JPS63171898A

JPS63171898A - 複合被膜の形成方法

Info

Publication number: JPS63171898A
Application number: JP389187A
Authority: JP
Inventors: Masaya Kawabata; 川端　正也; Norihide Fujiki; 法秀藤基
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1988-07-15
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2540317B2

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〕本発明は鋼板等の導電性基体に重金属による被膜と重合
体による被膜を一浴で連続して形成する複合被膜の形成
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来重金属イオンを含有する浴液中に被処理物を浸漬し
、電圧を印加することにより被処理物表面に重金属によ
る被膜を形成することは、いわゆるメッキ技術として知
られている。

またイオン化された重合体を含有する浴液中に被処理物
を浸漬し、電圧を印加することにより被処理物表面に重
合体による被膜を形成することは、いわゆる電着塗装技
術として知られている。

さらに鉛、錫、クロム等の重金属を電着塗料中に含有さ
せることで硬化触媒効果による焼付温度の低温化等が得
られることは知られている。

また鋼板の前処理としてリン酸亜鉛やリン酸鉄による化
成処理よりも、亜鉛、ニッケル、クロムおよびこれらの
合金をメッキする方が優れた防錆力を有する事も知られ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、重金属を電着塗料中に配合していても、
通常電着塗装の除行なわれる一定の高電圧で電着塗装す
ると、金属が塗膜中に均一に分散されるので、硬化触媒
作用は得られるものの著しく防錆力を向上させるために
は、重金属量を多くする必要があった。しかし電解質を
大量に電着塗料に入れると、塗料の安定性を低下させる
だけでなく、塗膜を形成するのに必要な電気量が多くな
り不経済である。またこれを解決するために、水に溶け
にくい形での重金属を導入する方法があるがこれには、
金属石けんを顔料と一緒に分散させるのが一般的であり
、この場合も重金属を増やすと分散し難く、安定性も低
下する。

一方鋼板にメッキを施すことにより防錆力の向上を狙う
方法では、前処理工程がメッキ処理工程に代わるだけで
、省エネ、省設備という点からはあまりメリットがない
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、重金属イオンとイオン化された重合体を
含む電着塗料について、重金属イオンとイオン化された
重合体との電気泳動性と析出性の違いについて鋭意検討
を重ねた結果、重金属による被膜が析出し出す電圧（以
後ＥＯと示す）と重合体による被膜が析出し出す電圧（
以後Ｅ、と示す）とに差があることを見出し、さらに研
究を進めたところ先づＥ、以上Ｅ１未溝の電圧を印加し
て重金属の被膜を形成し、つづいてＥ１以上の電圧を印
加することにより、重合体の被膜を形成し鋼板上に重金
属被膜と重合体被膜とを重ねて形成する事に成功し、さ
らにこの様にして形成した複合被膜は鋼板に通常電着塗
装の除行なわれている有機金属塩による化成前処理を施
していなくても充分な防食性を示すこと、特に被塗物の
エツジ部の様に先端が鋭角状になっている部位に対して
著しい防食性向上をもたらす事を見出し本発明を完成さ
せた。

すなわち本発明は、（ａ）重金属イオンおよび（ｂ）イオン化された重合体を含有する電着塗料が収容された電着タンク内に被塗物
を浸漬し、電着タンク内に設けた電極と被塗物との間に
電圧を印加することにより被塗物表面に前記電着塗料に
よる被膜を形成させる方法であって、まず（ａ）重金属
イオンが析出し、（ｂ）イオン化された重合体が析出し
ない電圧を印加して被塗物表面に重金属による被膜を形
成し、つづいて（ｂ）イオン化された重合体が析出する
電圧を印加して前記重金属による被膜上に重合体による
被膜を形成することを特徴とする複合被膜の形成方法で
ある。

本発明の塗装方法について詳しく述べる。

まず、電着塗料を収容した電着タンク中に被塗物と対極
（電ｆＩ）を浸漬し、数ポルトル数＋ボルトの電圧を段
階的に印加していくと、先ず重金属被膜が析出し出す電
圧（１！ｏ）　（およそ１０〜３０ｖ）に達し、続いて
重合体被膜析出最低電圧（１！＋）（およそ４０〜８０
ｖ）に達する。

