JPS608318B2 - 艶消電着塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１回塗り仕上げ用艶消電着塗装方法に関する。

詳しく述べると、艶消剤を分散配合してなる電着塗料（
以下艶消電着塗料と称す）中で導電性基材を陽極とし、
陰極との間に直流電圧を印加して電着塗装を施す方法に
おいて、露着塗装の期間中電着槽内の電着塗料の循環を
停止することを特徴とするる艶消電着塗装方法に関する
。雷着塗装方法は、水性塗料を使用するため火災に対す
る安全性に優れ、一方自動化による大量生産ができ、さ
らに均一な塗装膜厚がえられるなど多くの利点を有して
いるため、過去１世玉以上にわたり工業的塗装方法とし
て多くの分野で使用されてきた。しかしながら、露着塗
装でえられる物品の表面は、そのほとんどが光沢のある
ものである。

ところが、最近、特に建材関係などの亀着塗装による１
回塗り仕上げの分野で、落着いた風合し、がえられる光
沢の少ない艶消タイプが要求されるようになってきた。
従来、亀着塗膜の艶消し方法として多くの方法が提案さ
れている。

たとえば、‘１｝電着塗眼をカチオン系界面活性剤で洗
浄処理する方法（特公昭４８−４４４７号公報参照）、
‘２）電着塗膜をアルコール溶液あるいはアルコール含
有水溶液で処理する方法（特公昭４６−２２３５１号公
報参照）、【３｝焼付前の亀着塗膜を有機酸又は無機酸
の水溶液で処理する方法（特開昭５２一１３７４４４〜
６号公報参照）、■焼付前の露着塗膜を酸を含有するあ
るいは含有しない熱湯または加熱水蒸気で処理する方法
（特公昭４７−５１９２７号公報参照）などの方法が公
知である。

しかしながら、雷着塗膜を形成後に何らかの処理を行な
うこれらの方法では、十分な艶消効果がえられなかった
り、処理液を厳しく管理しないとロット毎の艶消状態の
バラッキ、艶消の風合し、の差、艶消むらおよび艶もど
りなどが生じ、また亀着塗装ラインにおいて一工程付加
するために作業能率も悪くなるという問題があり「実用
的規模における稼動は未だなされていないのが現状であ
る。

一方、艶消電着塗膜を形成する方法として、一般塗装に
おいて広く実施されている塗料中に艶消剤を分散させた
塗料を竜着塗装に使用することが試みられたことがある
。

しかしながら、このような塗料を使用すると、艶消剤が
沈降し易く、このため塗料の組成変化が大きく、電着塗
装を続けていくとえられる艶消塗膜の光沢がばらついて
くるという問題があり、この方法も実用化されるに至つ
ていない。本発明は、上記の艶消剤を分散配合してなる
電着塗料を用いて従来の欠点を解消し、安定で均一な艶
消電着塗膜が形成できる霞着塗装方法をうろことを目的
とするものである。

前記のように、艶消電着塗料を亀着塗装する場合、特に
問題になるのが艶消剤の沈降である。

連続稼動を行なう亀着塗装においては、艶消剤の沈降を
防ぐような電着塗料の循環方法が必要になる。通常、霞
着塗装においては、電着塗料を常に正常な亀着塗膜がえ
られる状態に保っため、霞着槽中の塗料を糟外の系に導
き、渡過処理、熱交換処理、必要に応じてイオン交換処
理、塗料濃度調整のための補給処理等を施し、電着槽中
に戻す循環方法がとられている。

ところが、艶消電着塗料を用いて軍着塗装を行なう場合
に従来の塗料循環方法を実施すると、電着槽内で保持さ
れる被塗装物品の位置により、さらに同一被塗装物品に
おいても、光沢差、艶消むらが生ずるのである。このよ
うな光沢差、艶むらの発生は、１回塗り仕上げを目的と
する艶消電着塗装においては致命的な欠陥である。

本発明者の実験によれば、この欠陥は露着槽内の露着塗
料を循環させるために生ずることが判明した。

本発明は、上記知見に基づきなされたもので、本発明を
概説すると、艶消剤を分散配合してなる露着塗料中で被
塗装物品を陽極として陰極との間に直流電圧を印加して
霞着塗装を施すにあたり、電着塗装の期間中、露着槽中
の塗料の循環を停止することを特徴とする艶消電着塗装
方法である。

