JP5513109B2 - 電着塗料組成物及び電着方法 - Google Patents

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Description

本発明はサスペンジョン型電着塗料組成物及び該電着塗料組成物の電着方法に関する
従来、ポリイミドの電着による塗装方法はポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を溶解した有機極性溶媒に、貧溶媒及び水を添加した水分散系電着液を用いて電着した後、電着膜を240〜260℃に加熱してイミド膜とする方法が知られている(特許文献1〜3)。ポリアミック酸の電着用水分散液は、ポリアミド酸が容易に分解するために保存安定性が悪く、更には電着した塗膜は、イミド化するために高温処理をする必要がある。また、特許文献4のようにポリアミック酸を直接イミド化させたポリイミドにカルボン酸を導入させることにより電着可能にする方法がある。しかしながら、電着膜の剥がれや割れの生じにくさについては必ずしも満足することができない。また、溶剤可溶のポリイミドと親水性ポリマーを同一粒子内に含む電着塗料組成物が特許文献5に記載されており、ジアミン成分としてジアミノオルガノシロキサンを用いることも記載されているが、やはり被電着膜の剥がれや割れの生じにくさについては満足することができない。さらに、特許文献6には、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物が記載されているが、これは電着組成物ではなく、また、ポリアミック酸を用いているので、上記した不安定さの問題及び高温処理を必要とする問題がある。そこで、このような先行技術の問題点を解消し、優れた耐熱性を有するとともに、被電着物上に剥がれや割れが生じにくく信頼性の高い、高絶縁性電着膜を形成できる電着塗料組成物及びそれを用いた電着方法を本出願人は既に提案した(特許文献7)。しかしながら、当該電着塗料組成物は数種類の溶剤の混合系からなるため、溶剤の配合比率の若干の変動によって電着塗料としての挙動が大きく変化し、温度や蒸気量等の使用環境面での制約が大きく、また、電着塗装後の膜性状が均一になりにくいという欠点がある。また、電着速度が遅いために電着効率が低く、また、十分に大きな厚みの電着膜を得ることができない欠点がある。
特開昭49−52252号公報 特開昭52−32943号公報 特開昭63−111199号公報 特開平9−104839号公報 特開2000−178481号公報 特開2003−213129号公報 特開2005−162954号公報 国際公開公報WO99/19771 米国特許第5,502,143号公報
上記事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、優れた耐熱性を有し、被電着物に対する剥がれや割れが生じにくく、しかも、膜性状の均一性に優れる高絶縁電着膜を効率良く形成できる電着塗料組成物及び該電着塗料組成物の電着方法を提供することである。
また、優れた耐熱性を有し、被電着物に対する剥がれや割れが生じにくく、しかも、十分に大きな厚み(好適には20μm以上)を有する高絶縁電着膜を効率良く形成することができる電着塗料組成物及び該電着塗料組成物の電着方法を提供することである。
本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドとともに使用する溶媒組成及び塗料化の際の温度条件等を工夫することで、前記ブロック共重合ポリイミドが比較的大きな粒径の析出粒子として分散したサスペンジョン型塗料となり、こうして得られた塗料は電着速度が速く、短時間で膜性状の均一性が高い電着被膜を形成できること、また、従来では困難なレベルまで厚膜化した電着被膜を形成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドを樹脂成分として含有する、サスペンジョン型電着塗料組成物。
(2)前記ブロック共重合ポリイミドが、ジアミン成分の一つとして、分子骨格中にシロキサン結合を有するジアミンを含む上記(1)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(3)前記分子骨格中にシロキサン結合を有するジアミンが、ビス(4−アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、及び下記の一般式(I)で表される化合物よりなる群から選ばれる1種又は2種以上である、上記(2)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
Figure 0005513109
(式中、4つのRは、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基又は1個乃至3個のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されたフェニル基を表し、l及びmはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、nは1〜20の整数を表す)。
(4)前記一般式()中の4つのRが、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、フェニル基、又は1個乃至3個の炭素数1〜6のアルキル基若しくは炭素数1〜6のアルコキシル基で置換されたフェニル基を表す上記(3)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(5)前記アニオン性基が、カルボキシル基若しくはその塩、及び/又は、スルホン酸基若しくはその塩である上記(1)〜(4)のいずれかに記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(6)前記ブロック共重合ポリイミドが、ジアミン成分の1つとして、芳香族ジアミノカルボン酸を含む上記(5)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(7)全ジアミン成分中、前記分子骨格中にシロキサン結合を有するジアミンの割合が5〜90モル%、前記芳香族ジアミノカルボン酸の割合が10〜70モル%(ただし、両者の合計は100モル%以下であり、第3のジアミン成分を含んでいてもよい)である上記(6)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(8)前記ブロック共重合ポリイミド、塩基性化合物、水溶性極性溶媒、水及び前記ブロック共重合ポリイミドの貧溶媒を含む組成物であって、
水溶性極性溶媒の含有比率が25〜60重量%、水の含有比率が10〜30重量%、貧溶媒の含有比率が10〜40重量%であり、かつ、塩基性化合物を、前記ブロック共重合ポリイミド中の酸基の中和に必要な理論量の30〜200%含有し、
当該組成物中のブロック共重合ポリイミドの濃度が1〜15重量%である、上記(1)〜(7)のいずれかに記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(9)前記ブロック共重合ポリイミドの貧溶媒がアルコキシ置換脂肪族アルコールである上記(8)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(10)前記塩基性化合物が塩基性含窒素化合物である上記(8)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(11)前記塩基性含窒素化合物が含窒素複素環式化合物である上記(10)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(12)上記(1)〜(11)のいずれか1つに記載の電着塗料組成物中に、少なくとも表面が導電性の部材からなる被電着物を浸漬し、該被電着物を陽極として電流を通じて該被電着物上にポリイミド塗膜を成長させることを含む、アニオン型電着方法。
