(57)【要約】【課題】焼付け乾燥時に発生する膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の抑制効果を向上させることができること。【解決手段】水系制振塗料組成物は、水性の樹脂エマルジョンと無機フィラーとを主成分とし、更に溶融材を含有するものであり、このような水系制振塗料組成物を所定部位に塗布し焼付け乾燥による加熱を行うと、塗料の乾燥硬化が進むが、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材が配合されていることで、加熱により溶融材が溶融し、塗膜表面から膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の原因となる水蒸気が速やかに排出され、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が抑制される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性の樹脂エマルジョンと無機フィラーを主成分とする水系制振塗料組成物であって、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材を含有することを特徴とする水系制振塗料組成物。
【請求項２】
前記溶融材は、飽和脂肪酸、硬化油、ワックス・蝋から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の水系制振塗料組成物。
【請求項３】
前記溶融材の含有量は、前記水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、０．５〜２５重量部の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水系制振塗料組成物。
【請求項４】
前記溶融材の含有量は、前記水系制振塗料組成物中に０．１重量％〜５重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の水系制振塗料組成物。
【請求項５】
前記溶融材の中位径が５μｍ〜５０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の水系制振塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂エマルジョン及び無機フィラーを主成分とし、車両のフロア等において振動を防止するために塗布される水性エマルジョン系の塗布型制振塗料に関するものであって、特に、従来の水系制振塗料よりも焼付け乾燥時に発生する膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の抑制効果が高い水系制振塗料組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両のフロア等には振動を防止するために、アスファルトを主成分としたシート状の制振材が設置されていた。しかし、かかるシート状の制振材は車両等に用いる場合に、車種ごとに設置する部分の形状に合わせて裁断しなければならず、更に、シート状制振材の設置は作業者が行わなければならないため、自動化の障害になり工程時間の短縮を阻害していた。
【０００３】
そこで、近年、このシート状の制振材に代わるものとして、工程時間を短縮できる塗装ロボットによる自動化が可能な塗装式の制振材が開発され、既に実用化されている。このような塗布型の制振材の多くは、樹脂として水溶性樹脂や、水分散型樹脂や、エマルジョン型樹脂を使用した水系塗布型制振塗料であり、水系塗料であるために、施工時に従来のシート状制振材にあったアスファルト臭や有機溶剤系塗料にあった有機溶剤臭を発生せず、また、焼付け乾燥時に有毒なガスを発生することもなく、環境汚染への影響も少ないものである。
【０００４】
ところが、これらの水系樹脂を使用した水系塗料は、一般的な有機溶剤よりも乾燥しにくい水分を多く含有することから、塗布条件や焼付け乾燥条件によっては、水の蒸発により焼付け乾燥時に膨れ・割れ・剥がれといった塗膜不良が発生して塗膜の美観が損なわれ、制振性等の塗膜性能の低下や、部品の取り付けの妨害になる等の問題が発生する場合があった。特に、膨れ・割れ・剥がれといった塗膜不良が発生した塗膜上に作業者が乗ったり、他の部品の装着時の接触・衝撃等を受けたりした場合には、塗膜が破損（剥離）を起こしてしまう等、自動車の生産に影響を及ぼす重大な問題に発展することがある。
【０００５】
そこで、これらの塗膜不良に対する方策として、水系塗料に化学発泡剤や加熱膨張型中空材（樹脂バルーン）等を添加する方法が知られている。
例えば、特許文献１では、水性エマルジョンベースに熱硬化性樹脂と加熱発泡剤（加熱膨張カプセル）とを含ませることによって、焼付けの際に被膜表面に熱硬化性樹脂による硬い表面被膜が形成され、膨れが生じにくくなると共に、加熱発泡剤を含ませることにより、焼付けの際に加熱発泡剤が破裂して被膜に亀裂を生じさせ、その亀裂から水分を逃がすことができ、水分コントロールが可能となることによって、塗膜表面に膨れを生じにくくできるとしている。
また、特許文献２においては、水性の樹脂エマルジョンと、無機充填材と、樹脂エマルジョンの水分を保水する保水剤と、加熱することにより揮発して膨張する膨張剤をバルーンに内包すると共に、膨張剤により水の沸点以下の加熱温度条件で膨張を開始するマイクロバルーン粒子とを少なくとも含むことで、加熱によりマイクロバルーン粒子に内包された膨張剤が揮発してバルーンに内圧を加えてマイクロバルーン粒子が膨張し、まだ硬化していない半固体状の制振材を押し広げて、制振材に亀裂を発生させ、塗膜中の水分を速やかに逃し、水分の突沸による塗膜の膨れを抑制することができるとしている。
【０００６】
更に、塗膜不良を抑制する技術として、樹脂の融着を遅くする方法がある。
例えば、特許文献３で記載されているように、塗料組成物中に、乾燥時の樹脂エマルジョン同士の融着を遅延させる融着遅延剤（ＨＬＢ値（グリフィン法による）が１２以上であるノニオン系界面活性剤等）を含有させることにより、樹脂の融着が遅くなって造膜に費やされる時間が長くなり、組成物中に内包している水分がより多く組成物の外へ排出され、水飛びが速く、焼付け乾燥において膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜欠陥の発生を抑制することができるとしている。
