JP5722567B2 - 指触性に優れた機能を有する電着塗料用組成物および水性電着塗料 - Google Patents
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また本発明の水性電着塗料は、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アクリル樹脂、アミド樹脂粒子から選択される熱硬化性樹脂粒子を、前記水性電着塗料の重量に対して10〜30%含むことを特徴とする。
また本発明は、上記の水性電着塗料を用いることを特徴とする電着塗装方法である。
本発明によれば、水性電着塗料は、さらにエポキシ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アクリル樹脂、アミド樹脂粒子から選択される熱硬化性樹脂粒子を含むので、電着塗料を作成した場合に、塗料中のハードケーキの生成を抑制し塗料安定性を良好とすることができると共に得られる塗膜のしっとり感などの指触性を阻害することがない。
(a1)カルボキシル基含有モノマー
カルボキシル基含有モノマーとしては公知のものを使用でき、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの、分子内にカルボキシル基および重合性二重結合を有する化合物が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。カルボキシル基含有モノマーは1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの分子内にアミノ基および重合性二重結合を有する化合物が挙げられる。これらの中でも、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートが好ましい。アミノ基含有モノマーは1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。
ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとしては公知のものを使用でき、ヒドロキシ基アルキル(メタ)アクリレート、たとえば、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、3−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;カプロラクトン変性(メタ)アクリル酸ヒドロキシエステルなどが挙げられる。カプロラクトン変性(メタ)アクリル酸ヒドロキシエステルは、カプロラクトンに(メタ)アクリル酸が付加されたものであり、市販品が使用できる。たとえば、プラクセルFM1、プラクセルFM2、プラクセルFM3、プラクセルFA1、プラクセルFA2、プラクセルFA3(登録商標、ダイセル化学工業株式会社製)などが挙げられる。ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートは1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。これらの内で、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
その他の単官能性モノマーとしては特に限定はないが、たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、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、ラウリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレートなどの炭素数1〜30のアルキル(メタ)アクリレート;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニルモノマー;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのシクロアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレートなどのアラルキル(メタ)アクリレート;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのアミノ基含有(メタ)アクリレート;酢酸ビニルなどが挙げられる。これらの1種または2種以上を併用できる。
高分子量品、低分子量品は併用して用いることができる。
ウレタンビーズの融点は好ましくは180℃を超える温度である。ウレタンビーズの融点が180℃を超えると、電着終了後に180℃、20〜30分の焼付け条件で焼付けしても溶融せず、微粒子として塗膜表面に存在し、さらに滑った感じ、絹のような触り心地がよくしっとり感のある、指触性に優れた塗膜となる。