(13)サスペンジョン中に分散されているブロック共重合ポリイミドの粒子径が平均0.5〜5μm、粒子径の標準偏差が0.3〜3μmで分散されている上記(8)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(14)φ1.0mm、長さ20cmの銅線を使用して電着を行うと、1クーロン当たり15〜250μmのポリイミド皮膜を形成することができる上記(8)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
(15)固有対数粘度が5〜100mPasである上記(8)記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
本発明のサスペンジョン型電着塗料組成物(以下、単に「電着塗料組成物」ともいう)によれば、例えば、自動車部品、家電製品、電気及び電子材料、建材等の種々の技術分野における耐熱保護と絶縁保護が要求される部材(被電着物)の表面に対して、高い伸び率を有し、密着性及び性状均一性に優れる、高耐熱性の高絶縁被膜を短時間で形成することができる。従って、かかる本発明の電着塗料組成物を使用することで、十分な耐熱及び絶縁保護が図れた絶縁部材(部品)を効率良く製造することができる。
また、本発明のサスペンジョン型電着塗料組成物によれば、極めて大きな厚み(例えば、厚みが30μm以上)の電着膜を形成することができるため、耐熱及び絶縁保護だけでなく、外傷保護が図られた絶縁部材(部品)を簡単に製造することができる。
以下、本発明を好適な実施形態に即して説明する。
本発明の電着塗料組成物は、分子骨格(すなわちポリイミドの主鎖)中にシロキサン結合(−Si−O−)を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドを樹脂成分として含有する。
ここで、「ブロック共重合ポリイミド」とは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを加熱してイミドオリゴマーを生成させ(第1段階反応)、次いでこれに前記のテトラカルボン酸二無水物と同一若しくは異なるテトラカルボン酸二無水物又は/及び前記のジアミンとは異なるジアミンを加えて反応(第2段階反応)することによって、アミック酸間で起る交換反応に起因するランダム共重合化を防止して得られる、共重合ポリイミドのことを意味する。
本発明において、ポリイミドの主鎖中にシロキサン結合を含有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドにおいて、主鎖中のシロキサン結合はテトラカルボン酸二無水物成分由来のシロキサン結合であっても、ジアミン成分由来のシロキサン結合であってもよいが、好ましくはジアミン成分由来のシロキサン結合であり、通常、ジアミン成分の少なくとも一部に、分子骨格中にシロキサン結合(−Si−O−)を有するジアミン化合物(以下、「シロキサン結合含有ジアミン」と呼ぶことがある。)を用いて得られたブロック共重合ポリイミドが使用される。
本発明において、シロキサン結合含有ジアミンとしては、テトラカルボン酸二無水物との間でイミド化し得るものであれば特に制限なく使用できるが、例えば、ビス(4−アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、及び一般式(I):
Figure 0005513109
(式中、4つのRは、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、又は1個ないし3個のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されたフェニル基を表し、l及びmはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、nは1〜20の整数を表す。)で表される化合物が挙げられる。当該一般式(I)で表される化合物は、式中nが1又は2の単一化合物、及びポリシロキサンジアミンを含む。
式(I)中の4つのRのそれぞれにおいて、アルキル基、シクロアルキル基の炭素数は1〜6が好ましく、1〜2がより好ましい。また、1個乃至3個のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されたフェニル基における、1個乃至3個のアルキル基若しくはアルコキシル基は、それが2又は3個の場合、互いに同一であっても異なってもよい。また、アルキル基、アルコキシル基は、それぞれ、炭素数が1〜6が好ましく、1〜2がより好ましい。
一般式(I)で表される化合物は、式中の4つのRがアルキル基(特にメチル基)又はフェニル基であるのが好ましく、また、式中l及びmが2〜3、nが5〜15にあるポリシロキサンジアミンが好ましい。
なお、ポリシロキサンジアミンの好ましい例としては、ビス(γ−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン(式(I)中、l及びmが3、4つのRがメチル基のもの。)、ビス(γ−アミノプロピル)ポリジフェニルシロキサン(式(I)中、l及びmが3、4つのRがフェニル基のもの。)が挙げられる。
本発明において、シロキサン結合含有ジアミンはいずれか一種の化合物を単独で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。なお、かかるシロキサン結合含有ジアミンは、市販品を使用してもよく、信越化学工業社、東レ・ダウコーニング社、チッソ社から販売されているものをそのまま使用できる。具体的には、信越化学工業社製のKF−8010(ビス(γ−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン:アミノ基当量約450)、X−22−161A(ビス(γ−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン:アミノ基当量約840)等が挙げられ、これらは特に好ましいものである。
本発明において、アニオン性基とは、電着組成物の溶媒(後述)中でアニオンになる基であり、好ましくはカルボキシル基若しくはその塩、及び/又は、スルホン酸基若しくはその塩である。アニオン性基は、シロキサン含有ジアミンやテトラカルボン酸二無水物成分が有していてもよいが、アニオン性基を有するジアミンをジアミン成分の1つとして用いることが好ましい。ポリイミドの耐熱性、被電着物との密着性、重合度向上のために、このようなアニオン性基含有ジアミンは、芳香族ジアミンであることが好ましい。すなわち、芳香族ジアミノカルボン酸及び/又は芳香族ジアミノスルホン酸が好ましい。芳香族ジアミノカルボン酸としては、例えば、3,5−ジアミノ安息香酸、2,4−ジアミノフェニル酢酸、2,5−ジアミノテレフタル酸、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジアミノパラトルイル酸、3,5−ジアミノ−2−ナフタレンカルボン酸、1,4−ジアミノ−2−ナフタレンカルボン酸等が挙げられ、芳香族ジアミノスルホン酸としては、2,5−ジアミノベンゼンスルホン酸、4,4’−ジアミノ−2,2’−スチルベンジスルホン酸、o−トリジンジスルホン酸等が挙げられる。これらの中でも、3,5−ジアミノ安息香酸が特に好ましい。このようなアニオン性基含有芳香族ジアミンは、単独で用いることもできるし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。なお、シロキサン結合含有ジアミンがアニオン性基を有している場合には、ジアミン成分は、シロキサン結合含有ジアミンのみであってもかまわない。
ジアミン成分として、上記したシロキサン結合含有ジアミン及びジアミノカルボン酸に加え、さらに他のジアミンが含まれていてもよい。このようなジアミンとしては、ポリイミドの耐熱性、被電着物への密着性、重合度向上のため通常は芳香族ジアミンが用いられる。このような芳香族ジアミンの例として、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチル−1,1’−ビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシ−1,1’−ビフェニル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,6−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノ−4−メチルピリジン、4,4’−(9−フルオレニリデン)ジアニリン、α,α−ビス(4-アミノフェニル)-1,3-ジイソプロピルベンゼンを挙げることができ、中でも、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンがより好ましい。