また、特許文献４には、エマルジョンとしてシェル部分には造膜が遅く、その内側のコア部分には造膜の良い２種類の樹脂により構成されるコア/シェル型エマルジョンを使用することで、エマルジョンの融着を遅くさせる効果により、塗膜内の水分を塗膜外に速やかに飛散することを助け、工程間放置や加熱乾燥炉に炉内放置されても、塗膜が均一に造膜乾燥し、膨れ等の塗膜欠陥を生じない塗布型制振材が開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献５においては、損失正接のピーク温度（Ｔｇ）が０〜２０℃の範囲であるエマルジョンと、損失正接のピーク温度（Ｔｇ）が２５〜５０℃の２種類のエマルジョンを混合することによって、焼付け乾燥初期における水分の蒸発を促進させることができ、焼付け乾燥時における塗膜膨れが改善される水系塗布型制振材料を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１５７４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１１７４６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４０６２３号公報
【特許文献４】特開２０００−０８６９３９号公報
【特許文献５】特開２００７−０３９６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、従来のこれら水系制振材において、焼付け乾燥時に発生する膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の抑制効果は、使用される条件によっては必ずしも満足いくものではなかった。即ち、特許文献１や特許文献２のように、塗料に加熱膨張型中空材（樹脂バルーン）や化学発泡剤等を添加する発明においては、加熱により加熱膨張型中空材（樹脂バルーン）や化学発泡剤等を破裂させることによって水分を逃がす亀裂を生じさせるものであることから、部分的に亀裂が偏ることもあり、均一な分布で亀裂を生じさせる亀裂の制御が難しい。このため、塗布面積が広い場合には、塗膜内の水分が抜けきれない部分が生じて、部分的な膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が生じることもあり、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を十分満足に抑制できない場合がある。
【００１０】
また、特許文献３や特許文献４のように、樹脂の融着を遅くする技術においては、樹脂の融着が昇温条件に大きく影響されやすいことから、塗布面積が広い場合には、塗膜表面・周囲部と塗膜内部・中心部とで温度差が生じやすいことで樹脂の融着速度にも差が生じ、それ故に、樹脂の融着が早い塗膜表面・周囲部により塗膜内部・中心部の水の蒸発が妨げられて、塗膜内部・中心部の水が速やかに抜けきれない部分が生じることがある。特に、緩やかな焼付け乾燥条件においては水抜けが良くても、塗布される部位によって実際の昇温条件は大きくばらつくため、直ちに急昇温されるような厳しい焼付け乾燥条件下に曝される部位においては、水抜け性が悪い場合がある。この場合、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を十分満足に抑制できないことがあった。
更に、特許文献５の損失正接のピーク温度（Ｔｇ）が０〜２０℃の範囲であるエマルジョンと、損失正接のピーク温度（Ｔｇ）が２５〜５０℃の２種類のエマルジョンを混合することによって、焼付け乾燥初期における水分の蒸発を促進させる発明においても、塗膜の表面・周囲部のみが始めに乾燥しやすいことから、１００℃近くの本格的な水の蒸発時には、この表面・周囲部の乾燥塗膜が蓋となって水の蒸発の不具合を生ずる場合があり、緩やかな焼付け乾燥条件においては水抜けが良くても、塗布される部位によって実際の昇温条件は大きくばらつくため、直ちに急昇温されるような厳しい焼付け乾燥条件下に曝される部位においては、水抜け性が悪く、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を十分満足に抑制できない場合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、従来の水系制振塗料よりも、焼付け乾燥時に発生する膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の抑制効果を向上させることができる水系制振塗料組成物の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の水系制振塗料組成物は、水性の樹脂エマルジョンと無機フィラーを主成分とし、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材を含有するものである。
【００１３】
ここで、上記水性の樹脂エマルジョンとしては、アクリル樹脂（メタクリル樹脂を含む）エマルジョン、スチレン−ブタジエン−ラテックス（ＳＢＲ）エマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、アクリル−スチレンエマルジョン、スチレン−ブタジエンエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、エチレン−酢酸ビニルエマルジョン、エチレン−アクリルエマルジョン、エポキシ樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、フェノール樹脂エマルジョン、ポリエステル樹脂エマルジョン、アクリロニトリル−ブタジエン−ラテックス（ＮＢＲ）エマルジョン、アクリル酸エステル樹脂（メタクリル酸エステル樹脂を含む）エマルジョン等が挙げられる。
なお、「エマルジョン（emulsion，エマルションともいう。）」とは、乳濁液ともいい、液体中に液体粒子がコロイド粒子あるいはそれより粗大な粒子として乳状をなすもの（分散系）、が本来の意味であるが（長倉三郎他編「岩波理化学辞典（第５版）」１５２頁，１９９８年２月２０日株式会社岩波書店発行）、本明細書及び特許請求の範囲においては、より広い意味で一般的に用いられている「液体中に固体または液体の粒子が分散しているもの」として、「エマルジョン」という用語を用いるものとする。
