JPS6024400A - カラ−電着コ−テイング浴 - Google Patents

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〕 この発明は電層コーティングに関し、特にカラー電庸コ
ーティング乞与える新規な電層浴組成に関する。　− 〔従来技術〕 電着コーティングは従来、高分子水浴液に顔料を分散さ
せ、金属よりなる被コーテイング物乞浸漬し電極として
用い、該金属上に看色層火電漸させろものが電着塗装と
呼ばれ、工業的に自動車ボテイのプレコーティング等に
用いられている、この方法の原理は、高分子に親水性基
、例えばカルボキシル基を導入し、そのカルボキシル基
を無機アルカリ、有機アミン等で中和、水浴化したもの
を用いる。そして水溶化し７た高分子の水溶液に電極を
浸漬し、電圧乞印カロすると、水溶液中で解離している
カルボキシルアニオンが陽極に向って電気泳動し、電極
上の水の電気分解により、生じたプロトンと反応するこ
とによって高分子が不溶化析出してくる。すなわち陽極
上では次式に示す反応が起こり、高分子の析出が見られ
ろことになる。

２Ｈ，Ｏ−＋４Ｈ＋＋０２↑＋４ｅ− ０００−０００Ｈ また、親水性基に塩基性基（例えばポリアミン）乞用い
、酸により中和１．水溶化すれば、逆に陰極上で高分子
の析出が見られることｌ／ｃなろ。

電着された高分子が電気絶縁性の場合、電極が高分子で
被覆されるとともに電流が減少【７、それ以上の被覆ケ
妨げろため膜厚の増大汀期待てき」いと考えられるが、
実際は水の電気氷解による発生酸素の気泡のため初期の
完全被覆は避けられ、絶縁層となろ壕でにある根囲の膜
厚が得られることとなる。通常、電着塗装では１００〜
２００Ｖの電圧印加で１０〜２０μｍの膜厚を得ている
。

１だ得られろ高分子膜は電気浸透の効果により水分含量
が少なく、塗布法等で作製した膜よりも密層性の良い均
一な膜となる。

アニオン電着用の高分子としては、天然乾性油とマレイ
ン酸の付加物、カルボキシル基を導入したアルレキトイ
立１月旨、エボキシイ酊１１旨とマレイン酸の付加物、
カルボキシル、Ｍ、？：４人したポリブタジェン樹■旨
、アクリル酸またはメタクリル酸とそのエステルとの共
重合体等が用いられ、電層皮膜の特性により他の高分子
または官能基を待つ有機化合物を高分子水浴液に導入す
る場合もある。使用する高分子中のカルボキシル基、水
酸基等の親水性官能基の量は重要であシ、親水性基が多
すぎると１１ｇ１Ｍ層の不溶化が充分でなく不均一な膜
となり、少なすぎると中和時の水溶性が不充分となる。

高分子の溶媒としては水が主成分であるが、イソプロパ
ツール、ｎ−ブチルアルコール、ｔ−フＦ−ルアルコー
ル、メチルセロンルフ、エチルセロソルブ、イソプロピ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコー
ルメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテ
ル、ジアセトンアルコール等の親水性溶媒が高分子の重
合用溶媒として含量れる。含１れる親水性溶媒の種類、
［千はやはり、電着層の均−注に大きく影響する。

色材として用いられる顔料ｕ（％分子とともに水中に分
散され、顔料が水中で帯′屯し電圧印加とともに高分子
と一緒に電気泳動し、膜中に取り込せれて行く。使用さ
れる顔料としては、酸化チタン沈降性硫酸バリウム、タ
ルク、アスベステン、チヤイナクレー、ベンガラ、黄色
酸化炭、ストロンチウムクロメート、塩基性けいクロム
酸鉛、フタロシアニンフ゛ルー、フタロシアニングリー
ン、ハンザエロー、カーボンブラック等である。

このような、高分子、顔料ケ水に分散させた電着コーテ
ィング浴より、電層させたカラーコーテイング膜は顔料
の塵、ぺい力により不透明な層色ｊ模が普通であり、使
用できろ顔料の色調も限られており、装飾用の鮮明なカ
ラーコーティング１僕や、下地２生かしプｔ’４明性の
あるカラーコーテイング膜に得られず、もっばら防食用
コーティングとして用いられていた。しかし電層コーテ
ィングは被コーテイング面の形状にはかかわらず、通電
部分に選択的に均一な）、′Ａが作れるという利点χ有
しており、印刷では１１１ｊ　Ｌい透明材料の曲面部分
に鮮明なカラー図柄乞作製する等の用途への応用が考え
られるものである。