全ジアミン成分中、前記シロキサン結合含有ジアミンの割合は5〜90モル%が好ましく、より好ましくは15〜50モル%である。シロキサン結合含有ジアミン単位が5モル%未満の場合、ポリイミドの電着塗膜は伸び率が劣り、十分な可とう性が得られにくくなって、剥がれや割れを生じ易くなるため、好ましくない。また、前記芳香族ジアミノカルボン酸又はその塩の割合が10〜70モル%であることが好ましい(ただし、シロキサン結合含有ジアミンと芳香族ジアミノカルボン酸又はその塩の合計は100モル%以下であり、また、上記の通り第3のジアミン成分を含んでいてもよい)。
一方、ポリイミド中のテトラカルボン酸二無水物成分としては、ポリイミドの耐熱性、ポリシロキサンジアミンの相溶性の点から芳香族テトラカルボン酸二無水物が通常使用され、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、これらの中でもポリイミドの耐熱性、被電着物への密着性、ポリシロキサンジアミンの相溶性、重合速度の観点から3,3',4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物が特に好ましいものとして挙げられる。これら例示のテトラカルボン酸二無水物は、何れか一種の化合物を単独で使用しても、二種以上を組み合わせて使用しても良い。
本発明の組成物の樹脂成分として用いられるポリイミドは、水溶性極性溶媒に可溶な(例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に、5重量%以上、好ましくは10重量%以上の濃度で溶解する溶解性を示す。)ブロック共重合ポリイミドである。ブロック共重合ポリイミド及びその製造方法は、既に公知であり(例えば前記特許文献8及び9に記載)、本発明で用いるポリイミドも、上記ジアミン成分及びテトラカルボン酸二無水物を用い、公知の方法を適用して製造することができる。重合反応には水溶性極性溶媒が用いられ、具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチルピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(γBL)、アニソール、テトラメチル尿素、及びスルホランから選ばれる1種又は2種以上が挙げられ、なかでも、NMPが好ましい。かかる水溶性極性溶媒中に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを、ほぼ等モル(好ましくはモル比で1:0.95〜1.05)加え、触媒存在下で加熱して脱水イミド化反応することにより直接ポリイミド溶液を製造する。触媒は、ラクトンと塩基又はクロトン酸と塩基から成る2成分系の複合触媒である。ラクトンとしてはγ−バレロラクトンが好ましく、塩基としてはピリジン又はN−メチルモルホリンが好ましい。ラクトン又はクロトン酸と塩基の混合比は、1:1〜5(モル当量)好ましくは、1:1〜2である。水が存在すると、酸−塩基の複塩として、触媒作用を示し、イミド化が完了し、水が反応系外に出る(好ましくは、トルエンの存在下で重縮合反応を行い、生成する水はトルエンと共に反応系外に除かれる)と触媒作用を失う。この触媒の使用量は、テトラカルボン酸二無水物に対し通常1/100〜1/5モル、好ましくは1/50〜1/10モルである。上記イミド化反応に供するテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの混合比率(酸/ジアミン)は、上記の通りモル比で1.05〜0.95程度が好ましい。また、反応開始時における反応混合物全体中の酸二無水物の濃度は4〜16重量%程度が好ましく、ラクトン又はクロトン酸の濃度は0.2〜0.6重量%程度が好ましく、塩基の濃度は0.3〜0.9重量%程度が好ましく、トルエンの濃度は6〜15重量%程度が好ましい。反応温度は、150℃〜220℃が好ましい。また、反応時間は特に限定されず、製造しようとするポリイミドの分子量等により異なるが、通常180〜900分間程度である。また、反応は撹拌下で行うことが好ましい。
水溶性極性溶媒中、上記2成分系の酸触媒の存在下で酸二無水物とジアミンとを加熱してイミドオリゴマーを生成させ、次いでこれに酸二無水物又は/及びジアミンを加えて第2段階反応することによりポリイミドを生成することができる。この方法によりアミック酸間で起こる交換反応に起因するランダム共重合化を防止することができる。その結果、ブロック共重合ポリイミドが製造できる。このときの固形分濃度は10〜40重量%が好ましく、より好ましくは20〜30重量%である。
ポリイミドは固有対数粘度(25℃)が20wt%NMP溶液時で5000〜50000mPasであるものが好ましく、5000〜15000mPasがより好ましい。
また、樹脂成分として用いられるブロック共重合ポリイミドの重量平均分子量(Mw)はポリスチレン換算で20,000〜150,000が好ましく、特に45,000〜90,000が好ましい。当該ポリイミドの重量平均分子量が20,000未満の場合、電着塗膜の耐熱性が低下する傾向となり、また塗膜表面が荒れてしまい、審美性および耐電圧特性が低下する傾向となる。また、重量平均分子量が150,000より大きくなると、ポリイミド樹脂が水に対して撥水性を帯び電着液(塗料)製造工程でゲル化を引き起こし易くなる。
また、数平均分子量(Mn)については、ポリスチレン換算で10,000〜70,000が好ましく、より好ましくは20,000〜40,000である。数平均分子量が10,000未満の場合、電着効率が低下する傾向となり、また、耐熱性、耐電圧性が低下する場合もある。ここで、ポリイミドの分子量はGPCにより測定される、ポリスチレン換算の分子量であり、GPC装置として東ソー社製HLC−8220を、カラムにSCkgel Super−H−RCを使用して、測定した値である。
本発明の電着塗料組成物は、サスペンジョン型電着塗料である。本発明において、「サスペンジョン型電着塗料組成物」とは、電気泳動法光散乱法(レーザードップラー法)での粒径分析装置ELS−Z2(大塚電子株式会社製)を用いて測定し、測定結果をキュムラント解析法にて解析したポリイミド粒子の粒子径が0.1〜10μm、粒子径の標準偏差が0.1〜8μmで分散されているサスペンジョン型電着塗料組成物である。
本発明のサスペンジョン型電着塗料組成物の固有相対粘度は、5〜100mPasであることが好ましい。上記粘度範囲の組成物は、30μm以上の膜厚が得られ、かつ均一な膜厚が得られる電着塗料用組成物として好適である。なお、固有対数粘度は、B型粘度計(東機産業(株)製)を用いて測定した。
本発明の電着塗料組成物において、ブロック共重合ポリイミドからなる粒子の平均粒子径は0.1〜10μmであるのが好ましく、0.5〜5μmがより好ましい。平均粒子径が0.1μm未満であるとクーロン効率の低下および過電圧による耐電圧性能の低下をもたらす。また、5μmを超えるとクーロン効率の制御および粒子が大きくなることによるリーク電流の増大により耐電圧性能の低下を引き起こす。そのため、クーロン効率の制御および耐電圧性能の維持のバランスのとれた粒子径範囲として0.5〜5μmが好ましい。
本発明の電着塗料組成物の製造は、具体的には、次のようにして行う。
先ず、上記の重合反応を経て得られたブロック共重合ポリイミドを含む重合反応後組成物(すなわち、ブロック共重合ポリイミドと水溶性極性溶媒とを含み、ブロック共重合ポリイミドの含有量が15〜25重量%の組成物)を加熱溶融する。ここでの加熱温度は通常50〜180℃程度、好ましくは60〜160℃程度である。加熱温度が50℃未満では、ブロック共重合ポリイミドが溶解せず、他の溶媒と分散しにくい傾向となり、180℃を超えると、加水分解を起こし、分子量が低下する傾向となる。
