JPS6065077A - カチオン電着塗料 - Google Patents
カチオン電着塗料Info
- Publication number
- JPS6065077A JPS6065077A JP17386583A JP17386583A JPS6065077A JP S6065077 A JPS6065077 A JP S6065077A JP 17386583 A JP17386583 A JP 17386583A JP 17386583 A JP17386583 A JP 17386583A JP S6065077 A JPS6065077 A JP S6065077A
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- Japan
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- cation exchanger
- heavy metal
- cation
- paint
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカチオン電着塗料、より詳しくは、塗膜の（＝
１着性劣化を防ぐ優れた防食性を有するカチオン電着塗
料に関する。
１着性劣化を防ぐ優れた防食性を有するカチオン電着塗
料に関する。
カチオン電着塗料は、優れた防食性をもって広く採用さ
れている。塩水噴霜腐食試験等で抜群の耐食性を示すも
のの、時として素材の腐食が目立つ以前に塗膜のハクリ
が目立つ様になり、より高度の防食機能を果すにはかか
る）１クリ防止が望まれている。
れている。塩水噴霜腐食試験等で抜群の耐食性を示すも
のの、時として素材の腐食が目立つ以前に塗膜のハクリ
が目立つ様になり、より高度の防食機能を果すにはかか
る）１クリ防止が望まれている。
本発明者らはかかる塗膜が腐食環境下でハクリする原因
について鋭意研究の結果、カチオン電着塗料の電荷と同
符号のカチオン、例えばＮａ＋等のアルカリカチオンが
数１０１１１１１１１のオーダーで電着浴に含まれた時
に起る事、これをイオン交換処理で除くと防止できるこ
とを見出した。電着浴から同符号イオン除去の必要性と
その方法については、既に特許出願（特願昭５８−４９
５１９号）した。
について鋭意研究の結果、カチオン電着塗料の電荷と同
符号のカチオン、例えばＮａ＋等のアルカリカチオンが
数１０１１１１１１１のオーダーで電着浴に含まれた時
に起る事、これをイオン交換処理で除くと防止できるこ
とを見出した。電着浴から同符号イオン除去の必要性と
その方法については、既に特許出願（特願昭５８−４９
５１９号）した。
しかし、上記方法はカチオン交換１１＋脂で処理するた
めの装置とカチオン交換樹脂の更新等の手間を必要する
ので、さらに改良することを目的として研究した結果、
ハロゲンアニオンを十分除いた、水素イオン型のカチオ
ン交換樹脂を塗料中に添加することにより容易に上記目
的が達せられること、更に、水素イオンが重金属イオン
で置換されたものを用いると、得られたカチオン電着塗
膜が極めて防食性の高いことを見出し、本発明を成すに
到った。即ち、本発明は水素イオン（部分的に重金属イ
オンで置換されてもよい）を吸着した高ゲル化カチオン
交換体を含有するカチオン電着塗料を提供する。
めの装置とカチオン交換樹脂の更新等の手間を必要する
ので、さらに改良することを目的として研究した結果、
ハロゲンアニオンを十分除いた、水素イオン型のカチオ
ン交換樹脂を塗料中に添加することにより容易に上記目
的が達せられること、更に、水素イオンが重金属イオン
で置換されたものを用いると、得られたカチオン電着塗
膜が極めて防食性の高いことを見出し、本発明を成すに
到った。即ち、本発明は水素イオン（部分的に重金属イ
オンで置換されてもよい）を吸着した高ゲル化カチオン
交換体を含有するカチオン電着塗料を提供する。
本発明に用いるカチオン交換体は完全なゲル体、即ち水
はもちろん有（幾溶剤に一切溶解しないゲルであって、
カチオンとの反応が可逆である、いわゆるカチオン交換
基を有することが必要である。
はもちろん有（幾溶剤に一切溶解しないゲルであって、
カチオンとの反応が可逆である、いわゆるカチオン交換
基を有することが必要である。
例えば、キレート樹脂を含む、いわゆるカチオン交換樹
脂およびシリカゲルがあげられる。この代表として、い
わゆるカチオン交換樹脂をもって以下説明する。従来こ
のようなイオン交換体の塗料への配合は、塗膜に親水性
を増大させるため、必要最小限に押えられ、不必要にイ
オン交換基を導入することは無意味であると考えられて
