JPS5934799B2 - 粗性表面状電着塗装膜の製造方法及びその電着塗装組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粗性表面状電着塗装膜の製造方法に関するもの
である。

従来、粗性表面を得る塗装には所謂、自動車の計器類及
びボンネツトやカメラ等の光学系装置の内部塗装に使用
されている黒色艶消塗装及び電気器具、光学器機その他
の小型機械、器具、文房具等の装飾用等に使用されてい
る縮緬状塗装がある。

前者の黒色艶消塗装の場合は一般的には艶消塗料と呼ば
れている、粒径の比較的大きいカーボン粒子を含む塗料
を吹付法或いは刷毛塗法等で塗布するものであるが、該
方法による塗装膜は耐機械・的衝撃に弱く下地から剥離
してしまう場合が少なくなかつた。この意味から塗装膜
と下地との密着性増大を計るために下地表面を清浄にす
る前処理をした力、或いは下地表面に塗料及び下地素材
と密着性の強い物質を前もつて塗布しておいたり、更に
は塗料に含有させる樹脂として密着性の強い樹脂を使用
する等数多の改良方法が提案されているが、塗布方法に
於いては均一性の良い塗装膜を得る目的から比較的塗装
膜を厚くする必要があるという本質Ｊ的問題から生ずる
、機械的衝撃や歪曲、屈曲等による塗装膜が下から剥離
するという塗装膜性能の劣化は免れないものである。

一方、艶消には例えば特公昭４６−２２３５１号公報や
特公昭４７−５１９２７号公報に記載さ、れている様な
、経済性、作業性等の利点から現在広汎に利用されてい
る電着塗装を用いる方法があり略記すれば、特公昭４６
−２２３５１号公報のものは下地である金属表面に電着
途装により樹脂塗膜を形成させた後、焼付前に塗膜を電
解質の水溶液又はアルコール溶液に浸漬するものであり
、特公昭４７−５１９２７号公報のものは同様にして形
成した樹脂塗膜をやはり焼付前に、場合によつて酸を含
む熱湯又は加熱水蒸気で処理し、次いで焼付硬化させる
ものである。

これ等の方法は、それ迄プライマーとしてしか殆んど用
いられなかつた電着塗装をトツブコートとして用いる点
及び前述の塗布法に比して膜の微密性、密着均一性の点
に於いて優れているものであるが、所謂艶消程度の塗装
膜粗面しか得られず、強いて更に粗い梨地処理程度以上
の塗装膜粗面を得るためには、電着塗装以前に予めブラ
ストマシス、液体ホーニング等で下地面を梨地処理して
訃く必要があるが、この様にすると梨地処理した段階に
於ける下地面は電着塗装することで平滑化されるために
、所望とする最終の粗性塗装面を任意に得るには梨地処
理に於ける粗性度合と電着塗装に於ける電着条件の二要
素を同時に精確に設定しなければならず、斯様な条件設
定は殊に再現性の良い塗装膜を得、然も連続運転する場
合には甚だ困難であり、又製造工程数の増加は製品のコ
スト面からも好ましいことではない。更には別に、電着
塗装の際、電着塗装溶液中に硅酸アルミニウムを混入し
て電着塗装と同時に艶消処理も行なう方法が提案されて
いるが、該方法は艶消程度の表面粗性しか得られず又下
地素材との密着性、再現性、量産性の点で未だ解決され
る可き問題が多く残されているものである。

後者の縮緬状塗装としては例えば特公昭４７−５１２２
３号公報に記載されている方法がある。

該方法は電着塗装によつて得られた塗膜表面をアニオン
系試剤を含む水溶液に接触させて塗膜表面層に前記試剤
を付着させた後熱硬化処理して縮緬状塗装膜を得るもの
である。而乍ら、該方法に於いても所謂粗性度合の大き
い縮緬状塗装膜面しか得られず、又電着塗装後アニオン
系試剤で膜表面の処理を行なう複数工程である、電着塗
装用塗料がビニル樹脂に限定される、工業的量産性並び
に用途面の見地から不充分な点が少なくない等未だ解決
される点が多分に残されているものである。