次に、前記加熱溶融後の組成物に塩基性化合物を添加、攪拌してブロック共重合ポリイミドを中和した後、組成物を40℃以下に冷却し、さらにブロック共重合ポリイミドの貧溶媒及び水を添加し、混合攪拌して、サスペンジョンを調製する。
かかるサスペンジョン型塗料組成物の製造工程において、ブロック共重合ポリイミドを中和した後の組成物の冷却後温度が40℃を超える場合、中和剤によりポリイミドが分解する傾向となる。組成物の冷却温度はより好ましくは30℃以下である。なお、組成物の冷却温度が低すぎると、再び固化が始まる傾向となるため、冷却温度の下限は20℃以上が好ましい。
上記塩基性化合物は、ブロック共重合ポリイミドが有するアニオン性基を中和し得るものであれば特に制限なく使用できるが、塩基性含窒素化合物が好ましく、例えば、N,N−ジメチルアミノエタノール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、N−ジメチルベンジルアミン、アンモニア等の第1級アミン、第2級アミン又は第3級アミンが挙げられる。また、ピロール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、イソキサゾール、チアゾール、イソチアゾール等の含窒素五員複素環化合物やピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン等の含窒素六員複素環化合物等の含窒素複素環式化合物が挙げられる。なお、脂肪族アミンは臭気が強いものが多いので、低臭気である点から含窒素複素環式化合物が好ましい。また、塗料の毒性を考慮した場合、含窒素複素環式化合物の中でも毒性が低いピペリジン、モルホリンなどが好ましい。当該塩基性化合物の使用量はポリイミド中の酸性基が水溶液中に安定に溶解または分散する程度であり、通常、理論中和量の30〜200モル%程度である。
また、上記ブロック共重合ポリイミドの貧溶媒は、例えば、フェニル基、フルフリル基若しくはナフチル基を有するアルコール又はケトン類が挙げられ、具体的には、アセトフェノン、ベンジルアルコール、4−メチルベンジルアルコール、4−メトキシベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、フェノキシ−2−エタノール、シンナミルアルコール、フルフリルアルコール、ナフチルカルビノール等が挙げられる。また、脂肪族アルコール系溶媒は毒性が低い点で好ましく、エーテル基を有する脂肪族アルコール系溶媒が特に好ましい。脂肪族アルコール系溶媒としては、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール類、プロピレングリコール類が挙げられる。エチレングリコール類、プロピレングリコール類の具体例としては、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(1−メトキシ−2−プロパノール)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が挙げられる。これら貧溶媒は1種又は2種以上を使用できる。
かかる貧溶媒の配合量は組成物全量に対し10〜40重量%が好ましく、10〜30重量%がより好ましい。また、上記水の量は組成物全量に対し10〜30重量%が好ましく、15〜30重量%がより好ましい。
なお、上記のブロック共重合ポリイミドの貧溶媒や水以外に、組成物の粘度、電気伝導度を調整する目的で、水溶性極性溶媒や油溶性溶媒を適量添加してもよい。ここで、水溶性極性溶媒の具体例としては、前記のブロック共重合ポリイミドの重合反応に使用する水溶性極性溶媒と同じものが挙げられ、油溶性溶媒としてはN−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。なお、油溶性溶媒を添加する場合、その量は組成物全量に対し15重量%以下である。
本発明のサスペンジョン型電着塗料組成物の固形分濃度は1〜15重量%が好ましく、より好ましくは5〜10重量%である。また、水溶性極性溶媒の含有量は組成物全量に対し25〜60重量%が好ましく、より好ましくは35〜55重量%である。
本発明のサスペンジョン型電着塗料組成物は、塗膜の成長過程での電気伝導度が高く、低電流の電着条件でも、部材(被電着物)外周面に膜性状の均一性の高いポリイミド電着膜を形成することができる。また、塗膜の膜成長過程での電気伝導度が高く、かつ、ブロック共重合ポリイミドの分散粒子(析出粒子)が部材(被電着物)の外周面にて堆積(付着)しやすいことから、厚膜の電着膜を形成することでき、従来のポリイミド電着膜では困難であった20μmを超える厚みの電着膜を形成することができる。
本発明の電着塗料用組成物の電着方法は、部材(被電着物)を、電着塗料用組成物に浸漬し、該部材(被電着物)を陽極として電流を通じて該部材(被電着物)上にポリイミド塗膜を成長させればよい。
電着は、定電流法又は定電圧法で行うことができ、例えば、定電流法の場合、電流値:1.0〜200mA、直流電圧:5〜200V(好ましくは30〜120V)の条件が挙げられる。また、電着時間は電着条件、形成すべき電着膜の厚み等によっても異なるが、一般的には10〜120秒の範囲から選択され、好ましくは30〜60秒である。また、電着の際の組成物温度は通常10〜50℃、好ましくは10〜40℃、より好ましくは20〜30℃である。電着電圧が5Vより低いと電着によって塗膜を形成させることが困難となる傾向があり、200Vよりも大きくなると被塗布物からの酸素の発生が激しくなり均一な塗膜形成ができなくなる。また、電着時間が10秒よりも短いと、電着電圧を高めに設定しても塗膜が成長しにくいためにピンホールが発生しやすく、電着膜の耐電圧性能が低下する傾向となり、120秒を超えると、塗膜の厚さが必要以上に厚くなるだけで経済性に欠ける。また、組成物温度が10℃よりも低いと電着によって塗膜形成をさせることが困難になり、50℃よりも高くなると温度管理が必要となり生産コストを上げる原因になる。
電着によって形成された塗膜は、加熱乾燥(焼付け)することが好ましい。焼付けは70〜110℃で10〜60分の第一段階の焼付け処理を行った後、160〜180℃で10〜60分の第二段階の焼付け処理を行い、さらに200〜220℃で30〜60分の第三段階の焼付け処理を行うのが好ましい。このような3段階の焼付け処理を行うことで、被電着物(被塗膜製品)に対して高い密着力で密着した十分に乾燥されたポリイミドの被膜を形成することが出来る。
このような本発明の電着塗料用組成物による電着膜(塗膜)を加熱乾燥(焼付け)して得られるポリイミド被膜(電着被膜)は、極めて高い耐熱性(JIS−C−3003に準拠した温度指数評価法での温度指数が180℃(耐熱区分:H種)、好ましくは200℃以上(耐熱区分:C種))を達成でき、しかも、JIS−C−2151に準拠して測定される伸び率が5%以上、好ましくは8%以上という高い伸び率を有するものとなる。
本発明の電着塗料用組成物がその表面に電着される部材(被電着物)の材質は、特に限定されないが、導電性の点から、銅、銅合金、銅ラッアルミニウム、アルミニウム、亜鉛メッキ鉄、銀、金、ニッケル、チタン、タングステン等が挙げられ、中でも、銀または銅が好ましい。また、絶縁製品であっても表面にメッキのように導電加工を施したものであるものならば本発明の電着塗料用組成物による電着膜を形成することができる。
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明する。
実施例1(ケイ素を含有するブロック共重合ポリイミド電着液)
