JPS5967396A

JPS5967396A - つや消し電着塗装方法

Info

Publication number: JPS5967396A
Application number: JP57176384A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shirai; 信二白井; Hiroyuki Negishi; 宏行根岸
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1984-04-17
Also published as: KR840006814A; KR900001830B1; JPS6224519B2

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】本発明は、つや消し電着塗装方法に関し、さらニ詳シク
はアルコキシシラン基を含有するアクリル共重合体とア
ミノ樹脂からなるアニオン性電着塗料浴中で被塗物を電
着塗装することにより、長期にわたる生産においても安
定で且つ均一なつや消し塗膜を形成するつや消し電着塗
装方法に関するものである。

電着塗装方法は、水を溶媒として使用するために火災、
爆発などの危険性がなく、工程を自動化して長期間にわ
たって大量に連続塗装することが可能であること、さら
に塗膜厚のコントロールが容易である等多くの利点を有
しているため従来から広く利用されている。

しかしながら、電着塗装で得られる塗膜は一般的には光
沢のあるものが多く、下塗塗膜として用いる限りにおい
ては光沢の有無は殆んど問題にならないが、最近におけ
る建材関係などの電着塗装による１回塗り仕上げが行な
われる分野ではユーザーニーズの多様化により金属光沢
窓があきられ、現在では落ち着いた雰囲気をかもしだす
つや消し塗膜が強く要望されるようになってきた。

もっとも、従来においても電着塗膜の表面をつや消しに
する方法として種々の方法が提案されている。

例えば、電着塗料浴中につや消し効果を有する無機質透
明顔料を含有せしめ、電着塗装時に塗料中の有機樹脂成
分と共に無機顔料を析出゛せしめてつや消し効果を得る
方法、電着塗装された被塗物を焼付硬化前に酸性処理液
中に浸漬処理する方法、さらに同−電着塗料浴において
高光沢から低光沢にわたって所望の光沢を有する塗膜量
任意に形成し得る方法としてアミン樹脂硬化型アニオン
性電着塗料に、分子中にスルホン酸基又は傭酸エステル
基を有する特定の有機化合物を特定量含有せしめた電着
塗料浴中で電着塗装する方法が種々提案されている（特
開昭５２−　ｔ　３７４４．４号、同５２−１、３７４
４５号、同５２−１３７４４．６号、同５６−１、０６
９７７号公報）。

しかしながら、上記した方法における無機質透明顔料を
添加せしめる方法では通常利用し得る無機質透明顔料は
比重が２５以上であるため、電着塗料浴における顔料沈
降速度が大きく顔料の沈降を防ぐためには電着塗料浴を
常時強く攪拌することが必要不可欠である。また、電着
塗料浴の攪拌が十分に行なわれていても被塗物の部位に
よって光沢に差を生じ、特に被塗物の上部面は低光沢に
、下部面は高光沢になることはさけられない。

寸だ、被塗物を焼付硬化前に酸性処理液中に浸漬処理す
る方法では酸性物質によって電着析出塗膜の架橋反応を
行なわしめて加熱焼付時の溶融による塗膜の平滑化を抑
制することによっているため、ピンホール等の塗膜欠陥
が残りゃすく性能的にすぐれた塗膜が得られにくい。

また、重積塗料にスルホン酸基又は硫酸エステル基を有
する有機化合物を添加する方法では電着塗料用基体樹脂
（−ＣＯＯＨ型）と硬化触媒として用いる例えばスルホ
ン酸基含有有機化合物とでは電気泳動速度、析出特性な
どがそれぞれ異なるため、電圧、電流密度などの僅かの
相違によって塗膜中への該有機化合物の析出量が変動し
その結果っやの程度が異なり安定した。つや消し塗膜が
得られないという欠点がある。

そこで、本発明者らは上記した欠点のないつや消し塗膜
を得る方法として、無機質透明顔料や硬化触媒を添加し
たり、被塗物を焼付硬化前に酸性処理液中に浸漬したり
する手段を全く講じないで、光沢の変動が小さく、且つ
被塗物の形状等にかかわりなく安定したつや消し塗膜を
電着塗装で得ることを目的に鋭意研究を重ねた結果、電
着塗料としてアルコキシ７ラン基を側鎖に有する水溶性
まだは水分散性のアクリル共重合体とアミノ樹脂からな
るアニオン性電着塗料を用いることによって上記目的が
達成できることを見い出し本発明の完成に至った。

