JP2003082498A - 隙間部における塗膜形成方法及び塗装物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隙間つきまわり性（クリアランス塗装性）が
良好な塗膜形成方法を見出し、隙間つきまわり性（クリ
アランス塗装性）が良好な塗装物品を得ること。 【解決手段】 カチオン電着塗料の電着塗装において、
電流密度の最高値（Ｉ）が通電開始から５秒間以内に発
現し、かつ電流密度の最高値（Ｉ）の１／２の電流密度
（０．５Ｉ）以上を有する時間が５秒間以内であること
を特徴とする隙間部における塗膜形成方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、隙間（クリアラ
ンス）部における塗膜形成方法、詳しくは、隙間部にお
けるつきまわり性（クリアランス塗装性）に優れた塗膜
形成方法、及び塗装物品に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】 カチオン電着塗料は、塗
装作業性が優れ形成した塗膜の防食性が良好なことか
ら、これらの性能が要求される自動車ボディなどの導電
性金属製品の下塗り塗料として広く使用されている。

【０００３】しかし近年、衝突安全性向上の面から自動
車ボディの強度アップが図られ、例えば図２で示される
ようにスポット溶接で部材を補強したりする構造が多く
なってきた。

【０００４】このような構造は隙間（以下、クリアラン
スと称することがある。）部を有し、電着塗装時に電流
密度（ｍＡ／ｃｍ^２）が低下することから塗膜が析出し
難く、未塗装となることから防食性が低下することがあ
る。

【０００５】このため隙間部の膜厚（μｍ）を確保する
ため塗装条件の工夫がなされているが、電着時の塗装電
圧を上げて塗装するだけでは、図４の隙間構造のモデル
図に示されるように開口部（図４の４４）を塞いでしま
い、隙間部（クリアランス部）のつきまわり性（図４の
４３）が得られない。また塗装電圧を上げて塗装する
と、被塗物の外板膜厚（μｍ）が厚くなり塗料使用量が
増えるなどの問題がある。そこで、隙間部を有する被塗
物において、塗膜形成性が良好な塗料を見い出すことが
強く求められていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本発明者らは、上記課
題に対応するために鋭意研究を重ねた結果、下記の手段
により目的が達成できることを見出し本発明を完成する
に至った。

【０００７】即ち、本発明は、 １．カチオン電着塗料の塗装において、電流密度の最高
値（Ｉ）が通電開始から５秒間以内に発現し、かつ電流
密度の最高値（Ｉ）の１／２の電流密度（０．５Ｉ）以
上を有する時間が５秒間以内であることを特徴とする隙
間部における塗膜形成方法、 ２．塗装の条件が、極比（陰極／陽極）＝１／２〜１／
８の範囲、かつ塗装に必要な電圧値（Ｖ）に到達するに
要する時間が２０〜９０秒間の範囲、かつ極間距離（陰
極と陽極の距離）が０．１〜１ｍの範囲であることを特
徴とする１項に記載の隙間部における塗膜形成方法、 ３．カチオン電着塗料の単位電気量当たりの塗料析出量
（ａ）が３５ｍｇ／Ｃ以上、かつ１８０秒間のカチオン
電着塗装における分極抵抗値（ｂ）が１５００ｋΩ・cm
²以上であることを特徴とする１項又は２項に記載の隙
間部における塗膜形成方法。 ４．１項乃至３項のいずれか１項に記載の隙間部におけ
る塗膜形成方法により塗装された塗装物品、に関するも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】 本発明は、自動車ボディなどの
隙間部を有する被塗物において良好な隙間部つきまわり
性を得る塗膜形成方法、及び塗装物品に関する。

【０００９】カチオン電着塗料は、高度な防食性を有す
るため広く一般的に用いられており、その被塗物として
は、自動車ボディ、２輪車部品、家庭用機器、その他の
機器等が挙げられ、金属であれば特に制限はなく、鋼板
として、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電
気亜鉛−鉄二層めっき鋼板、有機複合めっき鋼板、Ａｌ
素材、Ｍｇ素材など、並びにこれらの鋼板や冷延鋼板な
どの基材を必要に応じてアルカリ脱脂などの表面を洗浄
化した後、リン酸塩化成処理、クロメート処理などの表
面処理を行ったものが挙げられる。

【００１０】このようなクリアランス部の隙間は５０〜
６００μｍの非常に狭い合わせ目で、脱脂、表面処理が
されにくく、ほとんどが未処理の鋼板の状態である。そ
の上、カチオン電着塗料も入りにくく、さらに電着時に
電流が流れにくいために塗装されないことがある。

【００１１】またカチオン電着塗料によっては、図４の
４２に示されるように析出した電着塗膜がクリアランス
部の開口部（図４の４４）を塞いでしまい、図４の４３
で示されるようなクリアランス部の内部への塗膜形成を
妨げることがあった。

