JPH04116197A

JPH04116197A - カチオン電着塗装方法

Info

Publication number: JPH04116197A
Application number: JP23513290A
Authority: JP
Inventors: Susumu Midokochi; 奨御堂河内; Masafumi Kume; 久米　政文; Tadayoshi Hiraki; 忠義平木; Toshiharu Soga; 曽我　利晴; Hidehiko Haishi; 羽石　秀彦
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-04-16
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2975068B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、カチオン電着塗装方法に関し、さらに詳しく
は、塗膜析出時における、スパークの発生による塗膜へ
の穴の発生を抑制できるカチオン電着塗装方法に関する
。

（従来の技術・解決しようとする課題）電着塗装は、自
動車、電気器具等、袋部構造を有する部材に対し、有機
溶剤型塗料のエアスプレー塗装や静電スプレー塗装に比
較して、つきまわり性がよく、比較的均一な膜厚の塗膜
が得られやすいという特徴を有していることから、広く
実用化されている。また、最近に至っては、アニオン電
＠塗装に比較してカチオン電着塗装が防錆性に優れた塗
膜を形成できることから、自動車ボデー等の防錆性が重
視される分野でアニオン電着塗装からカチオン電着塗装
に置きかえられつつある。

般に、カチオン電着塗装は、アミン付加エポキシ樹脂と
、架橋剤、例えばブロックイソシアネート化合物とをビ
ヒクル成分とする電着塗装を塗装浴として被塗物を陰極
、対極を陽極として通電し、被塗物上に析出塗膜を形成
させたのち、該析出塗膜を加熱することによって架橋硬
化塗膜を形成させる方法が行なわれている。

カチオン電＠塗装では主なビヒクル成分として、防錆性
に優れた塗膜を形成させるために、舷的に高分子量で、
硬い固体状のエポキシ樹脂が使用されているため、形成
される析出塗膜は加熱硬化時の塗膜の熱流動が十分に行
なわれにくく、電着塗膜析出時の欠陥が塗膜硬化後にお
いても残りやすい傾向がある。

近年、自動車外板など、防食性能を向上させる目的で、
被塗物として、従来の冷延鋼板以外に亜鉛メッキ鋼板、
鉄−亜鉛合金化メッキ鋼板などのメッキ鋼板が使用され
てきている。電圧を印加してこれらのメッキ鋼板をカチ
オン電着塗装するとスパークによって析出塗膜に穴（以
下「クレータ−」という）が多く発生し、電着塗膜硬化
後においてもこの欠陥が残り、塗膜の防錆性を低下させ
ることはもちろんのこと、このｉｔ塗膜上に中塗り、上
塗り塗装をしても平滑性に優れたツヤのある塗膜が得ら
れないという問題がある。クレータ−の発生のしやすさ
は被塗物の種類によって異なり、冷延鋼板は一般にクレ
ータ−の発生は少な（、冷延鋼板〈亜鉛メッキ鋼板〈鉄
−亜鉛合金化メッキ鋼板の順にクレータ−の発生が多く
なる。

またり゛レーターの発生は、同一印加電圧で同一時間、
電着を行なった場合、一般に、得られる電着膜厚が薄い
ものほど多くなる。電着膜厚が所期の膜厚より薄い場合
には、印加電圧を太き（することによって所定膜厚が得
られるようにできるが、印加電圧の増大によってさらに
クレータ−が発生しやすくなる。また一般に製造直後の
電着塗ネ４浴と、このものを貯蔵後の、すなわちエージ
ングされた電着塗料浴とを比較すると、エージングされ
たもののほうが膜厚がつきにくく、クレータ−の発生も
多くなる傾向がある。

電着塗装時のクレータ−の発生の問題を解決するために
、（１）高沸点アルコール系又はセロソルブ系有機溶剤
の添加、（２）基体樹脂として低分子量のエポキシ樹脂
の利用、（３）ポリアルキレングリコール系化合物、ア
クリル系軟質樹脂の添加などの方法について検討を行な
った。しかしながら（１）の方法は、エマルション安定
性、経時での保持性などの浴安定性が十分でなく、また
塗装ラインでの廃水処理量が増大するという問題があり
、（２）の方法は、つきまわり性および防錆性を低下さ
せるという問題があり、（３）の方法は、クレータ−発
生の抑制効果が十分でなく、また得られる電＠塗膜上に
塗装された塗膜との層間密着性および防錆性なども不十
分であるという問題がある。

（課題を解決するための手段）そこで本発明者は、電＠泪安定性、防錆性、つきまわり
性、上層塗膜との層間密着性などを低下させず、かつ廃
水処理量の増大などの問題を発生せずに、電着塗装の塗
膜析出時におけるクレータ−の発生の問題を解決し、欠
陥のない平滑性に優れた電着塗膜を得るため鋭意研究の
結果、ベンゾイン系化合物の添加によって上記目的が達
成できることを見出し本発明に到達した。

