JP3756809B2 - Electrodeposition coating method and multilayer coating film forming method - Google Patents

Electrodeposition coating method and multilayer coating film forming method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リン酸塩処理に代わる防錆処理を施した、新規な意匠性を有し、かつ仕上がり性、耐候性、耐食性、防食性に優れた電着塗装方法及び複層塗膜形成方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】
従来、自動車車体の下地処理は、耐食性の向上や塗料密着性の向上などを目的にリン酸塩処理が一般に行われている。
【0003】
しかしながら、リン酸塩処理は、リン酸塩処理後、通常、6価クロムを含む溶液による後処理(クロムシーリング処理)を行うため6価クロムの問題がある。この6価クロム化合物は、IARC(International Agency for Research on Cancer Review)をはじめとして多くの公的機関が人体に対する発癌性物質に指定しており極めて有害な物質である。
【0004】
また、リン酸塩処理は皮膜形成に関与しなかったリン酸化合物がスラッジとして沈殿し、このスラッジを産業廃棄物として処理する必要があり、環境対策および廃棄処理コスト等の問題がある。
【0005】
また、従来からリン酸塩処理皮膜の表面にはアニオ系電着塗装又はカチオン系電着塗装が施されている。この様な電着塗装として、従来からのエポキシ系電着塗料に代えてアクリル系着色電着塗料やポリエステル系着色電着塗料を使用することにより耐候性に優れた塗膜が形成でき、これにより1コート用塗膜として利用できるように考えられている。
【0006】
また、アクリル系電着塗料中に着色顔料を配合した着色電着塗料も開発されているが、これらのものでは光輝感や緻密感などの意匠性は得られないといった問題点がる。
【0007】
また光輝感や緻密感を得るためにメタリック顔料やパール顔料などの光輝性顔料をカチオン電着塗料の配合時に、その他の顔料とともに添加する方法もあるが、一般的な顔料濃度(塗料中における顔料分で10〜25重量%の範囲である)では、光輝性顔料の光輝感や緻密感が十分に発揮できず目新しい意匠性は得られなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、チタン系処理剤で処理した金属性素材表面にアクリル系着色電着塗料又はポリエステル系着色電着塗料を塗装すること、及びこの電着塗膜表面に光輝感を有する着色クリヤー塗料を塗装することによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち、本発明は、1、加水分解性チタン化合物、加水分解性チタン化合物低縮合物、水酸化チタン及び水酸化チタン低縮合物から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物と過酸化水素水とを反応させて得られるチタンを含むチタン系処理液(以下、「チタン系処理液(A)」と略すことがある。」で処理したアルミニウム材又は鋼材の金属性素材表面にアクリル系着色電着塗料又はポリエステル系着色電着塗料を塗装することを特徴とする電着塗装方法(以下、「本発明1」と略すことがある。)、2、 金属性素材が、自動車車体又は自動車用部材である電着塗装方法、3、電着塗料が、アニオン系電着塗料であることを特徴とする電着塗装方法、4、 電着塗料が、カチオン系電着塗料であることを特徴とする電着塗装方法、5、上記1乃至の何れか1項に記載の方法で形成された電着塗膜の表面に、光輝性顔料を含有する着色クリア塗料を塗装することを特徴とする複層塗膜形成方法(以下、「本発明2」)と略すことがある。)に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明1及び2について、順次、以下に述べる。
【0011】
本発明1:
本発明1において、チタン系処理液で処理される金属性素材としては、例えば、鉄、アルミニウム、アルマイト、これらの金属を含む合金、およびこれらの金属、合金のメッキなどがあげられ、具体的にはこれらを用いてなる乗用車、トラック、オートバイなどの車体や部品である。これらの金属性素材の中でも、アルミニウム系金属素材が自動車等の乗り物の軽量化に効果があることから、特に好ましい。
【0014】
本発明1において、チタン系処理液(A)は、加水分解性チタン化合物、加水分解性チタン化合物低縮合物、水酸化チタン及び水酸化チタン低縮合物から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物と過酸化水素水とを反応させて得られるチタンを含む水性液である。
【0015】
該水性液としては、上記したものであれば特に制限なしに従来から公知のものを適宜選択して使用することができる。
【0016】
上記した加水分解性チタン化合物は、チタンに直接結合する加水分解性基を有するチタン化合物であって、水、水蒸気などの水分と反応することにより水酸化チタンを生成するものである。
【0017】
また、加水分解性チタン化合物において、チタンに結合する基の全てが加水分解性基であっても、もしくはその1部が加水分解された水酸基であってもどちらでも構わない。
【0018】
加水分解性基としては、上記した様に水分と反応することにより水酸化チタンを生成するものであれば特に制限されないが、例えば、低級アルコキシル基やチタンと塩を形成する基(例えば、ハロゲン原子(塩素等)、水素原子、硫酸イオン等)が挙げられる。
【0019】
加水分解性基として低級アルコキシル基を含有する加水分解性チタン化合物としては、特に一般式Ti(OR)4(式中、Rは同一もしくは異なって炭素数1〜5のアルキル基を示す)のテトラアルコキシチタンが好ましい。
【0020】
炭素数1〜5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。
【0021】
また、加水分解性基としてチタンと塩を形成する基を有する加水分解性チタン化合物としては、塩化チタン、硫酸チタン等が代表的なものとして挙げられる。
【0022】
加水分解性チタン化合物低縮合物は、上記した加水分解性チタン化合物同士の低縮合物である。
該低縮合物は、チタンに結合する基の全てが加水分解性基であっても、もしくはその1部が加水分解された水酸基であってもどちらでも構わない。
【0023】
また、塩化チタンや硫酸チタン等の水溶液とアンモニアや苛性ソーダ等のアルカリ溶液との反応により得られるオルトチタン酸(水酸化チタンゲル)も低縮合物として使用できる。
【0024】
上記した加水分解性チタン化合物低縮合物又は水酸化チタン低縮合物における縮合度は、2〜30の化合物が使用可能で、特に縮合度2〜10の範囲内のものを使用することが好ましいチタン系処理液(A)としては、上記したチタン化合物と過酸化水素水とを反応させることにより得られるチタンを含む水性液であれば、従来から公知のものを特に制限なしに使用することができる。
具体的には下記のものを挙げることができる。
【0025】
▲1▼含水酸化チタンのゲルあるいはゾルに過酸化水素水を添加して得られるチタニルイオン過酸化水素錯体あるいはチタン酸(ペルオキソチタン水和物)水溶液(特開昭63-35419号及び特開平1-224220号公報参照)。
【0026】
▲2▼塩化チタンや硫酸チタン水溶液と塩基性溶液から製造した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用させ、合成することで得られるチタニア膜形成用液体(特開平9-71418号及び特開平10-67516号公報参照)。
【0027】
また、上記したチタニア膜形成用液体において、チタンと塩を形成する基を有する塩化チタンや硫酸チタン水溶液とアンモニアや苛性ソーダ等のアルカリ溶液とを反応させることによりオルトチタン酸と呼ばれる水酸化チタンゲルを沈殿させる。
【0028】
次いで水を用いたデカンテーションによって水酸化チタンゲルを分離し、良く水洗し、さらに過酸化水素水を加え、余分な過酸化水素を分解除去することにより、黄色透明粘性液体を得ることができる。
【0029】
上記、沈殿した該オルトチタン酸はOH同志の重合や水素結合によって高分子化したゲル状態にあり、このままではチタンを含む水性液としては使用できない。
【0030】
このゲルに過酸化水素水を添加するとOHの一部が過酸化状態になりペルオキソチタン酸イオンとして溶解、あるいは、高分子鎖が低分子に分断された一種のゾル状態になり、余分な過酸化水素は水と酸素になって分解し、無機膜形成用のチタンを含む水性液として使用できるようになる。
【0031】
このゾルはチタン原子以外に酸素原子と水素原子しか含まないので、乾燥や焼成によって酸化チタンに変化する場合、水と酸素しか発生しないため、ゾルゲル法や硫酸塩等の熱分解に必要な炭素成分やハロゲン成分の除去が必要でなく、従来より低温でも比較的密度の高い結晶性の酸化チタン膜を作成することができる。
【0032】
▲3▼塩化チタンや硫酸チタンの無機チタン化合物水溶液に過酸化水素を加えてぺルオキソチタン水和物を形成させ、これに塩基性物質を添加して得られた溶液を放置もしくは加熱することによってペルオキソチタン水和物重合体の沈殿物を形成させた後、少なくともチタン含有原料溶液に由来する水以外の溶解成分を除去し、さらに過酸化水素を作用させて得られるチタン酸化物形成用溶液(特開2000-247638号及び特開2000-247639号公報参照)。
【0033】
チタン系処理液(A)は、上記公知の方法で得られるチタンを含む水性液を用いることができるが、さらに、過酸化水素水中にチタン化合物を添加して製造する方法により得られるチタンを含む水性液を用いることができる。
【0034】
該チタン化合物としては、前記一般式Ti(OR)4(式中、Rは同一もしくは異なって炭素数1〜5のアルキル基を示す)で表される加水分解して水酸基になる基を含有する加水分解性チタン化合物やその加水分解性チタン化合物低縮合物を使用することが好ましい。
【0035】
加水分解性チタン化合物及び/又はその低縮合物(以下、これらのものを単に「加水分解性チタン化合物a」と略す)と過酸化水素水との混合割合は、加水分解性チタン化合物a10重量部に対して過酸化水素換算で0.1〜100重量部、特に1〜20重量部の範囲内が好ましい。
過酸化水素換算で0.1重量部未満になるとキレート形成が十分でなく白濁沈殿してしまう。
【0036】
一方、100重量部を超えると未反応の過酸化水素が残存し易く貯蔵中に危険な活性酸素を放出するので好ましくない。
【0037】
過酸化水素水の過酸化水素濃度は特に限定されないが3〜30重量%の範囲内であることが取り扱いやすさ、塗装作業性に関係する生成液の固形分の点で好ましい。
【0038】
また、加水分解性チタン化合物aを用いてなるチタン系処理液(A)は、加水分解性チタン化合物aを過酸化水素水と反応温度1〜70℃の範囲内で10分〜20時間反応させることにより製造できる。
【0039】
加水分解性チタン化合物aを用いてなるチタン系処理液(A)は、加水分解性チタン化合物aと過酸化水素水とを反応させることにより、加水分解性チタン化合物が水で加水分解されて水酸基含有チタン化合物を生成し、次いで過酸化水素が生成した水酸基含有チタン化合物に配位するものと推察され、この加水分解反応及び過酸化水素による配位が同時近くに起こることにより得られたものであり、室温域で安定性が極めて高く長期の保存に耐えるキレート液を生成する。
【0040】
従来の製法で用いられる水酸化チタンゲルはTi-O-Ti結合により部分的に三次元化しており、このゲルと過酸化水素水を反応させた物とは組成、安定性に関し本質的に異なる。
【0041】
加水分解性チタン化合物aを用いてなるチタン系処理液(A)を80℃以上で加熱処理あるいはオートクレーブ処理を行うと結晶化した酸化チタンの超微粒子を含む酸化チタン分散液が得られる。80℃未満では十分に酸化チタンの結晶化が進まない。
【0042】
このようにして製造された酸化チタン分散液は、酸化チタン超微粒子の粒子径が10nm以下、好ましくは1nm〜6nmの範囲である。また、該分散液の外観は半透明状のものである。該粒子径が10nmより大きくなると造膜性が低下(1μm以上でワレを生じる)するので好ましくない。
この分散液も同様に使用することができる。
【0043】
加水分解性チタン化合物aを用いてなるチタン系処理液(A)は、鋼板材料に塗布乾燥、または低温で加熱処理することにより、それ自体で付着性に優れた緻密な酸化チタン膜を形成できる。加熱処理温度としては、例えば200℃以下、特に150℃以下の温度で酸化チタン膜を形成することが好ましい。
【0044】
加水分解性チタン化合物aを用いてなるチタン系処理液(A)は、上記した温度により水酸基を若干含む非晶質(アモルファス)の酸化チタン膜を形成する。また、80℃以上の加熱処理をした酸化チタン分散液は塗布するだけで結晶性の酸化チタン膜が形成できるため、加熱処理をできない材料のコーティング材として有用である。
【0045】
チタン系処理液(A)として、さらに、酸化チタンゾルの存在下で、上記と同様の加水分解性チタン化合物及び/又は加水分解性チタン化合物低縮合物と過酸化水素水とを反応させて得られるチタンを含むチタン系処理液(以下、「チタン系処理液(A−1)」と略す)を使用することができる。
【0046】
加水分解性チタン化合物及び/又は加水分解性チタン化合物低縮合物(加水分解性チタン化合物a)としては、上記した一般式Ti(OR)4(式中、Rは同一もしくは異なって炭素数1〜5のアルキル基を示す)で表される加水分解して水酸基になる基を含有するチタンモノマーやその加水分解性チタン化合物低縮合物を使用することが好ましい。
【0047】
上記した酸化チタンゾルは、無定型チタニア、アナタース型チタニア微粒子が水(必要に応じて、例えば、アルコール系、アルコールエーテル系等の水性有機溶剤を含有しても構わない)に分散したゾルである。
【0048】
上記した酸化チタンゾルとしては従来から公知のものを使用することができる。
【0049】
該酸化チタンゾルとしては、例えば、(1)硫酸チタンや硫酸チタニルなどの含チタン溶液を加水分解して得られるもの、(2)チタンアルコキシド等の有機チタン化合物を加水分解して得られるもの、(3)四塩化チタン等のハロゲン化チタン溶液を加水分解又は中和して得られるもの等の酸化チタン凝集物を水に分散した無定型チタニアゾルや該酸化チタン凝集物を焼成してアナタース型チタン微粒子としこのものを水に分散したものを使用することができる。無定形チタニアの焼成は少なくともアナターゼの結晶化温度以上の温度、例えば、400℃〜500℃以上の温度で焼成すれば、無定形チタニアをアナターゼ型チタニアに変換させることができる。
【0050】