ステンレス製の碇型攪拌機を取り付けた2リットルのセパラブル三つ口フラスコに水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。該フラスコに3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物58.84g(200ミリモル)、ビス−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン43.25g(100ミリモル)、γ−バレロラクトン4.0g(40ミリモル)、ピリジン6.3g(80ミリモル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)531gおよびトルエン50gを仕込み、室温、窒素雰囲気下、180rpmで10分攪拌した後、180℃に昇温して2時間攪拌した。反応中、トルエン−水の共沸分を除いた。ついで、室温に冷却し、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物64.45g(200ミリモル)、信越化学工業社製KF−8010を83.00g(100ミリモル)、3,5−ジアミノ安息香酸30.43g(200ミリモル)、NMP531gおよびトルエン50gを添加し、180℃、180rpmで攪拌しながら、8時間反応させた。環流物を系外に除くことにより、20重量%濃度のポリイミド溶液(20%ポリイミドワニス)を得た。得られたポリイミドの数平均分子量及び重量平均分子量は、それぞれ24,000及び68,000であった。
得られたポリイミドワニスをガラス板上にバーコーターを用いてウエット膜厚50μmにて塗布した。その後、温風乾燥機にて90℃/30分、180℃/30分、220℃/30分で乾燥させた後、ガラス板より剥離させ、JIS−C−2151に準拠して機械的伸び率を測定し、21.8%のポリイミド被膜が得られた。また熱分解温度は420℃であった。
先に得られた20%ポリイミドワニス100gを窒素雰囲気下160℃で1時間攪拌し、その後、30℃まで急冷し、N−メチルピロリドン59.4gとピペリジン2.2g(中和率200モル%)を加え激しく攪拌した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル129gを加えながら攪拌、水67gを滴下して電着液を調製した。粒径分析装置ELS−Z2(大塚電子株式会社製)を用いて、電着液における分散粒子の粒子径および標準偏差を測定したところ、粒径0.7μm、標準偏差0.5μmの析出粒子(固形粒子)を有するサスペンジョンを形成していた。なお、固形分濃度6.0%、pH8.7、電気伝導度7.3mS/mの黒濁液であった。また、固有対数粘度は、50mPasであった。
次に下記の電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、温風乾燥機にて90℃/30分、180℃/30分、220℃/30分で乾燥させた後、圧延銅箔をエッチングにより剥離し、膜厚19μmのポリイミド電着被膜を得た。電着被膜をJIS−C−2151に準拠して機械的伸び率を測定したところ7.2%の伸び率を示した。
極間距離:3.0cm
電着電圧:定電流法(30mA)−電圧(MAX160V)
塗料温度:25℃
電着時間:30秒
得られた電着液を用いて上記と同じ電着条件で、30mA−45秒間、横断面の直径がφ1.0mm、長さ20cmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
ポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、シロキサン結合含有ポリイミドによる絶縁層(平均厚み28μm)を有する円形絶縁銅線を得た。したがって、1クーロン当たりの膜厚は、20μmであった。
実施例2
実施例1で得られた20%ポリイミドワニス100gを窒素雰囲気下160℃で1時間攪拌し、その後、30℃まで急冷し、N−メチルピロリドン41.9gとピペリジン2.2g(中和率200モル%)を加え、激しく攪拌した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル124gを加えながら攪拌、水49gを滴下して電着液を調製した。粒径分析装置ELS−Z2(大塚電子株式会社製)を用いて、電着液における分散粒子の粒子径および標準偏差を測定したところ、粒径0.5μm、標準偏差0.5μmの析出粒子(固形粒子)を有するサスペンジョンを形成していた。電着液は固形分濃度6.0%、pH8.2、電気伝導度7.1mS/mの白濁液であった。また、固有対数粘度は、35mPasであった。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚19μmのポリイミド電着被膜を得た。JIS−C−2151に準拠して電着被膜の機械的伸び率を測定したところ7.2%であった。
次に電着液を用いて上記と同じ電着条件で、30mA−75秒間、横断面の直径がφ1.0mm、長さ20cmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
ポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、シロキサン結合含有ポリイミドによる絶縁層(平均厚み52μm)を有する円形絶縁銅線を得た。したがって、1クーロン当たりの膜厚は、25μmであった。
実施例3
実施例1で得られた20%ポリイミドワニス100gを窒素雰囲気下160℃で1時間攪拌し、その後、30℃まで急冷し、N−メチルピロリドン58.6gとピペリジン2.2g(中和率200モル%)を加え、激しく攪拌した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル107gを加えながら攪拌、水69gを滴下して電着液を調製した。粒径分析装置ELS−Z2(大塚電子株式会社製)を用いて、電着液における分散粒子の粒子径および標準偏差を測定したところ、粒径1.1μm、標準偏差1.0μmの析出粒子(固形粒子)を有するサスペンジョンを形成していた。電着液は固形分濃度6.0%、pH8.5、電気伝導度7.1mS/mの黒色透明液であった。また、固有対数粘度は、25mPasであった。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚19μmのポリイミド電着被膜を得た。電着被膜をJIS−C−2151に準拠して機械的伸び率を測定したところ、得られたポリイミド被膜の伸び率は7.2%であった。
得られた電着液を用いて上記と同じ電着条件で、30mA−20秒間、横断面の直径がφ1.0mm、長さ20cmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
ポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、シロキサン結合含有ポリイミドによる絶縁層(平均厚み18μm)を有する円形絶縁銅線を得た。したがって、1クーロン当たりの膜厚は、35μmであった。
実施例4
実施例1で得られた20%ポリイミドワニス100gを窒素雰囲気下160℃で1時間攪拌し、その後、30℃まで急冷し、N−メチルピロリドン34.3gとピペリジン1.3g(中和率100モル%)を加え、激しく攪拌した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル31.1gを加えながら攪拌、水55.6gを滴下して電着液を調製した。粒径分析装置ELS−Z2(大塚電子株式会社製)を用いて、電着液における分散粒子の粒子径および標準偏差を測定したところ、粒径1.1μm、標準偏差0.6μmの析出粒子(固形粒子)を有するサスペンジョンを形成していた。電着液は固形分濃度9%、pH7、電気伝導度4.2mS/mの白濁液であった。また、固有対数粘度は、10mPasであった。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚25μmのポリイミド電着被膜を得た。電着被膜をJIS−C−2151に準拠して機械的伸び率を測定したところ、得られたポリイミド被膜の伸び率は6.4%であった。
得られた電着液を用いて上記と同じ電着条件で、30mA−10秒間、横断面の直径がφ1.0mm、長さ20cmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
ポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、シロキサン結合含有ポリイミドによる絶縁層(平均厚み30μm)を有する円形絶縁銅線を得た。したがって、1クーロン当たりの膜厚は、100μmであった。
実施例5
