JPH0481474A - カチオン電着塗料の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は塗膜形成方法に関し、さらに詳しくは、硬化剤
としてのブロックポリイソシアネートや硬化触媒として
の有機錫化合物を用いることなく、硬化性、塗膜の付着
性、耐候性、防食性および低温硬化性等の性能に優れ、
さらに被塗物鋭角部（エツジ部）の被覆性（エツジカバ
ー性）が改良された塗膜を形成し得るカチオン電着塗料
の製造方法に関する。

［従来の技術とその課題］ 従来、カチオン電＠塗料用樹脂組成物として、アミン付
加エポキシ樹脂のようなポリアミン樹脂とアルコール類
などでブロックした芳香族ポリイソシアネート化合物（
硬化剤）とを主成分とするものが最も多く使用され、塗
膜の防食性に関して優れた評価を得ている。しかしなが
ら、この塗料用樹脂組成物は本質的な問題点として、硬
化開始温度が高い（１７０°Ｃ以上）、また、硬化開始
ｃ都度を低くするために硬化触媒として有機錫化合物を
用いると、該錫化合物が焼付炉の排気燃焼触媒を被毒さ
せることがある：さらに、塗膜を硬化させるために高温
加熱すると、ブロックポリイソシアネートが熱分解して
ヤニ、ススを生成し、しかも上塗塗膜に黄変、ブリード
、硬化阻害等を引き起こすと共に該上塗塗膜の耐候性が
著しく低下し、白化しやすいなどの重大な欠点を有して
おり、その改良が強く望まれていた。

このため本出願人は、先に、ブロックポリイソシアネー
ト化合物や有機錫化合物を使用しないでイソシアネート
硬化タイプの優れた長所を有し、且つこれらを用いたこ
とによって生ずる上記大声、を解消したカチオン電着塗
料用樹脂組成物として、水酸基およびカチオン性基を含
有する樹脂（Ａ）と；脂環式骨格および／または有橋脂
環式骨格にエポキシ基が結合してなるエポキシ基含有官
能基を１分子あたり、平均２個以上有するエポキシ樹脂
（Ｂ）とを主成分として含有することを特徴とするカチ
オン電着塗料用樹脂組成物を提案した。

該組成物は、錫触媒を用いなくても１６０°Ｃ辺下の低
温で硬化させることができる：さら（二フロックイソシ
アネート化合物又はその誘導体を使用することがないの
でこれらを用いたことによる前記した種々の欠陥を解消
できる：熱分解による体積収縮がなく良好な付着性を示
す：架橋結合中に芳香族ウレタン結合又は芳香族尿素結
合を持ち込むことがないので、耐候性を損なうことが少
ない、電着塗膜の防食性ならびに硬化性がすぐれている
。電着浴の安定性が良好である。などの種々の優れた利
点を有する。

しかしながら、本発明者等はさらに研究を行なった結果
、上記組成物はエツジカバー性能が不充分であることが
判明した。

そこで、本発明者等は上記組成物の利点を損なうことな
く、エツジカバー性を改良することを目的に鋭意研究を
行なった結果、上記樹脂（Ａ）及びエポキシ樹脂（Ｂ）
を主な樹脂成分として含有する硬化性樹脂組成物をカチ
オン電着性ゲル化微粒子重合体の水分散化液で水性化し
てなる塗料な用いることによってその目的を達成するこ
とができることを見い出し、本発明を完成した。

かくして、本発明によれば、水酸基およびカチオン性基
を含有する樹脂（Ａ）と脂環式骨格および／または有橋
脂環式骨格にエポキシ基が結合してなるエポキシ基含有
官能基を１分子あたり平均２個以上有するエポキシ樹脂
（Ｂ）とを主な樹脂成分として含有する硬化性樹脂組成
物をカチオン電着性ゲル化微粒子重合体の水分散液で水
性化してなることを特徴とするカチオン電着塗料の製造
方法が提供される。

本発明で使用するカチオンｉ電着塗料の硬化性樹脂組成
物（以下、「本組成物」と略称することがある）は、上
記（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを主成分とする組成物であ
る。

本組成物を用いて形成される？ｉ＠塗膜は約２５０℃以
下の温度で硬化しうる。そして特に、鉛、ジルコニウム
、コバルト、アルミニウム、マンガン、銅、亜鉛、鉄、
クロム、ニッケル等の金属を含む化合物の単独又は複数
を触媒として配合すると、約り０℃〜約１６０℃という
低温加熱でも硬化させることができる。これらの硬化は
エポキシ樹脂（Ｂ）に含まれるエポキシ基が開環して、
樹脂（Ａ）中の水酸基（好ましくは第１級のもの）と反
応して、さらに、該樹脂（Ｂ）中のエポキシ基同士が反
応して、それぞれエーテル結合を形成して架橋硬化する
ものと推察される。

以下、本組成物の生成分である（Ａ）およびＣＢ）成分
についてさらに詳細に説明する。

」Δ二戒公二 （Ｂ）成分のエポキシ基と反応しつる水酸基を含有し且
つ安定な水性分散物を形成するのに十分な数のカチオン
性基を同一分子中に有する任意の樹脂が包含される。し
かして、（Ａ）成分としては例えば次のものが挙げられ
る。

（１）ポリエポキシ樹脂とカチオン化剤とを反応せしめ
て得られる反応生成物。

（１１）ポリカルボン酸とポリアミンとの重縮合物（米
国特許第２．４５０．９４０号明細書参昭）を酸でプロ
トン化したもの （顧）ポリイソシアネート及びポリオールとモノ又はポ
リアミンとの重付加物を酸でプロトン化したもの （ＩＶ）水酸基ならびにアミノ基含有アクリル系又はビ
ニル系モノマーの共重合体を酸でプロトン化したもの（
特公昭４５−１２３９５号公報、特公昭４５−１２３９
６号公報参照） （Ｖ）ポリカルボン酸樹脂とアルキレンイミンとの付加
物を酸でプロトン化したもの（米国特許節３．４０３．
０８８号明細書参照）：等。

これらのカチオン性樹脂の具体例及び製造方法について
は、例えば特公昭４５−１２３９５号公報、特公昭４５
−１２３９６号公報、特公昭４９−２３０８７号公報、
米国特許節２．４５０．９４０号明細書、米国特許節３
．４０３．０８８号明細書、米国特許節３．８９１．５
２９号明細書、米国特許節３．９６３．６６３号明細書
等に記載されているので、ここではこれらの引用を以っ
て詳細な記述に代える。

本発明における（Ａ）成分として特に望ましいのは、前
記（ｉ）に包含される、ポリフェノール化合物とエピク
ロルヒドリンとから得られる防食性に優れているポリエ
ポキシド化合物のエポキシ基にカチオン化剤を反応せし
めて得られる反応性生成物である。

前記ポリエポキシド化合物は、エポキシ基を］分子中に
２個以上有する化合物で、一般に少なくとも２００、好
ましくは４００〜４．０００、さらに好ましくは８００
〜２．０００の範囲内の数平均分子量を有するものが適
している。そのようなポリエポキシド化合物としてはそ
れ自体公知のものを使用することができ、例えば、ポリ
フェノール化合物をアルカリの存在下にエピクロルヒド
リンと反応させることにより製造することができるポリ
フェノール化合物のポリグリシジルエテルが包含される
。ここで使用しつるポリフェノール化合物としては、例
えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロ
パン、４．４−シヒドロキシベンゾフエノン、ビス（４
−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−
ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４
−ヒドロキシ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）２．２−
プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、１
．５−ジヒドロキシナフタレン、ビス（２，４−ジヒド
ロキシフェニル）メタン、テトラ（４−ヒドロキシフェ
ニル）＝１．１．２．２−エタン、４．４′−ジヒドロ
キシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシジフ
ェニルスルホン、フェノールノボラック、クレゾールノ
ボラック等が挙げられる。