本発明は斯かる点に鑑み成されたものであつて任意の粗
性表面の塗装膜を表面粗性処理と塗装膜形成を単一工程
で同時に行える粗性表面状電着塗装膜の製造方法を提供
することを主たる目的とする。

本発明の粗性表面状電着塗装膜の製造方法は、電着塗装
液１ｔに対して電着可能な樹脂３０〜２５０ｍ２と、二
硫化モリブデン、酸化アルミニウム、硅酸アルミニウム
、シリカとシランから生成される無水硅酸、グラフアイ
ト、弗素ＷＡ眠酸化チタン、窒化硼素の中から選択され
る電気的中性微粒子物質の１０〜１００ｍｅとを含み、
脱塩水又は親水性有機溶媒を主溶媒、ブタノール、イソ
プロパノール又はエチルセルソルブを添加溶媒として、
ＰＨ８．Ｏ〜９．５に調整された電着塗装組成物を用意
し、被処理物と陰極との間の単位距離当りの印加電圧２
０〜１８０Ｖ／Ｃｍｌ電流密度０．５〜３Ａ／Ｃｄの電
着条件で電着塗装する事により前記樹脂１に対して前記
電気的中性微粒子物質が容量比で０．０４〜４含まれた
塗装膜を形成する事を特徴とするものであつて、斯かる
製造方法は前述の従来法に於ける問題点を総て解決し得
、本発明の所期の目的が達成されるものである。

本発明方法によれば、下地素材表面を特別な粗性化前処
理や或いは後処理することなく電着塗装と同時に同一浴
槽内で所謂艶消状から縮緬状までの任意の粗性表面を有
し、而も塗装膜性能に優れた塗装膜が簡便容易に短時間
で得られるという従来の電着塗装技術からは全く予期し
得ぬ優れた効果を顕著に発揮し得るものである。

即ち、下地の粗性表面化と電着塗装を同時に行えること
による工程数の削減の点、塗装膜の膜厚を従来に比べ１
／８〜１／５程度にしても膜の美観性並びに膜性能は格
段に優れている点、通電条件の設定次第で任意の粗性表
面を有する塗装膜が容易に得られ而も塗装す可き下地素
材を一度設定すれば塗装完成迄連続工程で成し得、又無
人化も充分可能である点、殆んど無公害に近い技術であ
る点等画期的な塗装膜の製造方法である。

本発明は斯かる如く優れた塗装膜の製造方法であるので
広汎の用途が期待され得、例えばスチールカメラ、８ｍ
／Ｍｌｌ６ｍ／ｍ１テレビカメラ、テレビ、ラジオ、ス
テレオ、掛時計、置時計、腕時計やそのバンド、更には
その他の光学装置や音響装置の内外部装飾及びその装置
内の光学的処理、電気器具、ライター、万年筆等の文房
具類、複写機、ロツカーキヤビネツト、本棚、机等の事
務機器の塗装への応用が考えられる。

上記した本発明の製造方法によつて得られる塗装膜中に
卦いては、樹脂に対する電気的中性微粒子物質の含有量
比で、通常、前記した値、即ち樹脂１に対して電気的中
性微粒子物質が０．０４〜４となる。

またより好ましい電着条件では、容量比で樹脂１に対し
て電気的中性微粒子の含有量比が０．０８〜３の値とな
り、斯かる含有比の塗装膜は本発明の所期の目的に適つ
た極めて優れた塗装膜であることを示すものである。本
発明の製造方法は、電着塗装液１ｔＶＣ．対して電着可
能な樹脂を３０〜２５０？、電気的中性微粒子物質を１
０〜１００ｍ２の割合で含ませておこなわれる。

このような割合とされる技術的理由は、以下のと卦りで
ある。すなわち樹脂と電気的中性微粒子物質の和が、こ
の範囲より多いと液中で凝固し沈澱を生じてしまい、逆
にこの範囲より少ないと、液中の樹脂と電気的中性微粒
子物質の量が少ないため電着効率が低下してしまう。ま
た、樹脂量が少ないと、粗面度が大となり、また逆に樹
硫量が多いと、粗面度が小さくなりすぎて、滑らかな塗
装面となつてしまい、いずれも所望の塗装膜を得ること
ができない。

