JPS59208097A - 透明塗膜の製造方法 - 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 本発明は着色操作を組み込むことができる可染性樹脂塗
膜の金属支持体上への電着方法及び該電着方法の生成物
に関する。

従来技術及び発明が解決しようとする問題点電気メツキ
金属表面あるいは艶出金属表面を腐食から保護するため
に前記表面に透明保護樹脂塗膜をかける方法は既知であ
る。該方法は普通ラッカー塗被法と呼ばれ、この方法は
重合あるいは架橋により塗膜を硬化させる方法ならびに
溶媒の減少のみによって塗膜を硬化する方法にも使用さ
れる。このような塗膜は最初に塗料を支持体に吹付ける
かあるいは支持体を浸漬することによって塗布されてい
たが、しかしこれらの方法は支持体上に均一な樹脂塗膜
を得ることが困難であるという欠点を持っていた。むら
のある塗膜は低耐食性区域を生じ、才たむらのある塗膜
を着色するとこれに対応してむらのある着色が得られる
ために着色操作を好ましくないものにする。

最近の電着性樹脂の導入は樹脂の均一塗膜が塗布できる
ことを意味する。しかし陽極樹脂の透明塗膜を金属支持
体上に形成しようとする試みは着色した塗膜あるいは不
完全な塗膜が形成するために成功しなかった。結果とし
て透明陽極電着性ラッカーは視覚的魅力が重要となるよ
く艶出された表面あるいは電気めっき表面を被覆するた
めには使用されないが、しかし着色があまり重要でない
下塗あるいは染顔料着色樹脂としての着色した塗料とし
てのみ使用される。

問題を解決するための手段 テンレス鋼あるいはアルミニウムからなる表面上に電着
できることから支持体表面の性質に関連することを見い
出した。透明塗膜は他の表面例えば銅、黄銅、銀、亜鉛
あるいは鋼の表面上には形成できない。したがって本発
明の一面からは電着による支持体表面上に陽極樹脂塗膜
の製造方法において前記表面がニッケル、ステンレス鋼
あるいはアルミニウムからなり、且つ前記樹脂が透明な
樹脂であることを特徴とする陽極樹脂塗膜の製造方法を
提供するにある。

本発明方法はニッケル、ステンレス鋼あるいはアルミニ
ウム（あるいは陽極酸化アルミニウム）の表面層を持つ
支持体上に透明な樹脂塗膜を電着するために有効である
。前記表面層は厚さ少なくとも２ミクロンが好ましく、
またより好ましくは厚さ少なくともグミクロンである。

したがって例えば樹脂を電着する前に支持体にニッケル
の表面層をめっきすればどのような支持体でも樹脂で被
覆することができる。他の物質例えば鋼からなる表面は
変色した塗膜を形成し、したがって支持体の全ての表面
がニッケル、ステンレス鋼あるいはアルミニウムからな
るこ泳動析出性樹脂の適性は実験的に決定されるべきで
ある。全ての陽極泳動析出性樹脂は潜在的に適当であり
、試験的に選択することができる０陽極泳動析出性樹脂
の例はアクリル樹脂、ボリエステル樹脂、エポキシ樹脂
及び変成アルキド樹脂を含む（これらの樹脂を組み合わ
せて使用することができる）。本発明に使用するために
好適な樹脂はアクリルタイプあるいはアクリル変成ポリ
エステルタイプである。これらの樹脂の適性を評価する
基準は樹脂がピンホールあるいは他の欠点がなく且つ硬
化後所望″″機械的特性を供与する透明で均一な樹脂塗
膜を支持体上に電着できつるかどうかという簡単なもの
である。望才しい細かな機械的特性は支持体の意図する
用途により変化しうるものであるが、一般に不完全な表
面例えば厚さにむらのあるものあるいはピンホールのあ
る表面は十分な耐性例えば耐食性を所有できない。

電着する樹脂被膜の厚さは支持体の使用目的により調節
できる。／−，２０ミクロン、例えば３〜７０ミクロン
の塗膜が好都合に適用でき、これより厚い塗膜はより大
きい耐食性が必要な場合に適用される。

