JPS608319B2 - 艶消電着塗膜の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、艶消電着塗膜の形成方法に関する。

詳しくは、■相対湿度９０％における平衡水分が２０％
以下でかつ■その水懸濁液のｐＨが５．５以上を有する
シリカ微粉末を水性又は水溶性電着塗料に分散してなる
艶消塗膜形成用電着塗料を導電体上に電着塗装すること
を特徴とする艶消電着塗膜の形成方法に関する。露着塗
装方法は、水性塗料を使用するため火災０に対する安全
性に優れ、一方、自動化による大量生産ができ、さらに
均一な塗装膜厚がえられるなど多くの利点を有している
ため、過去１０手以上にわたり工業的塗装方法として多
くの分野で使用されてきた。

夕 しかしながら、亀着塗装でえられる物品の表面は、
そのほとんどが光沢のあるものである。

ところが、最近特に建材関係などの雷着塗装による１回
塗り仕上げの分野で、落着いた風合し、がえられる光沢
の悪い艶消タイプが要求されるよう０になってきた。従
来、露着塗膜の艶消し方法としては多くの方法が提案さ
れている。

たとえば、‘１１電着塗膜をカチオン系界面活性剤で洗
浄処理する方法（特公昭４８−４４４７号公報参照）、
‘２｝電着塗膜をアルコールタ溶液あるいはアルコール
含有水溶液で処理する方法（特公昭４６−２２３５１号
公報参照）、‘３１焼付前の亀着塗膜を有機酸又は無機
酸の水溶液で処理する方法（椿開昭５２−１３７４４４
〜６号公報参照）、‘４）糠付前の雷着塗膜を酸を含有
するあるいは含有しない熱湯または加熱水蒸気で処理す
る方法（特公昭４７一５１９２７号公報参照）などの方
法が公知である。しかしながら、亀着塗膜を形成後に何
らかの処理を行なうこれらの方法では、十分な艶消効果
がえられなかったり、処理液を厳しく管理しないとロッ
ト毎の艶消状態のバラッキ、艶消の風合し、の差、艶消
むら、および艶もどりなどが生じ、また露着塗装ライン
において一工程付加するために作業能率も悪くなるとい
う問題があり、実用的規模における稼動は未だなされて
いないのが現状である。一方、艶消し塗膜を形成する方
法として、一般塗装においては塗料中に艶消剤を分散さ
せる方法が広く実施されており、露着塗装においてもそ
の適用が検討さ，れたことがある。

しかしながら、この方法は塗料中で艶消剤の沈降が生じ
やすく、連続的に塗装する電着塗装方法においては霞着
塗料を不安定にし、また艶消し効果、塗膜性能にも問題
があり、実用には供されていないのが現状である。艶消
剤を添加分散した塗料を雷着塗装して麹消塗膜を形成す
る場合、風電着塗料組成変化が少ないこと、｛ｂ｝塗膜
外観、‘ｃ｝塗膜性能（耐沸水性、耐アルカリ性）およ
び｛ｄ）艶消効果に優れることが要求される。本発明は
、これらの艶消電着塗膜形成に必要な諸条件を全て満足
する方法を確立することを技術課題とし、特定の特性を
有するシリカ微粉末を艶消剤として選択し、霞着塗料中
に添加分散してなる艶消塗膜形成用電着塗料を用いて霜
着塗装することによって成功したものである。

本発明を概説すると＠相対湿度９０％における平衡水分
が２０％以下でかつ■その水懸濁液のｐＨが５．５以上
を有するシリカ微粉末を水性又は水溶性電着塗料に分散
してなる艶消塗膜形成用電着塗料３を導電体上に電着塗
装することを特徴とする艶消電着塗膜の形成方法である
。本発明をより詳細に説明すると、霞着塗装に使用する
塗料はポリカルボン酸樹脂およびアミノ樹脂を塗膜形成
成分とするものである。

