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JP3893318B2 - 艶消しアニオン電着塗膜形成方法及び塗装物 - Google Patents

艶消しアニオン電着塗膜形成方法及び塗装物 Download PDF

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JP3893318B2
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浩司 平野
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仕上り性、ダイスマーク隠蔽性、塗膜性能に優れる艶消しアニオン電着塗膜形成方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】
従来、アルミニウムは多の金属(鉄鋼など)よりも高温における加工性が良いので、熱間押し出しにより種々の断面形状を持つ型材を比較的容易に得ることができる。このようなアルミニウムに種々の金属を混ぜてアルミニム合金が製造されている。
【0003】
このようなアルミニウム合金は軽量で加工性が容易であることや耐蝕性に優れるといった本来のアルミニウムの優れた性質を利用して、特に建材関係の材料として多く使用されるようになってきている。
【0004】
該アルミニウム合金の熱間押し出し方法は、通常、円柱形のアルミニウム鋳塊を加熱して溶融させ、次いでこの溶融物を押し出し機に入れ、所定の断面形状の孔を持つダイスに押し付けて、ところてん式に孔を通過させて所定の形状を持つ型材を得る方法である。
【0005】
また、アルミニウム合金自体は耐塩水性等の腐食物質に対しては腐食され難いが、耐アルカリ性(モルタル等)に対して容易に腐食するため、通常、アルミニウム合金を陽極酸化処理した後、艶消しアニオン電着塗料等により艶消しクリヤー塗膜が被覆されているのが一般的である。
【0006】
従来の発明として、塩基性のアニオン電着塗料を塗装し、水洗後、未硬化のまま、高級アルキルアリールスルホン酸類の少なくとも1種を含有して塩基性化合物を添加してなるpH1〜7の水溶液中で通電し、ついで水洗を行い、焼付硬化する艶消し電着塗装方法(特開昭59−229494号公報参照)がある。
【0007】
しかしこの電着塗装方法によるとpH1〜7の高級アルキルアリールスルホン酸類の水溶液は、艶消し塗膜は得られるものの触媒効果が塗膜表面のみで進み、不均一硬化から塗膜性能の低下、低温硬化性が不十分、意匠性の面から艶消し度合いの目安であるL値において満足な値が得られないなどの問題点があった。
【0008】
上記発明においてpH7を越えると艶消し効果は弱くなるが、塩基性のアニオン電着塗膜を塩基性溶液であるため浸漬によるショックも少なく、水溶液が電着で発生したガス穴の内部に浸透するため、仕上がり性、塗膜性能、低温硬化性が良好であった。
【0009】
アニオン電着塗装ラインでは、図1のように2つの電着槽を用いて、被塗物に目的に応じて、艶有りアニオン電着塗料、又は艶消しアニオン電着塗料を塗装している場合が多く、そのような艶消しアニオン電着塗料に関する発明としては、例えば、樹脂の溶解性パラメーターを調整し、水分散してなるエマルションによって得られる艶消しアニオン型電着塗料(特開2001−131494号公報参照)などの発明がある。
【0010】
しかし上記艶消しアニオン電着塗料は、塗料の配合が固定しているため意匠性に関しては一定であり、艶消し度合いを変化させるのは容易でなかった。このことから仕上り性、ダイスマーク隠蔽性、塗膜性能、低温硬化性に優れ、容易に意匠性を変化できる艶消しアニオン型電着塗膜形成方法が求められていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記した問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、樹脂の溶解性パラメーターの差が0.5〜1.5であるアニオン電着塗料の電着塗装によって得られた塗膜を未硬化まま、少なくとも1種の高級アルキルアリールスルホン酸類に1当量以上の塩基性化合物を添加してpHが7.1〜14に調整した水溶液に浸漬して、通電した後、水洗し、焼付け乾燥してなる塗膜形成方法により、本発明を完成するに至った。
【0012】
即ち、本発明は、
1.以下の工程1〜4
工程1:ビニル重合体樹脂(A)と架橋剤(B)の溶解性パラメーターの差が0.5〜1.5であるビニル重合体樹脂(A)、及び架橋剤(B)を含有し水分散してなるアニオン電着塗料(I)をアルミニウム合金に電着塗装を施す工程、