実施例1で得られた20%ポリイミドワニス100gを窒素雰囲気下160℃で1時間攪拌し、その後、30℃まで急冷し、N−メチルピロリドン34.3gとピペリジン1.0g(中和率80モル%)を加え、激しく攪拌した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル31.1gを加えながら攪拌、水55.6gを滴下して電着液を調製した。粒径分析装置ELS−Z2(大塚電子株式会社製)を用いて、電着液における分散粒子の粒子径および標準偏差を測定したところ、粒径1.5μm、標準偏差0.7μmの析出粒子(固形粒子)を有するサスペンジョンを形成していた。電着液は固形分濃度9%、pH6.8、電気伝導度3.8mS/mの白濁液であった。また、固有対数粘度は、10mPasであった。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚52μmのポリイミド電着被膜を得た。電着被膜をJIS−C−2151に準拠して機械的伸び率を測定したところ、得られたポリイミド被膜の伸び率は6%であった。
得られた電着液を用いて上記と同じ電着条件で、30mA−5秒間、横断面の直径がφ1.0mm、長さ20cmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
ポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、シロキサン結合含有ポリイミドによる絶縁層(平均厚み32μm)を有する円形絶縁銅線を得た。したがって、1クーロン当たりの膜厚は、210μmであった。
比較例1(アクリル樹脂系電着液)
アクリロニトリル5モル、アクリル酸1モル、グリシジルメタクリレート0.3モルをイオン交換水760g、ラウリル硫酸エステルソーダ7.5g、過硫酸ソーダ0.13gと共にフラスコに入れて室温、窒素雰囲気下で15〜30分間攪拌した後、その混合物を50〜60℃の温度で3時間反応させて得た乳化重合液(エポキシ・アクリル系水分散ワニス)を用意した。かかる乳化重合液を用いて電着用組成物を得た。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚15μmのアクリル樹脂系電着被膜を得た。JIS−C−2151に準拠して電着被膜の機械的伸び率を測定したところ0.9%であった。
得られた電着液を用いて上記と同じ電着条件で横断面の直径がφ1.0mmの円形銅線の外周に上記アクリル樹脂組成物を電着した。
次に、こうしてアクリル樹脂組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、アクリル樹脂による絶縁層(平均厚み11μm)を有する円形絶縁銅線を得た。
比較例2(ケイ素を含有しないブロック共重合ポリイミド電着液)
攪拌機、窒素導入管及び冷却管の下部にストップコックのついた水分受容器を取り付けたガラス製のセパラブル三つ口フラスコを使用し、窒素を流しながら、さらに攪拌しながら反応器シリコンオイル中につけて加熱して下記の反応を行った。すなわち、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物64.44g(0.2モル)、ビス−[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン43.25g(0.1モル)、バレロラクトン3g(0.03モル)、ピリジン4.8g(0.06モル)、NMP(N−メチルピロリドン)400gおよびトルエン90gを入れ、室温で30分間攪拌し、次いで昇温し、180℃において1時間、200rpmで攪拌しながら反応を行った。反応後、トルエン−水留出分30mlを除いた。残留物を空冷して、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物32.22g(0.1モル)、3,5−ジアミノ安息香酸15.22g(0.1モル)、2,6−ジアミノピリジン10.91g(0.1モル)、NMP222gおよびトルエン45gを添加し、室温で1時間攪拌(200rpm)し、次いで昇温して180℃で1時間、加熱攪拌した。トルエン−水留出分15mlを除き、以後は留出分を系外に除きながら、180℃で3時間、加熱および攪拌を行って反応を終了した。これにより20%ポリイミドワニスを得た。
得られたポリイミドワニス100gにN−メチルピロリドン70gを加え、アニソール55g、シクロヘキサノン45g及びメチルモルホリン2.6g(中和率200モル%)を加え、攪拌しながら水30gを滴下して水溶性電着液を調製した。該電着液は、固形分濃度6.6%、pH7.8のエマルジョン組成物であった。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚15μmのポリイミド電着被膜を得た。JIS−C−2151に準拠して電着被膜の機械的伸び率を測定したところ0.2%であった。
電着液を用いて上記と同じ電着条件で横断面の直径がφ1.0mmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
次に、こうしてポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、ポリイミド樹脂による絶縁層(平均厚み11μm)を有する円形絶縁銅線を得た。
比較例3(ケイ素を含有するランダム共重合ポリイミド電着液)
ステンレス製の碇型攪拌機を取り付けた2リットルのセパラブル3つ口フラスコに、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物96.67g(300ミリモル)、信越化学工業社製KF−8010 41.50g(50ミリモル)、3,5−ジアミノ安息香酸15.22g(100ミリモル)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン21.62g(50ミリモル)、2,4−ジアミノトルエン12.22g(100ミリモル)、γ−バレロラクトン4.0g(40ミリモル)、ピリジン6.3g(80ミリモル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)706g、トルエン80gを仕込み、室温、窒素雰囲気下、180rpmで攪拌しながら6時間反応させた。環流物を系外に除くことにより、20%濃度のポリイミドワニスを得た。
得られたポリイミドワニス100gにN−メチルピロリドン90gを加え、アニソール55g、シクロヘキサノン50g及びメチルモルホリン2.6g(中和率200モル%)を加え、攪拌しながら水35gを滴下して水溶性電着液を調製した。該電着液は、固形分濃度5.1%、pH8.0の電着組成物であった。
次に実施例1と同じ電着条件で銅板(25mm×100mm×2mm)に電着を行い、その後、実施例1と同様にして、電着被膜を乾燥した後、銅板をエッチングにより剥離し、膜厚15μmのポリイミド電着被膜を得た。JIS−C−2151に準拠して電着被膜の機械的伸び率を測定したとろ1.0%であった。
電着液を用いて上記と同じ電着条件で横断面の直径がφ1.0mmの円形銅線の外周に上記ポリイミド組成物を電着した。
ポリイミド組成物を電着した銅線を電着浴から取り出し、水洗後、90℃×30分間、さらに170℃×30分間、さらに220℃×30分間焼き付けることで、ポリイミド樹脂による絶縁層(平均厚み11μm)を有する円形絶縁銅線を得た。
[性能評価]
実施例1〜5および比較例1〜3で作製した絶縁銅線について以下の評価試験を行った。
1.耐熱性試験
JIS−C−3003に準拠した温度指数評価法によって、耐熱性を評価した。
2.AC耐電圧試験
JIS−C−3003準拠の絶縁破壊法(B法金属箔法)にて測定。計測値全10点の平均値を評価結果とし、2.0kVを超えるものを〇(合格)、2.0kV以下を×(不合格)と判定した。
Figure 0005513109
