(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、従来の防音材料や制振材料の問題点に鑑み、優れた防音性および制振性を発現するマイクロカプセルを提供することである。また、防音性および制振性に優れた防音材料および制振材料を提供することである。【解決手段】  金属粉もしくはガラス粉を含む流体からなるコアが樹脂製のシェルに内包されているマイクロカプセル。【選択図】    なし  【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも金属粉もしくはガラス粉のいずれかを含む流体からなるコアが樹脂製のシェルに内包されていることを特徴とするマイクロカプセル。
【請求項２】
流体は、Ｂ型粘度計を用いて測定した２５℃における粘度が４０〜４，０００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル・秒）であることを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル。
【請求項３】
流体は、Ｂ型粘度計を用いて測定した４０℃における粘度が４０〜４，０００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル・秒）であることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロカプセル。
【請求項４】
樹脂製のシェルが架橋されていることを特徴とする請求項１〜３記載のマイクロカプセル。
【請求項５】
請求項１〜４記載のマイクロカプセルを含有する組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音材料や制振材料などとして用いることのできるマイクロカプセル及びそのマイクロカプセルを含有する組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、防音材料や制振材料として各種素材が開発されてきている。例えば、アスファルトシートのような高比重の重量材を用いて、材料を伝播する振動伝播速度を低下させた制振遮音シートや、薄いゴム板と鋼板とを積層させた制振構造体や、樹脂中に発泡剤を添加して発泡させた発泡体などを用いたクッション性を有する防音材や制振材などがあった。
【０００３】
しかしながら、高比重の重量材は、近年防音材料や制振材料に求められている軽量化への取り組みに対応することが難しいといった問題点があった。また、より性能の高い防音材料や制振材料が求められているが、従来の発泡体では十分な防音効果や制振効果を得られないことがあった。また、独立気泡発泡体でないと強度や耐水性に劣るため独立気泡発泡体を用いなければならないといった材料の制約があった。また、中空状のマイクロカプセルを樹脂中に含有させた、内部に独立気泡が形成された防音材料や制振材料は十分な強度や耐水性を有するが、やはり防音効果や制振効果はいまだ十分ではなかった。
【０００４】
また、特許文献１には、遮音板、制振材等に用いられる、中空のシェルに微小粒子がカプセル化されている鈴構造粒子、及びその鈴構造粒子が混入・分散または付着した振動吸収材が開示されている。しかし、このような鈴構造粒子であっても防音効果や制振効果はいまだ十分ではなかった。また、特許文献１記載の中空の鈴構造粒子では、中空部にある微小粒子がシェルに衝突したときにノイズが発生することが懸念される。
【特許文献１】特開２０００−１４８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来の防音材料や制振材料の問題点に鑑み、優れた防音性および制振性を発現するマイクロカプセルを提供することである。また、防音性および制振性に優れた防音材料および制振材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、少なくとも金属粉もしくはガラス粉のいずれかを含む流体からなるコアが、樹脂製のシェルに内包されていることを特徴とするマイクロカプセルである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、流体は、Ｂ型粘度計を用いて測定した２５℃における粘度が４０〜４，０００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル・秒）であるマイクロカプセルである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、流体は、Ｂ型粘度計を用いて測定した４０℃における粘度が４０〜４，０００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル・秒）であるマイクロカプセルである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、樹脂製のシェルが架橋されているマイクロカプセルである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４記載のマイクロカプセルを含有する組成物である。  
