JP2000080312A - 着色艶消し電着塗料およびその電着塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム材の塗装に供せられ、塗膜の色
調とアルミニウム材の色調とを複合化し得る、着色艶消
し電着塗料および、その塗装方法を提供する。 【解決手段】 （Ａ）着色顔料含有電着塗料と、（Ｂ）
β−メチル基置換グリシジル（メタ）アクリレートを共
重合したアクリル樹脂、およびアミノ樹脂を含有する着
色顔料不含の艶消し電着塗料との混合物からなり、前記
着色顔料の含有量が全樹脂分に対して０．５〜１０重量
％である、着色艶消し電着塗料およびその電着塗装方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム材の
塗装に供せられ、塗膜の色調とアルミニウム材の色調と
を複合化し得る、着色艶消し電着塗料および、その電着
塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】着色、防食、美観、耐汚染等を目的とし
て、アルミニウム材は表面に塗装が施される場合が多
い。塗装方法としては、複雑な形状のアルミニウム材に
対しても均一な塗膜形成が可能で、大量生産性にも優れ
ていることから、電気泳動を利用した電着塗装法が広く
用いられている。電着塗料としては、アルミニウム素地
の色調を生かした、艶有りあるいは艶消しのクリヤー塗
料、白色、黒色等の着色塗料がある。

【０００３】しかしながら、近年社会環境の変化、ニー
ズの多様化に伴い、単に素材を保護し、美観を付与する
という機能に止まらず、従来にない斬新さ、高級感を感
じさせる材料が求められている。アルミニウム材そのも
のにおいても、電解着色の方法に改良が加えられ、従来
より多様な色調が可能になっているが、金属素材である
ため、落ち着き感、ソフト感、厚み感には乏しい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、着色
アルミニウム材に塗装して、本来のメタリック感を保持
しながらかつ、ソフト感、立体感、厚み感、落ち着き感
を合わせ持つような、新しい着色艶消し電着塗料および
その塗装方法を提供するところにある。また上記の目的
を可能にするような塗料は、概して塗装された被塗物の
上面と下面の色相差が出易くなるため、上下の色相変化
を抑制できる電着塗料およびその塗装方法を提供するこ
とも、合わせて本発明の目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
行い、ベースになる塗料としては、落ち着き感、ソフト
感、厚み感に優れる艶消し電着塗料を使用し、塗膜の色
調については、塗膜の半透明性を保持する程度の着色顔
料を含有する電着塗料を併用することで、全体的には塗
膜の色調を主としながら、アルミニウム素材の色調を複
合化させることで、メタリック感も加味され、上記目的
が達成されることを見出した。

【０００６】すなわち本発明は、（Ａ）着色顔料含有電
着塗料と、（Ｂ）β−メチル基置換グリシジル（メタ）
アクリレートを共重合したアクリル樹脂、およびアミノ
樹脂を含有する着色顔料不含の艶消し電着塗料との混合
物からなり、前記着色顔料の含有量が全樹脂分に対して
０．５〜１０重量％である、着色艶消し電着塗料および
その電着塗装方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の電着塗料をアルミニウム材に塗装した場合、そ
の色調は主として着色顔料で決定されている。すなわち
白色、黒色、赤色、黄色、緑色、青色等の着色顔料を組
み合わせて、要求に応じてアイボリー色からグレー色ま
で幅広く対応することができる。

【０００８】本発明に用いられる（Ａ）着色顔料含有電
着塗料は、主としてカルボキシル基を有する樹脂（分散
樹脂）をベースとし、塩基性化合物で中和、水溶性化し
てなる陽極析出型電着塗料である。着色顔料の含有量は
塗料全樹脂分中０，５〜１０重量％であり、より好まし
くは１〜７重量％である。含有量が１０重量％より多い
場合は、塗膜が不透明化し下地隠蔽力が大きくなり過ぎ
る。このため塗装されたアルミニウム材の色調は塗膜の
みの色調となり、メタリック感が失われて、本発明の目
的に合致しない。また含有量が０．５重量％より少ない
場合は、アルミニウム材それ自身の色調になり、従来の
着色顔料を含有しないクリヤー塗料を塗装した場合と差
がなくなり、斬新さ、高級感に乏しくなる。

