JPS5843155B2 - トソウホウホウ - Google Patents

トソウホウホウ

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JPS5843155B2
JPS5843155B2 JP14250175A JP14250175A JPS5843155B2 JP S5843155 B2 JPS5843155 B2 JP S5843155B2 JP 14250175 A JP14250175 A JP 14250175A JP 14250175 A JP14250175 A JP 14250175A JP S5843155 B2 JPS5843155 B2 JP S5843155B2
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JP
Japan
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paint
coating
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soluble
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JP14250175A
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忠義 平木
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Kansai Paint Co Ltd
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Kansai Paint Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性金属素材(以下単に、素材という)の塗
装方法に関する。
詳しくは、素材にカチオン型電着塗料を下塗りしたのち
水溶性もしくは水分散性塗料を塗り重ね、要すればさら
に溶剤型塗料を上塗りして、仕上り外観のすぐれた塗膜
を形成せしめうる塗装方法に関する。
従来、素材たとえば自動車ボデー・家電機器などの塗装
において、アニオン型電着塗料を下塗りした後焼付けを
行なわず、この上に皮膜形成成分を有機溶剤に溶解させ
た溶剤型塗料を上塗りし焼付けて仕上げる、いわゆる2
コ一ト1ベイク方式が試みられているが、溶剤型塗料の
硬化に適当な焼付温度は一般に該電着塗料のそれに比べ
てかなり低く、電着塗膜の硬化に必要な焼付温度・時間
よりもかなり下廻った条件になるため、仕上り塗膜は平
坦・平滑性および鮮映光沢性に欠け、また密着性・耐食
性においても十分満足できるものでなかった。
この原因としては、電着塗膜の硬化不足のほかアニオン
型電着塗料より得られる硬化塗膜の耐溶剤性が本質的に
よくないためと考えられる。
また、アニオン型電着塗料を下塗りとした2コ一ト1ベ
イタ方式において、上塗りに水溶性塗料を使用し、焼付
温度をたかめることによって密着性・耐食性等は一応向
上するが、水溶性塗料中に含まれるアミン類の作用で焼
付は前の未硬化の電着塗膜が再溶解されやすく、焼付は
後の仕上り産膜の平坦・平滑性および鮮映光沢性を改善
することは困難であった。
本発明者はアニオン型電着塗料を用いた前述の2コ一ト
1ペイク方式に関する諸欠陥を改善すべく研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、素材にカチオン型電着塗料を下塗り
した後、(1)加熱をせずに水溶性もしくは水分散性塗
料を塗り重ね、あるいは(2)電着塗膜の硬化に必要な
焼付温度よりも低い温度で加熱し、ついで水溶性もしく
は水分散性塗料を塗り重ね、焼付けてこれらの塗膜を同
時に硬化せしめ、要すればこの上に溶剤型塗料を′施す
ことを特徴とする塗装方法を要旨とするものである。
以下の説明中、上記の(1)についてはウェットオンウ
ェット法、(2)についてはプレヒート法と略称する。
本発明において用いられるカチオン型電着塗料は、電着
皮膜の形成可能なカチオン性高分子化合物の塩の水溶液
または水分散後に顔料・添加剤等を分散させたものであ
って、該高分子化合物について1.20例を挙げれば、
架橋性官能基を含有するアクリル系樹脂あるいはエポキ
シ系樹脂を主体とした骨格にアミノ基を導入したものが
あり、これを有機酸または無機酸で中和することによっ
て水溶化もしくは水分散化せしめる。
電着塗膜は、素材を陰極としてカチオン型電着塗料中に
