JP2008155172A - Coating formation method using precoat steel, and coating article - Google Patents

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JP2008155172A JP2006349501A JP2006349501A JP2008155172A JP 2008155172 A JP2008155172 A JP 2008155172A JP 2006349501 A JP2006349501 A JP 2006349501A JP 2006349501 A JP2006349501 A JP 2006349501A JP 2008155172 A JP2008155172 A JP 2008155172A
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Toshiaki Sakamoto
聡明 坂本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with a sealer coating which has been time consuming in the coating process of an automobile. <P>SOLUTION: A coating formation method and a coating article obtained thereby are characterized by forming a predetermined shaped article to be coated using a precoat steel with one side precoated and setting the precoat surface on its outside, and by coating the unprecoated inner plate part by an electrodeposition coating. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、塗膜形成方法、特にプレコート鋼板のプレコート面以外に電着塗装を施す塗膜形成方法およびそれから得られた塗装物品に関する。   The present invention relates to a coating film forming method, particularly to a coating film forming method in which electrodeposition coating is applied to a surface other than the precoated surface of a precoated steel sheet, and a coated article obtained therefrom.

自動車の塗装工程としては、様々な工程が包含されているが、基本的にはカチオン電着塗装、中塗塗装および上塗塗装とに分類される。通常、電着塗装と中塗塗装との間にシーラー塗装工程が存在する。シーラー塗装は、中塗塗装と一体化している場合もある。いずれにしても、シーラー塗装は最も人手がかかって、単価の高い塗装工程である。   The automobile painting process includes various processes, and is basically classified into cationic electrodeposition coating, intermediate coating, and top coating. Usually, there is a sealer coating process between electrodeposition coating and intermediate coating. Sealer coating may be integrated with intermediate coating. In any case, sealer painting is the most labor-intensive and expensive process.

シーラー塗装で最も人手がかかる部分は、ドア、トランク、ボンネットなどの鋼板と鋼板の合わせ目である。これらの部分は車種によって微妙に形が違い、複雑かつ繊細な作業内容が求められるため、自動化、特にロボット化には到っていない。   The most manual part of sealer coating is the joint between steel plates such as doors, trunks and bonnets. These parts differ slightly depending on the type of vehicle, and complicated and delicate work contents are required. Therefore, automation, particularly robotization, has not been achieved.

図1には、鋼板の合わせ部分の模式断面図を示す。電着塗装を施された鋼板が合わせられているが、この図からも明らかであるが、鋼板のエッジ部、即ち先端部が必ず存在し、このエッジ部は図2の拡大図に示されるように、電着塗膜が薄く防錆性が不足する部分となる。防錆性の不足を、前述のシーラー塗装によって補っているのである。   In FIG. 1, the schematic cross section of the fitting part of a steel plate is shown. Although the steel plates to which electrodeposition coating has been applied are combined, as is apparent from this figure, there is always an edge portion of the steel plate, that is, a tip portion, and this edge portion is shown in the enlarged view of FIG. In addition, the electrodeposition coating film is thin and has a portion with insufficient rust prevention. The lack of rust prevention is compensated by the aforementioned sealer coating.

シーラー塗装を行わずに、電着塗膜の塗膜粘度を上げれば、エッジ部にも十分な膜厚の防錆性を有する電着塗膜が形成され、シーラー塗装が不要になるのであるが、逆に電着塗膜の粘度を上げると、今度は平面部分で凹凸が生じ、塗膜の外観が悪くなる。従って、電着塗膜の塗膜粘度を上げる方法は、そのままでは利用することができない。   If the coating film viscosity of the electrodeposition coating film is increased without applying the sealer coating, an electrodeposition coating film with a sufficient film thickness at the edge portion will be formed, and the sealer coating will be unnecessary. On the contrary, when the viscosity of the electrodeposition coating film is increased, unevenness is produced in the flat portion, and the appearance of the coating film is deteriorated. Therefore, the method for increasing the viscosity of the electrodeposition coating film cannot be used as it is.

特開平8−332454号公報(特許文献1)には、プレコート鋼板を形状加工した後に溶接して、溶接でプレコート鋼板の被膜の剥離した部分を電着塗装することが記載されている。この方法では、電着塗膜はプレコート鋼板のプレコート面の被膜が溶接で剥離した部分を電着塗装することであり、プレコート面以外の面については何ら処理がなされない。特許文献1には、プレコート鋼板に溶接付着したプレコート鋼板でない別の鋼板が、上記被膜剥離部分の電着塗装時に、同時に電着塗装されることが記載されているが、これはプレコート鋼板のプレコート面以外の面の電着塗装ではない。
特開平8−332454号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-332454 (Patent Document 1) describes that a precoated steel plate is shaped and welded, and then the portion of the precoated steel plate that has been peeled off is electrodeposited. In this method, the electrodeposition coating is electrodeposition coating on the part where the coating on the pre-coated surface of the pre-coated steel plate is peeled off by welding, and no processing is performed on the surface other than the pre-coated surface. Patent Document 1 describes that another steel plate that is not a pre-coated steel plate that is welded and adhered to the pre-coated steel plate is electrodeposited at the same time as the electrodeposition coating of the film peeling portion. It is not an electrodeposition coating on a surface other than the surface.
JP-A-8-332454

本発明は、自動車の塗装工程において、これまで手間がかかったシーラー塗装を不要にすることを目的とする。   It is an object of the present invention to eliminate the need for time-consuming sealer coating in an automobile painting process.

本発明者等は、プレコート鋼板を用いかつプレコート鋼板のプレコート面以外の面をカチオン電着塗装することにより、シーラー塗装工程が不要になること発見し、本発明を成すに到った。   The inventors of the present invention have found that a sealer coating step is not required by using a pre-coated steel plate and performing cationic electrodeposition coating on a surface other than the pre-coated surface of the pre-coated steel plate, thereby achieving the present invention.

即ち、本発明は、片面に予め塗装を施したプレコート鋼板を用いてプレコート面を外側にした所定形状の被塗物を形成し、プレコートされていない内板部分を電着塗装により塗装することを特徴とする塗膜形成方法を提供する。   That is, the present invention uses a pre-coated steel plate that has been pre-coated on one side to form an object having a predetermined shape with the pre-coated surface outside, and the inner plate portion that is not pre-coated is applied by electrodeposition coating. A coating film forming method is provided.

本発明は、また、美粧性を有し外側に露出した外板部分と、それ以外の内板部とからなる塗装物品において、該塗装物品が片面に予め塗装を施したプレコート鋼板から形成され、該プレコート鋼板のプレコート面が外板部分であり、それ以外の内板部分を電着塗装により電着塗膜を形成したものであることを特徴とする塗装物品を提供する。   The present invention is also a coated article comprising an outer plate portion having a cosmetic appearance and exposed to the outside, and an inner plate portion other than the outer plate portion, and the coated article is formed from a pre-coated steel plate on which one side has been previously coated, There is provided a coated article characterized in that the precoated surface of the precoated steel sheet is an outer plate portion, and the other inner plate portion is formed by electrodeposition coating by electrodeposition coating.

上記内板の電着塗装に用いる電着塗料は、硬化時の最低塗膜粘度10,000Pa・S以上を有するのが好ましい。   The electrodeposition paint used for the electrodeposition coating of the inner plate preferably has a minimum coating film viscosity of 10,000 Pa · S or more upon curing.

本発明では、プレコートされていない内板部分は、電着塗膜以外の塗膜を形成しないのが好ましい。   In this invention, it is preferable that the inner-plate part which is not precoated does not form coating films other than an electrodeposition coating film.

プレコート鋼板のプレコート面は、更に仕上塗装を施してもよい。   The pre-coated surface of the pre-coated steel sheet may be further subjected to finish coating.

本発明の塗膜形成方法では、片面をプレコートしたプレコート鋼板を自動車の製造に利用し、しかもそのプレコート面以外の面に電着塗装を施すことにより、表面塗装の少なくとも一層あるいは全てを簡略化することができる。また、プレコート面以外の面は、電着塗装することにより、防錆性の強い塗膜形成された内板部分を構成し、内板部分は電着塗装以外の塗装をしないことも可能であるので、この面でも塗装工程を大きく簡略化できる。   In the coating film forming method of the present invention, at least one layer or all of the surface coating is simplified by using a pre-coated steel sheet pre-coated on one side for manufacturing an automobile and applying electrodeposition coating to a surface other than the pre-coated surface. be able to. In addition, the surface other than the pre-coated surface can be electrodeposited to form an inner plate portion with a strong anti-rust coating, and the inner plate portion can be coated other than electrodeposition coating. Therefore, the painting process can be greatly simplified in this respect as well.

また、本発明では、電着塗装において電着塗料が硬化時の最低塗膜粘度10,000Pa・S以上を有することにより、エッジ部防食性が大きくなり、合わせ部分においてもシーラー塗装が不要になり、たとえプレコート面に中塗りや上塗りを施したとしても、シーラー塗装が不要であることから、最も手間がかかる工程を省くことができ、その工程簡略能は非常に高い。   Further, in the present invention, the electrodeposition paint has a minimum coating viscosity of 10,000 Pa · S or more at the time of curing in the electrodeposition coating, so that the anticorrosion property at the edge portion is increased, and the sealer coating is not required at the mating portion. Even if the pre-coating surface is subjected to intermediate coating or top coating, since the sealer coating is unnecessary, the most laborious process can be omitted, and the process simplification ability is very high.

プレコート鋼板
プレコート鋼板は、既に種々のものが存在しており、それぞれの目的に応じて、既存のものを選択すればよい。ここでは、一般的なプレコート鋼板の塗膜を形成する塗料を説明するが、これらに限定されるものではない。また、本発明では、プレコート鋼板のプレコート面に更に塗膜を形成するか、どうかによっても大きくプレコート面の塗料形態が異なってくる。プレコート鋼板のプレコート面上に、塗膜を形成しない場合は、ある程度外観の優れたものを形成しておく必要があるが、プレコート面の上に更に仕上げ塗装を施すときは、いわゆる中塗りと称される塗膜程度のものでよい。
Various pre- coated steel sheets already exist, and existing ones may be selected according to the respective purposes. Here, although the coating material which forms the coating film of a general precoat steel plate is demonstrated, it is not limited to these. Moreover, in this invention, the coating form of a precoat surface changes greatly depending on whether a coating film is further formed in the precoat surface of a precoat steel plate. When a pre-coated surface of the pre-coated steel sheet is not formed, it is necessary to form a film with a certain degree of appearance. However, when further pre-coating is applied on the pre-coated surface, it is called so-called intermediate coating. It may be about the same as a coated film.