工程2:工程1による未硬化の塗膜を、少なくとも1種の高級アルキルアリールスルホン酸類を1当量以上の塩基性化合物を添加してなるpHが7.1〜14の水溶液(II)に浸漬して通電する工程、
工程3:純水、又は工業用水、又は回収液で水洗する工程、及び
工程4:焼付け乾燥する工程よりなり、該水溶液( II )での通電条件が、第1段目として10〜150Vの電圧を印加した後、第2段目として150〜300Vの電圧を印加する2段通電方法であることを特徴とする艶消しアニオン電着塗膜形成方法、
2.ビニル共重合体樹脂(A)が、水酸基含有不飽和モノマー(a)、カルボキシル基含有不飽和モノマー(b)、その他のラジカル重合性不飽和モノマー(c)をラジカル共重合させて得られる第1項に記載の艶消しアニオン電着塗膜形成方法、
3.架橋剤(B)が、アミノ樹脂硬化剤及び/又はブロックイソシアネート化合物である第1項又は第2項に記載の艶消しアニオン電着塗膜形成方法
4.高級アルキルアリールスルホン酸類が、ジノニルナフタレンスルホン酸、及び/又はジノニルナフタレンジスルホン酸である第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の艶消しアニオン電着塗膜形成方法、及び
5.第1項乃至第4項のいずれか1項に記載のアニオン電着塗膜形成方法により得られた艶消し塗膜のL値が10〜25の範囲である塗装物、
に関する。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下に詳細に説明する。
【0014】
アニオン電着塗料について
アニオン電着塗料用の樹脂としては、ビニル共重合体樹脂、ポリエステル系樹脂、弗素樹脂、ゴム系樹脂及びこれらの変性樹脂などが挙げられるが、耐候性の面からビニル共重合体樹脂が好ましい。水酸基含有不飽和モノマー(a)、カルボキシル基含有不飽和モノマー(b)、その他の不飽和モノマー(c)をラジカル共重合させて得られる水分散性のビニル共重合体樹脂(A)である。
【0015】
水酸基含有不飽和モノマ−(a)は、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−ト、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−ト、(ポリ)エチレングリコ−ルモノ(メタ)アクリレ−ト、(ポリ)プロピレングリコ−ルモノ(メタ)アクリレ−ト、ヒドロキシブチルビニルエ−テル、(メタ)アリルアルコ−ル、及び上記した水酸基含有不飽和モノマ−類とβ−プロピオラクトン、ジメチルプロピオラクトン、ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−カプリロラクトン、γ−ラウリロラクトン、ε−カプロラクトン、δ−カプロラクトン等のラクトン類化合物との反応物等、商品名としては、プラクセルFM1(ダイセル化学社製、商品名、カプロラクトン変性(メタ)アクリル酸ヒドロキシエステル類)、プラクセルFM2(同左)、プラクセルFM3(同左)、プラクセルFA1(同左)、プラクセルFA2(同左)、プラクセルFA3(同左)等。
【0016】
カルボキシル基含有不飽和モノマー(b)は、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、プラクセルFM1A(以下、ダイセル化学社製、カプロラクトン変性カルボキシル基含有(メタ)アクリルモノマ−、商品名)、プラクセルFM4A、プラクセルFM10A等が挙げられる。
【0017】
その他の不飽和モノマ−(c)は、例えば、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどの(メタ)アクリル酸のC1〜C18のアルキル又はシクロアルキルエステル類、スチレンなどの芳香族ビニルモノマ−類、(メタ)アクリル酸アミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロ−ル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド及びその誘導体類、(メタ)アクリロニトリル化合物類等。
【0018】
他に、例えば、ポリエチレングリコ−ルモノアクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルモノメタクリレ−ト、ポリプロピレングリコ−ルモノアクリレ−ト、ポリプロピレングリコ−ルモノメタクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルモノメチルエ−テルモノアクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルモノメチルエ−テルモノメタクリレ−トなどのようなポリエ−テル変性アクリル系不飽和モノマーを挙げることができる。
