(57)【要約】【課題】自動車用シール材の軽量化の要求と、遮音性向上の要求とに同時に応えることができるようにする。【解決手段】自動車用シール材の表面に塗布される塗料組成物において、繊維状チタン酸カリウム５を含有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用シール材の表面に塗布される塗料組成物において、
繊維状チタン酸カリウムを含有していることを特徴とする塗料組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の塗料組成物において、
前記繊維状チタン酸カリウムの繊維径はナノサイズであることを特徴とする塗料組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗料組成物において、
ウレタン樹脂及びシリコーン樹脂の少なくとも一方を含有した水性塗料組成物であることを特徴とする塗料組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の塗料組成物において、
前記塗料組成物の主要樹脂成分１００質量部に対して前記繊維状チタン酸カリウムが０．２質量部以上５０質量部以下になるように含有されていることを特徴とする塗料組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の塗料組成物がゴムスポンジ材の表面に塗布されていることを特徴とする自動車用シール材。
【請求項６】
請求項５に記載の自動車用シール材において、
前記ゴムスポンジ材がＥＰＤＭよりなることを特徴とする自動車用シール材。
【請求項７】
請求項５または６に記載の自動車用シール材において、
前記ゴムスポンジ材の比重が０．７以下であることを特徴とする自動車用シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料組成物及びその塗料組成物が表面に塗布された自動車用シール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車にはシール材としてウエザーストリップが配設されている。ウエザーストリップにおいては、耐摩耗性、滑り性（摺動性）などの機能付与を目的として、表面に塗料が塗布されている。特許文献１では、ポリウレタン、フッ素樹脂、シリコーンオイル、メルカプトシリコーン、ハロゲン化剤及び溶剤を含む塗料組成物をウエザーストリップに塗布することによって耐摩耗性を向上させるようにしており、これら組成物のうち、フッ素樹脂の一部をガラス繊維、カーボン繊維などに置き換えることも開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、建築物の屋根材に塗布する遮熱防音塗料がりん片状顔料を含む合成エマルジョン塗料であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−８７７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２３８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車の燃費向上を目的として自動車に使用される部品単位での軽量化が求められている。ウエザーストリップの場合、ウエザーストリップを構成するゴム材料の比重を小さくすることによって軽量化を図ることができるが、ゴム材料の比重を小さくすると遮音性能が低下して車室外の騒音が透過しやすくなるという問題がある。つまり、ウエザーストリップの軽量化と遮音性能の両立は難しい。
【０００６】
特に、近年では、電気自動車のようにエンジン音を発しない自動車が増えてきており、このような自動車の場合、自動車自体が発する音が減っているので、従来問題とされなかった外部からの小さな音の侵入も遮音対象となってくる。このため、ウエザーストリップの遮音性能に対する要求は厳しくなっている。
【０００７】
この点、特許文献１では、フッ素樹脂、ガラス繊維、カーボン繊維などを含む塗料をウエザーストリップに塗布するようにしているが、この塗料は耐摩耗性を向上させることを目的としたものであり、ウエザーストリップの遮音性向上について寄与するものであるか不明である。
【０００８】