【００１２】特に、ドアの下部などの未塗装である隙間
（クリアランス）部は、水がたまり易い部位でもあり、
融雪塩などが撒かれた状態での走行によりより厳しい環
境下にさらされると腐食により穴があくことが生じたり
した。そこで、このクリアランス部にも塗装ができるク
リアランス塗装性が良好な塗膜形成方法を見出すことは
重要となってきた。

【００１３】クリアランス塗装性向上の考え方として、
．クリアランス部の内部への電着塗装性の向上、．
クリアランス部の内部へのぬれ性の向上がある。 ．クリアランス部の内部への電着塗装性の向上には、
電着塗装時における電流密度（注１）を測定しカチオン
電着塗料の電着塗装において、電流密度の最高値（Ｉ）
が通電開始から５秒間以内に発現し、かつ電流密度の最
高値（Ｉ）の１／２の電流密度（０．５Ｉ）以上を有す
る時間が、５秒間以内であることを特徴とする隙間部に
おける塗膜形成方法であるカチオン電着塗料によって見
出される。

【００１４】ここで電流密度の最高値（Ｉ）が通電開始
から５秒間以内に発現し、かつ電流密度の最高値（Ｉ）
の１／２の電流密度（０．５Ｉ）以上を有する時間が、
５秒間以内であれば、塗料の電着塗装時に発生するジュ
ール熱の蓄積（特に、攪拌の遅いクリアランス部では多
い）が少なく、クリアランス開口部を析出した塗料が融
着して塞ぐことのない状態となることから塗料がクリア
ランス内部まで電流が侵入し、カチオン電着塗料が析出
し、塗膜を形成することからクリアランス塗装性の向上
には好ましい。

【００１５】（注１）電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）は、電
着塗装時に端子（１ｃｍ^２）を取り付けデータロガーと
変換機を用いて測定を行った。（詳細は、特開平１−１
５６４９８号公報参照） クリアランス部の内部へのぬれ性の向上には、図４の４
４で示されるクリアランス部における開口部が析出した
塗膜によって塞がれないことが挙げられる。そのための
電着塗装条件としては、塗装電圧（Ｖ）に達するまでの
昇電圧時間として徐々に電圧を上げていく方法が用いら
れ、例えば、印加電圧を２５０Ｖにする場合、一度に２
５０Ｖを印加すると多量の電流が被塗物に流れるためピ
ンホールやブツなどの仕上がり不良になったり、また塗
装時の危険性が伴うためである。（以下、このような通
電方法をスロースタート電着塗装と称することがあ
る。）このスロースタート電着塗装の昇電圧に要する時
間としては、極比（陰極／陽極）＝１／２〜１／８、極
間距離（陰極〜陽極）０．１〜１ｍの条件下で、２０〜
９０秒間の昇電圧に要する時間、好ましくは３０〜６０
秒間であることがよい。ここでスロースタートの昇電圧
に要する時間が２０秒以下であるとクリアランス部の開
口部を塞いでしまうことからクリアランス塗装性向上に
好ましくない。またスロースタートの昇圧に要する時間
が９０秒を越えると、一定の通電時間内（例えば、１８
０秒間）に所定の印加電圧（例えば、２５０Ｖ）での通
電時間が短くなるので塗料の析出が遅れることからクリ
アランス塗装性向上に好ましくない。

【００１６】ここで塗装条件として極比（陰極／陽極）
＝１／２〜１／８、極間距離（陰極〜陽極）０．１〜１
ｍの条件下で、昇圧に要する時間を２０〜９０秒間とす
る理由として自動車ボディ塗装ラインを想定したラボ実
験での再現性、また逆にラボ実験データをもとに自動車
ボディ塗装ラインでの実車へのクリアランス塗装性向上
の対応をとることもある。

【００１７】上記に述べた．クリアランス部の内部へ
の電着塗装性、及び．クリアランス部の内部へのぬれ
性の向上に好ましいカチオン電着塗料における塗料特数
として、単位電気量当たりの塗料析出量（ａ）が３５ｍ
ｇ／Ｃ以上、かつ１８０秒間のカチオン電着塗装におけ
る分極抵抗値（ｂ）が１５００ｋΩ・cm²以上であるこ
とが好ましく、このようなカチオン電着塗料としては、
カチオン電着塗料である限り特に制限なく使用すること
ができ、目標とする塗膜性能（例えば、防食性、耐候
性、塗面平滑性）に応じて、その組成である顔料ペース
トの配合とエマルションにおける樹脂成分を適宜選択し
て使用すればよい。

【００１８】このカチオン電着塗料の単位電気量当たり
の塗料析出量（ａ）が３５ｍｇ／Ｃ未満である場合に
は、塗料の析出を早く開始させる効果が十分でなく、ク
リアランス塗装性が不十分なことがある。

