．０から２．５の範囲
   であることを特徴とする水系防音塗料。
2. 【請求項２】 水分散性重合体エマルジョンと無機充填
   材とを主成分としてなる塗料において、 前記水分散性重合体エマルジョンは、アクリル酸エステ
   ル重合体，スチレン−アクリル酸エステル共重合体，ス
   チレン−ブタジエン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共
   重合体から選ばれる少なくとも１種であり、 前記無機充填材は、炭酸カルシウム，タルク，マイカ，
   珪藻土，硫酸バリウム，酸化鉄から選ばれる少なくとも
   １種であるとともに少なくとも硫酸バリウムを含み、 膜厚２ｍｍに形成された塗膜の２０℃〜６０℃における
   損失係数が０．０５以上であるとともに、 膜厚２ｍｍに形成された該塗膜の２０℃、３０℃、４０
   ℃、５０℃、６０℃における該損失係数をプロットした
   グラフにおいて該損失係数のピークが５０℃にあり、 さらに加熱乾燥後の塗膜比重が１．０から２．５の範囲
   であることを特徴とする水系防音塗料。