４ポリカルボン酸樹脂としては、飽和又は不
飽和のアルキッド樹脂並びにその油変性物、カルボキシ
ル基を有するアクリルポリマー、ビニルポリマー並びに
アクリルビニルコポリマ一等の上記一種又は二種以上を
混合したものを使用する。このポリカルボン酸樹脂は、
カルボキシル基の少なくとも一部を有機アミン又はアン
モニアで中和して、水に透明又は乳濁状に希釈可能にし
たものである。ポリカルボン酸樹脂の中和に用いる有機
アミンとしては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、
トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン
、モノイソプロピルアミン、ジイソフ。

ロピルアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルア
ミノエタノールなどがあり、この池アンモニアも使用で
きる。ポリカルボン酸樹脂はアミノ樹脂と混合して使用
することにより、熱硬化性電着塗料としての塗膜の物理
的ならびに化学的性質の向上をはかる必要がある。

アミノ樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂などが使用でき
るが、本発明では、特にメラミン樹脂のうちでもメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの一
種もしくは二種以上の一価のアルコールにより少なくと
も部分的にエーテル化された水難溶性のメチロールメラ
ミンが適当である。

塗膜形成成分のポリカルボン酸樹脂とアミノ樹脂との組
成割合は、ポリカルポン酸樹脂：アミノ樹脂＝３０〜９
０：７０〜１０（重量比）が適当である。

雷着塗料は、塗膜形成成分が３〜２の重量％となるよう
に希釈して使用する。艶消剤として添加するシリカ微粉
末は、相対湿度９０％における平衡水分が２０％以下の
ものを使用する。

これは、塗膜の化学的性能、特に耐沸水性、耐アルカリ
性を付与するために必要な条件であり、平衡水分が２０
％以上のシリカ微粉末を使用すると、シリカ表面にシラ
ノール基が多く存在することになり、水を吸収し易くな
り、塗膜の性能を劣化させる原因となり好ましくない。
さらに、シリカ微粉末はその水懸濁液のｐＨが５．５以
上の値を有するものを使用することを特徴とする。これ
は、シリカ微粉末の水懸濁液のｐＨが５．５以下の値を
示すシリカを電着塗料中に分散させると、電着液のｐＨ
が酸性領域に傾き、塗料のゲル化が生じ易く、またこの
霞着塗料を露着すると、電着塗膜中のシリカ含量が露着
塗料中のシリカ倉量よりも大中に増えるため、連続的に
電着塗装を行なう場合、霞着塗料中に分散しているシリ
カ舎量の変化が大きく、処理毎にえられる艶消塗膜の艶
消状態が一定しなくなるという理由からである。さらに
、電着塗膜表面には過剰のシリカが存在することになり
、塗腰表面近傍では低いｐＨ値を示し、このためシリカ
及び塗料の凝集が生じ、塗膜に白ブッ状のものが形成さ
れ、塗装外観を著しく悪化させることも認められ好まし
くないのである。本発明では、前記特定の特性を有する
シリカ微粉末を使用するため、霞着塗装時の共進性が一
定し、塗膜外観、塗膜の化学的性能、艶消効果に優れる
霞着塗膜がえられるのである。本発明では、前記の艶消
し電着塗膜形成に必要な４つの条件を同時に備えるよう
、特定のシリカ微粉末を艶消剤として分散した電着塗料
を軍着塗装するものであるが、その配合量は所望する艶
消程度とシリカ粒子径により異なるが、電着塗料の塗膜
形成成分１０の重量部当り０．１〜４の重量部、好まし
くは１〜３の重量部程度が適当である。

これは、シリカ添加量が極端に少ないと艶消し効果はほ
とんどえられず、一方、多量に添加すると塗膜が白化し
易くなる傾向があり、また耐水性も劣るためである。い
ずれにしても、所望の艶消程度に合うような配合を使用
すればよい。なお、本発明で艶消し塗膜というのは、光
沢計で測定した値が９０以下を示すものをいう。