プレコート塗膜を形成する樹脂の主成分としては、ポリエステルポリオールとアミノ樹脂および/またはイソシアネート化合物とからなるポリエステル系樹脂を用いることが好ましく、これには例えば、ポリエステルポリオールの一部をエポキシ等で変性した所謂変性ポリエステル系樹脂も含まれる。塗膜形成用樹脂としては上記のポリエステル系樹脂のほかに、エポキシ系、アクリル系、フッ化ビニリデン系、シリコンポリエステル系、塩化ビニル系等の樹脂が考えられるが、これらのうちエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂及びシリコンポリエステル系樹脂は可撓性に乏しいため、成形加工時に塗膜の割れや剥離が生じやすい。また、フッ化ビニリデン系樹脂は非粘着性であるため、上塗り塗膜との層間密着性が悪い。さらに、塩化ビニル系樹脂は塗膜が軟らかいため成形加工時の作業性が悪く、且つ環境汚染等の点からも好ましくない。   As the main component of the resin for forming the precoat film, it is preferable to use a polyester resin comprising a polyester polyol and an amino resin and / or an isocyanate compound. For example, a part of the polyester polyol is modified with epoxy or the like. The so-called modified polyester resin is also included. In addition to the above polyester-based resins, epoxy-based, acrylic-based, vinylidene fluoride-based, silicon polyester-based, vinyl chloride-based resins, and the like can be considered as coating film forming resins. Since the resin and the silicon polyester resin are poor in flexibility, the coating film is easily cracked or peeled off during the molding process. Moreover, since vinylidene fluoride resin is non-adhesive, the interlayer adhesion with the top coat film is poor. Furthermore, since vinyl chloride resin has a soft coating film, workability at the time of molding is poor, and it is not preferable from the viewpoint of environmental pollution.

本発明において用いるポリエステルポリオールは、1分子中に少なくとも2個の水酸基を有し、且つ数平均分子量が1000〜30000の範囲、好ましくは2000〜20000の範囲にあるものが好ましい。また、ポリエステルポリオールの分子中にある水酸基は、分子中の末端あるいは側鎖のいずれにあってもよい。ポリエステルポリオールの数平均分子量が1000未満では加工性が著しく低下するため好ましくなく、一方、数平均分子量が30000を超えると塗膜硬度が不十分となり、また高粘度になるため大量の希釈溶剤が必要となる。なお、このポリエステルポリオールの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算分子量である。   The polyester polyol used in the present invention preferably has at least two hydroxyl groups in one molecule and has a number average molecular weight in the range of 1000 to 30000, preferably in the range of 2000 to 20000. Moreover, the hydroxyl group in the molecule | numerator of polyester polyol may exist in either the terminal in a molecule | numerator, or a side chain. If the number average molecular weight of the polyester polyol is less than 1000, the processability is remarkably lowered, which is not preferable. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 30000, the coating film hardness becomes insufficient and the viscosity becomes high, so a large amount of dilution solvent is required. It becomes. In addition, the number average molecular weight of this polyester polyol is a polystyrene conversion molecular weight measured by gel permeation chromatography.

ポリエステルポリオールは、多塩基酸成分と多価アルコール成分を周知の方法で加熱反応させて得られる共重合体である。多塩基酸成分としては、例えば無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水トリメリット酸、マレイン酸、アジピン酸、フマル酸等を用いることができる。また、多価アルコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等を用いることができる。ポリエステルポリオールの市販品としては、例えば、三井東圧化学(株)製のアルマテックス、住友バイエルウレタン(株)製のアルキノール,デスモフェン、東洋紡績(株)製のバイロン等が挙げられる。   Polyester polyol is a copolymer obtained by heat-reacting a polybasic acid component and a polyhydric alcohol component by a known method. As the polybasic acid component, for example, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic anhydride, maleic acid, adipic acid, fumaric acid and the like can be used. Examples of the polyhydric alcohol component include ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, triethylene glycol, Glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, trimethylolethane and the like can be used. Examples of commercially available polyester polyols include Almatex manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., alkynol and desmophene manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., and Byron manufactured by Toyobo Co., Ltd.

ポリエステルポリオールは硬化剤との反応により硬化塗膜を形成する。このポリエステルポリオールの硬化反応にはアミノ樹脂および/またはイソシアネート化合物を用いることができる。本発明で用いるアミノ樹脂は、尿素、ベンゾグアナミン、メラミン等とホルムアルデヒドとの反応で得られる樹脂であり、メタノール、ブタノール等のアルコールによりアルキルエーテル化したものも用いることができる。具体的にはメチル化尿素樹脂、n−ブチル化ベンゾグアナミン樹脂、メチル化メラミン樹脂、n−ブチル化メラミン樹脂、iso−ブチル化メラミン樹脂等が挙げられる。アミノ樹脂の市販品としては、三井サイアナミッド(株)製のサイメル、三井東圧化学(株)製のユーバン、住友化学工業(株)製のスミマール、日立化成工業(株)製のメラン等が挙げられる。ポリエステルポリオールとアミノ樹脂との配合割合は、ポリエステルポリオール/アミノ樹脂の固形分での重量比で95/5〜65/35とすることが好ましい。   Polyester polyol forms a cured coating film by reaction with a curing agent. An amino resin and / or an isocyanate compound can be used for the curing reaction of the polyester polyol. The amino resin used in the present invention is a resin obtained by a reaction of urea, benzoguanamine, melamine or the like with formaldehyde, and an alkyl etherified with an alcohol such as methanol or butanol can also be used. Specifically, methylated urea resin, n-butylated benzoguanamine resin, methylated melamine resin, n-butylated melamine resin, iso-butylated melamine resin and the like can be mentioned. Examples of commercially available amino resins include Cymel manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd., Uban manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., Sumimar manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Melan manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., etc. It is done. The blending ratio of the polyester polyol and amino resin is preferably 95/5 to 65/35 in terms of the weight ratio of the polyester polyol / amino resin in the solid content.

イソシアネート化合物は分子中にイソシアネート基を有する化合物であるが、本発明のようにプレコート鋼板の塗膜の硬化剤として用いる場合には、イソシアネート基がフェノール、クレゾール、芳香族第二アミン、第三級アルコール、ラクタム、オキシム等のブロック剤でブロック化されたイソシアネート化合物を用いることが望ましい。これらのブロック剤は、焼付時に所定の温度で加熱されることによりイソシアネート化合物から離脱する。このようなブロック化イソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびその誘導体、トリレンジイソシアネートおよびその誘導体、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体、キシリレンジイソシアネートおよびその誘導体、イソホロンジイソシアネートおよびその誘導体、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびその誘導体等が挙げられる。   The isocyanate compound is a compound having an isocyanate group in the molecule, but when used as a curing agent for a precoated steel sheet as in the present invention, the isocyanate group is phenol, cresol, aromatic secondary amine, tertiary. It is desirable to use an isocyanate compound blocked with a blocking agent such as alcohol, lactam, or oxime. These blocking agents are released from the isocyanate compound by being heated at a predetermined temperature during baking. Such blocked isocyanate compounds include hexamethylene diisocyanate and its derivatives, tolylene diisocyanate and its derivatives, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and its derivatives, xylylene diisocyanate and its derivatives, isophorone diisocyanate and its derivatives, trimethylhexa And methylene diisocyanate and derivatives thereof.

イソシアネート化合物の市販品としては、例えば、住友バイエルウレタン(株)製のスミジュール,デスモジュール、日本ポリウレタン(株)製のコロネート等が挙げられる。イソシアネート化合物とポリエステルポリオールは、イソシアネート化合物のイソシアネート基とポリエステルポリオールの水酸基とのモル比(NCO/OH)が0.7〜1.4の割合となるように配合するのが好ましい。モル比(NCO/OH)が0.7未満では塗膜の硬化が不十分であり、期待される塗膜の硬度及び強度が得られないことがある。一方、モル比(NOC/OH)が1.4超では、過剰のイソシアネート基どうしの副反応が生じて、塗膜の加工性が低下することがある。なお、硬化剤としては、アミノ樹脂とイソシアネート化合物を上記の配合割合の範囲で併用することも可能である。   Examples of commercially available isocyanate compounds include Sumidur, Death Module manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., Coronate manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd., and the like. The isocyanate compound and the polyester polyol are preferably blended so that the molar ratio (NCO / OH) between the isocyanate group of the isocyanate compound and the hydroxyl group of the polyester polyol is in a ratio of 0.7 to 1.4. When the molar ratio (NCO / OH) is less than 0.7, the coating film is not sufficiently cured, and the expected hardness and strength of the coating film may not be obtained. On the other hand, if the molar ratio (NOC / OH) exceeds 1.4, side reactions between excess isocyanate groups may occur, and the processability of the coating film may be reduced. In addition, as a hardening | curing agent, it is also possible to use together an amino resin and an isocyanate compound in the range of said compounding ratio.

プレコート塗膜中には、成形加工時の塗膜の摩擦抵抗を低減させる目的で潤滑剤を添加することが好ましい。潤滑剤は、パラフィン、低分子量ポリエチレン等の炭化水素系ワックス、シリコーン系ワックス、アミド系ワックス、ポリエステル系ワックス等が挙げられる。潤滑剤の添加量は、樹脂成分100重量部に対好ましくはし0.02〜2.0重量部、より好ましくは0.03〜0.5重量部である。潤滑剤の添加量が上記範囲外であると、潤滑性が不十分であり、成形加工性が劣る。   It is preferable to add a lubricant to the precoat coating film for the purpose of reducing the frictional resistance of the coating film during molding. Examples of the lubricant include hydrocarbon waxes such as paraffin and low molecular weight polyethylene, silicone waxes, amide waxes, and polyester waxes. The addition amount of the lubricant is preferably 0.02 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.03 to 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component. When the addition amount of the lubricant is out of the above range, the lubricity is insufficient and the molding processability is inferior.

また、プレコート塗膜中には目的、用途に応じて硬化触媒(オクトエ酸錫、ジブチル錫ジラウレート、2−エチルヘキソエート鉛等)、無機顔料(炭酸カルシウム、カオリン、クレー、アルミナ、シリカ、酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、マイカ等)、有機顔料(ベンガラ、マンガンブルー、カーボンブラック、クロームイエロー、クロームグリーン、キナクリドンレッド等)、その他各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。塗料組成物を調整するにあたっては、サンドグラインドミル、ボールミルまたはブレンダー等の通常の分散機や混練機を用いて、上記各成分を配合することができる。   In addition, there are curing catalysts (such as tin octoate, dibutyltin dilaurate, lead 2-ethylhexoate), inorganic pigments (calcium carbonate, kaolin, clay, alumina, silica, oxidation) depending on the purpose and application. Titanium, talc, barium sulfate, mica, etc.), organic pigments (Bengara, manganese blue, carbon black, chrome yellow, chrome green, quinacridone red, etc.) and other various additives can be blended as necessary. In preparing the coating composition, the above-mentioned components can be blended using a normal disperser or kneader such as a sand grind mill, a ball mill, or a blender.

