説明

電着塗料と該電着塗料を用いた電着塗装方法

【課題】 防食性や仕上り性、及び塗料安定性に優れるカチオン電着塗料を見出すこと。
【解決手段】 特定の樹脂成分(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、並びにジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、から選ばれる金属のイオン、該金属のオキシ金属イオン及び該金属のフルオロ金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の防錆成分(C)を含有する電着塗料、該電着塗料を用いた塗装方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、仕上り性、防食性、防錆鋼板上の電着塗装性及び塗料安定性に優れた電着塗料に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車車体の下地処理は、防食性や付着性の向上を目的にリン酸亜鉛処理が行われている。しかしリン酸亜鉛処理剤による化成処理方法は、処理剤中にリンを多量に含み、かつ化成被膜の性能を向上させるためにニッケル、マンガン等の重金属を多量に含有する。その為、環境への影響や処理後の廃棄物としてリン酸亜鉛、リン酸鉄等のスラッジが多量に発生し、産業廃棄物処理などの問題点があった。
【0003】
従来、チタンイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオン及びこれらの混合物からなる群から選択された約0.001重量%〜約1.0重量%の金属イオン、並びに特定の構造式を有するポリマー、酸塩及び混合物から選ばれる金属表面処理用の水溶液に関する発明がある[特許文献1]。
【0004】
他に、特定の重合体材料又は共重合体化合物の水溶液、並びにチタン、ジルコニウム、ハフニウム、及び珪素の溶解した化合物から選ばれる組成物であって、さらに顔料を含み塗料として用いることができる発明がある[特許文献2]。
しかし電着塗料は、金属被塗物を塗料中に浸漬し、電圧を印加することによって電着塗料が被塗物に電荷移動して析出し、その後、析出したウェット塗膜を焼付け乾燥することによって融着して連続塗膜を形成する。塗膜の析出時に、夾雑イオン(例えば、Na、PO3−)が存在すると、塗膜の一部で異常に電流が流れたり、又は融着がスムーズに行われないことから、仕上り性の低下を招くことがあった。
【0005】
例えば、特許文献1や特許文献2に記載された金属イオンやポリマーから選ばれる組成物を単純に電着塗料に適用すると、仕上り性の低下や凝集物が発生して塗料安定性を損なう為、電着塗料に適用するには不十分であった。
【0006】
【特許文献1】特開昭59−207972号公報
【特許文献2】特開平2−608号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
解決しようとする課題は、仕上り性、防食性、防錆鋼板上の電着塗装性、及び塗料安定性に優れる電着塗料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記の要望に応えるべく鋭意研究を重ねた結果、特定の樹脂成分(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、及び防錆成分(C)を含有する電着塗料によって達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【0009】
本発明の電着塗料を用いて形成される塗膜は、防食性、仕上り性に優れ、かつ塗料安定性が良好である。本発明の電着塗料を用いて形成される塗膜は防食性に優れているので、被塗物に予め化成処理被膜を施すことなく直接電着塗装を行っても、通常の方法で被塗物に化成処理被膜を施した後に電着塗装して得られる電着塗膜と同等かそれ以上の防食性を得ることができる。したがって、本発明の電着塗料を用いることにより、化成処理液や設備の維持管理に係る手間、費用を削減することができる。
【0010】
また、本発明の電着塗料は、塗料安定性に優れているので、長期間塗装ラインにおいて使用した後であっても、防食性や仕上り性が変化することがない。
【0011】
上記のように塗料安定性や塗膜性能に優れている理由は明らかではないが、ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、から選ばれる金属イオン、該金属のオキシ金属イオン及び該金属のフルオロ金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の防錆成分(C)が被塗物と電着塗膜の界面に析出し易く、該イオンから形成される金属酸化物の被膜が塗膜下腐食の抑制に寄与するためと考えられる。また、樹脂成分(A)が電着塗料中で安定性に優れる為、防錆成分(C)を添加しても、仕上り性、防食性、防錆鋼板の電着適性、塗料安定性に優れる塗料が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明の電着塗料は、カチオン電着塗料であることが好ましい。以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【0013】
樹脂成分(A):