次にＰＨが８．０より小さくなると、電気的中性微粒子
１個に対する樹脂の付着割合が増大したり、また電気的
中性微粒子に樹脂が付着したもの（以下樹脂付着粒子と
記す）同志の合体により粒径が大きくなり、液中で沈析
を起こし、逆にＰＨが９．５より大きくなると、樹脂が
電気的中性微粒子が液中で均一に分散する度合が増して
、樹脂だけが選択的に付着してしまう。

また、被処理物と陰極との間の単位距離当りの印加電圧
は、１８０Ｖ／Ｃｍを越えると、液中を移動して被処理
物に付着する樹脂付着粒子の粒径分布が広がり過ぎて均
一な粗性表面とはならない。

また２０Ｖ／Ｃｍ未満だと、細かすぎる粒径のものが選
択的に付看し、目的の粗性表面とならない。以上のよう
な理由により、本発明の製造方法に｝いては、ＰＨが８
．０〜９．５、被処理物と陰極との間の単位距離当りの
印加電圧が２０ｖ／ＣＴｎ〜１８０Ｖ／Ｃｍとされる。
また、電流密度は上記の電圧により決定される二次的な
ものであり、電圧を上記の範囲とすれば、電流密度は０
．５〜３Ａ／ｄの範囲となる。本発明に於いて好ましく
採用される電着可能な樹脂としてその代表的なものを挙
げれば、アクリル樹脂、アルキツド樹脂系、エポキシ樹
脂系、アクリルアルキツド樹脂系、アクリル変性ポリエ
ステル樹脂系、メラミン樹脂系、アクリルメラミン樹脂
系、ペンゾグアナミン樹脂系、フエノール樹脂系、アク
リル尿素樹脂系、アクリルエポキシ樹脂系、アクリルフ
エノール酎月孫等の一般に電着塗装に用いられている樹
脂である。

電気的中性微粒子物質の電着塗装液への混入による塗装
膜面の粗性化に就ての理論的解明は未だ不明の点が多く
、ここに詳述できるものではないが、多くの実験結果よ
り電気的中性微粒子物質の添加によつて初めて塗膜面の
粗性化が見られること、電着された塗装膜中に微粒子物
質の含有が認められること、微粒子物質は塗装液中で電
気的に中性であることが表面粗性化の効果を絶大にする
こと、微粒子物質の粒径は液中でエマルジヨンと成る程
度以下であることが必要であること、電着塗装中の電流
・電圧を調整することにより任意の粗性表面が容易に得
られること等が確認されている。

本発明の粗性表面状電着塗装膜の製造方法に採用される
電気的中性微粒子物質は電着塗装時に電着塗装液中で電
気的に中性であつて液中に分散し得、含有される塗料樹
脂等の成膜性を劣化させないことが必要条件であり、そ
の好ましい物質の代表的なものを挙げれば、二硫化モリ
プデン、酸化アルミニウム、硅酸アルミニウムや撥水性
無水硅酸、例えばシリカとシランから生成される無水硅
酸、グラフアイト、弗素樹脂、酸化チタン、窒化硼素等
の微粒子状の物質である。

本発明に於てはこれ等の樹脂と電気的中性微粒子物質を
適当な溶媒に分散させて電着塗装液とする。

電気的中性微粒子物質が前記溶媒に分散し難い場合には
、予め分散し易い溶媒に分散させる必要がある。勿論、
この場合の溶媒は先の電着塗装液の溶媒と相溶性のある
ものが使用される。本発明に係わる電着塗装液の主溶媒
は通常、脱塩水が使用され、この場合予め電気的中性微
粒子物質を分散させる溶媒としてはイソプロピルアルコ
ール等のアルコール類が好ましく採用されるものである
。前述の電着可能な樹脂と電気的中性微粒子物質の電着
塗装液中に於ける割合は所望に応じて任意に決定され得
るものであるが通常、前記の値、即ち電着塗装液１ｔに
対して樹脂が３０〜２５０１１ｅ、電気的中性微粒子物
質が１０〜１００ｍ２であり、好ましくは樹脂が５０〜
２００ｍ玖微粒子物質が２０〜８０軛含有されているの
が望ましいものであり、殊に樹脂７０〜１５０ユ、微粒
子物質が３０〜５０ｍ２の場合に最艮の塗膜性能を有す
る塗膜が得られるものである。