上記したポリエポキシド化合物の中で、（Ａ）成分の製
造に特に適当なものは、数平均分子量が少な（とも約３
８０、より好適には約８００〜約２．０ＯＯ１及びエポ
キシ当量が１９０〜２．０００、好適には４００〜１．
０００の範囲内のポリフェノール化合物のポリグリシジ
ルエーテルであり、殊に下記式 で示されるものである。該ポリエポキシド化合物は、ポ
リオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリ
オール、ポリアミドアミン、ポリカルボン酸、ポリイソ
シアネートなどと部分的に反応させてもよく、さらに、
δ−４カプロラクトン、アクリルモノマーなどをグラフ
ト重合させてもよい。

一方、上記ポリエポキシド化合物にカチオン性基を導入
するためのカチオン化剤としては、脂肪族または脂環族
または芳香−脂肪族の第１級もしくは第２級アミン、第
３級アミン塩、第２級スルフィド塩、第３級ホスフィン
塩などが挙げられる。これらはエポキシ基と反応してカ
チオン性基を形成する。さらに第３級アミノアルコール
とジイソシアネートの反応によって得られる第３級アミ
ノモノイソシアネートをエポキシ樹脂の水酸基と反応さ
せてカチオン性基とすることもできる。

前記カチオン化剤におけるアミン化合物の例としては、
例えば次のものを例示することができる。

（１）メチルアミン、エチルアミン、ｎ−又は１ｓｏ−
プロピルアミン、モノエタノールアミン、ｎ−又は１ｓ
ｏ−プロパツールアミンなどの第１級アミン： （２）ジエチルアミン、ジェタノールアミン、ジｎ−又
は１ｓｏ−プロパツールアミン、Ｎ−メチルエタノール
アミン、Ｎ−エチルエタノールアミンなどの第２級アミ
ン； （３）エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒド
ロキシエチルアミンエチルアミン、エチルアミノエチル
アミン、メチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノ
エチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミンなどのポ
リアミン。

これらの中で水酸基を有するアルカノールアミン類が好
ましい。また、第１級アミン基を予めケトンと反応させ
てブロックした後、残りの活性水素でエポキシ基と反応
させてもよい。

さらに、上記アミン化合物以外にアンモニア、ヒドロキ
シルアミン、ヒドラジン、ヒドロキシエチルヒドラジン
、Ｎ−ヒドロキシエチルイミダシリン化合物などの塩基
性化合物も同様に使用することができる。これらの化合
物を用いて形成される塩基性基は酸、特に好ましくはギ
酸、酢酸、グツコール、乳酸などの水溶性有機カルボン
酸でプロトン化してカチオン性基とすることができる。

さらに、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ
、Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジェタノ
ールアミン、Ｎ、Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−
エチルジェタノールアミンなどの第３級アミンなども使
用でき、これらは酸で予めプロトン化し、エポキシ基と
反応させて第４級塩にすることができる。

また、アミン化合物以外に、ジエチルスルフィド、ジフ
ェニルスルフィド、テトラメチレンスルフィド、チオジ
ェタノールなどのスルフィド順とホウ酸、炭酸、有機モ
ノカルボン酸などとの塩をエポキシ基と反応させて第３
級スルホニウム塩としてもよい。

更に、トリエチルホスフィン、フエニルジメチルホスフ
ェイン、ジフェニルメチルホスフィン、トリフェニルホ
スフィンなどのホスフィン類と上記の如き酸との塩をエ
ポキシ基と反応させて、第４級ホスホニウム塩としても
よい。

本発明で用いる（Ａ）成分の水酸基としては、例えば、
上記カチオン化剤中のアルカノールアミン、エポキシド
化合物中に導入されることがあるカプロラクトンの開環
物およびポリオールなどから導入できる第１級水酸基：
エポキシ樹脂中の２級水酸基：などがあげられる。この
うち、アルカノールアミンによる導入される第１級水酸
基は（Ｂ）成分との架橋硬化反応性がすぐれているので
好ましい。このようなアルカノールアミンは前記カチオ
ン化剤で例示したものが好ましい。

（Ａ）成分における水酸基の含有量は、（Ｂ）成分に含
まれるエポキシ基との架橋硬化反応性の点からみて、水
酸基当量で２０〜５．０００、特に１００〜１．０００
の範囲内が好ましく、特に第１級水酸基当量は２００〜
１．０００の範囲内にあることが望ましい。また、カチ
オン性基の含有量は、該（Ａ）成分を安定に分散しつる
必要な最低限以上が好ましく、Ｋ　ＯＨ（ｍｇ／ｇ固形
分）（アミン価）換算で一般に３〜２００、特にｌＯ〜
８０の範囲内にあることが好ましい。しかし、カチオン
性基の含有量が３未漢の場合であっても、界面活性剤な
どを使用して水性分散化して使用することも可能である
が、この場合には、水性分散組成物のｐＨが通常４〜９
、より好ましくは６〜７になるようにカチオン性基を調
整するのが望ましい。

本発明で用いる（Ａ）成分は、水酸基及びカチオン性基
を有しており、遊離のエポキシ基は原則として含まない
ことが望ましい。

工ｌ几瓜旦二 上記（Ａ）成分と主として前記のごとくエーテル化反応
などによって架橋硬化塗膜を形成するための硬化剤であ
って、特定の「エポキシ基含有官能基」を１分子あたり
平均２個以上、好ましくは３個以上有するものである。

すなわち、（Ｂ）成分における該エポキシ基含有官能基
は、脂環式骨格および／または有橋脂環式骨格とエポキ
シ基とからなり、脂環式骨格は、４〜１０員、好ましく
は５〜６貝の飽和炭素環式環または該環が２側辺上編合
した縮合環を含有し、また、有橋脂環式骨格は、上記環
式または多環式環を構成する炭素原子２個の間に直鎖状
もしくは分岐鎖状のＣ３〜６　（好ましくはＣ１〜４）
アルキレン基［例えば−ＣＨｗ−−ＣＨ２ＣＨ２−１−
ＣＨ（ＣＨ，）−−ＣＨ（ＣＨ，）ＣＨ２−１−Ｃ（Ｃ
Ｈ，＋２−−ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ１−１，−など］の橋
にンドメチレン、ニンドエチレンなど）が結合した環を
含有するものである。

る隣接する２個の炭素原子とが共通している［例えば下
記式（ｍ）、（ＴＶ）参照〕ことが重要である。

そのようなエポキシ基含有官能基の具体例としては、下
記式（Ｉ）〜（ＩＶ）で示されるものが挙げられる。

ボキシ基中の炭素原子の］つが上記脂環式骨格または有
橋脂環式骨格中の環炭素原子に直接結合している［例え
ば、下記式（Ｉ）、（ＩＩ）参照〕か、或いは該エポキ
シ基の２個の炭素原子と上記脂環式骨格または有橋脂環
式骨格中の唄を構成す式中、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ３、ＲＳ、
Ｒ，、Ｒ１、Ｒｌｏ及びＲ１１はそれぞれＨ，ＣＨ，ま
たはＣＨ，を表わし、そしてＲ４、Ｒ８及びＲｅはそれ
ぞれＨまたはＣＨａを表わす。

（Ｂ）成分は、上記式（Ｉ）〜（ＴＶ）から選ばれるエ
ポキシ基含有官能基を１分子あたり平均少なくとも２個
、好ましくは２個以上、より好ましくは４個以上有する
ことができ、例えば式（１）または（ＩＩ）で示される
エポキシ基含有官能基を少なくとも１種石することがで
き、或いは式（ｍ）または（ＩＶ）で示されるエポキシ
基含有官能基を少なくとも１種石することができる。さ
らにまた、エポキシ樹脂（Ｂ）は、式（Ｉ）または（Ｉ
Ｉ）で示されるエポキシ基含有官能基の少なくとも１種
と、式（ｎＩ）または（ＩＶ）で示されるエポキシ基含
有官能基の少なくとも１種とを同じ分子内または異なる
分子内に有することもできる。