樹脂成分(A)は、従来からの樹脂に比べ疎水部と親水部とが共存分極化しているため電着塗料とした場合、水分散性に優れており、防錆成分(C)を電着塗料中に含有しても、仕上り性、防食性、防錆鋼板の電着適性、塗料安定性に優れる塗料が得られる。このような樹脂成分(A)は、樹脂成分(A)とエポキシ樹脂(A)との反応物である。以下、詳細に説明する。
【0014】
樹脂成分(A):
樹脂成分(A)は、下記式(1)で示される構造式単位を有する樹脂、該樹脂の酸塩又は混合物から選ばれる樹脂成分である。
【0015】
【化3】

【0016】
式(1)
(式(1)中、R〜Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基:Yは、水素原子、CROR、CHCl、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアリール基、及びZ:Zは、式(2)であって、R〜R10は水素原子又はアルキル基、アリール基、ヒドロキシアルキル基、アミノアルキル基、メルカプトアルキル基又はホスホアルキル基である。nは2〜400の整数を表す)
【0017】
【化4】

【0018】
式(2)
樹脂成分(A)において、式(1)で示される構造式単位に対して、式(2)で示されるZの割合は、式(2)で示されるZのモル数/式(1)で示される構造式単位におけるベンゼン環のモル数=0.1〜2、好ましくは0.2〜1.5の範囲である。
樹脂成分(A)は、ポリアルケニルフェノール樹脂の誘導体がベースとなり、例えば、ビニルフェノール、イソプロペニルフェノール、イソブテニルフェノール、ジメチルビニルフェノールなどが挙げられる。
【0019】
式(1)で示される樹脂成分(A)は、マンニッヒ反応により得られ、例えば、ポリ−4−ビニルフェノールをホルムアルデヒド及び2級アミンと反応させることにより、得ることができる。ポリアルケニルフェノールの分子量は、240〜50,000、好ましくは480〜30,000の範囲がよい。また式(1)で示される構造式単位を有する樹脂又は該樹脂の酸塩又は混合物から選ばれる樹脂成分(A)において、式(1)の「n」は、2〜400が好ましい。R〜R10の置換基の炭素鎖長は、約1〜約18、好ましくは約1〜約12である。
【0020】
樹脂成分(A)は、有機溶剤又は水によって溶解することができる。水溶解性又は水分散性とするためには、Zの部分を有機酸、又は無機酸、例えば、酢酸、クエン酸、蓚酸、アスコルビン酸、フェニルホスホン酸、クロロメチルホスホン酸、モノ,ジ及びトリクロロ酢酸、トリフルオロホスホン酢酸、硝酸、リン酸塩、フッ化水素酸、硫酸、ホウ酸、塩化水素酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロチタン酸、ヘキサフルオロジルコン酸などを用いて、中和して、水を添加することによって水溶性、水分散性のエマルションを得ることができる。次に、樹脂成分(A)と反応するエポキシ樹脂(A)について説明する。
【0021】
エポキシ樹脂(A):
エポキシ樹脂(A)は、エポキシ当量が180〜5,000、好ましくは200〜2,000、さらに好ましくは300〜1,500の範囲内にあり、また、一般に、少なくとも200、好ましくは400〜4,000、さらに好ましくは600〜2,500の範囲内の数平均分子量を有するものが適している。
【0022】
そのようなエポキシ樹脂(A)としては、塗膜の防食性等の観点から、ポリフェノール化合物とエピハロヒドリン、例えば、エピクロルヒドリンとの反応によって得られるものが好ましい。 該ポリエポキシド化合物の形成のために用い得るポリフェノール化合物としては、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−プロパン(ビスフェノールA)、4,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1−イソブタン、ビス(4−ヒドロキシ−tert−ブチル−フェニル)−2,2−プロパン、ビス(2−ヒドロキシナフチル)メタン、テトラ(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,2,2−エタン、4,4−ジヒドロキシジフェニルスルホン、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等を挙げることができる。
【0023】
また、ポリフェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるエポキシ樹脂としては、中でも、ビスフェノールAから誘導される下記式
【0024】
【化5】

【0025】
n=1〜12
で示されるものが好適である。
かかるエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)
からエピコート828EL、同1002、同1004、同1007なる商品名で販売されているものが挙げられる。
【0026】
また、前記のエポキシ樹脂(A)とアミン化合物を反応させることにより得られるアミン付加エポキシ樹脂も、前記の樹脂成分(A)の反応に用いることができる。
