JP3220284B2 - 複合塗膜を形成する電着塗装方法 - Google Patents

複合塗膜を形成する電着塗装方法

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JP3220284B2
JP3220284B2 JP13783993A JP13783993A JP3220284B2 JP 3220284 B2 JP3220284 B2 JP 3220284B2 JP 13783993 A JP13783993 A JP 13783993A JP 13783993 A JP13783993 A JP 13783993A JP 3220284 B2 JP3220284 B2 JP 3220284B2
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茂文 西村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複合塗膜を形成する電
着塗装方法に関し、特に機能性電着塗装方法およびメタ
リック調やつや消調などの特殊外観を得る装飾用電着塗
装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複合塗膜を形成する電着塗装は、被塗装
基材に耐摩耗性、潤滑性、非粘着性、離型性、耐熱性な
どの特殊機能を付与し、またその外観をメタリック調や
つや消し調にすることもできるために装飾塗装として近
年注目を集めてきている。複合塗膜はフッ素樹脂分散型
の電着塗料や、一般の電着塗料中に有機樹脂粒子やメタ
リック粒子を分散させた電着液中で、被塗装基材を陽極
または陰極として電着塗装する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電着塗
料に機能性および装飾性を付与する分散剤粒子は、その
粒径が比較的大きいものが多く、また比重も電着塗料よ
りも大きいため、電着液中で沈降し易い。そのため被塗
装基材の上面側と下面側との間で分散剤粒子の共析率が
不均一となり、機能性や装飾性にむらが生じるという問
題がある。
【0004】これを防ぐため、電着塗料槽にプロペラ撹
拌機を挿入し、これを回転するプロペラ撹拌法や、電着
液槽の中央下部からめっき液をポンプで噴出させ、上部
から溢流させてポンプで吸引する液循環法や、電着液槽
の底面近くで水平に設けた多数の小孔のあいた板を上下
運動させ、小孔から噴出する電着液のジェット噴流を利
用するプレートポンパー法(Plate Pumper Process)や
気泡を吹込む方法や、超音波によって電着液槽内を撹拌
する超音波法などが用いられている。しかし電着液槽が
工業的規模で大型化し、まためっきの種類によって大き
い分散剤粒子を用いる必要があるときは、均一に分散剤
粒子を分散させることはできないという問題がある。
【0005】また均一に分散させるために激しく撹拌す
ると、被塗装基材上に一旦析出した分散剤粒子が離脱す
るという問題がある。さらに単純に分散剤粒子を電着塗
料中に分散させる従来法では、分散剤粒子が電着塗料に
吸着されて、電着塗料の電荷によって被塗装基材上に共
析するので、電着塗料と分散剤粒子との親和性によって
共析の状態が異なるという問題がある。
【0006】本発明の目的は、分散剤粒子と電着塗料の
親和性に関係なく、分散剤粒子を電着塗料中に均一に分
散して、被塗装基材上に複合塗膜を形成する電着塗装方
法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、分散剤粒子を
カップリング剤によって、カチオン性化合物またはアニ
オン性化合物と結合させ分散剤組成物を得て、これを電
着塗料中に分散させた電着液を用いることを特徴とする
複合塗膜を形成する電着塗装方法である。
【0008】また本発明は、前記カップリング剤が式
(I)で表されるシランカップリング剤であることを特
徴とする。
【0009】
【化2】
【0010】また本発明は、前記カチオン性化合物また
はアニオン性化合物が、ポリアミノ構造を有する水溶性
または水分散性のアクリル樹脂、アルキッド樹脂、シリ
コン樹脂またはフッ素樹脂を含むカチオン性化合物であ
り、電着塗料がカチオン型であることを特徴とする。
【0011】また本発明は、前記カチオン性化合物また
はアニオン性化合物が、カルボン酸構造を有する水溶性
または水分散性のアクリル樹脂、アルキッド樹脂、シリ
コン樹脂またはフッ素樹脂を含むアニオン性化合物であ
り、電着塗料がアニオン型であることを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明に従えば、分散剤粒子は、カップリング
剤によってカチオン性化合物またはアニオン性化合物と