【0019】
これらのモノマ−の配合割合は、水酸基含有不飽和モノマー(a)、カルボキシル基含有不飽和モノマー(b)、その他の不飽和モノマー(c)の固形分総合計量に対して、水酸基含有不飽和モノマ−が3〜50重量%、好ましくは5〜40重量%、カルボキシル基含有不飽和モノマ−が2〜40重量%、好ましくは4〜30重量%、その他の不飽和モノマ−10〜90重量%、好ましくは20〜70重量%の範囲である。
【0020】
ビニル共重合体樹脂(A)の製造方法は、従来から公知の製造方法、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、エマルション重合法などで行なうことができるが、下記のような溶液重合法がよい。
【0021】
また、ラジカル共重合に用いる有機溶剤としては、例えば、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類、セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−ブトキシエタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングルコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類等が好適に使用できる。
【0022】
また、これ以外にも必要に応じて、例えば、キシレン、トルエンなどの芳香族類、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、3−メトキシブチルアセテート、2−エチルヘキシルアセテート、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のエステル類も併用することができる。
【0023】
また、ラジカル共重合に用いるラジカル重合性開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ジt−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クミルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンザンハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエ−ト、ラウリルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化物、α,α´−アゾビスイソブチルニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。
【0024】
溶液重合反応は、上記、有機溶剤中で、水酸基含有不飽和モノマー(a)、カルボキシル基含有不飽和モノマー(b)、その他の不飽和モノマー(c)などのモノマー類、ラジカル重合性開始剤の混合物を、例えば、約50〜200℃、好ましくは約60〜180℃の温度で、約1〜24時間、好ましくは約2〜10時間反応させることにより得ることができる。
【0025】
ここで得られたビニル重合体樹脂の水酸基価は30〜200mgKOH/gの範囲、好ましくは50〜180mgKOH/g、酸価は15〜150mgKOH/gの範囲、好ましくは20〜130mgKOH/g、数平均分子量は10,000〜100,000、好ましくは20,000〜60,000の範囲が好ましい。
【0026】
数平均分子量が10,000より小さいと塗膜性能が不十分であり、また数平均分子量が100,000を越えると水性樹脂が高粘度化して、水分散時に均一なエマルションを形成しにくくなることがある。
【0027】
架橋剤(B): 架橋剤(B)として用いるアミノ樹脂は、従来から公知のアミノ樹脂を使用することができる。アミノ樹脂としては、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグラナミン、ステログタナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等のアミノ成分とアルデヒドとの反応によって得られるメチロール化アミノ樹脂があげられる。アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンツアルデヒド等がある。