該酸化チタンの水性ゾルとして、例えば、TKS−201(テイカ(株)社製、商品名、アナタース型結晶形、平均粒子径6nm)、TA−15(日産化学(株)社製、商品名、アナタース型結晶形)、STS−11(石原産業(株)社製、商品名、アナタース型結晶形)等が挙げられる。
【0051】
加水分解性チタン化合物aと過酸化水素水とを反応させるために使用する際の上記酸化チタンゾルとチタン過酸化水素反応物との重量比率は1/99〜99/1、好ましくは約10/90〜90/10範囲である。
重量比率が1/99未満になると安定性、光反応性等酸化チタンゾルを添加した効果が見られず、99/1を越えると造膜性が劣るので好ましくない。
【0052】
加水分解性チタン化合物aと過酸化水素水との混合割合は、加水分解性チタン化合物a10重量部に対して過酸化水素換算で0.1〜100重量部、特に1〜20重量部の範囲内が好ましい。過酸化水素換算で0.1重量部未満になるとキレート形成が十分でなく白濁沈殿してしまう。一方、100重量部を超えると未反応の過酸化水素が残存し易く貯蔵中に危険な活性酸素を放出するので好ましくない。
【0053】
過酸化水素水の過酸化水素濃度は特に限定されないが3〜30重量%の範囲内であることが取り扱いやすさ、塗装作業性に関係する生成液の固形分の点で好ましい。
【0054】
また、チタン系処理液(A−1)は、酸化チタンゾルの存在下で加水分解性チタン化合物aを過酸化水素水と反応温度1〜70℃の範囲内で10分〜20時間反応させることにより製造できる。
【0055】
チタン系処理液(A−1)は、加水分解性チタン化合物aを過酸化水素水と反応させることにより、加水分解性チタン化合物aが水で加水分解されて水酸基含有チタン化合物を生成し、次いで過酸化水素が生成した水酸基含有チタン化合物に配位するものと推察され、この加水分解反応及び過酸化水素による配位が同時近くに起こることにより得られたものであり、室温域で安定性が極めて高く長期の保存に耐えるキレート液を生成する。
従来の製法で用いられる水酸化チタンゲルはTi−O−Ti結合により部分的に三次元化しており、このゲルと過酸化水素水を反応させた物とは組成、安定性に関し本質的に異なる。また、酸化チタンゾルを使用することにより、合成時に一部縮合反応が起きて増粘するのを防ぐようになる。その理由は縮合反応物が酸化チタンゾルの表面に吸着され、溶液状態での高分子化を防ぐためと考えられる。
【0056】
また、チタン系処理液(A−1)を80℃以上で加熱処理あるいはオートクレーブ処理を行うと結晶化した酸化チタンの超微粒子を含む酸化チタン分散液が得られる。80℃未満では十分に酸化チタンの結晶化が進まない。このようにして製造された酸化チタン分散液は、酸化チタン超微粒子の粒子径が10nm以下、好ましくは1nm〜6nmの範囲である。
また、該分散液の外観は半透明状のものである。該粒子径が10nmより大きくなると造膜性が低下(1μm以上でワレを生じる)するので好ましくない。この分散液も同様に使用することができる。
【0057】
チタン系処理液(A−1)は、金属材料に塗布乾燥、または低温で加熱処理することにより、それ自体で付着性に優れた緻密な酸化チタン膜を形成できる。加熱処理温度としては、例えば200℃以下、特に150℃以下の温度で酸化チタン膜を形成することが好ましい。
【0058】
チタン系処理液(A−1)は、上記した温度により水酸基を若干含むアナタース型の酸化チタン膜を形成する。
【0059】
チタン系処理液(A)としては、中でも加水分解性チタン化合物aを使用した上記チタン系処理液やチタン系処理液(A−1)が貯蔵安定性、耐食性などに優れた性能を有するのでこのものを使用することが好ましい。
【0060】
上記チタン系処理液(A)には、他の顔料やゾルを必要に応じて添加分散する事も出来る。添加物としては、市販されている酸化チタンゾル、酸化チタン粉末等、マイカ、タルク、シリカ、バリタ、クレー等が一例として挙げることができる。
【0061】
上記チタン系処理液(A)には、リン酸系化合物、金属弗化水素酸及び金属弗化水素酸塩から選ばれる少なくとも1種の化合物が配合できる。
【0062】
上記リン酸系化合物としては、例えば、亞リン酸、強リン酸、三リン酸、次亞リン酸、次リン酸、トリメタリン酸、二亞リン酸、二リン酸、ピロ亞リン酸、ピロリン酸、メタ亞リン酸、メタリン酸、リン酸(オルトリン酸)、及びリン酸誘導体等のモノリン酸類及びこれらの塩類、トリポリリン酸、テトラリン酸、ヘキサリン酸、及び縮合リン酸誘導体等の縮合リン酸及びこれらの塩類等が挙げられる。これらの化合物は1種もしくは2種以上組合せて使用することができる。
また、上記した塩を形成するアルカリ化合物としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の有機又は無機アルカリ化合物が挙げられる。
【0063】
更に、リン酸系化合物として水に溶解性のあるものを使用することが好ましい。リン酸系化合物としては、特に、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラリン酸ナトリウム、メタリン酸、メタリン酸アンモニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどが、塗布剤の貯蔵安定性又は塗膜の防錆性等に優れた効果を発揮することから、このものを使用することが好ましい。チタン系処理液(A)とリン酸系化合物との配合物は、該リン酸系化合物に結合する酸性リン酸基イオンがチタンイオンに配位することにより両者間で錯体構造を形成していると考えられる。
【0064】
また、この様な反応は両者の成分を単に混合することにより容易に反応を行うことができ、例えば、常温(20℃)で約5分間〜約1時間放置することにより、また混合物を強制的に過熱する場合には、例えば、約30〜約70℃で約1分間〜約30分間加熱することができる。
【0065】
上記、金属弗化水素酸及び金属弗化水素酸塩としては、例えば、ジルコニウム弗化水素酸、チタン弗化水素酸、珪弗化水素酸、ジルコニウム弗化塩、チタン弗化塩、珪弗化塩などを挙げることができる。金属弗化水素酸の塩を形成するものとしては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム等が挙げられるが、中でもカリウム、ナトリウムが好ましく、具体例として、ジルコニウム弗化カリウム、チタン弗化カリウム、珪弗化ナトリウム、珪弗化カリウムなどが挙げられる。
【0066】
リン酸系化合物、金属弗化水素酸及び金属弗化水素酸塩は1種で又は2種以上混合して用いることができ、リン酸系化合物の配合割合は、チタン系処理液(A)の固形分100重量部に対して、1〜400重量部、特に10〜200重量部の範囲内が好ましい。
【0067】
また、チタン系処理剤には、必要に応じて水性有機高分子化合物を配合することができる。
【0068】
チタン系処理液は、中性もしくは酸性領域で安定な液体となるので、特にPH1〜7、特に1〜5の範囲が好ましい。
【0069】
チタン系処理液には、必要に応じて、例えば、上記した成分以外に、増粘剤、界面活性剤、防菌剤、防錆剤(タンニン酸、フィチン酸、ベンゾトリアゾールなど)、着色顔料、体質顔料、防錆顔料などの顔料類などを含有することができる。
【0070】
また、チタン系処理液には、必要に応じて、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール系、プロピレングリコール系等の親水性溶剤で希釈して使用することができる。
【0071】
上記チタン系処理液を塗布する被塗物としては、自動車車体に用いられる金属素材であれば何ら制限を受けないが、特に、鉄、アルミニウムならびにこれらの金属を含む合金、およびこれらの金属、合金のメッキ、もしくは蒸着製品などがあげられ、具体的にはこれらを用いてなる乗用車、トラック、オートバイなどの車体、及びこれらの部品などがある。
【0072】
上記金属性被塗物上に前記チタン系処理液を塗装し乾燥させることによって処理皮膜を形成することができる。チタン系処理液は、基材上に、それ自体既知の塗装方法、例えば、浸漬塗装、シャワー塗装、スプレー塗装、電着塗装などによって塗装することができる。チタン系処理液の乾燥条件は、通常、素材到達最高温度が約60〜200℃となる条件で約2秒から約30分間乾燥させることが好適である。
【0073】
また、チタン系処理液の乾燥膜厚としては通常、0.001〜10μm、特に0.1〜3μmの範囲が好ましい。0.001μm未満になると、耐食性、耐水性などの性能が劣り、一方10μmを超えると、処理膜が割れたり耐チッピング性などが劣るので好ましくない。
【0074】
次に、上記チタン系処理皮膜上に電着塗料が塗装される。電着塗料としては、カチオン電着塗料及びアニオン電着塗料のどちらでも使用できるが、耐食性などの点からカチオン電着塗料が好ましい。
【0075】
上記カチオン電着塗料として、カチオン性樹脂組成物を水に混合、分散してなる既知のカチオン電着塗料が使用できる。
【0076】
カチオン電着塗料としては、耐候性の面からアクリル樹脂(アクリル変性エポキシ樹脂も含む)、ポリエステル樹脂を基体樹脂とし、これらの樹脂と硬化する硬化剤成分を内部(基体樹脂に結合)もしくは外部(硬化剤を混合)に有する硬化性樹脂を有するカチオン電着塗料であることが好ましく、また防食性の面から他の樹脂として、従来から公知のアミン付加エポキシ樹脂を併用することもできる。
【0077】
アクリル樹脂カチオン電着塗料:
上記塗料の基体樹脂として用いるアクリル樹脂は、水酸基含有(メタ)アクリルモノマー、アミノ基含有(メタ)アクリルモノマー、及び必要によりその他のラジカル共重合性モノマーをラジカル共重合反応により得られる。ラジカル共重合反応は従来から公知の方法、例えば、溶液重合方法で行うことができる。
【0078】
水酸基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとカプロラクトンとの付加生成物(例えばダイセル株式会社製の商品名としてプラクセルFA−2、及びFM−3等が挙げられる。)これらは単独もしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
【0079】
アミノ基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジ−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
【0080】
また、水溶性化のためアミノ基含有モノマー以外に、グリシジル(メタ)アクリレートを開環共重合させて、末端に活性水素含有アミン化合物を付加したものを用いることもできる。
【0081】
その他のモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等が挙げられる。
【0082】
活性水素含有アミン化合物としては、1級モノ−及びポリアミン、2級モノ−及びポリアミン又は1、2級混合ポリアミン、ケチミン化された1級アミノ基を有する2級モノ−及びポリアミン、 ケチミン化された1級アミノ基を有するヒドロキシ化合物等が挙げられ、具体的には、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジエチルトリアミンのケチミン化物などを用いるのが好ましい。
【0083】
アクリル系樹脂の水酸基価は、通常10〜300mgKOH/gの範囲内、好ましくは20〜200mgKOH/g、数平均分子量は、2,000〜100,000の範囲内、好ましくは、3,000〜50,000範囲内が適当である。
【0084】
また、アクリル変性エポキシ樹脂は、例えば、エポキシ樹脂成分とα、β―エチレン性不飽和カルボン酸とを反応させて得られるα、β―エチレン性不飽和基含有エポキシ樹脂と水酸基含有アクリルモノマーと、必要に応じてその他のモノマーとを従来から公知のラジカル共重合方法により反応させ、次いで得られた共重合体とアミン化合物を反応させたものが使用できる。
【0085】
また別の方法として、α、β―エチレン性不飽和カルボン酸、水酸基含有アクリルモノマー、及び必要によりその他のモノマーを共重合反応して得られるカルボキシル基含有アクリル樹脂とエポキシ樹脂とを反応させ、次いでアミン化合物を反応させる方法により得ることができる。
【0086】
また、硬化剤としては、無黄変タイプのブロックポリイソシアネート化合物が好ましい。具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート、リジンジイソシアネート等; これらのポリイソシアネート化合物の過剰量に、水、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、ヒマシ油等の低分子活性水素含有化合物を反応させて得られる末端イソシアネート含有化合物;これらのポリイソシアネート化合物のビューレットタイプ付加物、イソシアヌル環タイプ付加物等が挙げられる。これらの硬化剤の一方が基体樹脂に結合された、所謂内部硬化剤として使用することも、また、基体樹脂と混合物で存在する外部硬化剤として使用することができる。
【0087】
また、ブロック化剤としては、例えば、フェノール系、ラクタム系、活性メチレン系、アルコール系、メルカプタン系、酸アミド系、イミド系、アミン系、イミダゾール系、尿素系、カルバミン酸エステル系、イミン系、オキシム系、あるいは亜硫酸塩系などのブロック剤が使用できる。これらのなかでも、とりわけラクタム系、アルコール系、オキシム系のブロック剤が有利に使用される。
【0088】
基体樹脂と硬化剤との成分割合は、通常基体樹脂成分100重量部に対して硬化剤成分が30〜100重量部、好ましくは40〜80重量部の範囲である。
【0089】
ポリエステル樹脂カチオン電着塗料:
上記塗料の基体樹脂として用いるポリエステル樹脂は、水酸基、カチオン性基などの架橋性官能基を有するものが使用できる。
【0090】
該ポリエステル樹脂としては、例えば、多価アルコール、多塩基酸、を反応させてなるものが挙げられる。
【0091】
多価アルコールは1分子中に2個以上のアルコール性水酸基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ペンタンジオール、2,2−ジメチルプロパンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどがあげられる。多塩基酸は1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物であり、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物などがあげられる。さらに、これらの多価アルコールと多塩基酸のエステル化反応において、必要に応じて、アルコール成分の一部として一価アルコール、酸成分の一部として安息香酸やt−ブチル安息香酸などの一塩基酸を使用することができる。また、ポリエステル樹脂は、ヒマシ油、桐油、サフラワー油、大豆油、アマニ油、トール油、ヤシ油などの油成分又はそれらの脂肪酸で変性されたポリエステル樹脂も包含される。