〔発明の目的〕 そこで不発明は透明性のある鮮明なカラー電着コーティ
ングを得ること乞目的とし、電庸性冒分子と水に難溶も
しくは不溶の染料７水に分散させた浴？考案し、この浴
中で電着することにより、透明性のある鮮明なカラー電
層コーティング膜が得られること７見い出したものであ
る。

〔発明の構成〕

通常、電着浴中にイオン性の不純物が混入する事に電圧
印加時、イオンが電流の媒体となり、大きな電流が流れ
、膜厚の不拘−性乞結果としてもたらす。水溶性染料は
すべて水溶、液中でイオンに解離するようなスルホン酸
基等を有しており、水溶性染料が電着浴中に存在する場
合は、イオン性不純物の挙動をと９上記のように好壕し
ぐない結果を与えるため本発明の目的には使用できない
。

−万、水に難溶もしくは不溶の染料は水中ではイオンに
は解離しないが、凝集力が働き、均−系にはなり得ない
。しかし、電着に用いる高分子は親水性基と親油性基４
乞待つ一種のセッケンとみなせるため、電着浴中では水
に難溶もしくは不溶の有機染料分子をある程度、分散さ
せる能力７待っている。それに加えて後に実施例で述べ
るような分散手段７組み合わせることにより、均一な分
散溶液７作り、染料と高分子の同時電庸乞可能にしたも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明によるカラー電茗“コーティング浴につい
て製作例と使用例に分は具体的に説明する。

製作例 （実施例１） 下記組成の塗料（ニスピアＦＤ−，３０００神東塗料製
） ニスビアＥ・Ｄ−３０，Ｏｎ 馨定着用高分子として用いる。ポリエステル樹脂に１与
られる膜の透明性がよく、光沢性にもすぐれ膜が経時的
に黄変劣化することがないため本発明の目的には適して
いる。

この塗料ケ用い、以下の組成のカラー電着コーティング
浴を作製した、 使用する油溶性染料は親水性浴媒可Ｉ各なものに限定さ
れ、耐光性が非常にすぐれている金属錯塩構造のものが
望才しい。例えば次式のような分子構造を持つものがあ
る。（製品名でばＡｉｚｅｎＳｐｉｌｏｎ　、　０１θ
ｏｓｏｌ　Ｆａｓｔ等）Ｈ３ カラーインデックス番号５ｏｌｖθｎｔ　Ｒｅａ　８浴
の作成手順はニスビアＥＤ−３０００７ａ？水に溶解さ
せる。次に染料をメチルセロソルブに溶解させる。この
とき染料重量比ｘｆｄメチルセロソルブに対する染料の
溶解度ビ超えない範囲で任意に選ばれ、所望の看色濃度
に対応する。染料のメチルセロソルブ溶液を前記高分子
を溶解させた水浴ｆＶｃ力口え、攪拌すると染料は均一
に分散される。

このときメチルセロソルブに染料分子及び水の両刀に親
和性２待つ分散媒として働いているが、添加量が多くな
ったり、セロソルブのアルキル基の炭素数が増えろと電
着した膜厚の不均一化をもたらす。

出来上がった浴は染料分子がメチルセロソルブに溶解し
た状態から浴中に分散されるため、染料分子とメチルセ
ロソルブの溶媒和効果で非常に安定なコロイド分散系と
なる。この浴は攪拌状態を保ちさえすれば１ケ月放置後
も凝集等の変性は見られなかった。

（実施例２） 実施例１におけるカラー電う踏コーティング浴を下記組
成にした。

使用する分散染料は、通常、市販品にはアニオン系の分
散剤が含′まれでいる場合が多く、この分散剤が浴中で
イオンとなジ、電層電流を増大させ電着された膜厚の不
均一性の原因となるため、分散剤の含まれていないもの
乞使用する。使用される分散染料は例えば次式のような
分子構造を持つものがある。

ＯＨ。

カラーインデックス番号Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　’Ｙｅｌｌ
ｏｗ　５浴の作成手順はニスビアＥＤ−ｓａａａｗ水に
溶解させる。次に染料ｖＤＭＦｉｃ溶解させる。このと
き染料重量比ＸはＤＭＦに対する染料の溶解度を超えな
い範囲で任意に選ばれ、所望の着色濃度に対応する。染
料のＤＭＦ溶液を前記高分子ン溶解させた水溶液に加え
、攪拌すると染料は均一に分散される、分散媒に用いた
ＤＭＦは実施例１において用いたメチルセロンルブより
膜厚不均一への影響が大きいため使用量をψぐづ−ろこ
とはできないが、本実施例のカラー電層コーティング浴
は実施例１と同様の効果を示した。