樹脂塗膜は樹脂浴中で支持体を陽極にすることによって
塗布できる。樹脂が電着する速度は陽極電流密度Ｊこ対
応し、それ放飼々の浴及び支持体に適用する電圧に比例
する。一定電圧では通過する電流は電着塗膜の厚さが増
すにつれて低下し、あるところで電着が終了する。代表
的な初期電圧２０〜３θボルトに対応する初期電流密度
θ、θ０３〜ｏ、ｏ　ｏ　ｒアンペア／儂２（３〜３ア
ンペア／平方フイート）を使用することが好咳しい。

代表的には樹脂の電着は約ａ分の期間内に完了できる。

より高い初期電圧の適用従ってより高い電流密度は電着
する塗膜が透明でなくなり且つ特にガス含有樹脂電着塗
膜を生ずるという欠点を生ずる点で不利である。この問
題に遭遇する場合にはより低い初期電流密度を使用すべ
きである。樹脂の比較的厚い電着が望ましい場合電流密
度は必要とする電着中適用する電圧を上げることによっ
て電流密度を維持すればよい。

！ｒＯボルト以上の電圧を印加することは上述の欠点が
生ずる可能性を最少限にするためには好ましくはない。

印加する電圧が比較的低い場合電着速度は許容できない
レベルに低下する。

塗膜の品質が塗膜を電着する条件により影響を受けるた
めに、本発明に使用する特定の樹脂の適性の評価は塗膜
電着に使用する条件に関連させなければならない。塗膜
中の欠陥があまり重大ではない場合電着条件の調節を行
うことができ、例えば印加する電圧の変化は満足のいく
製品を製造することができ、且つ前記特定樹脂を本発明
に有用な樹脂とすることができる。

樹脂浴は代表的には酸性のものである力）ら、トリエチ
ルアミンのようなアミンを用いて中和し、水混和性有機
溶媒中の塩溶液として供給される。代表的な溶媒は低級
アルコール類例えばブタノール、プロパツール及びエタ
ノール、及びアルキルエーテルアルコール類例えばブト
キシェタノールを含む。

樹脂浴は前記樹脂溶液の適当量を脱イオン水に添加し、
サスペンションを形成することによって好都合に形成さ
れる。該浴は５〜１０重量％の固体を含有するものが打
抜しい。低すぎる樹脂の濃度は許容できないレベルに電
着速度を低下させ、一方高すぎる樹脂の濃度は浴の粘度
を許容できないレベル＼増加する。樹脂浴は樹脂が溶解
される好適な溶媒である水混和性有機溶媒を含有するこ
とが好ましい。浴は７〜１０重量％の前記溶媒を含有す
ることが好ましく、このことは樹脂を該溶媒中の溶液と
して浴へ添加することによって好都合に行われる。

樹脂浴はまた流れ調整剤例えばデカノールのような他の
慣用の添加剤を含有することができる。浴の組成は浴を
使用する間監視され、もし必要であれば調節される。例
えばｐＨは特定の樹脂固有の値に維持され、また浴の溶
媒濃度及び固体含量は好適範囲内に維持しなければなら
ない。我々は少量の湿潤剤の添加が樹脂の均一塗膜の電
着を援助することを見い出し、湿潤剤の樹脂浴への添加
は本発明の好適な一面を表わすものである。陰イオン性
あるいは打抜しくは非イオン性湿潤剤は通常少量例えば
浴の重量の７０〜コｏ　Ｏｐｐｍで使用することができ
る。適宜な湿潤剤の例はノニルフェノールエトキシレー
ト類及び脂肪族アルコールエトキシレート類を含む。

支持体は最初に水で、次に樹脂電着浴中に存在する好適
な溶媒の水１溶液で洗浄するλ工程洗浄により電着工程
のために前処理することが好ましい。

樹脂塗膜は慣用の方法で硬化されるが、被覆した支持体
をさらに処理例えば塗膜が硬化する前に後述するような
着色操作を行うことができる。樹脂系に依存して代表的
な硬化は加温下例えば１ｏｏ−ａｓｏ”ｃ、より普通に
は／　５０〜２０００Ｇで焼付けることによって行われ
る。しかし我々は上述の温度範囲外で硬化できる樹脂系
の使用を除外するものではない。