【0028】
また、このメチロール化アミノ樹脂を適当なアルコールによってエーテル化したものも使用でき、エーテル化に用いられるアルコールの例としてはメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノールなどが挙げられる。
【0029】
架橋剤(B)として用いるブロックポリイソシアネート化合物は、従来から公知のポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック化剤でブロックしたものを使用することができる。
【0030】
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートもしくはトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートの如き脂肪族ジイソシアネート類;水素添加キシリレンジイソシアネートもしくはイソホロンジイソシアネートの如き環状脂肪族ジイソシアネート類;。
【0031】
トリレンジイソシアネートもしくは4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートの如き芳香族ジイソシアネート類の如き有機ジイソシアネートそれ自体、またはこれらの各有機ジイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂もしくは水等との付加物、あるいは上記した如き各有機ジイソシアネート同志の環化重合体、更にはイソシアネート・ビウレット体等が挙げられるが、それらの代表的な市販品の例としては「バーノックD−750、−800、DN−950、−970もしくは15−455」[以上、大日本インキ化学工業・製品]、「デスモジュールL、N、HL、ILもしくはN3390」[西ドイツ国バイエル社製品]、「タケネートD−102、−202、−110Nもしくは123N」[武田薬品工業・製品]、「コロネートL、HL、EHもしくは203」[日本ポリウレタン工業・製品]または「デュラネート24A−90CX」[旭化成工業・製品]等である)等が挙げられる。これらの中でも脂肪族ジイソシアネート類や環状脂肪族ジイソシアネート類が好ましい。
【0032】
ブロック化剤としては、ブロック剤としては、たとえばフェノール系、ラクタム系、活性メチレン系、アルコール系、メルカプタン系、酸アミド系、イミド系、アミン系、イミダゾール系、尿素系、カルバミン酸エステル系、イミン系、あるいは亜硫酸塩系などのブロック剤が使用される。
【0033】
本発明において、ビニル共重合体樹脂(A)、架橋剤(B)の配合割合は、ビニル共重合体樹脂(A)が30〜90重量%、架橋剤(B)が70〜10重量%、好ましくはビニル共重合体樹脂(A)が35〜80重量%、架橋剤(B)が65〜20重量%である。架橋剤(B)が10重量%を下回ると耐候性、耐擦り傷性、塗膜加工性等の塗膜性能が悪くなり、70重量%を上回ると耐候性、塗膜加工性等の塗膜性能が悪くなる。
【0034】
またビニル共重合体樹脂(A)、架橋剤(B)の溶解性パラメーターの差が0.5〜1.5であることによって、高級アルキルアリールスルホン酸類に塩基性化合物を添加してなる水溶液(II)に浸漬し、通電、水洗後、焼付け乾燥することによって、仕上がり性、ダイスマーク隠蔽性、塗膜性能、低温硬化性に優れる艶消し塗膜が得られることがわかった。なお溶解性パラメーター(solubility parameter)は、液体分子の分子間相互作用の尺度を表し、以下の式による。
【0035】
樹脂のSP値は、濁点滴定によって測定することができ、具体的には、下記のK.W.SUH、J.M.CORBETTの式(Journalof Applied Polymer Science,12,2359,1968)に準じて算出することができる。
【0036】
【数1】
Figure 0003893318
(式中、Vはn−ヘキサンの容積分率、Vは脱イオン水の容積分率、δ はn−ヘキサンのSP値、δは脱イオン水のSP値を示す)濁点滴定では、乾燥したビニル樹脂0.5g(固形分)をアセトン10mlに溶解した中に、n−ヘキサンを徐々に加え、濁点での滴定量H(ml)を読み、同様にアセトン溶液中に脱イオン水を加えての濁点における滴定量D(ml)を読んで、これらを下記式に適用しV 、V、δ、δを算出する。
【0037】
なお、各溶剤のSP値はアセトン:9.75、n−ヘキサン:7.24、脱イオン水:23.43である。