また、特許文献２には、りん片状顔料を含む遮熱防音塗料を建築物の屋根材に塗布するようにしているが、これは雨音などの振動音を遮断するものであるとともに、ウエザーストリップのような弾性変形するものが塗装対象物とはなっておらず、このような塗料でウエザーストリップを塗装したとしてもウエザーストリップの遮音性向上について寄与するものであるか不明である。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動車用シール材の軽量化の要求と、遮音性向上の要求とに同時に応えることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、繊維状チタン酸カリウムを含有した塗料組成物とした。
【００１１】
第１の発明は、自動車用シール材の表面に塗布される塗料組成物において、繊維状チタン酸カリウムを含有していることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、繊維状チタン酸カリウムを含有している塗料組成物が自動車用シール材の表面に塗布されることにより、繊維状チタン酸カリウムを含有している塗膜が自動車用シール材の表面に形成される。塗膜中に繊維状チタン酸カリウムが存在していることにより、遮音性が高くなる。その理由は、例えば、塗膜中の樹脂と繊維状チタン酸カリウムとの複合化によって塗膜の内部損失が大きくなり、遮音性が高くなるものと推測される。この塗膜によって車室外からの騒音の侵入が抑制されるので、自動車用シール材の材料の比重を小さくして軽量化を図る場合に遮音性が高まることになる。
【００１３】
また、塗膜における繊維状チタン酸カリウムの存在により、自動車用シール材の耐摩耗性及び滑り性が向上し、当該自動車用シール材が、例えば、自動車の車体やウィンドガラスなど別の物体と擦れあったときの滑り抵抗が低減する。なお、乾燥硬化した塗膜の表面には繊維状チタン酸カリウムに由来した微小凹凸が形成されることがあるが、自動車用シール材のシール機能（自動車の車体などに当接した際の止水性など）は劣ることなく維持される。
【００１４】
第２の発明は、前記繊維状チタン酸カリウムの繊維径はナノサイズであることを特徴とする。繊維状チタン酸カリウムの繊維径がナノサイズであるとは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の繊維径と定義することができる。
【００１５】
この構成によれば、車室外からの騒音の侵入の抑制効果が向上する。
【００１６】
第３の発明は、ウレタン樹脂及びシリコーン樹脂の少なくとも一方を含有した水性塗料組成物であることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、自動車用シール材の耐摩耗性及び滑り性の向上に有利なる。
【００１８】
第４の発明は、前記塗料組成物の主要樹脂成分（塗膜形成主要素）１００質量部に対して前記繊維状チタン酸カリウムが０．２質量部以上５０質量部以下になるように含有されていることを特徴とする。
【００１９】
繊維状チタン酸カリウムの含有量の下限としては、０．５質量部がより好ましい。一方、繊維状チタン酸カリウムの含有量の上限としては、３０質量部がより好ましい。ここで主要樹脂成分とは、塗装乾燥後に塗膜を形成する主要有効成分のことであり、塗膜形成要素又は塗膜組成物と言い換えることもできる。
【００２０】
繊維状チタン酸カリウムの含有量が少なくなると、塗膜における繊維状チタン酸カリウムの分散による遮音性及び滑り性の向上効果が薄れてくる。その観点から、当該含有量は前記下限以上であることが好ましい。一方、繊維状チタン酸カリウムの含有量が多くなると、塗膜が脆くなり、柔軟性がなくなる。その観点から、当該含有量は前記上限以下であることが好ましい。
【００２１】
第５の発明は、前記塗料組成物がゴムスポンジ材の表面に塗布されていることを特徴とする自動車用シール材である。
【００２２】
第６の発明は、前記ゴムスポンジ材がＥＰＤＭよりなることを特徴とする自動車用シール材である。
【００２３】
この構成によれば、自動車用シール材の材料の比重を小さくして軽量化を図る場合に遮音性を向上させることができる。自動車用シール材としては、例えばドアウエザーストリップ、ドアオープニングシール、トランク用シール材、ガラスランチャンネル、ドアパネルのドア装備品組付用のサービスホールを塞ぐシール材などを挙げることができる。
【００２４】
第７の発明は、前記ゴムスポンジ材の比重が０．７以下であることを特徴とする。
