(57)【要約】【課題】  減衰性能を容易に向上することができる減衰性塗料、その製造方法及び使用方法を提供する。【解決手段】  減衰性塗料には、塗膜を形成する母材に、その母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分が配合されている。この活性成分には非晶化処理が施されている。この減衰性塗料の製造方法では、結晶性を有する活性成分を溶融状態となるまで加熱した後、溶融状態の活性成分を冷却して固化させることにより、結晶性を有する活性成分に非晶化処理を施す。この非晶化処理が施された活性成分を母材に配合することにより、減衰性塗料は製造される。この減衰性塗料の使用方法では、減衰性塗料を塗布することにより塗膜を形成した後、塗膜に加熱及び加圧処理を施す。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗膜を形成する母材に、該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合してなる減衰性塗料であって、前記活性成分には非晶化処理が施されていることを特徴とする減衰性塗料。
【請求項２】
前記母材は、アクリル系樹脂及びアクリル／スチレン系樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項１に記載の減衰性塗料。
【請求項３】
前記活性成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は請求項２に記載の減衰性塗料。
【請求項４】
塗膜を形成する母材に、該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合してなる減衰性塗料の製造方法であって、
結晶性を有する活性成分を溶融状態となるまで加熱した後、前記溶融状態の活性成分を冷却して固化させることにより、前記結晶性を有する活性成分に非晶化処理を施すことを特徴とする減衰性塗料の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減衰性塗料の使用方法であって、減衰性塗料を塗布することにより塗膜を形成するとともに該塗膜を加熱及び加圧処理することを特徴とする減衰性塗料の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギー、衝撃エネルギー等のエネルギーを減衰する減衰性能を有する減衰性塗料に関するものである。さらに詳しくは、例えば制振塗料、衝撃吸収塗料として、自動車、内装材、建材、家電機器等に適用される減衰性塗料、その製造方法及び使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の減衰性塗料としては、母材にその双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合したものが知られている（特許文献１〜３参照）。この減衰性塗料では、活性成分の配合によって、減衰性塗料から形成される塗膜の損失正接（ｔａｎδ）の値が向上されている。この種の減衰性塗料では、塗膜における損失正接の値が高いほど、振動エネルギー吸収性能、衝撃エネルギー吸収性能等の減衰性能が高まることが知られている。
【特許文献１】特許第３３１８５９３号公報
【特許文献２】国際公開第９９／２８３９４号パンフレット
【特許文献３】国際公開第０１／０４０３９１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近では、減衰性塗料が適用される適用物（家電製品、自動車等）においては、軽量化を図るため、塗膜の薄膜化が検討されている。そのため、一層高い減衰性能を有する塗膜が得られる減衰性塗料が望まれている。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、減衰性能を容易に向上することができる減衰性塗料、その製造方法及び使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の減衰性塗料は、塗膜を形成する母材に、該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合してなる減衰性塗料であって、前記活性成分には非晶化処理が施されていることを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明の減衰性塗料では、請求項１に記載の発明において、前記母材は、アクリル系樹脂及びアクリル／スチレン系樹脂から選ばれる少なくとも一種であることを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明の減衰性塗料では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記活性成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種であることを要旨とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明の減衰性塗料の製造方法では、塗膜を形成する母材に、該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合してなる減衰性塗料の製造方法であって、