本発明に於ける電着塗装液には、前述の樹脂と電気的中
性微粒子物質の他に必要に応じて第３成分が添加される
。

第３成分としては乾燥剤、硬化存ｋ可塑剤、分散剤、乳
化剤、更には所望とする色が着色されている塗装膜を得
る目的から顔料又は染料が電着特性並びに電着塗装膜の
成膜特性を低下させない範囲で添加される。

更には又、電着塗装液の主溶媒が水である場合には樹脂
の水溶媒中での可溶化安定剤としてブタノール、イソプ
ロパノール、エチルセルソルブを添加するのが望ましい
。本発明に於ける電着塗装膜形成下地としては、鉄、銅
、銀、白金、亜鉛、ニツケル、アルミニウム、タングス
テン、クロム等の金属或いはこれらの中のものを含む黄
銅、ステンレス、ニツケルクロム等の合金、陽極酸化処
理を施こしたアルミニウムやその合金、ブラツクニツケ
ル等の金属硫化物、ブラツククロム等の金属酸化物、更
には金属表面処理或いは金属酸化物表面処理を施こした
プラスチツク、セラミツ久 ガラス等更には軟鋼板、隣
酸亜鉛鋼板等が使用され、殊にブラツククロムを下地と
した場合には著しく良好な効果を生み、密着性、成膜性
等の優れた粗性表面塗装膜が得られる。

本発明では電着塗装液の溶媒としては脱塩水が一般的に
使用されるものであるが、その他アルコール系、グリコ
ールエーテル系等の親水性の有機溶媒も使用され得、又
、これ等は適当量配合混合して使用しても差支えない。

電着塗装条件としては、電着塗装液のＰＨは前記の値、
即ち通常８．０〜９．５が好ましく、更には８．７〜９
．０であるのが一層好ましく、又、通電条件は先にも述
べた通り、塗装膜表面の粗性を決定する主要因であるか
ら所望とする表面粗性度合が得られる様適当に設定され
るものであるが、市場の要求する範囲及び塗装膜表面の
美観性から通常は前記の値、即ち被処理物と陰極との間
の単位距離当りの印加電圧２０〜１８０Ｖ／Ｃｍ．電流
密度０．５〜３Ａ／ＣｒＡである。

本発明の粗性表面状電着塗装膜の製造方法による塗装膜
の製造に就てその大要を以下に記述する。

所定に加工した真鍮板表面をトリクレン等の溶剤で脱脂
処理して清浄化した後、９悦ば膜厚５ー７μ程度に先ず
ニツケル鍍金し、次いでその上に１−２μ厚にプラツク
クロム鍍金する。鍍金処理が完済した後に本発明に係わ
る先の電着塗装液浴中に浸漬して一方０電極とし、浴温
２０〜３０℃程度にして実効印加電圧約１００Ｖで６０
ｓｅｃ程度電着塗装すると、表面が梨地化された電着塗
装膜が得られる。これを水切りし、次いで約２００℃で
２０分程度焼付して完成される。以下、本発明を実施例
に沿つて更に具体的に詳述する。

実施例 １ アクリル樹脂（商品名アロン８４０２０東亜合成化学工
業社製）とメラミン樹脂（商品名サイメル１１２３日本
サイアナミツド社製）とをボールミルにて２４ｈｒ以上
混合してアクリル・メラミン混合樹脂を得た。