【００１４】
また、上記無機フィラーとしては、炭酸カルシウム、マイカ（雲母）、タルク（滑石）、珪藻土、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、ゼオライト、アルミナ、石膏、セメント、クレー、転炉スラグ粉末、シラス粉末、ガラス粉末、ガラスフレーク、グラファイト、ケイ酸カルシウム、ヒル石、カオリナイト、ワラストナイト等が挙げられる。
【００１５】
そして、上記溶融材は、融点が５０℃〜９５℃の範囲内で常温では固体状の有機物であるが、焼き付け乾燥時における加熱で溶融することによって、水蒸気の抜け道として役割を果たすものである。このような溶融材としては水等の溶媒に分散して塗布可能な均一な分散状態を形成できるものであればよく、具体的には、飽和脂肪酸、硬化油、ワックス・蝋等が使用される。
【００１６】
請求項２の発明の水系制振塗料組成物の前記溶融材は、飽和脂肪酸、硬化油、ワックス・蝋から選ばれる少なくとも１つであるものである。
ここで、上記飽和脂肪酸としては、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸及びそれらの誘導体等が挙げられる。
また、上記硬化油としては、ヒマシ硬化油、菜種極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、コメ極度硬化油、豚脂極度硬化油、パーム極度硬化油等が挙げられる。
更に、上記ワックス・蝋としては、パラフィンワックス、マイクロックス、ライスワックス、リコーワックス、ココナットワックス、ヒマワリワックス、イソパラフィンワックス、セレシンワックス、カルナバ蝋、モンタン蝋、いぼた蝋、モンタン蝋、キャンデリラ蝋、晒蜜蝋、蜜蝋、木蝋、白蝋、松脂、水添ホホバ、クロラータム等が挙げられる。
【００１７】
請求項３の発明の水系制振塗料組成物の前記溶融材は、前記水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、０．５重量部〜２５重量部の範囲内で含有するものである。
なお、上記０．５重量部〜２５重量部の範囲内は、厳格に０．５重量部〜２５重量部の範囲内であることを要求するものでなくて約０．５重量部〜約２５重量部の範囲内であればよく、当然、材料や計量等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【００１８】
請求項４の発明の水系制振塗料組成物の前記溶融材は、前記水系制振塗料組成物中に０．１重量％〜５重量％の範囲内で含有するものである。
なお、上記０．１重量％〜５重量％の範囲内も、厳格に０．１重量％〜５重量の範囲内であることを要求するものでなくて約０．１重量％〜約５重量％の範囲内であればよく、当然、材料や計量等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【００１９】
請求項５の発明の水系制振塗料組成物は、前記溶融材の中位径(正規分布の状態から平均粒子径とも解釈できる)が５μｍ〜５０μｍの範囲内であるものである。
なお、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数（または質量）が、全粉体のそれの５０％を占めるときの粒子径（直径）、即ち、オーバサイズ５０％の粒径であり、通常、メディアン径または５０％粒子径といいＤ50と表わされる。定義的には、中位径と平均粒子径（平均粒径）で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径の値である。そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」は、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が５０％となる粒子径（Ｄ50）をいう。
但し、上記数値は、厳格なものでなく、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。また、この誤差の観点から見ると、正規分布に近いと、カタログ表示等の平均粒子径（含有粒子の平均値）との差も僅少であり、中位径≒平均粒子径であって中位径＝平均粒子径と見做すことができ、一般的にカタログ表示等では累積の５０％粒子径を平均粒子径として呼ばれる場合もある。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明に係る水系制振塗料組成物は、水性の樹脂エマルジョンと、無機フィラーと、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材とを含有するものである。
このような水系制振塗料組成物を所定部位に塗布し焼付け乾燥による加熱を行うと、塗料の乾燥硬化が進むが、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材が配合されていることで、加熱により溶融材が溶融して塗膜内部の水分が水蒸気として溶融した溶融材を通して塗装表面に排出される。これより、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が抑制される。特に、溶融材が９５℃以下と水の沸点以下の加熱温度条件で溶融することで塗膜中の水分は塗膜外部へと速やかに排出され、効果的に塗膜不良が抑制され、良好な外観性が得られる。
【００２１】
請求項２の発明に係る水系制振塗料組成物によれば、前記溶融材は、飽和脂肪酸、硬化油、ワックス・蝋から選ばれる少なくとも１つであり、これらは取扱いが容易で塗布性や塗布作業性に与える影響も少なく、乾燥硬化が進んだ塗膜中で溶融することにより膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の原因となる水蒸気を効果的に逃がすことができる。よって、請求項１に記載の効果に加えて、溶融材の添加により塗布性や塗布作業性を低下させることなく、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制できる。