【００１９】上記、電着塗装時において、カチオン電着
塗料の単位電気量当たりの塗料析出量（ａ）が３５ｍｇ
／Ｃ以上に調整するには、上記電着塗料に使用する基体
樹脂のアミン価を45ｍｇＫＯＨ／ｇ以下として中和価を
６〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは７〜１２ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇとする方法が有効である。基体樹脂アミン価の調
整には基体樹脂の平均分子量を高くする方法、基体樹脂
への付加アミン量を減量する方法などがあり、これら方
法の一種またはこれらを組み合わせた調整により達成さ
れる。

【００２０】基体樹脂の平均分子量としては、平均分子
量で１０００〜１００００、好ましくは３０００〜５０
００が有効であり、基体樹脂の平均分子量が１００００
を超える場合には樹脂粘度が高くなり、焼き付け時の熱
流動性の低下により電着塗膜の仕上がり性において不具
合を生じ、平均分子量が１０００未満の場合にはアミン
付加量によるアミン価の調整が困難であり、エマルショ
ン分散性の低下の不具合を生じる。

【００２１】上記手法により基体樹脂のアミン価を４５
ｍｇ／Ｃ以下とすることにより、少ない酸量で高い中和
当量のエマルションを作成とすることができ、塗膜の単
位電気量当たりの塗料析出量（ａ）が３５ｍｇ／Ｃ以上
に調整（塗料の析出開始が速く）することができる。

【００２２】基体樹脂アミン価が４５ｍｇＫＯＨ／ｇを
超える樹脂においては、エマルション化時の中和にに必
要な酸量が多くなり、塗膜の析出開始に必要な電気量を
小さくする効果が十分でなく、またその樹脂（アミン価
が45ｍｇＫＯＨ／ｇを超える樹脂）を少ない酸量でエマ
ルション化した場合にはエマルションの貯蔵性の低下な
どの不具合を生じる。

【００２３】さらに上記カチオン電着塗料において、１
８０秒間の電着塗装における分極抵抗値（ｂ）が１５０
０kΩ・cm²／μｍ以上、好ましくは１６００kΩ・cm²／
μｍにあることがよい。

【００２４】１８０秒間の電着塗装における分極抵抗値
（ｂ）を１５００kΩ・cm²／μｍ以上に調整するには、
カチオン電着塗料に使用する基体樹脂の分子量を高くす
る方法、基体樹脂の種類や量を調整する方法、硬化剤と
して含まれるブロック化ポリイソシアネート化合物の分
子量を高くする方法、カチオン電着塗料中の顔料濃度を
調整する方法、カチオン電着塗料中の有機溶剤量を減少
する方法、塗装時の浴温を下げる方法などがあり、これ
ら方法の一種又はこれらを組み合わせた調整により、そ
の他の塗膜性能や塗装作業性を考慮して達成される。こ
こで１８０秒間の電着塗装における分極抵抗値（ｂ）が
１５００kΩ・cm²／μｍ未満の場合はクリアランス塗装
性が十分でない。

【００２５】本発明において使用するカチオン電着塗料
としては、いままでに述べてきた様な塗料特性を得るも
のであれば、それ自体既知のものが使用でき、例えば、
水酸基及びカチオン性基を有する基体樹脂、硬化剤、着
色顔料、防錆顔料、体質顔料、中和剤、有機溶剤などを
脱イオン水などの水に混合分散した水性塗料が使用でき
る。

【００２６】基体樹脂は、水酸基及びカチオン性基を有
する樹脂であり、この水酸基は硬化剤との架橋反応に関
与し、カチオン性基は安定な水分散液を形成させるため
のものであって、例えば、（イ）ポリエポキシ樹脂とカ
チオン化剤との反応生成物、（ロ）ポリカルボン酸とポ
リアミンとの重縮合物（米国特許第２４５０９４０号明
細書参照）を酸でプロトン化したもの、（ハ）ポリイソ
シアネ−ト化合物及びポリオ−ルとモノ又はポリアミン
との重付加物を酸でプロトン化したもの、（ニ）水酸基
及びアミノ基含有アクリル系、またはビニル系モノマ−
の共重合体を酸でプロトン化したもの（特公昭４５−１
２３９５号公報、特公昭４５−１２３９６号公報参
照）、ホ）ポリカルボン酸樹脂とアルキレンイミンとの
付加物を酸でプロトン化したもの（米国特許第３４０３
０８８号明細書参照）などがあげられる。

【００２７】これらのうち、（イ）に包含される、ポリ
フェノ−ル化合物とエピクロルヒドリンとから得られる
ポリエポキシド樹脂のエポキシ基にカチオン化剤を反応
せしめて得られる生成物は塗膜の防食性がすぐれている
ので好ましい。

【００２８】このポリエポキシド樹脂はエポキシ基を１
分子中に２個以上有する化合物であり、２００〜４００
０、好ましくは８００〜３０００の数平均分子量を有す
るものが適しており、このものは、例えば、ポリフェノ
−ル化合物をエピクロルヒドリンとの反応によって得ら
れるポリフェノ−ル化合物のポリグリシジルエ−テルが
包含される。