【0092】
塩基性基は、グリシドールのようなエポキシ化合物とポリエステル樹脂のカルボキシル基とを反応させ、次いで上記活性水素含有アミン化合物を付加したものを用いることができる。
これらのポリエステル樹脂は一般に500〜10000の範囲内の数平均分子量を有することができる。
【0093】
該ポリエステル樹脂は、10〜300mgKOH/g、好ましくは20〜200mgKOH/gの範囲内の水酸基価を有することができる。
【0094】
また、硬化剤としては、上記したアクリル樹脂カチオン電着塗料と同じブロックポリイソシアネートなどが使用できる。
【0095】
基体樹脂と硬化剤との成分割合は、通常基体樹脂成分100重量部に対して硬化剤成分が30〜100重量部、好ましくは40〜80重量部の範囲である。
【0096】
また、上記したそれぞれのカチオン電着塗料の着色は、有機系や無機系の着色顔料により着色させることができる。これらの着色顔料は従来から公知のものを特に制限なしに使用することができる。具体的には、例えば、チタン白、亜鉛華、リトポン、硫化亜鉛、アンチモン白などの白色顔料、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラックなどの黒色顔料、黄土、黄色酸化鉄、ナフトールエロー、ハンザエローなどの黄色顔料、クロムオレンジ、パーマネントオレンジなどの橙色顔料、酸化鉄、アンバーなどの褐色顔料、ベンガラ、パーマネントレッド、キナクリドン系赤顔料などの赤色顔料、ファストバイオレット、メチルバイオレットレーキなどの紫色顔料、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルーなどの青色顔料、フタロシアニングリーンなどの緑色顔料が挙げられる。顔料の配合割合は塗色によって隠蔽性が異なるので適宜,最適範囲に設定することが望ましい。
【0097】
カチオン電着塗料は、従来から公知の方法により製造でき、また上記した成分以外に必要に応じて界面活性剤、表面調整剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、紫外線安定剤やその他の添加剤を配合することができる。
【0098】
カチオン電着塗料は、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。
【0099】
アクリル樹脂アニオン電着塗料:
上記塗料の基体樹脂として用いるアクリル樹脂は、水酸基含有(メタ)アクリルモノマー、α、β―エチレン性不飽和カルボン酸、必要によりその他のラジカル共重合性モノマーをラジカル共重合反応により得られる。ラジカル共重合反応は従来から公知の方法、例えば、溶液重合方法で行うことができる。α、β―エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸などが挙げられる。また、水酸基含有(メタ)アクリルモノマー及びその他のラジカル共重合性モノマーは上記したと同じものが挙げられる。
【0100】
アクリル系樹脂は、通常水酸基価10〜300mgKOH/gの範囲内、好ましくは20〜200mgKOH/g、酸価20〜200mgKOH/gの範囲内、好ましくは30〜100mgKOH/g、数平均分子量は、2,000〜100,000の範囲内、好ましくは、3,000〜50,000範囲内が適当である。
【0101】
また硬化剤としては、例えば、上記したブロックポリイソシアネートやメラミン樹脂、尿素樹脂等が使用できる。
【0102】
基体樹脂と硬化剤との成分割合は、通常基体樹脂成分100重量部に対して硬化剤成分が30〜100重量部、好ましくは40〜80重量部の範囲である。
【0103】
ポリエステル樹脂アニオン電着塗料:
上記塗料の基体樹脂として用いるポリエステル樹脂は、水酸基、カルボキシル基などの架橋性官能基を有するものが使用できる。
【0104】
該ポリエステル樹脂としては、例えば、上記と同様の多価アルコール、多塩基酸を反応させてなるものが挙げられる。また必要に応じて上記した1価のアルコールや1塩基酸を反応させることができる。
【0105】
ポリエステル系樹脂は、通常水酸基価10〜300mgKOH/gの範囲内、好ましくは20〜200mgKOH/g、酸価20〜200mgKOH/gの範囲内、好ましくは30〜100mgKOH/g、数平均分子量は、500〜10,000の範囲内が適当である。
【0106】
また硬化剤としては、例えば、上記したブロックポリイソシアネートやメラミン樹脂、尿素樹脂等が使用できる。
【0107】
基体樹脂と硬化剤との成分割合は、通常基体樹脂成分100重量部に対して硬化剤成分が30〜100重量部、好ましくは40〜80重量部の範囲である。
【0108】
また、上記したそれぞれのアニオン電着塗料の着色は、カチオン電着塗料に記載した有機系や無機系の着色顔料により着色させることができる。
【0109】
アニオン電着塗料は、従来から公知の方法により製造でき、また上記した成分以外に必要に応じて界面活性剤、表面調整剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、紫外線安定剤やその他の添加剤を配合することができる。
【0110】
アニオン電着塗料は、固形分濃度が約5〜25重量%、pHが7〜10の範囲内になるように調整する。
【0111】
上記したカチオン電着塗料又はアニオン電着塗料を使用して、上記したチタン系処理液で処理した金属性素材表面にカチオン電着塗装又はアニオン電着塗装される。
【0112】
該カチオン又はアニオン電着塗装方法は、従来から公知の方法で行うことができる。具体的には、例えば、浴温は、15〜35℃(好ましくは20〜30℃)、電圧:100〜400V(好ましくは200〜300V)、通電時間:30秒〜10分、極面積比(A/C)=8/1〜1/8、極間距離10〜200cm、撹拌状態で電着することが望ましい。
【0113】
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、5〜60μm 、好ましくは10〜40μm の範囲であることがよい。
【0114】
電着塗装後、余分に付着した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、塗装物表面に電着塗料が残らないよう必要に応じて水洗することができる。
【0115】
電着塗膜の焼付けは、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。
【0116】
本発明2:
本発明2は、上記した本発明1の方法で形成された電着塗膜もしくは本発明1において電着塗膜の焼付けを行わないで、即ち未硬化電着塗膜表面に、光輝性顔料を含有する着色クリア塗料を塗装し、焼付けて複層塗膜を形成する方法である。
【0117】
上記した未硬化電着塗膜表面に、該着色クリア塗料を塗装する方法としては、電着塗装された被塗物を電着浴から引き上げ、次に、室温においてのセッティング、又は40〜110℃で10分間〜180分間プレヒートを行ったのち着色クリア塗料を塗装すること(2C1B)ができる。
【0118】
着色クリヤー塗料:
着色クリア塗料としては、耐候性の良いクリア塗料であれば、有機溶剤型塗料、水性塗料、粉体塗料等の硬化型塗料を使用することができる。
【0119】
該塗料で使用される樹脂としては、アクリル樹脂系、ポリエステル樹脂系、アルキド樹脂系、シリコーン樹脂系、フッ素樹脂系等種々の樹脂が使用でき、熱硬化型であってもよいし、紫外線や電子線等の活性光線によって硬化するものであってもよい。
【0120】
着色クリア塗料としては自動車の上塗りクリア塗料として使用されるものが好適に使用され、なかでものメラミン硬化型アクリル樹脂塗料、酸硬化型アクリル樹脂塗料、ポリイソシアネート硬化型アクリル樹脂塗料が、特に適している。該メラミン硬化型アクリル樹脂塗料やポリイソシアネート硬化型アクリル樹脂塗料で使用されるアクリル樹脂としては、例えば、上記したアクリル樹脂アニオン電着塗料で記載した水酸基含有アクリル樹脂と同じものが使用できる。ポリイソシアネート硬化型アクリル樹脂塗料で使用されるポリイソシアネート化合物としては、アクリル樹脂カチオン電着塗料で記載した無黄変タイプのブロックポリイソシアネート化合物が使用できる。
【0121】
また、酸硬化型アクリル樹脂塗料としては、例えば、エポキシ基含有不飽和モノマー(グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなど)と上記したその他ラジカル重合性いモノマーとのラジカル共重合体が使用できる。また、酸硬化剤としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、メチルシクロヘキサントリカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ハイミック酸、コハク酸、メチルグルタル酸、ピメリン酸、マロン酸およびこれらの無水物やこれらの変性物などが挙げられる。
【0122】
また、着色クリア塗料は意匠性のためにメタリック顔料やパール顔料、例えば、アルミニウムフレーク、蒸着アルミニウム薄膜、酸化アルミニウムフレーク、無雲母フレーク、酸化チタン被覆雲母フレーク、酸化鉄被覆雲母フレークなどの、いわゆる光輝性顔料を含有する。その添加量としては下地である着色されたカチオン電着塗膜が透けて見える程度が好ましく、着色クリア塗料の固形分合計100重量部あたり0.001〜5重量部、好ましくは0.01〜2重量部、さらに好ましくは0.02〜1重量部の範囲がよい。
【0123】
上記、光輝性顔料を含有した着色クリア塗料は、着色されたカチオン電着塗膜の表面に塗装することにより、塗膜からの反射光に干渉色を生じさせ従来にない新規な意匠性が得られる。
【0124】
例えば、立体感のある光沢感やキラリ感、真珠の表面のように見る方向によって虹色のような様々な色彩を呈する立体的を有する意匠性を付与することができる。特に自動車ボディのフェンダーやドア、フードなど様々な光加減によって、虹色の鮮やかな色彩が発現され、従来にはない新規な意匠性が発現される。
【0125】
着色クリア塗料は、樹脂組成物及びメタリック顔料、及び/又はパール顔料、さらに紫外線吸収剤や添加剤などを水や有機溶剤に混合分散することにより調製され、塗装時の固形分含有率を20〜60重量%、好ましくは25〜50重量%で、粘度を10〜30秒/フォ−ドカップ#4/20℃に調整しでおくことが好ましい。
【0126】
着色クリア塗料は、着色された電着塗料の硬化又は未硬化塗面に、エアスプレ−、エアレススプレ−又は静電塗装などにより、膜厚で例えば15μm以上、20〜70μmになるように塗装することが好ましく、80〜170℃で10〜40分間加熱して硬化することによって複層塗膜が形成される。
【0127】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成を有することから次のような効果を発揮する。
【0128】
(1)金属表面処理液として、従来からのリン酸塩処理の様な処理液を使用しないので、リン酸化合物によるスラッジが発生しないので、このスラッジを産業廃棄物として処理する必要がなく、環境対策および廃棄処理コスト等の点で優れている。
【0129】
(2)チタン系処理液が次の工程である電着塗料浴に混入しても電着塗料や電着塗装に悪影響を及ぼす恐れがないので、仕上がり外観、塗膜性能などに優れた電着塗膜が形成できる。
【0130】
(3)電着塗膜の表面に、光輝性顔料を含有する着色クリア塗料を塗装して複層塗膜を形成することにより、立体感のある光沢感やキラリ感、真珠の表面のように見る方向によって虹色のような様々な色彩を呈する立体的を有する意匠性を付与することができる。特に自動車ボディの水平部、垂直部、曲面部など、例えば、フード、ドア、フェンダーなどの部位にあたる光の角度によって、従来にはない新規な意匠性が得られる。
【0131】
【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。
【0132】
チタン系処理液の製造例
製造例1
四塩化チタン60%溶液5ccを蒸留水で500ccとした溶液にアンモニア水(1:9)を滴下し、水酸化チタンを沈殿させた。蒸留水で洗浄後、過酸化水素水30%溶液を10cc加えかき混ぜ、チタンを含む黄色半透明の粘性のある固形分2%のチタン系水性液(A1)を得た。
【0133】
製造例2
テトラiso-プロポキシチタン10部とiso-プロパノール10部の混合物を30%過酸化水素水10部と脱イオン水100部の混合物中に20℃で1時間かけて撹拌しながら滴下した。その後25℃で2時間熟成し黄色透明の少し粘性のある固形分2%のチタン系水性液(A2)を得た。
【0134】
製造例3
チタン系水性液(A2)の製造例のテトラiso-プロポキシチタンの代わりにテトラn-ブトキシチタンを使用して同様の製造条件で固形分2%のチタン系水性液(A3)を得た。
【0135】
製造例4
チタン系水性液(A2)の製造例のテトラiso-プロポキシチタンの代わりにテトラiso-プロポキシチタンの3量体を使用して同様の製造条件で固形分2%のチタン系水性液(A4)を得た。
【0136】
製造例5
チタン系水性液(A2)の製造例において過酸化水素水を3倍量用い50℃で1時間かけて滴下しさらに60℃で3時間熟成し固形分2%のチタン系水性液(A5)を得た。
【0137】
製造例6
チタン系水溶液(A3)を95℃で6時間加熱処理し、白黄色の半透明な固形分2%のチタン系水性液(A6)を得た。
【0138】
製造例7
テトラiso−プロポキシチタン10部とiso−プロパノール10部の混合物を、TKS−203(テイカ(株)製、酸化チタンゾル)を5部(固形分)、30%過酸化水素水10部、脱イオン水100部の混合物中に10℃で1時間かけて撹拌しながら滴下した。その後10℃で24時間熟成し黄色透明の少し粘性のある固形分2%のチタン系水性液(A7)を得た。
【0139】
カチオン電着塗料の製造例
カチオン電着用顔料ペーストAの製造例
固形分85%の3級アミン−酸中和型分散樹脂5.88部(固形分5部)、10%酢酸2.7部を配合した後、さらに脱イオン水25.8部を加え混合攪拌した。
ついでこの中に、チタン白20部、水16.1部、酸化ビスマス 2部、有機錫1部を配合し、ボールミルにて20時間分散を行い50%の顔料ペーストAを得た。
【0140】
カチオン電着用
顔料ペーストB〜Dの製造例
顔料ペーストAと同様の操作にて、表1の配合内容で顔料ペーストB〜Dを作成した。
【0141】
表1
【0142】
【表1】

Figure 0003756809
【0143】
カチオン電着塗料用のアクリル樹脂の製造例
容量2リットルの4つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル246部を仕込み、窒素置換後、110℃に保った。
この中に、以下に示す混合物を3時間かけて滴下した。
スチレン 25部
メチルメタクリレート 18部