プレコート塗膜の膜厚は特に限定しないが、5〜30μmの範囲とすることが好ましい。膜厚が5μm未満では上塗り塗装後の鮮映性が不十分であり、一方、30μmを超えると、塗膜の焼付け硬化時に塗膜表面にワキ等が生じやすく、また、切断や打ち抜き加工時にエナメルヘアーと呼ばれる塗膜剥離が生じやすい。本発明のプレコート鋼板は、成形加工を施された後にその一部または全部に最終塗装が施されてもよいが、この際の塗装面の均質化、層間密着性付与等の目的で、プレコート塗膜表面に対し研磨などの前処理工程を加えてもよい。   Although the film thickness of a precoat coating film is not specifically limited, It is preferable to set it as the range of 5-30 micrometers. If the film thickness is less than 5 μm, the sharpness after top coating is insufficient. On the other hand, if it exceeds 30 μm, the surface of the coating tends to be cracked during baking and curing, and the enamel is used during cutting and punching. Peeling of the coating called hair is likely to occur. The pre-coated steel sheet of the present invention may be subjected to final coating after part of the forming process. For the purpose of homogenizing the coated surface and imparting interlayer adhesion, the pre-coated steel sheet may be used. A pretreatment process such as polishing may be added to the film surface.

また、プレコート塗膜の塗装方法は特に限定しないが、好ましくはロールコーター塗装やカーテンフロー塗装等の方法で塗布するのがよく、塗料の塗布後、熱風乾燥、赤外線加熱、誘導加熱等の加熱手段により焼付けられ、樹脂を架橋させて硬化塗膜を得る。加熱硬化時の焼付温度(到達板温)は200〜250℃、焼付時間は約40秒〜3分間程度とすることが好ましい。なお、本発明のプレコート鋼板の皮膜構造は鋼板の片面についてのみ適用することができることは言うまでもなく、その場合、他の片面は素地鋼板面、めっき面など後述の電着塗装を受けうる面でなければならない。   In addition, the coating method of the precoat coating film is not particularly limited, but it is preferably applied by a method such as roll coater coating or curtain flow coating. After applying the coating, heating means such as hot air drying, infrared heating, induction heating, etc. By baking, the resin is crosslinked to obtain a cured coating film. It is preferable that the baking temperature (final plate temperature) at the time of heat curing is 200 to 250 ° C., and the baking time is about 40 seconds to 3 minutes. In addition, it cannot be overemphasized that the coating | coated structure of the precoat steel plate of this invention can be applied only to the single side | surface of a steel plate, In that case, the other side must be the surface which can receive electrodeposition coating mentioned later, such as a base steel plate surface and a plating surface. I must.

鋼板
本発明に用いられる塗膜形成対象である被塗装物の鋼板(基材)としては、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅、真鍮、鉄板、ステンレス鋼板等の金属材料を挙げることができる。これらの中では、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板等を好ましく用いることができる。また、前記鋼板としては、すでに樹脂等からなる塗膜が表面に形成されたプレコート鋼板を用いることもできる。また、前記鋼板には必要に応じてその表面に前処理を施すことができ、該前処理としては、例えば水洗、湯洗、酸洗、アルカリ脱脂、研削、研磨、クロメート処理、リン酸塩処理、複合酸化被膜処理等を単独で、あるいはこれらを組み合せて行うことができる。
The steel sheet material to be coated (substrate) which is a film-forming target used in the steel sheet present invention, galvanized steel, zinc alloy-plated steel plate, aluminum plate, aluminum alloy plate, copper, brass, iron, stainless steel, etc. A metal material can be mentioned. In these, a galvanized steel plate, a stainless steel plate, a zinc alloy plating steel plate etc. can be used preferably. In addition, as the steel plate, a pre-coated steel plate on which a coating film made of a resin or the like is already formed can be used. Further, the steel sheet can be pretreated on the surface as necessary. Examples of the pretreatment include water washing, hot water washing, pickling, alkali degreasing, grinding, polishing, chromate treatment, and phosphate treatment. The composite oxide film treatment or the like can be performed alone or in combination.

成形
本発明では、上記プレコート鋼板をプレコート面を外側にして所定形状に成形する。成形方法は、特に限定的ではなく、通常自動車等の組み立てで行われている成形方法を用いる。この成形工程で形成される被塗物は、自動車のボディーのみならず、種々の塗装物品が挙げられる。もちろん、完成品だけではなく、部品なども含まれる。
Forming In the present invention, the precoated steel sheet is formed into a predetermined shape with the precoated surface facing outside. The molding method is not particularly limited, and a molding method usually used in the assembly of an automobile or the like is used. Examples of the object to be formed in this molding step include not only automobile bodies but also various coated articles. Of course, not only finished products but also parts are included.

電着塗装
プレコート鋼板から成形された被塗物は、次に電着塗装に供される。プレコート鋼板は、プレコート面には塗膜、即ち絶縁被膜が形成されているので、電着塗装により電着被膜は形成されない。一方、プレコート面以外の面には、絶縁被膜が存在しないので、電着塗装により電着塗膜が形成される。電着塗装は、被塗物を電着塗料を含有する電着浴に浸漬して、電圧を印加することにより電着塗膜が形成される。電着塗料としては、アニオン型およびカチオン型のいずれであってもよいが、一般的に防食性が優れているカチオン型電着塗料を使用することが好ましい。以下、カチオン電着塗料について説明するが、アニオン電着塗料を用いても何ら不都合はない。
The article formed from the electrodeposition coated precoated steel sheet is then subjected to electrodeposition coating. Since the precoated steel sheet has a coating film, that is, an insulating film, formed on the precoated surface, no electrodeposition film is formed by electrodeposition coating. On the other hand, since there is no insulating coating on the surface other than the precoat surface, an electrodeposition coating is formed by electrodeposition coating. In the electrodeposition coating, an electrodeposition coating film is formed by immersing an object to be coated in an electrodeposition bath containing an electrodeposition coating and applying a voltage. The electrodeposition paint may be either an anionic type or a cationic type, but it is generally preferable to use a cationic type electrodeposition paint having excellent corrosion resistance. Hereinafter, a cationic electrodeposition paint will be described, but there is no problem even if an anion electrodeposition paint is used.

カチオン電着塗料組成物
本発明の塗膜形成方法において、一般的に使用されるカチオン電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、硬化剤および必要に応じて顔料や添加剤を含むものが挙げられる。
Cationic electrodeposition coating composition In the coating film forming method of the present invention, the commonly used cationic electrodeposition coating compositions include those containing a cationic epoxy resin, a curing agent, and, if necessary, pigments and additives. It is done.

カチオン性エポキシ樹脂
本発明で用いるカチオン性エポキシ樹脂には、アミンで変性されたエポキシ樹脂が含まれる。カチオン性エポキシ樹脂は、典型的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ環の全部をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物で開環するか、または一部のエポキシ環を他の活性水素化合物で開環し、残りのエポキシ環をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物で開環して製造される。
Cationic Epoxy Resin The cationic epoxy resin used in the present invention includes an amine-modified epoxy resin. Cationic epoxy resins typically open all of the epoxy rings of a bisphenol-type epoxy resin with an active hydrogen compound capable of introducing a cationic group, or some epoxy rings with other active hydrogen compounds. It is produced by opening the ring and opening the remaining epoxy ring with an active hydrogen compound capable of introducing a cationic group.

ビスフェノール型エポキシ樹脂の典型例はビスフェノールA型またはビスフェノールF型エポキシ樹脂である。前者の市販品としてはエピコート828(油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量180〜190)、エピコート1001(同、エポキシ当量450〜500)、エピコート1010(同、エポキシ当量3000〜4000)などがあり、後者の市販品としてはエピコート807、(同、エポキシ当量170)などがある。   A typical example of the bisphenol type epoxy resin is a bisphenol A type or bisphenol F type epoxy resin. As the former commercial product, there are Epicoat 828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Epoxy Equivalent 180-190), Epicoat 1001 (Same, Epoxy Equivalent 450-500), Epicoat 1010 (Same, Epoxy Equivalent 3000-4000), etc. Examples of the latter commercially available product include Epicoat 807 (same as above, epoxy equivalent 170).

特開平5−306327号公報に記載される、下記式   The following formula described in JP-A-5-306327

Figure 2008155172
Figure 2008155172

[式中、Rはジグリシジルエポキシ化合物のグリシジルオキシ基を除いた残基、R’はジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除いた残基、nは正の整数を意味する。]で示されるオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂をカチオン性エポキシ樹脂に用いてもよい。耐熱性及び耐食性に優れた塗膜が得られるからである。 [Wherein R represents a residue excluding the glycidyloxy group of the diglycidyl epoxy compound, R ′ represents a residue excluding the isocyanate group of the diisocyanate compound, and n represents a positive integer. An oxazolidone ring-containing epoxy resin represented by the above formula may be used as the cationic epoxy resin. This is because a coating film having excellent heat resistance and corrosion resistance can be obtained.

エポキシ樹脂にオキサゾリドン環を導入する方法としては、例えば、メタノールのような低級アルコールでブロックされたブロックポリイソシアネートとポリエポキシドを塩基性触媒の存在下で加熱保温し、副生する低級アルコールを系内より留去することで得られる。   As a method for introducing an oxazolidone ring into an epoxy resin, for example, a block polyisocyanate blocked with a lower alcohol such as methanol and a polyepoxide are heated and kept in the presence of a basic catalyst, and a by-product lower alcohol is introduced from the system. Obtained by distilling off.

特に好ましいエポキシ樹脂はオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂である。耐熱性及び耐食性に優れ、更に耐衝撃性にも優れた塗膜が得られるからである。   Particularly preferred epoxy resins are oxazolidone ring-containing epoxy resins. This is because a coating film having excellent heat resistance and corrosion resistance and further excellent impact resistance can be obtained.

二官能エポキシ樹脂とモノアルコールでブロックしたジイソシアネート(すなわち、ビスウレタン)とを反応させるとオキサゾリドン環を含有するエポキシ樹脂が得られることは公知である。このオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂の具体例及び製造方法は、例えば、特開2000−128959号公報第0012〜0047段落に記載されており、公知である。   It is known that an epoxy resin containing an oxazolidone ring can be obtained by reacting a bifunctional epoxy resin with a diisocyanate blocked with a monoalcohol (ie, bisurethane). Specific examples and production methods of the oxazolidone ring-containing epoxy resin are described in, for example, paragraphs 0012 to 0047 of JP-A No. 2000-128959 and are publicly known.