上記のアミン化合物は、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミンなどのジ−アルキルアミン;ジエタノールアミン、ジ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、モノメチルアミノエタノール、モノエチルアミノエタノールなどのアルカノールアミン;テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのアルキレンポリアミンのケチミン化物;エチレンイミン、プロピレンイミンなどのアルキレンイミン;ピペラジン、モルホリン、ピラジンなどの環状アミンなどが挙げられる。この中でも2級アミン化合物が、水分散性、次工程の反応の点で好適である。
【0027】
エポキシ樹脂(A)とアミン化合物との反応は、通常、適当な溶媒中で、場合により触媒の存在下に、約60〜約250℃、好ましくは約70〜約200℃の温度で1〜25時間程度、好ましくは1〜12時間程度行うことができる。
【0028】
上記の溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサンなどの炭化水素系;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンなどのケトン系;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系;メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノールなどのアルコール系;あるいはこれらの混合物などが挙げられる。これらの溶剤の中で水溶解性の高い溶剤がより好ましい。適宜用いられる触媒としては、例えば、テトラブトキシチタン、テトラプロポキシチタン等のチタン化合物;オクチル酸錫、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ラウレート等の有機錫化合物;塩化第一錫などの金属化合物;有機アミン化合物などが挙げられる。 かくして、エポキシ樹脂(A)の一部のエポキシ基をアミン化合物と反応させることにより、アミン付加エポキシ樹脂を得ることができる。
【0029】
樹脂成分(A)とエポキシ樹脂(A)の反応であるが、樹脂成分(A)のフェノール性水酸基のモル数/エポキシ樹脂(A)のエポキシ基のモル数=2〜500、好ましくは4〜300となるように樹脂を配合する。反応は、前記の適当な溶媒中で、場合により触媒の存在下に、約60〜約250℃、好ましくは約70〜約150℃の温度で1〜25時間程度、好ましくは1〜12時間程度行うことにより行い、反応物を得ることができる。
【0030】
ブロック化ポリイソシアネート化合物(B):
ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)は、ポリイソシアネート化合物とブロック剤との化学理論量での付加反応生成物である。ここで使用されるポリイソシアネート化合物としては、従来から知られているものを使用することができ、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4'−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート(通常「MDI」と呼ばれる)、クルードMDI、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの芳香族、脂肪族又は脂環族ポリイソシアネート化合物;これらのポリイシアネート化合物の環化重合体、イソシアネートビゥレット体;これらのポリイソシアネート化合物の過剰量にエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物を反応させて得られる末端イソシアネート含有化合物などを挙げることができる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上組合わせて使用することができる。
【0031】
一方、ブロック剤は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に付加してブロックするものであり、そして付加によって生成するブロックポリイソシアネート化合物は常温においては安定であるが、塗膜の焼付け温度(通常約100〜約200℃)に加熱した際、ブロック剤が解離して遊離のイソシアネート基を再生しうるものであることが望ましい。
【0032】
このような要件を満たすブロック剤としては、例えば、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物;メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム系化合物;フェノール、パラ−t−ブチルフェノール、クレゾールなどのフェノール系化合物;n−ブタノール、2−エチルヘキサノールなどの脂肪族アルコール類;フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノールなどの芳香族アルキルアルコール類;エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテルアルコール系化合物等を挙げることができる。
【0033】
これらのブロック剤の他に、互いに反応性の異なる2個の水酸基を有する分子量76〜150のジオールをブロック剤として用いることができる。この場合、分子量106〜500のカルボキシル基含有ジオールをブロック剤として併用して用いることが好適である。