【００２２】
請求項３の発明に係る水系制振塗料組成物によれば、前記溶融材の含有量は、前記水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、０．５重量部〜２５重量部の範囲内である。
ここで、溶融材の含有量が少なすぎると、溶融した溶融材を通して塗膜内部にて発生した水蒸気を十分に逃がすことができず、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制できない。一方で、溶融材の含有量が多すぎると、タレ等の塗膜に要求される物性に悪影響を及ぼす。溶融材の含有量が水性の樹脂工マルジョンの固形分１００重量部に対して、０．５重量部〜２５重量部の範囲内であれば、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、溶融材の溶融によって塗膜内部にて発生した水蒸気が十分に排出され、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制でき、所望の特性をする良好な塗膜外観性が得られる。
【００２３】
請求項４の発明に係る水系制振塗料組成物によれば、前記溶融材の含有量は、前記水系制振塗料組成物中に０．１重量％〜５重量％の範囲内である。
ここで、溶融材の含有量が少なすぎると、溶融した溶融材を通して塗膜内部にて発生した水蒸気を十分に逃すことができず、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制できない。一方で、溶融材の含有量が多すぎると、タレ等の塗膜に要求される物性に悪影響を及ぼす。溶融材の含有量が水系制振塗料組成物中に０．１重量％〜５重量％の範囲内であれば、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、溶融材の溶融によって塗膜内部にて発生した水蒸気が十分に排出され、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制でき、所望の特性を有する良好な塗膜外観性を確保できる。
【００２４】
請求項５の発明に係る水系制振塗料組成物によれば、前記溶融材の中位径が５μｍ〜５０μｍの範囲内である。
ここで、溶融材の粒子径が小さすぎると、溶融した溶融材を通して塗膜内部にて発生した水蒸気を逃がす効果が小さく、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を抑制する効果が十分に得られない。一方で、粒子径が大きすぎると、塗布時にノズルに詰まる等の問題が生じ、塗布作業性が低下する。
溶融材の中位径が５μｍ〜５０μｍの範囲内であれば、塗布作業性も良く、かつ、溶融した溶融材により塗膜内部にて発生した水蒸気が十分に逃がれ、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制することができる。即ち、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の効果に加えて、溶融材の添加により塗布作業性を低下させることなく、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良をより効果的に抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
なお、実施の形態において、表１の同一欄に記載の数値は、数量の大きさを示すものであり、基本的に材料に違いはないので、ここでは重複する説明を省略する。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る水系制振塗料組成物は、水性の樹脂エマルジョンと無機フィラーとを主成分とし、更に溶融材を含有するものである。
【００２７】
水性の樹脂エマルジョンとしては、樹脂エマルジョンに含まれる樹脂においてガラス転移温度付近での振動エネルギーを熱エネルギーに変換する分子特性を有し、この分子特性により制振性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル樹脂（メタクリル樹脂を含む）エマルジョン、スチレン−ブタジエン−ラテックス（ＳＢＲ）エマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、アクリル−スチレンエマルジョン、スチレン−ブタジエンエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、エチレン−酢酸ビニルエマルジョン、エチレン−アクリルエマルジョン、エポキシ樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、フェノール樹脂エマルジョン、ポリエステル樹脂エマルジョン、アクリロニトリル−ブタジエン−ラテックス（ＮＢＲ）エマルジョン、アクリル酸エステル樹脂（メタクリル酸エステル樹脂を含む）エマルジョン等が挙げられ、これらの１種または２種以上が使用される。これらの中でも、アクリル樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエン−ラテックス（ＳＢＲ）エマルジョンは、汎用性があって入手が容易であり、また、高い制振性及び剛性の高い塗膜を形成できることから、好ましい。
【００２８】
なお、この水性の樹脂エマルジョンは、樹脂全体でＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によって測定した重量平均分子量がＭｗ＝４万〜１１万の範囲内であるのが好ましい。樹脂エマルジョンの重量平均分子量が小さすぎると、組成物を塗布して得られる塗膜の強度が弱くなり実用性に欠け、一方で、樹脂エマルジョンの重量平均分子量が大きすぎると、組成物を塗布して得られる塗膜の強度が大きくなり、高い制振性が得られない。該範囲内であれば、適度な塗膜強度を有し、高い制振性が発揮される塗膜を形成することができる。
【００２９】