かくして、本発明に従えば、被塗物を、アルコキシ／ラ
ン基を側鎖に有する水溶性または水分散性のアクリル共
重合体とアミン樹脂からなるアニオン性電着塗刺浴中で
電着塗装し、ついで電着塗膜を必要に応じて水洗し、そ
の後焼付硬化せしめることを特徴とするつや消し電着塗
装方法が提供される。

通常、電着塗装して得られる塗膜は表面が緻密で、微細
な粗面を形成してつや消し状態であり、これ全焼料硬化
すると溶融フローシて表面が平滑となり光沢のある塗膜
になる。しかしながら、本発明方法では電着塗料の基体
樹脂として用いるアクリル共重合体が側鎖にアルコキシ
７ラン基を有しているため、このものがアクリル共重合
体を中和し、水を加えて水溶性化（又は水分散化）させ
る際に加水分解してシラノール（−８１−０Ｈ）を生成
し、゛また該シラノール同志の縮合により一８ｉ−０−
８ｉ−結合を生成して粒子内ケ゛ル構造を有する微細な
ディス・ぐ−７ヨン粒子を形成するので、このものを電
着塗装して得られる塗膜は微細な粗面を形成し、これを
焼付硬化しても塗膜は完全には溶融フローすることなく
粗面を維持するので得られる塗膜はつや消し状態になる
。

かくして得られるつや消し塗膜は、美観に優れた透明均
一なつや消しを呈し且つアクリル共重合体が８１−０結
合を有するため塗膜は硬度が高く素地に対する付着性も
優れている。また、電着塗料の粒子内ケゝル構造の形成
は粒子が均一に分散してから速かに行なわれるので、分
散粒子は短時間で安定化し、経時によって沈降したりす
ることがないので光沢むらも生じない。さらに経時によ
る分散粒子の粒子径や電着塗膜状態の変化が殆んどない
ので連続塗装を行なっても光沢、塗膜の析出量、塗膜性
能等の変化が少なく安定したつや消し塗膜を得ることが
可能である。

本発明において使用し得る電着塗料は、アルコキシシラ
ン基を側鎖に有する水溶性または水分散性のアクリル共
重合体とアミノ樹脂からなるアニオン性電着塗料であっ
て、アクリル共重合体を形成するモノマー成分は、（１）分子内に重合性不飽和二重結合とアルコキシシラ
ン基とを含有する不飽和モノマー（２）　　α、β−ｆ
ｆ−チＬ／ン性不飽和カルボン酸（３）水酸基含有アク
リル系モノマミ及び（４）　　その他上記以外のラジカ
ル重合性不飽和モノマーである。

上記（１）の重合性不飽和二重結合とアルコキシ７ラン
基を含有する不飽和モノマーは、これにより共重合体中
にアルコキシ７ラン基を導入するモノマー成分であり、
その例は１、；７　ヒ＝　ルシメトキシ７ラン（ＣＨ７タＣＨ）　２Ｓ　ｌ　（ＯＣＨ３）　２　　、
ノビニルノーβ−メトキシエトキシシラン（ｃ　ｕ　２
−ＣＩ　）　２　Ｓ　Ｉ　（０ＣＨ２ＣＨ２ＱＣＨ３）
２、ビニルトリメトキシシランＣＨ２二ＣＨＳ］（ＯＣＲｓ）５、ビニルＩ・リエトキシシランＣＨ２−ＣＨＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ビニルトリス−β−メトキシエトキシ７ランＣＨ２−Ｃ
ＨＳｉ（ＯＣＨ２ＣＨ２０ＣＨ３）５、γーメタクリル
オキシプロピルトリメトキンンランＣＨ２−”Ｃ　　Ｃ
　　Ｏ　　（ＣＨ２）ｓｓｌ（ＯＣＨｓ）３、１１ＣＨ３０ γーメククリルオキシプロビルトリエトキシシランＣＨ
２−Ｃ　　Ｃ　　Ｏ　　（ＣＨ２）３Ｓ＋（ＯＣ２Ｈ５
）３、ｌ　　Ｉ＋ＣＨ３０などのような不飽和ノーまたはトリアルコキシ（あるい
はアルコキシアルコキシ）シラン化合物である。就中、
不飽和トリアルコキシシラン化合物が好適である。

成分（１）のアルコキシシラン化合物は、使用される全
モノマーの合計量規準で１〜１０重量係、好ましくは２
〜７重量係含有せしめられる。使用量が１重量％未満で
はつや消し塗膜が得られず、他方１０胡量％を超えると
分散粒子が粗大化し分散粒子が沈降したり塗膜が不均一
になる。

上記（２）のび、β−エチレン性不飽和カルボン酸の例
は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸などであり
、このモノマーの使用によりアクリル共重合体中にカル
ボキシル基が導入され共重合体は水溶性化寸たは水分散
性化せしめられる。