結合されて分散剤組成物を作り、これを電着塗料中に分
散させるので、分散剤組成物は正または負に帯電して分
散剤組成物は互いに反発して凝集せず、電着塗料に電圧
をかけると、被塗装基材の方向に自発的に泳動し、電着
塗料と効率良く共析する。
【0013】本発明に用いるカップリング剤は、式
(I)に示すシランカップリング剤が好ましいが、式
(II)〜式(IV)に示すようなチタネート系カップリン
グ剤なども用いることができる。
【0014】
【化3】
【0015】 (R10)a Ti(COOR2b …(II) (R10)a Ti〔PO2(OR22b …(III) (R10)a Ti(OR2b …(IV) ただし式(II)〜式(IV)において R1,R2:アルキル基 a+b=4 分散粒子としては、0.1〜50μmの粒径を有する球
状または同程度の大きさの鱗片状、繊維状の粉粒体で従
来一般に用いられている次のようものが利用できる。
【0016】(a)金属酸化物 α−Al23,γ−Al23,TiO2,ZrO2,Th
2,CeO2,UO2,BeO2,MgO,CaO,Cr
23,Eu23,Fe23,SiO2 (b)炭化物 SiC,WC,TiC,ZrC,VC,Cr32,B4
C,HfC,TaC (c)窒化物 α−BN,β−BN,Si34,AlN (d)ホウ化物 CrB2,ZrB2,TiB2,VB2 (e)ケイ化物 CrSi2,MoSi2,WSi2 (f)硫化物 MoS2,WS2,NiS (g)硫酸塩 BaSO4,SrSO4 (h)粒子状金属 Cr,Ni,Co,Mo,W,Ti,V,Nb,Ta (i)その他 グラファイト、ダイヤモンド、シリカファイバー、カオ
リン、雲母、ガラス、金属(Ca,Sr,Ba,Mg,
Ni)のチタン酸塩、同金属のジルコン酸塩、同金属の
ケイ酸塩、無機顔料、カーボンブラック、フッ素樹脂、
シリコン樹脂 カチオン性化合物は、ポリアミノ構造を有する水溶性ま
たは水分散性のアクリル樹脂、アルキッド樹脂、シリコ
ン樹脂またはフッ素樹脂が例示され、カチオン型電着塗
料とともに用いられる。
【0017】アニオン化合物は、カルボン酸構造を有す
る水溶性または水分散性のアクリル樹脂、アルキッド樹
脂、シリコン樹脂またはフッ素樹脂が例示され、アニオ
ン型電着塗料とともに用いられる。
【0018】電着塗料は、従来一般に用いられているカ
チオン型またはアニオン型のものが用いられる。
【0019】カップリング剤1は、たとえばカチオン性
化合物2と分散剤粒子3とを化学結合または物理的結合
によって、図1に示すように電着浴中で安定な正電荷を
有する分散剤組成物を形成させる。分散剤組成物は、正
電荷を有することによって、お互いに電解液中で反発し
合って凝集することがなく、またカチオン型電着塗料と
同方向に泳動して、陰極である被塗装基材上に強く吸着
され、塗膜中に取込まれて、複合塗膜を形成する。また
アニオン性化合物とも分散剤粒子は、カップリング剤に
よって化学結合または物理的結合によって電着液中で安
定な負電荷を有する分散剤組成物を形成し、アニオン型
電着塗料と同方向に泳動して、陽極である被塗装基材上
に複合塗膜を形成する。
【0020】
【実施例】以下実施例でもって本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0021】(1)カチオン性化合物およびアニオン性
化合物の合成 イソプロピルアルコール40部にブチルセロソルブ10
重量を加え、還流冷却器と温度計と撹拌機と滴下ロート
とを付けた4つ口フラスコ中で約75℃に加熱し、撹拌
しながら滴下ロートから表1または表2に示す混合物を
3時間かけて連続滴下する。滴下完了後同温度でさらに
3時間反応を続行して、カチオン性またはアニオン性を
提するアクリル樹脂を合成する。なおAIBNは、重合
開始剤である。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】(2)分散剤組成物の作成 シラン系カップリング剤として、イソシアネート官能性
シラン(日本ユニカー(株)製 Y−9030)OCN
−C36−Si(OC253を用い、この1重量部と
(1)で作成したカチオン性化合物またはアニオン性化
合物10重量部と、シリカゲル、雲母、真鍮箔の分散剤
粒子100重量部とを混合し、酢酸エチルエステル20
重量部を加えて撹拌しながら110℃で40分間加熱
し、カップリング処理を行う。冷却後、固着ケーキ状と
なった分散剤組成物を細かく粉砕する。粉砕後、カチオ
ン性化合物は、乳酸2重量部とイソプロピルアルコール
300重量部中でホモジナイザを用いて分散させ、静置
後上澄液を除去してカチオン型分散剤組成物を得る。ア
ニオン型化合物は、トリエチルアミン2重量部とイソプ