【０００９】着色顔料についての具体例としては、チタ
ン白、カーボンブラック、黒色酸化鉄、赤色酸化鉄、モ
リブデンレッド、黄色酸化鉄、チタンイエロー、クロム
チタンイエロー、コバルトグリーン、酸化クロムグリー
ン、群青、コバルトブルー等の無機顔料、アゾ系、アン
トラキノン系、チオインジゴ系、ペリレン系、キナクリ
ドン系、イソインドリン系、フタロシアニン系、ジオキ
サジン系等の有機顔料を挙げることができる。

【００１０】本発明の着色顔料の使用方法については、
あらかじめ顔料を別途分散して着色顔料含有電着塗料を
作製した後、下記に述べる着色顔料不含の艶消し電着塗
料と混合する。

【００１１】顔料分散においては分散樹脂を使用する必
要があるが、分散樹脂が不適当な場合、塗料の色分れ、
顔料の沈降が顕著になり使用が難しい。ベースとなる艶
消し塗料に直接顔料を分散した場合は、樹脂は艶消し性
能と顔料分散性能を合わせ持つ必要があり、両性能の方
向性が異なるため、設計は容易ではない。ところが本発
明では、着色顔料を別途分散するため、艶消し性能とは
関係なく、独立に分散樹脂を設計することができ、選択
の自由度が非常に大きくなる。従って顔料分散安定性に
優れた塗料が得られる。

【００１２】顔料分散の具体的な方法は、主としてカル
ボキシル基を有する樹脂を分散樹脂に使用し、通常の分
散ミルを用いて分散後、塩基性化合物で中和、水分散化
して陽極析出型の電着塗料とする。顔料／分散樹脂の割
合は重量比で１００／２０〜１００／３００が好まし
い。

【００１３】カルボキシル基を有する樹脂としては例え
ばカルボキシル基含有アクリル樹脂、カルボキシル基含
有ポリエステル樹脂等が用いられる。またこのカルボキ
シル基を中和し、水分散化するために用いる中和剤とし
ては、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリ
メチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、ト
リエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロ
ピルアミン、トリイソプロピルアミン、モノブチルアミ
ン、ジブチルアミン、トリブチルアミン等のアルキルア
ミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミ
ン、ジエチルエタノールアミン等のアルカノールアミ
ン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が用いられ
る。このような塩基性化合物による中和率は１０〜１０
０％が適当であるが、１００％以上でも問題はない。

【００１４】分散樹脂として使用するアクリル樹脂につ
いては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、ビニル酢酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイ
ン酸、フマル酸、シトラコン酸等のカルボキシル基含有
不飽和単量体と、メチル（メタ）アクリレート、エチル
（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレー
ト、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル
（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレー
ト、ステアリル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキ
シル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモ
ノ（メタ）アクリレート、スチレン、酢酸ビニル、（メ
タ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、メチ
ロール（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）
アクリレート等の不飽和単量体を共重合して得られる。

【００１５】またポリエステル樹脂については、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、無水フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水トリメリット酸
等のポリカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等
のポリオールを共縮合して得られる。

【００１６】このようにして得られる分散樹脂を使用し
て分散された顔料は、分散性が良好であり、また顔料不
含の艶消し電着塗料と混合しても、安定で塗料中の顔料
濃度も均一であるため、被塗物の塗装部位による色相差
を抑制することができる。

【００１７】また色相差をできるだけ抑制するために、
着色顔料含有電着塗料に予め疎水性溶剤あるいは疎水性
メラミン樹脂等の疎水性化合物を含有させると効果があ
る。要因は明確ではないが、疎水性化合物により分散樹
脂が疎水化され、水溶性が低下して顔料分散力が向上す
ると考えられる。この疎水性化合物は、水に対する溶解
度（重量％）（２０℃）が７％以下、好ましくは３％以
下のもので、例えば２エチルヘキサノール、テキサノー
ル、ミネラルターペン、あるいは三井サイテック社製の
サイメル２３８、２３６、マイコート５０６、住友化学
社製のスミマールＭ−６６Ｂ等の疎水性メラミン樹脂が
用いられる。着色顔料含有電着塗料中の疎水性化合物の
含有量は１〜６０重量％、好ましくは１〜３０重量％で
ある。使用量が多過ぎると塗膜の光沢が上昇するので好
ましくない。