n−ブチルアクリレート 6部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 12部
プラクセルFM−3(ダイセル化学工業社製 商品名) 24部
ジメチルアミノエチルメタクリレート 15部
アゾビスイソブチルニトリル 3部
滴下終了後から1時間経過後、この中に2,2'―アゾビス(2−メチルブチロニトリル)8部をプロピレングリコールモノメチルエーテル56部に溶かした溶液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、これをさらに1時間110℃に保持したのち、メチルイソブチルケトンを加え、固形分75%のアクリル樹脂を得た。
【0144】
カチオン電着塗料用の硬化剤の製造例
イソホロンジイソシアネート(IPDI)50部をメチルケトオキシム40部に40〜60℃で滴下した後、80℃で1時間加熱し、固形分90%のカチオン電着塗料用の硬化剤を得た。
【0145】
カチオン電着用 エマルションの製造例
上記製造例にて得た75%アクリル樹脂を93.3部(固形分70部)、カチオン電着塗料用の硬化剤を33.3部(固形分30部)、液状有機錫2.5部(固形分1部)、10%ギ酸8.2部を配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水178.3部を強く攪拌しながら約15分かけて滴下し、固形分32.0%のカチオン電着用 エマルションを得た。
【0146】
カチオン電着塗料No.1の製造例
作成した32%のカチオン電着用エマルション 315.6部(固形分 101部)、55%の顔料ペーストA70部(38.5部)、及び純水 311.9部を加え、固形分20%のカチオン電着塗料 No.1を得た。
【0147】
カチオン電着塗料No.2〜No.4の製造例
表2のような組み合わせで、カチオン電着塗料No.2〜No.4を作成した。
【0148】
表2
【0149】
【表2】
Figure 0003756809
【0150】
アニオン電着塗料No 1 の製造例
下記した着色クリア塗料で使用した着色クリア塗料用のアクリル樹脂水溶液70部(固形分)、顔料ペースト(着色クリア塗料用のアクリル樹脂水溶液70部(固形分)30部とチタン白顔料20部との分散物)50部(固形分)、下記着色クリア塗料用のメラミン樹脂水分散液40部(固形分)を配合し、固形分20%に脱イオン水で調整したもの。
【0151】
着色クリア塗料の製造例
着色クリア塗料用のアクリル樹脂水溶液の製造例
115℃に保ったブチルセロソルブに、アクリル酸nブチル 16.7部、メタクリル酸メチル15部、スチレン 30部、アクリル酸2−エチルヘキシル 20部、メタクリル酸ヒドロキシルエチル 12部、アクリル酸 6.3部およびアゾイソブチロニトリル 1部を加え、通常の条件で重合反応を行った。得られたアクリル樹脂の酸価は50mgKOH/g、水酸基価は50mgKOH/g、数平均分子量は45000であった。ついでこのアクリル樹脂のカルボキシル基をジメチルアミノエタノールで当量中和し、固形分含有率55%のアクリル樹脂水溶液を得た。
【0152】
着色クリア塗料用のメラミン樹脂水分散液の製造例
温度計、撹拌機および還流冷却器を備えた2リットルの4つ口フラスコに、メラミン126部、80%パラホルムアルデヒド(三井東圧化学製)225部、n−ブタノール592部を入れ、10%カセイソーダ水溶液にてpH9.5〜10.0に調整したのち、80℃で1時間反応させた。その後、n−ブタノールを888部加え、5%硫酸溶液にてpH5.5〜6.0に調整し、80℃で3時間反応させた。反応終了後、20%カセイソーダ水溶液にてpH7.0〜7.5まで中和し、60〜70℃でn−ブタノールの減圧濃縮を行ない、濾過して固形分27重量%の疎水性メラミン樹脂を得た。不揮発分80%、水/メタノール混合溶剤(重量比35/65)の溶剤希釈率3.6%、重量平均分子量800。
【0153】
このメラミン樹脂を固形分が25部になるように撹拌容器内にとり、アクリル樹脂水溶液(アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸メチル、スチレン、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸からなる50%樹脂水溶液)を20部加え、回転数1000〜1500回転のディスパーで撹拌しながら脱イオン水80部を徐々に加えた後、さらに30分間撹拌して水分散化された固形分27%のメラミン樹脂水分散液を得た。
【0154】
着色クリア塗料No.1の製造例
前記アクリル樹脂水分散液 163部
前記メラミン樹脂水分散液 131部
アクワゾールASE−60(注1) 3部
チヌビン900 (注2) 1部
ジメチルアミノエタノール 0.3部
脱イオン水 171部
アルミニウムペースト891K(注3) 0.5部
上記の混合物を脱イオン水で粘度30秒(フォードカップ#4/20℃)に調整して固形分40%の水性のクリヤ塗料No.1を得た。
【0155】
パールマイカ用のペーストの製造例
パールマイカ 0.5部
りん酸基含有アクリル樹脂 1.6部
セロソルブ系溶剤 16部
以上の成分をディスパーで混合した後、前記アクリル樹脂水分散液を6部加えてさらにディスパーで攪拌し、パールマイカ用のペーストを得た。
【0156】
着色クリア塗料No.2の製造例
前記パールマイカ用ペースト 24.1部
前記アクリル樹脂水分散液 162部
前記メラミン樹脂水分散液 131部
アクワゾールASE−60(注1) 3部
チヌビン900 (注2) 1部
ジメチルアミノエタノール 0.3部
脱イオン水 147部
上記の混合物を脱イオン水で粘度30秒(フォードカップ#4/20℃)に調整して固形分40%の水性のクリヤ塗料No.2を得た。
(注1)アクワゾールASE−60:ロームアンドハース社製の商品名、増粘剤。
(注2)チヌビン900:チバガイギー社製、商品名、紫外線吸収剤。
(注3)アルペースト891K:東洋アルミニウム社製、アルミニウム含有量72%。
(注4)パールマイカ白:酸化鉄被覆マイカ、マーク社製、厚さ0.2〜0.5μm。
【0157】
実施例及び比較例
実施例1
アルミニウム板に上記チタン系処理液を乾燥膜厚が0.3μmとなるようにバーコーターにて塗装し、最高素材到達温度100℃で3秒間かけて焼付け乾燥させて処理膜を形成させた。
【0158】
次いでカチオン電着塗料No.1を乾燥膜厚で20μmの電着塗板を用いて塗装し、水洗後、150℃にて20分間焼き付けを行った。
【0159】
その塗膜の上に、環境問題を考慮し、製造例にて得た水性の着色クリア塗料No.1を膜厚40μmになるように塗装して140℃で20分間焼き付け乾燥を行い、実施例1の複層塗膜を得た。
【0160】
実施例2〜9
表3に記載のチタン系処理液を使用して、実施例1と同様にして実施例2〜9の塗膜を形成した。
【0161】
実施例10
実施例1において、カチオン電着塗料No.1に代えてアニオン電着塗料No.1を使用した以外は実施例1と同様にして実施例10の塗膜を形成した。
【0162】
実施例11〜13
表3に記載のカチオン電着塗料と着色クリア塗料を使用し、その他は実施例1と同様にして実施例11〜13の塗膜を形成した。
【0163】
実施例14
実施例11において、カチオン電着塗料No.1に代えてアニオン電着塗料No.1を使用した以外は実施例11と同様にして実施例14の塗膜を形成した。
【0164】
実施例15及び16
アルミニウム板に上記チタン系処理液を乾燥膜厚が0.3μmとなるようにバーコーターにて塗装し、最高素材到達温度100℃で3秒間かけて焼付け乾燥させて処理膜を形成させた。
【0165】
次いでカチオン電着塗料No.1又はアニオン電着塗料No.1を乾燥膜厚で20μmの電着塗板を用いて塗装し、水洗後、150℃にて20分間焼き付けを行った。
【0166】
実施例17
アルミニウム板に上記チタン系処理液を乾燥膜厚が0.3μmとなるようにバーコーターにて塗装し、最高素材到達温度100℃で3秒間かけて焼付け乾燥させて処理膜を形成させた。
【0167】
次いでカチオン電着塗料No.1を乾燥膜厚で20μmの電着塗板を用いて塗装し、水洗後、20℃で30分間放置した。
【0168】
その塗膜の上に製造例にて得た水性の着色クリア塗料No.2を膜厚40μmになるように塗装して140℃で20分間焼き付け乾燥を行い、実施例17の複層塗膜を得た。
【0169】
試験結果
上記、実施例1〜17、及び比較例1〜8で得られた塗膜の性能結果を表3、4に示す。
表3
【0170】
【表3】
Figure 0003756809
【0171】
表4
【0172】
【表4】
Figure 0003756809
【0173】
(注5)ルーガベーククリア:関西ペイント社製、商品名、アクリル系樹脂/アミノ樹脂系有機溶剤型クリア塗料。
【0174】
(注6)耐候性:JIS K−5400 9.8.1に規定するサンシャインカーボンアーク灯式による促進耐候性試験を照射時間が1000時間となるまで行った試験板表面に、カッター刃でクロスカットを入れセロファンテープにて付着テストを行った。○:問題なく良好。 △:クロスカット部の一部が剥がれる。×:塗膜が全面剥がれる。
【0175】
(注7)光輝感:複層塗膜の外観を目視評価した。◎:塗面にかなりメタリック調、又はパール調の3次元的な奥行き感や立体感がある。 ○:塗面にメタリック調、又はパール調の3次元的な奥行き感や立体感がある。△:塗面にメタリック調、又はパール調の3次元的な奥行き感や立体感がほとんど見られない。×:塗面にメタリック調、又はパール調の3次元的な奥行き感や立体感がない。
(注8)60°グロス:60°鏡面反射率(%)
(注9)密着性:塗装板を40℃の温水に10日間浸漬した後、塗膜面にナイフを使用して約2mmの巾で縦、横それぞれ11本の切り目を入れ、その表面に24mm巾のセロハン粘着テープを密着させ、強く剥離した時のゴバン目部の密着性を下記基準で評価した。○:全く剥離なし、△:若干剥離あり、×:著しい剥離あり。
(注10)耐食性:塗装板に素地まで達するクロスカットを入れ、これをJISZ−2371に準じて720時間耐塩水噴霧試験を行った後、水洗し、一般部のサビ、フクレ等を下記基準で評価するとともに、クロスカット部にセロハン粘着テ−プを密着させ瞬時に剥がした時のクロスカット部の最大剥離幅(片側)を表記した。○:塗面にサビ、フクレ等の発生が認められない、△:塗面にわずかにサビ又はフクレの発生が認められる、×:塗面に著しいサビ又はフクレの発生が認められる。
(注11)端面被覆性:平坦部の硬化膜厚が20μmとなる条件で,エッジ部角度45°を有する鋼板に電着塗装し,所定の焼付条件で硬化させて試験板を作成した。試験板のエッジ部が垂直になる様にソルトスプレー装置にセットし,JIS−Z−2371塩水フンム試験により168時間後のエッジ部の防食性を評価した。◎:サビ発生全くなし、○:サビわずかに発生、×:サビ著しく発生[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an electrodeposition coating method and a multilayer coating film forming method having a novel design and having excellent finish, weather resistance, corrosion resistance, and anticorrosion properties, which have been subjected to rust prevention treatment instead of phosphate treatment About.
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, a substrate treatment of an automobile body is generally performed with a phosphate treatment for the purpose of improving corrosion resistance, improving paint adhesion, and the like.
[0003]
However, the phosphate treatment usually has a problem of hexavalent chromium since the post treatment (chromium sealing treatment) with a solution containing hexavalent chromium is usually performed after the phosphate treatment. This hexavalent chromium compound is a very harmful substance because many public institutions, including IARC (International Agency for Research on Cancer Review), have designated it as a carcinogenic substance for the human body.
[0004]
Further, in the phosphate treatment, a phosphoric acid compound that has not been involved in film formation is precipitated as sludge, and it is necessary to treat this sludge as industrial waste, which has problems such as environmental measures and disposal costs.
[0005]
Conventionally, an anionic electrodeposition coating or a cationic electrodeposition coating is applied to the surface of the phosphate treatment film. As such an electrodeposition coating, an acrylic colored electrodeposition paint or a polyester colored electrodeposition paint can be used in place of the conventional epoxy electrodeposition paint, thereby forming a coating film excellent in weather resistance. It is thought that it can be used as a coating film for one coat.