ロピルアルコール300重量部中でホモジナイザを用い
て分散させ、静置後上澄液を除去してアニオン型分散剤
組成物を得る。
【0025】実施例1 エレコートCM(株式会社シミズ製)250mlにイオ
ン交換水750mlを加えたカチオン型電着塗料に
(2)で作成したカチオン型分散剤組成物をその中の分
散剤粒子が、電着液1リットル当り25gになるように
分散させ、22℃の溶液で電圧80Vで2分間、スター
ラ撹拌(20rpm)して電着塗装を行った。電着塗装
を行った試験片5は、図2に示す形状の5μmニッケル
めっき真鍮板で、電着塗装後の表面状態を肉眼によって
観察した。その結果を表3に示す。
【0026】比較例1 実施例1と同じカチオン型電着塗料に、シリカゲル、雲
母、真鍮箔の分散剤粒子をそのまま25g/lになるよ
うに分散させ、実施例と同じ条件で同じ被塗装基材上に
電着塗装を行い、肉眼によってその表面状態を観察し
た。その結果を表3に示す。
【0027】
【表3】
【0028】実施例2 エレコートAM−1(株式会社シミズ製)250mlに
イオン交換水750mlを加えたアニオン型電着塗料に
(2)で作成したアニオン型分散剤組成物をその中の分
散剤粒子が、電着液1リットル当り25gになるように
分散させ、22℃の溶液で電圧80Vで2分間、スター
ラ撹拌(20rpm)して電着塗装を行った。電着塗装
を行った試験片5は、図2に示す形状の5μmニッケル
めっき真鍮板で、電着塗装後の表面状態を肉眼によって
観察した、その結果を表4に示す。
【0029】比較例2 実施例2と同じアニオン型電着塗料に、シリカゲル、雲
母、真鍮箔の分散剤粒子をそのまま25g/lになるよ
うに分散させ、実施例と同じ条件で同じ被塗装基材上に
電着塗装を行い、肉眼によってその表面状態を観察し
た。その結果を表4に示す。
【0030】
【表4】
【0031】以上の実施例と比較例との結果から、本発
明方法では複合塗膜の形成が均一に行われていることが
判る。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、分散剤粒
子がカップリング剤によってカチオン性化合物またはア
ニオン性化合物と結合しているので、電着液中で電着塗
料と共進して被塗装基材上に共析して複合塗膜を形成で
きる。また、従来電着塗料に吸着されずに共析が困難と
考えられていた分散剤粒子や、メタリック調を得るため
の粒径の大きい粒子の複合塗膜を形成できる。
【0033】さらに分散剤粒子をカップリング剤とカチ
オン性化合物またはアニオン性化合物によってコーティ
ングした形になるので、金属粉を分散剤として使った場
合異種金属の接触による腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カップリング剤1による分散剤粒子3とカチオ
ン性化合物2との結合の状態を示す模式図である。
【図2】電着塗装を行った試験片5を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 カップリング剤 2 カチオン性化合物 3 分散剤粒子 5 試験片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 13/00,15/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分散剤粒子をカップリング剤によって、
    カチオン性化合物またはアニオン性化合物と結合させ分
    散剤組成物を得て、これを電着塗料中に分散させた電着
    液を用いることを特徴とする複合塗膜を形成する電着塗
    装方法。
  2. 【請求項2】 前記カップリング剤が式(I)で表され
    るシランカップリング剤であることを特徴とする請求項
    1記載の複合塗膜を形成する電着塗装方法。 【化1】
  3. 【請求項3】 前記カチオン性化合物またはアニオン性
    化合物が、ポリアミノ構造を有する水溶性または水分散
    性のアクリル樹脂、アルキッド樹脂、シリコン樹脂また
    はフッ素樹脂を含むカチオン性化合物であり、電着塗料
    がカチオン型であることを特徴とする請求項1または請
    求項2記載の複合塗膜を形成する電着塗装方法。
  4. 【請求項4】 前記カチオン性化合物またはアニオン性
    化合物が、カルボン酸構造を有する水溶性または水分散
    性の樹脂、アルキッド樹脂、シリコン樹脂またはフッ素
    樹脂を含むアニオン性化合物であり、電着塗料がアニオ
    ン型であることを特徴とする請求項1または請求項2記
    載の複合塗膜を形成する電着塗装方法。
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