上記のうち、式（Ｉ）及び（ＩＩＩ）で示されるエポキ
シ基含有基が好ましく、殊に下記式（Ｖ）で示されるエ
ポキシ基含有官能基、及び下記式で示されるエポキシ基
含有官能基が好適である。

また、（Ｂ）成分のエポキシ当量及び分子量は厳密に制
限されるものではなく、その製造方法や最終の樹脂組成
物の用途等に応じて変えることができるが、−船釣に言
えば、エポキシ当量は通常、１００〜２．０００、好ま
しくは１５０〜５００、さらに好ましくは１５０〜２５
０の範囲内にあることができ、また、数平均分子量は通
常４００〜１００．０００好ましくは７００〜５０，０
００、さらに好ましくは７００〜３０．０００の範囲内
にあるのが適当である。

このようなエポキシ基含有官能基を１分子中に２個以上
有する（Ｂ）成分は、例えば、特公昭５６−８０１６号
公報、特開昭５７−４７３６５号公報、特開昭６０−１
６６６７５号公報、特開昭６３−２２１１２１号公報、
特開昭６３−２３４０２８号公報などの文献に記載され
ており、それ自体既知のものを使用することができる。

或いはまた、上記エポキシ基含有官能基を有する（Ｂ）
成分はそれ自体既知の方法によって得られ、その主な製
造法を以下に列挙するが、これらに限定されるものでは
ない。

第１の製造方法・１分子中に炭素−炭素二重結合を２個
以上有する脂環化合 物（Ｘ）の該二重結合の一部 を部分エポキシ化し、そのエ ポキシ基な開環重合した後、 その重合体に残る該二重結合 をエポキシ化する方法。

第２の製造方法：同一分子中にエポキシ基を２個以上有
する脂環化合物 （Ｙ）を該エポキシ基に基づ いて、該エポキシ基のすべて が消去しない程度に開環重合 する方法。

第３の製造方法、同一分子中にエポキシ基含有官能基と
重合性不飽和結合と を有する化合物（Ｚ）を重合 する方法。

以下、これらの製造方法についてさらに具体的に説明す
る。

！１旦４ムＥ乙汰二 １分子中に炭素−炭素二重結合を２個以上有する脂環化
合物（以下、「脂環化合物（Ｘ）」と略称する）に含ま
れる該二重結合の一部をエポキシ化しく部分エポキシ化
物）、次いで該エポキシ基の開１重合によって該部分エ
ポキシ化物の開環重合体を得たのち、該重合体中に残存
する上記二重結合の一部もしくは全部をエポキシ化する
ことによって（Ｂ）成分を得る。

脂環化合物（Ｘ）は、脂環式骨格または有橋脂環式骨格
について前述した脂環式環または有橋脂環式環構造を基
本骨格とし、さらに二重結合を、環を構成する隣接炭素
原子２つの間で存在するか、又は該環構造を構成する炭
素原子に他の炭素原子に基づく二重結合が直接結合する
状態で少なくとも２個以上含有する化合物である。

脂環化合物（Ｘ）は、例えば共役ジエン化合物を既知の
方法に基いて加熱することによっても得られる。共役ジ
エン化合物は、１分子中に共役関係にある二重結合を１
対以上、好ましくは１〜５対有する炭素数が４〜３０の
脂肪族または脂環式の化合物が適しており、具体的には
、ブクシェン、イソプレン、ビリレン、１．３−ヘキサ
ジエン、２．４−ヘキサジエン、２．４−ペンタジェン
、２−メチル−６−メチレン−２，７−オクタジエン、
２．６−シメチルー１．５．７−オクタトリエン、シク
ロペンタジェン、シクロへキサジエン、４−エチル−２
−メチルシクロペンタジェン、３−イソプロピル−１−
メチルシクロペンタジェン、５−イソプロピルシクロペ
ンクジエン、１．２．３．４−テトラフェニルシクロペ
ンタジェン、１．２．４−１リフエニルシクロペンタシ
エン、１４−ジフェニルシクロペンタジェン、１．３−
オクタクロルペンタジェン、ヘキサクロルシクロペンク
ジエン、５．５−ジェトキシ−１，２，３，４−テトラ
クロルシクロペンタジェン、１．２．３．４．５−ペン
タクロルシクロペンタジェン、１．２．３４−テトラク
ロルシクロペンタジェン、１．３−シクロペンタジェン
、１．３−シクロオクタンジエン、１．３．５−シクロ
オクタトリエン、１．３．６−シクロオクタトリエン、
シクロオフクチトラエン、クロルシクロオクタテトラエ
ン、ブロムシクロオクタテトラエン、５−シクロへキシ
リデンシク口ベンタシエンなどがあげられ、これらはそ
れぞれ単独でもしくは２種以上組合わせて用いることが
できる。

共役ジエン化合物を必要によりチーグラー触媒を用いて
加熱下で反応を行なわしめると脂環化合物（Ｘ）が得ら
れる。この加熱反応はそれ自体既知の方法で行なうこと
ができ、例えば特開昭４９−１０２６４３号公報に開示
された方法で行うことができる。このようにして得られ
る脂環化物（Ｘ）の代表例を示せば次のとおりである。

上記共役ジエン化合物のうち、シクロペンタジェン、シ
クロヘキサンジエン、４−エチル−２−メチルシクロペ
ンタジェンなどの脂環式構造を有する化合物や、シルベ
ストレン、２．８　（９）−ｐ−メンタジェン、ビロネ
ン、１，３−ジメチル−１−エチル−３，５−シクロへ
キサジエン、テルピネン、フエランドレン、ジペンテン
、インリモネン、リモネンなどはすでに脂環式化合物（
Ｘ）の構造を有しているので、上記熱反応に供すること
なくそのまま使用することができる。

まず、脂環化合物（Ｘ）に含まれる炭素−炭素二重結合
の一部を過酸化物などによってエポキシ基に変性するＣ
部分エポキシ化）。部分エポキシ化物は、前記脂環化合
物（Ｘ）に含まれる複数の二重結合のうち一部をエポキ
シ基に変性したものであり、その具体例を示せば次のと
おりである。

天然に得られるエポキシカレンなども部分エポキシ化物
として使用することができる。

部分エポキシ化物は１分子中にエポキシ基と炭素−炭素
二重結合とをそれぞれ少なくとも１個ずつ有しており、
該二重結合は環を構成する隣接の炭素原子２個の間に存
在するかもしくは該璋の炭素原子に他の炭素原子に基づ
く二重結合が結合していることが必要である。

次に、この部分エポキシ化物中のエポキシ基に基いて開
環重合して脂環式化合物（Ｘ）の重合体を得る。この開
環重合には開始剤を用いることが好ましく、最終製品で
ある（Ｂ）成分の末端には該開始剤成分による残基Ｘが
結合していてもよい。ここで、Ｘは活性水素を有する有
機化合物残基であり、その前駆体である活性水素を有す
る有機化合物としては、例えば、アルコール類、フェノ
ール類、カルボン酸類、アミン類、チオール類等があげ
られる。このうち、アルコール類としては、１価アルコ
ール及び２価以上の多価アルコールのいずれであっても
よく、具体的には例えば、メタノール、エタノール、プ
ロパツール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール
、オクタツール等の脂肪族１価アルコール：ベンジルア
ルコールのような芳香族１価アルコール：エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジブロゴ１／ングリコール、１．３−ブタンジオール、
１．４−ブタンジオール、ペンクンジオール、１．６−
ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、オキシピ
バリン酸ネオペンチルグリコールエステル、シクロヘキ
サンジメタツール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグ
リセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエ
タン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール
などの多価アルコール等が例示される。

フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾー
ル、カテコール、プロガロール、ハイドロキノン、ハイ
ドロキノンモノメチルエーテル、ビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦ、４．４′−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、ビスフェノールＳ、フェノール樹脂、クレゾールノ
ボラック樹脂等が挙げられる。