【００１１】
本発明のマイクロカプセルにおけるコアは少なくとも金属粉もしくはガラス粉のいずれかを含む流体からなる。
コアにおける流体の体積割合は特に限定されないが、流体が少なすぎると振動吸収性能が低下する傾向にあることからコア全体の体積のうち２５体積％以上、９０体積％以下であることが好ましい。
また、金属粉もしくはガラス粉の粒径は特に限定されないが、金属粉もしくはガラス粉は１００ｎｍ〜３００μｍであることが好ましい。金属粉もしくはガラス粉が小さすぎると金属粉もしくはガラス粉の振動による運動エネルギーが小さくなるため振動を減衰させる効率が低下する。また金属粉もしくはガラス粉が大きくなりすぎるとマイクロカプセルのコア内に多くの金属粉もしくはガラス粉を含有させることが難しくなるため振動を減衰させる効率が低下する。
【００１２】
金属粉もしくはガラス粉の比重は２以上であることが好ましい。
【００１３】
また、金属粉もしくはガラス粉の形状は特に限定されず、無定形の粉末状であっても、球状の微粒子であってもよい。金属粉としては例えば、アルミニウム、銅、亜鉛などの金属微粒子や、磁性粉として汎用されている酸化鉄、二酸化マンガン、二酸化クロム、フェライト、鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金などの磁性微粒子があげられる。
【００１４】
コアとして用いる流体は特に限定されない。例えば、金属粉もしくはガラス粉を長時間分散状態で含有させることができることから、鉱物油、石油オイル、シリコーンオイル、可塑剤などが挙げられる。
【００１５】
流体は、Ｂ型粘度計を用いて測定した２５℃における粘度が４０〜４，０００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル・秒）であることが好ましい。
【００１６】
Ｂ型粘度計により測定した２５℃における粘度が４，０００ｍＰａ・ｓを超えると流体の摩擦抵抗が高く自由運動が拘束され金属粉もしくはガラス粉が運動しにくく十分なエネルギー損失が起こりにくくなる。また、Ｂ型粘度計により測定した２５℃における粘度が４０ｍＰａ・ｓに満たないと流体の粘性抵抗が低く金属粉もしくはガラス粉が運動しても十分なエネルギー損失が得られにくくなる。
【００１７】
また、室温が高くなったとしてもマイクロカプセルの防音性が低下しないことから、流体は、Ｂ型粘度計を用いて測定した４０℃における粘度が４０〜４，０００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル・秒）であることが好ましい。
Ｂ型粘度計を用いて測定した２５℃における粘度が４０〜４，０００の範囲にある流体としては、例えば、ジオクチルフタレート（２５℃：８０ｍＰａ・ｓ）などのフタル酸エステル可塑剤、東亜合成社から市販されているアクリルオリゴマー可塑剤（「ＵＰ−１０２１」、２５℃：４００ｍＰａ・ｓ、「ＵＰ−１０００」、２５℃：１，０００ｍＰａ・ｓ、「ＵＰ−１０７０」、２５℃：３８００ｍＰａ・ｓ）、鉱油（２５℃：１，０００ｍＰａ・ｓ）、グリセリン（２５℃：約１０００ｍＰａ・ｓ）、信越化学工業からシリコーンオイルとして市販されている、ジメチルシリコーンオイル「ＫＦ９６−１０００」、２５℃：１０００ｍＰａ・ｓや、メチルフェニルシリコーンオイル「ＫＦ５０−１０００」、２５℃：１０００ｍＰａ・ｓなどが挙げられる。
【００１８】
Ｂ型粘度計を用いて測定した４０℃における粘度が４０〜４，０００の範囲にある流体としては、例えば、東亜合成社から市販されているアクリルオリゴマー可塑剤（「ＵＰ−１０００」、ＵＰ−１０７０））、鉱油、グリセリン、信越化学工業から市販されているシリコーンオイル（ジメチルシリコーンオイル「ＫＦ９６−１０００」、メチルフェニルシリコーンオイル「ＫＦ５０−１０００」）などが挙げられる。
【００１９】
なお、磁性粉を含有するオイルをコアとする場合では、磁性粉のコアにしめる重量割合は２０重量％以上、５０重量％以下であることが好ましい。
また、粒子はコア内に複数含有されていることが好ましい。これにより複数の振動数からなる振動を広い周波数にわたって磁性粉の運動エネルギーに変換することができる。なかでも、粒径１〜５μｍの複数の磁性微粒子をコア内に含むマイクロカプセルは振動吸収性能が高く好ましい。
【００２０】
樹脂製のシェルは、コアに含まれる流体を密封できる材質であれば特に限定されない。例えば、ゼラチン、アラビアゴム、にかわ、カゼイン、アルブミン、デンプンおよびその誘導体、セルロース誘導体、トラガントガム、アルギン酸ナトリウム等の多糖類、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、塩化ビニリデン等の重合体やこれらの共重合体、ポリビニルアルコール（ポバール）、エチレン・ビニルアルコール共重合体（エバール）、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