いた。しかしなが呟実際には、イオン交換体が低分子で
ある場合、低分子物が残る場合に塗膜の７クレ、剥離が
生じるのであって、完全なゲル体では塗膜に影響がない
ことが解った。即ち、完全なゲル体のイオン交換基と該
交換基に吸着された対イオンも、イオン結合でありなが
ら水中では自由に動けない状態にある。このことは、水
素イオン（部分的にカチオンで置換されている）を吸着
した高ゲル化カチオン交換樹脂と水酸イオン（部分的に
アニオンで置換されている）を吸着した高ゲル化アニオ
ン交換樹脂が共存するカラムを循環する水の比電導度が
純水の理論比電導度（０，０５４μｓ／ｃ＋＋１）に到
達し、上記部分的に置換されているカチオンおよびアニ
オンがイオン化しないことを示す事実により理解できる
。
脂およびシリカゲルがあげられる。この代表として、い
わゆるカチオン交換樹脂をもって以下説明する。従来こ
のようなイオン交換体の塗料への配合は、塗膜に親水性
を増大させるため、必要最小限に押えられ、不必要にイ
オン交換基を導入することは無意味であると考えられて
いた。しかしなが呟実際には、イオン交換体が低分子で
ある場合、低分子物が残る場合に塗膜の７クレ、剥離が
生じるのであって、完全なゲル体では塗膜に影響がない
ことが解った。即ち、完全なゲル体のイオン交換基と該
交換基に吸着された対イオンも、イオン結合でありなが
ら水中では自由に動けない状態にある。このことは、水
素イオン（部分的にカチオンで置換されている）を吸着
した高ゲル化カチオン交換樹脂と水酸イオン（部分的に
アニオンで置換されている）を吸着した高ゲル化アニオ
ン交換樹脂が共存するカラムを循環する水の比電導度が
純水の理論比電導度（０，０５４μｓ／ｃ＋＋１）に到
達し、上記部分的に置換されているカチオンおよびアニ
オンがイオン化しないことを示す事実により理解できる
。
カチオン交換樹脂は、ゲル化が充分であれば、スチレン
樹脂基体、アクリルＵ（脂基体、フェノール樹脂基体等
の市販されているいがなるものを用いても良い。カチオ
ン交換基としては、カルボキシル某、スルフォン基等の
通常のｔ、ので良い。好ましくは、アルカリカチオンを
強く捕捉するスルフォン基である。本発明のカチオン交
換樹脂はカチオン交換基をできる限り多く有するものを
用いるのが好ましいことは云うまでもないが、少なくと
も０．１当ｔｆ、／ｋｇ以上有すると本発明効果が発揮
される。
樹脂基体、アクリルＵ（脂基体、フェノール樹脂基体等
の市販されているいがなるものを用いても良い。カチオ
ン交換基としては、カルボキシル某、スルフォン基等の
通常のｔ、ので良い。好ましくは、アルカリカチオンを
強く捕捉するスルフォン基である。本発明のカチオン交
換樹脂はカチオン交換基をできる限り多く有するものを
用いるのが好ましいことは云うまでもないが、少なくと
も０．１当ｔｆ、／ｋｇ以上有すると本発明効果が発揮
される。
本発明のカチオン交換樹脂は塩酸、硫酸等の鉱酸により
Ｈ＋型に活性化され、さらに純水により再生薬剤の鉱酸
を除去する（活性化されたカチオン交換樹脂をＣＥＲ−
Ｈ＋で表わす）。
Ｈ＋型に活性化され、さらに純水により再生薬剤の鉱酸
を除去する（活性化されたカチオン交換樹脂をＣＥＲ−
Ｈ＋で表わす）。
本発明においては、上述の水素イオンを吸着しプこ高度
にデル化したカチオン交換樹脂（ＣＥＲ−Ｈ”）のみを
用いても良いが、次に示す重金属イオンを吸着したカチ
オン交換樹脂（ＣＥＲ−Ｍ“）と混合して用いても良い
。
にデル化したカチオン交換樹脂（ＣＥＲ−Ｈ”）のみを
用いても良いが、次に示す重金属イオンを吸着したカチ
オン交換樹脂（ＣＥＲ−Ｍ“）と混合して用いても良い
。
重金属イオンは、塗膜の硬化を促進する触媒効果を有す
るいかなる金属であっても良い。例えば、クロム、マン
ガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、鉛か
らなる群から選ばれる重金属であり、好ましくは、マン
ガン、鉄、錫であり、最も好ましくはハロゲンアニオン
と水不溶性塩を作る鉛である。。
るいかなる金属であっても良い。例えば、クロム、マン
ガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、鉛か
らなる群から選ばれる重金属であり、好ましくは、マン
ガン、鉄、錫であり、最も好ましくはハロゲンアニオン
と水不溶性塩を作る鉛である。。
本発明の重金属を吸着したカチオン交換ｆｊｌ脂（ＣＥ
Ｒ−Ｍ”）は、水素イオンを吸着したカチオン交換樹脂
（ＣＥＲ−Ｈ＋）を重金属イオン水溶液で処理すること
により得られる。重金属イオン水溶液は、例えば鉛の場