本発明の電着液組成物によれば、従来よりも短時間で耐熱性、可撓性及び被電着物に対する密着性のいずれもが良好な高絶縁電着膜を形成することができる。また、従来の電着液では達成困難であった高レベルの耐熱性を有する絶縁膜(層)を比較的薄い厚みの被膜によって実現できるので、自動車部品、家電製品、電気及び電子材料、建材、プリント基板用銅配線等の種々の技術分野の絶縁層が必要な部材(部品)に絶縁層(被膜)を設ける場合に、それら部材(部品)の小型化や薄型化に有利に作用する。また、従来では達成困難であった厚みの絶縁膜(層)を形成できるため、外傷に対する保護機能(耐外傷性)も兼ね備えた絶縁膜(層)を形成できる。よって、本発明の電着液組成物を使用することで従来は絶縁保護のための絶縁層とともに外傷に対する保護層が必要であった部材(部品)から外傷に対する保護層を省略することも期待できる。
本出願は日本で出願された特願2007−122723を基礎としており、それらの内容は本明細書にすべて包含される。

Claims (14)

  1. 分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミド、塩基性化合物、水溶性極性溶媒、水及び前記ブロック共重合ポリイミドの貧溶媒を含み、前記ブロック共重合ポリイミドの固形粒子が分散してなるサスペンジョン型電着塗料組成物であって、
    前記ブロック共重合ポリイミドの固形粒子の粒子径が平均0.5〜5μm、粒子径の標準偏差が0.3〜3μmであり、
    当該組成物中のブロック共重合体ポリイミドの濃度が1〜15重量%である、サスペンジョン型電着塗料組成物。
  2. 前記ブロック共重合ポリイミドが、ジアミン成分の一つとして、分子骨格中にシロキサン結合を有するジアミンを含む請求項1記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  3. 前記分子骨格中にシロキサン結合を有するジアミンが、ビス(4−アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、及び下記の一般式(I)で表される化合物よりなる群から選ばれる1種又は2種以上である、請求項2記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
    Figure 0005513109
    (式中、4つのRは、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基又は1個乃至3個のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されたフェニル基を表し、l及びmはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、nは1〜20の整数を表す)。
  4. 前記一般式(I)中の4つのRが、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、炭素
    数3〜7のシクロアルキル基、フェニル基、又は1個乃至3個の炭素数1〜6のアルキル基若しくは炭素数1〜6のアルコキシル基で置換されたフェニル基を表す請求項3記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  5. 前記アニオン性基が、カルボキシル基若しくはその塩、及び/又は、スルホン酸基若しくはその塩である請求項1〜4のいずれか1項記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  6. 前記ブロック共重合ポリイミドが、ジアミン成分の1つとして、芳香族ジアミノカルボン酸を含む請求項5記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  7. 全ジアミン成分中、前記分子骨格中にシロキサン結合を有するジアミンの割合が5〜90モル%、前記芳香族ジアミノカルボン酸の割合が10〜70モル%(ただし、両者の合計は100モル%以下であり、第3のジアミン成分を含んでいてもよい)である請求項6記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  8. 前記水溶性極性溶媒の含有比率が25〜60重量%、水の含有比率が10〜30重量%、貧溶媒の含有比率が10〜40重量%であり、かつ、塩基性化合物を前記ブロック共重合ポリイミド中の酸基の中和に必要な理論量の30〜200%含有する請求項1項記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  9. 前記ブロック共重合ポリイミドの貧溶媒がアルコキシ置換脂肪族アルコールである請求項1記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  10. 前記塩基性化合物が塩基性含窒素化合物である請求項1記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  11. 前記塩基性含窒素化合物が含窒素複素環式化合物である請求項10記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  12. φ1.0mm、長さ20cmの銅線を使用して電着を行うと、1クーロン当たり15〜250μmのポリイミド皮膜を形成することができる請求項1記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  13. 固有対数粘度が5〜100mPasである請求項1記載のサスペンジョン型電着塗料組成物。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の電着塗料組成物中に、少なくとも表面が導電性の部材からなる被電着物を浸漬し、該被電着物を陽極として電流を通じて該被電着物上にポリイミド塗膜を成長させることを含む、アニオン型電着方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017002666A1 (ja) * 2015-07-02 2017-01-05 三菱マテリアル株式会社 水分散型絶縁皮膜形成用電着液

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4771100B2 (ja) * 2008-08-27 2011-09-14 信越化学工業株式会社 無溶剤型ポリイミドシリコーン系樹脂組成物及びその硬化物
JP5399685B2 (ja) * 2008-10-31 2014-01-29 三菱電線工業株式会社 リード線付き電子部品およびリード線の絶縁被覆方法
JP5551523B2 (ja) * 2010-06-10 2014-07-16 三菱電線工業株式会社 ポリイミド電着塗料の製造方法
JP5555063B2 (ja) * 2010-06-10 2014-07-23 三菱電線工業株式会社 ポリイミド電着塗料及びその製造方法
JP5657417B2 (ja) * 2011-02-16 2015-01-21 三菱電線工業株式会社 電着方法及び電着装置
JP5706268B2 (ja) * 2011-08-10 2015-04-22 三菱電線工業株式会社 電着塗料組成物及びそれを用いた絶縁部材
US10763490B2 (en) 2011-09-30 2020-09-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods of coating an electrically conductive substrate and related electrodepositable compositions including graphenic carbon particles
US9870844B2 (en) 2012-11-27 2018-01-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods of coating an electrically conductive substrate and related electrodepositable compositions
JP5924836B2 (ja) * 2011-10-24 2016-05-25 国立研究開発法人理化学研究所 高温超伝導被覆線及びそれを有する高温超伝導コイル