本発明の電着塗料用組成物は、電着塗料用組成物を100重量%としたとき、非プロトン性極性溶剤を含む溶剤中で重合したアニオン電着性またはカチオン電着性を有する重量平均分子量1,000〜40,000の(メタ)アクリル樹脂(A)を30〜80重量%、アミノ樹脂(B)を10〜60重量%、および平均粒子径が1〜100μmのウレタンビーズ(C)とを1〜30重量%を有効成分として含む。本発明の電着塗料用組成物は、たとえば、上記の各成分の所定量を混合して製造できる。
本発明の電着塗料は、上記の電着塗料用組成物、アミン系中和剤もしくは酸性中和剤および水を含む。本発明の電着塗料は、本発明の電着塗料用組成物にアミン系中和剤もしくは酸性中和剤を加えて混合した後水に投入して分散して製造してもよいし、アミン系中和剤もしくは酸性中和剤を水に溶解した後本発明の電着塗料用組成物を投入して分散して製造してもよい。好ましくは前者である。水性電着塗料における電着塗料用組成物の含有量は、固形分(塗膜形成成分)として、水性電着塗料全量の5〜20重量%、好ましくは8〜15重量%である。5重量%未満または20重量%を超えると、塗料中での各成分の分散状態が不安定になり、凝集・沈殿が発生し、均一な塗膜外観が得られないなどの不具合が発生するおそれがある。
(合成例1)
[アニオン性電着塗料樹脂(A−1)の合成]
攪拌機、冷却器、温度計および滴下管を備える反応器にブチルカルビトール30g、N−メチルピロリドン50g、ブチルセロソルブ20gを入れ、熱媒体油として「PEG#400」(ポリエチレングリコール:ライオン株式会社製)を用いるオイルバスで加熱し、溶剤を還流状態にした。これと同時に、アクリル酸5g、ヒドロキシエチルメタクリレート25g、ヒドロキシエチルアクリレート25g、メチルメタクリレート35g、スチレン10gとアゾビスブチロニトリル(AIBN、ラジカル重合開始剤)2.4gを混合攪拌し、AIBNが均一に溶解したことを確認した後、この混合液を反応器内に3時間かけて滴下した。滴下終了後、N−メチルピロリドン5gで滴下管の残存モノマーを洗い流し、滴下終了30分後、AIBNを0.3g秤量して反応器に投入し、以後、30分おきにAIBNを0.3gずつ合計3回投入した。3回の投入終了後3時間還流し、反応を終了した。反応器を冷却し30℃以下になった時点で反応物を取り出し、電着塗料樹脂(A−1)を得た。固型分48.5重量%、アクリル樹脂に対するN−メチルピロリドンの重量は55%であった。
[カチオン性電着塗料樹脂(A−2)の合成]
合成例1において、アクリル酸5g、ヒドロキシエチルメタクリレート25gに替えて、(ジエチルアミノエチル)アクリレート10g、ヒドロキシエチルメタクリレート20gを用いる以外は合成例1と同様にして、電着塗料樹脂(A−2)を得た。固型分48.5重量%、アクリル樹脂に対するN−メチルピロリドンの重量は55%であった。
[比較のアニオン性電着塗料樹脂(A−3)の合成]
合成例1において、N−メチルピロリドンに替えてキシレンを用いる以外は、合成例1と同様にして、比較の電着用アクリル樹脂(A−3)を得た。固型分48.5重量%であった。
攪拌装置の付いた2リットルの容器に、合成例1で得られたアニオン性電着塗料樹脂(A−1)100g、「ニカラックMX40」(登録商標、メラミン樹脂、株式会社三和ケミカル製)40g、「アートパールC−400」(ウレタンビーズ、平均粒子径12〜100μm、根上工業株式会社製)40gを入れ攪拌して電着塗料用組成物を得た。この電着塗料用組成物に、さらにトリエチルアミン2.6gを入れ均一になるまで攪拌した後、攪拌しながらイオン交換水を徐々に加えて全量を1リットルとし、実施例1の水性電着塗料(B−1)を製造した。
実施例1において、「アートパールC−400」に替えて「アートパールC−600」(ウレタンビーズ、平均粒子径7〜12μm、根上工業株式会社製)を同量用いる以外は実施例1と同様にして、実施例2の電着塗料用組成物および水性電着塗料(B−2)を製造した。
実施例1において、「アートパールC−400」に替えて「アートパールC−800」(ウレタンビーズ、平均粒子径1〜7μm、根上工業株式会社製)を同量用いる以外は実施例1と同様にして、実施例2の電着塗料用組成物および水性電着塗料(B−3)を製造した。
実施例1で得られた電着塗料(B−1)と「エレコートフロスティーW−2」(艶消し電着塗料、株式会社シミズ製、固型分50重量%、アクリルメラミン系のマイクロゲルを30重量%含む)を50/50、5/95の比率で配合し、攪拌して均一な電着塗料(B−4a)および(B−4b)を得た。
実施例2で得られた電着塗料(B−2)と「エレコートフロスティーW−2」を50/50、5/95の比率で配合し、攪拌して均一な電着塗料(B−5a)および(B−5b)を得た。
実施例3で得られた電着塗料(B−3)と「エレコートフロスティーW−2」を50/50、5/95の比率で配合し、攪拌して均一な電着塗料(B−6a)および(B−6b)を得た。
実施例1において、合成例1で得られたアニオン性電着塗料樹脂(A−1)に替えて合成例2で得られたカチオン性電着塗料樹脂(A−2)、トリエチルアミンに替えて酢酸を用いる以外は、実施例1と同様にして実施例7の電着塗料用組成物および水性電着塗料(B−7)を得た。