カルボン酸類としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、動植物油の脂肪酸、フマル酸、マレイン酸、アジピ
ン酸、ドデカン２酸、トリメリット酸、ピロメリット酸
、ポリアクリル酸、フタール酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸等を例示することができ、また、乳酸、クエン酸
、オキシカプロン酸等の水酸基とカルボン酸を共に有す
る化合物も使用することができる。

さらに、その他の活性水素を有する化合物として、テト
ラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、メチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメ
チルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等
のアルコキシシランと水の混合物又はこれらのシラノー
ル化合物、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル部分
加水分解物、デンプン、セルロース、セルロースアセテ
ート、セルロースアセテートブチレート、ヒドロキシエ
チルセルロース、アクリルポリオール樹脂、スチレン−
アリルアルコール共重合樹脂、スチレン−マレイン酸共
重合樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステルポリオール樹
脂、ポリカプロラクトンポリオール樹脂等も使用するこ
とができる。また、活性水素と共に不飽和二重結合を有
していてもよく、さらに該不飽和二重結合がエポキシ化
されたものであっても差し支えない。また、アルコキシ
金属化合物のように触媒と開始剤が同一であってもよい
。

通常、上記活性水素を有する有機化合物を開始剤にし、
上記部分エポキシ化物、例えば４−ビニルシクロヘキセ
ン−１−オキシト、４−ビニルシクロ［２，２，１］　
３−メチル−４（または５）−ｔ−プロペニル−１−シ
クロヘキセンオキシド、２．４−または１．４−ジメチ
ル−４エチニル−１−シクロヘキセンオキシド、４−ビ
ニルシクロ［２，２，１］へブテン−１−オキシト（ビ
ニルノルボルネンオキシド）、２−メチル４−インプロ
パニル−シクロヘキセンオキシドなどを単独または複数
用いて開環重合する。このとき更に上記部分エポキシ化
物に属さない他のエポキシ化合物を併存させて、開環共
重合することも可能である。共重合させ得る他のエポキ
シ化合物としては、エポキシ基を有するものであればい
かなるものでもよいが、好適な例には、エチレンオキサ
イド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、ス
チレンオキサイド等の不飽和化合物の酸化物：アリルグ
リシジルエーテル、２−エチルへキシルグリシジルエー
テル、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエ
ーテル、フェニルグリシジルエーテル等のグリシジルエ
ーテル化合物、アクリル酸、メタクリル酸のような不飽
和有機カルボン酸のグリシジルエステル化合物３．４−
エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレートな
どの脂環式オキシラン基含有ビニル単量体等があげられ
る。

上記開環重合体は、部分エポキシ化物を単独もしくは必
要に応じてその他のエポキシ化合物を併存させて、これ
らに含まれるエポキシ基を開環重合（エーテル結合）さ
せることによって得られる。開環重合体におけるその他
のエポキシ化合物の構成比率は目的に応じて任意に選ぶ
ことができるが、具体的には、得られる開環共重合体１
分子あたり前記構造式（Ｉ）〜（ｒＶ）のいずれか１種
又は複数種を平均２個以上、好ましくは平均３個以上、
より好ましくは４個以上有する範囲内で選ぶことが望ま
しい。

このようにして得られる該（共）重合体の数平均分子量
は一般に４００−１００．０００、特に７００〜５０．
０００、さらに７００〜３０．０００の範囲内にあるこ
とが好ましい。

開環重合反応には、一般に触媒の存在下に行なうことが
好ましく、使用しつる触媒としては、例えば、メチルア
ミン、エチルアミン、プロピルアミン、ピペラジン等の
アミン類、ピリジン類、イミダゾール類等の有機塩基類
：ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸類：硫酸、塩酸
等の無機酸ナトリウムメチラート等のアルカリ金属アル
コラード類；ＫＯＨ，ＮａＯＨ等のアルカリ類ＢＰ、、
ＺｎＣｆｆ　２、ＡｆｆＣｆｆ　、、５ｎＣｆｆ　、等
のルイス酸又はそのコンプレックス類、トリエチルアル
ミニウム、アルミニウムアセチルアセ］−ナート、チタ
ニウムアセチルアセトナート、ジエチル亜鉛等の有機金
属化合物を挙げることができる。

これらの触媒は反応物に対して一般に ０．００１−１０重量％、好ましくは０１〜５重Ｉ％の
範囲内で使用することができる。開環重合反応温度は一
般に約−７０〜約２００°Ｃ１好ましくは約−３０°Ｃ
〜約１００″Ｃの範囲内である。反応は溶媒を用いで行
なうことができ、？８媒としては活性水素を有していな
い通常の有機、・各課を使用することが好ましい。

開環重合体には脂環化合物（Ｘ）に基づく二重結合が存
在しており、そのすべてもしくは一部をエポキシ化する
ことによって（Ｂ）成分が得られる。二重結合のエポキ
シ化は例えば過酸類、ハイドロパーオキサイド類等のエ
ポキシ化剤を用いて行なうことができる。エポキシ化反
応の際の溶媒使用の有無や反応温度は、用いる製雪や原
料物性に応じて適宜調整することができる。エポキシ化
反応の条件によって、原料開環重合体中の二重結合のエ
ポキシ化と同時に副反応がおこり、変性された置換基が
、（Ｂ）成分の骨格中に含まれることがある。この変性
された置換基としては、例えばエポキシ化剤として過酢
酸を用いる場合には、下記構造の置換基があげられ、こ
れは生成したエポキシ基と副生じた酢酸との反応による
ものと思われる。

これらの変性された置換基が含まれる比率はエポキシ化
剤の種類、エポキシ化剤と不飽和基のモル比、反応条件
によって定まる。

このようにして得られる（Ｂ）成分のエポキシ当量は一
般に１００〜２．０００、特に１５ｏ〜５００、さらに
１５０〜２５０の範囲内であることが好ましい。

このような（Ｂ）成分としては市販品も使用可能であり
、例えばＥＨＰＥ−３１５０，ＥＨＰＥ３１００、ＥＨ
ＰＥ−１１５０［ダイセル化学工業■製商品名］等があ
げられ、これは４−ビニルシクロヘキセン−１−オキサ
イドを用いたシクロヘキサン骨格をもつ下記構造式のエ
ポキシ樹脂である。

式中、ｎは２以上であり、好ましくは３以上、より好ま
しくは４以上である。

１１匹製童方盈二 例えば、前記脂環化合物（Ｘ）に含まれる二重結合のう
ち少なくとも２個をエポキシ化し、次いでエポキシ基が
残存するように開環重合することによって得られる。

上記１分子あたり平均２個以上のエポキシ基を有する脂
環化合物（Ｙ）としては、単環式もしくは縮合環式の下
記化合物が代表的に示される。

具体的には、上記エポキシ化物の１種以上を前記第１の
製造方法で述べたのと同様にして、必要に応じ開始剤、
触媒を使用し、開環重合反応を行ないエポキシ基が残存
している所定の反応点で反応を止めることにより（Ｂ）
成分を得る。反応を停止させるには、溶剤による希釈、
冷却等任意の手段が使用することができる。この製造方
法においても前記化のエポキシ化合物を第１の製造方法
と同様に共重合させてもよい。

こうして得られる（Ｂ）成分は、前記式（Ｉ）または（
ＩＩ）で示されるエポキシ基含有官能基の少なくとも１
種と前記式（ＩＩＩ　）または（ＩＶ　）で示されるエ
ポキシ基含有官能基の少なくとも１種とを同一分子中ま
たは異なる分子中に有するエポキシ樹脂であることもで
きる。

このようにして得られる開環重合体（Ｂ）成分の数平均
分子量は一般に４００〜１００．０００、特に７００〜
５０．０００の範囲内にあることが好ましく、また、エ
ポキシ当量は一般に１００〜２．０００、特に１５０〜
５００、さらに１５０〜２５０の範囲内にあることが好
都合である。

１１匁に１万迭二 同−分子中にエポキシ基含有官能基と重合性不飽和結合
とをそれぞれ少なくとも１個ずつ有する化合物（Ｚ）と
しては、例えば以下の一般式■〜■に示すものが挙げら
れる。