α，βーエチレン性不飽和カルボン酸の使用量は該共重
合体の酸価が２０〜１５０、好ましくは３０〜１００と
なるような割合で使用するのがよい。

該共重合体の酸価が３０より小さいと水溶性化もしくは
水分散性化か幾分不十分となり、他方、酸価が１．　０
　０を超えると得られる塗膜の削氷性が低下するおそれ
がある。

上記（３）の水酸基含有アクリル系モノマーの例は、ア
クリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシ
プロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタク
リル酸ヒドロキシプロピルなどであり、とのモノマーの
使用によりアクリル共重合体中に水酸基が導入され、ア
ミノ樹脂と反応して架橋反応を行々う。水酸基含有アク
リル系モノマーの使用量は水酸基価が３０〜２００好ま
しくは５０〜１５０と々るような割合で使用される。該
共重合体の水酸基価が３０未満では塗膜性能が劣り、他
方水酸基価が２００を超えると塗膜の耐水性が悪くなる
。

また、上記（４）のその他のラジカル重合性不飽和モノ
マーとしては、アクリル共重合体を構成する残シの成分
であり、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、アクリル酸イソゾロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸ヘキフル、アクリル酸オクチル
、アクリル酸ラウリル、アクリル酸シクロヘキシル、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、メタクリル酸グ
チル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、
メタクリル酸ラウリルなどのア゛クリル酸又はメタクリ
ル酸のアルキル（Ｃ，〜１８）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
モノマー；アクリル酸又はメタクリル酸のアミド化合物
；アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど通常アク
リル樹脂の合成に用いられる公知の千ツマ−を使用する
ことができる。

これら不飽和単量体（１）〜（４）は所望の物性に応じ
て適宜選択され、それぞれ単独で用いてもよく、或いは
２種又はそれ以上組合わせて使用することができる。

上記不飽和単量体（１）〜（４）の共重合は、アクリル
系共重合体を製造するためのそれ自体公知の方法に従い
、例えば溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等を用い
て行なうことができる。有利には、溶液重合法に従って
行なうことが打首しく、上記２成分を適当な不活性溶媒
中で、重合触媒の存在下に、通常約０〜約１８０℃、好
ましくは約４０〜約１７０℃の反応温度において、約１
〜約２０時間、好ましくは約４〜約ｌＯ時間反応を続け
ることに、より行なうことができる。

使用する溶媒としては該共重合反応中にケ゛ル化が生じ
ないように、生成する共重合体を溶解しかつ水と混和し
得る溶媒を使用するととが望ましい。

かかる溶媒としては例えば、セロソルブ系溶媒、カルピ
ト−ル系溶媒、グライム系溶媒、セロソルブアセテート
系溶媒、アルコール系溶媒彦どが使用できる。

壕だ、重合触媒としては、例えばアゾ系化合物、／？−
オキサイド系化合物、スルフィド類、スルフィン類、ノ
アゾ化合物、ニトロソ化合物などを用いることができる
。

かくして得られるアクリル共重合体は、２０〜１５０の
酸価、３０〜２００の水酸基価を有し、また約ｉｏ、ｏ
ｏ。

〜１００，０００、好適には約２０，０００〜約６０，
０００の範囲の数平均分子量を有するものである。分子
量が１．０．０００より小さいと耐久性において必ずし
も十分に満足できる塗膜を与えず、また分子量が１．０
０，０００を超えると樹脂が高粘度化して水分散時に均
一な微粒子を形成しにくくなる欠点がある。

上記アクリル共重合体の水溶性化もしくは水分散化は通
常の方法に従って行なうことができ、例えば上記の如く
して製造されたアルコキシシラン基、水酸基およびカル
ボキシル基を含有するアクリル共重合体を、該カルボキ
シル基に対して０５〜１０当開のアミン化合物、例えは
モノエチルアミン、ノエチルアミン、トリエチルアミン
などの脂肪族アミン類、ノエタノールアミン、トリエタ
ノールアミンなどのアルカノールアミン類、ピリノン、
ピぜリノン、などの環状アミン類およびアンモニア等を
用いて処理することにより行なうことができる。

捷だ、本発明において、上記アクリル共重合体の架橋剤
として使用されるアミノ樹脂としては従来から公知のメ
ラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂などが挙
げられるが、中でも好適なものはアルコキシメチル化メ
ラミン樹脂であって、メチルエーテル化型または炭素数
４以下のアルコールとの混合エーテル化型のものであろ
う電着塗料浴の調製は、上記アクリル共重合体とアミノ
樹脂とを固形分重量比で９：１〜３ニア　の範囲で配合
し、これに前記した中和剤及び補助溶剤（例えばアルコ
ール系溶剤、セロソルブ系溶媒など）を加え水で希釈す
ることによって行なわれる。