【００２９】ここで使用できるポリフェノ−ル化合物と
しては、例えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２
−プロパン、４，４´−ジヒドロキシベンゾフェノン、
ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビ
ス−（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタ
ン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニ
ル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシブチ
ル）メタン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、ビス
（２，４−ジヒドロキシフェニル）メタン、テトラ（４
−ヒドロキシフェニル）−１，１，２，２−エタン、
４，４´−ジヒドロキシジフェニルエ−テル、４，４´
−ジヒドロキシジフェニルスルホン、フェノ−ルノボラ
ック、クレゾ−ルノボラックなどがあげられる。

【００３０】このものは、ポリオ−ル、ポリエ−テルポ
リオ−ル、ポリエステルポリオ−ル、ポリアミドアミ
ン、ポリカルボン酸、ポリイソシアネ−ト化合物などと
部分的に反応させたものや、ε−カプロラクトン、アク
リルモノマ−などをグラフト重合させたものも包含され
る。

【００３１】水酸基及びカチオン性基を有する基体樹脂
は、例えば、これらのポリエポキシド樹脂のエポキシ基
の殆どもしくはすべてにカチオン化剤を反応することに
より得られる。

【００３２】このようなカチオン化剤として、例えば、
第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、ポリアミ
ンなどのアミン化合物があげられ、れらエポキシ基と反
応させて、第２級アミノ基、第３級アミノ基、第４級ア
ンモニウム塩基などのカチオン性基を導入してカチオン
化樹脂とする。

【００３３】具体的には、第１級アミン化合物を多く配
合した方がクリアランス塗装性の向上には好ましいが、
塗膜性能を考慮して配合量を決める。このような第１級
アミンとしては、例えばメチルアミン、エチルアミン、
ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、モノエタノ
−ルアミン、ｎ−プロパノ−ルアミン、イソプロパノ−
ルアミン等の第１級アミン化合物；第２級アミン化合物
としては、例えばジエチルアミン、ジエタノ−ルアミ
ン、ジｎ−プロパノ−ルアミン、ジイソプロパノ−ルア
ミン、Ｎ−メチルエタノ−ルアミン、Ｎ−エチルエタノ
−ルアミン等の第２級アミン化合物；トリエチルアミ
ン、トリエタノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノ−
ルアミン、Ｎ−メチルジエタノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルエタノ−ルアミン、Ｎ−エチルジエタノ−ルアミ
ン等の第３級アミン化合物；ポリアミンとしては、例え
ばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒドロキ
シエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミ
ン、メチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチ
ルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン等のポリアミ
ンをあげることができる。

【００３４】これらのアミン化合物以外に、アンモニ
ア、ヒドロキシアミン、ヒドラジン、ヒドロキシエチル
ヒドラジン、Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリン等の塩
基性化合物が挙げられる。

【００３５】これらのカチオン性樹脂の水酸基として
は、例えば、上記カチオン化剤中のアルカノ−ルアミン
の反応、エポキシ樹脂中に導入されることがあるカプロ
ラクトンの開環物およびポリオ−ルの反応などにより導
入される第１級水酸基；エポキシ樹脂中の２級水酸基な
どがあげられ、このうち、アルカノ−ルアミンとの反応
により導入される第１級水酸基は、硬化剤との架橋反応
性がすぐれているので好ましい。

【００３６】水酸基及びカチオン性基を有する基体樹脂
における水酸基の含有量は、水酸基当量で２０〜５００
０、特に１００〜１０００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、
特に第１級水酸基当量は２００〜１０００ｍｇＫＯＨ／
ｇが好ましい。

【００３７】硬化剤として、ポリイソシアネ−ト化合物
のイソシアネ−ト基のすべてを揮発性の活性水素化合物
（ブロック化剤）で反応し封鎖してなるブロック化ポリ
イソシアネート化合物が特に好適であり、このものは常
温では不活性であり、所定温度以上に加熱するとこのブ
ロック化剤が解離して元のイソシアネ−ト基が再生し
て、基体樹脂との架橋反応に関与する。

【００３８】ポリイソシアネ−ト化合物は１分子中に遊
離のイソシアネ−ト基２個以上有する化合物であり、例
えばヘキサメチレンジイソシアネ−ト、トリメチレンジ
イソシアネ−ト、テトラメチレンジイソシアネ−ト、ダ
イマ−酸ジイソシアネ−ト、リジンジイソシアネ−ト等
の脂肪族ジイソシアネ−ト；イソホロンジイソシアネ−
ト、メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネ−ト）、
メチルシクロヘキサンジイソシアネ−ト、シクロヘキサ
ンジイソシアネ−ト、シクロペンタンジイソシアネ−ト
等の脂環族ジイソシアネ−ト；キシリレンジイソシアネ
−ト、トリレンジイソシアネ−ト、ジフェニルメタンジ
イソシアネ−ト、ナフタレンジイソシアネ−ト、トルイ
ジンジイソシアネ−ト等の芳香族ジイソシアネ−ト；こ
れらのポリイソシアネ−ト化合物のウレタン化付加物、
ビユ−レットタイプ付加物、イソシアヌル環タイプ付加
物；等があげられる。