=H/(10+H)V=D/(10+D)、 δ=9.75×10/(10+H)+7.24×H/(10+H)、δ =9.75×10/(10+D)+23.43×D/(10+D)、またSP値の調整は、単量体の組成や比率などによって容易に行うことができる。
【0038】
ビニル共重合体樹脂(A)の中和に用いる塩基性化合物は、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノールなどの第1級モノアミン;ジエチルアミジエタノールアミン、ジ−n−またはジ−iso −プロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミンなどの第2級モノアミン;ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなどの第3級モノアミン;ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミンなどのポリアミントリエチルアミンなどがある。
【0039】
アニオン電着塗料(I)における、塩基性化合物の配合割合は、当量として0.1〜1.0当量の範囲が好ましく、ビニル共重合体樹脂(A)、架橋剤(B)の固形分の総合計量に対して塩基性化合物が0.01〜10重量%の範囲、好ましく0.05〜5重量%である。塩基性化合物が0.01重量%を下回ると水性エマルションの水分散性が劣り、10重量%を上回ると親水性が増すため塗膜性能が悪くなる。
【0040】
上記アニオン電着塗料(I)には、紫外線吸収剤、光安定剤を加えることができる。
【0041】
紫外線吸収剤としては、フェニルサリシレ−ト、p−オクチルフェニルサリシレ−ト、4−t−ブチルフェニルサリシレ−トなどのサリチル酸誘導体;2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2´−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2´−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノントリヒドレ−ト、2,2´−ジヒドロキシ−4,4´−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、ナトリウム2,2´−ジヒドロキシ−4,4´−ジメトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2,2´,4,4´−テトラヒドロキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、5−クロロ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、レゾルシノ−ルモノベンゾエ−ト、2,4−ジベンゾイルレゾルシノ−ル、4,6−ジベンゾイルレゾルシノ−ル、ヒドロキシドデシルベンゾフェノン、2,2´−ジヒドロキシ−4(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系;2−(2´−ヒドロキシ−5´−メチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ルなどのベンゾトリアゾ−ル系及びその他(シュウ酸アニリド、シアノアクリレ−トなど)の化合物などが挙げられる。
【0042】
混合系で使用される光安定剤としては、ヒンダ−ドアミン誘導体で、具体的にはビス−(2,2´,6,6´−テトラメチル−4−ピペリジニル)セバテ−ト、4−ベンゾイルオキシ−2,2´,6,6´−テトラメチルピペリジンなどが挙げられ、これらは1種又は2種以上適宜選択して使用できる。
【0043】
アニオン電着塗料(I)のエマルションは、ビニル共重合体樹脂(A)、架橋剤(B)に塩基性化合物、脱イオン水を加え、デスパーなどで攪拌しながら作成する。
【0044】
アニオン電着塗料(I)は、必要に応じて、顔料、染料、硬化触媒、流動調整剤を加えて、pH調整を行い、脱イオン水を加えて固形分5重量%〜20重量%のアニオン電着塗料(I)を得ることができる。アニオン電着塗料(I)の被塗物としては、着色もしくは無着色陽極酸化アルミニウム材に電着塗装することが好ましい。
【0045】
該アニオン電着塗料を使用して塗膜を形成するには、上記で得られたアニオン電着塗料を浴(槽の中に入れ)とし、浴温10〜30℃、好ましくは15〜25℃の浴中に処理を施したアルミニウム合金を浸漬した後、乾燥膜厚が約5〜30μmになるようにアニオン電着塗装を行う。
【0046】
水溶液( II )について