【００１８】本発明に用いられる（Ｂ）着色顔料不含の
艶消し電着塗料は、β−メチル基置換グリシジル（メ
タ）アクリレートを共重合したアクリル樹脂（基剤樹
脂）、およびアミノ樹脂を含有し、塩基性化合物で中
和、水溶性化してなる陽極析出型の電着塗料である。上
記アクリル基剤樹脂は、下記一般式（Ｉ）で示すβ−メ
チル基置換グリシジル（メタ）アクリレート、カルボキ
シル基含有不飽和単量体および、その他の不飽和単量体
を共重合することにより製造することができる。β−メ
チル基置換グリシジル（メタ）アクリレートの好ましい
量は、全単量体中０．５〜１５重量％であり、カルボキ
シル基含有不飽和単量体の好ましい量は、酸価で３０〜
１５０である。

【００１９】

【００２０】β−メチル基置換グリシジル（メタ）アク
リレート成分は、カルボキシル基と反応してミクロゲル
を生成するが、ミクロゲル生成反応については、アクリ
ル樹脂とアミノ樹脂を混合し、塩基で中和して水分散化
を行った後、１０〜１２０℃、好ましくは３０〜１００
℃で行う。温度が低い場合はミクロゲル化反応が進みに
くく、十分な艶消し効果を得るのに長時間を要する。ま
た１２０℃より高い場合はミクロゲル化反応が進み過ぎ
る。ミクロゲルは本発明の電着塗料に艶消し性能を付与
し、主としてミクロゲルの効果で落ち着き感、ソフト
感、厚み感のある塗装外観が達成される。

【００２１】カルボキシル基含有不飽和単量体を例示す
ると、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル
酢酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ
ル酸、シトラコン酸等があり、その他の不飽和単量体を
例示すると、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メ
タ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ
−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メ
タ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ス
テアリル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル
（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、（メタ）アクリロニ
トリル、（メタ）アクリルアミド、メチロール（メタ）
アクリルアミド、メトキシメチル（メタ）アクリルアミ
ド、ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、ジアセト
ン（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アク
リレート等がある。

【００２２】このようなアクリル基剤樹脂の好ましい重
量平均分子量は１００００〜１０００００、好ましいガ
ラス転移温度は−１０〜６０℃である。製造方法として
は、前記各単量体を溶液重合、非水性分散重合、塊状重
合、エマルジョン重合、懸濁重合等の公知の方法で重合
することによって得られるが、特に溶液重合が好まし
く、反応温度としては通常４０〜１７０℃が選ばれる。

【００２３】反応溶剤としては、ｎ−プロピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔ
−ブチルアルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソ
ルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブ
チルエーテル等の親水性溶剤を用るのが好ましい。ま
た、重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾ系化合
物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等、公知のも
のを用いることができる。

【００２４】得られたアクリル基剤樹脂を水分散化する
ために、樹脂中のカルボキシル基の少なくとも一部を塩
基性化合物、例えば有機アミンあるいは無機塩基で中和
する。かかる塩基性化合物としては、モノメチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルア
ミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプ
ロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピ
ルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブ
チルアミン等のアルキルアミン、ジエタノールアミン、
ジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、ジ
メチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等
のアルカノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムが挙げられる。このような塩基性物質による中和率
は３０〜１００％が適当であるが、特に５０〜９０％で
あると水分散性が良好で、塗装部位による色相差、光沢
ムラを生じないので好ましい。

【００２５】本発明に使用されるアミノ樹脂としては、
従来から公知のメラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、
尿素樹脂等が例示されるが、中でも好適なものは、メチ
ロール基の少なくとも一部を低級アルコールでアルコキ
シ化した、アルキルエーテル化メチロールメラミン樹脂
であって、低級アルコールとしては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルア
ルコール等の１種または２種以上が使用できる。また１
種のメラミン樹脂であっても、また２種以上のメラミン
樹脂が組み合わされても問題はない。

【００２６】アルキルエーテル化メチロールメラミン樹
脂を例示すると、三井サイテック社製のサイメル２６
６、２３２、２３５、２３８、２３６、マイコート５０
６、５０８、住友化学社製のスミマールＭ−６６Ｂ、三
和ケミカル社製のニカラックＭＸ−４０、ＭＸ−４５等
がある。メラミン樹脂の使用量は、重量比でアクリル樹
脂１００に対し３０〜１２０が好ましい。