浸漬し、陽極(通常カーボン板を使用)との間に直流電
圧をかげて陰極上に顔料等を含む樹脂の皮膜を析出させ
ることによって得られる。
このウェットな電着塗膜はアニオン型電着塗料より得ら
れる塗膜のようにアミン類に侵されることはなく、硬化
させた後にすぐれた耐アルカリ性・耐食性を発揮する。
カチオン型電着塗料に使用される顔料としては無機顔料
(防錆顔料を含む)、体質顔料、有機顔料などがあり、
また、水溶化のための中和剤には主として有機酸が用い
られる。
本発明の方法における水溶性もしくは水分散性塗料は、
熱硬化性の水溶性または水分散性樹脂を皮膜形成成分と
し、これに顔料・染料・添加剤等を配合した中塗りある
いは上塗り用の塗料であって、この樹脂について2.3
0例を挙げれば、水溶性アミノ・アルキド系樹脂、水溶
性アミノ・アクリル系樹脂、アミノ・アクリル樹脂系エ
マルションなどがある。
使用される顔料または染料は、在来各種の焼付塗料に配
合されている無機顔料、有機顔料、金属性顔料、染料な
どのうちいずれでもよく、これらの2種以上を混合する
こともできる。
また、塗面調整剤・ハジキ防止剤などのような添加剤や
、塗装作業性を向上させるため若干量の有機溶剤が必要
に応じて添加される。
本発明の塗装方法に係るウェットオンウェット法におい
ては、先ず下塗りであるカチオン型電着塗料を建浴して
浴濃度(たとえば、固形分10〜15%)・PH値(た
とえば、3〜7)・浴温度(たとえば30℃)等を調整
したのち、この浴中に通常表面処理(たとえばリン酸鉄
処理、リン酸亜鉛処理等)を施した素材(たとえば鋼板
、亜鉛メッキ鋼材、軽合金成形品など)を浸漬し、乾燥
膜厚が通常5〜30μになるように所定の時間適当な直
流電圧で通電して電着塗装する。
ついで塗られた物を浴からとり出して十分に水洗し、5
〜30分間常温下で放置する。
なお、水洗後の電着塗膜に比較的大きな水滴が残ってい
る場合には、エアーブローなどによって取り除くことが
望ましい。
この上に上塗りまたは中塗りとして水溶性もしくは水分
散性塗料を乾燥膜厚が通常20〜50μ′にになるよう
に塗装し、5〜30分間常温下で放置した後焼付けて、
これらの塗膜を同時に硬化させる。
必要に応じこの上に溶剤型塗料を塗り、乾燥・硬化させ
て仕上げてもよい。
上塗りまたは中塗りの塗装にはエアスプレー塗りのほか
ローラー塗装法、フローコート法、はげ塗り、浸漬塗装
法などを適用することもできる。
焼付条件は、一般に電着塗膜の硬化に要する焼付温度・
時間と水溶性もしくは水分散性塗料の塗膜の硬化に必要
なそれとを勘案して選定されるが、この両者のうち、よ
り高い焼付温度の水準で焼付けを行ない両塗膜を同時に
硬化させることが好ましい。
焼付条件に関する1例を示せば、160〜200℃で3
0〜10分間の範囲が挙げられる。
プレヒート法の場合には、カチオン型電着塗料をウェッ
トオンウェット法と同様な方法によって素材に下塗りし
たのち十分に水洗し、ついで電着塗膜の硬化に必要な焼
付温度よりも低い温度で加熱を行なう。
これを放冷し、この上に上塗りまたは中塗りとして水溶
性もしくは水分散性塗料をウェットオンウェット法と同
様な方法によって塗装し、5〜30分間常温下で放置し
た後焼付けて、これらの塗膜を同時に硬化させる。
必要に応じこの上に溶剤型塗料を塗り、乾燥・硬化させ
て仕上げてもよい。
電着塗膜の加熱温度は、該塗膜の硬化に必要な焼付温度
よりも通常40〜80℃低い範囲で適宜選定しくたとえ
ば、80〜150℃の加熱温度で加熱して)、該塗膜中
に含まれる水分等の揮発成分を追出しうる程度の加熱時
間(たとえば15〜3分間)を保持すればよい。
また、水溶性もしくは水分散性塗料塗装後の焼付条件は
、ウェットオンウェット法における焼付条件の設定方法
に準じて選定し、電着塗膜と水溶性もしくは水分散性塗
料の塗膜とを同時に硬化させる。
以上のウェットオンウェット法およびプレヒート法を通
じ、水溶性もしくは水分散性塗料を塗って焼付けを行な
った後、必要に応じ仕上げ塗りとして溶剤型塗料を施す
ことができる。
溶剤型塗料には、在来の常温乾燥型・加熱硬化型など多
種のものが使われるが、工業塗装ラインにおいては特に
加熱硬化型(焼付型)の塗料、たとえばアミノ・アルキ
ド樹脂塗料、熱硬化性アクリル樹脂塗料などが奨用され
る。
溶剤型塗料の塗装方法は従来採用されている技術を適用
すればよく、膜厚・焼付条件等もその品種と性質に応じ
て選定すればよく、とくに制約はない。
本発明に係る2種の塗装方法を工業塗装ラインに応用す
ることによって、カチオン型電着塗料のもつ種々の利点