[0006]
In addition, colored electrodeposition paints in which a color pigment is blended in an acrylic electrodeposition paint have been developed. However, these materials have a problem that design properties such as glitter and denseness cannot be obtained.
[0007]
In addition, there is a method of adding bright pigments such as metallic pigments and pearl pigments together with other pigments when blending cationic electrodeposition paints in order to obtain a bright feeling and a dense feeling. In the range of 10 to 25% by weight), the glittering feeling and denseness of the glittering pigment could not be sufficiently exhibited, and a novel design was not obtained.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have applied an acrylic colored electrodeposition paint or a polyester colored electrodeposition paint on the surface of a metallic material treated with a titanium-based treatment agent, and It has been found that the above-mentioned problems can be solved by applying a colored clear paint having a glittering feeling to the surface of the electrodeposition coating film, and the present invention has been completed.
[0009]
    That is, the present invention is 1,Contains titanium obtained by reacting at least one titanium compound selected from hydrolyzable titanium compounds, hydrolyzable titanium compound low condensates, titanium hydroxide and titanium hydroxide low condensates with hydrogen peroxide waterTitanium treatment liquid(Hereafter, it may be abbreviated as “titanium-based treatment liquid (A).”)Processed withOf aluminum or steelAn electrodeposition coating method characterized in that an acrylic colored electrodeposition paint or a polyester colored electrodeposition paint is applied to the surface of a metallic material (hereinafter sometimes abbreviated as “present invention 1”);2, An electrodeposition coating method in which the metallic material is an automobile body or an automobile member,3,An electrodeposition coating method, wherein the electrodeposition paint is an anionic electrodeposition paint;4, An electrodeposition coating method, wherein the electrodeposition paint is a cationic electrodeposition paint;5, above1 to4A method for forming a multilayer coating film (hereinafter referred to as “the present invention”), characterized in that a colored clear paint containing a glittering pigment is applied to the surface of the electrodeposition coating film formed by the method according to any one of the above. 2 ”). )
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventions 1 and 2 will be sequentially described below.
[0011]
Invention 1:
In the present invention 1, examples of the metallic material to be treated with the titanium-based treatment liquid include iron, aluminum, anodized, alloys containing these metals, and plating of these metals and alloys. Is a vehicle body or a part such as a passenger car, a truck, or a motorcycle using these. Among these metallic materials, aluminum-based metallic materials are particularly preferable because they are effective in reducing the weight of vehicles such as automobiles.
[0014]
In the present invention 1, the titanium-based treatment liquid (A) isAqueous solution containing titanium obtained by reacting at least one titanium compound selected from hydrolyzable titanium compounds, hydrolyzable titanium compound low condensates, titanium hydroxide and titanium hydroxide low condensates with hydrogen peroxide. It is a liquid.
[0015]
As the aqueous liquid, any conventionally known liquid can be appropriately selected and used without particular limitation as long as it is described above.
[0016]
The hydrolyzable titanium compound described above is a titanium compound having a hydrolyzable group that directly binds to titanium, and generates titanium hydroxide by reacting with water such as water or water vapor.
[0017]
In the hydrolyzable titanium compound, all of the groups bonded to titanium may be hydrolyzable groups, or one part thereof may be a hydrolyzed hydroxyl group.
[0018]
The hydrolyzable group is not particularly limited as long as it generates titanium hydroxide by reacting with moisture as described above. For example, a lower alkoxyl group or a group that forms a salt with titanium (for example, a halogen atom) (Chlorine, etc.), hydrogen atoms, sulfate ions, etc.).
[0019]
The hydrolyzable titanium compound containing a lower alkoxyl group as the hydrolyzable group is particularly a tetra of general formula Ti (OR) 4 (wherein R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). Alkoxy titanium is preferred.
[0020]
Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. Can be mentioned.
[0021]
Typical examples of the hydrolyzable titanium compound having a group capable of forming a salt with titanium as a hydrolyzable group include titanium chloride and titanium sulfate.
[0022]
The hydrolyzable titanium compound low condensate is a low condensate of the above hydrolyzable titanium compounds.
The low condensate may be either all of the groups bonded to titanium are hydrolyzable groups or one part thereof is a hydrolyzed hydroxyl group.
[0023]
Further, orthotitanic acid (titanium hydroxide gel) obtained by a reaction between an aqueous solution such as titanium chloride or titanium sulfate and an alkaline solution such as ammonia or caustic soda can be used as a low condensate.
[0024]
The degree of condensation in the hydrolyzable titanium compound low condensate or titanium hydroxide low condensate described above can be a compound of 2 to 30, and in particular, a titanium having a condensation degree of 2 to 10 is preferably used. As the system treatment liquid (A), any conventionally known liquid can be used without particular limitation as long as it is an aqueous liquid containing titanium obtained by reacting the above-described titanium compound with hydrogen peroxide. .
Specifically, the following can be mentioned.
[0025]
(1) A titanyl ion hydrogen peroxide complex or a titanic acid (peroxotitanium hydrate) aqueous solution obtained by adding hydrogen peroxide to a hydrous titanium oxide gel or sol (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-35419 and 1) -224220).
[0026]
(2) A liquid for forming a titania film obtained by synthesizing a titanium hydroxide gel produced from an aqueous solution of titanium chloride or titanium sulfate and a basic solution with the action of hydrogen peroxide (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-71418 and 10) -67516).
[0027]
In the titania film forming liquid described above, titanium hydroxide gel called orthotitanic acid is precipitated by reacting titanium chloride or titanium sulfate aqueous solution having a salt forming group with alkali solution such as ammonia or caustic soda. Let
[0028]
Next, the titanium hydroxide gel is separated by decantation with water, washed thoroughly with water, further added with aqueous hydrogen peroxide to decompose and remove excess hydrogen peroxide, whereby a yellow transparent viscous liquid can be obtained.
[0029]
The precipitated orthotitanic acid is in a gel state polymerized by OH polymerization or hydrogen bonding, and cannot be used as an aqueous liquid containing titanium as it is.
[0030]
When hydrogen peroxide solution is added to this gel, a part of OH becomes peroxidized and dissolves as peroxotitanate ions, or it becomes a kind of sol in which the polymer chain is divided into low molecules, resulting in excess peroxidation. Hydrogen decomposes into water and oxygen, and can be used as an aqueous liquid containing titanium for forming an inorganic film.
[0031]
Since this sol contains only oxygen and hydrogen atoms in addition to titanium atoms, when it is changed to titanium oxide by drying or firing, only water and oxygen are generated, so carbon components necessary for thermal decomposition such as sol-gel method and sulfate Further, it is not necessary to remove the halogen component, and a crystalline titanium oxide film having a relatively high density can be formed even at a lower temperature than in the past.
[0032]
(3) Peroxotitanium hydrate is formed by adding hydrogen peroxide to an inorganic titanium compound aqueous solution of titanium chloride or titanium sulfate, and a solution obtained by adding a basic substance to the solution is allowed to stand or heat. After forming a precipitate of the titanium hydrate polymer, at least the dissolved components other than water derived from the titanium-containing raw material solution are removed, and further a solution for forming titanium oxide (specialized by reacting with hydrogen peroxide). JP 2000-247638 and JP 2000-247639).
[0033]
As the titanium-based treatment liquid (A), an aqueous liquid containing titanium obtained by the above-described known method can be used, and further contains titanium obtained by a method of manufacturing by adding a titanium compound to hydrogen peroxide water. An aqueous liquid can be used.
[0034]
The titanium compound contains a group represented by the general formula Ti (OR) 4 (wherein R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) to be hydroxylated by hydrolysis. It is preferable to use a hydrolyzable titanium compound or its hydrolyzable titanium compound low condensate.
[0035]
The mixing ratio of the hydrolyzable titanium compound and / or its low condensate (hereinafter simply referred to as “hydrolyzable titanium compound a”) and hydrogen peroxide is 10 parts by weight of hydrolyzable titanium compound a. In terms of hydrogen peroxide, it is preferably in the range of 0.1 to 100 parts by weight, particularly 1 to 20 parts by weight.
If the amount is less than 0.1 parts by weight in terms of hydrogen peroxide, chelate formation is not sufficient and white turbid precipitation occurs.
[0036]
On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, unreacted hydrogen peroxide tends to remain, and dangerous active oxygen is released during storage.
[0037]
The hydrogen peroxide concentration of the hydrogen peroxide solution is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 30% by weight from the viewpoint of ease of handling and the solid content of the product liquid related to coating workability.
[0038]
The titanium-based treatment liquid (A) using the hydrolyzable titanium compound a reacts the hydrolyzable titanium compound a with hydrogen peroxide within a reaction temperature of 1 to 70 ° C. for 10 minutes to 20 hours. Can be manufactured.
[0039]
The titanium-based treatment liquid (A) using the hydrolyzable titanium compound a has a hydroxyl group by hydrolyzing the hydrolyzable titanium compound with water by reacting the hydrolyzable titanium compound a with hydrogen peroxide. It is presumed that the titanium compound is formed and then coordinated to the hydroxyl group-containing titanium compound in which hydrogen peroxide is formed, and this hydrolysis reaction and coordination by hydrogen peroxide occur simultaneously. There is a chelate solution that is extremely stable at room temperature and can withstand long-term storage.
[0040]
The titanium hydroxide gel used in the conventional production method is partially three-dimensionalized by Ti—O—Ti bonds, and the composition obtained by reacting this gel with hydrogen peroxide is essentially different in terms of composition and stability.
[0041]
When the titanium-based treatment liquid (A) using the hydrolyzable titanium compound a is subjected to heat treatment or autoclave treatment at 80 ° C. or higher, a titanium oxide dispersion liquid containing crystallized ultrafine particles of titanium oxide is obtained. Below 80 ° C., the crystallization of titanium oxide does not proceed sufficiently.
[0042]
In the titanium oxide dispersion produced in this way, the particle diameter of the titanium oxide ultrafine particles is 10 nm or less, preferably in the range of 1 nm to 6 nm. The appearance of the dispersion is translucent. When the particle diameter is larger than 10 nm, the film forming property is deteriorated (breaking occurs at 1 μm or more), which is not preferable.
This dispersion can be used as well.
[0043]
The titanium-based treatment liquid (A) using the hydrolyzable titanium compound a can form a dense titanium oxide film with excellent adhesion by itself by coating and drying on a steel plate material or by heat treatment at a low temperature. . As the heat treatment temperature, for example, the titanium oxide film is preferably formed at a temperature of 200 ° C. or lower, particularly 150 ° C. or lower.
[0044]
The titanium-based treatment liquid (A) using the hydrolyzable titanium compound a forms an amorphous titanium oxide film containing some hydroxyl groups at the above temperature. In addition, a titanium oxide dispersion that has been heat-treated at 80 ° C. or higher can form a crystalline titanium oxide film simply by coating, and thus is useful as a coating material for materials that cannot be heat-treated.
[0045]
The titanium-based treatment liquid (A) is obtained by further reacting a hydrolyzable titanium compound and / or a hydrolyzable titanium compound low condensate similar to the above in the presence of a titanium oxide sol with hydrogen peroxide. A titanium-based treatment liquid containing titanium (hereinafter abbreviated as “titanium-based treatment liquid (A-1)”) can be used.
[0046]
As the hydrolyzable titanium compound and / or the hydrolyzable titanium compound low condensate (hydrolyzable titanium compound a), the general formula Ti (OR) 4 (wherein R is the same or different and has 1 to It is preferable to use a titanium monomer or a hydrolyzable titanium compound low-condensate containing a group which is hydrolyzed to become a hydroxyl group.
[0047]
The titanium oxide sol described above is a sol in which amorphous titania and anatase titania fine particles are dispersed in water (for example, an alcohol-based or alcohol-ether-based aqueous organic solvent may be contained as necessary).
[0048]
A conventionally well-known thing can be used as said titanium oxide sol.
[0049]
Examples of the titanium oxide sol include (1) those obtained by hydrolyzing a titanium-containing solution such as titanium sulfate and titanyl sulfate, (2) those obtained by hydrolyzing an organic titanium compound such as titanium alkoxide, 3) Amorphous titania sol in which titanium oxide aggregates such as those obtained by hydrolyzing or neutralizing titanium halide solutions such as titanium tetrachloride are dispersed in water, and anatase titanium fine particles by firing the titanium oxide aggregates It is possible to use a product obtained by dispersing this in water. Amorphous titania can be converted into anatase titania by firing at least at a temperature above the crystallization temperature of anatase, for example, at a temperature of 400 ° C. to 500 ° C. or higher.
[0050]
As an aqueous sol of the titanium oxide, for example, TKS-201 (manufactured by Teika Co., Ltd., trade name, anatase crystal form, average particle diameter 6 nm), TA-15 (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., trade name, Anatase crystal form), STS-11 (Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name, anatase crystal form) and the like.
[0051]
The weight ratio of the titanium oxide sol and the titanium hydrogen peroxide reactant when used for reacting the hydrolyzable titanium compound a with hydrogen peroxide is 1/99 to 99/1, preferably about 10/90. ~ 90/10 range.
When the weight ratio is less than 1/99, the effect of adding titanium oxide sol such as stability and photoreactivity is not observed, and when it exceeds 99/1, the film forming property is inferior, which is not preferable.
[0052]
The mixing ratio of the hydrolyzable titanium compound a and the hydrogen peroxide solution is in the range of 0.1 to 100 parts by weight, particularly 1 to 20 parts by weight in terms of hydrogen peroxide, based on 10 parts by weight of the hydrolyzable titanium compound a. Is preferred. If the amount is less than 0.1 parts by weight in terms of hydrogen peroxide, chelate formation is not sufficient and white turbid precipitation occurs. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, unreacted hydrogen peroxide tends to remain, and dangerous active oxygen is released during storage.
