JPS607715B2 - 電着塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被塗物にカチオン型粉体電着塗料を亀着塗装し
た後、未硬化のままで、再度カチオン型電着塗装を霞着
塗装して防食性とくに耐系さび性のすぐれた複合硬化塗
膜を形成させる霞着塗装方法に関するものである。

カチオン型粉体電着塗料の電着塗装塗膜は粉体塗料の静
電塗装塗膜とほぼ同程度に優秀な塗膜性能（例えば、上
塗鮮映性、耐アルカリ性、耐水性等）を得ることが出来
るが、耐糸さび抵抗性、耐チッピング性は顔料濃度の高
い有機溶剤型下塗り塗料や粉体塗装塗膜に比べて劣る。

またつきまわり性については、粉体塗料の静電塗装より
は良いが、通常のアニオン型霞着塗料やカチオン型電着
塗料に比べ、大中に劣るため、被塗物の袋状構造内部や
複雑な形状部分については、ほとんど塗装できないとい
う問題があった。このようなつきまわり性不足に対する
方策として、カチオン型粉体電着塗装と通常の露着塗装
とを２コート２べーク方式で組み合せる塗装方法が考え
られている。

しかし、この場合においても、半硬化及至完全硬化した
１回目の軍着塗膜の体積固有電気抵抗値が高いため、１
回目と２回目の電着塗膜の境界部分の塗膜形成が十分で
なく、この部分の塗膜性能とくに防食性が劣るという欠
陥があった。

また半硬化及至完全硬化した１回目のカチオン型粉体電
着塗装塗膜は２回目の露着塗装における軍着塗料や亀着
水洗液（ウルトラフィルトレーション炉液、脱イオン水
、上水等）に対する“ぬれ”が劣るため、２回目の電着
塗装後十分水洗しても、露着水洗液が水滴状にたまり（
水滴跡）、焼付乾燥後１回目の霞着塗装塗膜上に水滴跡
や塗料跡が生じ外観品質が低下する。

またこのような水滴跡等欠陥のある所へ、研摩しないで
上塗塗料を塗装すれば、耐湿試験でプリスター発生や、
上塗塗膜の密着性不良の問題があった。また正常な塗膜
の糸さび抵抗性の改良のための対策として、彼塗物であ
る金属自体の耐食性向上を目的としリン酸塩系表面処理
を行ない更にクロメート後処理を施す方法やカチオン型
粉体電着塗料に防錆顔料の増量などが従来実施されたが
、糸さび抵抗性は向上しても耐水性、耐湿性や格安定性
が逆に低下するという望ましくない傾向を示す。

たとえば防錆顔料として塩基性クロム酸鉛を露着用樹脂
分１０礎部（重量部以下同じ）に対して４〜６部配合し
たり、また防錆顔料と体質顔料とを組み合せること等に
より、塗膜の防食性は向上するが、一般に雷着塗料の格
安定性が急激に低下するという欠点はまぬがれない。本
発明は上述の課題の解決を目的とし、亀着塗装を２回に
分け、１回目‘こカチオン型粉体電着塗料を施し、未硬
化のまま、ついで顔料濃度の高いカチオン型電着塗料を
２回目に塗装した後、暁付けて硬化させることによって
達成される。

すなわち本発明は、カチオン型樹脂と粉体塗料とを主成
分とするカチオン型粉体電着塗料浴を用い、被塗物を陰
極として、これに１回目の露着塗装を行なった後、未硬
化のままで樹脂分ｉｏ碇部‘こ対し５０〜２００部の顔
料を配合した２回目のカチオン型電着塗料を露着塗装し
、ついで燐付けて複合硬化塗腰とすることを特徴とする
霞着塗装方法である。

本発明における顔料とは、露着塗装に通常配合される着
色顔料、防錆顔料、体質顔料等を包含するものであって
、若干の例を挙げれ‘よ、弁柄、カーボンブラック、酸
化チタン等の着色顔料、クロム酸ストロンチウムのよう
な防錆顔料、タルク、精製カオリン（たとえば、ジーク
ラィト工業会社製のジークラィト、クレーなど）等の体
質顔料の適当な組合せが採用される。

また本発明において１回目に塗装する霞着塗料としては
、公開特許公報４８−４３７３１号に示されるような粉
体電着塗料等のような粉体塗料をカチオン型電着塗料に
配合した型のものは何れも使用することができる。

