JPS6116437B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は防錆顔料を含有したカチオン電着塗料
組成物を用いてカチオン電着塗装する際、陽極が
汚染されないようにしながら電着塗装する方法に
関するものである。 電着塗装は、「塗着効率が高い」、「袋構造部の
内部が塗装出来る」、「膜厚管理が電気的に管理出
来る」、「塗装工程が自動化出来る」等の利点によ
り広く普及している。 電着塗装法には、陽極に塗膜を析出させるアニ
オン電着塗装法と、陰極に塗膜を析出させるカチ
オン電着塗装法があるが、特に後者の方法によつ
て形成される塗膜は高防蝕性を示すことによりア
ニオン電着塗装法に代つて普及が著しい。 しかしながら、近年さらに塗膜の防錆力の向上
が要望されるようになり、これに対応すべく最近
のカチオン電着塗料組成物にはPb、Mn、Cu、
Sn、Ni等の金属の防錆顔料が配合されることが
多くなつて来た。 かかる防錆顔料の配合により塗膜の防錆力を向
上させる目的は達せられたが、一方でこの防錆顔
料自体に帰因する問題が生じることが判明した。 現在実用化されているカチオン電着塗装におい
ては、正に帯電した樹脂、かかる樹脂に包含され
た顔料粒子、負に帯電した酸イオン、溶媒として
の水および所望によつて使用される少量の溶剤等
が均一に分散されたカチオン電着塗料組成物の浴
液中に正極（陽極）と負極（陰極即ち被塗物）を
挿入し、両電極間に直流電圧を印加する、かくす
ると陰極即ち被塗物において正に帯電している樹
脂と、これに包含された顔料が析出して塗膜を形
成し、一方、陽極においては酸イオンが電子を放
出して酸として遊離する。かかるカチオン電着塗
装に使用するカチオン電着塗料組成物に前記の如
き防錆顔料を配合した場合には、これら防錆顔料
中には負に帯電していて電着時に陽極に析出する
金属の酸化物が含まれているため、長期間にわた
り繰り返し電着を継続するとこれらが陽極上にス
ラツヂ状に積層してきて陽極が汚染される。例え
ばPb系の防錆顔料を配合した場合、Pb顔料の成
分は一般的にPb（OH）₂PbO・SiO₂が主成分であ
るが、これが浴液中で溶解されるとPb⁺⁺と
PbO^--の形でイオン化する。このような状態にお
いて直流電圧を印加するとPb⁺⁺は陰極即ち被塗
物上に析出し、塗膜の防錆力を向上させるが、
PbO^--は陽極上に析出する。 またPbO^--は陽極上にPbOの形で析出すると同
時に陽極酸化を受け鉛酸が生成され赤かつ色ある
いは灰色のスラツヂを積層させる。 この陽極上に積層したスラツヂは、浴液自体の
沈降防止等のため行なわれる浴槽内の撹拌により
陽極上より脱離し、ひいては被塗物にブツとして
付着したり、フイルターの目詰り等の問題を起こ
すことが判明した。 本発明者らは、かかる問題を解消し、有効に防
錆顔料を使用出来る方法を見出すべく鋭意研究し
た結果、防錆顔料含有カチオン電着塗料組成物を
浴液としてカチオン電着塗装するに際し、陽極を
中性膜を用いて浴液から隔離し、この隔離した領
域に酸性の極液を充てんし、該極液を前記防錆顔
料の析出物は溶解し、かつ陽極は腐蝕しない酸濃
度に管理することにより前記のような陽極汚染の
問題を解消したものである。 本発明で使用する膜の材料は通常の透析分離に
使用されるポリプロピレン、アクリル、塩化ビニ
ル、織布、布等の浴液に対して化学的に耐性が
あり、電着塗装に伴う撹拌その他の応力に耐えら
れる強度を有するものであればよく、使用可能な
種類としてはアニオン交換膜と中性膜があるが、
アニオン交換膜は酸（塩基性樹脂をカチオン性樹
脂として溶解させるための可溶化剤）を通過させ
る効率がよすぎるため隔離室内の酸の濃度を高く
し過ぎ、使用する陽極材によつてはその腐蝕が激
しくなるので好ましくなく、中性膜が好適であ
る。 また膜の孔径は被塗物を被覆するためのカチオ
ン性樹脂および顔料等は通過できなく、逆に水、
酸、金属イオンあるいは低分子量の樹脂等は通過
できる大きさでなくてはならず、通常約10〜
0.001μｍ程度が適当である。 本発明で使用するカチオン電着塗料は例えばエ
ポキシ樹脂にアミンを付加したアミノエポキシ樹
脂、更にポリイソシアネートを付加したアミノエ
ポキシイソシアネート樹脂、エポキシアミノアク
リル樹脂等の塩基性樹脂をギ酸、酢酸、プロピレ
ン酸、乳酸、リン酸等の有機酸または無機酸で中
和して水稀釈性にした樹脂を含有する塗料であ
る。陽極を前記中性膜を用いて浴液から隔離して