[0053]
The hydrogen peroxide concentration of the hydrogen peroxide solution is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 30% by weight from the viewpoint of ease of handling and the solid content of the product liquid related to coating workability.
[0054]
The titanium-based treatment liquid (A-1) is obtained by reacting the hydrolyzable titanium compound a with hydrogen peroxide within a reaction temperature range of 1 to 70 ° C. for 10 minutes to 20 hours in the presence of a titanium oxide sol. Can be manufactured.
[0055]
In the titanium-based treatment liquid (A-1), the hydrolyzable titanium compound a is hydrolyzed with water by reacting the hydrolyzable titanium compound a with hydrogen peroxide water, thereby generating a hydroxyl group-containing titanium compound. It is presumed that hydrogen peroxide is coordinated to the hydroxyl group-containing titanium compound produced, and is obtained by this hydrolysis reaction and coordination by hydrogen peroxide occurring simultaneously, and is stable at room temperature. Produces a chelating solution that is extremely high and can withstand long-term storage.
The titanium hydroxide gel used in the conventional production method is partially three-dimensionalized by Ti—O—Ti bond, and the product obtained by reacting this gel with hydrogen peroxide is essentially different in terms of composition and stability. In addition, by using a titanium oxide sol, it is possible to prevent thickening due to partial condensation reaction during synthesis. The reason is considered to be that the condensation reaction product is adsorbed on the surface of the titanium oxide sol and prevents polymerization in the solution state.
[0056]
Further, when the titanium-based treatment liquid (A-1) is subjected to a heat treatment or an autoclave treatment at 80 ° C. or higher, a titanium oxide dispersion containing ultrafine particles of crystallized titanium oxide is obtained. Below 80 ° C., the crystallization of titanium oxide does not proceed sufficiently. In the titanium oxide dispersion produced in this way, the particle diameter of the titanium oxide ultrafine particles is 10 nm or less, preferably in the range of 1 nm to 6 nm.
The appearance of the dispersion is translucent. When the particle diameter is larger than 10 nm, the film forming property is deteriorated (breaking occurs at 1 μm or more), which is not preferable. This dispersion can be used as well.
[0057]
The titanium-based treatment liquid (A-1) can form a dense titanium oxide film excellent in adhesion by itself by applying and drying a metal material or by heat treatment at a low temperature. As the heat treatment temperature, for example, the titanium oxide film is preferably formed at a temperature of 200 ° C. or lower, particularly 150 ° C. or lower.
[0058]
The titanium-based treatment liquid (A-1) forms an anatase-type titanium oxide film containing some hydroxyl groups at the above temperature.
[0059]
As the titanium-based treatment liquid (A), the titanium-based treatment liquid and the titanium-based treatment liquid (A-1) using the hydrolyzable titanium compound a have performances excellent in storage stability and corrosion resistance. It is preferable to use one.
[0060]
In the titanium-based treatment liquid (A), other pigments and sols can be added and dispersed as necessary. Examples of the additive include commercially available titanium oxide sol, titanium oxide powder, mica, talc, silica, barita, clay, and the like.
[0061]
The titanium-based treatment liquid (A) can contain at least one compound selected from a phosphoric acid compound, a metal hydrofluoric acid, and a metal hydrofluoride.
[0062]
Examples of the phosphoric acid compound include phosphoric acid, strong phosphoric acid, triphosphoric acid, hypophosphoric acid, hypophosphoric acid, trimetaphosphoric acid, diphosphoric acid, diphosphoric acid, pyrophosphoric acid, pyrophosphoric acid , Monophosphoric acids such as metaphosphoric acid, metaphosphoric acid, phosphoric acid (orthophosphoric acid), and phosphoric acid derivatives and salts thereof, condensed polyphosphoric acids such as tripolyphosphoric acid, tetraphosphoric acid, hexaphosphoric acid, and condensed phosphoric acid derivatives, and these And the like. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
Moreover, as an alkali compound which forms above-mentioned salt, organic or inorganic alkali compounds, such as lithium, sodium, potassium, ammonium, are mentioned, for example.
[0063]
Furthermore, it is preferable to use a phosphate compound that is soluble in water. As phosphoric acid compounds, sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium tetraphosphate, metaphosphoric acid, ammonium metaphosphate, sodium hexametaphosphate, etc. are particularly excellent in storage stability of coating agents and rust prevention properties of coating films. It is preferable to use this because it exhibits the effect. The compound of the titanium-based treatment liquid (A) and the phosphoric acid compound has a complex structure formed by coordinating the acidic phosphoric acid group ions bonded to the phosphoric acid compound to titanium ions. it is conceivable that.
[0064]
In addition, such a reaction can be easily carried out by simply mixing the two components. For example, by leaving the mixture at room temperature (20 ° C.) for about 5 minutes to about 1 hour, the mixture can be forced. In the case of overheating, for example, it can be heated at about 30 to about 70 ° C. for about 1 minute to about 30 minutes.
[0065]
Examples of the metal hydrofluoric acid and the metal hydrofluorate include, for example, zirconium hydrofluoric acid, titanium hydrofluoric acid, silicohydrofluoric acid, zirconium fluoride, titanium fluoride, and silicon fluoride. A salt etc. can be mentioned. Examples of the salt that forms a metal hydrofluoric acid salt include sodium, potassium, lithium, and ammonium. Among them, potassium and sodium are preferable, and specific examples include potassium potassium fluoride, titanium potassium fluoride, Examples thereof include sodium silicofluoride and potassium silicofluoride.
[0066]
The phosphoric acid compound, metal hydrofluoric acid and metal hydrofluoric acid salt can be used singly or in combination of two or more. The blending ratio of the phosphoric acid compound is the same as that of the titanium-based treatment liquid (A). The amount in the range of 1 to 400 parts by weight, particularly 10 to 200 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of the solid content.
[0067]
Moreover, an aqueous organic polymer compound can be mix | blended with a titanium type processing agent as needed.
[0068]
Since the titanium-based treatment liquid becomes a stable liquid in a neutral or acidic region, a pH range of 1 to 7, particularly 1 to 5 is particularly preferable.
[0069]
For the titanium-based treatment liquid, if necessary, for example, in addition to the above-described components, thickeners, surfactants, antibacterial agents, rust preventives (tannic acid, phytic acid, benzotriazole, etc.), color pigments, Pigments such as extender pigments and rust preventive pigments can be contained.
[0070]
Further, the titanium-based treatment liquid can be used by diluting with a hydrophilic solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, or propylene glycol, if necessary.
[0071]
The material to be coated with the titanium-based treatment liquid is not limited as long as it is a metal material used for an automobile body. In particular, iron, aluminum and alloys containing these metals, and these metals and alloys Examples thereof include passenger cars, trucks, motorcycles and other vehicle bodies using these, and parts thereof.
[0072]
A treatment film can be formed by coating the titanium-based treatment liquid on the metallic article and drying it. The titanium-based treatment liquid can be applied onto the substrate by a known coating method such as immersion coating, shower coating, spray coating, electrodeposition coating, or the like. The drying conditions for the titanium-based treatment liquid are usually preferably about 2 seconds to about 30 minutes under conditions where the material maximum temperature reaches about 60 to 200 ° C.
[0073]
Moreover, as a dry film thickness of a titanium processing liquid, the range of 0.001-10 micrometers normally, especially 0.1-3 micrometers is preferable. If it is less than 0.001 μm, the performance such as corrosion resistance and water resistance is inferior. On the other hand, if it exceeds 10 μm, the treated film is cracked and chipping resistance is inferior.
[0074]
Next, an electrodeposition paint is applied on the titanium-based treatment film. As the electrodeposition paint, either a cationic electrodeposition paint or an anion electrodeposition paint can be used, but a cationic electrodeposition paint is preferred from the viewpoint of corrosion resistance.
[0075]
As the cationic electrodeposition paint, a known cationic electrodeposition paint obtained by mixing and dispersing a cationic resin composition in water can be used.
[0076]
As a cationic electrodeposition coating material, acrylic resin (including acrylic-modified epoxy resin) and polyester resin are used as a base resin from the viewpoint of weather resistance, and a curing agent component that cures with these resins is internal (bonded to the base resin) or external (bonded to the base resin). A cationic electrodeposition paint having a curable resin having a curing agent mixed) is preferred, and conventionally known amine-added epoxy resins can also be used in combination as other resins in terms of corrosion resistance.
[0077]
Acrylic resin cationic electrodeposition paint:
The acrylic resin used as the base resin for the paint is obtained by radical copolymerization reaction of a hydroxyl group-containing (meth) acryl monomer, an amino group-containing (meth) acryl monomer, and, if necessary, other radical copolymerizable monomers. The radical copolymerization reaction can be performed by a conventionally known method, for example, a solution polymerization method.
[0078]
Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and caprolactone. (For example, Plaxel FA-2, FM-3, etc. are trade names made by Daicel Corporation.) These can be used alone or in combination of two or more.
[0079]
Examples of amino group-containing (meth) acrylic monomers include N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, Examples thereof include N-di-t-butylaminoethyl (meth) acrylate and N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide.
[0080]
Further, in addition to the amino group-containing monomer for water solubilization, it is also possible to use those obtained by ring-opening copolymerization of glycidyl (meth) acrylate and adding an active hydrogen-containing amine compound at the terminal.
[0081]
Examples of other monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t- Examples include butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, and the like.
[0082]
Examples of active hydrogen-containing amine compounds include primary mono- and polyamines, secondary mono- and polyamines, or primary and secondary mixed polyamines, secondary mono- and polyamines having ketimized primary amino groups, and ketiminated Examples thereof include hydroxy compounds having a primary amino group. Specifically, diethylamine, diethanolamine, ketiminates of diethyltriamine, and the like are preferably used.
[0083]
The hydroxyl value of the acrylic resin is usually in the range of 10 to 300 mgKOH / g, preferably 20 to 200 mgKOH / g, and the number average molecular weight is in the range of 2,000 to 100,000, preferably 3,000 to 50. Within the range of 1,000.
[0084]
The acrylic-modified epoxy resin is, for example, an α, β-ethylenically unsaturated group-containing epoxy resin obtained by reacting an epoxy resin component with an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, a hydroxyl group-containing acrylic monomer, If necessary, other monomers can be reacted by a conventionally known radical copolymerization method, and then the resulting copolymer can be reacted with an amine compound.
[0085]
As another method, an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, a hydroxyl group-containing acrylic monomer, and, if necessary, a carboxyl group-containing acrylic resin obtained by copolymerization with another monomer and an epoxy resin are reacted, It can be obtained by a method of reacting an amine compound.
[0086]
Moreover, as a hardening | curing agent, a non-yellowing type block polyisocyanate compound is preferable. Specifically, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate, lysine diisocyanate, etc .; in excess of these polyisocyanate compounds, Terminal isocyanate-containing compounds obtained by reacting low-molecular active hydrogen-containing compounds such as water, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, hexanetriol, castor oil; burette-type adducts of these polyisocyanate compounds, isocyanuric rings Type adducts, etc. It is also possible to use one of these curing agents as a so-called internal curing agent in which one of these curing agents is bonded to a base resin. It can be used as an external curing agent present in a mixture with a base resin.
[0087]
In addition, as the blocking agent, for example, phenol, lactam, active methylene, alcohol, mercaptan, acid amide, imide, amine, imidazole, urea, carbamate ester, imine, Oxime-based or sulfite-based blocking agents can be used. Among these, lactam-based, alcohol-based and oxime-based blocking agents are particularly preferably used.
[0088]
The component ratio of the base resin and the curing agent is usually in the range of 30 to 100 parts by weight, preferably 40 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin component.
[0089]
Polyester resin cationic electrodeposition paint:
As the polyester resin used as the base resin for the paint, those having a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group and a cationic group can be used.
[0090]
Examples of the polyester resin include those obtained by reacting a polyhydric alcohol and a polybasic acid.
[0091]
The polyhydric alcohol is a compound having two or more alcoholic hydroxyl groups in one molecule. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, 1,6-hexanediol, pentanediol, 2,2-dimethylpropane Examples include diol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like. A polybasic acid is a compound having two or more carboxyl groups in one molecule. For example, phthalic acid, isophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, maleic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, Examples include merit acid, pyromellitic acid, and anhydrides thereof. Furthermore, in the esterification reaction of these polyhydric alcohols and polybasic acids, monobasic alcohols as part of the alcohol component, monobasic acids such as benzoic acid and t-butylbenzoic acid as part of the acid component, as necessary Acids can be used. Polyester resins also include polyester resins modified with oil components such as castor oil, tung oil, safflower oil, soybean oil, linseed oil, tall oil, coconut oil, or fatty acids thereof.
[0092]
As the basic group, one obtained by reacting an epoxy compound such as glycidol with a carboxyl group of a polyester resin and then adding the active hydrogen-containing amine compound can be used.
These polyester resins can have a number average molecular weight generally in the range of 500 to 10,000.
[0093]
The polyester resin can have a hydroxyl value in the range of 10 to 300 mgKOH / g, preferably 20 to 200 mgKOH / g.
[0094]
Moreover, as a hardening | curing agent, the same block polyisocyanate etc. as the above-mentioned acrylic resin cation electrodeposition coating material can be used.
[0095]
The component ratio of the base resin and the curing agent is usually in the range of 30 to 100 parts by weight, preferably 40 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin component.