本発明を添付図面を参照して具体的に説明すると、電着
槽１内の艶消電着塗料は、通常、電着塗料の調整、艶消
剤の沈降防止のため、露着槽１から補助槽２へオーバー
フローにより流入させ、これをポンプ３で吸引してフィ
ルター４による櫨過処理、熱交換処理（熱交換器５）、
必要に応じてイオン交換処理（イオン交換装置６）、濃
度調整処理（図示せず）等を施したのち塗料噴出口をも
つパイプ９から雷着槽１に戻す循環が行なわれている。
本発明は、この電着塗料の循環のために生ずる光沢差、
艶消むらを解消するために、被塗装物品に亀着塗装を施
す期間中電着槽内の塗料の循環を停止するものである。
その方法としては、■ポンプ３の作動を停止して全ての
循環回路を止める方法、■補助槽２からポンプ３で吸引
した塗料を前記必要な処理を施し補助槽２に戻す回路、
すなわちポンプ３からフィルター４、必要に応じてイオ
ン交換装置６、熱交換器５を経て塗料噴出口をもつパイ
プ１０から補助槽２へ戻す回路で循環を行なう方法、＠
補助槽２からポンプ３で吸引した塗料をバイパスライン
１１を通してパイプ１０から補助槽２に戻す回路で循環
を行なう方法などがある。上記のように、被塗装物品に
霧着塗装を施す期間中電着槽内の塗料の循環を停止する
方法としては、大別して、塗料の循環回路を全て停止す
る方法（＠の方法）と塗料の循環回路を切換えて循環回
路から電着槽を外す方法（■および＠の方法）に分けら
れる。

しかしながら、前者の方法は、亀着塗装終了後塗料循環
を再開する際にポンプにかかる荷重が大きく、また艶消
剤の沈降の点で後者の方法よりも不利である。したがっ
て、ポンプの荷重を軽減し、艶消剤の沈降を少しでも防
ぐためには後者の方法が有利であり、さらにポンプの荷
重を考えると後者の方法の中でも＠の方法が最も適して
おり好ましい。なお、ポンプ３の負荷を少なくするため
ポンプ７，８を循環回路中に組込むこともできる。

この場合、＠の方法においては３，７，８と順番にポン
プを止めて循環を停止し、■の方法では全てのポンプを
常に作動させ、＠の方法においてはポンプ７，８を停止
させ、三方弁１２をバイパスライン１１と蓮通させる。
電着塗装終了後は、＠の方法においては塗料循環を再開
させ、■および■の方法においては循環回路を切り換え
、電着槽１へ循環する通常の循環回路に戻せばよい。

このように、本発明の方法によれば、露着塗装期間中の
み竜着塗料の循環を停止しあるいは循環回路を切り換え
るだけの操作で、光沢差、艶消むらを解消できると同時
に艶消剤の沈降をも防げるという効果が得られる。

本発明において電着塗料中に分散配合させる艶消剤とし
ては、シリカ微粉末の他、炭酸カルシウム、クレー、ア
ルミナホワィトなどの無機物微粉末、ポリカーボネート
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリ
ルなどの有機物微粉末などの一種又は二種以上が使用で
きる。

艶消剤は霞着塗装に適する特性（以下、霞着特性という
）を有するものを選択する必要がある。

艶消剤に必要な電着特性は、亀着塗料中の分散量と同程
度の割合で亀着塗膜中に含有される、いわゆる共進性が
１００％に近いことがまず挙げられる。これは共進性が
悪いと電着塗料中に多くの鱗消剤が残存蓄積していき、
一方、共進性が良すぎると露着塗料中の艶消剤がすぐに
減少してしまうといったように、艶消電着塗料の組成変
化が大きくなり、連続して露着塗装する際に常に安定し
た艶消電着塗膜がえられなくなるためである。この他に
も、電着塗料中に艶消剤を分散させた場合、塗料格の世
を電着塗料の安定を阻害するような低いｐＨ領域に変動
させることなく、さらに塗膜の性能を劣化させることの
ない艶消剤を水に懸濁させた場合の軸が比較的高く、ま
た吸水性の極めて低い特性のものが好適である。これら
の露着特性を有するものとして、艶消剤のうちでもシリ
カ微粉末、特に■相対湿度９０％における平衡水分が２
０％以下でかつ■その水懸濁液の解が５．５以上を示す
シリカ微粉末が好適である。艶梢剤の配合量は、所望す
る艶消程度、さらには艶消剤の種類、艶消剤の粒径など
により異なり一概に言えないが、一般に雷着塗料の塗膜
形成成分１０堰重量部当り０．１〜４の重量部、好まし
くは１〜３匹重量部が適当である。

本発明で使用する艶消剤の粒径は特に規定はしないが、
本発明者の実験によれば粒径は小さいほど取扱いが容易
となり、また均一な艶消し塗膜がえられて好ましい。

しかし、超微粒子であれば艶消効果が小さくなるので、
適当な粒径を選ぶ必要がある。実験結果からは平均粒径
（２次）５〃肌以下の艶消剤が好ましい結果を示した。
艶消剤を亀着塗料中に分散させる方法としては、雷着塗
料原液に艶消剤、必要に応じて水、溶媒を混合し、サン
ドミル、ボールミル、ロール練等の方法で均一に分散さ
せたものを更に脱イオン水で希釈するか、又はあらかじ
め希釈した露着塗料中に艶消剤を混入し、高速分散機た
とえばホモミキサーで分散する方法が採用できる。