結晶性を有する活性成分を溶融状態となるまで加熱した後、前記溶融状態の活性成分を冷却して固化させることにより、前記結晶性を有する活性成分に非晶化処理を施すことを要旨とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明の減衰性塗料の使用方法では、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減衰性塗料の使用方法であって、減衰性塗料を塗布することにより塗膜を形成するとともに該塗膜を加熱及び加圧処理することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の減衰性塗料によれば、減衰性能を容易に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
本実施形態における減衰性塗料は、母材にその母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合したものである。その活性成分には非晶化処理が施され、減衰性塗料中において活性成分は非晶状態で含有されている。
【００１２】
母材は塗膜を形成する成分であって、合成樹脂、ゴム等が挙げられる。合成樹脂としては、アクリル系樹脂、アクリル／スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／アクリル系樹脂、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、これらの共重合樹脂や変性樹脂等が挙げられる。ゴムとしては、アクリロニトリル／ブタジエン共重合ゴム、スチレン／ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム等の合成ゴムの他、天然ゴム等が挙げられる。これらの母材は、単独で配合してもよく、二種以上を組み合わせて配合してもよい。これらの母材の中でも、高い減衰性能を発揮させることができることから、アクリル系樹脂及びアクリル／スチレン系樹脂から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。アクリル系樹脂としては、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸及びメタクリル酸エステルの単独重合体、これらの単独重合体の混合物、並びにこれらの共重合体が挙げられる。アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルとしては、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、２−エチルヘキシルエステル、エトキシエチルエステル等が挙げられる。これらのアクリル系樹脂の中でも、活性成分との相溶性が良好であって、一層高い減衰性能を発揮させることができることから、メタクリル酸メチル／アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体が好ましい。
【００１３】
また、これらの母材は、活性成分とを容易に混合することができ、減衰性塗料の均一性を高めることができることから、合成樹脂エマルジョンやゴムラテックスとして配合されることが好ましい。さらに、一層高い減衰性能を発揮することができることに加え、減衰性塗料の均一性を高めることができることから、母材はアクリル系樹脂エマルジョン及びアクリル／スチレン系樹脂エマルジョンから選ばれる少なくとも一種として配合されることが好ましい。加えて、母材をエマルジョンとして配合する場合、取扱い性や環境対応を考慮すると、水系エマルジョンであることが好ましい。水系エマルジョンの分散媒には、水の他、水とアルコールとの混合物が使用される。アルコールとしては、メタノール、エタノール等が使用される。
【００１４】
活性成分は、母材の双極子モーメント量を増大させるために配合され、その活性成分の分子は塗膜中において双極子として存在する。ここで、この減衰性塗料から形成される塗膜に外部から振動エネルギー、衝撃エネルギー等が伝播すると、双極子が回転したり、その位相がずれたりし、双極子に変位が生じる。変位が生じた双極子は、不安定な状態となるため、元の安定な状態に戻ろうとする。この双極子の復元作用によって振動エネルギー、衝撃エネルギー等のエネルギー消費が生じるため、塗膜の減衰性能が発揮されるようになっている。
【００１５】
母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分は通常結晶性を有するが、本実施形態の活性成分は非晶化処理が施されることにより、非晶性を有するものである。その活性成分の非晶性は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）の測定によって確認される。具体的には、活性成分の非晶性は、融点を示す吸熱ピークが存在せず、ガラス転移点を示す吸熱ピークが存在することから確認される。活性成分の非晶化処理は、結晶状態の活性成分に対する加熱及び冷却によって、容易に行うことができる。
【００１６】