また２回目に塗装する亀着塗料としては、本発明で設定
された顔料配合割合のカチオン型電着塗料であれば使用
できる。カチオン型電着塗料による露着塗装法とは、内
面を樹脂被覆して絶縁せしめた金属製電着槽に、有機酸
あるいは無機酸で中和・水溶化した水溶性樹脂、たとえ
ば中和したポリァミノ樹脂〔樹脂骨核中に多数のァミノ
基（一Ｎ比）を有するものを酸で中和〕を展色剤とする
霞着塗料を建浴せしめ、彼塗物を陰極とし金属溶出のな
い素材（炭素板等）を陽極として通電し、皮膜を析出さ
せる方法をいう。これらの電着塗料に使用される樹脂は
、カチオン型では酸で中和されるべき塩基性高分子化合
物であり、たとえば酢酸中和によるアミノ基付加ェポキ
シ樹脂、アミノ基含有アクリル酸ェステル共重合体等が
挙げられるが、本発明においては上記に例示した樹脂の
みに限定されるものではない。１回目のカチオン型粉体
電着塗料より得られる霞着塗膜単独では、糸さび抵抗性
において、粉体塗料や顔料濃度の高い有機溶剤型下塗り
塗料より劣ることは前述のとおりである。

また２回目のカチオン型電着塗料には樹脂分１０碇部も
こ対して５０〜２０疎郡、好ましくは７０〜１５碇部の
顔料が配合される。顔料の配合割合が上述の範囲を外れ
ると、糸さび抵抗性が低下したり塗膜の平滑性、平坦性
が悪化するので、本発明の目的に沿わなくなる。１回目
のカチオン型粉体電着塗料を通常の霞着条件で被塗物に
雷着塗装し、これを水洗した後未硬化のままの塗膜上に
、さらにカチオン型電着塗料を通常の露着条件で亀着塗
装すると、２回目の顔料濃度の高い電着塗膜のほとんど
が極である液塗物表面の至近部に析出する現象を生じ、
１回目の霞着層と２回目の雷着層とが複合した状態の塗
膜が形成される。

すなわち顔料濃度の高い２回目の露着塗料を塗装したに
もかかわらず平滑性‘こ富む塗膜が得られ、この複合塗
膜を焼付けることによって糸さび抵抗性のすぐれた硬化
塗膜を得ることができる。また顔料濃度の高い２回目の
カチオン型電着塗料は１回目のカチオン型粉体電着塗料
よりつきまわり性がすぐれているため、複雑な形状部分
への塗着性は２コート２ベイク方式のようには向上しな
いがかなり良くなり、総合的な防錆力は向上する。

２コース２べーク方式で問題となる１回目と２回目の露
着塗膜の境界部分（薄膜）の防錆力不良はこの場合には
問題点とならない。

この塗り重ね方式での電着塗装の場合の雷着塗膜の厚さ
は、乾燥塗膜として１回目１５〜５０仏、２回目１０〜
２５仏の範囲が好ましく、また前もって被塗物に化成被
膜処理（表面処理）を施した後塗装を行なうと、糸さび
抵抗性が一般と向上する。

本発明により電着塗装を行なった後、必要に応じ上塗り
塗料を適宜塗り重ねて仕上げることができる。たとえば
自動車ボデーの塗装仕上げの場合、先ずアミノ基付加ェ
ポキシ樹脂を用いたカチオン型粉体電着塗料による１回
目の塗装を行ない、水洗後アミノ基付加ェポキシ樹脂を
用いたカチオン型電着塗料による２回目の塗装を行なっ
て水洗したのち、１５０〜１８０００の温度で暁付けて
複合硬化塗膜とする。つにで、上塗りとして液状又は粉
末の熱硬化型アクリル樹脂塗料あるいは熱硬化型ポリエ
ステル樹脂塗料を塗装すればよい。本発明に係る蚤着塗
装方法によれば、従釆電着塗膜の弱点であった防食性と
くに糸さび抵抗性を著しく向上せしめるため、自動車、
家庭電器、プレハブ鉄骨等広範囲の工業塗装分野で防食
塗装法として応用することができる。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。

なお、％は重量％を意味する。実施例 １バインダーと
してのカチオン型樹脂は、ェピコート１００１（シェル
石油社製）を４８８部、ジェタ／ールァミン１０５部お
よびインプロピルアルコール２５碇部を８０００で８時
間還流下に反応させて液状のアミノェポキシ樹脂を得た
。