【0034】
上記ジオールは、反応性の異なる2個の水酸基、例えば、第1級水酸基と第2級水酸基、第1級水酸基と第3級水酸基、第2級水酸基と第3級水酸基との組み合わせの2個の水酸基を有し且つ76〜150の分子量を有するものであることができ、例えば、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチルー1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、3−メチル−4,3−ペンタンジオール、3−メチル−4,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオールなどの反応性の異なる2個の水酸基を有するジオール類を挙げることができる。
【0035】
上記のカルボキシル基含有ジオールには、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、ジメチロール吉草酸、グリセリン酸等を挙げることができる。
【0036】
以上に述べたブロック化ポリイソシアネート化合物(B)は、樹脂成分(A)の合計固形分を基準にして、5〜50重量%、特に15〜40重量%の範囲内で使用することができる。
【0037】
防錆成分(C):
本発明の電着塗料は、ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン及びモリブデンから選ばれる金属のイオン、該金属のオキシ金属イオン、該金属のフルオロ金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を防錆成分として含有する。これらの防錆成分は、電着塗料中で該金属イオンを生じるような化合物(以下、金属イオン化合物という)を配合することにより電着塗料に付与することができる。
【0038】
電着塗料中でジルコニウムのイオンを生じる化合物としては、例えば、硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、塩化ジルコニル;オキシ金属イオンを生じる化合物としては、例えば、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル;フルオロ金属イオンを生じる化合物としては、例えば、ジルコニウム弗化水素酸、ジルコニウム弗化水素酸塩(例えばナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩等)などが挙げられる。
【0039】
電着塗料中でチタンのイオンを生じる化合物としては、例えば、塩化チタン、硫酸チタン;フルオロ金属イオンを生じる化合物としては、例えば、チタン弗化水素酸、チタン弗化水素酸塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩等)などが挙げられる。
【0040】
電着塗料中でコバルトのイオンを生じる化合物としては、例えば、塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルト、硝酸コバルト、硫酸コバルト、酢酸コバルト、硫酸コバルトアンモニウムなどが挙げられる。
【0041】
電着塗料中でバナジウムのオキシ金属イオンを生じる化合物としては、例えば、オルソバナジン酸リチウム、オルソバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸リチウム、メタバナジン酸カリウム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸アンモニウム、ピロバナジン酸ナトリウム、塩化バナジル、硫酸バナジルなどが挙げられる。
【0042】
電着塗料中でタングステンのオキシ金属イオンを生じる化合物としては、例えば、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、メタタングステン酸ナトリウム、パラタングステン酸ナトリウム、ペンタタングステン酸アンモニウム、ヘプタタングステン酸アンモニウム、リンタングステン酸ナトリウム、ホウタングステン酸バリウムなどが挙げられる。
【0043】
電着塗料中でモリブデンのオキシ金属イオンを生じる化合物としては、例えば、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、ヘプタモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸ストロンチウム、モリブデン酸バリウム、リンモリブデン酸、リンモリブデン酸ナトリウム、リンモリブデン酸亜鉛などが挙げられる。
【0044】
これらの金属イオン化合物はそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。上記金属イオン化合物のうち、特に、ジルコニウム弗化水素酸、チタン弗化水素酸、硝酸ジルコニルが好適である。
【0045】
これらの金属イオン化合物の電着塗料に対する配合割合は、塗料の使用目的などに応じて変えることができるが、一般には、樹脂成分の合計固形分に対して、0.01重量%〜100重量%、特に0.03重量%〜50重量%、さらに特に0.1重量%〜20重量%の範囲内であること、又は、電着塗料の重量に対して、金属量換算で0.001重量%〜10重量%、特に0.003重量%〜5重量%、さらに特に0.01〜2重量%の範囲内が、塗料安定性などの面から好ましい。金属イオン化合物を電着塗料中に配合する方法としては、例えば、以下に述べる(1)〜(3)の方法が挙げられる。