この活性成分としては、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物、ベンゾフェノン基を有する化合物等が挙げられる。ベンゾチアジル基を有する化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＣＨＢＳＡ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルスルフィド（ＭＢＴＳ）、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔ−ブチルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＰＢＳ）等が挙げられる。
【００１７】
ベンゾトリアゾール基を有する化合物としては、ベンゼン環にアゾール基が結合したベンゾトリアゾールを母核とし、これにフェニル基が結合したものであって、２−［２′−ハイドロキシ−３′−（３″，４″，５″，６″−テトラハイドロフタルイミドメチル）−５′−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール（２ＨＰＭＭＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（２ＨＭＰＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−３′−ｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（２ＨＢＭＰＣＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−３′，５′−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（２ＨＤＢＰＣＢ）、２−（２′−ハイドロキシ−５′−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール（２ＨＯＰＢ）等が挙げられる。
【００１８】
ジフェニルアクリレート基を有する化合物としては、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート（ＥＣＤＰＡ）、オクチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート（ＯＣＤＰＡ）等が挙げられる。ベンゾフェノン基を有する化合物としては、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（ＨＭＢＰ）、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルフォニックアシド（ＨＭＢＰＳ）等が挙げられる。
【００１９】
これらの活性成分の中でも、母材中の双極子モーメント量を増大させる作用に優れることから、好ましくはベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種、より好ましくはベンゾチアジル基を有する化合物、さらに好ましくはＤＣＨＢＳＡである。
【００２０】
活性成分の配合量は、母材１００重量部に対して、好ましくは５〜１００重量部、より好ましくは１０〜９０重量部、さらに好ましくは２０〜８０重量部である。この配合量が５重量部未満であると、十分な減衰性能を発揮させることが困難となるおそれがある。一方、１００重量部を超えると、塗膜の強度が十分に得られないおそれがある。
【００２１】
この減衰性塗料には、その他の成分として、充填剤、ゲル化剤、発泡剤、発泡助剤、分散剤、粘度調整剤、増粘剤、流動化改良剤、消泡剤、造膜助剤、沈降防止剤等を必要に応じて配合することが可能である。減衰性塗料には、減衰性能をさらに向上させるために充填剤を配合することが好ましく、その充填剤としては、マイカ、タルク、クレー、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、シリカ、珪藻土、ゼオライト、フェライト、カーボン等が挙げられる。ゲル化剤は、有機ゲル化剤と無機ゲル化剤とに分類され、有機ゲル化剤としてはでんぷん、でんぷん誘導体等が挙げられ、無機ゲル化剤としては硝酸アンモニウム、硝酸カルシウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウム等が挙げられる。
【００２２】
この減衰性塗料から得られる塗膜の減衰性能は、中央加振法から算出される損失係数によって確認され、その損失係数が高いほど優れた減衰性能を発揮することができる。塗膜における損失係数のピーク値は、好ましくは０．０６以上、より好ましくは０．０６５以上、さらに好ましくは０．０７以上である。この損失係数のピーク値が０．０６未満であると、優れた減衰性能が発揮されにくくなるおそれがある。また、塗膜における損失係数のピーク温度は、好ましくは−１０〜＋５０℃、より好ましくは０〜＋４０℃、さらに好ましくは＋１０〜＋３０℃である。このピーク温度が−１０℃未満及び＋５０℃を超える場合、実使用において減衰性能が十分に発揮されないおそれがある。ここで、損失係数及びそのピーク温度は、厚さ１ｍｍの塗膜を中央加振法にて測定した値である。さらに詳しくは、基板として鋼板（厚さ１ｍｍ）に減衰性塗料を塗布した後、その減衰性塗料を乾燥させ、鋼板上の塗膜を評価する。
【００２３】