！、の確認は重金属被膜重量の測定により行ない、Ｅｌ
のについては重合体析出に伴なう電流値減少が見られる
ことにより確認できる。

本発明では、まず前記Ｐ、ｏ以上Ｅ１未満の電圧を印加
し重金属被膜のみ形成する。その後８１以上の電圧を印
加して重゛合体被ＩＩＩ（重金属も含有する）を形成し
た後、電着タンクより被塗物を引き上げ、通常の焼付け
を行ない複合被膜を形成する。

この場合被塗物の鋼板には、例えばリン酸亜鉛、リン酸
鉄等の前処理塗膜を形成してあっても無くてもどちらで
も良い。

現在自動車ボテ−及びパーツの電着塗装においては、通
常防食性確保の意味から、鋼板の前処理は必須であるが
、本発明の方法の場合前処理を施していない鋼板上に形
成した被膜でも、従来の前処理鋼板に電着塗装したもの
と同等もしくはそれ以上の防食性を示す。

従って本発明の方法を適用する場合は鋼板の前処理は必
ずしも必要ない。

一方通常の電着塗装時に、塗面欠陥を減らすためや、整
流器容量を小さくする等の目的で、徐々に電圧を上げる
方法（スロー通電と呼ばれている）や、多段階的に昇電
圧する方法が用いられる事があるが、これらの場合は使
用する電着塗料中の重金属イオン量も少なく、また本発
明でいうＥ。以下の電圧が印加されている時間が掻く短
時間なため、本発明のような作用効果は得られない。

本発明において用いられる電着塗料はイオン化された重
合体としてカチオン性重合体を含有するカチオン型とア
ニオン性重合体を含有するアニオン型のいずれでも良い
が防食性、耐アルカリ性といった点及び、アニオン型の
場合、重金属イオンとイオン化された重合体との荷電符
号が異なるため、重金属析出時と重合体析出時とで印加
電圧符号を逆転させる必要がある事等から、カチオン型
の方が好ましい。

かかるカチオン性重合体は、塩基性樹脂を有機もしくは
無機の酸で中和してなるもので、かかる塩基性樹脂とし
ては例えばアミノ基、アンモニウム基、スルホニウム基
等の塩基性基を持つエポキシ樹脂、ポリブタジェン樹脂
、アクリル樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。

また、かかる有機もしくは無機の酸としては、蟻酸、酢
酸、プロピオン酸、乳酸、硫酸、塩酸、燐酸等が挙げら
れる。こららの酸を塩基性樹脂にその樹脂中の塩基１当
量に対し０．１〜０．６当量の割合で混合し、水に分散
させる。

また、アニオン性重合体は、酸性樹脂を有機もしくは無
機の塩基で中和してなるもので、かかる酸性樹脂として
はカルボキシル基を持つエポキシ樹脂、ポリブタジェン
樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びこれらの混
合物等が挙げられる。

またかかる有機もしくは無機の塩基としてはトリエチル
アミン、トリブチルアミン、等のアルキルアミン、ジメ
チルエタノールアミ、　　ン、エチルジェタノールアミ
ン、ジイソプロパツールアミン等アルカノールアミン、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基があげ
られる。これらの塩基を酸性樹脂にその樹脂中の酸基１
当量に対し０．１〜１．５当量の割合で混合し、水に分
散させる。

本発明に用いられる、重金属イオンとしては、鉛、錫、
亜鉛、クロム、ストロンチウム、ニッケル及びこれらの
２種以上の混合物が挙げられ、通常これら金属の有機及
び無機酸塩を用いる。

例えば、酢酸鉛、ギ酸鉛、硫酸鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛
、炭酸亜鉛、ギ酸クロム、シュウ酸クロム、リン酸クロ
ム、酢酸ストロンチウム、ギ酸ストロンチウム、炭酸ス
トロンチウム、硫酸ストロンチウム、酢酸ニッケル、ギ
酸ニッケル、炭酸ニッケル、塩化ニッケル、リン酸ニッ
ケル、硫酸ニッケル等が挙げられる。電着塗料中の重金
属イオンの含有量は金属分として０．１重量％以上が好
ましく、０．３〜３．０重量％が特に好ましい。

金属分含有量が０．１重量％未満の場合、前記！！ｏと
Ｅｌの差がほとんどなくなると同時に、重金属の析出量
が著しく減少するため、十分な耐食性向上がなされない
ので好ましくない。

本発明の電着塗料は前記（ａ）重金属イオン、及び（ｂ
）イオン化された重合体必要に応じて硬化側、有機溶媒
、顔料、助剤等を水中に混合分散して調製される。

〔実　施　例〕

（カチオン性重合体液の製造例１）清浄な４￥；４ツロフラスコでエピコート＃１００４（
シェル■製エピビス型エポキシ樹脂）１９００ｇをエチ
ルセロソルブ７００ｇに溶解させ、ジェタノールアミン
２００ｇを加えて６０〜６５℃で１時間保持後１２０℃
に昇温し１時間保持する。