■ Ｒ，，０ 上記−数式中、Ｒ１２は水素原子又はメチル基を表わし
、Ｒ１３は炭素数１〜６の２価の脂肪族飽和炭化水素基
を表わし、Ｒ＋ａは炭素数１〜１０の２価の炭化水素基
を表わす。

上記化合物（Ｚ）において、Ｒ１３によって表わされる
炭素数１〜６の２価の脂肪族炭化水素基としては、直鎖
状又は分枝鎖状のアルキレン基、例えばメチレン、エチ
レン、プロピレン、テトラメチレン、エチルエチレン、
ペンタメチレン、ヘキサメチレン基等を挙げることがで
きる。またＲ＋□によって表わされる炭素数１〜１０の
２価の炭化水素基としては、例えばメチレン、エチレン
、プロピレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペン
タメチレン、ヘキサメチレン、ポリメ上記一般式■〜＠
で示される化合物（Ｚ）の具体例としては、３．４−エ
ポキシシクロヘキシルメチルアクリレートおよび３．４
−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートなどが
あげられる。これらの市販品として、例えば、ダイセル
化学工業製のＭＥＴＨＢ、ＡＥＴＨＢ　（いずれも商品
名）等があげられ、これらはいずれも前記式（Ｉ）また
は（ＩＩ　）で示されるエポキシ基含有官能基を有して
いるものである。さらに、４−ビニルシクロヘキセンオ
キサイドも化合物（Ｚ）として使用できる。

化合物（Ｚ）から選ばれる１種もしくは２種以上を重合
することによって（Ｂ）成分を製造することができるが
、その陣地の重合性不飽和モノマーを共重合させること
もできる。

上記他の重合性不飽和モノマーとしては、得られる（共
）重合体に望まれる性能に応して広範に選択することが
でき、その代表例を示せば次のとおりである。

（ａ）アクリル酸又はメタクリル酸のエステル　例えば
、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プ
ロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メ
タクリル酸ブチル、メタクリル酸へキシル、メタクリル
酸オクチル、メタクリル酸ラウリル等のアクリル酸又は
メタクリル酸の炭素数１〜１８のアルキルエステル：ア
クリル酸メトキシブチル、メタクリル酸エトキシブチル
、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエ
チル、アクリル酸エトキシブチル、メタクリル酸エトキ
シブチル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数２〜
１８のアルコキシアルキルエステル：アリルアクリレー
ト、アリルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリ
ル酸の炭素数２〜８のアルケニルエステル・ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート
、ヒドロキシプロピルアクル−ト、ヒドロキシプロピル
メタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素
数２〜８のヒドロキシアルキルエステル、アリルオキシ
エチルアクリレート、アリルオキシメタクリレート等の
アクリル酸又はメタクリル酸の炭素数３〜１８のアルケ
ニルオキシアルキルエステル。

（ｂ）ビニル芳香族化合物９例えば、スチしン、ａ−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、ｐ−クロルスチレン。

（Ｃ）ポリオレフィン系化合物　例えば、ブタシシエン
、イソプレン、クロロブレン。

（ｄ）その他　アクリロニトリル、メタクリロニトリル
、メチルイソプロペニルケトン、酢酸ビニルベオバモノ
マ−（シェル化学製品）、ビニルプロピオネート、ビニ
ルとバレート、ポリカプロラクトン鎖をもつビニル化合
物（例えば、ＦＭ３Ｘモノマー　ダイセル化学工業製商
品名）。

化合物（Ｚ）と他の重合性不飽和モノマーとの構成比率
は、目的に応じて任意に選択することができ、これらの
共重合反応によって得られる（Ｂ）成分の１分子中あた
りエポキシ基含有官能基が平均少なくとも２個、好まし
くは平均３個以上、より好ましくは平均４個以上含有す
るような範囲で選択することができるが、十分な硬化性
を付与する官能基として利用するためには、特に該（Ｂ
）成分の固形分中化合物（Ｚ）含有率が５〜１００重量
％、より好ましくは２０〜１００重量％の範囲内となる
ようにするのが好ましい。

上記第３の製造方法によって得られる（Ｂ）成分は、通
常のアクリル樹脂やビニル樹脂等の重合性不飽和結合に
基く重合反応と同様の方法、条件を用いて製造すること
ができる。このような重合反応の一例として、各単量体
成分を有機溶剤に溶解もしくは分散せしめ、ラジカル重
合開始剤の存在下で６０〜１８０℃程度の温度で撹拌し
ながら加熱する方法を示すことができる。反応時間は通
常１〜１０時間程度とすることができる。また、有機溶
剤としては、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、エス
テル系溶媒、炭化水素系溶媒等を使用できる。炭化水素
系溶媒を用いる場合には、溶解性の点から他の溶媒を併
用することが好ましい。さらに、ラジカル開始剤として
通常用いられているものをいずれも用いることができ、
その具体例として、過酸化ベンゾイル、ｔ−プチルパオ
キシー２−エチルヘキサノエート等の過酸化物、アゾイ
ソブチルニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等
のアゾ化合物等を示すことができる。

上記第３の製造例の（Ｂ）成分は、数平均分子量カ一般
ニ約３．０００〜約１００．ＯＯｏの範囲内にあるもの
が好ましく、特に４．０００〜１０．０００の範囲内に
あるものがより好ましい。

上記した（Ｂ）成分の中で、自動車ポデー用に使用され
るカチオン’ｖｉｓａ料のような高度の性能が要求され
る用途に用いるのに適しているのは、１分子あたりにエ
ポキシ基含有官能基を平均して３個以上、より好ましく
は平均して４個以上、最も好ましくは平均して５個以上
有するものであり、またエポキシ当量が好ましくは１０
０〜２．０００、より好ましくは１５０〜５００、特に
１５０〜２５０の範囲内にあり、そして数平均分子量が
好ましくは４００〜１００．０００、より好ましくは７
００〜５０．０００、特に好ましくは７００〜３０．０
００の範囲内にあるものである。

（Ｂ）成分の使用量は、用いる（Ａ）成分の種類に応じ
て、また得られる塗膜が熱硬化するのに必要な最少量乃
至カチオン′ｒ！ｉ＠塗料の安定性をそこなわない最大
量の範囲内で適宜変えることができるが、一般には（Ｂ
）成分の（Ａ）成分に対する固形分の重量比が０２〜１
．０、特に０．２５〜０．８５、さらに望ましくはｏ、
２５〜０．６５の範囲内となるように選択するのが好ま
しい８ 本組成物では、（Ｂ）成分の一部が（Ａ）成分にあらか
じめ付加したものが含まれていてもさしつかえない。

本発明において、上記硬化性樹脂組成物を水性化するの
に用いるカチオン電着性ゲル化微粒子重合体の水分散液
（以下、単に［ゲル化微粒子水分散液」ということもあ
る）は、本出願人の出願である特開平２−４７１７３号
公報及び特開平２−６４１６９号公報で提案されている
ものを使用することができる。

例えば、 （ａ）ビニル性二重結合と加水分解性アルコキシシラン
基を含有する重合性不飽和ビニルシランモノマーと、 （ｂ）分子内に少なくとも２個のラジカル重合可能な不
飽和基を含有する重合性モノマーと、（ｃ）ビニル性二
重結合と水酸基を含有する重合性不飽和モノマー及び （ｄ）その他の重合性不飽和モノマー を分子内にアリル基を含有するカチオン性反応性乳化剤
を用いて乳化重合せしめでなるゲル化微粒子水分散液及
び 加水分解性アルコキシシラン基及びカチオン性基を含有
するアクリル系共重合体とカチオン性酸性型コロイグル
シリ力との混合物を水分散化し、粒子的架橋させたコロ
イダルシリカ含有ゲル化微粒子水分散液を挙げることが
できる。

前者のゲル化微粒子を形成する前記（ａ）のビニルシラ
ンモノマーとしてはビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエト
キシ）シラン、γ−メタクノルオキシブロビルトリメト
キシシラン、ビニルトリアセトオキシシラン類があるが
、これらのうち好ましいのはγ−メタクリルオキシプロ
ピルトリメトキシシランである。