【００２１】
本発明のマイクロカプセルを得る方法としては、例えば、オリフィス法等の機械的方法；ｉｎｓｉｔｕ重合法、相分離法等の物理化学的方法；界面重合法等の化学的方法等、従来公知の方法で製造することができる。具体的には、例えば以下の方法が挙げられる。
コアを形成する金属粉もしくはガラス粉を含む流体を、シェルを形成するポリマーの原料となるモノマー成分とともに、ラウリル硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、コロイダルシリカ、ジオキサン、アルコール、アラビアゴムなどの相分離誘起剤を加えた水と混合し、ホモジナイザーなどの分散装置を用いてに分散させマイクロカプセル化された液滴とする。これを重合して本発明のマイクロカプセルが得られる。
なお、水分散液とせずに有機溶剤を用いて有機溶剤中に分散させマイクロカプセル化された液滴を形成させてもよい。
【００２２】
また、樹脂製のシェルは架橋されていることが好ましい。例えば、ゼラチンを用いた場合は架橋ゼラチンであることが好ましく、グルタールアルデヒドや尿素を架橋剤として用いてゼラチンを架橋することができる。また、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、塩化ビニリデンなどの重合性モノマーを重合させて得られる重合体や共重合体を用いた場合は、多官能重合性モノマーを架橋剤として用いて架橋することができる。
【００２３】
より好ましくは、架橋されたマイクロカプセルは、ゲル分率が７０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。ゲル分率を７０％以上であれば樹脂シェルの架橋密度が十分高く、成形加工に際して強いせん断力が加わってもマイクロカプセルの破壊を抑制することができる。
【００２４】
なお、ゲル分率は、熱水、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの樹脂製シェルを溶解する溶剤に、マイクロカプセルを潰してマイクロカプセルの破砕物を加えて攪拌した後、金属粉もしくはガラス粉を遠心分離した分離液に含まれる未溶解物を乾燥する。そして、未溶解物の乾燥重量を測定し下記式によって算出した。ゲル分率（％）＝未溶解物の乾燥重量／マイクロカプセルの樹脂シェル部分の重量×１００
【００２５】
本発明のマイクロカプセルの粒径は、０．５〜３００μｍであることが好ましい。つまり、粒径が小さすぎると、得られる制振効果や防音効果が高くなく、また、粒径が大きすぎると、制振材や防音材の強度を低下させる恐れがある。
【００２６】
本発明のマイクロカプセルは樹脂材料や無機材料などの基体に含有させることにより制振材や防音材として用いることができる。
【００２７】
このような基体を構成する樹脂や無機材料としては、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ＡＢＳゴム、ＳＢＲゴム等のゴム等や、セラミック、コンクリート、セッコウ、珪酸カルシウム等があげられる。また、充填材や減粘剤、増粘剤等の各種添加剤も加えてもよい。なお、組成物中のマイクロカプセルの含有割合は０．１〜８０重量％であることが好ましい。
【００２８】
（作用）
制振性や防音性は、外部から伝播した共振振動を材料中の粘弾性特性により、熱エネルギーに変換することから得られるのが一般的であるが、金属粉もしくはガラス粉を含む流体をコアとするマイクロカプセルを含有する制振材や防音材では、振動を受けたときにマイクロカプセル中の金属粉もしくはガラス粉と流体が制振材や防音材の基体の振動とはまったく独立に振動する。そして、振動エネルギーは磁性粉と流体の運動エネルギーに変換される。これにより、振動の伝達を抑制することができる。したがって、十分な制振性と防音性が得られる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のマイクロカプセルは十分な制振性・防音性を得られる。したがって、本発明により騒音の激しい付近における建造物や高速道路などの防音壁や、自動車のアンダーコート塗料や耐チッピング塗料などの塗料や、押出成形品や射出成形品などの樹脂成形品の制振や防音に好適に用いられる。また、テープ製品に含有させることにより防音テープとして用いることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
シェル用原料液
３．６％ゼラチン水溶液
３．６％アラビアゴム水溶液
コア用原料液
酸化鉄（マグネタイト、粒径０．３μｍ）  １２重量部
石油オイル（日石ハイゾールＳＡＳ−２９６）    ８８重量部