【００２７】また要求される性能、作業性、コスト等に
より、必要ならば、例えば、キシレン樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等を併用すること
が可能である。この場合、メラミン樹脂と同様な方法で
使用される。

【００２８】本発明により得られた電着塗料は、必要に
応じて脱イオン水、あるいは親水性溶剤を一部含有する
脱イオン水で希釈し、電着塗装に供せられる。本発明に
おける艶消し電着塗料を実施する場合の、塗料浴の固形
分濃度は４〜２０重量％が適当である。４重量％より低
い場合には、必要な塗膜厚を得るのに長時間を要し、２
０重量％を越えると浴液の状態が不安定となり、塗装系
外に持ち出される塗料量も多く問題である。

【００２９】塗装方法については、被塗装物を陽極とし
て電着塗装を行うが、塗装電圧は３０〜３５０Ｖ、好ま
しくは５０〜３００Ｖであり、通電時間は０．５〜７
分、好ましくは１〜５分である。電圧が高いほど通電時
間は短く、逆に電圧が低いほど通電時間は長くなる。塗
装電圧は通電と同時に設定電圧をかける方法、あるいは
徐々に設定電圧まで上げていく方法のどちらでもかまわ
ない。塗装された被塗装物は必要により水洗し、次いで
１５０〜２００℃で１５〜６０分間加熱し最終塗膜を得
る。塗膜厚は５〜３０μｍが好ましい。

【００３０】このようにして、落ち着き感、ソフト感、
厚み感とメタリック感を合わせ持つ着色艶消し電着塗膜
を得ることができる。またその塗膜は機械特性、耐溶剤
性、耐薬品性、耐候性、作業性等にも優れている。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。部は
特別な表示のない場合は重量部を表している。 （Ａ）着色顔料含有電着塗料に用いる顔料分散樹脂の製
造 撹拌装置、温度計、モノマー滴下装置、還流冷却装置を
有する反応装置を準備する。

【００３２】

【表１】

【００３３】（１）、（２）を反応装置に仕込み、撹拌
下に還流温度まで上昇させ、（３）〜（８）を予め均一
に混合した後、３時間かけて滴下した。温度は９０±３
℃を維持した。滴下終了後、１．５時間後に（９）を仕
込み、更に９０±３℃で１．５時間反応を継続した。そ
の後（１０）を仕込み８０±３℃でさらに３時間反応を
継続した後冷却した。樹脂固形分＝５２％、酸価＝７４
ｍｇＫＯＨ／ｇ樹脂固形分の粘調な樹脂液Ａを得た。

【００３４】（Ａ）着色顔料含有電着塗料の製造

【００３５】

【表２】

【００３６】（１）〜（８）を均一に混合分散し、粒Ａ
法で７．５μｍの顔料分散液を得た。このものを着色顔
料含有電着塗料１とする。次にこの顔料分散液に対して
疎水性化合物として２エチルヘキサノールあるいはサイ
メル２３６（三井サイテック社製メラミン樹脂）を７重
量％含有するように添加して、それぞれ着色顔料含有電
着塗料２、着色顔料含有電着塗料３を得た。

【００３７】（Ｂ）着色顔料不含の艶消し（艶あり）電
着塗料に用いるアクリル基剤樹脂の製造 撹拌装置、温度計、モノマー滴下装置、還流冷却装置を
有する反応装置を準備する。

【００３８】

【表３】

【００３９】（１）、（２）を反応装置に仕込み、撹拌
下に還流温度まで上昇させ、（３）〜（１０）を予め均
一に混合した後、３時間かけて滴下した。温度は９０±
３℃を維持した。滴下終了後、１．５時間後に（１０）
を仕込み、更に９０±３℃で１．５時間反応を継続した
後冷却した。樹脂固形分＝６５％、酸価＝５５ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇ樹脂固形分の透明で粘調な樹脂液Ｂ１〜Ｂ３を得
た。