前記（ｂ）の重合性子ツマ−としては、多価アルコール
の重合性不飽和モノカルボン酸エステル、多塩基酸の重
合性不飽和アルコールエステル及び２個以上のビニル基
で置換された芳香族化合物などがあり、それらの例とし
ては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１
．６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジアリルフタ
レート、ジビニルベンゼン等を挙げることができる。

前記（ｃ）のビニル性二重結合と水酸基を含有する重合
性不飽和モノマーは、ゲル化微粒子重合体中に水酸基を
導入するモノマー成分であり、水酸基はゲル化微粒子重
合体を製造するときの親木基もしくは分散粒子間の架橋
反応の官能基の働きをする。該不飽和モノマーの例とし
ては２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレートなどが挙げられる
。

前記（ｄ）のその他の重合性不飽和モノマーはゲル化微
粒子重合体を構成する残りの成分であり、例えば、メチ
ル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート
、プロピル（メタ）アクル−トなどの（メタ）アクリル
酸のアルキル（Ｃ，〜Ｃｌ８）エステル、スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエンなどのビニル芳香族
子ツマ−；　（メタ）アクリル酸のアミド化合物（メタ
）アクリロニトリル、などの通常のアクリル樹脂の合成
に用いられる公知のモノマーを使用することができる。

ゲル化微粒子を構成する前記モノマー（ａ）〜（ｄ）の
配合割合は、 （ａ）モノマー：１〜３０重量％、好ましくは３〜２０
重量％ （ｂ）モノマー・１〜３０重量％、好ましくは３〜２０
重量％ （Ｃ）モノマー：１〜３０重量％、好ましくは３〜２０
重量％ （ｄ）千ツマ−・１０〜９７重量％、好ましくは４０〜
９１重量％ の範囲である。

また、分子内にアリル基を含有するカチオン性反応性乳
化剤としては、代表的なものとして次式Ｒ１６ＲＩｇ Ｘｅ・Ｒ，６−Ｎ”−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ２−０−ＣＨ
２−Ｃ＝ＣＨ２（Ｉ　）Ｒ，、ＯＨ （式中、Ｒ３６は置換基を有してもよい炭素数８〜２２
の炭化水素基を、ＲＩ６およびＲ１７は炭素数１〜３の
アルキル基を、Ｒ１８は水素原子またはメチル基を示し
、ｘｅは１価の陰イオンを示す。） で表わされる第四級アンモニウム塩を含有する反応性乳
化剤がある。このものは公知であり（特開昭６０−７８
９４７号公報）、ラテムルに１８０（商品名、花王株式
会社製）として市販されている。

アリル基を含有するカチオン性反応性乳化剤の使用量は
通常ゲル化微粒子の固形分１００重量部に対して０．１
〜３０重■％好ましくは０５〜５重量％の範囲で用いる
のがよい。

上記（ａ）〜（ｄ）の不飽和モノマーの共重合は、アク
リル共重合体を製造するためのそれ自体公知の方法であ
る乳化重合法によって行なうことができる。上記のモノ
マー混合物を水媒体中でアリル基を含有するカチオン性
反応性乳化剤及び水溶性アゾアミド化合物重合開始剤の
存在下に通常約５０〜約１００’Ｃの反応温度において
約１〜約２０時間反応を続けることにより行なうことが
できる。

ゲル化微粒子は、通常その水分散液は総重量に基づいて
約１０〜４０重量％の樹脂固形分含量を有する。ゲル化
微粒子の粒径は、５００　ｎｍ１Ｊ下、好ましくはｌＯ
〜３００ｎｍ、より好ましくは５０〜１１００ｎである
。粒径の調整は分子内にアリル基を含有するカチオン性
反応性乳化剤の量を調節することによって１Ｔ′なうこ
とができ、容易に所望の範囲のものを得ることができる
。

また、コロイダルシリカ含有ゲル化微粒子は、前記（ａ
）モノマー、（ｃ）モノマー及び（ｄ）モノマーの他に
、ビニル性二重結合とカチオン性基を含有する重合性不
飽和モノマー（ｅ）［例えば、ジメチルアミノプロピル
（メタ）アクリレト、ジエチルアミノエチル（メタ）ア
クリレートなどのジアルキル（Ｃ，〜６）アミノアルキ
ル（Ｃ，〜６）（メタ）アクリレート１を以下に述べる
配合割合： （ａ）モノマー：１〜３０重量％、好ましくは３〜２０
重量％ （ｅ）モノマー・５〜３０重量％、好ましくは５〜２５
重量％ （Ｃ）モノマー・０〜３０重量％、好ましくは５〜２０
重量％ （ｄ）モノマー二ｌＯ〜９４重量％、好ましくは３５〜
８２重量％ て共重合して得られるアクリル系共重合体とカチオン性
酸性型コロイダルシリカとを混合し、水分散化して粒子
的架橋せしめてなるものである。

アクリル系共重合体は、−８父に、約１０〜約１００、
好ましくは約１５〜約８０のアミン価：０〜約２００、
好ましくは約３０〜約１３０の水酸基価、及び約５．０
００〜約１００．０００、好ましくは約７．０００〜約
３０．０００の数平均分子量を有することが望ましい。

カチオン性酸性型コロイダルシリカの市販品としては、
例えば［アプライドＣＴ−３００Ｊおよび［アプライド
ＣＴ−４００Ｊ（旭電化工業殊製品）、「スノーテック
スＯ」　（日産化学工業株製品）、「カフロイドＳＮＪ
　　（触媒化成工業■製品）などを挙げることができ、
５ｉｎ２を基本単位とする水中分散体であって、特に０
００４〜０１−の範囲内の平均粒子径を有するものが包
含される。

上記アクリル系共重合体とコロイダルシリカとの混合比
率は厳密に制限されるものではないが−Ｍには、固形分
比でアクリル系共重合体１００重量部に対してコロイダ
ルシリカ１〜５０重量部の範囲が好ましく、さらには５
〜２０重量部の範囲にあることがより好ましい。

このようにして製造されるコロイダルシリカ含有ゲル化
微粒子水分散液は、分散粒子の平均粒子径が一般に１胛
以下、好ましくは００１〜０、　３Ｆ＋、より好ましく
は０．０５〜０．２Ｐの範囲内である。粒径の調整はア
クリル系共重合体中のカチオン性基の量およびコロイダ
ルシリカの種類および量を調節することによって行なう
ことができ、容易に所望の範囲のものを得ることができ
る。

本発明において、上記硬化性樹脂組成物をゲル化微粒子
水分散液で水性化する方法は、硬化性樹脂組成物の有機
溶剤溶液を酸性化合物で中和し、中和樹脂組成物有機溶
液を得たのち、このものに該ゲル化微粒子水分散液を徐
々に添加して水分散化を行なうのが特に好ましい。該酸
性化合物としては、例えば塩酸、リン酸、ギ酸、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、乳酸、ヒドロキシ酢酸などの無機
及び有機酸が使用できる。中和は通常最終的に得られる
カチオン電着塗料のｐｎが３〜９、好ましくは５〜８の
範囲になるように配合するのが望ましい。また、有機溶
剤は硬化性樹脂組成物を溶解もしくは分散できるもので
あれば特に制限なしに使用できるが、好ましくは水混和
性の有機溶剤を主成分とするものが望ましい。水混和性
の有機溶剤の代表的な例としてはプロパツール、ダイア
七トンアルコール、　５ｅＣ−ブタノール、ｔｅｒｔ−
ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、
ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリ
コール千ツメチルエーテル、ジエチレングリコールなど
のエーテルアルコール類及びその化アセトン、カルピト
ールアセテートなどが挙げられる。また、上記以外にも
、例えばキシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、
酢酸ブチルなどのエステル類、メチルエチルケトンなど
のケトン類、ｎ−ブタノールなどのアルコール類などの
水混和性の乏しい有機溶剤も併用して使用できる。中和
樹脂組成物有機溶液に添加する際のゲル化微粒子水分散
液の固形分は、約２０重量％以下、好ましくは約１５重
量％以下、更に好ましくは約１０重量％以下の範囲で行
なうことが望ましい。固形分が約２０重Ｉ％より高くな
ると水性化物の粒子径が大きくなり塗料貯蔵安定性や塗
面平滑性などが低下する恐れがあるので好ましくない。