アニオン電着塗装によって得られた塗膜を水洗後、未硬化まま、少なくとも1種の高級アルキルアリールスルホン酸類を1当量以上の塩基性化合物を添加してpHが7.1〜14の水溶液(II)に浸漬し、電圧50〜350Vで10〜240秒間を通電した後、水洗し、140〜200℃で10〜120分間焼付け乾燥することによって艶消し塗膜が得られる。
【0047】
このような高級アルキルアリールスルホン酸類としては、以下の一般式(1)〜(5)で示される化合物が挙げられる。
【0048】
【化1】
一般式(1)
Figure 0003893318
(Rは、C〜C18のアルキル基)
【0049】
【化2】
一般式(2)
Figure 0003893318
(R、Rは、C〜C18のアルキル基)
【0050】
【化3】
一般式(3)
Figure 0003893318
(Rは、C〜C12のアルキル基)
【0051】
【化4】
一般式(4)
Figure 0003893318
(R、Rは、C〜C12のアルキル基)
【0052】
【化5】
一般式(5)
Figure 0003893318
(R、Rは、C〜C12のアルキル基)
高級アルキルアリールスルホン酸類の具体例としては、n−ブチルベンゼンスルホン酸、n−アミノベンゼンスルホン酸、n−オクチルスルホン酸、n−オクチルベンゼンスルホン酸、n−ドデシルベンゼンスルホン酸、n−オクタデシルベンゼンスルホン酸、n−ジブチルベンゼンスルホン酸、イソプロピルナフタリンスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸などが挙げられる。高級アルキルアリールスルホン酸類の濃度としては、0.1〜20重量%の範囲、好ましくは0.3〜10重量%、さらに好ましくは0.5〜8重量%の範囲がよい。
【0053】
この中でもジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸が好ましい。これらの高級アルキルアリールスルホン酸類は、塩基性化合物として、例えば、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノールなどの第1級モノアミン;ジエチルアミジエタノールアミン、ジ−n−またはジ−iso −プロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミンなどの第2級モノアミン;ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなどの第3級モノアミン;ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミンなどのポリアミントリエチルアミンなどが挙げられる。
【0054】
本発明の艶消しアニオン電着塗膜形成方法を用いると、塗膜評価項目でL値が10〜25の範囲の意匠性を容易に得ることができ、また以下の塗装条件の変動によって艶消しの度合いを変動することができる。
【0055】
また水溶液(II)での通電条件は、10〜35℃の水温で、電圧10〜350V、好ましくは100〜250Vの範囲で、1〜300秒間通電することによって高級アルキルアリールスルホン酸類を未硬化の塗膜中に析出させることができる。
【0056】
また通電方法として、第1段目として10〜150Vの電圧を印加した後、第2段目として150〜300Vの電圧を印加する2段通電方法を用いると、最初の低電圧で高級アルキルアリールスルホン酸類を未硬化塗膜のより深部に浸透、次の高電圧で膜抵抗のある塗膜に容易に高級アルキルアリールスルホン酸類を析出させることができ、いっそう塗膜への移行を高め塗膜性能の向上に寄与することを見出せた。
【0057】
【発明の効果】
アルミニウム合金にアニオン型電着塗料(I)を電着塗装し、未硬化の塗膜のまま、少なくとも1種の高級アルキルアリールスルホン酸を1当量以上の塩基性化合物を添加してなるpHが7.1〜14の水溶液(II)に浸漬し、通電し、水洗、焼付け乾燥することによって、仕上がり性、ダイスマーク隠蔽性、塗膜性能、低温硬化性に優れる塗装品が得られる。
本発明のような効果が得られる理由は定かではないが、基体樹脂であるビニル共重合体樹脂と架橋剤のメラミン樹脂やブロック化イソシアネート化合物の樹脂の溶解性パラメーターが0.5〜1.5の違いが、pHが7.1〜14である水溶液(II)によって影響を受け艶消し塗膜が得られるものと思われる。
【0058】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれによって限定されるものではない。尚、「部」及び「%」は「重量部」及び「重量%」を示す。
【0059】
製造例1