構成した隔離室には電着を開始するとき、純水に
酢酸、ギ酸または乳酸の如き有機酸を混合し、電
導度を500〜3000μmho/cmに調整した極液を入れ
る。これは電着開始時に酸で電導度を調整しない
と極液の電導度は純水の電導度（10万Ωcm以上）
となり、電流が流れない、そのため電気浸透およ
び隔離室内の酸の発生が起こらない。従つて電着
開始時に予め酸で電導度を500〜3000μmho/cmに
調整しておくことが必要である。 以下に図面を参照して本発明を説明する。第１
図は本発明方法を実施するための装置の一例を示
す略図である。 第１図において、電着槽１に防錆顔料を含有す
るカチオン電着塗料浴液３を液面３′にて示す高
さまで入れ、陰極（被塗物）２を浴液中に挿入
し、更に陽極４を挿入する。陽極４は中性膜６お
よび栓８で浴液３と隔離した隔離室７内に挿入す
る。隔離室７内には前述した如き有機酸を加えて
前述した電導度を有する極液を入れる。なお隔離
室７は浴液面３′より上方にまで延ばし、その浴
液面３′より上に極液排出口５を設けておく。 次に本発明方法の実施について説明する。 第１図において陽極４と陰極（被塗物）２の間
に直流電圧を印加すると正に帯電している樹脂
と、これに包含された顔料が陰極に引かれて陰極
上で析出して塗膜を形成するが、同時に電気浸透
圧により浴液中の水が膜を通つて隔離室内に入つ
てくる。 さらに継続的に電圧を印加すると極液はその液
面が浴液面より高くなり、隔離室上部に設けた極
液排出口よりオーバーフローして浴液中にもど
る。 これと同時に負に帯電している酸イオンと金属
の酸化物（例えばPbO^--）は膜を通つて隔離室内
に移動し、酸イオンは電子を放出して酸として遊
離し、金属の酸化物は陽極上に析出する。 しかしながら、隔離室内は遊離した酸により酸
濃度が上昇するため、析出した金属の酸化物は溶
解される。 このため金属の酸化物は一旦は陽極に析出して
も積層して陽極を汚染することはない。 なお、隔離室内の極液の酸の濃度は極液が浴液
→隔離室→浴液と循環するため一定値に収束する
が、その電導度や450μmho/cmより低くなると析
出した金属の酸化物を溶解できなくなり、また、
電導度が10000μmho/cmを超えて高くなると陽極
素材の腐蝕が速くなるため、電導力を450〜1000
μmho/cmとなるように調整するとよい。 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 １ 本実施例では下記組成を有するカチオン電着塗
料浴液を使用した。 エポキシ系カチオン樹脂 11.55重量部 酸化チタン 1.40 〃 体質顔料 1.50 〃 カーボン黒 0.10 〃 塩基性ケイ素酸鉛（防錆顔料） 0.35 〃 アルコール系溶剤 3.50重量部 ダイアセトンアルコール0.3 エチルセロソルブ0.5 有機酸（ギ酸） 0.30 〃 純 水 81.20 〃 100.00 〃 ポリプロピレン製の中性膜を用い、純水にギ酸
を添加して電導度を500μmho/cmに調整した極液
を充てん隔離室内に陽極を設けた第１図に示すよ
うな装置を用い、上記浴液でカチオン電着塗装を
継続的に行なつた。その結果を表−１に示す。 比較例 １ 隔離室を設けないで、陽極を浴液から隔離する
ことなしに裸極のままで実施例１と同様にしてカ
チオン電着塗装を行なつた。その結果を表−１に
示す。 比較例 ２ 隔離室の膜としてアニオン交換膜を用いた外は
実施例１と同様にして電着塗装を行なつた。 その結果を表−１に示す。

【表】 上記結果から本発明の方法を適用した場合はカ
チオン電着塗料組成物に防錆顔料を含有させても
陽極の汚染は起こらず、また陽極の腐蝕の進行も
少なくなつたことが判る

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を
示すものであり、図中、１は電着浴槽、２は陰
極、３は浴液、３′は浴液面、４は陽極、５は極
液排出口、６は中性膜、７は隔離室、８は栓であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 防錆顔料含有カチオン電着塗流組成物を浴液
   としてカチオン電着塗装するに際し、陽極を中性
   膜を用いて浴液から隔離し、この隔離した領域に
   酸性の極液を充てんし、この極液を前記防錆顔料
   の析出物は溶解し、かつ、陽極は腐蝕しない酸濃
   度に管理するカチオン電着塗装方法。