【００２５】
一般に、遮音材の比重が小さくなると、質量法則により遮音性が低下する。しかし、比重が小さくなるほど遮音性は確かに低下するものの、繊維状チタン酸カリウムが存在する塗膜により、比重の低下に伴う遮音性の低下が抑制される。すなわち、軽量化と遮音性向上という相反する要求を同時に応える上で有利になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、自動車用シール材の表面に塗布される塗料組成物が繊維状チタン酸カリウムを含有しているので、自動車用シール材の軽量化の要求と、遮音性向上の要求とに同時に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るウエザーストリップを示す一部断面にした斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るウエザーストリップの一部を示す拡大断面図である。
【図３】耐摩耗試験の概要を示す斜視図である。
【図４】ウエザーストリップのサンプルの作製方法を説明する一部断面にした斜視図である。
【図５】透過音測定試験設備の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２９】
図１に概略的に示すウエザーストリップ（ドアウエザーストリップ）１は、本発明の実施形態に係る自動車用シール材である。自動車用シール材は、ウエザーストリップ１に限られるものではなく、図示しないが、例えば、ドアオープニングシール、トランク用シール材、ガラスランチャンネル、ドアパネルのドア装備品組付用のサービスホールを塞ぐシール材などであってもよく、その形状や大きさは特に限定されない。
【００３０】
ウエザーストリップ１は、車体のドア用開口部（図示せず）の周縁部と、ドア（図示せず）の周縁部との間に介在し、車体ドア用開口部の周縁部と、ドアの周縁部との間をシールするための部材であり、環状をなしている。ウエザーストリップ１は、ドアの周縁部に取り付けることができるようになっている。
【００３１】
ウエザーストリップ１は、ドアの周縁部に取り付けられる取付基部２と、中空シール部３とを備えており、取付基部２と中空シール部３とは例えば押出成形法のような成形方法によって一体成形されている。取付基部２及び中空シール部３は、ゴムスポンジ材４（図２に示す）で構成されている。
【００３２】
取付基部２は、図示しないファスナや両面テープ等の周知の固定手段によってドアの周縁部に取り付けられる。中空シール部３は、ドアが閉状態にあるときにドアの周縁部によって車体に押し付けられて弾性変形し、これによりシール性が得られるようになっている。図１に示す中空シール部３の断面形状は一例であり、図示した形状に限定されるものではない。中空シール部３は、図２に示すように、ゴムスポンジ材４の表面が繊維状チタン酸カリウム５を分散して含有する塗膜（樹脂塗膜）６によって覆われてなる。
【００３３】
ゴムスポンジ材４のゴム材料としては、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）を好ましく用いることができる。例えば、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、熱可塑性エストラマー（オレフィン系またはスチレン系熱可塑性エストラマー）、軟質のポリ塩化ビニルなど、他のゴム材料ないしゴム様弾性を有する他の弾性材料を用いることもできる。ゴムスポンジ材４の材料は複数種を混合したものであってもよい。また、ウエザーストリップ１は、部分的に、ソリッド状の材料（非発泡材料）で形成してもよい。
【００３４】
塗膜６によって覆われるゴムスポンジ材４は、比重が０．７以下であることが好ましい。ゴムスポンジ材４の比重は、０．６以下がより好ましく、さらに好ましいのは０．５以下である。ゴムスポンジ材４は、ウエザーストリップ１の大部分を構成する材料であることから、このゴムスポンジ材４の比重を０．７以下とすることで、ウエザーストリップ１を大幅に軽量化することができる。
【００３５】
塗膜６の樹脂成分（塗膜形成要素）としては、ウレタン樹脂又はシリコーン樹脂を好ましく用いることができる。ウレタン樹脂とシリコーン樹脂を併用してもよい。例えば、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂など、他の樹脂を用いてもよい。
【００３６】