すなわち本発明は、被塗物を陰極として、アミン付加エ
ポキシ樹脂と架橋剤とを樹脂成分として含有するカチオ
ン電着塗料をカチオン電着塗装する方法において、該カ
チオン電着塗料中の樹脂固形分１００重量部に対し、ベ
ンゾインおよび／又はベンゾインの炭素数１〜１０のア
ルキルエーテル化物を０．５〜１０重量部含有せしめて
なることを特徴とするカチオン電着塗装方法を提供する
ものである。

本発明方法において使用するカチオン電＠塗料は、カチ
オン電＠塗料用樹脂として公知なカチオン性樹脂である
アミン付加エポキシ樹脂とブロックイソシアネート、ア
ミン樹脂等の架橋剤を含有するビヒクル成分を、中和、
水分散して得られるものである。

アミン付加エポキシ樹脂としては例えば（ｉ）ポリエポ
キシドと１級モノ〜及びポリアミン、２級モノ−及びポ
リアミン又はｌ、′２級混合ポリアミンとの付加物（例
えば米国特許第３．９８４．２９９号参照）＋（ｉｉ）
ポリエポキシドとケチミン化された１級アミノ基を有す
る２縁上ノー及びポリアミンとの付加物（例えば米国特
許第４．０１７．４３８号参照）；　い１ボノエポキシ
ドとケチミン化された１級アミノ基を有するヒドロキシ
化合物とのエーテル化により得られる反応物（例えば特
開昭５９−４３０１３号公報参胛、）などが挙げられる
。

上記アミン付加エポキシ樹脂の製造に使用されるポリエ
ポキシドは、エポキシ基（−Ｃ−Ｃ：）を＼１１分子中に２個以上有する化合物であり、−ＩＩに少な
くとも２００、好ましくは４００〜４０００、更に好ま
しくは８０．０〜２０００の範囲内の数平均分子量を有
するものが適しており、特にポリフェニール化合物とエ
ピクロルヒドリンとの反応によって得られるものが好ま
しい、該ポリエポキシドの形成のために用いつるポリフ
ェノール化合物としては、例えばビス（４−ヒドロキシ
フェニル）−２，２−プロパン、４．４′−ジヒドロキ
シベンゾフェノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−
１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１
，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔｅｒｔ−
ブチル−フェニル）−２，２プロパン、ビス（２−ヒド
ロキシナフチル）メタン、１．５−ジヒドロキシナフタ
レン、ビス（２，４−ジヒドロキシフェニル）メタン、
テトラ（４−ヒドロキシフェニル）−１，１，２，２エ
タン、４．４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、フ
ェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げら
れる。

該ポリエポキシドはポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、ポリエステルポリオール、ボリアミントアミン、ポ
リカルボン酸、ポリイソシアネト化合物などと一部反応
させたものであってもよく、更にまた、ε−カプロラク
トン、アクリルモノマーなどをグラフト重合させたもの
であってもよい。

本発明のカチオン電着塗料組成物には、さらに必要に応
じて通常の塗料添加物、例えば、着色願枳、例えばヂク
ン白、カーボンブラック、ベンガラ、黄鉛など一体質顔
利、例えば、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、クレー
、シリカなど、防錆顔料、例えばストロンチウムクロメ
ート、ジンクロム酸鉛などの鉛頷料等：ハジキ防止剤、
水性溶剤および硬化触媒等を含ませることもできる。

本発明方法において、使用するベンゾインおよび／又は
ベンゾインの炭素数１〜１ｏのアルキルエーテル化物（
以下、「ベンゾイン誘導体」と略称する。）の具体例と
してベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、
ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチ
ルエテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン
ｎ−ヘキシルエーテル、ベンゾインｎ−オクチルエーテ
ルなどが挙げられる。これらのうちベンゾインおよびベ
ンゾインの炭素数１〜４のアルキルエーテル化物が特に
好ましい。ベンゾイン誘導体は使用するカチオン電着塗
料中の樹脂固形分１００重量部に対して、０．５〜１０
重量部、好ましくは１〜３重量部の割合で配合され、配
合割合が０．５重量部未満ではクレータ−の発生を抑制
する効果が十分ではなく、一方１０重量部を超えて使用
してもクレータ−発生抑制効果のさらなる増大はほとん
どなく、経済的でな（、かえって電着塗料の安定性が悪
くなるという問題がある。

ベンゾイン誘導体は、それぞれ単独で又は２ｆ！以上を
混合して使用でき、このものの配合は、（１）電着塗料
の顔料分散時に配合する。

（２）電着塗料用エマルジョン樹脂分散液に常温又は加
温下で配合する。（３）アミン付加エポキシ樹脂の合成
時に配合する。（４）電着塗ね又は電着塗料浴作成時に
配合する等の方法があり、いずれの配合方法を用いても
クレータ−発生の抑制効果に影響はなく、適宜決定すれ
ばよい。

