JPH0249077A - 電着コーティング浴 - 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〕 本発明は電着コーティングに関し、特にカラーフィルタ
ーを応用した多色液晶表示装置などに用いる高精細、高
透明、高平滑性を要求される分野に好適な電着コーティ
ング浴に関する。

〔従来の技術〕

ここで、本発明で使用する電着の原理と方法について以
下説明する。。

この電着は、高分子溶液により電極上に高分子を不溶化
、析出させる方法で高分子電着法と呼ばれる。この−例
として、高分子水溶液に顔料を分散させ、金属を浸漬し
ｔ掻として用い該金属上に着色層を電着させる電着塗装
と呼ばれる方法が工業的に知られており、自動車ボディ
ー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、水溶化したものを用いる。水溶化した高分子
水溶液に電極を浸漬し電圧を印加すると、水溶液中で解
離しているカルボキシアニオンが陽極に向かって電気泳
動し、電極上で水の電気分解で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
が見られることになる。

又、親水性基に塩基性基例えばポリアミンを用い、酸に
より中和、水溶化すれば逆に陰極上で高分子の析出が見
られることになる。

電着された、高分子が電気絶縁性の場合、電極が被覆さ
れるとともに電流が減少し、それ以上の被覆を妨げるた
め膜厚の増大は期待できないと考えられるが、実際は水
の電気分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、絶縁層となるまでにある程度の膜厚が得ら
れることになる０通常、電着塗装では１００Ｖ〜２００
Ｖの電圧印加で１０〜２０ミクロンの膜厚を得ているが
、本発明に係る高精度、高細度が要求される目的の場合
、膜厚が厚すぎると高精度、高透明性、高鮮明性をそこ
なう、そのため、着色層は薄い方が良く１ミクロン程度
が望ましい、このため高分子樹脂濃度、印加電圧、溶媒
組成を最適に設計する必要がある。

このようにして得られた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着
性の良い均一な膜ととなる。

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キド樹脂
、エポキシ樹脂とマレイン酸の付加物、カルボキシル基
を導入したポリブタジェン樹脂、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、
電着皮膜の特性により他の高分子または官能基を持つ有
機化合物を高分子骨格中に導入する場合もある。透明性
・光沢性等の外観を重視する場合には、アクリル系もし
くはポリエステル系の高分子が適している。

又、高分子中のカルボキシル基、水酸基等の親水性官能
基の量は重要であり、親水性基が多すぎると電着層の不
溶化が十分でなく不均一な膜となり、少なすぎると中和
時の水溶性が不十分となる。

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−ブチルアルコール、
メチルセロソルブ、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
媒として含まれてもよい、含まれる親水性溶媒の種類、
量はやはり膜厚や電着層の均一性に大きく影響する色材
として用いられる顔料は高分子とともに水中に分散され
、顔料が水中で帯電し電圧印加とともに高分子と一緒に
電気泳動し、膜中に取り込まれて行く、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、
アスベスチン、チャイナクレー、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、
フタロシアニンブルー、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。

高誘電性を要求する目的に用いる高誘電性微粒子として
は、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＭｇＴｉ０．　、ＣａＴ
ｉ５ｉ０５．５ｒＴｉＯ）　、ＢａＺｒＯ３−ＰｂＺｒ
０３　、ＢａＺｒＯ３−ＰｂＳｎ０３　、ＢａＴｉ　Ｏ
３−Ｂ　１２　（ＳｎＯｓ　＞３　、ＢａＴｉＯ３−Ｎ
ｉＳｎ０３　、ＢａＴｉＯ３−５ｒＳｂ２０６　、Ｂａ
ＴｉＯ３−ＢａＳｂ２０６　、ＢａＴ　ｆｏｇ　−Ｐｂ
Ｓｂ２０６　、（ＬａＮａ）ＦｅＯｇ　−Ｂｉ２０＊　
、ＭｇＯ−８ＬＯ２，２Ｍｇ０・５ｉ０２．２Ｍｇ０・
２Ａ１ｚＯｓ　　・５Ｓｔ０２、ＺｒＯ２・５ＩＯ２、
Ｂｅ−０ Ａ１２ｏ、　、ＢＮ等がある。