【００３９】ブロック剤としては、例えば、フェノ−ル
系ブロック剤、アルコ−ル系ブロック剤、活性メチレン
系ブロック剤、メルカプタン系ブロック剤、酸アミド系
ブロック剤、イミド系ブロック剤、アミン系ブロック
剤、イミダゾ−ル系ブロック剤、尿素系ブロック剤、カ
ルバミン酸系ブロック剤、イミン系ブロック剤、オキシ
ム系ブロック剤、亜硫酸系ブロック剤、ラクタム系ブロ
ック剤などがあげられる。

【００４０】ブロック化ポリイソシアネ−ト化合物は、
これらのポリイソシアネ−ト化合物と活性水素化合物
（ブロック剤）とを既知の方法により反応せしめること
により得られ、実質的に遊離のイソシアネ−ト基は存在
しない。基体樹脂と硬化剤との構成比率は、両成分の合
計固形分重量に基づいて、前者は４０〜９０重量％、特
に５０〜８０重量％、後者は６０〜１０重量％、特に５
０〜２０重量％が好ましい。

【００４１】有機溶剤としては、炭化水素系（例えば、
キシレン、トルエン）、アルコール系（例えば、メトル
アルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソプロピルアル
コール、２−エチルヘキシルアルコール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール）、エーテル系（例え
ば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモ
ノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノエチル
エーテル、３−メチル−３−メトキシブタノール、ジエ
チレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテル）、ケトン系（例えば、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、
アセチルアセトン）、エステル系（例えば、エチレング
ルコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリ
コールモノブチルエーテルアセテート）やこれらの混合
物が挙げられる。これらの有機溶剤の添加量は、カチオ
ン電着塗料に対して約０．０５〜１０重量％の範囲であ
る。

【００４２】上記した成分に加えて、さらに必要に応じ
て硬化触媒、沈降防止剤などを適宜配合することができ
る。このうち、硬化触媒は、基体樹脂と硬化剤との架橋
反応を促進するために有効であり、例えば、錫オクトエ
−ト、ジブチル錫ジラウレ−ト、ジブチル錫ジベンゾエ
ート、酢酸鉛、ケイ酸鉛、乳酸ビスマス、水酸化ビスマ
ス、オクチル酸亜鉛、ギ酸亜鉛などがあげられ、その配
合量は、基体樹脂と硬化剤との合計100重量部あたり、
０．１〜１０重量部の範囲内が適している。

【００４３】ここで基体樹脂のカチオン化剤として用い
るアミンなどの塩基性基を、酸でプロトン化してカチオ
ン性基としてもよい。用いる酸としては、ギ酸、酢酸、
グリコ−ル酸、乳酸などの水溶性有機カルボン酸が好ま
しい。

【００４４】これらの基体樹脂中のカチオン性基を酢
酸、ギ酸、乳酸、りん酸などの酸性化合物で中和してか
ら、水に分散混合することが好ましく、その水分散液の
ｐＨは３〜９、特に５〜７の範囲が適している。単位電
気量当たりの塗料析出量（ａ）が３５ｍｇ／Ｃ以上とす
るためにも低中和での水分散してエマルションとするこ
とが好まれる。

【００４５】次に顔料分散ペーストは、上記した着色顔
料、防錆顔料及び体質顔料などをあらかじめ微細粒子に
分散したものであって、例えば、顔料分散用樹脂、中和
剤及び顔料類、さらに必要に応じてビスマス化合物を配
合し、ボ−ルミル、サンドミル、ペブルミルなどの分散
混合機中で分散処理して顔料分散ペ−ストを調製するこ
とにより行なうことができる。

【００４６】顔料分散用樹脂としては既知のものが使用
でき、例えば水酸基及びカチオン性基を有する基体樹脂
や界面活性剤などが使用でき、さらに、３級アミン型、
４級アンモニウム塩型、３級スルホニウム塩型などの樹
脂が分散用樹脂として使用できる。

【００４７】界面活性剤としては例えばＨＬＢが３〜１
８、好ましくは５〜１５の範囲内にあるアセチレングリ
コ−ル系、ポリエチレングリコ−ル系、多価アルコ−ル
系などのノニオン系界面活性剤があげられる。分散剤の
使用量は、顔料１００重量部あたり、１〜１５０重量
部、特に１０〜１００重量部の範囲内が好適である。顔
料分散ペーストの固形分含有率は２０〜８０重量％、特
に３０〜６０重量％が適している。