本発明で使用するシリカ微粉末の粒経は特に規定はしな
いが、本発明者らの実験によれば、粒径は小さいほど取
扱いが容易となり、また均一な艶消し塗膜がえられて好
ましい。しかし、超微粒子であれば艶消効果が小さくな
るので適当な粒径を選ぶ必要はある。市販のシリカ微粉
末を実験した結果からは、平均粒径（２次）は５仏凧以
下が好ましい結果がえられた。シリカ微粉末を電着塗料
中に分散させる方法としては、雷着塗料原液にシリカ微
粉末、必要に応じて水、溶媒を混合し、サンドミル、ボ
ールミル、ロール練等の方法で均一に分散させたものを
更に脱イオン水で希釈するか、又はあらかじめ希釈した
雷着塗料中にシリカ微粉末を混入し、高速分散機たとえ
ばホモミキサーで分散する方法が採用できる。

艶消塗膜形成は、導電体を陽極として艶消電着塗料中に
浸潰し、対極を設けて電圧１５〜３００ボルトで３０〜
３００秒直流電流を印加して行なう。

導電体が長尺材の場合は、水平に対して３０〜９００の
角度をつけて保持し、電着塗装すればよい。導電体はど
んな種類でもよく、大きさ、形状を規定するものではな
い。たとえば鉄、銅、アルミニウム、陽極酸化処理また
は化成処理を施したアルミニウム、さらにはべーマイト
化したアルミニウムなどが使用できる。これらの導電体
に染色あるいは電解により着色を施したものを使用でき
る。本発明では、露着塗装後は通常水洗を行なうが、こ
の水洗処理を省略することも可能である。

特に最尺材を縦吊り（水平に対して９００）にして塗装
する場合は、水洗処理を省略する方が有利である。以下
、本発明をより具体的に説明するため実施例を示す。

実施例 １〜６ 市販のアクリルーメラミン系電着塗料原液（樹脂固形分
５の重量％）に下記に示す特性を有するシリカ微粉末（
商品名ニプシールＥ−２００Ａ、日本シリカ工業社製）
を加え、サンドミルにて十分に混合分散を行なった。

ついで、この分散液に脱イオン水を加え、樹脂固形分１
の重量％の艶消電着用塗料を調製した。電着塗料原液量
、シリカ微粉末添加量（重量部、以下同じ）は第１表に
示す通りである。艶消剤として使用したシリカ微粉末の
特性は次の通りである。

９０％相対湿度における平衡水分 １０％４重
量％水懸濁液のｐＨ ６．５平均粒子
径（２次） ２．５山肌調製した各塗
料中に、陽極酸化処理を施したアルミニウム長尺形材（
２ｍ）を水平に対して１ｏｏの角度をもたせて横吊り状
態で保持し、これを陽極とし、ステンレススチール板を
陰極として電圧１８０Ｖで１５の砂間、直流電流を印加
した。

塗装終了後、アルミニウム長尺形村を塗料格より取出し
、水洗を行ない、ついで熱風循環式乾燥炉に入れ１８ぴ
０で３０分間加熱乾燥を行なった。えられた雷着塗腰の
厚さ、光沢、外観、耐沸水性および耐アルカリ性は第１
表に示す通りであった。第１表 艶消電着塗膜の耐沸水性、耐アルカリ性試験はＪＩＳＫ
−５４００のテスト方法に準じて行なった。

但し、耐沸水性は沸騰水中に１畑寿間浸潰した後の塗膜
の異常の有無で判定し、又、耐アルカリ性試験はアルカ
リ水溶液に２４時間浸漬の後塗膜の異常の有無で判定し
た。比較例 １〜４ 実施例４の方法において、シリカ微粉末を添加しない場
合（比較例１）および特性の異なるシリカ微粉末を添加
する（比較例２〜４）以外は全て＊＊同じ方法を実施し
た。