電着塗料はポリカルボン酸樹脂およびアミノ樹脂を塗膜
形成成分とするものである。

ポリカルボン酸樹脂としては、飽和又は不飽和のアルキ
ッド樹脂並びにその油変性物、カルボキシル基を有する
アクリルポリマー、ビニルポリマ一、並びにアクリルビ
ニルコポリマー等の上記一種又は二種以上を混合したも
のを使用する。

このポリカルボン酸樹脂は、カルボキシル基の少なくと
も一部を有機アミン又はアンモニアで中和して、水に透
明又は乳濁状に希釈可能にしたものである。ポリカルボ
ン酸樹脂の中和に用いる有機アミンとしては、モノメチ
ルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン
、ジイソプロピルアミン、ジメチルアミノエタノール、
ジエチルアミノェタノールなどがあり、この他アンモニ
アも使用できる。

ポリカルボン酸樹脂は、アミノ樹脂と混合して使用する
ことにより、熱硬化性電着塗料としての塗膜の物理的な
らびに化学的性質の向上をはかる必要がある。

アミノ樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂などが使用でき
るが、本発明では、特にメラミン樹脂のうちでもメタノ
ール、エタノール、ブロパノール、ブタノールなどの一
種もしくは二種以上の一価のアルコールにより少なくと
も部分的にエーテル化された水雛溶性のメチロールメラ
ミンが適当である。

塗膜形成成分のポリカルボン酸樹脂とアミ／樹脂との組
成割合は、ポリカルボン酸樹脂：アミノ樹脂＝３０〜９
０：７０〜１０（重量比）が適当である。

亀着塗料は塗膜形成成分が３〜２の重量％となるように
希釈して使用する。艶消電着方法は、霞着槽中の塗料の
循環を停止して、被塗装物品を陽極として艶消電着塗料
中に浸潰し、対極を設けて電圧１５〜３００ボルトで３
０〜３０硯砂直流電流を印加して行なう。

被塗装物品が長尺材の場合には、水平に対して３０〜９
０ｏの角度をつけて保持し電着塗装すればよい。被塗装
物品としては導電体であればどんな種類でもよく、大き
さ、形状を規定するものではない。

たとえば、鉄、銅、アルミニウム、陽極酸化処理または
化成処理を施したアルミニウム、さらにはべ−マィト化
したアルミニウムなどが使用できる。これらの被塗装物
品にあらかじめ染色あるいは電解により着色を施したも
のも使用できる。本発明では霞着塗装後は通常水洗を行
なうが、この水洗処理を省略することも可能である。特
に長尺材を縦吊り（水平に対して９０ｏ）にして塗装す
る場合は、水洗処理を省略する方が有利である。本発明
の方法によれば、連続稼動においても均一な艶消塗膜が
えられ、艶消光沢の変化が極めて少ない艶消電着塗膜が
えられる。

本発明をより具体的に説明するため、以下実施例を示す
。

艶消軍着塗料の調製 市販のアクリルーメラミン系電着塗料原液（樹脂固形分
５０重量％）２０＄織こ、下記に示す特性を有するシリ
カ微粉末（商品名ニプシールＥ−２０船、日本シリ力工
業社製）を１碇都加え、サンドミルにて十分に混合分散
を行なった。

ついで、この分散液に脱イオン水を加え、樹脂固形分１
の重量％の艶消電着用塗料を調製した。艶消剤として使
用したシリカ微粉末の特性は次の通りである。

９０％相対湿度における平衡水分 １０％４重
量％水懸濁液のｐＨ ６．５平均粒子
径（２次） ２．５山肌実施例 １電着
塗装装置として、艶梢電着塗料が露着槽から補助槽を経
て、猿過処理、熱交換処理、必要に応じてイオン交換処
理を行ない、雷着塗装俗に戻る循環回路を設けた第１図
に示すような装置を使用した。

調製した艶消電着塗料を満した浴中に、陽極酸化処理を
施したアルミニウム長尺形材（２の）を水平に対して１
ｏｏの角度をもたせて横吊り状態で保持し、これを陽極
とし、ステンレススチール板を陰極として電圧１８０ｙ
で１５硯砂・間直流電流を印加した。