この減衰性塗料の製造するには、まず結晶性を有する活性成分に非晶化処理を施す。この非晶化処理は、結晶性を有する活性成分をその融点以上に加熱することにより、活性成分を溶融状態にする。次に、溶融状態の活性成分を冷却固化させることにより、活性成分の非晶化処理を完了する。続いて、この非晶化処理が施された活性成分を粉砕して母材及びその他の成分と混合する。各成分の混合には、ディゾルバー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、グレンミル、ニーダー等の公知の混合機を使用することが可能である。
【００２４】
この減衰性塗料を使用するには、減衰性塗料を適用箇所に塗布した後、減衰性塗料を乾燥させることにより、塗膜を形成させる。この塗布には、エアスプレーガン、エアレススプレーガン、刷毛塗り等の塗布手段を用いることが可能である。形成した塗膜には、減衰性能を一層向上させることができることから、加熱処理が施されることが好ましく、加熱及び加圧処理が施されることがさらに好ましい。塗膜の加熱処理には、ホットプレート、ドライヤー、電気炉、恒温槽等を使用することが可能であり、加熱及び加圧処理には、加熱プレス機や、加熱可能なニップロール等を使用することが可能である。
【００２５】
加熱処理における温度は、母材のガラス転移点以上が好ましく、ガラス転移点以上かつガラス転移点＋１００℃以下の範囲がより好ましい。この温度が母材のガラス転移点未満であると、減衰性能を向上する効果が十分に得られないおそれがある。一方、ガラス転移点＋１００℃を超えて加熱処理を施すと、塗膜の強度が低下するおそれがある。加圧処理における圧力は、１９６１〜１９６１３ｋＰａが好ましい。この圧力が１９６１ｋＰａ未満の場合、減衰性能を向上する効果が十分に得られないおそれがある。一方、１９６１３ｋＰａを超えて加圧処理を施すと、塗膜に不具合が発生するおそれがある。
【００２６】
この減衰性塗料は、振動エネルギーを吸収する制振塗料として、例えば自動車、内装材、建材、家電機器等に適用され、モータ等の被制振箇所に適用することができる。また、この減衰性塗料は、衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収塗料として、例えば靴、グローブ、各種防具、グリップ、ヘッドギア等のスポーツ用品、ギプス、マット、サポーター等の医療用品、壁材、床材、フェンス等の建材、各種緩衝材、各種内装材等に適用することができる。
【００２７】
さて、減衰性塗料は母材、活性成分及びその他の成分を混合することによって製造される。このとき、活性成分は非晶化処理が施され、減衰性塗料中において、その活性成分は非晶状態で含有されている。そのため、母材と活性成分との相溶性が格段に向上すると推測される。次に、この減衰性塗料が塗布されることにより塗膜が形成される。このとき、母材と活性成分との相溶性が向上されているため、母材と活性成分の分子鎖との摩擦によるエネルギー変換性能が向上されると推測される。
【００２８】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・  この実施形態の減衰性塗料では母材に活性成分が配合されている。その活性成分は、非晶化処理が施されている。このように構成した場合、母材と活性成分との相溶性が格段に向上すると推測され、減衰性能を容易に向上することができる。また、高い減衰性能が発揮されることから、塗膜を薄く形成することが可能となり、適用物の軽量化を図ることができる。
【００２９】
・  この実施形態の減衰性塗料では、母材はアクリル系樹脂及びアクリル／スチレン系樹脂から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。このように構成した場合、非晶化処理が施された活性成分との相溶性がさらに向上されると推測され、高い減衰性能を発揮させることができる。特に、母材としてメタクリル酸メチル／アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体と活性成分としてＤＣＨＢＳＡとを組み合わせは、相溶性が良好であるため、一層高い減衰性能が発揮される。
【００３０】
・  この実施形態の減衰性塗料では、活性成分はベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの成分は、双極子モーメント量を増大させる作用に優れている。従って、非晶化処理を施すことによって、一層高い減衰性能を発揮させることができる。
【００３１】
・  この実施形態の減衰性塗料の製造方法では、結晶性を有する活性成分を溶融状態となるまで加熱した後、溶融状態の活性成分を冷却して固化させることにより、結晶性を有する活性成分に非晶化処理を施している。次いで、その非晶化処理が施された活性成分を母材に配合している。この製造方法の場合、減衰性能を容易に向上することができる。また、母材に非晶化処理が施された活性成分を配合する際には、その活性成分を粉砕した後に母材に配合することが好ましい。この場合、減衰性塗料中における活性成分の均一性が向上され、減衰性能をさらに向上することができる。
【００３２】
・  この実施形態の減衰性塗料の使用方法では、形成された塗膜に対して加熱及び加圧処理することが好ましい。この使用方法の場合、母材の分子鎖が緊張状態となると考えられ、母材の分子鎖と活性成分との摩擦によるエネルギー変換性能が向上される。従って、一層高い減衰性能を発揮させることができる。