これらのエポキシ樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、および単官能性のアルキルフェノールのような適当な樹脂で変性しても良い。また、エポキシ樹脂はエポキシ基とジオール又はジカルボン酸との反応を利用して鎖延長することができる。   These epoxy resins may be modified with suitable resins such as polyester polyols, polyether polyols, and monofunctional alkylphenols. In addition, the epoxy resin can be chain-extended using a reaction between an epoxy group and a diol or dicarboxylic acid.

これらのエポキシ樹脂は、開環後0.3〜4.0meq/gのアミン当量となるように、より好ましくはそのうちの5〜50%が1級アミノ基が占めるように活性水素化合物で開環するのが望ましい。   These epoxy resins are ring-opened with an active hydrogen compound so that an amine equivalent of 0.3 to 4.0 meq / g is obtained after ring opening, and more preferably 5 to 50% of them are occupied by primary amino groups. It is desirable to do.

カチオン性基を導入し得る活性水素化合物としては1級アミン、2級アミン、3級アミンの酸塩、スルフィド及び酸混合物がある。1級、2級又は/及び3級アミノ基含有エポキシ樹脂を調製するためには1級アミン、2級アミン、3級アミンの酸塩をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物として用いる。   Active hydrogen compounds that can introduce a cationic group include primary amines, secondary amines, tertiary amine acid salts, sulfides and acid mixtures. In order to prepare a primary, secondary or / and tertiary amino group-containing epoxy resin, an acid salt of a primary amine, secondary amine or tertiary amine is used as an active hydrogen compound capable of introducing a cationic group.

具体例としては、ブチルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、トリエチルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルエタノールアミン酢酸塩、ジエチルジスルフィド・酢酸混合物などのほか、アミノエチルエタノールアミンのケチミン、ジエチレントリアミンのジケチミンなどの1級アミンをブロックした2級アミンがある。アミン類は複数のものを併用してもよい。   Specific examples include butylamine, octylamine, diethylamine, dibutylamine, methylbutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methylethanolamine, triethylamine hydrochloride, N, N-dimethylethanolamine acetate, diethyl disulfide / acetic acid mixture, etc. In addition, there are secondary amines in which primary amines such as aminoethylethanolamine ketimine and diethylenetriamine diketimine are blocked. A plurality of amines may be used in combination.

硬化剤
本発明で使用する硬化剤は、ポリイソシアネートをブロック剤でブロックして得られたブロックポリイソシアネートが好ましく、ここでポリイソシアネートとは、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物をいう。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系および芳香族−脂肪族系等のうちのいずれのものであってもよい。
Curing Agent The curing agent used in the present invention is preferably a blocked polyisocyanate obtained by blocking polyisocyanate with a blocking agent, where polyisocyanate refers to a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. . The polyisocyanate may be, for example, any of aliphatic, alicyclic, aromatic and aromatic-aliphatic.

ポリイソシアネートの具体例には、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、p−フェニレンジイソシアネート、及びナフタレンジイソシアネート等のような芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、及びリジンジイソシアネート等のような炭素数3〜12の脂肪族ジイソシアネート;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート(CDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネート、及び1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(水添XDI)、水添TDI、2,5−もしくは2,6−ビス(イソシアナートメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナンジイソシアネートとも称される。)等のような炭素数5〜18の脂環式ジイソシアネート;キシリレンジイソシアネート(XDI)、及びテトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等のような芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート;これらのジイソシアネートの変性物(ウレタン化物、カーボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、ビューレット及び/又はイソシアヌレート変性物);等があげられる。これらは、単独で、または2種以上併用することができる。   Specific examples of polyisocyanates include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), p-phenylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate; hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4- C3-C12 aliphatic diisocyanates such as trimethylhexane diisocyanate and lysine diisocyanate; 1,4-cyclohexane diisocyanate (CDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) , Methylcyclohexane diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl-4,4'-diisocyanate, and 1,3-diisocyanatomethylcyclo Carbon such as xane (hydrogenated XDI), hydrogenated TDI, 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane (also referred to as norbornane diisocyanate). Aliphatic diisocyanates having a number of 5 to 18; aliphatic diisocyanates having an aromatic ring such as xylylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI); modified products of these diisocyanates (urethanes, carbodiimides, Uretdione, uretoimine, burette and / or isocyanurate modified product); and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリイソシアネートをエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどの多価アルコールとNCO/OH比2以上で反応させて得られる付加体ないしプレポリマーも硬化剤として使用してよい。   Adducts or prepolymers obtained by reacting polyisocyanates with polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane and hexanetriol at an NCO / OH ratio of 2 or more may also be used as curing agents.

ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートであることが好ましい。形成される塗膜が耐候性に優れるからである。   The polyisocyanate is preferably an aliphatic polyisocyanate or an alicyclic polyisocyanate. This is because the formed coating film is excellent in weather resistance.

脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートの好ましい具体例には、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添TDI、水添MDI、水添XDI、IPDI、ノルボルナンジイソシアネート、それらの二量体(ビウレット)、三量体(イソシアヌレート)等が挙げられる。   Preferred specific examples of the aliphatic polyisocyanate or alicyclic polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate, hydrogenated TDI, hydrogenated MDI, hydrogenated XDI, IPDI, norbornane diisocyanate, dimer (biuret) and trimer thereof. (Isocyanurate) etc. are mentioned.

ブロック剤は、ポリイソシアネート基に付加し、常温では安定であるが解離温度以上に加熱すると遊離のイソシアネート基を再生し得るものである。   The blocking agent is added to a polyisocyanate group and is stable at ordinary temperature, but can regenerate a free isocyanate group when heated to a temperature higher than the dissociation temperature.

ブロック剤としては、低温硬化(160℃以下)を望む場合には、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムおよびβ−プロピオラクタムなどのラクタム系ブロック剤、及びホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム系ブロック剤を使用するのが良い。   As a blocking agent, when low temperature curing (160 ° C. or lower) is desired, lactam blocking agents such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam and β-propiolactam, and formaldoxime, acetoald It is preferable to use an oxime blocking agent such as oxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, diacetyl monooxime, and cyclohexane oxime.

カチオン性エポキシ樹脂と硬化剤とを含むバインダーは、一般に、電着塗料組成物の全固形分の25〜85質量%、好ましくは40〜70質量%を占める量で電着塗料組成物に含有される。   The binder containing the cationic epoxy resin and the curing agent is generally contained in the electrodeposition coating composition in an amount that occupies 25 to 85% by mass, preferably 40 to 70% by mass of the total solid content of the electrodeposition coating composition. The

架橋樹脂粒子
本発明のカチオン電着塗料組成物には、必要に応じて塗膜粘度を上げるために架橋樹脂粒子を配合することができる。架橋樹脂粒子は、アンモニウム基を有するアクリル樹脂を乳化剤として、α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合することにより得られたものがこのましい。このα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物は、樹脂粒子を架橋させるための分子内にα,β−エチレン性不飽和結合を2個以上有するポリ(メタ)アクリレートを含んでいる。このようなポリ(メタ)アクリレートの含有量は、上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物中で5〜20重量%である。この量が5重量%未満では樹脂粒子の架橋が充分に進行せず、また、20重量%を上回ると樹脂粒子の架橋が進みすぎ、ともに電着により得られる塗膜の物性に問題が生じる恐れがある。
Crosslinked Resin Particles Crosslinked resin particles can be blended in the cationic electrodeposition coating composition of the present invention as necessary to increase the viscosity of the coating film. The crosslinked resin particles are preferably obtained by emulsion polymerization of an α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture using an acrylic resin having an ammonium group as an emulsifier. This α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture contains poly (meth) acrylate having two or more α, β-ethylenically unsaturated bonds in the molecule for crosslinking the resin particles. The content of such poly (meth) acrylate is 5 to 20% by weight in the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture. If this amount is less than 5% by weight, the crosslinking of the resin particles does not proceed sufficiently, and if it exceeds 20% by weight, the crosslinking of the resin particles proceeds too much, which may cause a problem in the physical properties of the coating film obtained by electrodeposition. There is.

上記ポリ(メタ)アクリレートとしては、2価以上のアルコールに複数個の(メタ)アクリル酸がエステル結合している構造を有する化合物、例えば、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパンが挙げられる。これらは2種以上を混合して用いても構わない。   The poly (meth) acrylate is a compound having a structure in which a plurality of (meth) acrylic acids are ester-bonded to a divalent or higher alcohol, such as ethylene glycol di (meth) acrylate, di (meth) acrylic. Examples include triethylene glycol acid, neopentyl glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and trimethylolpropane tri (meth) acrylate. Two or more of these may be mixed and used.

上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物は、上記ポリ(メタ)アクリレート以外に、一般的なα,β−エチレン性不飽和モノマーを含んでいてもよい。このような一般的な不飽和モノマーとしては(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコール、メタクリルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物などの水酸基を有するもの、(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基を有するものを挙げることができる。このような反応性官能基を有する不飽和モノマーは混合物に20重量%以下含まれ、水酸基価またはエポキシ価はともに20以下であることが好ましい。その他、含まれていて良いα,β−エチレン性不飽和モノマーの例としては、(メタ)アクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリルアミド等の重合性アミド化合物類、スチレン等の重合性芳香族化合物類、アクリロニトリル等の重合性ニトリル類、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類、酢酸ビニル等のビニルエステル類、ブタジエン等のジエン類を挙げることができる。   The α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture may contain a general α, β-ethylenically unsaturated monomer in addition to the poly (meth) acrylate. Such common unsaturated monomers include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, allyl alcohol, methacrylic alcohol, hydroxyethyl (meth) acrylate and ε -What has a hydroxyl group, such as an adduct with caprolactone, and what has epoxy groups, such as a glycidyl (meth) acrylate, can be mentioned. The unsaturated monomer having such a reactive functional group is preferably contained in the mixture in an amount of 20% by weight or less, and both the hydroxyl value or the epoxy value are preferably 20 or less. Other examples of α, β-ethylenically unsaturated monomers that may be included include (meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate, polymerizable amide compounds such as (meth) acrylamide, and styrene. And polymerizable aromatic compounds such as acrylonitrile, α-olefins such as ethylene and propylene, vinyl esters such as vinyl acetate, and dienes such as butadiene.

本発明で得られる架橋樹脂粒子をカチオン電着塗料に用いる際、上記乳化剤としてのアクリル樹脂にさらに既述したブロックポリイソシアネートを含ませれば、得られる塗膜の塗装外観および防錆性をさらに向上させることができる。   When the crosslinked resin particles obtained in the present invention are used in a cationic electrodeposition coating, if the above-described block polyisocyanate is further included in the acrylic resin as an emulsifier, the coating appearance and rust prevention properties of the resulting coating film are further improved. Can be made.