合は酢酸鉛水溶液を用いる。
Ｒ−Ｍ”）は、水素イオンを吸着したカチオン交換樹脂
（ＣＥＲ−Ｈ＋）を重金属イオン水溶液で処理すること
により得られる。重金属イオン水溶液は、例えば鉛の場
合は酢酸鉛水溶液を用いる。
活性化されたカチオン交換樹脂（ＣＥ Ｒ−１−１”
）を重金属カチオン水溶液で処理すると、重金属イオン
（Ｍ＋）で部分的に置換されたＣＥＲ−Ｍ十と未吸着の
ＣＥＲ−Ｈ＋の混合物が得られる。ｈぜの置換比率を高
めるには、重金属水溶液の使用量を多くするか、濃厚液
にするか処理回数を増やすことで容易に達成できる。
）を重金属カチオン水溶液で処理すると、重金属イオン
（Ｍ＋）で部分的に置換されたＣＥＲ−Ｍ十と未吸着の
ＣＥＲ−Ｈ＋の混合物が得られる。ｈぜの置換比率を高
めるには、重金属水溶液の使用量を多くするか、濃厚液
にするか処理回数を増やすことで容易に達成できる。
さらに、本発明では各処理後により十分に水洗すること
が必要である。本発明のようにイオン交換４１脂を直接
添加することが現在まで行われなかったのは、活性化等
の処理に用いた薬剤の除去が完全でなく、例えば、塩酸
処理の後に残る０１等は小量存在しても、塗膜性能を着
しく劣化する為、イオン交換樹脂を直接添加して発生す
る効果が見出せなかったからである。従って、薬剤除去
を完全にかつこの水準を確実に管理するために、従来の
いわゆるカラム法ではない、新しい方法を提案した。即
ち、特願昭５７−２０２４３４号公報に記載する［イオ
ン交換樹脂は保持するが、被処理液は通過するイオン交
換樹脂保持容器中にイオン交換樹脂を保持し、これを被
処理液中に浸漬し、イオン交換樹脂が保持容器中で浮遊
するのに十分な流れを被処理液中に形成させ、かつ被処
理液を繰り返し循環させてイオン交換反応を起させる方
法」を用いるのが好ましい。
が必要である。本発明のようにイオン交換４１脂を直接
添加することが現在まで行われなかったのは、活性化等
の処理に用いた薬剤の除去が完全でなく、例えば、塩酸
処理の後に残る０１等は小量存在しても、塗膜性能を着
しく劣化する為、イオン交換樹脂を直接添加して発生す
る効果が見出せなかったからである。従って、薬剤除去
を完全にかつこの水準を確実に管理するために、従来の
いわゆるカラム法ではない、新しい方法を提案した。即
ち、特願昭５７−２０２４３４号公報に記載する［イオ
ン交換樹脂は保持するが、被処理液は通過するイオン交
換樹脂保持容器中にイオン交換樹脂を保持し、これを被
処理液中に浸漬し、イオン交換樹脂が保持容器中で浮遊
するのに十分な流れを被処理液中に形成させ、かつ被処
理液を繰り返し循環させてイオン交換反応を起させる方
法」を用いるのが好ましい。
重金属イオンを吸着したカチオン交換体は純水で水洗し
た後湿潤状態のまま粉砕して用いるのが好ましい。塗料
への添加に際しては、ベンガラ、酸化チタン、カーボン
等の顔料と同様に扱って分散して使用し、粒径は特に限
定しない。塗膜外観を損うほどの粗大粒子が残っても電
着浴は常時濾過されるので除去される。正に荷電したカ
チオン電着塗料に負に荷電したＨ＋型のカチオン交換体
を添加すると、正負中和して吸着しあうので、こうした
試みは避けられていた。しかし本発明のごとく、高ゲル
化カチオン交換体では、この交換体にカチオン電着塗料
が電気的に吸着し、凝集体を作るものの、この凝集体は
安定に分散可能であり、塗料全体が凝集にならず、塗装
液の安定性を損なうことはない。但し、このカチオン交
換体表面にカチオン電着塗料が吸着され、表面が活性度
を失う点で不利であり、従って、その粒径は大きν・程
内部が活性度を有しているので好ましく、極論すれば微
粉砕のまま用いて電着塗装浴液から濾別する方法が好ま
しい。一方、重金属を吸着したカチオン交換体ではでき
るだけ小さく粉砕するのが好ましい。
た後湿潤状態のまま粉砕して用いるのが好ましい。塗料
への添加に際しては、ベンガラ、酸化チタン、カーボン
等の顔料と同様に扱って分散して使用し、粒径は特に限
定しない。塗膜外観を損うほどの粗大粒子が残っても電
着浴は常時濾過されるので除去される。正に荷電したカ
チオン電着塗料に負に荷電したＨ＋型のカチオン交換体
を添加すると、正負中和して吸着しあうので、こうした
試みは避けられていた。しかし本発明のごとく、高ゲル
化カチオン交換体では、この交換体にカチオン電着塗料
が電気的に吸着し、凝集体を作るものの、この凝集体は
安定に分散可能であり、塗料全体が凝集にならず、塗装
液の安定性を損なうことはない。但し、このカチオン交
換体表面にカチオン電着塗料が吸着され、表面が活性度
を失う点で不利であり、従って、その粒径は大きν・程