のほか、従来の2コ一ト1ベイク方式でとくに問題とな
った仕上りの美観低下を完全に解決し、かつ塗装ライン
の仕様に適応させて能率を向上することが可能である。
以下に製造例、実施例および比較例を挙げ具体的に説明
する。
なお、部および%はと(に断わりのない限り重量部およ
び重量%を意味する。
製造例 1 乾燥したチッ素ガスの雰囲気下で、50℃を越えない温
度に保持した90部のエチレングリコールモノエチルエ
ーテルに、174部の2・4−トリレンジイソシアネー
トを滴加・反応させインシアネート付加物(モノウレタ
ン付加物)を作った。
この付加物264部を、200部のメチルイソブチルケ
トンに溶解せしめた500部のビスフェノールA型ジエ
ポキシド(シェル化学会社製、エピコー)1001、エ
ポキシ当量500)を含む溶液に、75℃で約1時間か
かつて滴下・反応させた。
ついでこの液を80℃に昇温し、73部のジエチルアミ
ンを加えた後100 ’Cに加熱し、この温度に1時間
保持した。
これを放冷し、さらにジブチル錫ジラウレート1.5部
を加えて固形分77%のカチオン型エポキシ系樹脂ワニ
スを作成した。
このワニス130部を酢酸3.9部で中和した後、脱イ
オン水116.1部を加え固形分40%のカチオン型エ
ポキシ系樹脂中和ワニスとした。
カチオン型電着塗料A 上記の配合でペブルミルを用いて約20時間分散し、カ
チオン型電着塗料Aを製造した。
製造例 2 アクリル酸N−1−(N’−N’−ジエチルアミノ・)
プロピル−(3)−アミドの10部、アクリル酸アミド
の5部、アクリル酸n−ブチルの40部、アクリル酸第
3ブチルの35部およびアクリル酸4−ヒドロキシブチ
ルの10部から成る混合モノマーを、溶液重合法により
n−ブタノール・キシレン等重量混合物100部中で共
重合せしめた。
この共重合樹脂液中の1−(N’・N′−ジエチルアミ
ノ−)プロピル−(3)−アミド単位1モルに対して0
.5モルの酢酸を加えて中和した後、脱イオン水を加え
て固形分40%のカチオン型アクリル系樹脂中和ワニス
を作成した。
カチオン型電着塗料B 上記の配合で製造例1の分散方法に準じて分散し、カチ
オン型電着塗料Bを製造した。
製造例 3 イソフタル酸、アジピン酸および無水トリメリット酸の
混合物に、多価アルコールとしてトリメチロールプロパ
ンおよびネオペンチルグリコールを反応させて分子中に
カルボキシル基を含む無油性アルキド樹脂を合成した後
、そのカルボキシル基に対し1.0中和当量のジメチル
アミノエタノールを反応させて水溶化し、水溶性アルキ
ド樹脂を調整した。
(下記配合参照)水溶性塗料(中塗り) 上記の配合で水溶性メラミン・アルキド樹脂ワニスを作
成し、これに顔料(上記3種)およびハジキ防止剤を加
え、ペブルミルを用いて約18時間分散し、水溶性塗料
(中塗り)を製造した。
製造例 4 メタクリル酸ヒドロキシエチル5部、アクリル酸20部
、スチレン40部、メタクリル酸エチル35部およびア
ゾビスイソブチロニトリル1部の混合物を、約120℃
に加熱した100部のエチレングリコールモノエチルエ
ーテル中に滴下し、7時間かげて重合を行なった後、蒸
溜によってエチレンクリコールモノエチルエーテルの7
0部を除去した。
これをトリエチルアミンで中和し、脱イオン水を加えて
固形分15%の樹脂液とした。
この樹脂液100部にメタクリル酸メチル24部。
アクリル酸エチル15部、N−ブトキシメチルアクリル
アミド18部およびメタクリル酸ヒドロキシエチル3部
を加えて1時間攪拌した後、過硫酸アンモニウム1部を
脱イオン水5部に溶かした水溶液をさらに加え、約75
℃で4時間加熱して固形分45%の水性分散樹脂液を得
た。
つぎにメタクリル酸ヒドロキシエチル10部、アクリル
酸5部、メタクリル酢3部、スチレン40部、メタクリ
ル酸エチル42部およびアゾビスイソブチロニトリル2
部の混合物を、約120℃に加熱した100部のエチレ
ングリコールモノエチルエーテル中に滴下し、7時間か
げて重合を行なった後、蒸溜によってエチレングリコー
ルモノエチルエーテルの80部を除去した。
これをトリエチルアミンで中和し、脱イオン水36部を
加えて固形分60%の水溶性アクリル樹脂ワニスを上記
の配合で製造例3と同様な分散方法によって分散し、水
分散性塗料(上塗り)を製造した。
実施例 1 脱脂およびリン酸亜鉛系表面処理を施した冷延鋼板(J
ISG3310、約200X100X0.8關)を素材
とし、これを浴濃度13%、PH5,9、浴温度30℃
に調整したカチオン型電着塗料A(製造例1)中に浸漬
しく浴槽には4を塩化ビニル樹脂製バットを使用)、素