無機フィラーとしては、炭酸カルシウム、マイカ（雲母）、タルク（滑石）、珪藻土、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、ゼオライト、アルミナ、石膏、セメント、クレー、転炉スラグ粉末、シラス粉末、ガラス粉末、ガラスフレーク、グラファイト、ケイ酸カルシウム、ヒル石、カオリナイト、ワラストナイト等が挙げられ、これらの１種または２種以上が使用される。中でも、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、珪藻土、硫酸バリウム、ゼオライト、炭酸マグネシウム等の２軸配向性の形状を持たないものは、焼付け乾燥時における塗料中の水分の蒸発を容易にし、塗膜の膨れ等を発生し難くすることができるので、好ましい。また、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、珪藻土、硫酸バリウム、ゼオライト、炭酸マグネシウム等の無機フィラーは、何れも入手が容易で安価であり、水性の樹脂エマルジョンとの相性も良いので、水系制振塗料組成物の製造コストを低減できると共に、組成物を塗布して得られる塗膜において良好な制振特性を得ることができる。更に、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等は、充填フィラーとして作用し、マイカ、ワラストナイト等は、制振性フィラーとして作用し、この制振性フィラーにより、焼付け乾燥時に水性の樹脂エマルジョンに含まれる樹脂と絡み合うことにより、制振性をより向上させることができる。特に、マイカは強度に優れているため、マイカの使用により、剛性の高い制振塗膜を得ることができる。また、炭酸カルシウムは、最密充填化が遅いものであるため、焼付け乾燥時における塗料中の水分の蒸発を容易にする。
【００３０】
この無機フィラーの含有量は、水系制振塗料組成物中に３０重量％〜８０重量％の範囲内であるのが好ましく、より好ましくは４０重量％〜６０重量％の範囲内である。
無機フィラーの含有量が少なすぎると、組成物を塗布して得られる塗膜において十分な制振性が得られず、一方で、無機フィラーの含有量が多すぎると、塗料の粘度が高くなり、塗布作業性が悪くなる。
塗布作業性が良好であり、かつ、制振性が高い塗膜を得るためには、水系制振塗料組成物中における無機フィラーの含有量を３０重量％〜８０重量％の範囲内とするのが好適であり、より好ましい含有量は、４０重量％〜６０重量％の範囲内である。
【００３１】
溶融材は、焼付け乾燥時の加熱により溶融するものであり、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である有機物が使用される。
ここで、溶融材が塗膜中の水分を逃がすメカニズムについて説明する。まず、溶融材が配されていない場合は、焼付け乾燥時の加熱により、水系制振塗料組成物中の樹脂は加熱によって硬化が進行する。そして、このような状態で塗膜中の水分は加熱されることで水蒸気となり、塗膜外へ揮散しようとするが、樹脂の表面の硬化が進行しているため塗膜外へ抜けることができず、塗膜表面を押し上げ、膨れが発生し、更に膨れが破裂すると塗膜に亀裂（割れ）や剥がれが生ずることになる。
ここで溶融材を配すると、水系制振塗料組成物中の溶融材は溶融し、固体から液体に相変化する。これによって溶融材は、その形を自由に変化することができる。塗膜中の加熱によって生じた水蒸気は、溶融材がない場合は、硬化が進行した樹脂による塗膜表面では塗膜外へ揮散することができないが、塗膜内及び表面に、その形を自由に変化することができる液体に変化した溶融材が存在するときには、溶融材は相互に連通し、この溶融した溶融材を通過して塗膜外へ揮散することが可能となる。
このとき、融点が５０℃未満の溶融材では、水系制振塗料組成物中の樹脂が加熱によって硬化が進行する前に溶融材が溶融し、樹脂と溶融材とが相溶し、水蒸気を通過させる部位がなくなる。また、水系制振塗料組成物中を塗布した部材の使用環境温度によっては溶融が生じ塗膜物質に変化が起きることがある。
一方、融点が９５℃を超える溶融材の場合、溶融材が溶融する前に、塗料の乾燥硬化中において水分が蒸発して水蒸気が生じ、この水蒸気により、特には、水分の突沸により、塗膜が押し上げられてしまうため、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制することができない。
即ち、溶融材の溶融によって焼付け乾燥時の水分の蒸発により生じる水蒸気を速やかに逃がすためには、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材の使用が肝要である。
【００３２】
このような溶融材としては、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、硬化油、ワックス・蝋及びこれらの誘導体等が使用できる。これらは取扱いが容易で塗布性や塗布作業性に与える影響も少ない。具体的に、飽和脂肪酸としては、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸及びそれらの誘導体等を用いることができる。また、硬化油としては、ヒマシ硬化油、菜種極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、コメ極度硬化油、豚脂極度硬化油、パーム極度硬化油等を用いることができる。更に、ワックス・蝋としては、パラフィンワックス、マイクロックス、ライスワックス、リコーワックス、ココナットワックス、ヒマワリワックス、イソパラフィンワックス、セレシンワックス、カルナバ蝋、モンタン蝋、いぼた蝋、モンタン蝋、キャンデリラ蝋、晒蜜蝋、蜜蝋、木蝋、白蝋、松脂、水添ホホバ、クロラータム等を使用することができる。ここで、溶融材としては、単独での使用のみならず、２種以上組み合わせて使用することもできる。
【００３３】
溶融材の形状形態は、特に限定されるものでなく、粉状、粒子、微粒子、フレーク状、ブロック状、短繊維等の形状形態のものが使用されるが、溶融材の中位径が５μｍ〜５００μｍの範囲内であることが好ましい。
溶融材の粒子径が小さすぎると、水蒸気を逃がす効果が小さく、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を抑制する効果が十分に得られない。一方で、粒子径が大きすぎると、塗布時にノズルに詰まる等の問題が生じ、塗布作業性が低下する。
中位径が５μｍ〜５０μｍの範囲内である溶融材の使用により、塗布作業性も良く、かつ、溶融材の溶融によって水蒸気が十分に逃がれ、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を抑制する効果が十分に発揮される。