別に、電気的中性微粒子物質である酸化アルミニウム、
硅酸アルミニウム、撥水性無水硅酸を、各々容量比で１
：１ＶＣ．なる様にしてイソプロピルアルコールを加え
て分散させこれ等を第１表に示す通りの配合割合にして
脱塩水を加えて混合し全容積が１ｔとなる様にして電着
塗料液Ａ−Ｈを作つた。アクリル・メラミン混合樹脂の
割合は困形成分として全容積の１０ｖ０１％となる様に
し、又塗料液はトリエチルアミンを加えてＰＨ８．７〜
９．０ＶＣ調整した。更に黒色仕上げの塗膜を得る目的
でカーボンブラツクを容量で１５ｍｅ／ｔ１塗料液Ａ−
Ｈに各々添加した。この様にして調合された電着塗料液
を用いて、電着塗装条件を浴液温度２０〜３０℃、被処
理物と陰極との間の単位距離当りの印加電圧を１００／
Ｃｒ！Ｋ電流密度０．５〜３Ａ／ＣｒｌｉｌｆＣして、
５０×１００Ｔｍの大きさの真鍮板に約６μ厚にニツケ
ノＩ金し更にその上に約２μ厚にブラツククロム鍍金し
たものを６０ｓｅｃ電着塗装したところ全域に於て均一
一様に梨地下された塗装膜が得られた。各電着塗料液を
用いて得られた粗性表面状塗装膜に就て耐摩耗性（テー
パ一摩耗試験機を用い、ホイールＣＳｌＯｌ荷重５００
ｙの条件で１０００サイクル）、硬度（鉛筆硬度）、耐
衝撃性（デユポン衝．撃試験、荷重１．０ｋｆを５０ｃ
ｍの高さから落下）を測定したところ、耐摩耗性に就て
は従来の吹付塗装膜と比較して１μ当り３〜５７１１９
良い結果が得られ硬度に就ても従来法より１Ｈ以上高く
、耐衝撃性に就ては、全く剥離現象は見られず、又耐薬
品性に就ても優れた効果を示した。向、分析の結果、得
られた塗膜中に含有される電気的中性微粒子の含有量は
容量比で樹脂分１に対して０．０４〜４の範囲内にあつ
た。

実施例 ２ 第２表に示す様に電着塗装液中の含有物質を種種変えて
電着塗装液１−０を調合した。

樹脂の混合及び電気的中性微粒子物質の分散並びに塗装
液のＰＨ調整、電着条件は実施例１と同様に行なつた。
各電着塗装液を用いて得られた塗装膜に就て実施例１と
同様の方法によつて塗装膜性能を測定したところ、何れ
の塗装膜も優れた特性を示し、例えばＪに就て云えば実
施例１に於けるＣにより得られた塗膜の物性より更に向
上した塗装膜が得られ、耐摩耗性に就ては１μ当り１０
巧良い結果が得られ≠ら又、従来法と比べては１μ当Ｂ
ｌ３ワ以上良好な結果を示した。

硬度に就ても５Ｈ以上と従来に比べ２Ｈ以上高く、耐衝
撃、耐薬品性についても極めて良好な結果を得た。肯、
分析の結果、得られた塗膜中に含有される電気的中性微
粒子の含有量は容量比で樹脂分１に対して０．０４〜４
の範囲内にあつた。

実施例 ３ 電気的中性微粒子牧質の種類及び添加割合を変えた以外
は実施例１と同様にして第３表に示す如＜電着塗装液ｐ
−ｗを作成し、下地素材及び電着条件は実施例１と同様
にして得られた塗装膜は極めて良好な塗装膜特性を有す
るものであつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電着塗装液１ｌに対して電着可能な樹脂３０〜２５
   ０ｍｌと、二硫化モリブデン、酸化アルミニウム、硅酸
   アルミニウム、シリカとシランから生成される無水硅酸
   、グラファイト、弗素樹脂、酸化チタン、窒化硼素の中
   から選択される電気的中性微粒子物質の１０〜１００ｍ
   ｌとを含み、脱塩水又は親水性有機溶媒を主溶媒、ブタ
   ノール、イソプロパノール又はエチルセルソルブを添加
   溶媒として、ｐＨ８．０〜９．５に調整された電着塗装
   組成物を用意し、被処理物と陰極との間の単位距離当り
   の印加電圧２０〜１８０Ｖ／ｃｍ、電流密度０．５〜３
   Ａ／ｃｍ＾２の電着条件で電着塗装する事により前記樹
   脂１に対して前記電気的中性微粒子物質が容量比で０．
   ０４〜４含まれた塗装膜を形成する事を特徴とする粗性
   表面状電着塗装膜の製造方法。