(57)【要約】【課題】カチオン電着塗装方法における水洗工程を短縮あるいは水資源の削減することを目的とする。【解決手段】被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加する電着塗装工程、および電着塗装工程により得られた塗装された被塗物を水洗する水洗工程からなるカチオン電着塗装方法において、該カチオン電着塗料として低固形分型を用い、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、水洗工程を短縮かもしくは水洗水の使用量を削減することを特徴とするカチオン電着塗装方法。【選択図】図１
2008189963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加する電着塗装工程、および電着塗装工程により得られた塗装された被塗物を水洗する水洗工程からなるカチオン電着塗装方法において、該カチオン電着塗料として低固形分型を用い、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、水洗工程を短縮かもしくは水洗水の使用量を削減することを特徴とするカチオン電着塗装方法。
【請求項２】
前記水洗工程が、カチオン電着塗料の限外濾液で水洗する第１次水洗工程と、イオン交換水、純水または工業用水などの水洗水を用いて仕上げ洗浄を行う第２次水洗工程とから成る請求項１記載のカチオン電着塗装方法。
【請求項３】
前記カチオン電着塗料が固形分含量１０〜１８重量％である請求項１記載のカチオン電着塗装方法。
【請求項４】
前記カチオン電着塗料が固形分含量０．５〜９．０重量％である請求項１記載のカチオン電着塗装方法。
【請求項５】
被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加することにより得られる電着塗装された被塗物を水洗する場合に、カチオン電着塗料を低固形分型にし、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、電着塗装後の水洗工程を短縮するかもしくは水洗水の使用量を削減する方法。
【請求項６】
前記水洗工程が、カチオン電着塗料の限外濾液で水洗する第１次水洗工程と、イオン交換水、純水または工業用水などの水洗水を用いて仕上げ洗浄を行う第２次水洗工程とから成る請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記カチオン電着塗料が固形分含量１０〜１８重量％である請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記カチオン電着塗料が固形分含量０．５〜９．０重量％である請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカチオン電着塗装方法およびカチオン電着塗装方法の水洗工程を短縮するかもしくは水洗水の使用量を削減する方法に関する。特に、カチオン電着塗装における水洗工程を工程数の削減もしくは水洗のための水の量を削減により行われるカチオン電着塗装方法およびカチオン電着塗装方法の水洗工程を短縮するかもしくは水洗水の使用量を削減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電着塗装は、その塗装管理の容易さ、および経済性等の高さなどから、塗装分野、特に自動車分野において広く用いられている。カチオン電着塗料組成物はさらに、自動車分野にとどまらず、建材、一般金属製品、電機製品、産業機械などの幅広い分野においても幅広く用いられている。
【０００３】
このような電着塗装に用いられる電着塗装システムは、図１に示すように、被塗物の表面に電着塗膜を形成する電着浴１０、そして得られた塗装物に過剰に残存する電着塗料組成物などを洗い落とす手段、即ち第１次水洗工程Ａと第２次水洗工程Ｂとが含まれる。第１次水洗工程は、塗装物上に物理的に付着した過剰の塗料組成物などを洗い落とすと共に、塗料成分を回収して電着浴に補充する手段である。第２次水洗工程は、イオン交換水、純水または工業用水などの水洗水を用いて仕上げ洗浄を行う手段である。第１次水洗工程では、電着塗料の限外濾過により得られた限外濾液を水洗水として用いて行う水洗工程で、通常第１水洗ブース１〜第３水洗ブース３の三つの水洗ブースで水洗が行われる。第２次水洗工程では、第１次水洗手段では洗い落とすことができなかった微量の塗料成分および塗料組成物に混入しているイオンなどが洗い落とされる工程で、イオン交換水、純水または工業用水などの水洗水を用いて、やはり第４水洗ブース４、第５水洗ブース５および純水水洗ブース６の三つのブースで水洗が行われる。こうして得られた塗装物は、焼付け処理されることによって、電着塗膜が硬化し、硬化電着塗膜が得られることとなる。
【０００４】
図１を見ると明らかなように、電着塗装とその後の水洗工程は、非常に多くの工程が並んでいて、スペース的に見ると大きな領域を必要とする。また、水洗工程では、大量の水もしくは限外濾液（水が主成分）が必要であり、自動車などの大きな被塗装物を塗装する場合は、水の使用量は莫大なものになる。水洗工程により生じる洗浄水中には、塗料成分などが含まれているため、そのまま外部へ排出することは好ましくない。従って、何らかの処理をして排出する必要があり、その処理にも時間と費用がかかる。水洗工程が短縮されたり、水の使用量が削減されたりすることは、設備やスペースの節約、水資源の節約など大きな効果が予想されるが、現在までのところカチオン電着塗装方法において水洗工程を短縮したり、水資源の使用量を削減したりすることを目的とした特許文献は、殆ど見あたらない。