【００３４】
更に、溶融材の含有量は、水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、０．５重量部〜２５重量部の範囲内であることが望ましい。また、水系制振塗料組成物中に０．１重量％〜５重量％の範囲内であることが好ましい。
溶融材の含有量が少なすぎると、水蒸気を十分に逃すことができず、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を効果的に抑制できない。一方で、溶融材の含有量が多すぎると、タレ等の塗膜物質性に悪影響を与える。
溶融材が上記範囲内で含有されることで、水蒸気が十分に逃がれて、所望の塗膜特性を有し、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を抑制する効果が十分に発揮される。
【００３５】
そして、これらの配合材料からなる本実施の形態の水系制振塗料組成物は、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、バタフライミキサー、スパイラルミキサー、ロールミル、グレンミル、オープンニーダー、真空ニーダー、アトライター等の公知の混合分散機等を用いて均一に撹拌し、更に、脱泡することにより調整される。
なお、本発明を実施する場合には、組成物の成分を溶解・希釈したり、塗布作業時において適度な粘性に調整したり、塗面の仕上がり性を良くしたりするために、水等の溶剤が添加されることもある。
【００３６】
調整した水系制振塗料組成物は、公知の塗装方法、例えば、吹付け塗装用のスプレーガン、エアスプレーガン、エアレススプレーガン、エアアシストエアレススプレーガン、モルタルガン、リシンガン、カーテンフローコーター、刷毛塗り、ローラー塗装、静電塗装等の塗布手段により、電着塗装面等の所定部位に任意の厚さ及び塗布形態において塗布し、熱風循環乾燥炉等を使用して所定温度（通常、７０℃〜２１０℃の温度で５〜３０分間）で加熱して焼き付乾燥を行うことで、硬化して塗膜を形成する。
この塗布型の水系制振塗料組成物では、車両のフロア部、トランクルーム、ダッシュ部、ドア等に塗装ロボット等を用いて自動施工が可能であり、シート状制振材では適用が困難であった部位、例えば、自動車のシャシー等の複雑な表面形状を有する部位にも適用可能となる。勿論、自動車の車両に限られず、鉄道車両、船舶、航空機、電気機器、建築構造物、建設機器等に適用することも可能である。
【００３７】
ここで、従来の膨れ等の塗膜不良を抑制するとして化学発泡剤や加熱膨張型中空材（樹脂バルーン）等を使用した場合にあっては、熱によってこれらを破裂させることにより、水分を逃す亀裂を生じさせるものであることから、発泡、膨張によって塗膜の膜厚は変化しやすく、また表面に凹凸ができやすくなる。
これに対し、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材を使用した場合は、塗膜表面に液状化した溶融材を配することで水分を逃している。したがって、塗膜の膜厚変化は発生せず、安定した良好な表面を得やすい。
【００３８】
なお、本実施の形態の水系制振塗料組成物においては、必要に応じて、発泡剤、膨張剤、消泡剤、分散剤、増粘剤、タレ止め剤、造膜助剤、紫外線吸収剤、老化防止剤等のその他の添加剤を加えることも可能である。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態に係る水系制振塗料組成物の各成分の配合内容及び配合量を具体的に示して、各実施例について説明する。
【００４０】
［実施例］
実施例１に係る水系制振塗料組成物は、水性樹脂エマルジョンとして重量平均分子量Ｍｗ＝８万のアクリル樹脂エマルジョン、不揮発分ＮＶ；５０％）を４０重量％（樹脂分（固形分）換算の配合量；２０重量％）と、無機フィラーとして炭酸カルシウム、より具体的には重質炭酸カルシウム（竹原化学工業（株）製）を３０重量％と、同じく無機フィラーとしてマイカを２０重量％と、添加剤を１．２重量％と、溶融材として融点が６８℃である粉状のステアリン酸（中位径；２０μｍ）を１重量％含有するものである。そして、本実施例１においては、溶剤としてイオン交換水が７．８重量％配合されて総計１００重量％となるようにしてある。なお、添加剤としては、樹脂バルーンタイプの発泡剤を０．５重量％、分散剤を０．５重量％、消泡剤を０．２重量％用いた。
この実施例１においては、溶融材としてのステアリン酸が、水性の樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して５重量部の割合で含有している。
【００４１】
実施例２では、溶融材として、融点が６８℃であるステアリン酸の添加量を０．５重量％と実施例１よりも減らし、それに応じ、溶剤としてのイオン交換水を８．３重量％とした。この実施例２においては、溶融材としてのステアリン酸が、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して２．５重量部の割合で含有している。その他は、実施例１と同様の配合内容及び配合量とした。
【００４２】
実施例３では、溶融材として、融点が６８℃であるステアリン酸の添加量を３重量％と実施例１よりも増やし、それに応じ、溶剤としてのイオン交換水を５．８重量％とした。この実施例３においては、溶融材としてのステアリン酸が、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して１５重量部の割合で含有している。その他は、実施例１と同様の配合内容及び配合量とした。
【００４３】
実施例４では、溶融材として、融点が６８℃であるステアリン酸の添加量を５重量％と実施例３よりも増やし、それに応じ、溶剤としてのイオン交換水を３．８重量％とした。この実施例４においては、溶融材としてのステアリン酸が、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して２５重量部の割合で含有している。その他は、実施例１と同様の配合内容及び配合量とした。
【００４４】