分散体としてェポキシ系粉体塗料（関西ペイント会社製
、ェバクラッドＮｏ．３６００）を使用した。上記バイ
ンダー樹脂２８０部に、氷酢酸１２．４部および脱イオ
ン水６０の都を加えて、デゾルバーで十分燭拝し、次い
で上記分散体６３４部を加え、ベブルミルで２独時間混
合分散せしめた後、これを固形分１５％になるまで脱イ
オン水で希釈する。この時、必要に応じて、少量の氷酢
酸を追加し液温３０ｏｏで液のｐＨを４．４〜４．５に
調整する。このようにして得た液を露着槽に移し、パー
コラィト＃５２５Ｔ処理した彼塗物金属を陰極に接続し
、陽極板を液中に挿入し、液を軽く損拝しながら、通常
の竜着塗装と同じ要領で陰極電着を行なう。

極間距離１５肌、印加電圧２００Ｖ、電着時間１０秒、
液温３０００なる露着条件の下だ彼塗物のリン酸亜鉛処
理鋼板上に電着塗膜を析出させ、被塗物を取り出し、シ
ャワー状の水洗を実施し、未硬化のままで、樹脂分１０
碇部‘こ対し顔料分７碇都のカチオン型電着塗料（塗料
１）を極間距離１５肌、印加電圧２５０Ｖ、電着時間８
分、液温３０００なる露着条件で再度電着塗装し、彼塗
物を取り出し、シャワー状の水洗を実施し、１８０午０
で３０分間焼付けて試験片を作成した。この塗膜につい
ての試験結果を表１に示す。

また露着つきまわり試験装置（特公昭５０−８４６７の
図面に記載された装置と同じ構造を有する）を用いて、
上記電着条件で、１回目と２回目の電着塗料の組み合せ
塗装を実施した。そのつきまわり高さ（弧）を表１に示
す。（塗料 １） 水溶性ェポキシ系ポリアミノ樹脂（固形分として）注）
１００岬廉渉猟礎壷麓擬料
。

）弁 柄 ６０精製カ
オリン（ジークラィト） １０・ 了７７注
） 樹脂塩基価８０のェポキシ系ポリアミノ樹脂を酢酸
により中和当量０．７で水溶化したもの。

比較例 １実施例１の１回目のカチオン型粉体電着塗料
を用いて、１回目の電着塗装を行ない、水洗後１８０℃
で３０分間燐付けた。この塗腰についての試験結果を表
１に示す。

またつきまわり試験については、実施例１のカチオン型
粉体電着塗料を用いて、露着塗装を印加電圧２００Ｖ、
液温３０午Ｃで通電時間は１硯砂及び３分間実施した。
そのつきまわり高さ（伽）を表１に示す。比較例 ２ つきまわり試験装置を用いて実施例１の１回目のカチオ
ン型粉体電着を用いて、１回目の電着塗装を行ない水洗
後、１８０００で３０分間健付けた。

その後実施例１の２回目のカチオソ型電着塗料を用い、
２回目の露着塗装を実施した。そのつきまわり高さ（抑
）と１回目と２回目との電着塗装塗膜の境界部分の耐食
性について表１に示す。表１ 注）（１）耐塩水噴霧性 Ｊ１８Ｚ２８７１塩水噴霧試験による。

片刃安全ヵミソリで試験片に対角線状の素地に達する×
状の切りさずをつくり「最長９６０時間試験をつづけた
。

試験中２４０時間、および４８０時間目に中間チェック
して点錆発生の有無をしらべ、ないものについては切り
きずからの錆の発生中仇の）で示した。（２） 糸さび
抵抗性 ＡＳＴＭ−Ｄ２８０３−６９Ｔ糸さび試験に準拠する。

片刃安全ヵミソリで試験片に対角線状の素地に達する×
状の切りさずをつくり、塩水噴霧試験機内に２４時間入
れる。塩水噴霧後脱イオン水でよく洗浄し「試験片が乾
燥す−る前に恒温陣湿室に入れて温度５０±２℃、湿度
８５士２発ＲＨに保持し、４８０時間試験をつづける。
試験中２４０時間および３６０時間目に中間チェックし
て糸さび発生の有無を調べ、糸さびか明瞭に認められる
ものについては「その長さを測定した。８）つきまわり
試験装置 時公昭５０−８４６７の図面に記載された装置と同じ構
造を有し、チュ−ブの内径は８／４インチ、テストスト
リップの寸法は１５×０．６インチ、テストパネルの寸
法は４×１２インチ、底部とチューブ末端との間隙は１
インチで、礎梓用のスタラ−を装着したものである。