上記アンモニウム基を有するアクリル樹脂は、既に述べたカチオン変性エポキシ樹脂と同様の方法、すなわち、エポキシ基を有するアクリル樹脂に3級アミン化合物と有機酸とを加えて4級化することにより容易に得ることができる。なお、このエポキシ基を有するアクリル樹脂を得るのに用いるモノマーのSP値は9〜12であることが好ましい。モノマーのSP値が12を上回ると、カチオン電着塗料に用いた際に得られる塗膜の塗装外観および防錆性が低下し、9未満だと上塗りとの密着不良が生じる。なお、SP値は濁度法などの当業者によく知られた方法で決定することができる。   The acrylic resin having an ammonium group is easily obtained by the same method as that of the cation-modified epoxy resin already described, that is, by adding a tertiary amine compound and an organic acid to an acrylic resin having an epoxy group and quaternizing. be able to. In addition, it is preferable that the SP value of the monomer used for obtaining the acrylic resin which has this epoxy group is 9-12. When the SP value of the monomer exceeds 12, the coating appearance and rust prevention properties of the coating film obtained when used for the cationic electrodeposition coating are lowered, and when it is less than 9, adhesion failure with the top coat occurs. The SP value can be determined by a method well known to those skilled in the art such as a turbidity method.

上記エポキシ基を有するアクリル樹脂は、通常よく知られた開始剤を用いて先のモノマーを溶液重合するといった常法により得ることができる。その数平均分子量は5000〜20000であることが好ましい。数平均分子量が20000を上回ると、乳化剤の粘度上昇の問題が生じ、5000を下回るとエッジ防錆性不良の問題が生じる可能性がある。なお、上記乳化剤にはアントックス(Antox)MS−60(商品名、日本乳化剤社製)、エレミノールJS−2(商品名、三洋化成工業社製)、アデカリアソープNE−20(商品名、旭電化工業社製)およびアクアロンHS−10(商品名、第一工業製薬社製)などの市販の乳化剤を併用することができる。   The acrylic resin having an epoxy group can be obtained by a conventional method such as solution polymerization of the above monomer using a generally well-known initiator. The number average molecular weight is preferably 5,000 to 20,000. When the number average molecular weight exceeds 20000, the problem of an increase in the viscosity of the emulsifier occurs. When the number average molecular weight is less than 5000, the problem of poor edge rust prevention property may occur. Examples of the emulsifier include Antox MS-60 (trade name, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Eleminol JS-2 (trade name, manufactured by Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), and Adekaria Soap NE-20 (trade name, Asahi). Commercially available emulsifiers such as Akaron HS-10 (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) can be used in combination.

上記乳化剤を使用して架橋樹脂粒子を得るには、通常よく知られている乳化重合法を用いる。好ましい重合法の一例を示すと、水性媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下、重合開始剤を滴下した後、一部の上記α,β−エチレン性不飽和モノマーをまず滴下し、その後、乳化剤と水とを用いてあらかじめ乳化した、残りのα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物を滴下する方法がある。この重合法によれば、目的とする粒子径からのバラツキが少なくなり、好ましい架橋樹脂粒子を得ることができる。   In order to obtain crosslinked resin particles using the above-mentioned emulsifier, a generally well-known emulsion polymerization method is used. An example of a preferred polymerization method is to dissolve an emulsifier in an aqueous medium, drop a polymerization initiator under heating and stirring, and then drop some of the α, β-ethylenically unsaturated monomer first, There is a method of dropping the remaining α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture emulsified in advance using an emulsifier and water. According to this polymerization method, variation from the target particle diameter is reduced, and preferable crosslinked resin particles can be obtained.

上記重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系油性化合物類、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等の水溶性化合物類、ベンゾイルパーオキサイド等のレドックス系油性過酸化物類、および過硫酸カリウムおよび過硫酸アンモニウム等の水溶性過酸化物が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物の総量に対する開始剤の量は、一般に0.1〜5重量%であり、好ましくは0.2〜2重量%である。   Examples of the polymerization initiator include azo oily compounds such as azobisisobutyronitrile, water soluble compounds such as 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), and redox oily peroxides such as benzoyl peroxide. Oxides and water-soluble peroxides such as potassium persulfate and ammonium persulfate. The amount of initiator relative to the total amount of α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture is generally 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 2% by weight.

上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物と乳化剤との重量比は、95:5〜70:30であることが好ましい。95:5を上回ると、防錆性が維持できなくなり、70:30未満だと凝集してブツが発生する恐れがある。また、架橋樹脂粒子の分子量を調節するために、ラウリルメルカプタン等のメルカプタン類やα−メチルスチレンダイマー等の連鎖移動剤類を使用しても良い。重合時の反応温度は、例えばアゾ系開始剤を使用した場合は60〜90℃、レドックス系開始剤では30〜70℃が好ましい。また反応時間は1〜8時間である。   The weight ratio of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture and the emulsifier is preferably 95: 5 to 70:30. If it exceeds 95: 5, the rust prevention property cannot be maintained, and if it is less than 70:30, there is a risk that it will aggregate and generate flaws. In order to adjust the molecular weight of the crosslinked resin particles, mercaptans such as lauryl mercaptan and chain transfer agents such as α-methylstyrene dimer may be used. The reaction temperature at the time of polymerization is preferably 60 to 90 ° C., for example, when an azo initiator is used, and 30 to 70 ° C. for a redox initiator. The reaction time is 1 to 8 hours.

このようにして得られる架橋樹脂粒子の平均粒子径は0.05〜0.30μmの範囲であることが好ましい。粒子径が0.05μm未満であると作業性の改善の効果が小さく、0.30μmを上回ると得られる塗膜の外観が悪化する恐れがある。この粒子径の調節は、例えば、モノマー組成や乳化重合条件を調整することにより可能である。   The average particle size of the crosslinked resin particles obtained in this manner is preferably in the range of 0.05 to 0.30 μm. When the particle diameter is less than 0.05 μm, the effect of improving workability is small, and when it exceeds 0.30 μm, the appearance of the obtained coating film may be deteriorated. The particle size can be adjusted, for example, by adjusting the monomer composition and emulsion polymerization conditions.

顔料
本発明で用いられる電着塗料組成物は、通常用いられる顔料を含んでもよい。使用できる顔料の例としては、通常使用される無機顔料、例えば、チタンホワイト、カーボンブラック及びベンガラのような着色顔料;カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカおよびクレーのような体質顔料;リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シアン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム及びリンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛のような防錆顔料等、が挙げられる。
Pigment The electrodeposition coating composition used in the present invention may contain a commonly used pigment. Examples of pigments that can be used include commonly used inorganic pigments, for example colored pigments such as titanium white, carbon black and bengara; extender pigments such as kaolin, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, mica and clay; Zinc phosphate, iron phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, zinc phosphite, zinc cyanide, zinc oxide, aluminum tripolyphosphate, zinc molybdate, aluminum molybdate, calcium molybdate and aluminum phosphomolybdate, phosphomolybdic acid Examples include rust preventive pigments such as aluminum zinc.

顔料は、一般に、電着塗料組成物の全固形分の1〜35質量%、好ましくは10〜30質量%を占める量で電着塗料組成物に含有される。   The pigment is generally contained in the electrodeposition coating composition in an amount of 1 to 35% by mass, preferably 10 to 30% by mass, based on the total solid content of the electrodeposition coating composition.

本発明の電着塗料組成物は無鉛性であるため、鉛を含む耐食性付与剤、例えば、塩基性ケイ酸鉛、塩基性硫酸鉛、鉛丹、及びシアナミド鉛のような鉛系防錆顔料は使用しないか、または使用しても希釈塗料(電着浴へ加えられる状態)の鉛イオン濃度が50ppm以下となるような量で使用すべきである。鉛イオン濃度が高いと環境に有害であるからである。   Since the electrodeposition coating composition of the present invention is lead-free, corrosion resistance imparting agents containing lead, for example, lead-based anticorrosive pigments such as basic lead silicate, basic lead sulfate, lead red, and cyanamide lead are used. It should not be used or should be used in such an amount that the lead ion concentration of the diluted paint (added to the electrodeposition bath) is 50 ppm or less. This is because a high lead ion concentration is harmful to the environment.

顔料分散ペースト
顔料を電着塗料の成分として用いる場合、一般に顔料を顔料分散樹脂と呼ばれる樹脂と共に予め高濃度で水性媒体に分散させてペースト状にする。顔料は粉体状であるため、電着塗料組成物で用いる低濃度均一状態に一工程で分散させるのは困難だからである。一般にこのようなペーストを顔料分散ペーストという。
Pigment-dispersed paste When a pigment is used as a component of an electrodeposition paint, generally the pigment is dispersed in an aqueous medium at a high concentration in advance together with a resin called a pigment-dispersed resin to form a paste. This is because the pigment is in a powder form, and it is difficult to disperse in a single step in a low concentration uniform state used in the electrodeposition coating composition. Such a paste is generally called a pigment dispersion paste.

顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散樹脂ワニスと共に水性媒体中に分散させて調製する。顔料分散樹脂ワニスとしては、一般に、カチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤や4級アンモニウム基及び/又は3級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のようなカチオン性重合体を用いる。水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等を用いる。一般に、顔料分散樹脂ワニスは5〜40質量部、顔料は10〜30質量部の固形分比で用いる。   The pigment dispersion paste is prepared by dispersing a pigment in an aqueous medium together with a pigment dispersion resin varnish. As the pigment-dispersed resin varnish, a cationic polymer such as a cationic or nonionic low molecular weight surfactant or a modified epoxy resin having a quaternary ammonium group and / or a tertiary sulfonium group is generally used. As the aqueous medium, ion-exchanged water or water containing a small amount of alcohol is used. Generally, the pigment-dispersed resin varnish is used at a solid content ratio of 5 to 40 parts by mass, and the pigment is used at a solid content ratio of 10 to 30 parts by mass.

上記顔料分散用樹脂ワニスおよび顔料を、樹脂固形分100質量部に対し10〜1000質量部混合した後、その混合物中の顔料の粒径が所定の均一な粒径となるまで、ボールミルやサンドグラインドミル等の通常の分散装置を用いて分散させて、顔料分散ペーストを得る。   After the pigment dispersion resin varnish and the pigment are mixed in an amount of 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin solid content, a ball mill or a sand grind is used until the pigment in the mixture has a predetermined uniform particle size. A pigment dispersion paste is obtained by dispersing using a normal dispersing device such as a mill.