なお、函着塗装期間中、塗料は補助槽からポンプで抜出
し、これを再び補助槽に戻す方法で循環を行ない、雷着
塗装裕中の塗料の循環を停止した。塗装終了後、アルミ
ニウム長尺形材を塗料格より取出し、水洗を行ない、つ
いで熱風循環式乾燥炉に入れ１８０ｏｏで３■ご間加熱
乾燥を行なった。

比較例 １実施例１の方法において、露着塗装裕中の塗
料の循環を続けたまま露着塗装を行なった以外は全て同
じ方法で実施した。

雷着浴槽内での循環は線速度１５ｃの／側で行なった。
なお、電着浴槽からオーバーフローした塗料は補助槽に
集められ、ポンプで補助槽から抜出した塗料は各処理を
施され、亀着塗装浴槽底面に配管され塗料噴出口を適当
な間隔で設けたパイプから浴槽内に戻される。実施例
２実施例１の方法において、アルミニウム長尺形材を長
手方向に縦吊り状態に保持し、露着塗装後の水洗を行な
わない以外は全て同じ方法を実施した。

比較例 ２ 実施例２の方法において、亀着塗装裕中の塗料の循環を
続けたまま露着塗装を行なった以外は全て同じ方法を実
施した。

なお、塗料の循環は比較例１と同じ方法を行なった。以
上、実施例１〜２、比較例１〜２でえられた艶消電着塗
膜の外観を比較したところ、第１表の通りであった。

第１表なお、光沢は市販のデジタル変鱗光沢計 （ＵＧＶ−４０、スガ試験機■社製）を用いて反射角６
０ｏで測定した。

実施例 ３ 実施例１と同様の方法において、露着塗装裕中の塗料の
循環における線速度を変化させて実施したところ、第２
表に示す結果となった。

第２表 この結果から、電着塗装裕中の塗料の循環を停止すれば
、艶消むらのない塗膜外観がえられることが明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様を示す説明図、第２図は
電着槽のＡ−Ａ縦断面図を示す。 １・・・・・・電着槽、２・・・・・・補助槽、４・…
・・フィルター、５・・・…熱交換器、６…・・・イオ
ン交換装置、９，１０・・・・・・塗料噴出口をもつパ
イプ、１２・・・・・・三方弁。 図 縦 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 艶消剤を分散配合してなる電着塗料中で被塗装物品
   を陽極とし、陰極との間に直流電圧を印加して電着塗装
   を施すにあたり、電着塗装の期間中電着槽中の塗料の循
   環を停止することを特徴とする艶消電着塗装方法。 ２ 電着槽内の塗料の循環の停止を、電着槽から補助槽
   にオーバーフローにて流入する塗料を吸引圧送するポン
   プを停止することによりなす特許請求の範囲第１頃に記
   載の方法。 ３ 電着槽内の塗料の循環の停止を、電着槽から補助槽
   にオーバーフローにて流入する塗料をポンプにて吸引圧
   送し、濾過処理、熱交換処理、必要に応じてイオン交換
   処理、塗料濃度調整処理等を施し、これを補助槽に戻す
   循環回路に切り換え、循環回路から電着槽を外すことに
   よりなす特許請求の範囲第１頃に記載の方法。 ４ 電着槽内の塗料の循環の停止を、電着槽から補助槽
   にオーバーフローにて流入する塗料をポンプにて吸引し
   、これをバイパス回路から補助槽に戻す循環回路に切り
   換え、循環回路から電着槽を外すことによりなす特許請
   求の範囲第１頃に記載の方法。 ５ 艶消剤としてシリカ微粉末、炭酸カルシウム、クレ
   ー、アルミナホワイトなどの無機物微粉末、ポリカーボ
   ネート微粉末、ポリエチレン微粉末、ポリプロピレン、
   ポリアクリロニトリルなどの有機物微粉末の一種又は二
   種以上の混合物を使用する特許請求の範囲第１頃に記載
   の方法。 ６ 艶消剤のシリカ微粉末は（１）相対湿度９０％にお
   ける平衡水分が２０％以下で、かつ（２）その水懸濁液
   のｐＨが５．５以上の値を示す特性を有するものである
   特許請求の範囲第５頃に記載の方法。 ７ 電着塗料はポリカルボン酸樹脂およびアミノ樹脂を
   塗膜形成成分とし、ポリカルボン酸のカルボキシル基の
   少なくとも一部をアミン又はアンモニアで中和してなる
   水溶性又は水分散性のものである特許請求の範囲第１頃
   に記載の方法。 ８ ポリカルボン酸樹脂はカルボキシル基を有するアク
   リルポリマー、ビニルポリマー、アクリルビニルコポリ
   マーあるいは飽和又は不飽和のアルキツド樹脂並びにそ
   の油変性物の一種又は二種以上を混合したものである特
   許請求の範囲第７頃に記載の方法。