反応容器中にイソプピルアルコールを280gを仕込み80℃に保持した中へ、スチレン40g、メチルメタクリレート96g、n−ブチルアクリレート40g、エチルアクリレート120g、2−ヒドロキシエチルアクリレート48g、アクリル酸28g、及びアゾビスジメチルバレロニトリル8gの混合物を3時間かけて滴下し、次いでアゾビスジメチルバレロニトリル4gを添加し、80℃で1時間保持して反応を行ってビニル共重合体樹脂を得た。
該ビニル共重合体樹脂は、重量平均分子量約25,000、酸価55mgKOH/g、水酸基価58mgKOH/gであった。
【0060】
製造例2 エマルションNo.1の製造例
製造例1で作成したビニル共重合体樹脂 70部(固形分)のカルボキシル基に対して0.4当量のトリエチルアミンを配合した後、混合分散し、次いでニカラックMX430(注1)30部を混合分散した後、攪拌を行いながら脱イオン水を徐々に滴下し、更にpHが7.5になるようにトリエチルアミンを添加し、固形分10%のエマルションNo.1を得た。
樹脂No.1とニカラックMX430の溶解性パラメーターの差は0.7であった。
【0061】
製造例3 エマルションNo.2の製造例
製造例1で作成したビニル共重合体樹脂No.1 70部(固形分)のカルボキシル基に対して0.4当量のトリエチルアミンを配合した後、混合分散し、次いでニカラックMX430(注1)20部、デュラネート24A−90CX(注2) 12.5部(固形分10部)を混合分散した、その後攪拌を行いながら脱イオン水を徐々に滴下し、更にpHが7.5になるようにトリエチルアミンを添加し、固形分10%のエマルションNo.2を得た。
ビニル共重合体樹脂とニカラックMX430/デュラネート24A−90CXの溶解性パラメーターの差は0.6であった。
【0062】
製造例4 エマルションNo.3の製造例
製造例1で作成したビニル共重合体樹脂No.1 70部(固形分)のカルボキシル基に対して0.4当量のトリエチルアミンを配合した後、混合分散し、次いでニカラックMX430(注1)10部、デュラネート24A−90CX(注2)25部(固形分20部)を混合分散した、その後攪拌を行いながら脱イオン水を徐々に滴下し、更にpHが7.5になるようにトリエチルアミンを添加し、固形分10%のエマルションNo.3を得た。
ビニル共重合体樹脂とニカラックMX430/デュラネート24A−90CXの溶解性パラメーターの差は0.3であった。
【0063】
(注1)ニカラックMX430:三和ケミカル株式会社製、商品名、ブトキシ化メラミン樹脂、固形分100%
(注2)デュラネート24A−90CX:旭化成工業株式会社製、商品名、ブロックポリイソシアネート、固形分80%。
【0064】
製造例5
上記10%のエマルションNo.1 3000部、さらにpHが8.5になるようにトリエチルアミンを添加し、アニオン電着塗料No.1を得た。
【0065】
製造例6
上記10%のエマルションNo.2 3000部、さらにpHが8.5になるようにトリエチルアミンを添加し、アニオン電着塗料No.2を得た。
【0066】
製造例7
上記10%のエマルションNo.3 3000部、さらにpHが8.5になるようにトリエチルアミンを添加し、アニオン電着塗料No.3を得た。
【0067】
製造例8
Taycacure AC−901(テイカ社製、商品名、ジノニルナフタレンスルホン酸)10部をイソプロピルアルコール90部に溶解させ、この溶液100部にトリエチルアミン0.28部(0.5当量に相当)を添加した。
さらに脱イオン水を加え、固形分1%の水溶液1000部を得た。この水溶液No.1のpHは9.0であった。
【0068】
製造例9
TaycacureAC−330(テイカ社製、商品名、ペンタデシルベンゼンスルホン酸)20部をイソプロピルアルコール80部に溶解させ、この溶液100部にトリエチルアミン 0.34部(0.5当量に相当)を添加した。
さらに脱イオン水を加え、固形分1%の水溶液1000部を得た。この水溶液No.2のpHは8.5であった。
【0069】
製造例10
Taycacure AC−430(テイカ社社製、商品名、ドデシルベンゼンスルホン酸)20部をイソプロピルアルコール80部に溶解させ、この溶液100部にトリエチルアミン0.37部(0.5当量に相当)を添加した。
さらに脱イオン水を加え、固形分1%の水溶液1000部を得た。この水溶液No.3のpHは10.0であった。
【0070】
製造例11
Taycacure AC−901(テイカ社製、商品名、ジノニルナフタレンスルホン酸)20部をイソプロピルアルコール80部に溶解させ、この溶液100部にトリエチルアミン0.25部(0.2当量に相当)を添加した。
