(57)【要約】【課題】アクリルエマルションからなる塗布型制振材の加熱昇温を短時間で１００℃以上に加熱する急速加熱であっても、塗膜に膨れが発生しないようにする。【解決手段】アクリルエマルションからなる塗布型制振材であって、平均粒子径が０．５μｍ〜１００μｍの範囲内であって、平均粒子径の差が１５μｍ以上である２種の体質顔料を４０:６０〜６０:４０の割合で混合した塗布型制振材である。塗膜内の水分が加熱によって気化する際に塗膜表面にクラックを形成させるため塗膜内の水分を空気中に逃がすことができるので、塗膜内の水分が急速加熱されても塗膜内に拘束されることがないため、塗膜に異常な膨れを生じさせることがない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリルエマルションからなる塗布型制振材であって、平均粒子径が０．５μｍ〜１００μｍの範囲内であって、平均粒子径の差が１５μｍ以上である２種の体質顔料を４０:６０〜６０:４０の割合で混合したことを特徴とする塗布型制振材。
【請求項２】
請求項１において、体質顔料のうち少なくとも１種類は炭酸カルシウムである塗布型制振材。
【請求項３】
請求項１または請求項２の塗布型制振材を塗布し、加熱開始から１分間で１００℃以上に加熱して乾燥することを特徴とする塗布型制振材の塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布型制振材とその制振材を使用した制振塗膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、軽量化のため薄鋼板で主要部が構成されているため、走行時の衝撃によって振動が発生する。振動を抑制して車内を快適に維持するため、アスファルトをバインダー成分として各種充填材を配合したシート型制振材を施工したり、振動を抑制する制振鋼板を使用したりすることがおこなわれている。
【０００３】
しかし、制振鋼板は高価であり、費用対効果が低く、コスト削減が重要課題である自動車には採用され難い。また、シート型制振材は、制振効果は十分に得られるが、製造ラインにおいて車体に自動で装着することが困難であり、人手によって装着しているので生産効率が低い。そのため、自動化が容易な塗布型制振材が使用されるケースも多い。
【０００４】
塗布型制振材は、塗料と同様に取り扱えるため自動化が容易であるが、一般の加熱乾燥硬化型塗料と比較すると、制振効果を得るためには塗膜を厚くしなければならない。しかしながら塗膜を厚くすると、塗膜は表面から硬化していくので塗膜内部の残存水分の逃げ道が無くなり、塗膜内で水分が気化して塗膜が膨れるという問題が生ずる。このため、塗布型制振材の塗布後、加熱乾燥をゆっくりおこなうことによって、塗膜の硬化が進まず塗膜強度が低いうちに気化した水分の水蒸気圧で塗膜を破り、内部の残存水分の逃げ道を作ることによって塗膜の膨れを抑制してきたが、その分乾燥工程に時間がとられ、生産効率の低下を招く。
特にエマルション系の塗布型制振材は急速昇温加熱による加熱乾燥では、塗膜の硬化が進むことで塗膜強度が強くなり、塗膜中の残存水分の気化による水蒸気圧では塗膜を破ることができず塗膜に異常な膨れを生じやすいものであった。
生産効率を上げるために急速な加熱昇温、例えば加熱開始から１分間で１００℃以上に昇温させるなどの短時間で塗膜を乾燥させることが望ましく、そのような急速昇温加熱による加熱乾燥によっても塗膜に異常な膨れが生じないことが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４５３３１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、アクリルエマルション系の塗布型制振材の加熱昇温を加熱開始後１分で１００℃に達する急速昇温加熱であっても、塗膜に膨れが発生することのない塗布型制振材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アクリルエマルション系の塗布型制振材であって、体質顔料の粒子径が１００μｍ以下であって、平均粒子径の差が１５μｍ以上である二種類の体質顔料を４０:６０〜６０:４０の割合で混合したことを特徴とする塗布型制振材である。
また、この塗布型制振材を塗布後、加熱開始から１分以内に１２０℃以上に昇温させる塗膜形成方法である。
平均粒子径の異なる２種類の体質顔料を塗布型制振材に添加して塗膜硬化時の強度を下げることにより、急速加熱時でも残存水分の気化による水蒸気圧で塗膜を破り、残存水分に逃げ道を作ることで塗膜の膨れの発生を抑制できることを見出したものである。
すなわち、一般に塗膜に体質顔料を入れることで塗膜が脆くなり強度が下がることは知られているが、単独の体質顔料よりも２種類の体質顔料の混合物のほうが体質顔料間の充填率が高くなることで、塗膜がより脆くなり、強度が低下するものと考えられる。
【０００８】
塗布型制振材は、アクリルエマルションをバインダー成分とし、体質顔料を主成分とし、添加剤として造膜助剤、発泡剤、消泡剤、分散剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤等を添加することができる。