材を陰極としカーボン板を陽極として、陰・陽極面積比
2:1、極間距離15cIfL、直流電圧100■、通
電時間3分間の条件で電着塗装し、乾燥後20〜25μ
の膜厚に相当する下塗り塗膜を得た。
これを上水で十分シャワー水洗した後、室温で20分間
放置して大きな水滴の付着していないウェットな塗膜状
態とした。
この上に脱イオン水で約50秒の粘度(フォードカップ
A4、室温)にうすめた水溶性塗料(中塗り)(製造例
3)をエアスプレーガンによって乾燥膜厚が20〜30
μになるように塗装した。
塗装後30分間放置してから約180℃で30分間焼付
けて下塗りと中塗りの塗膜を同時に硬化させた。
この塗面な研摩することなく、通常の溶剤型メラミン・
アルキド樹脂塗料(関西ペイント会社製、アミラック白
)を乾燥塗膜が35〜45μになるように上塗りし、室
温で15分間放置した後約140℃で30分間焼付けて
仕上げた。
仕上り塗膜の平坦・平滑性、鮮映光沢性はともに良好で
、密着性・、耐食性も優れたものであった。
試験結果を表1に示す。
実施例 2 カチオン型電着塗料A(製造例1)を用い、冷延鋼板(
実施例1と同じもの)に実施例1と同様な電着条件で下
塗りした後十分に水洗し、ついで約120℃で5分間加
熱した。
冷後水溶性塗料(中塗り)(製造例3)を実施例1の塗
装・焼付方法に準じて施し、下塗りと中塗りの塗膜を同
時に硬化させた。
この上に実施例1と同じ溶剤型メラミン・アルキド樹脂
塗料を実施例1の上塗りの塗装・焼付条件に準じて施し
、仕上げた。
仕上り塗膜の平坦・平滑性および鮮映光沢性は実施例1
のそれよりも更に良く、また密着性・耐食性も良好であ
った。
試験結果を表1に示す。比較例 1 実施例1と同様な冷延鋼板を素材とし、下記の条件でポ
リブタジェン樹脂系のアニオン型電着塗※※料(関西ペ
イント会社製、ニレクロンA、 7000プライマー)
を下塗りした。
すなわち、浴槽に4を塩化ビニル樹脂製バットを用い、
浴濃度12%浴温度30℃、素材を陽極とし陽・陰極面
積比2:1、極間距離15c1rL、直流電圧130V
、通電時間3分間の条件で、乾燥膜厚が20〜25μに
なるように設定した。
塗装後実施例1と同じ方法で水洗・放置してから水溶性
塗料(中塗り(製造例3)および溶剤型メラミン・アル
キド樹脂塗料(実施例1と同じもの)をそれぞれ実施例
1の中塗りおよび上塗りの塗装・焼付方法に準じて施し
、比較塗板とした。
得られた仕上り塗膜の平坦・平滑性および鮮映光沢性は
実施例1のそれに比べ劣るものであった。
試験結果を表1に示す。
実施例 3 実施例1と同様な冷延鋼板を素材とし、下記の条件でカ
チオン型電着塗料B(製造例2)を下塗りした。
すなわち、浴槽には4を塩化ビニル樹脂製バットを使用
し、浴濃度lO%、PH6,0、浴温度30℃、素材を
陰極としカーボン板を陽極として陰・陽極面積比2:1
、極間距離15cm、直流電圧16V、通電時間2分間
の条件で、乾燥膜厚が20〜25μになるように設定し
た。
塗装後実施例1と同様な方法で水洗・放置し、この上に
脱イオン水で約25秒の粘度(フォードカップ履4、室
温)に希釈した水分散性塗料(上塗り)(製造例4)を
乾燥膜厚が30〜40μになるようにエアスプレー塗り
・した。
これを30分間室温で放置し、約180℃で30分間焼
付けて下塗りと上塗りの塗膜を同時に、硬化させた。
仕上り塗膜の平坦・平滑性、鮮映光沢性はともに良好で
、密着性・耐食性も優れたものであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 導電性金属素材にカチオン型電着塗料を下塗りした
    後、加熱をせずに水溶性もしくは水分散性塗料を塗り重
    ね、焼付けてこれらの塗膜を同時に硬化せしめる ことを特徴とする塗装方法。 2 導電性金属素材にカチオン型電着塗料を下塗りした
    後、電着塗膜の硬化に必要な焼付温度よりも低い温度で
    加熱し、ついで水溶性もしくは水分散性塗料を塗り重ね
    、焼付けてこれらの塗膜を同時に硬化せしめる ことを特徴とする塗装方法。
JP14250175A 1975-11-28 1975-11-28 トソウホウホウ Expired JPS5843155B2 (ja)

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JPS5265534A JPS5265534A (en) 1977-05-31
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