【００４８】着色顔料、防錆顔料、及び体質顔料として
は、カチオン電着塗料に使用されている顔料であれば特
に制限なく使用でき、例えば、酸化チタン、カ−ボンブ
ラック、ベンガラ等の着色顔料；リンモリブデン酸アル
ミニウム、トリポリリン酸アルミニウム等の防錆顔料；
クレ−、マイカ、バリタ、炭酸カルシウム、シリカなど
の体質顔料があげられる。これらの顔料類の配合量は、
基体樹脂と硬化剤との合計固形分１００重量部あたり、
１〜１００重量部、特に１０〜３０重量部の範囲内が好
ましい。

【００４９】顔料分において分極抵抗値を１５００ｋΩ
・ｃｍ^２以上とするには多い方が好ましいが、その他の
塗装作業性（例えば、防錆鋼板塗装性や仕上がり性）を
考慮して配合量を決めることが好ましい。

【００５０】カチオン電着塗料の塗装は、上記、顔料ペ
ースト、エマルション、及び添加剤、中和剤、脱イオン
水を加えて固形分濃度が約５〜２５重量％、ｐＨが５〜
８の範囲内になるように調整する。カチオン電着塗料を
用いて被塗物に電着塗装を行う方法、及び装置として
は、従来から電着塗装において使用されている、既知の
方法、及び装置を使用することができる。

【００５１】その際、電着塗装条件は特に制限されるも
のではないが、一般的には、スロースタート電着塗装に
て２０〜９０秒、好ましくは３０〜６０秒の時間で一定
電圧まで昇電圧し、通電時間は３０秒〜１０分、浴温は
１５〜３５℃、好ましくは２０〜３０℃、電圧は１００
〜４００Ｖ、好ましくは２００〜３００Ｖ、極比（陰極
／陽極）＝１／２〜１／８、極間距離０．１〜１mで撹
拌状態で電着することが望ましい。

【００５２】カチオン電着塗料による電着塗膜の膜厚は
目的とする性能に応じて適宜選定すればよいが、５〜６
０μm 、好ましくは１０〜４０μm の範囲であることが
よい。

【００５３】電着塗装後、余分に付着したカチオン電着
塗料を落とすために、ウルトラフィルトレーションろ液
（ＵＦろ液）、ＲＯ透過水、工業用水、純水などで、塗
装物表面にカチオン電着塗料が残らないよう十分に水洗
する。次に、電着塗膜を電気熱風乾燥機、ガス熱風乾燥
機などの乾燥設備を用いて、塗物表面の温度で１１０℃
〜２００℃、好ましくは１４０〜１８０℃、時間として
は１０分間〜１８０分間、好ましくは２０分間〜５０分
間加熱して硬化させることができる。

【００５４】

【発明の効果】 本発明は、重ねあわせた鋼板における
幅が５０〜６００μｍという隙間部（クリアランス部）
において、そのつきまわり性を向上させる形成方法を見
出した。

【００５５】１．カチオン電着塗料の電着塗装におい
て、電流密度の最高値（Ｉ）が通電開始から５秒間以内
に発現し、かつ電流密度の最高値（Ｉ）の半分の電流密
度（０．５Ｉ）以上を有する時間が５秒間以内である。

【００５６】２．さらに好ましくは、１．のカチオン電
着塗料の電着塗装における電流密度が、極比（陰極／陽
極）＝１／２〜１／８の範囲、かつ塗装に必要な電圧値
（Ｖ）に到達するに要する時間が２０〜９０秒間の範
囲、かつ極間距離（陰極と陽極の距離）が０．１〜１ｍ
の範囲で得られること。

【００５７】３．さらに好ましくは、カチオン電着塗料
の単位電気量当たりの塗料析出量（ａ）が３５ｍｇ／Ｃ
以上、かつ１８０秒間のカチオン電着塗装における分極
抵抗値（ｂ）が１５００ｋΩ・cm²以上である。以上に
より隙間部において良好なつきまわり性が得られ、従来
のカチオン電着塗装では未塗装となることから腐食が進
行し穴アキ腐食、外観の低下になっていたのが、隙間部
内部まで塗膜が形成されることから腐食を抑制し、さら
には腐食に起因する自動車ボディの強度の低下も防ぐこ
とができ安全面でも向上が図れる。

【００５８】

【実施例】 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。本発明はこれによって限定されるものでは
ない。尚、「部」及び「％」は「重量部」及び「重量
％」を示す。

【００５９】エマルションＮｏ．１の製造例 ポリカプロラクトン変性エポキシ樹脂（数平均分子量：
約２０００）の設定分子量を調整し、数平均分子量２８
７５、アミン価３８の固形分８０％のアミン付加可塑変
性エポキシ樹脂Ａを得た。次に上記固形分８０％のアミ
ン付加可塑変性エポキシ樹脂８７．５部（固形分で７０
部）、架橋剤としてヘキサメチレンジイソシアヌレート
のメチルエチルケトオキシムブロック化物３３．３部
（樹脂固形分で３０部）、液状有機錫２．５部（固形分
１部）、１０％酢酸水溶液１２．８部（中和価１２）を
配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水 １５８部を強
く攪拌しながら約１５分間を要して滴下し、固形分３４
％のカチオン電着塗料用のエマルションＮｏ．１を得
た。