塗膜６は、塗膜形成要素である樹脂と繊維状チタン酸カリウム５との化学的結合による界面接着を得る観点から、カルボジイミド、イソシアネート、シランカップリング剤等のカップリング剤を含有することができる。
【００３７】
繊維状チタン酸カリウムは、原料として炭酸カリウムと酸化チタンとの混合物を用い、例えば６００℃〜１２００℃くらいの温度で焼成し、固相反応によって合成する焼成法で得ることができる。その他、溶融法によって得ることもできる。繊維状チタン酸カリウムは、チタン酸カリウムのウィスカー（チタン酸カリウムウィスカー）と呼ぶこともできる。
【００３８】
また、繊維状チタン酸カリウム５としては、繊維径がナノサイズ（１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下）から２０μｍ以下程度のものを好ましく採用することができる。繊維状チタン酸カリウム５の繊維径は、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下がより好ましい。繊維状チタン酸カリウム５の繊維長は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以上２０μｍ以下である。
【００３９】
また、実施形態に係る塗料組成物の主要樹脂成分（塗膜形成要素）１００質量部に対して繊維状チタン酸カリウムが０．２質量部以上５０質量部以下になるように含有されている。
【００４０】
＜ウエザーストリップ１の製造方法＞
上記ウエザーストリップ１は、ゴムスポンジ材４の表面に塗膜６を塗装によって形成することで得ることができる。その塗装方法としては、次の塗装方法を採用することができる。
【００４１】
［塗装方法］
主要樹脂成分（塗膜形成要素）を水に分散させた水性塗料に繊維状チタン酸カリウム５を混合して、繊維状チタン酸カリウム含有塗料組成物を調製する第１工程と、繊維状チタン酸カリウム含有塗料をゴムスポンジ材４の表面に塗布する第２工程と、該第２工程で得られた塗膜を乾燥硬化させる第３工程とを備えている。繊維状チタン酸カリウム含有塗料の塗布には、例えば図４に示す塗装ガン（スプレーガン）１３等用いることができ、或いはブレード等を用いてもよい。
【００４２】
この塗装方法によれば、繊維状チタン酸カリウム５が全体にわたって均等に分散した樹脂塗膜６を得ることができる。
【００４３】
＜実施例・比較例＞
［実施例］
実施例は上述の塗装方法によってゴムスポンジ材の表面に繊維状チタン酸カリウム含有樹脂塗膜を形成するケースである。
【００４４】
表１の配合からなる繊維状チタン酸カリウム含有塗料及び厚さ２ｍｍの押出加硫成形されたＥＰＤＭゴムスポンジ板（比重０．４８）を準備した。この繊維状チタン酸カリウム含有塗料は、水性塗料に繊維状チタン酸カリウムを混合したものである。水性塗料の主要樹脂成分（塗膜形成要素）１００質量部に対する繊維状チタン酸カリウムの含有量は５質量部である。
【００４５】
使用した繊維状チタン酸カリウムの繊維径は数百ｎｍであり、繊維長は１〜１００μｍである。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
シンナーを用いてゴムスポンジ板の表面を脱脂した後、図４に示すような塗装ガン１３によって表１の組成からなる繊維状チタン酸カリウム含有塗料をゴムスポンジ板に塗布した。しかる後、オーブンにて９０℃の温度に１０分間保持することにより、塗膜の乾燥硬化を行なった。
【００４８】
以上によって得た遮音性スポンジ材（自動車用シール材に相当）の樹脂塗膜は、乾燥膜厚が６〜９μｍであった。
【００４９】
［比較例１］
比較例１は、表１に示すとおり、実施例１の配合から繊維状チタン酸カリウムが取り除かれた形の配合の水性塗料であり、実施例と同じゴムスポンジ板を準備し、実施例と同様にして繊維状チタン酸カリウムを含有しない樹脂塗膜を形成した。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
［物性評価］
実施例及び比較例１の遮音性スポンジ材（評価用塗装サンプル）の物性を調べた。結果を表２に示す。
【００５２】
表２の耐摩耗性は、図３に示す要領で耐摩耗性試験用ガラス摩耗子（ｔ＝３．５ｍｍ）を備えた学振式摩耗試験器（ストローク：１５０ｍｍ、スピード：６０回／分）を用いて試験し、評価用塗装サンプルの塗装面が摩耗あるいは剥離し、基材が露出したときの回数を調べた。この回数が多いほど塗膜の耐摩耗性が優れていることを示す。