えられた艶消電着塗膜は第２表に記載の通りであった。

なお、比較例２〜４で使用した市販シリカの内容は次の
通りである。比較例２ 商品名サイロィド２４４ 富士デヴィソン社製 比較例３ 商品名アェロジールＲ９７２、日本アェロジ
ル社製 比較例４ 商品名アェ。

ジール２００第２表 実施例 ７ 実施例３の方法において、アルミニウム長尺形材を長手
方向に縦吊り状態に保持し、亀着塗装後の水洗を行なわ
ない以外は全て同じ方法を実施した。

えられた艶消電着塗膜は第３表に示す通りであつた。

第３表 実施例 ８ 市販のアクリル−アルキッドーメラミン系電着塗料原液
（樹脂固形分５０％）１６＄部を脱イオン水８４＄部で
希釈して樹脂固形分８％の霞着塗料とした。

ついで、これにシリカ微粉末（商品名ニプシールＥ−２
２０、日本シリカ工業社製）２１．２部を徐々に添加し
ながらホモミキサーにて混合分散を行ない、艶消電着塗
料を調製した。この塗料中に化成処理を施した鋼板を陽
極として浸潰し、ステンレススチール板を陰極として、
電圧９０Ｖで１２０秒直流電流を印加した。

電着終了後鋼板を格より取出し、水洗処理の後、熱風循
環式乾燥炉に入れ１８０℃で３０分間加熱乾燥した。こ
の結果、塗膜厚１２仏、塗膜艶消効果、塗膜外観、塗膜
性能に優れる艶消電着塗膜が形成された。実験例実施例
４、比較例３においてシリカ微粉末の共進性を比較した
。

共進性とは、軍着塗料中のシリカ舎量と露着塗膜中のシ
リカ舎量の割合を示すもので、本発明では蚕着塗料中の
シリカ含量％を１００として雷着塗膜中のシリカ含量を
示した。

結果は第４表のとおりであった。

第４表 なお、膜中のシリカ含量の測定は、一定重量の電着塗膜
をナイフで削り、るつぼに取り、このるつぼを約１００
０℃に加熱し、恒量になったところで残量を求めシリカ
含量を算出した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）相対湿度９０％における平衡水分が２０％以
   下で、かつ（ｂ）その水懸濁液のｐＨが５．５以上を有
   するシリカ微粉末を水性又は水溶性電着塗料に分散して
   なる艶消塗膜形成用電着塗料を導電体上に電着塗装する
   ことを特徴とする艶消電着塗膜の形成方法。 ２ 水性または水溶性電着塗料が、少なくとも部分的に
   アミン又はアンモニアで中和されたポリカルボン酸樹脂
   およびアミノ樹脂を塗膜形成成分とする特許請求の範囲
   第１頃に記載の方法。 ３ ポリカルボン酸樹脂が、カルボキシル基を有するア
   クリルポリマー、ビニルポリマー、アクリルビニルコポ
   リマーあるいは飽和又は不飽和のアルキツド樹脂並びに
   その油変性物の一種又は二種以上を混合したものである
   特許請求の範囲第１頃乃至第２頃のいずれかに記載の方
   法。 ４ 導電体が鉄、銅、アルミニウム、またはそれらの合
   金、陽極酸化処理、化成処理あるいはベーマイト化され
   たアルミニウムまたはその合金である特許請求の範囲第
   １頃乃至第３頃のいずれかに記載の方法。 ５ 導電体は水平に対して３〜９０°の角度をつけた状
   態で電着塗装を行なう特許請求の範囲第１頃乃至第４頃
   のいずれかに記載の方法。 ６ 導電体は縦吊り状態で電着塗装した後は水洗するこ
   となく加熱乾燥を行なう特許請求の範囲第１頃乃至第５
   頃のいずれかに記載の方法。