JPH0672211B2 - 電着塗装部材および電着塗膜の形成方法 - Google Patents

電着塗装部材および電着塗膜の形成方法

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JPH0672211B2 JP63157676A JP15767688A JPH0672211B2 JP H0672211 B2 JPH0672211 B2 JP H0672211B2 JP 63157676 A JP63157676 A JP 63157676A JP 15767688 A JP15767688 A JP 15767688A JP H0672211 B2 JPH0672211 B2 JP H0672211B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (1)産業上の利用分野 本発明は、カメラ等光学機器や、事務機、音響製品、家
庭電化製品あるいは計器類などに用いられる粗性表面形
成に適する電着塗料および電着塗装部材に関する。
(2)従来の技術 従来、粗性表面状電着塗装膜を形成するには、通常特公
昭59−34799号公報等に記載されているように電着塗装
液中に電気的中性微粒子物質、例えば、セラミツクパウ
ダー等分散し、下地素地表面を特別な粗化前処理やある
いは電着塗装後の後処理等による粗面化処理することな
く、電着塗装と同時に同一槽内で所謂粗性表面を有した
塗膜を形成することが可能であり、優れた効果を顕著に
発揮し得るものである。
(3)発明が解決しようとする問題点 しかし、近年、電着塗装法も上記公報に記載の高温硬化
型から低温硬化型へ移行されつつある。これは、外装用
として基材がプラスチック化され、さらには表面改質の
ニーズが高まり高級志向への展開が必要となってきたか
らである。こうしたことから低温硬化と共に表面改質を
目的とした電着塗装法がいくつか提案されているが、い
ずれも塗膜特性が高温硬化型に較べ硬化度が低く品質の
低下で製品の汎用性に欠け限定されたものとなる。
本発明の目的は、電着塗料中のセラミツクパウダー共析
効果により低温硬化条件下でも塗膜の硬化を促進かつ完
全硬化し高温硬化型電着塗装膜と同一又はそれ以上の物
性を有する粗性表面を形成できる電着塗装部材を提供す
ることにある。
また、本発明の他の目的は、物理的強度が良好な電着塗
膜の形成方法を提供することにある。
(4)問題点を解決するための手段 本発明による電着塗装部材の形成に用いる電着塗料は、
電着可能な樹脂およびセラミツクスパウダーおよび弗素
樹脂パウダーから選ばれる平均粒径0.1〜5μmのパウ
ダーを電着可能な樹脂100重量部に対して0.2〜6重量部
含有することを特徴とするものである。
また、本発明による電着塗装部材は、セラミツクスパウ
ダーおよび弗素樹脂パウダーから選ばれる平均粒径0.1
〜5μmのパウダーを0.5〜50wt%含有する電着塗膜を
有することを特徴とするものである。
セラミツクパウダーおよび/または弗素樹脂パウダーの
樹脂成分との共析により、高温硬化型と同一硬化に高め
ることで性能的にも十分達成できるものである。
本発明に用いる電着塗料の性能は第1図に、また粗性表
面状電着塗装部材の代表的な態様については第2図およ
び第3図に示される。
第1図はニツケルメツキ皮膜上に、樹脂中にカーボンブ
ラツクを分散したものと、さらにはセラミツクパウダー
を分散したときの析出反応を電流−時間曲線にて比較し
たものである。
第1図の曲線は実施例1の「樹脂(15wt%)+カーボ
ン(1.5wt%)」を使用した場合であり、曲線および
は本発明の各々態様である。電着処理の電圧は150Vで
ある。このグラフから本発明の導電塗料から形成される
電着塗膜が緻密で均一性に優れていることが確認できる
ものである。即ち、セラミツクパウダーを分散、共析す
ることで曲線は共析しないときより、著しくx軸に接近
する。この挙動は膜抵抗が高く電流が流れにくくなるた
め、即ち、膜質が緻密であり、このことが硬化反応に大
きく寄与しているものである。また、セラミツクパウダ
ーの量による挙動は変化が認められず、樹脂100重量部
に対して0.2〜6重量部の範囲で充分に本発明の目的を
達成することができる。
第2図は、プラスチツク材1の表面に、一般に知られる
プラスチツク上のめっき工程により、触媒処理層2およ
びめっき皮膜3を形成してベース材とし、その表面に電
着塗装部材4を形成したときの状態の断面図である。
第3図は金属5の表面に一般に知られるめっき工程ある
いは着色工程によりめっき皮膜3又は着色皮膜を形成し