硬化した塗膜の機械的特性は種々の周知の技法（一般に
破壊技法）を使用して試験できる。

使用される一般的な技法の７つはどの硬さの鉛娘が塗布
表面に筆記マークをつけるかということを確かめる標準
条件下において種々の硬度の鉛筆を使用する硬度試験で
ある；耐溶媒試験は塗膜が耐溶媒性であるかどうかを確
かめるために標準条件下溶媒を浸み込ませた布で摩擦す
ることにより行われ、また脆性試験は塗膜亀裂が生ずる
かどうかを確めるために予め設定された程度に支持体を
曲げることによって行われる。

上述のように許容できる細かい特性は支持体の意図する
用途により変化しつる。不完全な塗膜は通常上述の試験
の７種または２種以上において著しく劣った特性を示す
。

樹脂電着塗膜は電着工程後すぐに付着する樹脂溶液を洗
い流すことが打抜しい。この操作は最初に樹脂浴中に存
在する好適な溶媒である水混和性溶媒の水溶液を使用し
、次に脱イオン水を使用するコニ程で再び行うことが打
抜しい。

我々はこの洗浄工程が未硬化樹脂の塗膜を一様にすると
思われ、また樹脂塗膜の小さなむらを除去することがで
きるために驚くほどの利点があることを見い出した。第
１洗浄溶液は電着浴中に存在する溶媒を０１．２〜１０
，０重景係含有することが好丈しい。

本発明の新規な方法は金属支持体上で染料で着色された
均一な樹脂塗膜の形成に特に適用できることを見い出し
た。塗膜が透明であり且つ支持体の表面上に均一に電着
したものであるために、着色は慣用の着色技法を使用し
て行うことができる。したがって染色は支持体に樹脂を
電着する前に樹脂溶液へ適当な水溶性染料を混合し、適
当な染色浴中で未硬化電極樹脂塗膜を染色し、次に染色
した樹脂を硬化することによって行うか、あるいは適当
な染色浴中で硬化した樹脂塗膜を染色することによって
行うことができる。好適な方法は未硬化樹脂を染色し、
次に染色した樹脂を硬化する方法である。この理由は後
者の方法は着色操作を加温下で行う必要があるが、一方
前者は使用する個々の染料のために個々の樹脂浴の準備
を必要とするためである。

樹脂塗膜を染色する際に使用する適当な染料の例は溶液
中で着色した陽イオンを形成する水溶性塩基性染料であ
る。有用な染料の例はアゾ。

染料類及びメチン染料類である。

また本発明方法は金属支持体を電気メッキし、樹脂で被
覆及び着色するような処理をされた金属支持体の製造の
／工程として価値ρ３ある。これらすべての操作が水性
液体中に支持体を含浸することによって行われるもので
あるために、支持体は７個のジグ上に設置することがで
き、７つの浴から他の浴へ移動でき、したがって製造ラ
インの操作を容易にする。これは製造工程中の個々の工
程の間に支持体を別のジグ上に再設置する必要がなくな
るためである。

実施例 以下に実施例（以下他に記載がなければ単に１ｆｌＬｌ
と記述する）を挙げて本発明を説明する０例／ 鋳造黄銅部材を清浄にし、ニッケル電気１７次に固体塗
料ｏ、ｒｌｌ／１．を含有し且つｐＨをトリエチルアミ
ンでざ。θに調節したニーブトキシェタノールのθ、！
ｒ％水溶液で洗浄した。

該部材を次にポリエステル／アクリル樹脂の固体として
ざθｌ／ＩＩ　（ブトキシェタノール中の６７重量饅の
樹脂固体含有溶液として）を含有する水性液体中に含浸
した。核部；ｉ、、’　＜、陽極として才たステンレス
鋼を陰極として両極の間に、２０ボルトの電圧を３０秒
間印加した。約５ミクロンの厚さの樹脂塗膜が該部材の
全表面上に電着した。

被覆した部材を最初に固体塗料のθ、５１／ｌを含有し
且つｐＨをトリエチルアミンで３゜０に調節したコーブ
トキシエタノールｊ％溶液で、次にエトキシレート化ノ
ニルフェノール界面活性剤２０θｍｌ／ｌを含有する脱
イオン水で洗浄した。