実施例7において、「アートパールC−400」に替えて「アートパールC−600」(ウレタンビーズ、平均粒子径7〜12μm、根上工業株式会社製)を同量用いる以外は実施例7と同様にして、実施例8の電着塗料用組成物および水性電着塗料(B−8)を製造した。
実施例7において、「アートパールC−400」に替えて「アートパールC−800」(ウレタンビーズ、平均粒子径1〜7μm、根上工業株式会社製)を同量用いる以外は実施例7と同様にして、実施例9の電着塗料用組成物および水性電着塗料(B−9)を製造した。
「エレコートAM−1」一般型(アニオン電着塗料、株式会社シミズ製)500gと「アートパールC−400」(上記)40gを攪拌した後、イオン交換水を徐々に加えて全量を1リットルとし、比較例1の水性電着塗料(B−10)を製造した。
実施例1において、「アートパールC−400」に替えて「G−400」(アクリルビーズ、平均粒子径15〜100μm、根上工業株式会社製)を同量用いる以外は実施例1と同様にして、比較例2の水性電着塗料(B−11)を製造した。
実施例1において、合成例1で得られたアニオン性電着塗料樹脂(A−1)に替えて合成例3で得られたアニオン性電着塗料樹脂(A−3)を用いる以外は実施例1と同様にして、比較例2の水性電着塗料(B−12)を得た。
SUS304テストピース(ステンレス鋼製,寸法100mm×70mm×1mm)の表面に、上記の水性電着塗料(B−1)〜(B−12)を用い、液温25℃、塗装時間1分、通電方式:全没通電、電圧50V、塗料撹拌:3サイクル/時間の条件で電着塗装を行って膜厚15μmの被膜を形成した。次に110℃で10分間の予備乾燥し、さらに180℃で30分間加熱して、テストピース表面に硬化被膜を形成した。電着塗装の際、テストピースの長辺方向の一方の端を上にして吊り下げて塗装液に浸漬した。
(目視)上記の水性電着塗料(B−1)〜(B−12)を用いてテストピース表面に形成された硬化被膜の外観の状態を目視により観察した。ハードケーキを再分散したときの分散が不良であれば塗膜むらが発生する。
○:均一
△:若干むら発生
×:極端なむら発生
上記の水性電着塗料(B−1)〜(B−12)の硬化被膜の鉛筆硬度は、JIS K 5600−5−4に準拠して測定した。
上記の水性電着塗料(B−1)〜(B−12)の硬化被膜について、テープを用いた付着性測定のための標準試験方法(Test methods for measuring adhesion by tape test、ASTM D3359−1993)に準拠して碁盤目剥離試験(剥離にはクロスカットテープを使用)を行い、その剥離残渣面積に基づいて10点法で評価をした。10点は全く剥がれていない状態、0点は全部剥がれた状態を指す。密着性は室内で試験を実施した結果である。
直径10mmの円形に切り取ったガーゼを4枚重ね合わせ、これにアセトンを含浸させて試験布を作成した。この試験布によって、1kgの荷重下に、上記の水性電着塗料(B−1)〜(B−4)の硬化被膜の表面を擦り、テストピースの素地が露出して傷が付かない擦り回数、すなわち硬化被膜表面に変化がない回数を求めた。
上記の水性電着塗料(B−1)〜(B−12)の硬化被膜を指の先で触り感触を以下の基準で判定した。
1.しっとり感なし
2.若干しっとり感あり
3.しっとり感あり
4.しっとり感と滑り性あり
5.しっとり感と滑り性大
500mlのビーカーに水性電着塗料(B−1)〜(B−12)を500ml入れ、2日間静置する。発生するハードケーキの量(高さ、cm)を測定した。
Claims (6)
- N−メチルピロリドンを含む溶剤中で重合したアニオン電着性またはカチオン電着性を有する重量平均分子量1,000〜40,000の(メタ)アクリル樹脂(A)30〜80重量%と、アミノ樹脂(B)10〜60重量%と、ポリイソシアネートと、分子内に2個以上の活性水素基を有する化合物とから得られる平均粒子径が1〜100μmのポリウレタンビーズ1〜30重量%とを含む電着塗料用組成物。
- 前記ポリウレタンビーズが水酸基を含有していることを特徴とする請求項1記載の電着塗料用組成物。
- 請求項1または2に記載のいずれか1項に記載の電着塗料用組成物、アミン系中和剤もしくは酸性中和剤、および水を含むことを特徴とする水性電着塗料。
- エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アクリル樹脂、アミド樹脂粒子から選択される熱硬化性樹脂粒子を、前記水性電着塗料の重量に対して10〜30%含むことを特徴とする請求項3に記載の水性電着塗料。
- 請求項4記載の水性電着塗料を用いることを特徴とする電着塗装方法。
- 請求項5記載の電着塗装方法を用いて塗装され加熱硬化されてなる被膜を有する電着塗装製品。
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