【００５３】
表３の静摩擦係数及び動摩擦係数は以下の手順で求めた。ヘイドン試験器（ＨＥＩＤＯＮ  ＴＲＩＢＯＧＥＡＲ  ＴＹＰＥ３２，測定子：ガラス時計皿，荷重：２０Ｎ）を用い、摺動速度１０００ｍｍ／ｍｉｎにて２回摺動させた後、３回目に摺動させた測定値を取得した。これらの摩擦係数が小さいほど塗膜の滑り性が優れていることを示す。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
繊維状チタン酸カリウムが樹脂塗膜中に分散した実施例は、繊維状チタン酸カリウム不含有の比較例に比べて、耐摩耗性が２倍以上優れている、摩擦係数も、実施例は比較例に比べて小さくなっており、滑り性が優れていることがわかる。
【００５６】
＜比較例２〜４＞
実施例と同様、比較例１の配合の水性塗料に、表３に示す資材を塗料組成物の主要樹脂成分（塗膜形成要素）１００質量部に対して５質量部含有させ、実施例と同じゴムスポンジ板を準備し、実施例１と同様にして樹脂塗膜を形成した。
【００５７】
＜遮音性評価＞
［実施例と比較例１〜４の比較］
実施例及び比較例１〜４の塗料を前記した実施例と同じ条件及び方法によって、図４に示すように、ウエザーストリップ１の中空シール部３の表面に塗装を施したサンプルを作製し、遮音性を評価した。ウエザーストリップ１は厚さ２ｍｍの押出しスポンジ材（比重０．４８）である。
【００５８】
図５は遮音性試験設備を示す。上下の治具２１、２２間にウエザーストリップ１を挟んでその全高が３４％低くなるように圧縮し、残響室側に音源（残響室内９０ｄＢ均一）を配置し、無響室側に無指向マイク２３を配置して透過音を測定した。治具２１、２２の残響室側には遮蔽板２４、２５を設けた。測定周波数は１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚである。
【００５９】
透過音の測定により、実施例は、比較例１〜４に比べて、２０００Ｈｚ〜３５００Ｈｚの周波数の範囲において音圧が低くなり、特に、２５００Ｈｚ及びその近傍では、最大で３ｄＢ程度音圧が低くなることがわかった。
【００６０】
また、実施例は、比較例２〜４に比べて、２０００Ｈｚ〜３５００Ｈｚの周波数の範囲において音圧が低くなり、特に、２５００Ｈｚ及びその近傍では、最大で３ｄＢ程度音圧が低くなることがわかった。
【００６１】
このように、繊維状チタン酸カリウムは透過音の音圧を下げたものの、比較例２〜４は比較例１と変わらず、繊維状チタン酸カリウム以外の資材に音圧を下げる効果は認められなかった。
【００６２】
以上説明したように、この実施形態によれば、繊維状チタン酸カリウムを含有している塗料組成物を自動車用シール材の表面に塗布することにより、繊維状チタン酸カリウムを含有している塗膜を自動車用シール材の表面に形成することができる。塗膜中に繊維状チタン酸カリウムが存在していることにより、塗膜の内部損失が大きくなり、遮音性が高くなる。この塗膜の形成によって車室外からの騒音の侵入を抑制できるので、自動車用シール材の材料の比重を小さくして軽量化を図る場合に遮音性を高めることができる。
【００６３】
また、塗膜における繊維状チタン酸カリウムの存在により、自動車用シール材の耐摩耗性及び滑り性が向上し、当該自動車用シール材が、例えば、自動車の車体やウィンドガラスなど別の物体と擦れあったときの滑り抵抗が低減する。乾燥硬化した塗膜の表面には繊維状チタン酸カリウムに由来した微小凹凸が形成されることがあるが、自動車用シール材のシール機能（自動車の車体などに当接した際の止水性など）は劣ることなく維持することができる。
【００６４】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したように、本発明は、例えば自動車用ウエザーストリップに適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    ウエザーストリップ（自動車用シール材）
２    取付基部
３    中空シール部
４    ゴムスポンジ材
５    繊維状チタン酸カリウム
６    塗膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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