洗浄した被覆した部材を２Ｓ℃の温度に維持された染料
水溶液Ｃ／ｌ／／ｌのサンドクリル・ゴールデン・イエ
ロー・ピーアールエヌ・ダイ（ＥＩＡＮＤＯＣＲＹＬ　
ＧＯＬＤＥＮ　ＹＥＬＬＯＷ　Ｂ−ＲＬＮ　Ｄｉ）、？
―／ｅの氷酢酸、ニーブトキシェタノールのｊ体積チを
添加した酢酸す）　ＩＪウム／、！ｉＩ／ｌを含有する
脱イオン水〕に７分間浸漬した。

着色され被覆された部材を水、次ｌこトリエチルアミン
でｐＨをｇに調節したニーブトキシェタノールの／体積
チ溶液を用いて洗浄した０次に洗浄した部材を１４０℃
で２０分間焼付け、示さなかった。

例２（参考例） 新鮮な光沢のあるニッケルメッキ表面、新鮮な光沢のあ
るシアン化亜鉛表面及び洗浄した黄銅表面を持つ３つの
同じ支持体をそれぞれ例／に使用したラッカーで被覆し
た。支持体を焼付けし、得られた支持体の外観の比較を
次に記載均一に電着した約５ミクロンの透明な欠点のな
い塗膜を持つものであった。

斑点に若干の黒味が観察された０ 黄銅支持体（比較例）は７〜２ミクロンのみの塗膜が得
られ、支持体表面上に若干の腐食及び塗膜中に若干の曇
りが観察された０ ５２５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　電着により金属支持体表面上に陽極泳動析出性樹脂
   の透明塗膜を製造する方法において、前記表面がニッケ
   ル、ステンレス鋼あるいはアルミニウムからなり且つ前
   記樹脂が透明であることを特徴とする透明塗膜の製造方
   法。 ユ　金属支持体表面がニッケルあるいはステンレス鋼か
   らなる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　支持体がニッケル、ステンレス鋼あるいは７　／
   ｌ／　ミニラム以外の金属の表面上にニッケル、ステン
   レス鋼あるいはアルミニウムの層を析出させたものから
   なる特許請求の範囲第１項才たは第一項記載の方法。 η　表面層が少なくともコミクロンの厚さを持つ特許請
   求の範囲第３項記載の方法。 ３゛　陽極泳動析出性樹脂がアクリル樹脂、ポリエステ
   ル樹脂及び変成アルキド樹脂、エポキシ樹脂及びこれら
   樹脂を組み合わせた群より選択される特許請求の範囲第
   １項ないし第９項のいずれかに記載の方法。 タ　陽極泳動析出性樹脂がアクリル樹脂あるいはアクリ
   ル変成ポリエステル樹脂である特許請求の範囲第Ｓ項記
   載の方法。 ７　電着が樹脂浴中で支持体を陽極にすることによって
   行われる特許請求の範囲第１項ないし第６項記載の方法
   。 ｇ　樹脂浴が小割合量の水混和性有機溶媒を含有する特
   許請求の範囲第７項記載の方法。 ９　水混和性有機溶媒がブトキシェタノールである特許
   請求の範囲第３項記載の方法。 １０　樹脂浴が非イオン性湿潤剤を含有する特許請求の
   範囲第７項ないし第７項のいずれかに記載の方法。 ／ｌ　樹脂浴に印加する電圧が大量の閉じ込められたガ
   スを含有する電着樹脂塗膜が製造される電圧より低い電
   圧である特許請求の範囲第７項ないし第１Ｏ項のいずれ
   かに記載の方法。 ／２２θ〜３０ボルトの電圧を樹脂浴に印加する請求の
   範囲第１項ないし第１−項のいずれかに記載の方法。 ／ｌＩ　　塗膜を最初に水混和性溶媒の水溶液で洗浄し
   、次に脱イオン水を用いて洗浄する特許請求の範囲第７
   ３項記載の方法。 ／Ｓ　洗浄工程に使用する溶媒が樹脂浴中に存在する溶
   媒である特許請求の範囲第１グ項記載の方法。 ／ム　被覆された支持体を次に塩基性染料を使用して着
   色する特許請求の範囲第１項ないし第１り項のいずれか
   に記載の方法。 ／７　被覆された支持体を樹脂硬化前に染料浴中に含浸
   することによって着色する特許請求の範囲第７６項記載
   の方法。