てベース材とし、その表面に電着塗装部材4を形成した
ときの状態の断面図である。但し、めっき皮膜又は着色
皮膜の形成は必要に応じて省くことができる。
このように電着塗装部材は、セラミツクパウダー又は弗
素樹脂パウダーの共析効果により皮膜硬化が著しく促進
され完全硬化が達成し硬度はもちろん高耐傷性、高耐溶
剤性あるいは高耐候性あるいは装飾性を有する電着塗装
部材の形成ができるものである。
本発明の粗性表面状電着塗装部材の代表的な構成は、ベ
ース材はプラスチツク又は金属を用いて、プラスチツク
では一般に知られているプラスチツク上のめっき工程を
用いて銅めっき又はニツケルめっきを5〜30μmの厚さ
に形成する。
金属に関しては一般に知られているめっき工程、又は着
色工程でめっきに関しては3〜20μmの厚さ、着色に関
しては3μm以下の厚に形成する。また、必要に応じて
皮膜形成は削除することもできる。アルミニウムについ
ては陽極酸化処理等が挙げられる。
次に、ベース材の表面に粗性表面状電着塗装部材として
は、一般に市販されている低温硬化剤を含む樹脂でよ
く、好ましくはアクリル系樹脂、アクリルメラミン系樹
脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、等の樹脂にセラ
ミツクパウダー又は弗素樹脂パウダーを分散するもので
ある。セラミツクパウダーは、その一例として、酸化ア
ルミニウム、窒化チタン、窒化マンガン、窒化タングス
テン、タングステンカーバイト、窒化ランタン、硅酸ア
ルミニウム、二硫化モリブデン、酸化チタン、グラフア
イト、硅酸化合物等が挙げられる。また、樹脂パウダー
では弗素樹脂が挙げられる。
パウダーの粒径が大きいと樹脂分量との比が増加し硬化
が過剰となり脆く、粒子が脱落し品質が低下する原因と
なり、好ましくは0.1〜5μm、特には1〜3μmであ
る。このパウダーの粒径は遠心沈降式粒度分布測定器を
用いて測定される値である。この測定器として実際に用
いたものはSACP−3(商品名、島津製作所製)である。
パウダーの分散量が多いと沈降を増加することはもちろ
んであるが、樹脂分量との比が増加し硬化が過剰となり
脆くパウダー粒子が脱落し品質が低下する原因となる。
また分散量が少ないと樹脂量が多く硬化促進が著しく低
下しやはり品質が低下する原因となる。そこで、樹脂10
0重量部に対してパウダー0.2〜6重量部、好ましくは0.
5〜3重量部の範囲でパウダーを分散含有させる。また
形状に関しては定形、不定形のどちらでもよく、これら
を樹脂と共に指定量を容器に入れボールミルによって24
時間以上分散した後、脱塩水を用いて5〜20wt%に稀
釈、好ましくは7〜17wt%の範囲である。その後、必要
に応じ顔料を添加しpH7.5〜9.0に調整する。
次にアニオン系では対極に対被塗物を陽極とし、カチオ
ン系では陰極とし浴温20〜30℃の範囲で必要に応じ印加
電圧50〜200V、電流密度0.5〜3A/dm2、処理時間1〜7
分間で処理する。
次いで、水洗後、100℃以下に設定されたオーブン中に
て20〜120分で硬化し完成する。このときの電着塗装部
材の厚さは5〜50μmと任意の膜厚を得ることができ
る。このとき室温でも硬化は経時的に進行はするが数日
間を費やすため作業能率上又は仕掛上望ましくない。形
成される電着塗膜にはパウダーを0.5〜50wt%含有する
のが好適である。また、高温による硬化例えば120℃以
上の温度ではオーバーベイクで部材が脆くなる。
以上本発明は樹脂中にセラミツクパウダー又は弗素樹脂
パウダーを分散し電着膜を形成することにより、パウダ
ー共析効果により樹脂硬化を著しく促進し完全硬化が可
能となり高温硬化型と比較してまったく同一又はそれ以
上の物性、例えば、硬度4〜5H、耐溶剤性に関しては、
極性の最も高いメチル、エチル、ケトンに対して不変で
あることから完全硬化の実証が可能である。
ベース材を形成する金属としては鉄、銅、亜鉛、ニツケ
ル、アルミニウム、チタン、タングステン、クロム等の
金属あるいは、これらの中のものを含む合金等任意の金
属を用いることができる。
以下本発明を実施例に従ってより具体的に説明するが、
本発明は係る実施例のみに限定されるものではない。
実施例−1 アクリル・メラミン系樹脂クリヤー原液15wt%(商品名
ハニブライトC−1L ハニー化成社製)に対して、酸化
アルミニウム、硅酸アルミニウム粒径2μmの粒子を別
々に重量比で2%を添加し、ボールミルにて30分間分散
した後、脱塩水を用いて全容積が1になるように希釈
し、さらには黒色皮膜を得るため1.5wt%のカーボンブ