体質顔料としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、珪藻土、カーボンブラック、酸化チタン等を挙げることができ、これらを単独、又は組み合わせて使用できる。
【０００９】
本発明の塗布型制振材は、急速加熱によっても膨れが生じないので、本発明の塗布型制振材の硬化条件は、塗膜の厚さが２〜４ｍｍの場合、１４０℃以下の温度で、乾燥時間が２０分以内であるのが好ましい。１４０℃以下の温度、２０分以内の乾燥時間で塗膜の硬化を完了させることができるので生産効率を上げることができると共に省エネルギーとなる。
【００１０】
本発明による塗布型制振材の塗布方法は、公知の塗装方法が用いられる。即ち、エアレススプレー、エアスプレー、エアアシストスプレー等である。この他、刷毛塗り、ローラー塗装等も使用可能である。  
【００１１】
本発明の塗膜形成方法は、自動車の塗布型制振材が適用される任意の場所に用いることができる。即ち、フロア部、ダッシュパネル、ドア、フェンダー、ホイルハウス、ピラー、ルーフ等の各部である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】試験片作成手順の説明図。
【図２】異なる平均粒子径の混合割合を変えた試験片の写真。
【図３】クラックを示す試験片の拡大写真。
【図４】塗布後の残存水分量の減少割合を示すグラフ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜平均粒子径の異なる体質顔料の併用による造膜性試験＞
平均粒子径の異なる体質顔料の併用が造膜性に与える影響を以下の手順によって試験した。
（１）アクリルエマルションと体質顔料である炭酸カルシウムを選択し、添加剤として消泡剤と造膜助剤を常法に加えて撹拌混合し、体質顔料分散溶液を調製した。
体質顔料は、レーザー回折・散乱法による平均粒子径が５．５μｍの炭酸カルシウム（体質顔料Ａ）と平均粒子径が２５．０μｍの炭酸カルシウム（体質顔料Ｂ）の混合割合を、体質顔料Ａ：体質顔料Ｂ＝１００：０〜０：１００の間で変え、図１に示すように、３０×１００×０．２（ｍｍ）の枠の中に体質顔料分散溶液を流し込み、６０℃の加熱炉に入れて３０分間加熱した後の乾燥させた図２に示す試験片の膜の状態を顕微鏡で拡大して観察した。
（２）また、枠に流し込んだ体質顔料の薄膜の水分量（残水分量）を計測し、６０℃において膜から水分が揮発する程度を比較した。
【００１４】
＜結果＞
試験の結果、図３の拡大写真で示すように、体質顔料Ａと体質顔料Ｂの混合割合がほぼ等しい範囲の４０：６０〜６０：４０では、膜表面に矢印で示した位置にクラックが形成されているのが認められた。混合比が５０：５０ではクラックは比較的大きなものであり、４０：６０及び６０：４０では、微細なクラックであった。
一方、前記の混合割合の範囲外である、どちらか一方の混合割合が大きなもの、すなわち、体質顔料Ａと体質顔料Ｂの混合割合が１００：０、７５：２５、２５：７５、０：１００の場合は、膜表面にはクラックが認められず、これらの乾燥膜を枠から断裂させることなくそのまま引き剥がすことができた。
成膜後の時間の経過にしたがって測定した水分量（重量）を初期の水分量に対しての百分率（残水率）で示したグラフが図４である。
平均粒子径の異なる体質顔料を混合したものと、単一の平均粒子の体質顔料のものとの間に残水率の値に顕著な差は認められなかったが、体質顔料Ａと体質顔料Ｂの割合が５０：５０の場合の残水率が最小であり、水の揮発速度が速い傾向を示しており、流し込み後５分において残水率の差が約５重量％弱であった。
塗膜表面にクラックが発生することによって、塗膜中の水分が速く抜けるものと考えられ、クラックが大きな塗膜の残水率が小さなものとなっている。
【００１５】
更に、体質顔料の平均粒子径の範囲が０．５〜１００μｍにおいて、異なる平均粒子径の組み合わせで同様な造膜性試験を実施したところ、平均粒子径が１５μｍ以上異なる場合に同様なクラックの出現傾向が認められた。
以上の試験結果から、平均粒子径が１５μｍ以上異なる体質顔料を重量比で４０：６０〜６０：４０の割合で混合した場合、急速昇温加熱によって水分が気化し、塗膜にクラックを形成し、このクラックから水分が抜けるため、塗膜に異常な膨れが形成されないことが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の塗布型制振材を使用することによって、急速昇温加熱によっても塗膜に異常な膨れが生ずることなく、制振効果を薄鋼板に付与することが可能である。
また、塗膜形成のための乾燥工程の時間を短縮することができるので、自動車製造ラインにおける乾燥工程の省エネルギー効果が得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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