【００３３】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・  前記実施形態では、活性成分に非晶化処理を施した後、その活性成分を母材に配合することにより減衰性塗料を製造している。減衰性塗料は、母材に結晶状態の活性成分を配合した後に、その活性成分に非晶化処理を施すことにより製造することも可能である。母材に配合された活性成分を非晶状態にするには、まず結晶状態の活性成分と母材との混合物を活性成分が溶融する温度まで加熱した後、その混合物を冷却することにより活性成分を冷却固化させる。
【００３４】
・  溶剤に前記母材を溶解した母材溶液に、前記活性成分を配合することにより、溶剤型の減衰性塗料として構成してもよい。その溶剤としては、エタノール、酢酸エステル、トルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤が使用される。
【実施例】
【００３５】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
活性成分としてのＤＣＨＢＳＡ（三新化学工業（株）製、サンセラーＤＺ）をＤＳＣによって結晶性を有することを確認した。ＤＳＣの測定条件は、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定温度範囲−８０〜＋１８０℃である。図１に示すように、非晶化処理前のＤＣＨＢＳＡは、１０２．２℃に融点に基づく吸熱ピークが発現し、結晶性を有することが確認される。結晶性を有するＤＣＨＢＳＡを１１０℃まで加熱し、固体状態から溶融状態に相転移させた。溶融状態のＤＣＨＢＳＡを液体窒素中に流し込み、ＤＣＨＢＳＡを急冷した。固体状態のＤＣＨＢＳＡを液体窒素中で粉砕し、粉末状のＤＣＨＢＳＡを得た。粉末状のＤＣＨＢＳＡを減圧下で常温（約２５℃）まで昇温させることにより、非晶化処理が施されたＤＣＨＢＳＡを調製した。図１に示すように、非晶化処理が施されたＤＣＨＢＳＡは、６．４℃にガラス転移点に基づく吸熱ピークが発現し、非晶性を有することが確認される。
【００３６】
次に、アクリル系樹脂エマルジョンであるメタクリル酸メチル／アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体エマルジョン（不揮発分５０．１重量％、水等４９．９重量％）３１．１３重量％及びＤＣＨＢＳＡ６．６０重量％、充填剤４４．５８重量％、分散剤０．０３重量％、消泡剤０．１０重量％、造膜助剤０．７１重量％、増粘剤０．４１重量％、及び粘度調整剤としての水０．７５重量％をディゾルバーにより混合し減衰性塗料を調製した。
【００３７】
この減衰性塗料を鋼板（厚さ１ｍｍ）に塗布した後、常温（約２５℃）で乾燥することにより塗膜を形成した。続いて、加熱プレス機を用いて、温度１００℃、圧力９８０７ｋＰａ、１６０秒間の条件で塗膜に加熱及び加圧処理を施したものを試験片とした。
【００３８】
（実施例２）
実施例１と同様に減衰性塗料を鋼板に塗布した後、常温で乾燥することにより塗膜を形成した。続いて、恒温槽を用いて、温度１００℃、１６０秒間の条件で塗膜に加熱処理を施したものを試験片とした。
【００３９】
（実施例３）
実施例１と同様に減衰性塗料を鋼板に塗布した後、常温で乾燥することにより塗膜を形成した。加熱及び加圧処理を施さないものを試験片とし、実施例１と同じ条件で損失係数を測定した。実施例３における温度と損失係数の関係を図２に示す。
【００４０】
（比較例１）
結晶性のＤＣＨＢＳＡを使用した以外は、実施例１と同様に試験片を作製した。
（比較例２）
結晶性のＤＣＨＢＳＡを使用した以外は、実施例２と同様に試験片を作製した。
【００４１】
（比較例３）
結晶性のＤＣＨＢＳＡを使用した以外は、実施例３と同様に試験片を作製した。
（減衰性能の評価）
各例の試験片について、中央加振法損失係数測定装置（ＣＦ５２００タイプ、小野測器（株）製）を用いて、加振の周波数１５０Ｈｚ、測定温度範囲０℃〜６０℃、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で損失係数（η）を測定した。各例における温度と損失係数の関係を図２に示す。
【００４２】
図２に示すように、実施例１及び比較例１における損失係数（η）のピーク値は、それぞれ０．１５２及び０．１４１となり、比較例１のピーク値に対して実施例１のピーク値は、約８％向上していることがわかる。また、実施例２及び比較例２における損失係数（η）のピーク値は、それぞれ０．０８５及び０．０７８となり、比較例２のピーク値に対して実施例２のピーク値は、約９％向上していることがわかる。加えて、実施例３及び比較例３における損失係数（η）のピーク値は、それぞれ０．０６４及び０．０５８となり、比較例３のピーク値に対して実施例３のピーク値は、約１０％向上していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】示差走査型熱量計による活性成分の測定結果を示すチャート。
【図２】各例における温度と損失係数（η）との関係を示すグラフ。
【図１】
2005263924.tif 000003
【図２】
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