（実施例３） 実施例１におけろカラー電庸コーティング浴を下記組成
の塗料（パワーマイト　３０００−１０日本代イント製
） パワーマイト　３０００−１０ 乞電着用高分子として用いた。アクリル樹脂も実施例１
及び実施例２で用いたポリエステルｗ脂と同様、透明注
、光沢性、耐黄変性に丁ぐれている。

この塗料乞用い、以下の組成のカラー電層コーティング
浴を作製した。

使用する油溶性染料に実施例１のように種類ビ限定され
ないが、例えば次式のような構造７Ｖｊつものが使用さ
れる。

カラーインデックス番号５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂｌｕｅ　１
１浴の作製手順に所定量のパワーマイト３０００−１０
に染料を添加し、混練、超音波分散等の方法でＰｒ解さ
せる、油溶性染料はアクリル系モノマーに対しである程
度溶解性を持っており、アクリル樹脂との相溶性は良好
である。しかし染料重量比Ｘにせいぜいｘ　＜　１．０
の範囲で１更用するのが好ましい。

次に水を所定量添加し、攪拌して均一なカラー電漸コー
ティング浴を作製したところ実施例１と同様な効果が得
られた。

使用例 （実施例４） 第１図に示すような凸レンズ状のガラス基板１に、透明
導電膜２を任意の図柄にパターニングする。実施例１に
おいて製作したカラー電着コーティング浴にガラス基板
１を浸漬し、透明導電膜２゜を陽極にして電圧印７Ｉ（
］をする。電流に最初大きな埴を示すが、被圀とともに
減少し、数分間で電着は終了する。終了後、基板１を引
き上げ水洗し、余分な塗料を洗い落とし、１７０〜２０
０℃程明の温度で１ｂｒ焼き付は硬化７行った。この硬
化ではポリエステル４立士脂とメラミン樹Ｉ旨との田ｊ
にイ宿合反応が起こり、堅牢なコーティング校が形成さ
れる。このようにして凸レンズ状基板に作られたカラー
図柄３ば、基板が曲面であるにもかかわらず均一な１厚
であり、鮮明な色調で透明注のある膜であった。

（実施例５） 第２図に示すようなアルミニウム上にヘアライン処理を
ほどこした後、°アルマイト処理乞した基板４を実施例
２において製作したカラー電府コーティング浴に浸漬し
、基板４のアルミニウム部分に電圧を印７ＪＩＩ　’ａ
’する。以後実施例５と同様の処理をほどこして基板４
上にカラーコーテイング膜５を作製したところ、カラー
コーテイング膜の透明性により下地のヘアライ２ン模様
は全くそこなわれず、鮮明な色調の表面処理模様板が作
製できた。

（実施例６） カラー電着コーティング浴に実施例３において作製した
ものン用い、以下実施例４と同様にカラー図柄を作製し
たところ、実施例４と同様な効果が得られた。

〔発明の効果〕

以上、実施例で具体的に述べたよりに、不発明によるカ
ラー電責コーティング浴は、従来の顔料による電着浴と
同様の安定性、操作注乞付つにもな装飾品、透明性のあ
るヵロエ品、等、電着コーティングの用途を大きく広げ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は不発明によるカラー電着コーティン
グ浴を利用して作製したサンプルの具体例。 １・・・ガラス基板　２・・・透明導電膜３．５・・・
カラー電層コーティング１１貿６・・・アルマイト基板 以　上 出願人　株式会社第二精工舎 代理人　弁理士最上　務 第１ 第２ Ｌ□□二■二■− −−−一−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）水中で溶Ｍ性もしくは分散性を待つ電層性高分子
   と色材を混合させた浴であり、該浴中に電極乞浸漬し、
   電圧印加により電極上に着色層を電着コーティングする
   ことに用いられるカラー電層コーティング浴において、
   前記色材が水に離溢もしくは不溶の染料であることを特
   徴とするカラー電着コーティング浴。
2. （２）前記水に難溶もしくは不溶の染料が分散染料もし
   くは油溶性染料であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のカラー電肩コーティング浴、
3. （３）前記水に難溶もしくに不溶の染料の分散剤として
   親水性溶媒乞添那したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のカラー電層コーティング浴。
4. （４）前記油溶性染料が金属錯塩構造をとり、親水性溶
   媒に可溶なものであることケ特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のカラー電層コーティング浴。
5. （５）前記電層性高分子がアニオン電着性高分子であり
   、電極の陽極上に着色層を形成すること乞特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載のカラー電層コーティング浴。
6. （６）　前記アニオン電着性高分子−ｈへ　カルボキシ
   ル基を有するアクリル樹ｉ旨、もしくはカルボキシル基
   を有するポリエステル樹脂乞アルカリで中和し水溶性に
   したもの、またはそれらに親水性メラミン樹脂馨混合し
   たものであること乞特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載のカラー電−滑コーティング浴。