【００６０】エマルションＮｏ．２の製造例 ポリカプロラクトン変性エポキシ樹脂（数平均分子量：
約２０００）の設定分子量を調整し、数平均分子量２３
７５、アミン価４５の固形分８０％のアミン付加可塑変
性エポキシ樹脂Ｂを得た。次に、上記樹脂固形分含有率
８０％のアミン付加可塑変性エポキシ樹脂８７．５部
（樹脂固形分で７０部）、架橋剤としてヘキサメチレン
ジイソシアヌレートのメチルエチルケトオキシムブロッ
ク化物３３．３部（樹脂固形分で３０部）、液状有機錫
２．５部（固形分１部）、１０％酢酸水溶液１３．９部
（中和価１３）を配合し、均一に攪拌した後、脱イオン
水１５７部を強く攪拌しながら約１５分間を要して滴下
し、固形分３４％のカチオン電着塗料用のエマルション
Ｎｏ．２を得た。

【００６１】エマルションＮｏ．３の製造例 ポリカプロラクトン変性エポキシ樹脂を調整し、数平均
分子量２０００、アミン価５３の固形分８０％のアミン
付加可塑変性エポキシ樹脂Ｃを得た。次に、上記樹脂固
形分含有率８０％のアミン付加可塑変性エポキシ樹脂８
７．５部（固形分で７０部）、架橋剤としてヘキサメチ
レンジイソシアヌレートのメチルエチルケトオキシムブ
ロック化物３３．３部（固形分で３０部）、液状有機錫
２．５部（固形分１部）、１０％酢酸水溶液１５部（中
和価１４）を配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水
１５６部を強く攪拌しながら約１５分間を要して滴下
し、固形分３４．０％のカチオン電着塗料用のエマルシ
ョンＮｏ．３を得た。エマルションＮｏ．１〜Ｎｏ．３
の配合について表１に示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】顔料ペーストの製造例 ８５％エポキシ系３級アミン型分散用樹脂（注１）５．
８８部（固形分５部）、酸化チタン１４．５部、精製ク
レー７．０部、有機錫１．０部、カーボンブラック０．
４６部、１０％酢酸水溶液（中和剤）２．７部、脱イオ
ン水を加え、ボールミルにて２０時間分散し固形分５５
％の顔料ペーストを得た。

【００６４】（注１）エポキシ系３級アミン型分散用樹
脂：フラスコに、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル３９８部、「EHPE-3150」（ダイセル化学株式会社
製、商品名、エポキシ当量１８０の脂環式エポキシ樹
脂）９００部、アミン化合物（注２）３７１部、エポキ
シアミン生成物（注３）１６５１部を仕込み、攪拌しな
がら徐々に加熱し、１５０℃で反応させ、エポキシ当量
が０になったことを確認して、固形分８５％のエポキシ
系３級アミン型分散用樹脂を得た。 （注２）アミン化合物：反応容器に、ステアリン酸２８
５部、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン１０４部及
びトルエン８０部を仕込み、混合攪拌しながら徐々に加
熱し、必要に応じてトルエンを除去しながら反応水１８
部を分離除去した後、残存するトルエンを減圧除去する
ことによりアミン化合物を得た。アミン価は１５０、凝
固点７６℃であった。 （注３）エポキシアミン生成物：フラスコに、ジエタノ
ールアミン105部、エポキシ当量１９０のビスフェノー
ルＡジグリシジルエーテル７６０部、ビスフェノールＡ
456部及びエチレングリコールブチルエーテル３３０
部を配合し、１５０℃でエポキシ基残存量が０になるま
で反応させることにより得られるエポキシアミン生成
物。固形分８０％。

【００６５】カチオン電着塗料Ｎｏ．１の製造例 カチオン電着用のエマルションＮｏ．１ ２９７部
（に、上記製造例で得た顔料分散ペーストを５０．９
部、脱イオン水 ２９７．１部を加え、固形分２０％の
カチオン電着塗料Ｎｏ．１を製造した。

【００６６】カチオン電着塗料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４の製
造例 表２で示されるような配合でカチオン電着塗料Ｎｏ．２
〜Ｎｏ．４を作成した。

【００６７】

【表２】

【００６８】（注２）灰分（％）：カチオン電着塗料中
に含まれる顔料分濃度 （注３）ＭＥＱ：カチオン電着塗料を１０ｇ精量し、電
位差滴定により酸量を求めた。

【００６９】実施例１ 上記製造例のカチオン電着塗料Ｎｏ．１を用いて、塗装
条件が、浴温２８℃、３０秒間にて２５０Ｖまで昇電圧
を行い、その後２５０Ｖの一定電圧にてトータルで１８
０秒間の電着塗装、極比（陰極／陽極）＝１／２、極間
距離（陰極〜陽極）０．３ｍの条件で、試験板として、
パルボンド＃３０２０（日本パーカライジング社製、商
品名、りん酸亜鉛化成処理）を施した冷延鋼板（７０×
１５ｃｍ）、及びクリアランス塗装性の試験として図３
に示されるような化成処理を施した冷延鋼板の「２枚合
わせ試験板」、及び化成処理を施したＧＡ材鋼板を用い
た。また電流密度は電着塗装時に端子（１ｃｍ^２）によ
り、変換機とデータロガー（注１）を用いて測定した。