[0096]
Each of the above cationic electrodeposition paints can be colored with an organic or inorganic color pigment. As these coloring pigments, conventionally known pigments can be used without particular limitation. Specifically, for example, white pigments such as titanium white, zinc white, lithopone, zinc sulfide, and antimony white, black pigments such as carbon black, acetylene black, lamp black, graphite, iron black, and aniline black, ocher, and yellow oxidation Yellow pigments such as iron, naphthol yellow and hansa yellow, orange pigments such as chrome orange and permanent orange, brown pigments such as iron oxide and amber, red pigments such as Bengala, permanent red and quinacridone red pigments, fast violet, methyl violet lake Purple pigments such as ultramarine pigments, blue pigments such as ultramarine blue, bituminous blue, cobalt blue, phthalocyanine blue and phthalocyanine blue, and green pigments such as phthalocyanine green. The blending ratio of the pigment varies depending on the coating color, so it is desirable to set it within the optimum range as appropriate.
[0097]
Cationic electrodeposition paints can be produced by a conventionally known method, and in addition to the above components, a surfactant, a surface conditioner, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer and other additives are blended as necessary. can do.
[0098]
The cationic electrodeposition coating is adjusted so that the solid content concentration is about 5 to 25% by weight and the pH is in the range of 5 to 8.
[0099]
Acrylic resin anion electrodeposition paint:
The acrylic resin used as the base resin of the paint is obtained by radical copolymerization reaction of a hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer, α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, and if necessary, other radical copolymerizable monomers. The radical copolymerization reaction can be performed by a conventionally known method, for example, a solution polymerization method. Examples of the α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid and maleic acid. Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer and other radical copolymerizable monomers are the same as described above.
[0100]
The acrylic resin usually has a hydroxyl value in the range of 10 to 300 mgKOH / g, preferably 20 to 200 mgKOH / g, an acid value in the range of 20 to 200 mgKOH / g, preferably 30 to 100 mgKOH / g, and the number average molecular weight is 2 In the range of 1,000 to 100,000, preferably in the range of 3,000 to 50,000.
[0101]
As the curing agent, for example, the above-described block polyisocyanate, melamine resin, urea resin, or the like can be used.
[0102]
The component ratio of the base resin and the curing agent is usually in the range of 30 to 100 parts by weight, preferably 40 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin component.
[0103]
Polyester resin anion electrodeposition paint:
As the polyester resin used as the base resin for the paint, those having a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group can be used.
[0104]
Examples of the polyester resin include those obtained by reacting the same polyhydric alcohol and polybasic acid as described above. Moreover, the above-mentioned monohydric alcohol or monobasic acid can be reacted as necessary.
[0105]
The polyester resin usually has a hydroxyl value in the range of 10 to 300 mgKOH / g, preferably 20 to 200 mgKOH / g, an acid value in the range of 20 to 200 mgKOH / g, preferably 30 to 100 mgKOH / g, and the number average molecular weight is 500. Within the range of 10,000 to 10,000 is appropriate.
[0106]
As the curing agent, for example, the above-described block polyisocyanate, melamine resin, urea resin, or the like can be used.
[0107]
The component ratio of the base resin and the curing agent is usually in the range of 30 to 100 parts by weight, preferably 40 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin component.
[0108]
Each of the anionic electrodeposition paints described above can be colored with an organic or inorganic color pigment described in the cationic electrodeposition paint.
[0109]
Anionic electrodeposition coatings can be produced by a conventionally known method, and in addition to the above components, a surfactant, a surface conditioner, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer and other additives are blended as necessary. can do.
[0110]
The anionic electrodeposition coating is adjusted so that the solid content concentration is about 5 to 25% by weight and the pH is in the range of 7 to 10.
[0111]
Using the above-described cationic electrodeposition coating or anion electrodeposition coating, the surface of the metallic material treated with the above-mentioned titanium-based treatment liquid is subjected to cationic electrodeposition coating or anion electrodeposition coating.
[0112]
The cation or anion electrodeposition coating method can be performed by a conventionally known method. Specifically, for example, the bath temperature is 15 to 35 ° C. (preferably 20 to 30 ° C.), voltage: 100 to 400 V (preferably 200 to 300 V), energization time: 30 seconds to 10 minutes, polar area ratio ( A / C) = 8/1 to 1/8, electrode distance 10 to 200 cm, electrodeposition in a stirred state is desirable.
[0113]
The film thickness of the electrodeposition coating film by the electrodeposition paint may be appropriately selected according to the intended performance, but is preferably in the range of 5 to 60 μm, preferably 10 to 40 μm.
[0114]
After electrodeposition coating, in order to remove the extra electrodeposition paint, ultrafiltration filtrate (UF filtrate), RO permeated water, industrial water, pure water, etc., leave the electrodeposition paint on the surface of the paint. If necessary, it can be washed with water.
[0115]
The electrodeposition coating is baked at a coating surface temperature of 110 ° C. to 200 ° C., preferably 140 ° C. to 180 ° C. for 10 minutes to 180 minutes, preferably 20 minutes to 50 minutes. it can.
[0116]
Invention 2:
In the present invention 2, the electrodeposition coating film formed by the method of the present invention 1 or the electrodeposition coating film in the present invention 1 is not baked, that is, the glitter pigment is applied to the surface of the uncured electrodeposition coating film. This is a method for forming a multilayer coating film by painting and baking a colored clear paint to be contained.
[0117]
As a method for applying the colored clear paint on the surface of the above-mentioned uncured electrodeposition coating film, the electrodeposition-coated object is pulled up from the electrodeposition bath, and then set at room temperature or 40 to 110 ° C. Then, after preheating for 10 minutes to 180 minutes, a colored clear paint can be applied (2C1B).
[0118]
Colored clear paint:
As the colored clear paint, a curable paint such as an organic solvent-type paint, a water-based paint, and a powder paint can be used as long as the weather-resistant clear paint.
[0119]
As the resin used in the paint, various resins such as acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, silicone resin, and fluororesin can be used. It may be cured by actinic rays such as lines.
[0120]
As the colored clear paint, those used as a top clear paint for automobiles are preferably used, and among them, melamine curable acrylic resin paint, acid curable acrylic resin paint, polyisocyanate curable acrylic resin paint are particularly suitable. Yes. As the acrylic resin used in the melamine curable acrylic resin coating or the polyisocyanate curable acrylic resin coating, for example, the same hydroxyl group-containing acrylic resin as described in the acrylic resin anion electrodeposition coating can be used. As the polyisocyanate compound used in the polyisocyanate curable acrylic resin coating, a non-yellowing type block polyisocyanate compound described in the acrylic resin cationic electrodeposition coating can be used.
[0121]
Examples of the acid curable acrylic resin paint include epoxy group-containing unsaturated monomers (glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, vinylcyclohexene monooxide, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, etc.) and the above. A radical copolymer with other radically polymerizable monomer can be used. Examples of the acid curing agent include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, methylcyclohexanetricarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, hexahydrophthalic acid, hymic acid, succinic acid, methylglutar Examples thereof include acids, pimelic acid, malonic acid, anhydrides thereof, and modified products thereof.
[0122]
In addition, the colored clear paint is a so-called bright pigment such as a metallic pigment or a pearl pigment, such as aluminum flakes, vapor-deposited aluminum thin film, aluminum oxide flakes, mica flakes, titanium oxide-coated mica flakes, iron oxide-coated mica flakes for design. Contains a functional pigment. The addition amount is preferably such that the colored cationic electrodeposition coating film as a base can be seen through, and 0.001 to 5 parts by weight, preferably 0.01 to 2 parts per 100 parts by weight of the total solid content of the colored clear paint. Part by weight, more preferably in the range of 0.02 to 1 part by weight.
[0123]
The above-mentioned colored clear paint containing a luster pigment is applied to the surface of a colored cationic electrodeposition coating film, thereby producing an interference color in the reflected light from the coating film and obtaining an unprecedented novel design. It is done.
[0124]
For example, it is possible to impart a three-dimensional design that has a three-dimensional appearance such as a rainbow color depending on the direction of viewing, such as a glossy feeling or a glittering feeling, or a pearl surface. In particular, a variety of light effects such as fenders, doors, and hoods on the car body produce vivid rainbow colors and unprecedented new design.
[0125]
The colored clear paint is prepared by mixing and dispersing a resin composition and a metallic pigment, and / or a pearl pigment, and an ultraviolet absorber or additive in water or an organic solvent, and has a solid content of 20 to 20 at the time of painting. The viscosity is preferably 60% by weight, preferably 25 to 50% by weight, and the viscosity is adjusted to 10 to 30 seconds / forward cup # 4/20 ° C.
[0126]
The colored clear paint should be applied to the cured or uncured coating surface of the colored electrodeposition paint so that the film thickness is, for example, 15 μm or more, 20 to 70 μm by air spray, airless spray or electrostatic coating. Is preferable, and a multilayer coating film is formed by heating and curing at 80 to 170 ° C. for 10 to 40 minutes.
[0127]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, the following effects are exhibited.
[0128]
(1) Since a conventional phosphating treatment solution is not used as the metal surface treatment solution, no sludge is generated by the phosphoric acid compound, so there is no need to treat this sludge as industrial waste and the environment. Excellent in measures and disposal costs.
[0129]
(2) Even if the titanium-based treatment liquid is mixed into the electrodeposition paint bath, which is the next step, there is no risk of adversely affecting the electrodeposition paint or electrodeposition paint. A coating film can be formed.
[0130]
(3) By coating the surface of the electrodeposition coating with a colored clear paint containing a luster pigment to form a multilayer coating, the three-dimensional luster and glitter, and the pearl surface Depending on the viewing direction, it is possible to impart a three-dimensional design with various colors such as rainbow. In particular, a novel design that is not found in the prior art can be obtained depending on the angle of light that strikes parts such as a horizontal part, a vertical part, and a curved surface part of an automobile body such as a hood, a door, and a fender.
[0131]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
The present invention is not limited thereby. “Parts” and “%” indicate “parts by weight” and “% by weight”.
[0132]
Production example of titanium-based treatment liquid
Production Example 1
Ammonia water (1: 9) was added dropwise to a solution in which 5 cc of a titanium tetrachloride 60% solution was made 500 cc with distilled water to precipitate titanium hydroxide. After washing with distilled water, 10 cc of a 30% hydrogen peroxide solution was added and mixed to obtain a titanium-based aqueous liquid (A1) containing titanium and having a yellow translucent viscous solid content of 2%.
[0133]
Production Example 2
A mixture of 10 parts of tetraiso-propoxytitanium and 10 parts of iso-propanol was added dropwise to a mixture of 10 parts of 30% hydrogen peroxide and 100 parts of deionized water with stirring at 20 ° C. over 1 hour. Thereafter, aging was carried out at 25 ° C. for 2 hours to obtain a yellow transparent slightly viscous titanium-based aqueous liquid (A2) having a solid content of 2%.
[0134]
Production Example 3
A titanium-based aqueous liquid (A3) having a solid content of 2% was obtained under the same production conditions using tetra-n-butoxytitanium instead of tetraiso-propoxytitanium in the production example of the titanium-based aqueous liquid (A2).
[0135]
Production Example 4
Using a tetraiso-propoxytitanium trimer instead of tetraiso-propoxytitanium in the production example of the titanium-based aqueous liquid (A2), a titanium-based aqueous liquid (A4) having a solid content of 2% was prepared under the same production conditions. Obtained.
[0136]
Production Example 5
In the production example of the titanium-based aqueous liquid (A2), 3 times the amount of hydrogen peroxide solution was added dropwise at 50 ° C. over 1 hour, and further aged at 60 ° C. for 3 hours to obtain a titanium-based aqueous liquid (A5) having a solid content of 2%. Obtained.
[0137]
Production Example 6
The titanium-based aqueous solution (A3) was heat-treated at 95 ° C. for 6 hours to obtain a white-yellow translucent titanium-based aqueous liquid (A6) having a solid content of 2%.
[0138]
Production Example 7
A mixture of 10 parts of tetraiso-propoxytitanium and 10 parts of iso-propanol, 5 parts (solid content) of TKS-203 (manufactured by Teika Co., Ltd.), 10 parts of 30% hydrogen peroxide water, deionized water The mixture was added dropwise to 100 parts of the mixture with stirring at 10 ° C. over 1 hour. Thereafter, the mixture was aged at 10 ° C. for 24 hours to obtain a titanium-based aqueous liquid (A7) having a solid content of 2%, which was yellow and slightly viscous.
[0139]
Production example of cationic electrodeposition paint
Production example of pigment paste A for cationic electrodeposition
After blending 5.88 parts of a tertiary amine-acid neutralized dispersion resin with a solid content of 85% (solid content of 5 parts) and 2.7 parts of 10% acetic acid, 25.8 parts of deionized water was further added and mixed and stirred. did.
Next, 20 parts of titanium white, 16.1 parts of water, 2 parts of bismuth oxide and 1 part of organic tin were blended therein and dispersed for 20 hours in a ball mill to obtain 50% pigment paste A.
[0140]
Cationic power
Production examples of pigment pastes B to D
Pigment pastes B to D were prepared with the blending contents shown in Table 1 in the same manner as for pigment paste A.
[0141]
Table 1
[0142]
[Table 1]
Figure 0003756809
[0143]
Example of production of acrylic resin for cationic electrodeposition coating
246 parts of propylene glycol monomethyl ether was charged into a 2 liter four-necked flask, purged with nitrogen, and kept at 110 ° C.
In this, the mixture shown below was dripped over 3 hours.