ゲル化微粒子水分散液の配合割合は、固形分換算でゲル
化微粒子及び硬化性樹脂組成物の総合計量でゲル化微粒
子が約１〜３５重量％、好ましくは約４〜２０重量％、
硬化性樹脂組成物が約９９〜６５重量％、好ましくは約
９６〜８０重量％の範囲で配合できる。ゲル化微粒子の
割合が約１重量％より少ないとエツジ部に対する塗膜被
覆性が低下し、他方、約３５重量％より多くなると塗面
平滑性が低下するので好ましくない。中和樹脂組成物有
機溶液の水性化は、所望される電着塗料の固形分、通常
、約１０〜７０重量％になるまで、ゲル化微粒子水分散
液単独もしくはゲル化微粒子水分散液と脱イオン水を組
合わせて水性化を行なうことができる。ゲル化微粒子水
分散液と脱イオン水を組合わせて用いる場合には、硬化
性樹脂組成物が油相から水相に相転換するまでに部もし
くは全部のゲル化微粒子水分散液を用いることが望まし
い。水性化は、特に制限されず従来から知られた、例え
ばデシルバー、ホモミキサなどの分散機を用いて実施で
きる。

また、本発明において、カチオン電着塗料には、従来か
ら使用されている着色顔料、体質顔料、防錆顔料等を配
合することができる。

本発明において、被塗装物にカチオン電＠塗料（Ｉ）を
１ｉｔ＠塗装する方法としては、特に限定されるもので
はないが、例えばカチオン電＠塗利（Ｉ）を固形分濃度
が約５〜４０重量％、好ましくは約１０〜３０重量％と
なるように脱イオン水などで希釈し、さらにｐＨを約５
，５〜９０、好ましくは約５８〜７０の範囲内に調整し
た塗料を電着浴とし、浴温的１５〜３５°Ｃに調整し、
該浴中に被塗装物を浸漬したのも被塗装物と対極との間
で電圧的５０〜４００■を印加し約１〜５分間の条件で
電着塗装を行なうことにより実施できる。電着塗装の膜
厚は、通常、約１０〜７０胛、好ましくは約１５〜５０
Ｐ（乾燥膜厚）である。

本発明において、電着塗装後、水洗を行なった方が好ま
しい。水洗は、通常、脱イオン水、上水塗料の限外濾過
液または逆浸透ｌ濾過液を用いて行なわれる。

また、カチオン電着塗膜は、約１００〜１８０°Ｃで焼
付は硬化される。

かくして形成される塗装塗膜には、該塗膜の焼付前もし
くは焼付後に、必要に応じて更に上塗り塗料を適宜塗り
重ねて仕上げることができる。

［作用及び発明の効果］ 以上述べた如く、本発明は、水酸基とエポキシ基との反
応を利用して硬化させるカチオン電着塗料であることか
ら、従来の水酸基とブロック化されたイソシアネート基
とを有機錫化合物の存在下で硬化させたものと比較して
、硬化性、耐候性、耐変色性などの性能が優れる。

また、本発明によって得られるカチオン電着塗料は、添
加されるゲル化微粒子が凝集、異常電着、沈降などの問
題をおこすことなく共電着され、焼付時にゲル化微粒子
に存在するアルコキシシラン基の加水分解によって生成
したシラノール基が該シラノール基同志および水酸基と
縮合して粒子間架橋およびベース樹脂との架橋が行なわ
れる効果と、ゲル化微粒子自身の体積効果の両方により
塗膜の溶融粘度の低下を制御できるので、塗膜の平滑性
とエツジ部の塗膜形成性を容易に維持することができる
。

更に、本発明によって得られるカチオン電着塗料は、硬
化性樹脂組成物及びゲル化微粒子成分が水中に均一に分
散しておりしかも分散粒子の粒子径が比較的細かいので
貯蔵安定性、塗面平滑性及びエツジ部の塗膜形成性など
の性能のバランスに優れた効果が発揮される。

以下実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明
する。「部」および「％」は「重量部」および「重量％
」を意味する。

■、製造例 ユＡ工」しか１毀】 （Ａ−１） エポキシ当量９５０のビスフェノールＡタイプエポキシ
樹脂［商品名［エピコート１００４Ｊ、シェル化学■製
］１９００部をブチルセロソルブ９９３部に溶解し、ジ
ェタノールアミン２１０部を８０〜１００″Ｃて滴下後
１００°Ｃで２時間保持して固形分６８％、第１級水酸
基当量５２８、アミン価５３をもつ（Ａ−１）を得た。

（Ａ−２） エポキシ当量１９０のビスフェノールＡジグリシジェル
エーテル９５０部、エポキシ当量３３０のエポキシ樹脂
ＸＢ−４１２２（チバガイギー社製商品名）３３０部、
ビスフェノールＡ４５６部及びジェタノールアミン２１
部を仕込み、１２０°Ｃまで昇温し、エポキシ価が、１
．０２ミリモル／ｇになるまで反応させた後、エチレン
グリコールモツプチルエーテル４８９部で希釈、冷却し
たのち、温度を９０°Ｃに保ちなからジェタノールアミ
ン１２６部、上記Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノプロピルアク
リルアミドのモノエタノールアミン付加物５３５部及び
Ｎ−メチルアミノエタノル１８５部を加え、粘度上昇が
止まるまで反応させ、樹脂固形分８０％、第１級水酸基
当量５９２、アミ２価５５の（Ａ−２）を得た。

工旦−り滅１凶臥１ ＥＨＰＥ３１５０　［エポキシ当Ｎ１７５〜１９５、ダ
イセル化学工業■製コ３２６部とプロピレングリコール
モノメチルエーテル８２部を１００°Ｃで加熱溶解し、
固形分８０％、エポキシ当量１９０の（Ｂ−１）４０．
８部を得た。該樹脂の数平均分子量は約１．５００であ
った。

ゲルイ　　１　重Ａ　１の製造 撹拌装置、温度計、冷却管及び加熱マントルを備えたＩ
Ｊ２のフラスコに、脱イオン水３５０７部及び乳化剤（
ラテムに−１８０、正正社製、２５％水溶液第４級アン
モニウム塩素アリル基含有カチオン性反応性乳化剤）８
０部を加え、撹拌しながら９０℃まで昇温した。これに
重合開始剤（ＶＡ−０８６、和光紬薬社製、２．２′−
アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２ヒドロキシエチル）−
プロピオンアミド］）１２．５部を脱イオン水５００部
に溶解した水溶液を加えた。１５分後にモノマー混合物
（スチレン／ｎ−ブチルアクリレート／１，６−ヘキサ
ンジオールジアクリレート＝４７０／４７０／６０部）
を加えた。重合は９０°Ｃで７時間おこなって、脱イオ
ン水で希釈し固形分１０％、平均粒子径７０ｎｍ（コー
ルタ−カウンター社ナノサイザーＮ−４で測定）のゲル
化微粒子重合体■を得た。

ゲルイ徹亘　重Ａ　２の製゛告 撹拌機、空気導入管、冷却管、温度制御装置を備えたフ
ラスコに、イソホロンジイソシアネート２２２部及びメ
チルイソブチルケトン５０部を仕込み、乾燥空気を液相
に吹き込みながら撹拌して７０℃まで昇温した。これに
ジブチルスズジラウレート０３部を加え、次いで２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート１１６部を１時間で滴下し
、滴下終了後もさらに１時間７０°Ｃに保った。続いて
メチルイソブチルケトキシム１１５部を１時間で滴下し
た。滴下終了後も加熱して７０’Ｃに保ち、反応混合物
を経時的に採取して−ＮＣＯの吸収をＩＲで確認し、−
ＮＧＯの吸収がなくなった時点を反応終点とした。か（
して９０％インホロンジイソシアネート／２−ヒドロキ
シエチルアクリレート／メチルイソブチルケトキシムブ
ロック体溶液のインシアネート化合物を得た。