該電着塗料浴には必要に応じて顔料、染料またはその他
の着色剤の他に通常用いられる種々の添加剤を使用して
も一向に構わない。

本発明における電着塗装を実施する場合の電着塗料浴の
固形分濃度は４〜１５重量係重量当である。４重量係以
下の場合には塗装電圧が高くなりすぎ、］５重量係以当
ては塗装系の系外への損失が大きく経済的でない。また
、電着塗装は電着塗料浴温１５〜３５℃、塗装電圧８０
〜３５０Ｖ及び処理時間１〜５分の条件で通常行なわれ
る。

電着塗装された被塗物は必要により水洗され、ついで１
５０〜２０・０℃で１５〜６０分間加熱硬化される。か
くして１、所望のつや消し効果を有する電着塗膜が形成
される。

本発明のつや消し電着塗装方法に適用できる被塗物は導
電性を有するものであれば特に限定されないが、被塗物
としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合
には、平滑性等の性能にも優れた均一なつや消し塗膜が
得られ且つ耐アルカリ性、耐酸性、１制候性においても
つや有りクリヤーと同等の性能を有する塗膜を形成でき
ることから髄に本発明の方法が好適である。

次に、実施例により本発明をさらに説明する。

実施例中１部」及び１％」は「重量部」及び「重量部」
を意味する。

アクリル共重合体製造例Ｉ反応容器中にイソフ０ロピルアルコール５５部を仕込み
８０℃に保持した中へ、スチレン１５部、メチルメタク
リレート３１部、ｎ−ブチルアクリレート１９部、エチ
ルアクリレート１０部、ヒドロキ７エチルアクリｌ／−
ト１５部、アクリル酸７部、α−メタクリルオキ７グロ
ピルトリメトキンシラン（商品名：　ＫＢＭ−５０３、
信越化学社製）３部及びアゾビスノメチルパレロ二トリ
ル１．０部の混合物を３時間を要して滴下し、滴下終了
後１時間この温度に保ち、ついでアゾビスソメチルバレ
ロ＝　）　ＩＪ　／ｌ／　’１部とブチルセロソルブ１
３部を滴下してさらに８０℃で４時間反応を続けた。

反応終了後ベンノルアルコールで固形分５３％に調製し
、重合率１００％、数平均分子量約３０．０００、酸価
５３、水酸基価７２のアクリル共重合体ワニスを得た。

アクリル共重合体製造例２〜４下記衣−１に示すモノマー配合に基づき上記製造例１と
同様にしてアクリル共重合体ワニスを製造した。

衣用 ※１：　ビニルトリエトキシシラン、信越化学社製※２
：ビニルトリス（β−メトキンエトキシ）ンラン、信越
化学社製実施例１製造例１で得られたアクリル共重合体ワニス１００部に
該共重合体のカルボキシル基に対して０．８当量のトリ
エチルアミン及びサイノル３０３（三井東圧社製メラミ
ン樹脂）４７部を加え均一に混合した。かくして得られ
た電着塗料組成物に脱イオン水を加えて固形分１２％と
して電着塗装に供した。

この電着塗料組成物を電着塗装試験装置に入れ、６０６
３８アルミニウム合金板にアルマイト処理を施したもの
（アルマイト皮膜厚９μ）を被塗物（陽極）として、浴
温２，２℃、電圧１２０ｖで３分間通電した。また電圧
１５０　Ｖ　、　１８　’ＯＶ及び２１０ｖの各々につ
いて３分間通電したときの塗板を３枚作成（−た。電着
終了後、これらの塗板を水洗し１８０℃で３０分間焼付
硬化させた。得られた電着塗膜の性能試験結果を下記表
−２に示す。

表−２実施例２〜４下記表−３に示す配合に基づき、実施例■と同様にして
電着塗料組成物を調製し、且つ電圧を１５０ｖにして実
施例１と同様にして電着塗膜を作成した。得られた電着
塗膜の性能試験結果を表−４に示す。

表−３ ※３：ブトキンメトキシメチロールメラミン、三和ケミ
カル社製表−４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被塗物を、アルコキシシラン基を側鎖に有する水
溶性または水分散性のアクリル共重合体とアミン樹脂か
らなるアニオン性電着塗料浴中で電着塗装し、ついで電
着塗膜を必要に応じて水洗し、その後焼付硬化せしめる
ことを特徴とするつや消し電着塗装方法。