25 parts of styrene
18 parts of methyl methacrylate
n-butyl acrylate 6 parts
12 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate
PLACCEL FM-3 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries) 24 parts
15 parts of dimethylaminoethyl methacrylate
Azobisisobutylnitrile 3 parts
One hour after the completion of dropping, a solution prepared by dissolving 8 parts of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) in 56 parts of propylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, this was further maintained at 110 ° C. for 1 hour, and then methyl isobutyl ketone was added to obtain an acrylic resin having a solid content of 75%.
[0144]
Examples of production of curing agents for cationic electrodeposition coatings
50 parts of isophorone diisocyanate (IPDI) was added dropwise to 40 parts of methyl ketoxime at 40 to 60 ° C., and then heated at 80 ° C. for 1 hour to obtain a curing agent for cationic electrodeposition paint having a solid content of 90%.
[0145]
Production example of emulsion for cationic electrodeposition
93.3 parts (solid content 70 parts) of 75% acrylic resin obtained in the above production example, 33.3 parts (solid content 30 parts) of a curing agent for cationic electrodeposition coating, 2.5 parts of liquid organic tin (1 part of solid content) After adding 8.2 parts of 10% formic acid and stirring uniformly, 178.3 parts of deionized water was added dropwise over about 15 minutes with vigorous stirring to obtain a solid content of 32.0%. A cationic electrowear emulsion was obtained.
[0146]
Cationic electrodeposition paint no. Example 1
The prepared 32% cationic electrodeposition emulsion 315.6 parts (solid content 101 parts), 55% pigment paste A 70 parts (38.5 parts), and 311.9 parts pure water were added, and the cation was 20% solids. Electrodeposition paint No. 1 was obtained.
[0147]
Cationic electrodeposition paint no. 2-No. Example 4
In combination as shown in Table 2, the cationic electrodeposition paint No. 2-No. 4 was created.
[0148]
Table 2
[0149]
[Table 2]
Figure 0003756809
[0150]
Anion electrodeposition paint No 1 Example of manufacturing
70 parts (solid content) of an acrylic resin aqueous solution for colored clear paint used in the colored clear paint described below, 30 parts of pigment paste (70 parts (solid content) of an acrylic resin aqueous solution for colored clear paint, and 20 parts of titanium white pigment) Dispersion) 50 parts (solid content), 40 parts (solid content) of a melamine resin aqueous dispersion for colored clear paint described below were blended, and the solid content was adjusted to 20% with deionized water.
[0151]
Production example of colored clear paint
Production example of acrylic resin aqueous solution for colored clear paint
In butyl cellosolve maintained at 115 ° C., 16.7 parts of n-butyl acrylate, 15 parts of methyl methacrylate, 30 parts of styrene, 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 12 parts of hydroxylethyl methacrylate, 6.3 parts of acrylic acid and azo 1 part of isobutyronitrile was added and the polymerization reaction was carried out under normal conditions. The resulting acrylic resin had an acid value of 50 mgKOH / g, a hydroxyl value of 50 mgKOH / g, and a number average molecular weight of 45,000. Subsequently, the carboxyl group of this acrylic resin was neutralized with dimethylaminoethanol in an equivalent amount to obtain an acrylic resin aqueous solution having a solid content of 55%.
[0152]
Example of manufacturing melamine resin aqueous dispersion for colored clear paint
Melamine 126 parts, 80% paraformaldehyde (manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals) 225 parts, n-butanol 592 parts in a 2 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer and reflux condenser, 10% caustic soda After adjusting to pH 9.5-10.0 with aqueous solution, it was made to react at 80 degreeC for 1 hour. Thereafter, 888 parts of n-butanol was added, the pH was adjusted to 5.5 to 6.0 with a 5% sulfuric acid solution, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, neutralize with 20% aqueous caustic soda solution to pH 7.0-7.5, concentrate n-butanol under reduced pressure at 60-70 ° C., and filter to form a hydrophobic melamine resin having a solid content of 27% by weight. Obtained. Nonvolatile content 80%, solvent dilution ratio of water / methanol mixed solvent (weight ratio 35/65) 3.6%, weight average molecular weight 800.
[0153]
This melamine resin is placed in a stirring vessel so that the solid content is 25 parts, and an acrylic resin aqueous solution (50% resin aqueous solution consisting of n-butyl acrylate, methyl methacrylate, styrene, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylic acid) 20 parts, and gradually adding 80 parts of deionized water while stirring with a disperser having a rotational speed of 1000 to 1500 revolutions, and then stirring for another 30 minutes to disperse the water in a 27% solid content melamine resin aqueous dispersion Got.
[0154]
Colored clear paint no. Example 1
163 parts of the acrylic resin aqueous dispersion
131 parts of the melamine resin aqueous dispersion
AQUAZOLE ASE-60 (Note 1) 3 parts
Tinuvin 900 (Note 2) 1 part
Dimethylaminoethanol 0.3 parts
171 parts of deionized water
Aluminum paste 891K (Note 3) 0.5 part
The above mixture was adjusted to a viscosity of 30 seconds (Ford Cup # 4/20 ° C.) with deionized water, and an aqueous clear paint No. 4 having a solid content of 40%. 1 was obtained.
[0155]
Example of manufacturing paste for pearl mica
0.5 parts of pearl mica
1.6 parts of phosphoric acid group-containing acrylic resin
16 parts of cellosolve solvent
After mixing the above components with a disper, 6 parts of the acrylic resin aqueous dispersion was added and further stirred with a disper to obtain a paste for pearl mica.
[0156]
Colored clear paint no. Example 2
24.1 parts of the pearl mica paste
162 parts of the acrylic resin aqueous dispersion
131 parts of the melamine resin aqueous dispersion
AQUAZOLE ASE-60 (Note 1) 3 parts
Tinuvin 900 (Note 2) 1 part
Dimethylaminoethanol 0.3 parts
147 parts deionized water
The above mixture was adjusted to a viscosity of 30 seconds (Ford Cup # 4/20 ° C.) with deionized water, and an aqueous clear paint No. 4 having a solid content of 40%. 2 was obtained.
(Note 1) Aquasol ASE-60: trade name, thickener manufactured by Rohm and Haas.
(Note 2) Tinuvin 900: Ciba Geigy, trade name, UV absorber.
(Note 3) Alpaste 891K: manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., aluminum content 72%.
(Note 4) Pearl mica white: iron oxide-coated mica, manufactured by Mark, thickness 0.2 to 0.5 μm.
[0157]
Examples and Comparative Examples
Example 1
The titanium-based treatment liquid was applied to an aluminum plate with a bar coater so that the dry film thickness was 0.3 μm, and baked and dried for 3 seconds at a maximum material temperature of 100 ° C. to form a treatment film.
[0158]
Then, cationic electrodeposition paint No. 1 was applied using an electrodeposition coating plate having a dry film thickness of 20 μm, washed with water, and baked at 150 ° C. for 20 minutes.
[0159]
On the coating film, considering the environmental problems, the water-based colored clear paint No. obtained in the production example was used. 1 was coated to a film thickness of 40 μm and baked and dried at 140 ° C. for 20 minutes to obtain a multilayer coating film of Example 1.
[0160]
Examples 2-9
Using the titanium-based treatment liquid listed in Table 3, coating films of Examples 2 to 9 were formed in the same manner as in Example 1.
[0161]
Example 10
In Example 1, the cationic electrodeposition paint No. 1 instead of anionic electrodeposition paint No. 1 A coating film of Example 10 was formed in the same manner as in Example 1 except that 1 was used.
[0162]
Examples 11-13
The coating films of Examples 11 to 13 were formed in the same manner as in Example 1 except that the cationic electrodeposition paint and colored clear paint described in Table 3 were used.
[0163]
Example 14
In Example 11, the cationic electrodeposition paint No. 1 instead of anionic electrodeposition paint No. 1 A coating film of Example 14 was formed in the same manner as Example 11 except that 1 was used.
[0164]
Examples 15 and 16
The titanium-based treatment liquid was applied to an aluminum plate with a bar coater so that the dry film thickness was 0.3 μm, and baked and dried for 3 seconds at a maximum material temperature of 100 ° C. to form a treatment film.
[0165]
Then, cationic electrodeposition paint No. No. 1 or anion electrodeposition paint No. 1 was applied using an electrodeposition coating plate having a dry film thickness of 20 μm, washed with water, and baked at 150 ° C. for 20 minutes.
[0166]
Example 17
The titanium-based treatment liquid was applied to an aluminum plate with a bar coater so that the dry film thickness was 0.3 μm, and baked and dried for 3 seconds at a maximum material temperature of 100 ° C. to form a treatment film.
[0167]
Then, cationic electrodeposition paint No. No. 1 was coated with an electrodeposition coated plate having a dry film thickness of 20 μm, washed with water, and allowed to stand at 20 ° C. for 30 minutes.
[0168]
An aqueous colored clear paint No. obtained in the production example on the coating film. 2 was coated to a film thickness of 40 μm and baked and dried at 140 ° C. for 20 minutes to obtain a multilayer coating film of Example 17.
[0169]
Test results
The performance results of the coating films obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 8 are shown in Tables 3 and 4.
Table 3
[0170]
[Table 3]
Figure 0003756809
[0171]
Table 4
[0172]
[Table 4]
Figure 0003756809
[0173]
(Note 5) Luga Bake Clear: Product name, acrylic resin / amino resin organic solvent type clear paint manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.
[0174]
(Note 6) Weather resistance: Cross-cut with a cutter blade on the surface of a test plate that was subjected to an accelerated weather resistance test using a sunshine carbon arc lamp type as defined in JIS K-5400 9.8.1 until the irradiation time reached 1000 hours. The adhesion test was conducted with cellophane tape. ○: Good without problems. (Triangle | delta): A part of crosscut part peels off. X: The coating film is peeled off entirely.
[0175]
(Note 7) Brightness: The appearance of the multilayer coating film was visually evaluated. A: The painted surface has a three-dimensional depth feeling and three-dimensional feeling that is quite metallic or pearly. ○: The paint surface has a metallic or pearly three-dimensional depth and three-dimensional effect. (Triangle | delta): Three-dimensional depth feeling and three-dimensional feeling of metallic tone or pearl tone are hardly seen on the coating surface. X: There is no metallic-like or pearl-like three-dimensional depth feeling and three-dimensional feeling on the coating surface.
(Note 8) 60 ° gloss: 60 ° specular reflectance (%)
(Note 9) Adhesiveness: After dipping the coated plate in warm water at 40 ° C for 10 days, use a knife on the coating surface to make 11 cuts of about 2mm in width and width, and 24mm on the surface. A cellophane adhesive tape having a width was brought into close contact, and the adhesiveness of the gobang eyes when strongly peeled was evaluated according to the following criteria. ○: No peeling at all, Δ: Some peeling, x: Significant peeling
(Note 10) Corrosion resistance: A cross cut reaching the base is put on the painted plate, and after performing a 720 hour salt spray test according to JISZ-2371, it is washed with water, and rust, swelling, etc. of the general part are as follows. While evaluating, the maximum peeling width (one side) of the crosscut part when the cellophane adhesive tape was made to adhere to the crosscut part and it peeled off instantaneously was described. ○: No rust or swelling is observed on the coated surface, Δ: Slight rust or swelling is observed on the coated surface, ×: Significant rust or swelling is observed on the coated surface.
(Note 11) End face coverage: A test plate was prepared by electrodeposition coating on a steel plate having an edge angle of 45 ° under a condition that the cured film thickness of the flat part was 20 μm and curing under a predetermined baking condition. It set to the salt spray apparatus so that the edge part of a test board might become perpendicular | vertical, and the corrosion resistance of the edge part after 168 hours was evaluated by the JIS-Z-2371 salt water humum test. ◎: No rust generated, ○: Slightly generated rust, ×: Extremely rust generated

Claims (5)

加水分解性チタン化合物、加水分解性チタン化合物低縮合物、水酸化チタン及び水酸化チタン低縮合物から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物と過酸化水素水とを反応させて得られるチタンを含むチタン系処理液で処理したアルミニウム材又は鋼材の金属性素材表面にアクリル系着色電着塗料又はポリエステル系着色電着塗料を塗装することを特徴とする電着塗装方法。 Titanium containing titanium obtained by reacting at least one titanium compound selected from hydrolyzable titanium compounds, hydrolyzable titanium compound low condensates, titanium hydroxide and titanium hydroxide low condensates with hydrogen peroxide water An electrodeposition coating method comprising coating an acrylic colored electrodeposition paint or a polyester colored electrodeposition paint on the surface of a metallic material of an aluminum material or a steel material treated with a system treatment liquid. 金属性素材が、自動車車体又は自動車用部材であることを特徴とする請求項1に記載の電着塗装方法。The electrodeposition coating method according to claim 1 , wherein the metallic material is an automobile body or an automobile member. 電着塗料が、アニオン系電着塗料であることを特徴とする請求項1に記載の電着塗装方法。 The electrodeposition coating method according to claim 1, wherein the electrodeposition paint is an anionic electrodeposition paint. 電着塗料が、カチオン系電着塗料であることを特徴とする請求項1に記載の電着塗装方法。 The electrodeposition coating method according to claim 1, wherein the electrodeposition paint is a cationic electrodeposition paint. 請求項1乃至の何れか1項に記載の方法で形成された電着塗膜の表面に、光輝性顔料を含有する着色クリア塗料を塗装することを特徴とする複層塗膜形成方法。A method for forming a multilayer coating film, comprising: coating a surface of the electrodeposition coating film formed by the method according to any one of claims 1 to 4 with a colored clear paint containing a bright pigment.
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