次に撹拌装置、温度計、冷却管及び加熱マン＋−ルを備
えた１ｆ２．のフラスコに、脱イオン水７００部及び前
記と同様のラテムに−１８０１６２部を入れ、撹拌しな
がら９０℃まで昇温した。これに重合開始剤である前記
と同様のＶＡ−０８６２部を脱イオン水１００部に溶解
した水溶液を加えた。１５分後に下記モノマー混合物を
加えた。

スチレン　　　　　　　　　　　　　　３２部ｎ−ブチ
ルアクリレート　　　　　　　３２部１．６−ヘキサン
ジオール　　　　　　３０部ジアクリレート ２−ヒドロキシエチルアクリレート　　　４部ＫＢＭ−
５０３×　　　　　　　　　２部×γ−メタクリロキシ
ブロビルトリメトキシシラン（信越化学工業社製） 重合は９０°Ｃて６時間おこなった。次にこのものに下
記モノマー混合物を滴下した。

スチレン　　　　　　　　　　　　　　３８部ｎ−ブチ
ルアクリレート　　　　　　　３８部２−ヒドロキシエ
チルアクリレート　　　４部上記製造で得たインシアネ
ート化合物　２２部重合は９０″Ｃで２時間おこなった
。

次に脱イオン水で希釈し固形分１０％、平均粒子径７４
ｎｍ（コールタ−社ナノサイザーＮ−４で測定）のゲル
化微粒子重合体■を得た。

級社二ニス上」 上記（Ａ−１）成分７部、オスチックス鉛３部、酸化チ
タン１９部、精製クレー５部、カーボンブラック１部、
酢酸０．２５部、脱イオン水３７．７部をペブルミルで
分散を行なって固形分４３％の顔料ペーストを得た。

１社へニス上Ω 上記顔料ペースト■製造例において、（Ａ−１）ワニス
に代えて（Ａ−２）ワニスを用いた以外は顔料ペースト
■の製造例と同様にして固形分４３％の顔料ペーストを
得た。

、Ｌｌ−里主 実施例１ 前記（Ａ−１）成分１０３部、（Ｂ）成分３１部及び酢
酸との中和混合物をデシルバーで攪拌を行ないながら、
このものに固形分１０％のゲル化機粒子重合体■１５０
部を徐々に添加し固形分４０％の水分散液を得た。続い
て得られた水分散液に脱イオン水３６６部及び顔料ペー
ス１０７０部を配合して固形分２０％のカチオン電着塗
料を得た。

実施例２ 実施例１において、固形分１０％のゲル化微粒子重合体
■の代わりに固形分１０％のゲル化微粒子重合体■を使
用する以外は、同様の方法で固形分２０％のカチオン電
着塗料を得た。

実施例３ 実施例１において固形分１０％のゲル化機粒子重合体■
１５０部に代えて脱イオン水を減量して固形分２０％に
調製したゲル化機粒子重合体■７５部及び脱イオン水３
６６部を４４１部とした以外は実施例１と同様の方法で
固形分２０％の電＠塗料を得た。

実施例４ 実施例１において、（Ａ−１）成分を（Ａ２）成分に、
そして、顔料ペースト■を■に代えた以外は実施例１と
同様にして実施例４のカチオン電着塗料を得た。

比較例１ ニレクロン＃９４００　（関西ペイント社製、商品名、
エポキシ系ポリアミド樹脂、固形分２０％、グレー）の
塗料を用いた。

比較例２ （Ａ−１）成分１０３部、（Ｂ）成分３１部及び酢酸と
の混合物をデシルバーで撹拌を行ないながら、脱イオン
水４４１部を徐々に添加し、続いて顔料ペースト０７０
部を配合して固形分２０％の水分散化物を得た。次に該
水分散化物６５０部に２０％のゲル化機粒子重合体■７
５部をデシルバーで混合して固形分２０％のカチオン電
着塗料を得た。

実施例及び比較例のものを表−１塗装条件で塗膜を得た
。得られた塗膜の性能を表−２に示す。

表− ［性能試験方法］ （＊１）塗膜溶融粘度 焼付時の電着塗膜店融粘度を転球式粘度測定法（Ｊ　Ｉ
　５−Ｚ−０２３７に準する）との対比により引っかき
傷跡の熱流動外観から評価した。数値は最低時の粘度（
センチポイズ）を示す。

（＊２）端面被覆性 平坦部の硬化膜厚が２０−となる条件て、工・ンジ部角
度約２０”のカッターナイフの替刃（オルファ製ＬＢ−
１０〜ＰＢ＃３０２０処理）に電着塗装し、所定の焼付
条件で硬化させて試験板を作成する。試験板のエツジ部
が垂直になる様にツルトスプレー装置にセットし、ＪＩ
Ｓ　　２２３７１塩水フンム試験により１６８時間後の
エツジ部の防食性を評価する。

Ｏサビ発生全くなし ○−サビわずかに発生 ×　サビ著しく発生 （＊３）塗面平滑性 電＠塗面の仕上り性を目視て評価する。

○良好 ■はぼ良好 △やや不良 （＊４）耐衝撃性 ＪＩＳ　　Ｋ５４００−１９７９　６．　１３３Ｂ法に
準して、２０°Ｃの雰囲気下において行なう。重さ５０
０ｇ、撃心の尖端直径坏インチの条件で塗膜損傷を生じ
ない最大高さを示す（ｃｍ）。５０ｃｍを最高値とした
。

（＊５）耐塩水噴霧性 素地に達するように電着塗膜にナイフでクロスカッ１−
キズを入れ、これをＪＩＳ　　２２３７１によって１．
０００時間塩水噴霧試験を行ない、ナイフ傷からの錆、
フクレ巾を測定する。

（＊６）２コート耐候性 焼付電着塗板上に、さらにアミノアルキド樹脂系塗料ア
ミラッククリヤー（関西ペイント社製）を３５Ｆ塗装し
、１４０°Ｃ１１５分焼付りた。この塗板を２０時間サ
ンシャインウエザオメータにかけ、４０°Ｃの水中に２
０時間浸漬した後　塗板にクロスカットを入れて、セロ
ファン粘着テープで剥離試験を行なう。この試験を繰り
返し行なう。

また、実施例１〜４及び比較例２において頷月ペースト
を全く配合しない以外は実施例１〜４及び比較例２に記
載の方法と同様にして製造を行なって顔料成分を有さな
い実施例１〜４及び比較例２の水分散液を得た。これら
の水分散液は、それぞれ実施例１は平均粒子径０２−以
下、貯蔵安定性良好であり、実施例２は平均粒子径０２
−以下、貯蔵安定性良好であり、実施例３は平均粒子径
０．２Ｐ以上、貯蔵安定性若干沈降物が見られ、比較例
は平均粒子径０５Ｐ以上、貯蔵安定性沈降物、凝集物が
見られた。貯蔵安定性は３０°Ｃ７日間放置したのち沈
降物、凝集物を観察した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水酸基およびカチオン性基を含有する樹脂（Ａ）
   と脂環式骨格および／または有橋脂環式骨格にエポキシ
   基が結合してなるエポキシ基含有官能基を１分子あたり
   平均２個以上有するエポキシ樹脂（Ｂ）とを主な樹脂成
   分として含有する硬化性樹脂組成物を、カチオン電着性
   ゲル化微粒子重合体の水分散液で水性化してなることを
   特徴とするカチオン電着塗料の製造方法。
2. （２）該カチオン電着性ゲル化微粒子重合体の水分散液
   が固形分１０重量％以下である請求項１記載のカチオン
   電着塗料の製造方法。