内部が活性度を有しているので好ましく、極論すれば微
粉砕のまま用いて電着塗装浴液から濾別する方法が好ま
しい。一方、重金属を吸着したカチオン交換体ではでき
るだけ小さく粉砕するのが好ましい。
本発明のカチオン電着塗料に用いるｌｊｌ脂ビヒクルは
通常用いられるいかなるものを用いてもよい。
通常用いられるいかなるものを用いてもよい。
好ましい樹脂の例としては、Ｕ（側構造の選定ではなく
分散状態、即ち、安定なコロイドであることが望まれる
。
分散状態、即ち、安定なコロイドであることが望まれる
。
重金属カチオンを鉛に特定し、鉛化合物を含有せしめる
ことを主張する特開昭５３−１２５４００号とは、その
対イオンで全く異なる構成である。
ことを主張する特開昭５３−１２５４００号とは、その
対イオンで全く異なる構成である。
特開昭５３−１２５４００号公報に記載されている酢酸
鉛を利用した場合、電着塗装で多用される限外濾過の実
施の際、酢酸鉛は濾液に浸出し、排出されてしまう。本
発明のごとく、高ゲル化したカチオン交換樹脂に吸着し
た鉛は、濾液に浸出しない点で大器な特徴を示す。
鉛を利用した場合、電着塗装で多用される限外濾過の実
施の際、酢酸鉛は濾液に浸出し、排出されてしまう。本
発明のごとく、高ゲル化したカチオン交換樹脂に吸着し
た鉛は、濾液に浸出しない点で大器な特徴を示す。
本発明のカチオン電着塗料の特徴を要約すると、特定の
処理で十分活性化されたハロゲンアニオンを含まないＨ
＋型のカチオン交換樹脂が電着塗料に混入したＮａ＋等
のアルカリカチオンをＣＥＲ−Ｎａの形で抽促し、安定
化される。この交換体の粒径の大なるものは、電着塗料
の濾過装置で濾別され、小なるものは重置塗膜とともに
持ち出され、電着浴から除去されて、塗膜の防食性が安
定する。
処理で十分活性化されたハロゲンアニオンを含まないＨ
＋型のカチオン交換樹脂が電着塗料に混入したＮａ＋等
のアルカリカチオンをＣＥＲ−Ｎａの形で抽促し、安定
化される。この交換体の粒径の大なるものは、電着塗料
の濾過装置で濾別され、小なるものは重置塗膜とともに
持ち出され、電着浴から除去されて、塗膜の防食性が安
定する。
重金属イオンを吸着したカチオン交換樹脂を混合して用
いると、塗膜の硬化が向上しさらに防食性が良くなる。
いると、塗膜の硬化が向上しさらに防食性が良くなる。
鉛イオンを吸着したカチオン交換ｕ１脂を用いると、電
着浴がハロゲンアニオンで汚染されても水不溶性の塩化
鉛の析出でイオン物質の増大を防止し、電着性能の低下
を防ぐ。
着浴がハロゲンアニオンで汚染されても水不溶性の塩化
鉛の析出でイオン物質の増大を防止し、電着性能の低下
を防ぐ。
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例中の部および％は特に指示しない限り重量に基づ
く。
く。
実施例１〜４ ・
市販のカチオン交換樹脂（住友化学株式令社製、デュオ
ライ）Ｃ−２０；強酸性カチオン交換１ｊ１脂（スチレ
ン系樹脂）、真比重１．３２（Ｎａ型）、含水率４３−
４．７％（Ｎａ型）、全交換容１．０＋ｎｅｑ／ｍ ｌ
）を塩酸で処理し、Ｎａ＋をＨ＋に２換した。
ライ）Ｃ−２０；強酸性カチオン交換１ｊ１脂（スチレ
ン系樹脂）、真比重１．３２（Ｎａ型）、含水率４３−
４．７％（Ｎａ型）、全交換容１．０＋ｎｅｑ／ｍ ｌ
）を塩酸で処理し、Ｎａ＋をＨ＋に２換した。
再び、アルカリカチオンを吸着しないように純水洗して
、再生薬剤の塩酸と交換反応生成物のＮａＣ＋および低
分子水可溶物を除去した。
、再生薬剤の塩酸と交換反応生成物のＮａＣ＋および低
分子水可溶物を除去した。
得られた活性化カチオン交換樹脂（ＣＥＲ−１１”）を
酢酸鉛または硝酸鉄および硝酸ニッケルの水溶液で処理
し、重金属イオンを吸着させた。次いで、純水により水
洗して余分の処理剤および交換反応で生じた酢酸を除去
した。このカチオン交ＦＡ樹脂をボットミルで粉砕し、
カチオン交換樹脂粉末の水分散液を得た。
酢酸鉛または硝酸鉄および硝酸ニッケルの水溶液で処理
し、重金属イオンを吸着させた。次いで、純水により水
洗して余分の処理剤および交換反応で生じた酢酸を除去
した。このカチオン交ＦＡ樹脂をボットミルで粉砕し、
カチオン交換樹脂粉末の水分散液を得た。
水素イオンを吸着したカチオン交換樹脂単独であるいは
重金属イオンを部分吸着したカチオン交換樹脂粉砕物を
、カチオン電着塗料（日本ペイント社製、ＰｊＵ−３０
）の製造の際の顔料分散工程で添加してカチオン電着塗
料を調製した。得られた塗料をかなり使い古した電着浴
に補給し、電着槽付属の攪拌設備と濾過設備を従来通り
運転して電着浴とし、印加電圧を選んで膜厚２．０μＩ