続いて８０℃まで冷却して、ブロックイソシアネート型
硬化１１１ＥＨ−１１７−２０（旭電化■製）５００ｇ
を加え８０〜８５℃で１時間保持しながら十分混合した
後取出す、この樹脂をＡとする。

樹脂Ａ４５ｇとエチルセロソルブ４５ｇと酸化チタン１
３５ｇとカーボンブラック７ｇを１￥２マヨネーズビン
に入れ、ガラスピーズ３００ｇを加えてクイックミルに
て分散するこれを（Ｂ−１）とする。

４′？１ステンレスバツトに樹脂Ａ３４０ｇと（Ｂ−１
）２３２ｇとギ酸８．５ｇを加え、ディスパーにて撹拌
しながら、イオン交換水２１７９．５ｇを徐々に加えて
十分に混合して固形分２０％のカチオン性重合体液（Ｃ
−１）を得た。

（カチオン性重合体液の製造例２）前記樹脂Ａ４５ｇ、エチルセロソルブ４５ｇと酸化チタ
ン１２０ｇとカーボンブラック７ｇと塩基性ケイ酸鉛３
５ｇを１藁マヨネー゛　ズビンに入れガラスピーズ３０
０ｇを加えてクイックミルにて分散する。

これを（Ｂ−２）とする。

４　？ｉミステンレスバット樹脂Ａ３４０ｇと（Ｂ−２
）２５２ｇとギ酸８，５ｇを加えディスパーにて撹拌し
ながらイオン交換水２２５９．５ｇを徐々に加え、十分
に混合して固形分２０％のカチオン性重合体液（Ｃ−２
）を得た。

（実施例１〜５）前記（Ｃ−１＞に酢酸鉛、ギ酸クロム、炭酸亜鉛、硫酸
ニッケルをそれぞれ第１〜２表の様に配合した電着塗料
を用い、無処理のダル鋼板に第１〜２表に示した通電条
件の２段階の電圧で電着塗装した後、焼付けを行った被
膜の性能評価を行った。

（実施例６）前記実施例１に比べ鉛量を少なくした以外は同様に被膜
の形成及び性能評価を行った。

（比較例１）２００ｖの一定電圧で電着塗装した外は実施例１と同様
に被膜の形成及び性能評価を行った。

（比較例２）前記（Ｃ−１）のかわりに（Ｃ−２）を用い被塗物とし
てリン酸亜鉛処理ダル鋼板を用いた外は前記比較例１と
同様な方法で電着塗装した後、焼付し、被膜の形成及び
性能評価を行った。

これらの結果を第１〜２表に示した。

（注１）　テープはく前後のゴバン目数／１ｙ＋＋ｍ角
ゴバン目数（＝１００）（注２＞　　５ＳＴ（塩水フンム試験）６００時間後の
サビ中で判定平面部はクロスカット入り ○：サビ巾３腸麿未満 Δ：サビ巾３〜５重鵬未満 ×：サビ巾５ｍｍ以上（注３）　４０℃で１ケ月塗料を撹拌後の電着塗膜仕上
りで判定Ｏ：初期と差なし Δ：塗膜欠陥少し有り ×：塗膜欠陥多い〔発明の効果〕本発明の方法に従うと、前処理を施さない鋼板上にも従
来の電着塗膜以上に防食性の良い、特にエツジ部の防食
性の良好な被膜を得ることが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】１、（ａ）重金属イオンおよび（ｂ）イオン化された重合体を含有する電着塗料が収容された電着タンク内に被塗物
を浸漬し、電着タンク内に設けた電極と被塗物との間に
電圧を印加することにより被塗物表面に前記電着塗料に
よる被膜を形成させる方法であって、まず（ａ）重金属
イオンが析出し、（ｂ）イオン化された重合体が析出し
ない電圧を印加して被塗物表面に重金属による被膜を形
成し、つづいて（ｂ）イオン化された重合体が析出する
電圧を印加して前記重金属による被膜上に重合体による
被膜を形成することを特徴とする複合被膜の形成方法。２、電着塗料が（ａ）重金属イオンを０．１重量％以上
含有した特許請求の範囲第１項記載の複合被膜の形成方
法。