電着塗料組成物の調製
電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、硬化剤、及び顔料分散ペーストを水性媒体中に分散することによって調製される。また、通常、水性媒体にはカチオン性エポキシ樹脂の分散性を向上させるために中和剤を含有させる。中和剤は塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、乳酸のような無機酸または有機酸である。その量は少なくとも20%、好ましくは30〜60%の中和率を達成する量である。
Preparation of an electrodeposition coating composition An electrodeposition coating composition is prepared by dispersing a cationic epoxy resin, a curing agent, and a pigment dispersion paste in an aqueous medium. Further, the aqueous medium usually contains a neutralizing agent in order to improve the dispersibility of the cationic epoxy resin. Neutralizing agents are inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, lactic acid. The amount is that which achieves a neutralization rate of at least 20%, preferably 30-60%.

硬化剤の量は、硬化時にカチオン性エポキシ樹脂中の1級、2級又は/及び3級アミノ基、水酸基等の活性水素含有官能基と反応して良好な硬化塗膜を与えるのに十分でなければならず、一般にカチオン性エポキシ樹脂の硬化剤に対する固形分質量比で表して一般に90/10〜50/50、好ましくは80/20〜65/35の範囲である。   The amount of curing agent is sufficient to react with active hydrogen-containing functional groups such as primary, secondary or / and tertiary amino groups and hydroxyl groups in the cationic epoxy resin during curing to give a good cured coating film. In general, it is generally in the range of 90/10 to 50/50, preferably 80/20 to 65/35, expressed as a solid mass ratio of the cationic epoxy resin to the curing agent.

電着塗料は、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルスズオキサイドのようなスズ化合物や、通常のウレタン開裂触媒を含むことができる。鉛を実質的に含まないものが好ましいため、その量はブロックポリイソシアネート化合物の0.1〜5質量%とすることが好ましい。   The electrodeposition paint can contain a tin compound such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin oxide, and a usual urethane cleavage catalyst. Since what does not contain lead substantially is preferable, it is preferable that the quantity shall be 0.1-5 mass% of a block polyisocyanate compound.

電着塗料は、水混和性有機溶剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び顔料などの常用の塗料用添加剤を含むことができる。   The electrodeposition paint can contain conventional paint additives such as water-miscible organic solvents, surfactants, antioxidants, UV absorbers, and pigments.

本発明のカチオン電着塗料は、硬化時の最低塗膜粘度が10,000Pa・S以上、好ましくは50,000以上、より好ましくは50,000〜500,000Pa・Sである。硬化時の最低塗膜粘度が10,000Pa・Sより小さい場合でも、十分効果を発揮するが、エッジ部の防錆性が必ずしも十分でない可能性がある。従って、本発明では、エッジ部の防錆性を向上し、シーラー塗装を不要にする効果を十分発揮するために、硬化時の最低塗膜粘度を10,000Pa・S以上にコントロールすることが好ましい。硬化時の最低塗膜粘度は、前述のように、架橋樹脂粒子の配合でコントロールすることができる。また、硬化時の最低塗膜粘度は、他の方法、例えばエポキシ塗料の分子量の増大、硬化剤の分子量の増大、触媒変更による効果速度の向上、顔料分の増大またはUV硬化剤使用によるUV効果でもコントロールすることができる。一方、500,000Pa・Sを越えると、塗膜のフロー性が不足する。   In the cationic electrodeposition coating composition of the present invention, the minimum coating viscosity at curing is 10,000 Pa · S or more, preferably 50,000 or more, more preferably 50,000 to 500,000 Pa · S. Even when the minimum coating viscosity at the time of curing is less than 10,000 Pa · S, the effect is sufficiently exhibited, but the rust prevention property of the edge portion may not necessarily be sufficient. Therefore, in the present invention, it is preferable to control the minimum coating film viscosity at the time of curing to 10,000 Pa · S or more in order to improve the rust prevention property of the edge portion and sufficiently exhibit the effect of eliminating the need for sealer coating. . As described above, the minimum coating film viscosity at the time of curing can be controlled by blending the crosslinked resin particles. In addition, the minimum coating viscosity at the time of curing can be determined by other methods such as increasing the molecular weight of the epoxy paint, increasing the molecular weight of the curing agent, increasing the effect speed by changing the catalyst, increasing the pigment content, or using the UV curing agent. But you can control it. On the other hand, if it exceeds 500,000 Pa · S, the flowability of the coating film is insufficient.

電着塗料組成物を用いて電着塗装を行う場合の被塗物は、前述のように、プレコート鋼板から成形した被塗物であり、必要に応じて予め、浸漬、スプレー方法等によりリン酸亜鉛処理等の表面処理を施してもよいが、この表面処理が施されていないものであっても良い。   As described above, the object to be coated when the electrodeposition coating is performed using the electrodeposition coating composition is an object formed from a pre-coated steel plate, and, if necessary, phosphoric acid by a dipping, spraying method or the like in advance. Although surface treatment such as zinc treatment may be performed, the surface treatment may not be performed.

電着が実施される条件は一般的に他の型の電着塗装に用いられるものと同様である。印加電圧は大きく変化してもよく、1ボルト〜数百ボルト、好ましくは50〜250ボルトの範囲であってよい。電流密度は通常約10アンペア/m〜160アンペア/mであり、電着中に減少する傾向にある。 The conditions under which electrodeposition is performed are generally the same as those used for other types of electrodeposition coating. The applied voltage may vary greatly and may range from 1 to several hundred volts, preferably 50 to 250 volts. The current density is typically about 10 amps / m 2 to 160 amps / m 2 and tends to decrease during electrodeposition.

本発明の電着塗装方法によって電着した後、電着塗膜を昇温下にて通常の方法、例えば焼付炉中、焼成オーブン中あるいは赤外ヒートランプで焼付ける。焼付け温度は変化してもよいが、通常約140℃〜180℃である。本発明の電着塗装方法によって塗装された塗装物は、最終水洗の後、乾燥、焼付けされることによって、硬化電着塗膜が形成され、これにより塗装工程が完了する。   After electrodeposition by the electrodeposition coating method of the present invention, the electrodeposition coating film is baked at an elevated temperature in a usual manner, for example, in a baking furnace, a baking oven or an infrared heat lamp. The baking temperature may vary but is usually about 140 ° C to 180 ° C. The coated product coated by the electrodeposition coating method of the present invention is dried and baked after the final water washing to form a cured electrodeposition coating film, thereby completing the coating process.

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「%」は、ことわりのない限り、重量基準による。   The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

製造例1
水酸基を有するカチオン性樹脂(A)
撹拌機、冷却器、窒素導入管、温度計及び滴下ロートを備えたフラスコに、2,4−/2,6−トリレンジイソシアネート(質量比=8/2)92部、メチルイソブチルケトン(MIBK)95部及びジブチル錫ジラウレート0.5部を加え、これらを撹拌しながらメタノール21部を更に滴下した。反応は室温から始めたが、発熱により60℃まで昇温した。その後、30分間反応を継続した後に、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル57部を滴下ロートから滴下し、更にビスフェノールA−プロピオンオキサイド5モル付加体42部を加えた。反応は主に60〜65℃の範囲で行い、赤外線スペクトルを測定しながら、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで継続した。
Production Example 1
Cationic resin having a hydroxyl group (A)
In a flask equipped with a stirrer, cooler, nitrogen inlet tube, thermometer and dropping funnel, 92 parts of 2,4- / 2,6-tolylene diisocyanate (mass ratio = 8/2), methyl isobutyl ketone (MIBK) 95 parts and 0.5 parts of dibutyltin dilaurate were added, and 21 parts of methanol was further added dropwise while stirring them. The reaction started from room temperature, but was heated to 60 ° C. due to exotherm. Then, after continuing reaction for 30 minutes, 57 parts of ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether was dripped from the dropping funnel, and also 42 parts of bisphenol A-propion oxide 5 mol adducts were added. The reaction was mainly carried out in the range of 60 to 65 ° C., and continued until the absorption based on the isocyanate group disappeared while measuring the infrared spectrum.

このようにして得られたブロックポリイソシアネートに、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとから合成したエポキシ当量188のエポキシ樹脂365部を加え、125℃まで昇温した。その後、ベンジルジメチルアミン1.0部を加え、エポキシ当量410になるまで130℃で反応させた。続いて、ビスフェノールA87部を前記フラスコに加えて、120℃で反応させたところ、エポキシ当量が1190となった。その後、冷却し、ジエタノールアミン11部、N−メチルエタノールアミン24部及びアミノエチルエタノールアミンのケチミン化合物(79質量%MIBK溶液)25部を加え、110℃で2時間反応させた。その後、MIBKで不揮発分80%になるまで希釈し、水酸基を有するカチオン性樹脂(A)を得た。   To the block polyisocyanate thus obtained, 365 parts of an epoxy resin having an epoxy equivalent of 188 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin was added, and the temperature was raised to 125 ° C. Thereafter, 1.0 part of benzyldimethylamine was added and reacted at 130 ° C. until an epoxy equivalent of 410 was reached. Subsequently, 87 parts of bisphenol A was added to the flask and reacted at 120 ° C., resulting in an epoxy equivalent of 1190. Thereafter, the mixture was cooled, 11 parts of diethanolamine, 24 parts of N-methylethanolamine and 25 parts of a ketimine compound of aminoethylethanolamine (79% by mass MIBK solution) were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Then, it diluted with MIBK until it became non-volatile content 80%, and the cationic resin (A) which has a hydroxyl group was obtained.

製造例2
硬化剤(B)
撹拌機、冷却器、窒素導入管、温度計及び滴下ロートを備えたフラスコに、イソホロンジイソシアネート723部、メチルイソブチルケトン333部及びジブチル錫ジラウレート0.01部を加えて70℃まで昇温した。
Production Example 2
Curing agent (B)
To a flask equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen inlet tube, a thermometer, and a dropping funnel, 723 parts of isophorone diisocyanate, 333 parts of methyl isobutyl ketone and 0.01 part of dibutyltin dilaurate were added, and the temperature was raised to 70 ° C.

そして内容物が均一に溶解した後、メチルエチルケトンオキシム610部を2時間かけて滴下した。滴下終了後、反応温度70℃を保持したまま、赤外線スペクトルを測定しながら、イソシアネート基に基づく吸収が消失するまで反応を継続して硬化剤(B)を得た。   And after the content melt | dissolved uniformly, 610 parts of methyl ethyl ketone oximes were dripped over 2 hours. After completion of the dropping, the reaction was continued until the absorption based on the isocyanate group disappeared while measuring the infrared spectrum while maintaining the reaction temperature of 70 ° C. to obtain a curing agent (B).