３．６％アラビアゴム水溶液１００ｍｌに、ｐＨ６に調整した濃度３．６％のゼラチン水溶液１００ｍｌを加え、５０℃に昇温。あらかじめ準備したコア用原料液５０ｍｌを加えマイクロカプセルの液滴を調製した。攪拌しながら冷却することにより分散液滴の表面にゼラチン−アラビアゴムの重合体膜が析出させた。ついでグルタールアルデヒドを含む水溶液を添加してゼラチン膜を架橋させた。得られたマイクロカプセルは、マグネタイトが石油オイルに含有されたコアが形成されたマイクロカプセルであった。得られた粒子の平均粒径は３９８μｍ、標準偏差は１３２μｍであった。なお粒子径の測定は、堀場製作所社製のレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置により測定した。４８メッシュ（３００μｍの目開き）の篩でふるい、粒径が３００μｍ超のマイクロカプセルを除去し、粒径が３００μｍ以下のマイクロカプセルを得た。
【００３２】
（実施例２）
実施例１における、コアの形成材料をマグネタイト３０重量部、石油オイル７０重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてマイクロカプセルを製造した。
得られたマイクロカプセルは、マグネタイトが石油オイルに含有されたコアが形成されたマイクロカプセルであった。
【００３３】
（比較例１）
実施例２で得られたマイクロカプセルをアセトン中に浸漬して石油オイルを取り除き、コア内部にマグネタイトのみを含む中空のマイクロカプセルを得た。
【００３４】
防音材の製造
実施例１、２及び比較例１で得られたそれぞれのマイクロカプセルを、溶剤で希釈したアクリル樹脂バインダーに加えた樹脂ペーストを調製した。得られた樹脂ペーストを一方のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗工し、離型ＰＥＴフィルムを被せて挟み、厚さ５００μｍのシート状防音材を得た。
【００３５】
（評価方法）
試験用箱型ガラス容器の作製
シート状防音材から離型ＰＥＴフィルムを剥がし箱型ガラス容器の各面の大きさに切りぬき、樹脂ペーストから得られた樹脂層の粘着性を利用して箱型ガラス容器の各面に貼りつけた。
【００３６】
１．防音性試験１
箱型ガラス容器の開口面を下にしてスピーカの上から箱型ガラス製容器を被せた。そして、作製した箱型ガラス容器を隣り合うように並べ、順番にスピーカから同じ音を鳴らし箱の外に漏れる音を聞き比べた。得られた結果を表１に示す。表中、＋の数が多い程防音性能が高いことを示す。
【００３７】
２．防音性試験２
箱型ガラス容器を手で軽くたたき、たたいた時の音を聞き比べた。
得られた結果を表１に示す。表中、＋の数が多い程防音性能が高いことを示す。
【００３８】
【表１】
2005338771.tif 000002
【００３９】
実施例１と実施例２で得られたマイクロカプセルは、防音性試験１においてスピーカから出てくる高音領域の音に対して防音性が高く、防音性能は性能が高い方から実施例２、実施例１、比較例１の順番となった。また、実施例２と比較例１との間には明らかに高音領域での防音性能において大きな違いがあった。また、実施例１と実施例２では、箱型ガラス容器をたたいたときの音が比較例１よりも低く聞きとれた。これにより固体伝播音に対する防音性にも優れていることが伺える。
【００４０】
３．損失係数の測定
三井化学社製ＬＡ８８０を６０重量部２００℃でプラストミル混練し、上記で得られたマイクロカプセル（実施例１〜２、比較例１）をそれぞれ４０重量部を添加し、更に６０秒間混練した。得られた混練物を加熱プレス装置を用いて１９０℃、１分間加熱プレスして、長さ３００ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚さ５ｍｍの樹脂プレートを作製した。
【００４１】
（測定方法）
２０℃の環境下で、樹脂プレートを損失係数測定器（ＲＩＯＮ  ｓｏｕｎｄ  ａｎｄ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ  ａｎａｌｙｚｅｒ  ＳＡ−７４）を用いて、周波数５００、１０００、５０００Ｈｚ近辺における損失係数（η）を求めた。その評価結果は表２に示すとおりであった。
【００４２】
４．粘弾性の測定
動的粘弾性試験装置を用い、室温、周波数１０Ｈｚの条件で樹脂プレートの損失係数（ｔａｎδ）を測定した。その評価結果は表２に示すとおりであった。
【００４３】
【表２】
2005338771.tif 000003
【００４４】
実施例１と実施例２で得られたマイクロカプセルは、損失係数の測定において損失係数が高く、損失係数は大きい方から実施例２、実施例１、比較例１の順番となった。また、実施例２と比較例１との間には明らかに粘弾性に大きな違いがあった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、優れた防音性および制振性を発現するマイクロカプセルを提供することができる。また、防音性および制振性に優れた防音材料および制振材料を提供することができる。