導電材としては酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモ
ン、酸化亜鉛、酸化カドミウムなどの酸化物半導体の微
粒子、金、銀、ニツケルなど化学的に安定な金属の微粒
子があるこの様な微粒子は粒径が不揃で、大粒子物が混
入している物や、−次粒子に分散しにくい等の問題によ
り微粒子と高分子を水に分散させた、電着コーティング
浴より電着させた塗膜は、一般に粒子径の問題により透
明性や平滑性に劣るものが多く、実用出来る材料は限ら
れており、透明性のある鮮明なコーテイング膜や、ＩＴ
Ｏ等の下地を生かした透明性のあるコーテイング膜は得
られず、材料の機能を充分生かせないのが現状であり、
色相や機能性をそなえ、鮮明で透明性の良い、平滑な塗
膜を得る方法が望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は、電着浴の静！法による粒子の分級法を
考案し、この洛中で電着することにより多種の材料の機
能を生かし、しかも、透明性のある鮮明で平滑な電着コ
ーテイング膜を得ることを見い出したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は水中で溶解性もしくは分散性を持つ電
着性高分子と色素、導電材、高誘導材その他の機能性粒
子を混合した浴であり該浴中に電極を浸漬し電圧印加に
より電極上に皮膜層を電着コーティングすることに用い
られる電着コーティング浴を、静置することにより、該
浴の粒子径を分級してなる電着コーティング浴を提供す
るものである。

本発明においては塗膜の透明性を損なわなないためには
粒子の平均粒径が可視光の上限である０、８μの半分以
下の０．４μ以下、理想的には可限の４００μの半分以
下である０、２μ以下にすることが実用上好ましい透明
性を呈する。

また粒径が小さい程塗膜の平滑性が良化する事は言うま
でもない。

水中において粒子径が約０．１μであると粒子のブラウ
ン運動により粒子は沈降しにくく、はとんど半永久的に
沈降しないものも作れる。

以上の事実により電着浴液を一定条件で静置し、前記ブ
ラウン運動の効果にかかわらない大粒子を沈降させ、分
離使用することにより理想的な粒径のみを含む電着浴液
を調製することが出来る。

この方法により調製した電着浴液を用いて電着した塗膜
は透明性、鮮明性、平滑性が優れ、しかも目的の機能を
発揮した。

この様に使用可能機能粒子の範囲を広げ幅広い分野の応
用を可能にすることが出来る。

〔実施例〕

以下に実施例により発明の内容を具体的に説明する。実
施例中部は他に特記せぬ限り重量部である。

実施例１ 次のアニオン性電着浴を作成した。

〔高誘電塗膜用〕　　　　　　　　　　　」ポリエステ
ル樹脂（神東塗料社製）　　　６０部メラミン樹脂（二
カラツクＭＸ−４０三和ケミカル社製）１５ブチルセロ
ソルブ　　　　　　　　　　　４５ｎ−ブタノール　　
　　　　　　　　　４トリエチルアミン　　　　　　　
　　　　　　ライオン交換水　　　　　　　８４１ チタン酸バリウム（比誘電率１５００）　　　　２２７
　υシ　ニン　　−ン　　ＳＡＸ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　８合　　　計　　　　　
　　　　　　　　　　１０００不揮発分７５％、酸価５
０（酸価は樹脂固形分１ｇの中和に要するＫ　Ｏ１１の
■ｇ数である。

）、粘度６０ボイズ（２５℃）のポリエステル樹脂６０
部のうち、４０部とメチルセロソルブ４５部およびチタ
ン酸バリウムとフタロシアニングリーンを実験室用分散
機サンドグラインドミル（浅田鉄工新製）にて、２０時
間分散した。

分散した組成物に残余のポリエステル樹脂、メラミン樹
脂、ｎ−ブタノールを加えて十分混合した後、トリエチ
ルアミンにて中和しイオン交換水にて稀釈して高誘導性
高分子樹脂電着組成物からなる電着浴を作った。得られ
た浴液のＭＥＱは５５であった。

酸価およびＭＥＱの測定は次の方法によった。

酸価の測定法 一定量の樹脂を一定量のアルコールまたはエーテルに溶
解させ、フェノールフタレインを指示薬として、この溶
解物１／２規定水酸化カリウムで滴定する。

滴定に要した水酸化カリウムのｍｇ数を樹脂固形分１ｇ
に換算し、その値を酸価とする。

ＭＥＱの測定（固形分１００ｇに含まれる塩基性分のミ
リ当量） 浴液サンプル２０１を精秤し、エチレングリコ−ｌレモ
ノブチルエーテル１００鵬１を加え攪拌下に置き、１／
ＩＯＮ塩酸溶液を滴下しながら、ＰＨメーターでＰＨ値
を測定し、滴定曲線を描く０滴定曲線の二つの変曲点か
ら、その中点を求め、中点までに要した１／ＩＯＮ塩酸
の滴定量を求める。