【００４０】（Ｂ）着色顔料不含の艶消し（艶有り）電
着塗料の製造 撹拌装置、温度計、還流冷却装置を有する反応装置を準
備する。上記Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３それぞれの樹脂液３０
６．０部に、サイメル２３６（三井サイテック社製メラ
ミン樹脂）１６０．０部を仕込み、トリエチルアミン
９．８部、脱イオン水６６４．２部を使用して水分散化
を行い、７５℃で１０時間保温してミクロゲル化の反応
を行った。反応後ｎ−ブタノール６０．０部を仕込んで
固形分３０％の水分散樹脂液１〜３を得た。上記水分散
樹脂液１〜３に、それぞれトリエチルアミン５．９部、
脱イオン水２３９４部を混合し、固形分１０％の着色顔
料不含の艶消し電着塗料１、２、着色顔料不含の艶有り
電着塗料３を得た。

【００４１】着色艶消し（艶有り）電着塗料の製造およ
び電着塗装 〔実施例１、２、３ 比較例１、２〕上記で得られた着
色顔料含有の電着塗料１〜３、および着色顔料不含の艶
消し電着塗料１、２、着色顔料不含の艶有り電着塗料３
を使用して、表４に示す配合量で混合し、脱イオン水で
固形分を１０％に調整して電着浴液を得た。この電着浴
液を塩ビ性の槽に入れ、ＳＵＳ３０４鋼板を陰極とし、
ブロンズ色アルミニウム材を陽極（被塗物）として電着
塗装を行った。

【００４２】塗膜性能評価 電着塗装の具体的条件は浴温２２℃、極間距離１２ｃ
ｍ、極比（＋／−）２／１として、常法により、１８０
Ｖで膜厚が１４μｍとなる様に通電し、電着終了後洗浄
し、引き続いて１８５℃で３０分間焼き付けを行った
後、塗膜性能の評価を行った。結果を表４示す。

【００４３】

【表４】

【００４４】実施例１〜３については、落ち着き感、ソ
フト感、厚み感とメタリック感を合わせ持つ外観が得ら
れた。一方比較例１は落ち着き感、ソフト感、厚み感に
乏しい外観が得られ、比較例２はメタリック感過多の外
観が得られた。

【００４５】（注）評価方法 （１）光沢：グロスメーターで６０°グロスを測定。 （２）Ｌ５テスト：被塗物を上面、下面ができるように
電着浴液中に無攪拌下で３分間浸漬し、次いで無攪拌の
ままで、２分間電着塗装して塗膜を形成後、焼き付けし
た。通常塗膜のΔＬが１以下であれば実用上問題なしと
見なす。

【００４６】

【発明の効果】（Ａ）着色顔料含有電着塗料と、（Ｂ）
β−メチル基置換グリシジル（メタ）アクリレートを共
重合したアクリル樹脂、およびアミノ樹脂を含有する着
色顔料不含の艶消し電着塗料との混合物からなり、着色
顔料の含有量が全樹脂分に対して０．５〜１０重量％で
ある電着塗料を用いて、落ち着き感、ソフト感、厚み感
とメタリック感を合わせ持つ着色艶消し電着塗膜が得ら
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 133/14 Ｃ０９Ｄ 133/14 161/20 161/20 (72)発明者 菅原 進 兵庫県尼崎市南塚口町６丁目10番73号 神 東塗料株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 BB89Y CB02 DB07 EB22 EC11 EC54 4J038 CG142 CH172 DA142 DA162 DA172 DB372 EA011 KA08 NA01 PA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）着色顔料含有電着塗料と、（Ｂ）
   β−メチル基置換グリシジル（メタ）アクリレートを共
   重合したアクリル樹脂、およびアミノ樹脂を含有する着
   色顔料不含の艶消し電着塗料との混合物からなり、前記
   着色顔料の含有量が全樹脂分に対して０．５〜１０重量
   ％である着色艶消し電着塗料およびその電着塗装方法。
2. 【請求項２】 着色顔料の含有量が１〜７重量％である
   請求項１に記載の着色艶消し電着塗料およびその電着塗
   装方法。
3. 【請求項３】 着色顔料含有電着塗料中に、水に対する
   溶解度が７％以下の疎水性化合物を１〜６０重量％含有
   する、請求項１に記載の着色艶消し電着塗料およびその
   電着塗装方法。
4. 【請求項４】 着色顔料含有電着塗料中に、水に対する
   溶解度が７％以下の疎水性化合物を１〜６０重量％含有
   する、請求項２に記載の着色艶消し電着塗料およびその
   電着塗装方法。