さらに脱イオン水を加え、固形分1%の水溶液1000部を得た。この水溶液No.4のpHは3.5であった。
【0071】
製造例12
Taycacure AC−330(テイカ社製、商品名、ペンタデシルスルホン酸)20部をイソプロピルアルコール80部に溶解させ、この溶液100部にトリエチルアミン0.14部(0.2当量に相当)を添加した。
さらに脱イオン水を加え、固形分1%の水溶液1000部を得た。この水溶液No.5のpHは3.0であった。
【0072】
試験板の作成
アルミニウム合金(#5000)に2次電解処理(脱脂−エッチング−中和−陽極化成処理−封孔)を施し、被膜厚さ約10μmの陽極酸化処理を施した試験板(シルバー:大きさは150×70×0.5mm)を得た。
【0073】
実施例1
2枚の試験板を用いて、各々製造例1で得たアニオン電着塗料No.1に浸漬し、乾燥膜厚が18μmになるように電着塗装を行った。次に、製造例3で得た水溶液No.1を電圧150Vで1分間通電し、水洗後、160℃−30分間、及び180℃−30分間の2水準で焼き付けた。
【0074】
表1のような組み合わせで実施例2〜4、比較例1〜3のような結果を得た。
【0075】
【表1】
Figure 0003893318
(注3)塗膜平滑性:塗膜表面(ユズ肌、凹凸等)を目視で評価した。焼き付けは180℃で行った塗板を用いた
◎は、良好、
○は、ほぼ良好、
△は、やや不良、
×は、不良を示す。
【0076】
(注4)ダイスマーク隠蔽性(目視評価):焼き付けは180℃で行った塗板を用いた
目視:
○:ダイスマーク隠蔽性が良好、
△:ダイスマーク隠蔽性が劣る、
×:ダイスマーク隠蔽性が著しく劣る。
【0077】
(注5)ダイスマーク隠蔽性(L値評価):焼き付けは、180℃で行った塗板を用い、変角分光光度計GCMS−4(村上色彩究所社製、商標名)を使用して入射角90度で測定した。本発明の塗膜形成方法によると、L値が10〜25の範囲の艶消し塗膜が容易に得られる。
【0078】
(注6)低温硬化性:アセトンをガーゼに染み込ませて塗面上で20往復行い、塗面状態をチェックした
○:問題なし
△:塗面が溶解し白く濁る
×:塗面の溶解が著しい。
【0079】
(注7)耐水性:試験板を40℃温水に240時間浸漬し、クロスカットを入れて粘着テープによる剥離試験を行った
◎:剥離なく問題なし
○:剥離はないが、カット部近傍にややふくれが見られる
△:クロスカット部から一部剥離がみられる
×:クロスカット部から全部剥離。
【図面の簡単な説明】
【図1】アニオン電着槽のモデル図である。
【符号の説明】
1.電着槽(1)
2.水洗槽(1)
3.電着槽(2)
4.水洗槽(2)
5.電極
6.水洗ノルズ

Claims (5)

  1. 以下の工程1〜4
    工程1:ビニル重合体樹脂(A)と架橋剤(B)の溶解性パラメーターの差が0.5〜1.5であるビニル重合体樹脂(A)、及び架橋剤(B)を含有し水分散してなるアニオン電着塗料(I)をアルミニウム合金に電着塗装を施す工程、
    工程2:工程1による未硬化の塗膜を、少なくとも1種の高級アルキルアリールスルホン酸類を1当量以上の塩基性化合物を添加してなるpHが7.1〜14の水溶液(II)に浸漬して通電する工程、
    工程3:純水、又は工業用水、又は回収液で水洗する工程、及び
    工程4:焼付け乾燥する工程よりなり、該水溶液( II )での通電条件が、第1段目として10〜150Vの電圧を印加した後、第2段目として150〜300Vの電圧を印加する2段通電方法であることを特徴とする艶消しアニオン電着塗膜形成方法。
  2. ビニル共重合体樹脂(A)が、水酸基含有不飽和モノマー(a)、カルボキシル基含有不飽和モノマー(b)、その他のラジカル重合性不飽和モノマー(c)をラジカル共重合させて得られる請求項1に記載の艶消しアニオン電着塗膜形成方法。
  3. 架橋剤(B)が、アミノ樹脂硬化剤及び/又はブロックイソシアネート化合物である請求項1又は2に記載の艶消しアニオン電着塗膜形成方法
  4. 高級アルキルアリールスルホン酸類が、ジノニルナフタレンスルホン酸、及び/又はジノニルナフタレンジスルホン酸である請求項1乃至のいずれか1項に記載の艶消しアニオン電着塗膜形成方法。
  5. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のアニオン電着塗膜形成方法により得られた艶消し塗膜のL値が10〜25の範囲である塗装物。
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