TW201329448A (zh) * 2012-01-13 2013-07-16 Nat Univ Tsing Hua 工作電極、製造工作電極的方法及感測晶片
JP2013234257A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Mitsubishi Cable Ind Ltd 電着塗料組成物および電着方法、ならびに絶縁部材
JP5978842B2 (ja) * 2012-08-03 2016-08-24 宇部興産株式会社 ポリイミド被膜の製造方法
JP6069035B2 (ja) * 2013-03-07 2017-01-25 三菱マテリアル株式会社 電着塗装体の製造方法
DE102013004659A1 (de) 2013-03-16 2014-09-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Schaltring, elektrische Maschine mit einem solchen und Verfahren zur Herstellung
JP6677872B2 (ja) * 2015-07-02 2020-04-08 三菱マテリアル株式会社 水分散型絶縁皮膜形成用電着液
WO2017077536A1 (en) 2015-11-04 2017-05-11 Payton Planar Magnetics Ltd. Planar transformer components comprising electrophoretically deposited coating
CN108475562B (zh) * 2015-12-16 2021-01-08 三菱综合材料株式会社 耐热性绝缘电线与用于形成其绝缘层的电沉积液
EP3491042B1 (en) 2016-07-28 2020-06-24 3M Innovative Properties Company Segmented silicone polyamide block copolymers and articles containing the same
WO2018022680A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 3M Innovative Properties Company Segmented silicone polyamide block copolymers and articles containing the same
JP6859736B2 (ja) 2017-02-16 2021-04-14 三菱マテリアル株式会社 電着液及びこれを用いた絶縁皮膜付き導体の製造方法
CN110205659B (zh) * 2019-07-17 2020-06-16 广州三孚新材料科技股份有限公司 一种电镀锡添加剂及其制备方法
KR20240026559A (ko) 2022-08-22 2024-02-29 한국전기연구원 레독스 물질을 포함하는 이미드계 고분자 전착코팅용 조성물 및 이의 제조방법
KR20240025998A (ko) 2022-08-19 2024-02-27 한국전기연구원 레독스 물질을 포함하는 전착코팅용 조성물, 전착코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용하는 전착코팅방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003239099A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Jsr Corp 表面処理液及び表面処理方法
JP2005162954A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Pi R & D Co Ltd 電着塗料組成物及びそれを用いた電着方法
JP2005174561A (ja) * 2003-12-05 2005-06-30 Pi R & D Co Ltd 絶縁電線及び絶縁コイル
WO2008139991A1 (ja) * 2007-05-07 2008-11-20 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. 絶縁部材

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3855169A (en) 1972-06-23 1974-12-17 Gen Electric Electrocoating compositions and method for making same
JPS5232943A (en) 1975-09-10 1977-03-12 Mitsubishi Electric Corp Preparation of aqueous dispersion for electrodeposition
JPH0776440B2 (ja) 1986-10-29 1995-08-16 三井東圧化学株式会社 金属の被覆方法
US5502143A (en) 1992-12-25 1996-03-26 Pi Material Research Laboratory Process for preparing polyimide resins
JP3089195B2 (ja) 1995-10-12 2000-09-18 大日本塗料株式会社 電着用ポリイミド組成物
EP0852252B1 (en) * 1996-07-23 2006-04-26 Nippon Paint Co., Ltd. Electrodeposition coating composition having electrodeposition potentiality and process for electrodeposition coating
EP1024407A4 (en) 1997-10-13 2004-06-30 Pi R & D Co Ltd POSITIVE PHOTOSENSITIVE POLYIMIDE COMPOSITION
JP2000178481A (ja) 1998-12-16 2000-06-27 Dainippon Printing Co Ltd 転写用電着膜形成液
JP2003213129A (ja) 2002-01-29 2003-07-30 Shin Etsu Chem Co Ltd ポリイミドシリコーン系樹脂組成物
US20070097137A1 (en) 2005-10-27 2007-05-03 Walton Andrew C Utilities, methods and device providing vector images that may be updated to reflect the status of a device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003239099A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Jsr Corp 表面処理液及び表面処理方法
JP2005162954A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Pi R & D Co Ltd 電着塗料組成物及びそれを用いた電着方法
JP2005174561A (ja) * 2003-12-05 2005-06-30 Pi R & D Co Ltd 絶縁電線及び絶縁コイル
WO2008139991A1 (ja) * 2007-05-07 2008-11-20 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. 絶縁部材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017002666A1 (ja) * 2015-07-02 2017-01-05 三菱マテリアル株式会社 水分散型絶縁皮膜形成用電着液

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