【００７０】実施例２〜３、比較例１〜３ 実施例１と同様にしてカチオン電着塗料Ｎｏ．２〜Ｎ
ｏ．４を用いて、表３に示すような塗装条件で電着塗装
を行った。その試験結果も併せて表３に示す。

【００７１】

【表３】 （注５）クリアランス塗装性：図３のような「２枚合わ
せ試験板」を用い、２枚の鋼板の間に挟むスペーサーは
５０μmのものを挟んだ。電着塗装後クリップをはず
し、試験板の内側のつきまわり性（試験板の下部からの
到達距離を測った ○：塗膜の到達距離が試験板の下部から１０ｍｍ以上 △：塗膜の到達距離が試験板の下部から５〜１０ｍｍの
範囲 ×：塗膜の到達距離が試験板の下部から５ｍｍ未満。

【００７２】（注６）防食性：化成処理を施した冷延鋼
板を用いてクリアランス塗装性と同様の塗装条件で塗装
を行った後、乾燥炉で１７０℃−２０分焼き付け乾燥を
行い試験板を作成した。各塗装板に、素地に達するよう
に塗膜にカッターナイフでクロスカット傷を入れ、これ
を３５℃ソルトスプレー試験を行い、カット部からの
傷、フクレ幅及び一般部の塗面状態（ブリスター）によ
って以下の基準で評価した ○：錆、フクレの最大幅がカット部より片側１．５ｍｍ
以上、片側２．５ｍｍ未満 △：錆、フクレの最大幅がカット部より片側２．５ｍｍ
以上、３．５ｍｍ未満 ×：錆、フクレの最大幅がカット部より片側３．５ｍｍ
以上。

【００７３】（注７）ＧＡ材塗装性：化成処理を施した
冷延鋼板を用いてクリアランス塗装性と同様の塗装条件
で塗装を行った後、乾燥炉で１７０℃−２０分焼き付け
乾燥を行い塗面のピンホールの数を数えた ○：ピンホールの発生がなく問題なし △：塗面に５〜１０のピンホールの発生がある ×：塗面全体にピンホールの発生がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電着塗装時の電流カーブ

【図２】 自動車ボディにおける隙間（クリアランス）
部のモデル図

【図３】 隙間（クリアランス）つきまわり性の「２枚
合わせ試験板」である。

【図４】 隙間（クリアランス）つきまわり性のモデル
図である。

【符号の説明】

１１．電流密度の最高値（Ｉ）である。 １２．電流密度の最高値の１／２の値（０．５Ｉ）であ
る。 １３．電流密度の最高値の１／２の値（０．５Ｉ）以上
の電流密度を示す時間を表す。 ２１．ドアで、スポット溶接された鋼板の隙間（クリア
ランアス）部のモデル図を示す。 ２２．隙間（クリアランス）部で、隙間としては５０〜
６００μｍの隙間である。 ２３．スポット溶接部である。 ３１．クリップで２枚の鋼板を張り合わせる。 ３２．スペーサーを挟んで隙間を作る。 ３３．隙間（クリアランス）部である。 ３４．試験板の内側で、未塗装部分である。 ３５．試験板の内側で、塗装部分である。 ４１．鋼板 ４２．電着塗装によって析出した電着塗膜である。 ４３．クリアランス塗装性でいう、つきまわり性（長
さ）である。 ４４．隙間（クリアランス）部における開口部の幅であ
る。

フロントページの続き (72)発明者 平田 靖之 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カチオン電着塗料の塗装において、電流
   密度の最高値（Ｉ）が通電開始から５秒間以内に発現
   し、かつ電流密度の最高値（Ｉ）の１／２の電流密度
   （０．５Ｉ）以上を有する時間が５秒間以内であること
   を特徴とする隙間部における塗膜形成方法。
2. 【請求項２】 塗装の条件が、極比（陰極／陽極）＝１
   ／２〜１／８の範囲、かつ塗装に必要な電圧値（Ｖ）に
   到達するに要する時間が２０〜９０秒間の範囲、かつ極
   間距離（陰極と陽極の距離）が０．１〜１ｍの範囲であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の隙間部における塗
   膜形成方法。
3. 【請求項３】 カチオン電着塗料の単位電気量当たりの
   塗料析出量（ａ）が３５ｍｇ／Ｃ以上、かつ１８０秒間
   のカチオン電着塗装における分極抵抗値（ｂ）が１５０
   ０ｋΩ・cm²以上であることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の隙間部における塗膜形成方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   隙間部における塗膜形成方法により塗装された塗装物
   品。