製造例3
メインエマルション(C)
製造例1で得た水酸基を有するカチオン性樹脂(A)67部(固形分換算)、製造例2で調製した硬化剤(B)33部(固形分換算)を均一に混合し、その後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルを固形分に対して2%とジブチル錫ジラウレートを固形分に対して2%添加した。ここへ酢酸を加え、中和率50.0%(樹脂のカチオン性基に対する中和率)となるようにし、イオン交換水を加えて固形分が37.0質量%となるまで希釈した。
Production Example 3
Main emulsion (C)
67 parts (converted to solid content) of the cationic resin (A) having a hydroxyl group obtained in Production Example 1 and 33 parts (converted to solid content) of the curing agent (B) prepared in Production Example 2 were mixed uniformly, and then ethylene 2% of glycol mono-2-ethylhexyl ether and 2% of dibutyltin dilaurate were added to the solid content. Acetic acid was added thereto so that the neutralization rate was 50.0% (neutralization rate with respect to the cationic group of the resin), and ion-exchanged water was added to dilute until the solid content became 37.0% by mass.

その後、固形分が41.9質量%となるまで減圧下でMIBK及び水の混合物を除去し、メインエマルション(C)を調製した。   Thereafter, the mixture of MIBK and water was removed under reduced pressure until the solid content was 41.9% by mass to prepare a main emulsion (C).

製造例4
メインエマルション(D)
製造例1で得た水酸基を有するカチオン性樹脂(A)67部(固形分換算)、製造例2で調製した硬化剤(B)33部(固形分換算)、ペンタエリスリトール・トリアクリレート(A−TMM−3L;新中村化学社製)10部、グロキュアー1173(チバガイギー社製)を均一に混合し、その後、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテルを固形分に対して2%とジブチル錫ジラウレートを固形分に対して2%添加した。ここへ酢酸を加え、中和率50.0%(樹脂のカチオン性基に対する中和率)となるようにし、イオン交換水を加えて固形分が37.0質量%となるまで希釈した。
Production Example 4
Main emulsion (D)
67 parts of the cationic resin (A) having a hydroxyl group obtained in Production Example 1 (solid content conversion), 33 parts of the curing agent (B) prepared in Production Example 2 (solid content conversion), pentaerythritol triacrylate (A- TMM-3L (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 10 parts and Glocure 1173 (manufactured by Ciba-Geigy) were mixed uniformly, and then 2% ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether and dibutyltin dilaurate were solid. 2% was added to the minute. Acetic acid was added thereto so that the neutralization rate was 50.0% (neutralization rate with respect to the cationic group of the resin), and ion-exchanged water was added to dilute until the solid content became 37.0% by mass.

その後、固形分が41.9質量%となるまで減圧下でMIBK及び水の混合物を除去し、メインエマルション(D)を調製した。   Thereafter, the mixture of MIBK and water was removed under reduced pressure until the solid content was 41.9% by mass, thereby preparing a main emulsion (D).

製造例5
架橋樹脂粒子(E)の製造
アンモニウム基を有するアクリル樹脂の製造反応容器にブチルセルソルブ120部を入れ120℃に加熱攪拌した。ここにt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2部およびブチルセルソルブ10部を混合した溶液と、グリシジルメタクリレート15部、2−エチルヘキシルメタクリレート50部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20部およびn−ブチルメタクリレート15部からなるSP値が10.1であるモノマー混合物とを3時間で滴下した。30分間エージングした後、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5部およびブチルセルソルブ5部を混合した溶液を30分で滴下し、2時間のエージングを行った後、冷却した。ポリスチレン換算のGPCにより求められた、このエポキシ基を有するアクリル樹脂の数平均分子量は12000、重量平均分子量は28000であった。ここにN,N−ジメチルアミノエタノール7部および50%乳酸水溶液15部を加えて80℃で加熱攪拌することにより4級化を行った。酸価が1以下になり、粘度上昇が止まった時点で加熱を停止し、アンモニウム基を有するアクリル樹脂を得た。このアンモニウム基を有するアクリル樹脂の1分子あたりのアンモニウム基の個数は6.0個であった。
Production Example 5
Production of Crosslinked Resin Particles (E) Production of acrylic resin having ammonium groups 120 parts of butyl cellosolve was placed in a reaction vessel and heated to 120 ° C. with stirring. A solution prepared by mixing 2 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate and 10 parts of butyl cellosolve, 15 parts of glycidyl methacrylate, 50 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 20 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and n- A monomer mixture consisting of 15 parts of butyl methacrylate and having an SP value of 10.1 was added dropwise over 3 hours. After aging for 30 minutes, a solution in which 0.5 part of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate and 5 parts of butyl cellosolve were added dropwise in 30 minutes, and after aging for 2 hours, the mixture was cooled. . The number average molecular weight of the acrylic resin having an epoxy group determined by GPC in terms of polystyrene was 12,000, and the weight average molecular weight was 28,000. To this, 7 parts of N, N-dimethylaminoethanol and 15 parts of 50% lactic acid aqueous solution were added, followed by quaternization by heating and stirring at 80 ° C. When the acid value became 1 or less and the viscosity increase stopped, heating was stopped to obtain an acrylic resin having an ammonium group. The number of ammonium groups per molecule of the acrylic resin having ammonium groups was 6.0.

反応容器に、上記で得られたアンモニウム基を有するアクリル樹脂 20部と脱イオン水270部とを加え、75℃で加熱攪拌した。ここに2,2’−アゾビス(2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)1.5部の酢酸100%中和水溶液を5分かけて滴下した。5分間エージングした後、メチルメタクリレート30部を5分かけて滴下した。さらに5分間エージングした後、上記アンモニウム基を有するアクリル樹脂 70部と脱イオン水250部とを混合した溶液にメチルメタクリレート170部、スチレン40部、n−ブチルメタクリレート30部、グリシジルメタクリレート5部およびネオペンチルグリコールジメタクリレート30部からなるα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物を加え攪拌して得られたプレエマルションを40分かけて滴下した。60分間エージングした後、冷却し、架橋樹脂粒子の分散液を得た。得られた架橋樹脂粒子の分散液の不揮発分は36%、pHは5.0、平均粒子径は100nmであった。   To the reaction vessel, 20 parts of the acrylic resin having an ammonium group obtained above and 270 parts of deionized water were added, and the mixture was heated and stirred at 75 ° C. Thereto was added dropwise 1.5 parts of 2,2'-azobis (2- (2-imidazolin-2-yl) propane) 100% neutralized aqueous acetic acid solution over 5 minutes. After aging for 5 minutes, 30 parts of methyl methacrylate was added dropwise over 5 minutes. After further aging for 5 minutes, 170 parts of methyl methacrylate, 40 parts of styrene, 30 parts of n-butyl methacrylate, 5 parts of glycidyl methacrylate and neoplastic were added to a solution obtained by mixing 70 parts of acrylic resin having an ammonium group and 250 parts of deionized water. A pre-emulsion obtained by adding and stirring an α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture consisting of 30 parts of pentyl glycol dimethacrylate was added dropwise over 40 minutes. After aging for 60 minutes, the mixture was cooled to obtain a dispersion of crosslinked resin particles. The resulting dispersion of the crosslinked resin particles had a non-volatile content of 36%, a pH of 5.0, and an average particle size of 100 nm.

製造例6
顔料分散ペースト(F)
エポキシ当量450のビスフェノール型エポキシ樹脂に2−エチルヘキサノールのハーフブロック化イソホロンジイソシアネートを反応させ、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール及びジメチロールプロピオン酸で3級スルホニウム化して3級スルホニウム化率70.6質量%、樹脂固形分60質量%の顔料分散用樹脂ワニスを調製した。
Production Example 6
Pigment dispersion paste (F)
A bisphenol-type epoxy resin having an epoxy equivalent of 450 is reacted with a half-blocked isophorone diisocyanate of 2-ethylhexanol, and tertiary sulfonium is formed with 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol and dimethylolpropionic acid to form tertiary sulfonium. A resin varnish for pigment dispersion having a conversion rate of 70.6% by mass and a resin solid content of 60% by mass was prepared.

顔料分散用樹脂ワニスを50.0部、イオン交換水100.0部及び下記表1の粒状混合物100.0部をサンドグラインドミルで分散し、これをさらに粒度が5μm以下になるまで粉砕して顔料分散ペースト(D)(固形分52.0質量%)を得た。   Disperse 50.0 parts of the pigment-dispersing resin varnish, 100.0 parts of ion-exchanged water and 100.0 parts of the granular mixture shown in Table 1 below with a sand grind mill, and further pulverize until the particle size becomes 5 μm or less. A pigment dispersion paste (D) (solid content 52.0% by mass) was obtained.

Figure 2008155172
Figure 2008155172

実施例1
メインエマルション(D)100部をイオン交換水85部と混合して固形分20%のカチオン電着塗料を得た。この電着塗料を用いて、下記の方法で最低塗膜粘度を得て、表1に示す。
Example 1
100 parts of the main emulsion (D) was mixed with 85 parts of ion-exchanged water to obtain a cationic electrodeposition paint having a solid content of 20%. Using this electrodeposition paint, the minimum coating film viscosity was obtained by the following method and shown in Table 1.

次に、片面をプレコートした鉄板(日本コーティングズ社製)2枚を図3の様に重ねてドアヘム(ドア部の内板を外板を折り曲げて包囲した部分)のモデルを作成し、これを脱脂、表面調整、化成処理を施した後、電着塗料を用いて印加電圧200V、30℃で3分間電着塗装した。得られた塗装物を5.0J/cmの強度でUV(紫外線)を照射して、半硬化した後、150℃で20分焼付・硬化した。得られた塗装物の耐食性を下記方法で評価し、結果を表1に示す。 Next, a model of the door hem (the part where the inner plate of the door part is folded and surrounded) is created by stacking two iron plates (manufactured by Nihon Coatings Co., Ltd.) pre-coated on one side as shown in FIG. After degreasing, surface adjustment, and chemical conversion treatment, electrodeposition coating was performed using an electrodeposition paint at an applied voltage of 200 V and 30 ° C. for 3 minutes. The obtained coated product was irradiated with UV (ultraviolet light) at an intensity of 5.0 J / cm 2 to be semi-cured, and then baked and cured at 150 ° C. for 20 minutes. The corrosion resistance of the obtained coated product was evaluated by the following method, and the results are shown in Table 1.