以下の表についても同じ装置を使用した。実施例 ２ バインダーとしてのカチオン性樹脂は、ィソプロパノー
ル４窮鼠 メタクリル酸ジメチルアミノェチル２伍部、
メタクリル酸２−ヒドロキシェチル１５部、スチレン２
５部、アクリル酸ブチル４坊部、にｒｔ−ドデシルメル
カプタン２部、アゾビスィソブチルニトリル２部を混合
損拝し、不活性ガス気流中で還流下に２時間反応させ、
アゾビスィソブチロニトリル０．５部を追加後、更に４
時間還流下に反応させることによりアミノアクリル樹脂
を得る。

分散体としては、ェポキシ系粉体塗料（関西ペイント会
社ェパクラッドＮｏ．３６００）を使用した。上記バイ
ンダー樹脂２８２鰍こ氷酢酸７．４部および脱イオン水
８０の部を加えディゾルバーで充分蝿拝したのち上記分
散体６０４部を加え、実施例１と同様の方法で塗料調整
および霧着塗装した。引き続き実施例１と同様に未硬化
のままで、樹脂分１０峠部‘こ対し顔料分１２２部のカ
チオン型電着塗料（塗料ロ）を印加電圧２９０Ｖとする
以外、実施例１の条件で試験片を作成した。この塗膜に
ついての試験結果を表２に示す。

また電着つきまわり試験は実施例１の方法で、上記の露
着条件で１回目と２回目の電着塗料の組み合せ塗装を実
施した。そのつきまわり高さ（伽）を表２に示す。（塗
料 ロ） 水溶性ェポキシ系ポリアミノ樹脂 １００（部）（固形
分として）注）工パン７１０
５（第１工業製薬製ノニオン界面活性剤）チタン
白 ５５弁 柄
６０精製カオリン
７２２７注） 塗料１で用いたものと同
じ。

比較例 ３ 実施例２の１回目のカチオン型粉体電着塗料を用いて、
１回目の霞着塗装を行ない、水洗後１８０℃で３０分間
焼付けた。

この塗膜についての試験結果を表２に示す。

またつきまわり試験については、実施例２のカチオン型
粉体電着塗料を用いて実施例１と同様の方法で霞着塗装
した。そのつきまわり高さ（肌）を表２に示す。比較例
４ 実施例１の１回目のカチオン型粉体電着塗料を用いて、
１回目の電着塗装を行ない、水洗後未硬化のままで、樹
脂分１０碇織こ対し顔料分２５部のカチオン型電着塗料
（塗料ｍ）を印加電圧２００Ｖ以外実施例２の条件で２
回目の電着塗装を実施した。

この塗膜いついて試験結果を表２に示す。

またつきまわり試験については実施例２のカチオン型粉
体電着塗料を用いて１回目の電着塗装を行ない、続いて
（塗料ｍ）を用いて印加電圧２００Ｖで実施例１の条牛
で実施した。

そのつきまわり高さ（肌）を表２に示す。

（塗料 ｍ） 水落生ェポキシ系ポリアミン樹脂 １０碇都（固形
分として）注）弁柄 １８ 精製カオリン ７１２５注）
塗料ロで用いたものと同じ。

比較例 ５ 樹脂分１０従部‘こ対し顔料分２３礎部よりなる（塗料
Ｎ）を２回目の霞着塗装に用いる以外実施例２の方法試
験片及びつきまわり高さ（抑）を測定した。

その結果を表２に示す。得られた塗膜の状態は実施例２
の場合と大差なかったが、膜厚は目標値をやや下廻るも
のであった。

（塗料 Ｗ） 水溶性ェボキシ系ポリアミノ樹脂 １０の部（固形
分として）洋）エポン７１０
５弁 柄 ２２
５精製カオリン ５３３５注
） 塗料１で用いたものと同じ。

表２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カチオン型樹脂と粉体塗料とを主成分とするカチオ
   ン型粉体電着塗料浴を用い、被塗物を陰極として、該被
   塗物に１回目の電着塗装を行なつた後、未硬化のままで
   、樹脂分１００重量部に対し５０〜２００重量部の顔料
   を配合した２回目のカチオン型電着塗料を電着塗装し、
   ついで焼付けて複合硬化塗膜とすることを特徴とする電
   着塗装方法。