ラツクを分散し塗料液を得た。一方、セラミツク共析効
果等を確認するために、樹脂分15wt%にカーボンブラツ
ク1.5wt%を添加した塗料液も得た。
このようにして得られた電着塗料液を用いて、電着塗装
条件として浴温20〜30℃、pH8〜9、被塗物を陽極とし
て、対極に0.5tのステンレス板を用いて印加電圧を最低
50V、最高200Vで各々25Vの間隔に上昇の条件の下でこれ
に用いるテストピースとしてはプラスチツク材(ABS)5
0mm×100mm×0.5tの大きさを表面脱脂後、CrO3−H2SO4
−H2O系エツチング液を用いて1分間処理し、次いでセ
ンミタイザ液として塩化第一スズ30g/、濃塩酸20ml/
を用いて室温で2分間処理で触媒処理として表面を導
電化し、次いで、無電解銅めっき(商品名OPC700 奥野
製薬工業社製)を用いてpH13.0,室温にて15分間めっき
した後、ワツト浴を用いて電解ニツケルめっき5A/dm2,1
5分間処理し、15μmの皮膜を形成し供試片とした。
このテストピースに対して各々の印加電圧に対して2分
間電着塗装処理した後、水洗、脱塩水洗し、さらには97
℃±1℃の雰囲気の焼付炉で30分間焼付し完成した。そ
の後、硬化度合を確認するため硬度(鉛筆)、耐溶剤性
(MEK)、耐傷性(消ゴム)を測定したところ第1表に
示すように高温硬化型電着塗装の物性とまったく同一又
はそれ以上の優れた効果を示した。
尚、樹脂分とカーボンブラツク浴からも塗膜は期待され
る効果はなかった。
実施例−2 アクリル・メラミン系樹脂クリヤー原液15%(商品名ハ
ニブライトC−1L ハニー化成社製)に対して、タング
ステンカーバイト、窒化チタン、硅酸アルミニウム、粒
径5μmの粒子を重量比で5%を別々添加しボールミル
にて30時間分散した後、脱塩水を用いて全容積が1に
なるように希釈し、さらには黒色皮膜を得るためにカー
ボンブラツク1.5wt%を添加し電着塗装液とした。
このようにして得られた電着塗料を用いて、電着塗装条
件として浴温20〜30℃、pH8〜9、被塗物を陽極とし
て、対極に0.5tステンレス板を用い、印加電圧条件とし
て、最低50V、最高200Vで各々25Vの間隔で上昇した。
これに用いるテストピースとしては黄銅板50m×100m×
0.5tを用い、ワツト浴を用いて電解ニツケルめっきを5A
/dm2,15分間めっきし、15μmの皮膜を形成し供試片と
した。
このテストピースに対して、各々の印加電圧に対して2
分間電着塗装処理した後、水洗し、次いで脱塩水洗し、
その後、97℃±1℃の雰囲気の焼付炉で30分間焼付し完
成した。その後、硬化度合を確認するため硬度(鉛
筆)、耐溶剤性(MEK)、耐傷性(消ゴム)を測定した
ところ第2表に示すように高温硬化型電着塗膜の物性と
まったく同一又はそれ以上の優れた効果を示した。
(5)発明の効果 以上のように本発明はセラミツクパウダー、弗素樹脂パ
ウダーの分散による塗膜中への共析効果により低温硬化
型電着塗装にもかかわらず、硬化反応を著しく促進し、
かつ完全硬化を得ることができ、従来の高温硬化型塗装
に比して同一又はそれ以上の優れた効果を有する粗性表
面状電着塗装部材を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はセラミツクパウダーの析出反応による特性を電
流−時間曲線で示したものである。 第2図および第3図はそれぞれ本発明による粗性表面状
電着塗装部材の一態様であり、第2図はプラスチツク上
にめっき皮膜を形成しその表面に電着塗装皮膜を形成し
た状態の断面である。 第3図は金属にめっき皮膜を形成し、その上に電着塗装
皮膜を形成した状態の断面図である。 1……プラスチツク 2……触媒処理層 3……めっき皮膜 4……電着塗装皮膜 5……金属

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックスパウダーおよび/または弗素
    樹脂パウダーであって、平均粒径0.1〜5μmのパウダ
    ーを0.5〜50wt%含有する電着塗膜をプラスチックベー
    ス材上に有することを特徴とする電着塗装部材。
  2. 【請求項2】セラミックスパウダーおよび/または弗素
    樹脂パウダーであって、平均粒径0.1〜5μmのパウダ
    ーを0.5〜50wt%含有する電着塗膜の形成方法におい
    て、電着後の加熱硬化処理を100℃以下で行うことを特
    徴とする電着塗膜の形成方法。
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