【0046】
(1).金属イオン化合物に顔料や触媒、その他の添加剤、水を加えて顔料分散して予め顔料分散ペーストを調製し、その顔料分散ペーストを樹脂成分のエマルションに添加する方法。
【0047】
上記の顔料としては、例えば、チタン白、カーボンブラックなどの着色顔料;クレー、タルク、バリタなどの体質顔料;トリポリリン酸二水素アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウムなどの防錆顔料;触媒としては、ジブチル錫オキサイド、ジオクチル錫オキサイドなどの有機錫化合物;ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ベンゾエートオキシ、ジブチル錫ベンゾエートオキシ、ジオクチル錫ジベンゾエート、ジブチル錫ジベンゾエートなどのジアルキル錫の脂肪族もしくは芳香族カルボン酸塩等の錫化合物などが挙げられる。
【0048】
(2).樹脂成分及び場合によりその他の添加剤、水を一緒にし、十分に混ぜ合わせて溶解ワニスを作製し、それに水性媒体中で、ぎ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、クエン酸、リンゴ酸、スルファミン酸又はこれらの1種もしくはそれ以上の混合物などから選ばれる中和剤を添加して水分散化してなるエマルション中に、金属イオン化合物を配合する方法。
【0049】
(3).あらかじめ調整した電着塗料(例えば、ライン浴塗料)に、金属イオン化合物を水で希釈して配合する方法、が挙げられる。
さらにカチオン電着塗料には、必要に応じて、その他の成分として、例えば、着色顔料、体質顔料、防錆顔料、有機溶剤、顔料分散剤、表面調整剤、界面活性剤、酸、触媒などを、通常使用されている量で含有することができる。
【0050】
特に、防錆顔料として、ビスマス化合物、例えば、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、硝酸ビスマス、ケイ酸ビスマスなどの無機ビスマス化合物が挙げられる。特に、これらの中でも水酸化ビスマスを含有することによって、防食性の向上に一層寄与する。
【0051】
カチオン電着塗料の製造は、前記のエマルションに顔料分散ペーストを加え、水性媒体で希釈して調製する。以上の如くして調製される電着塗料は、電着塗装によって所望の基材表面に塗装することができる。
【0052】
電着塗装は、一般に、浴固形分濃度が約5〜約40重量%となるように脱イオン水などで希釈し、さらにpHを2.5〜9.0の範囲内に調整された電着塗料を用い、通常、浴温15〜35℃及び印加電圧5〜400Vの条件下で行うことができる。
上記の電着塗装における通電方法であるが、防食性の向上を目的として、2段階以上の多段通電方法によって行われることが好ましい。
【0053】
本発明による複層電着塗装方法は、多段通電方法における1段目の塗装定電圧(V)と2段目の塗装定電圧(V)の差が50V以上で、さらに1段目の塗装定電圧(V)に要する時間(t)が10〜300秒間、及び/又は2段目の塗装定電圧(V)に要する時間(t)が30〜360秒間の範囲であることによって、防錆成分(C)をより有効に塗膜と被塗物の界面に析出することができ、いっそうの腐食抑制効果があることを見出せた。
【0054】
電着塗装によって形成される塗膜の膜厚は、特に制限されるものではないが、一般的には、硬化塗膜に基づいて10〜40μmの範囲内が好ましい。塗膜の焼き付け温度は、被塗物表面で一般に約120℃〜約200℃の範囲、好ましくは約140℃〜約180℃温度が適しており、焼き付け時間は5分間〜60分間、好ましくは10分間〜30分間程度がよい。
【実施例】
【0055】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」は「重量部」及び「重量%」である。
【0056】
製造例1 樹脂(1)の製造例
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を取付けたフラスコに、マルカリンカーS−2P(丸善石油化学社製、商品名、ポリ−4−ビニルフェノール)120部、エチレングリコールモノブチルエーテル120部を加えて90℃に昇温し、ポリ−4−ビニルフェノールを溶解させた。
次にモノメチルエタールアミン35部、37%のホルマリン40部、エチレングリコールモノブチルエーテル10部を加え、90℃で4時間反応させた後、さらにエチレングリコールモノブチルエーテル80部を加え、固形分40%の樹脂(1)を得た。
【0057】
製造例2 樹脂(2)の製造
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を取付けた別のフラスコに、エピコート1001(ジャパンエポキシレジン社製、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂)489部、メチルイソブチルケトン60部を加えて100℃に昇温してエピコート1001を溶解させた。その後、製造例1で得た樹脂(1)1250部(固形分500部)を加えて、5時間反応させて固形分55%の樹脂(2)を得た。
【0058】
製造例3 樹脂(3)の製造