ｌ＋の塗膜を得た。得られた塗膜の性能を調べた。結果
を表−１に示す。
重金属イオンを部分吸着したカチオン交換樹脂粉砕物を
、カチオン電着塗料（日本ペイント社製、ＰｊＵ−３０
）の製造の際の顔料分散工程で添加してカチオン電着塗
料を調製した。得られた塗料をかなり使い古した電着浴
に補給し、電着槽付属の攪拌設備と濾過設備を従来通り
運転して電着浴とし、印加電圧を選んで膜厚２．０μＩ
ｌ＋の塗膜を得た。得られた塗膜の性能を調べた。結果
を表−１に示す。
比較例１〜３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 水素イオン（部分的に重金属イオンで置換されて
もよい）を吸着した高ゲル化カチオン交換体を含・ζす
るカチオン電着塗料。 ２、カチオン交換基を０．１当量／ｋｒｔ以上有するカ
チオン交換体を鉱酸で処理した後、重金属カチオン水溶
液で処理し、次いで純水洗した後粉砕し、かチオン交換
体が実質上ハロゲンアニオンを含有しない＠１項記載の
塗料。 ３、 カチオン交換体の基体がスチレン樹脂基体、アク
リル樹脂基体、フェノール樹脂基体である第１項記載の
塗料。 ４、 重金属が、鉛である第１〜３項いずれかに記載の
塗料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17386583A JPS6065077A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | カチオン電着塗料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17386583A JPS6065077A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | カチオン電着塗料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065077A true JPS6065077A (ja) | 1985-04-13 |
Family
ID=15968564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17386583A Pending JPS6065077A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | カチオン電着塗料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065077A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5118787A (en) * | 1989-07-13 | 1992-06-02 | Fine Clay Co., Ltd. | Modification method of synthetic resins and modified synthetic resins |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5650974A (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-08 | Toyota Motor Corp | Purification of cationic electrodepositing paint |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17386583A patent/JPS6065077A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5650974A (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-08 | Toyota Motor Corp | Purification of cationic electrodepositing paint |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5118787A (en) * | 1989-07-13 | 1992-06-02 | Fine Clay Co., Ltd. | Modification method of synthetic resins and modified synthetic resins |
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