次いでＭＥＱの計算式によりその塩基濃度を計算する。

ＭＥＱ　　　＝（ｖＸｆ／ｃ）Ｘ５０ ここでＶ：中点までに要した１／ＩＯＮ塩酸の滴定量（
１） ｆ　：　１／１　ＯＮ塩酸の力価 Ｃ：試料の加熱残分（％） この浴液はＭＥＱ５５で固形分中に２５重量％のチタン
酸バリウムを高誘電性粒子として含有している。

以上のように作成した電着浴を次の方法で静置し、大粒
子の分級を行った。

１￥；、トールビーカーを３個用意し、それぞれに前記
浴液を各ＩＹＩ取り、Ａ、Ｂ、Ｃ１とし、各々を下記の
時間静置後、傾斜法で上澄を９００ＣＣ取り以下の実験
を行った。

（１）浴の平均粒径の測定 （２電着塗装評価 ２０℃で攪拌し、ガラスを基板として、その上にスプレ
ーコート法により、酸化インジウム導電膜が形成された
透明基盤を陽極とし、対向極となる白金板を陰極として
両極間に２０ｖの電圧を３０秒問印加した。

次に、電着により形成した着色層中のポリエステル樹脂
とメラミン樹脂を焼付けにより縮合反応を行なわせ硬化
させた。焼付けは空気中、１７５℃で３０分行なった。

浴静置時間と平均粒径と塗装特性は第１表に示す通りで
あり、Ａ−１（ブランク）に比し静置したものは、比透
電率はほとんど変化せずに、他の項目が、すべて良化し
、実用性のある塗膜が得られた。

実施例２ 次のアニオン性電着浴を作成した３ 〔誘電性塗膜用〕　　　　　　　　　　　１ポリエステ
ル樹脂（神楽塗料社製）　　　６０部メラミン樹脂（二
カラツクＭＸ−４０三相クミカル社製）１５ブチルセロ
ソルブ　　　　　　　　　　　　４５ｎ、−ブタノール
　　　　　　　　　　　５トリエチルアミン　　　　　
　　　　　　　　４イオン交換水　　　　　　　８５１ 酸化錫（導電性微粉末Ｔ−１三菱金属社製）１２７　υ
シ　ユング１ルー　ＳＲ−５０Ｃ８合　　　計　　　　
　　　　　　　　　　１０００浴の作成方法は実施例１
と同じ方法で行い浴の静置と平均粒径の測定及び電着に
よる塗膜の評価も実施例１同様に行った。

結果は第２表に示す通り浴液静置により導電性は変わら
ずに透明性や均一性の良い塗膜が得られた。

第２表 〔発明の効果〕 本発明による電着コーティング浴は、従来の電着浴と同
様な安定性、操作性を持つに６かかわらず、機能性粒子
を幅広く適用出来る事により、透明性のある加工品に限
らず高精細品の広い分野に電着コーティングの用途を大
きく広げるものである。

特許出願人　　神東塗料株式会社 〔測定機具〕 平　均　粒　径：コールターカウンター隘４（コールタ
−カウンター社） 表　面　粗　度：デイックタック■ （日本真空株式会社製） ピーク透過率：カラーアラライザ−Ｔｅ１８００Ｍ（東
京重色） ヘ　イ　ズ：へイズメーター（スガ試験機）体積固有抵
抗：ハイメグオームメーター（タケダ理研）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、水中で溶解性もしくは分散性を持つ電着性高分子と
   色素、導電材、高誘導材その他の機能性粒子を混合した
   浴であり、該浴中に電極を浸漬し電圧印加により電極上
   に皮膜層を電着コーティングすることに用いられる電着
   コーティング浴を、静置することにより、該浴の粒子径
   を分級してなる電着コーティング浴２、浴の平均粒子径
   が可視光波長の下限である０．４μの半分、０．２μ以
   下である事を特徴とする請求項１記載の電着コーティン
   グ浴