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を取付けた別のフラスコに、エピコート1001(ジャパンエポキシレジン社製、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂)978部、メチルイソブチルケトン400部を加えて100℃に昇温してエピコート1001を溶解させた。ジエタールアミン150部を加えて1時間後、製造例1で得た樹脂(1)1250部を加えて、さらに5時間反応させて固形分60%の樹脂(3)を得た。
【0059】
製造例4 ブロックポリイソシアネート化合物の製造
コスモネートM−200(三井化学株式会社製、商品名、クルードMDI)270部にメチルイソブチルケトン46部を加え70℃に昇温した。さらにジエチレングリコールモノエチルエーテル281部をゆっくり加えた後、90℃に昇温した。この温度を保ちながら経時でサンプリングし、赤外吸収スペクトル測定にて未反応のイソシアネートの吸収がなくなったことを確認して反応を停止させて溶剤量を調整し、固形分90%のブロックポリイソシアネート化合物の硬化剤を得た。
【0060】
製造例5 エマルションNo.1の製造
製造例1で得られた固形分40%の樹脂(1) 187.5部(固形分75部)、製造例4で得た硬化剤を27.8部(固形分25部)、及び10%酢酸を15部配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水103部を強く攪拌しながら約15分間を要して滴下し、固形分30%のエマルションNo.1を得た。
【0061】
製造例6 エマルションNo.2の製造
製造例2で得られた固形分55%の樹脂(2) 136部(固形分75部)、製造例4で得た硬化剤を27.8部(固形分25部)、及び10%酢酸を15部配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水153部を強く攪拌しながら約15分間を要して滴下し、固形分30%のエマルションNo.2を得た。
【0062】
製造例7 エマルションNo.3の製造
製造例3で得られた固形分60%の樹脂(3) 125部(固形分75部)、製造例4で得た硬化剤を27.8部(固形分25部)、及び10%酢酸を15部配合し、均一に攪拌した後、脱イオン水165部を強く攪拌しながら約15分間を要して滴下し、固形分30%のエマルションNo.3を得た。
【0063】
製造例8 顔料分散ペーストNo.1の製造
60%の第4級アンモニウム塩型エポキシ樹脂5.8部(固形分3.5部)、ジルコニウムフッ化水素酸 3部、JR−600E(注2)14.5部、カーボンMA−7(注3)0.3部、ハイドライドPXN(注4)7.0部、及びジオクチル錫オキサイド 1部に、脱イオン水22.5部を加えて分散し、固形分55.0%の顔料分散ペーストNo.1を得た。
【0064】
製造例9〜15
表1の配合内容とする以外は、製造例6と同様にして顔料分散ペーストNo.2〜No.8を得た。
【0065】
【表1】

【0066】
(注2)JR−600E:テイカ社製、商品名、チタン白
(注3)カーボンMA−7:三菱化成社製、商品名、カーボンブラック
(注4)ハイドライドPXN:ジョージアカオリン社製、商品名、カオリン。
【0067】
実施例及び比較例
実施例1
エマルションNo.2 333部(固形分100部)に、製造例8で得た顔料分散ペーストNo.1 53.3部(固形分29.3部)及び脱イオン水260.2部を加え、固形分20%の電着塗料No.1を得た。
【0068】
実施例2〜9
実施例1と同様にして表2に示す配合にて、電着塗料No.2〜No.9を得た。
【0069】
比較例1〜5
実施例1と同様にして表3に示す配合にて、電着塗料No.10〜No.14を得た。
【0070】
実施例1〜9、比較例1〜5で得た電着塗料は、下記の試験板を用いて試験に供した。実施例の結果を表2に、比較例の結果を表3に示す。
【0071】
試験板の作成
試験板1(化成処理なし):
冷延鋼板に化成処理を施さず、実施例又は比較例で得た電着塗料を用いて、
200V30秒スロー(30秒間で昇圧して200Vで2分30秒間保持)でトータル3分間電着塗装し、次に170℃で20分間焼付けて乾燥膜厚20μmの塗膜を得た。・・・試験板1
試験板2(化成処理なし):
冷延鋼板に化成処理を施さず、実施例又は比較例で得た電着塗料を用いて、50Vで1分間通電し、次に30秒間で昇圧して200Vにて2分間電着塗装し、次に170℃で20分間焼付けて乾燥膜厚20μmの塗膜を得た。・・・ 試験板2
試験板3(化成処理あり):
冷延鋼板に化成処理(パルボンド#3020、日本パーカライジング社製、商品名、リン酸亜鉛処理剤)を施し、実施例又は比較例で得た電着塗料を用いて、200V30秒スロー(30秒間で昇圧して200Vで2分30秒間保持)にて3分間電着塗装し、次に170℃で20分間焼付けて乾燥膜厚20μmの塗膜を得た。・・・試験板3
試験板4(亜鉛メッキ鋼板):
合金化亜鉛メッキ鋼板に化成処理を施さず、実施例又は比較例で得た電着塗料を用いて、200V30秒スロー(30秒間で昇圧して200Vで2分30秒間保持)にて3分間電着塗装し、次に170℃で20分間焼付けて乾燥膜厚20μmの塗膜を得た。・・・試験板4
【0072】
【表2】

【0073】
【表3】

【0074】
(注5)防食性:
試験板1、試験板2、試験板3、及び試験板4の素地に達するように電着塗膜にナイフでクロスカット傷を入れ、これをJISZ−2371に準じて840時間耐塩水噴霧試験を行った。評価は、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
◎は、錆、フクレの最大幅がカット部より2mm未満(片側)
○は、錆、フクレの最大幅がカット部より2mm以上でかつ3mm未満(片側)
△は、錆、フクレの最大幅がカット部より3mm以上でかつ4mm未満(片側)
×は、錆、フクレの最大幅がカット部より4mm以上(片側)。
【0075】
(注6)防錆鋼板の電着塗装適性:合金化亜鉛メッキ鋼板に化成処理(パルボンド#3020、日本パーカライジング社製、商品名、リン酸亜鉛処理剤)を施した被塗物に、実施例及び比較例の電着塗料を用いて、浴温28℃にて20μmを得る電圧にて塗装した後、170℃−20℃で焼付け乾燥を行った。その後、塗板(10cm×10cm)中のピンホールの数を数えた。
○は、ピンホールの発生なし
△は、1〜5個発生、
×は、6個以上発生、を示す。
【0076】
(注7)仕上り性:試験板1の塗面をサーフテスト301(MITSUTOYO社製、商品名、表面粗度計)を用いて、表面粗度値(Ra)をカットオフ0.8mmにて測定した。
○は、表面粗度値(Ra)が0.2未満
△は、表面粗度値(Ra)が0.2以上でかつ0.3未満
×は、表面粗度値(Ra)が0.3以上。
【0077】
(注8)塗料安定性:
30℃にて4週間、容器の上面を開放して攪拌した各々の電着塗料(3L浴)を、400メッシュ濾過網を用いて濾過残さを測定した。
○は、10mg/L未満
△は、10mg/L以上でかつ15mg/L未満
×は、15mg/L以上








【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の樹脂成分(A)、ブロック化ポリイソシアネート化合物(B)、並びにジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、から選ばれる金属のイオン、該金属のオキシ金属イオン及び該金属のフルオロ金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の防錆成分(C)を含有する電着塗料。
樹脂成分(A):
樹脂成分(A)は、下記式(1)で示される構造式単位を有する樹脂、該樹脂の酸塩又は混合物から選ばれる樹脂成分(A)とエポキシ樹脂(A)の反応物であって、樹脂成分(A)のフェノール性水酸基のモル数/エポキシ樹脂(A)のエポキシ基のモル数=2〜500で反応してなる樹脂成分
【化1】


式(1)
(式(1)中、R〜Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基:Yは水素原子、CROR、CHCl、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアリール基、及びZ:Zは、式(2)であって、R〜R10は水素原子、アルキル基、アリール基、ヒドロキシアルキル基、アミノアルキル基、メルカプトアルキル基又はホスホアルキル基である。nは2〜400の整数を表す)
【化2】

式(2)
【請求項2】
エポキシ樹脂(A)が、エポキシ樹脂にアミン化合物を付加してなるアミン付加エポキシ樹脂である請求項1に記載の電着塗料。
【請求項3】
式(1)で示される構造式単位に対して、式(2)で示されるZの割合が、式(2)で示されるZのモル数/式(1)で示される構造式単位におけるベンゼン環のモル数=0.1〜2である請求項1又は2項に記載の電着塗料。
【請求項4】
エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が180〜5,000である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電着塗料。
【請求項5】
電着塗料の重量に対して、防錆成分(C)を金属量換算で0.001重量%〜10重量%含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の電着塗料。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電着塗料の電着塗装が多段電着塗装であって、1段目の塗装定電圧(V1)と2段目の塗装定電圧(V2)の差が50V以上で、1段目の塗装定電圧(V1)に要する時間(t1)が10〜300秒間、及び2段目の塗装定電圧(V2)に要する時間(t2)が30〜360秒間の多段電着塗装である電着塗装方法。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電着塗料を電着塗装して得られた塗装物品。
【請求項8】
請求項6に記載の電着塗装方法によって得られた塗装物品。





















【公開番号】特開2006−169471(P2006−169471A)
【公開日】平成18年6月29日(2006.6.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−367508(P2004−367508)
【出願日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【出願人】(000001409)関西ペイント株式会社 (815)
【Fターム(参考)】