これら実施例１乃至実施例４においては、アクリル樹脂エマルジョン、無機フィラー、添加剤の配合内容及び配合量を一定とし、溶融材には、融点が６８℃である粉状のステアリン酸（中位径；２０μｍ）を使用し、この溶融材の含有量を０．５重量％〜５重量％の範囲内として変化させている。そして、溶融材の含有量の変化に合わせて、溶剤としてのイオン交換水の配合量を増減して調整し、総計１００重量％となるようにしている。
【００４５】
更に、実施例５の水系制振塗料組成物は、溶融材として、融点が９４℃である粉末状のヒマシ硬化油（中位径；２０μｍ）を使用し、溶融材としてのヒマシ硬化油を１重量％含有するものである。この実施例５においては、溶融材としてのヒマシ硬化油が、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して５重量部の割合で含有している。その他は、実施例１と同様の配合内容及び配合量とした。
【００４６】
続いて、比較のために作製した比較例１乃至比較例４の水系制振塗料組成物について説明する。
［比較例］
比較例１の水系制振塗料組成物は、実施例１の配合に対して溶融材を配合しない組成物となっている。具体的には、水性樹脂エマルジョンとして重量平均分子量Ｍｗ＝８万のアクリル樹脂エマルジョン（不揮発分ＮＶ；５０％）を４０重量％（樹脂分（固形分）；２０重量％）、無機フィラーとして炭酸カルシウム、より具体的には重質炭酸カルシウム（竹原化学工業（株）製）を３０重量％、マイカを２０重量％、添加剤として樹脂バルーンタイプの発泡剤を０．５重量％、分散剤を０．５重量％、消泡剤を０．２重量％、溶剤としてイオン交換水を８．８重量％含有するものである。
【００４７】
比較例２の水系制振塗料組成物は、溶融材として、融点が６８℃である粉状のステアリン酸（中位径；２０μｍ）を７重量％含有するものである。即ち、比較例２においては、実施例４よりも溶融材としてのステアリン酸の添加量を増やし、それに応じ、溶剤としてのイオン交換水を１．８重量％とした。その他は、実施例１と同様の配合内容及び配合量である。この比較例２においては、溶融材としてのステアリン酸が、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して３５重量部の割合で含有している。
【００４８】
比較例３の水系制振塗料組成物は、溶融材として、融点が４３℃である粒状のラウリン酸(中位径；３０μｍ）を使用し、溶融材としてのラウリン酸を１重量％含有するものである。それ以外は、実施例１と同様の配合内容及び配合量である。
【００４９】
比較例４の水系制振塗料組成物は、溶融材として、融点が１０５℃であるブロック状のＮ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリルアミド（中位径；４０μｍ）を使用し、溶融材としてのＮ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリルアミドを１重量％含有するものである。それ以外は、実施例１と同様の配合内容及び配合量である。
【００５０】
これら各実施例及び各比較例の配合組成を表１の左欄に示す。
実施例１乃至実施例５及び比較例１乃至比較例４の各配合を通して、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂エマルジョンの配合量は全て４０重量％（固形分；２０重量％）に、無機フィラーの合計配合量は全て５０重量％に、添加剤の合計配合量は全て１．２重量％に、それぞれ統一した。実施例１乃至実施例５及び比較例１乃至比較例４の各配合において異なるのは、表１に示される溶融材の添加量または種類、及び溶融材の添加量に応じて調整された溶剤としてのイオン交換水量のみである。
各実施例及び各比較例の水系制振塗料組成物は、表１に示した配合にしたがって、それぞれの配合材料を混合し、高速攪拌器を用いて脱泡攪拌することにより調整した。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
それぞれ調整した水系制振塗料組成物を塗布して形成した塗膜について、特性評価を実施した。評価項目としては、塗料を塗布して焼付け乾燥した後の塗膜外観性、具体的には、膨れ、割れ、剥がれの有無、及び、タレ落ちの有無について、評価を行った。
【００５３】
膨れ、割れ、剥がれの有無については、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの大きさの電着鋼板に、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ３ｍｍになるように水系塗料組成物を塗布して、直ちに、１６０℃に調整した乾燥炉（乾燥機）へ３０分間投入して焼付け乾燥を行い、得られた塗膜を観察評価した。膨れ、割れ、剥がれのないものを合格(○)と評価し、膨れ、割れ、剥がれのあるものを不合格(×)と評価した。
【００５４】
タレ落ちの有無については、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの大きさの電着鋼板に、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ５ｍｍになるように水系塗料組成物を塗布して、直ちに、１３０℃に調整した（乾燥機）へ３０分間投入して焼付け乾燥を行ない、得られた塗膜の端部のタレ落ちを確認した。タレの長さ（タレ代）が５ｍｍ未満であったものを合格(○)と評価し、５ｍｍ以上であったものを不合格(×)と評価した。
これらの評価結果については、表１の右欄に示した通りである。
【００５５】
表１に示したように、実施例１においては溶融材として融点が６８℃のステアリン酸を水系制振塗料組成物の全量に対し１重量％用いており、実施例２においては０．５重量％用いており、実施例３においては３重量％用いており、実施例４においては５重量％用いている。また、実施例５においては、溶融材として融点が９４℃のヒマシ硬化油を１．０重量％用いている。
この実施例１乃至実施例５に係る水系制振塗料組成物においては、膨れ、割れ、剥がれが一切生ぜず、また、塗膜のタレ落ちも殆どなく、いずれの評価項目についても合格（○）の評価であった。
【００５６】
これに対して、比較例１は溶融材を使用していない組成である。