本発明においては、上記ベンゾイン誘導体を配合したカ
チオン電着塗料ン谷中にて被塗物表面にカチオン電着塗
装するものである。カチオン電着塗装はそれ自体既知の
方法に従い、一般には、固形分濃度が約５〜４０重量％
、好ましくは１５〜２５重量％となるように脱イオン水
などで希釈し、さらにｐＨを５５〜８．０の範囲内に調
整した電＠浴とし、通常、浴温１５〜３５°Ｃに調整し
、印加電圧１００〜４００■の条件で被塗物を陰極とし
て行なうことができる。

本発明の塗料組成物を用いて形成しつる電着塗装の膜厚
は特に制限されるものではないが、−Ｍには、硬化塗膜
に基づいて１０〜６０ＶＭ、好ましくは２０〜４０ｐｍ
の範囲内が適当である。また、塗膜の焼付は硬化温度は
一般に１００〜２００°Ｃ１好ましくは１５０〜１８０
℃で約１０〜３０分間の時間の範囲焼付ることか適して
いる。

また被塗物としては導電性表面を有する基材であれば使
用でき、例えば鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、錫などの
金属やこれらの金属の合金などの表面を有する基材など
が挙げられ、具体的には冷延鋼板、アルミニウム板、ア
ルミニウム型材、銅板、亜鉛メッキ鋼板、ブリキ板、鉄
−亜鉛合金化メッキ鋼板、亜鉛−アルミニウム合金化メ
ッキ鋼板などの基材が挙げられる。これらの基材は表面
にクロメート処理、リン酸鉄処理、リン酸亜鉛処理、ベ
ーマイト処理、アルマイト処理などの表面処理を施した
ものであっても施していないものであってもよい。

これらの基材のうち、従来、特にクレータ−の発生が多
かった鉄−亜鉛合金化メッキ１岡板などのメッキ鋼板に
おいてもクレータ−の発生が抑制され、これらメッキ鋼
板におけるクレータ−の発生の抑制効果は顕著である。

（作用および効果）本発明方法によって電着塗膜析出時におけるクレータ−
の発生が抑制される理由は明らかではないが、本発明者
らは析出したエマルジョン樹脂粒子同志の融着性がベン
ゾイン誘導体の配合によって向上し、析出塗膜の強度が
増すため、フレターの発生が抑制されるものと考えてい
る。

本発明方法によって、電着浴安定性、防錆性つきまわり
性、上層塗膜との層間密着性などを低下させず、かつ廃
水処理量の増大などの問題を発生せずに、電着塗装の塗
膜析出時におけるクレータ−の発生が抑制でき、鉄−亜
鉛合金化メッキ鋼板上においても欠陥のない平滑性に優
れた電＠塗膜を形成できる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

実施例１関西ペイント社製ニレクロンＮｏ、９４００クリヤ（固
形分３６％、熱硬化性水性エポキシポリアミノ（ｇ１脂
−ブロックイソシアネート系カチオン電着塗装樹脂クリ
ヤ）２７８部を用い、第１表に示す配合で電着塗ね組成
物を作成した。ベンゾイン誘膜厚が３０Ｐとなるよう被
塗物を陰極として、３００■−約３分の条件で電＠塗装
を行なった後、１７０″Ｃで３０分間焼付け・Ｏ，試験
を行なった。試験結果を第２表に示す。

実施例２〜６、比較例１〜３実施例２〜６、比較例１〜３について、実施例１と同様
に電＠塗装を行なった。塗料配合を第１表に示し、試験
結果を第２表に示す。

第２表における試験は下記方法にしたがった。

耐クレータ−性：焼付塗板について、目視により下記基
準にて評価した。

○　、クレータ−が全く発生せず ○−，クレータ−がわずかに発生 ×　、クレータ−が著しく発生塗面平滑性・焼付塗板について目視により下記基準にて
評価した。

○　：良好 ○−：はぼ良好 △　：やや不良Ｘ　、不良

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被塗物を陰極として、アミン付加エポキシ樹脂と
架橋剤とを樹脂成分として含有するカチオン電着塗料を
カチオン電着塗装する方法において、該カチオン電着塗
料中の樹脂固形分１００重量部に対し、ベンゾインおよ
び／又はベンゾインの炭素数１〜１０のアルキルエーテ
ル化物を０．５〜１０重量部含有せしめてなることを特
徴とするカチオン電着塗装方法。
（２）被塗物が鉄−亜鉛合金化メッキ鋼板である請求項
１記載のカチオン電着塗装方法。