最低塗膜粘度の測定方法
被塗物に膜厚15μmとなるように電着塗膜を形成し、これを水洗して、余分な電着塗料を取り除いた。次いで、塗膜表面の余分な水分を取り除いた後、乾燥させることなく塗膜を取り出して試料を調製した。こうして得られた試料を、回転型動的粘弾性測定装置であるRheosol−G3000(株式会社ユーピーエム製)を用い、時間依存性測定条件で測定を行った。時間依存性測定の設定条件は歪2.0deg、周波数2.00Hzとし、昇温プログラムは、実際の電着焼付過程における時間―温度の条件を入力した。
Method for Measuring Minimum Film Viscosity An electrodeposition coating film was formed on the article to be coated to a film thickness of 15 μm, and this was washed with water to remove excess electrodeposition coating material. Next, after removing excess moisture on the surface of the coating film, the coating film was taken out without drying to prepare a sample. The sample thus obtained was measured under a time-dependent measurement condition using Rheosol-G3000 (manufactured by UPM Co., Ltd.) which is a rotary dynamic viscoelasticity measuring apparatus. The setting conditions for the time-dependent measurement were set at a strain of 2.0 deg and a frequency of 2.00 Hz, and the temperature raising program entered the time-temperature conditions in the actual electrodeposition baking process.

一般的に、昇温するに従って、粘度は下がり、硬化反応が始まる120℃付近より徐々に粘度が上昇する。従って、100〜120℃の範囲で塗膜の粘度が最低となる。この最低になった粘度を最低塗膜粘度とした。   Generally, as the temperature rises, the viscosity decreases and gradually increases from around 120 ° C. where the curing reaction starts. Accordingly, the viscosity of the coating film becomes the lowest in the range of 100 to 120 ° C. This lowest viscosity was defined as the lowest coating film viscosity.

耐食性
塩水噴霧を35℃で6時間後、60℃1時間乾燥した後、50℃で1時間湿潤条件下においた。このサイクルを1サイクルとし、180サイクル行った時点と、360サイクル行った時点での錆発生領域の電着塗装領域中の割合を下記評価条件で評価する。
××:180サイクルで錆発生が50%以上。
×:180サイクルで錆発生が50%以下。
△:360サイクルで錆発生が50%以上。
○△:360サイクルで錆発生が10〜50%。
○○:360サイクルで錆発生が10%以下。
The corrosion-resistant salt spray was dried at 35 ° C. for 6 hours, dried at 60 ° C. for 1 hour, and then subjected to wet conditions at 50 ° C. for 1 hour. This cycle is defined as one cycle, and the ratio of the rust generation region in the electrodeposition coating region at the time of 180 cycles and 360 cycles is evaluated under the following evaluation conditions.
XX: Rust generation is 50% or more in 180 cycles.
X: Rust generation is 50% or less in 180 cycles.
Δ: Rust generation is 50% or more in 360 cycles.
○ Δ: Rust generation is 10 to 50% in 360 cycles.
◯: Rust generation is 10% or less in 360 cycles.

実施例2
メインエマルション(C)100部および顔料分散ペースト(F)25部をイオン交換水125部と混合して固形分20%のカチオン電着塗料を得た。このカチオン電着塗料に最低塗膜粘度が10,000Pa・Sになるように架橋樹脂粒子(E)を加えた。この電着塗料を用いて、実施例1と同様に電着塗装し、UV照射を行わずに150℃で20分焼付・硬化し、塗膜の耐食性を評価し、結果を表1に示す。
Example 2
100 parts of the main emulsion (C) and 25 parts of the pigment dispersion paste (F) were mixed with 125 parts of ion-exchanged water to obtain a cationic electrodeposition paint having a solid content of 20%. Cross-linked resin particles (E) were added to this cationic electrodeposition coating so that the minimum coating film viscosity was 10,000 Pa · S. Using this electrodeposition paint, electrodeposition was applied in the same manner as in Example 1, and baked and cured at 150 ° C. for 20 minutes without UV irradiation. The corrosion resistance of the coating film was evaluated, and the results are shown in Table 1.

実施例3
メインエマルション(C)100部および顔料分散ペースト(F)25部をイオン交換水125部と混合して固形分20%のカチオン電着塗料を得た。このカチオン電着塗料に最低塗膜粘度が130,000Pa・Sになるように架橋樹脂粒子(E)を加えた。この電着塗料を用いて、実施例1と同様に電着塗装し、UV照射を行わずに150℃で20分焼付・硬化し、塗膜の耐食性を評価し、結果を表1に示す。
Example 3
100 parts of the main emulsion (C) and 25 parts of the pigment dispersion paste (F) were mixed with 125 parts of ion-exchanged water to obtain a cationic electrodeposition paint having a solid content of 20%. Cross-linked resin particles (E) were added to this cationic electrodeposition coating so that the minimum coating viscosity was 130,000 Pa · S. Using this electrodeposition paint, electrodeposition was applied in the same manner as in Example 1, and baked and cured at 150 ° C. for 20 minutes without UV irradiation. The corrosion resistance of the coating film was evaluated, and the results are shown in Table 1.

比較例1
メインエマルション(C)100部および顔料分散ペースト(F)25部をイオン交換水125部と混合して固形分20%のカチオン電着塗料を得た。このカチオン電着塗料の最低塗膜粘度を測定し、その結果を表1に示す。この電着塗料を用いて、実施例1と同様に電着塗装し、塗膜の耐食性を評価し、UV照射を行わずに150℃で20分焼付・硬化し、結果を表1に示す。
Comparative Example 1
100 parts of the main emulsion (C) and 25 parts of the pigment dispersion paste (F) were mixed with 125 parts of ion-exchanged water to obtain a cationic electrodeposition paint having a solid content of 20%. The minimum coating film viscosity of this cationic electrodeposition paint was measured, and the results are shown in Table 1. Using this electrodeposition paint, electrodeposition was applied in the same manner as in Example 1, the corrosion resistance of the coating film was evaluated, and baked and cured at 150 ° C. for 20 minutes without UV irradiation. The results are shown in Table 1.

比較例2
メインエマルション(C)100部および顔料分散ペースト(F)25部をイオン交換水125部と混合して固形分20%のカチオン電着塗料を得た。このカチオン電着塗料に最低塗膜粘度が2,000Pa・Sになるように架橋樹脂粒子(E)を加えた。この電着塗料を用いて、実施例1と同様に電着塗装し、UV照射を行わずに150℃で20分焼付・硬化し、塗膜の耐食性を評価し、結果を表1に示す。
Comparative Example 2
100 parts of the main emulsion (C) and 25 parts of the pigment dispersion paste (F) were mixed with 125 parts of ion-exchanged water to obtain a cationic electrodeposition paint having a solid content of 20%. Cross-linked resin particles (E) were added to this cationic electrodeposition coating so that the minimum coating film viscosity was 2,000 Pa · S. Using this electrodeposition paint, electrodeposition was applied in the same manner as in Example 1, and baked and cured at 150 ° C. for 20 minutes without UV irradiation. The corrosion resistance of the coating film was evaluated, and the results are shown in Table 1.

比較例3
メインエマルション(D)100部をイオン交換水85部と混合して固形分20%のカチオン電着塗料を得た。このカチオン電着塗料の最低塗膜粘度を測定し、その結果を表1に示す。この電着塗料を用いて、実施例1と同様に電着塗装し、UV照射を行わずに150℃で20分焼付・硬化し、塗膜の耐食性を評価し、結果を表1に示す。
Comparative Example 3
100 parts of the main emulsion (D) was mixed with 85 parts of ion-exchanged water to obtain a cationic electrodeposition paint having a solid content of 20%. The minimum coating film viscosity of this cationic electrodeposition paint was measured, and the results are shown in Table 1. Using this electrodeposition paint, electrodeposition was applied in the same manner as in Example 1, and baked and cured at 150 ° C. for 20 minutes without UV irradiation. The corrosion resistance of the coating film was evaluated, and the results are shown in Table 1.

Figure 2008155172
Figure 2008155172

図1は、鋼板の合わせ部分の模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a mating portion of steel plates. 図2は、鋼板のエッジ先端部の断面の拡大模式図である。FIG. 2 is an enlarged schematic view of the cross section of the edge tip of the steel plate. 図3は、実施例および比較例に用いるプレコートされた鉄板2枚の重ね方を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing how to stack two precoated iron plates used in the examples and comparative examples.

Claims (8)

片面に予め塗装を施したプレコート鋼板を用いてプレコート面を外側にした所定形状の被塗物を形成し、プレコートされていない内板部分を電着塗装により塗装することを特徴とする塗膜形成方法。   A pre-coated steel sheet that has been pre-coated on one side is used to form an object to be coated with the pre-coated surface outside, and the inner plate part that is not pre-coated is applied by electrodeposition coating. Method. 内板の電着塗装に用いる電着塗料が、硬化時の最低塗膜粘度10,000Pa・S以上である請求項1記載の塗膜形成方法。   The method for forming a coating film according to claim 1, wherein the electrodeposition coating used for electrodeposition coating of the inner plate has a minimum coating film viscosity of 10,000 Pa · S or more upon curing. プレコートされていない内板部分が、電着塗膜以外の塗膜を形成しないことを特徴とする請求項2記載の塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 2, wherein the inner plate portion not pre-coated does not form a coating film other than the electrodeposition coating film. プレコート鋼板のプレコート面が、更に仕上塗装を施すことを特徴とする請求項3記載の塗膜形成方法。   The coating film forming method according to claim 3, wherein the precoated surface of the precoated steel sheet is further subjected to finish coating. 美粧性を有し外側に露出した外板部分と、それ以外の内板部とからなる塗装物品において、該塗装物品が片面に予め塗装を施したプレコート鋼板から形成され、該プレコート鋼板のプレコート面が外板部分であり、それ以外の内板部分を電着塗装により電着塗膜を形成したものであることを特徴とする塗装物品。   A pre-coated surface of a pre-coated steel sheet, wherein the coated article is made of a pre-coated steel sheet that is pre-painted on one side in a coated article having a cosmetic exterior and exposed outer plate portion and the other inner plate portion. A coated article characterized in that is an outer plate portion and the other inner plate portion is formed by electrodeposition coating by electrodeposition coating. 内板の電着塗装に用いる電着塗料が、硬化時の最低塗膜粘度10,000Pa・S以上である請求項5記載の塗装物品。   The coated article according to claim 5, wherein the electrodeposition paint used for electrodeposition coating of the inner plate has a minimum coating film viscosity of 10,000 Pa · S or more upon curing. プレコートされていない内板部分が、電着塗膜以外の塗膜を形成しないことを特徴とする請求項6記載の塗装物品。   The coated article according to claim 6, wherein the inner plate portion that is not pre-coated does not form a coating film other than the electrodeposition coating film. プレコート鋼板のプレコート面が、更に仕上塗装を施すことを特徴とする請求項7記載の塗装物品。   The coated article according to claim 7, wherein the precoated surface of the precoated steel sheet is further subjected to finish coating.
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