この比較例１では、塗膜のタレ落ちは少なかったが、溶融材を含有していないことから、焼付け乾燥時において塗膜内部にて発生した水蒸気が塗膜を押し上げて塗膜内部に大きな空洞部を形成し、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が生じた。
【００５７】
また、比較例２は、溶融材として、実施例１乃至実施例４と同様、融点が６８℃であるステアリン酸を含有するものの、その添加量を水系制振塗料組成物の全量に対し７重量％とした組成である。
この比較例２では、溶融材としてのステアリン酸によって、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が抑制されていたものの、溶融材としてのステアリン酸の含有量が多すぎて、長いタレ落ちが生じ外観性に劣る評価結果となった。
【００５８】
比較例３は、溶融材として、融点が４３℃であるラウリン酸を使用した組成である。
この比較例３では、塗膜のタレ落ちは少なかったが、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が確認された。これは、溶融材として使用したラウリン酸の融点が低く、樹脂が乾燥硬化する前にラウリン酸が溶融してしまって樹脂と相溶し、塗膜内部の水蒸気を逃がす部位が十分に形成されなかったためである。
【００５９】
比較例４は、溶融材として、融点が１０５℃であるＮ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリルアミドを使用した組成である。
この比較例４では、塗膜のタレ落ちは少なかったが、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が確認された。これは、溶融材として使用したＮ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリルアミドの融点が高く、Ｎ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリルアミドの溶融がなされる前に塗膜内部の水蒸気によって塗膜を押し上げてしまったためである。
【００６０】
このように、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材を含有した実施例１乃至実施例５に係る水系制振塗料組成物によれば、焼付け乾燥時において樹脂の乾燥硬化が進むなか、溶融材が溶融して塗膜表面から膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良の原因となる水蒸気が速やかに排出され、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が抑制される。
【００６１】
つまり、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材を使用することで、樹脂の硬化が進行して溶融材と樹脂の相溶が抑えられる温度以上で、かつ、水の沸点以下の加熱温度の条件で溶融材が溶融することで、塗膜内部で発生した水蒸気が速やかに排出され、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が生じ難いものとなる。
【００６２】
ここで、本実施例と比較例２との比較から、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材の含有量を、水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、２５重量部以下とし、水系制振塗料組成物中に５重量％以下とすることで、タレ落ちが少なく良好な塗膜外観を得ることができる。また、上記実施例では、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材の含有量を水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、２．５重量部〜２５重量部の範囲内とし、水系制振塗料組成物中に０．５重量％〜５重量％の範囲内としたものを示したが、本発明者らの実験研究によれば、溶融材の含有量は、水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して０．５重量部以上あり、水系制振塗料組成物中に０．１重量％以上あれば、溶融材の溶融によって塗膜内部で発生した水蒸気を十分に逃がすことができ、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を抑制する効果が十分に得られることが確認された。よって、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材の含有量が、水性の樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、０．５重量部〜２５重量部の範囲内であれば、また、水系制振塗料組成物中に０．１重量％〜５重量％の範囲内であれば、塗膜内部で発生した水蒸気が十分に逃がれ、焼付け乾燥時における膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良を抑制する効果が十分に発揮され、かつ、タレ落ちも良く、良好な塗膜外観が得られる。
【００６３】
以上説明してきたように、融点が５０℃〜９５℃の範囲内である溶融材を含有する上記実施の形態及び実施例に係る水系制振塗料組成物から形成される塗膜は、塗膜内部にて水分の蒸発により生じた水蒸気が溶融材の溶融によって塗膜表面から速やかに排出されるため、水蒸気が塗膜を押し上げて塗膜内部に大きな空洞を形成することで生じる膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が抑制されて、良好な外観が得られる。このため、膨れ・割れ・剥がれ等の塗膜不良が招く制振性等の塗膜性能の低下や、部品の取り付け妨害も抑制され、優れた制振性が発揮される。また、塗膜の密着性にも優れる。
【００６４】
なお、本発明を実施する場合には、水系制振塗料組成物のその他の組成、成分、配合量、材質、大きさ、製造方法等について、本実施の形態に限定されるものではない。
また、本発明の実施の形態で挙げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。