【０００５】
特開２００１−２１４３００号公報（特許文献１）には、カチオン電着塗装において、被塗物を表面処理した後にカチオン電着槽に浸漬して電着塗装する場合に、表面処理後に複数回水を吹き付けて、従来行われていた乾燥炉を省略する、カチオン電着塗装方法が開示されている。この方法では、表面処理後の乾燥炉の省略が達成されているのであって、カチオン電着塗装後の水洗工程の短縮は検討されていない。
【０００６】
特開平９−２４１８９１号公報（特許文献２）には、被塗物にカチオン電着塗装を施した後水洗し、その後簡単に乾燥を行って、さらに粉体塗料を塗布し、全体を加熱硬化する方法を開示する。この方法は、カチオン電着塗膜の硬化と粉体塗料塗膜硬化とを同時に行って、焼付硬化工程を一回削減するものであるが、カチオン電着塗装後の水洗工程の短縮は検討されていない。
【特許文献１】特開２００１−２１４３００号公報
【特許文献２】特開平９−２４１８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、これまで検討されてこなかったカチオン電着塗装方法における水洗工程を短縮あるいは水資源の削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、カチオン電着塗料を低固形分型に変更し、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、水洗工程が大きく改善されて、水洗工程を短縮あるいは水資源の使用量を多く削減できること発見し、本発明を成すに到った。
【０００９】
即ち、本発明は、被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加する電着塗装工程、および電着塗装工程により得られた塗装された被塗物を水洗する水洗工程からなるカチオン電着塗装方法において、該カチオン電着塗料として低固形分型を用い、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、水洗工程を短縮するかもしくは水洗水の使用量を削減することを特徴とするカチオン電着塗装方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加することにより得られる電着塗装された被塗物を水洗する場合に、カチオン電着塗料を低固形分型にし、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、電着塗装後の水洗工程を短縮するかもしくは水洗水の使用量を削減する方法を提供する。
【００１１】
前記水洗工程は、好ましくは、カチオン電着塗料の限外濾液で水洗する第１次水洗工程と、イオン交換水、純水または工業用水などの水洗水を用いて仕上げ洗浄を行う第２次水洗工程とから成る。
【００１２】
前記カチオン電着塗料は、固形分含量１０〜１８重量％であってもよく、また、固形分含量がより低い０．５〜９．０重量％であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカチオン電着塗装方法では、カチオン電着塗料を低固形分型に変更し、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、水洗工程を短縮したり、使用水量を削減したりすることができるのであり、工程短縮の場合はスペースや設備の削減につながり、使用水量の場合は水資源の節約や廃水処理量の削減などにつながる。工程短縮と使用水量の削減を組み合わせることもでき、この場合は両方の効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
カチオン電着塗装方法および電着塗装後の水洗工程を短縮する方法
本発明のカチオン電着塗装方法では、被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加する電着塗装工程、および電着塗装工程により得られた塗装された被塗物を水洗する水洗工程からなるカチオン電着塗装方法において、カチオン電着塗料の低固形分型を用い、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことを特徴とする。また、本発明の電着塗装後の水洗工程を短縮するかもしくは水洗水の使用量を削減する方法では、被塗物をカチオン電着塗料中に浸漬し電圧を印加することにより得られる電着塗装された被塗物を水洗する場合に、カチオン電着塗料を低固形分型にし、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことを特徴とする。
【００１５】
図１を参照して本発明を説明する。図１は、電着塗装方法、特に電着浴とその後の水洗工程を模式的に示す図である。図１は、前述のように、従来例を説明するものであるが、工程そのものは本発明の説明にも利用できる。
【００１６】
図１中では、自動車の車体の形状をした被塗物が電着浴１０から第１次水洗工程Ａを経て第２次水洗工程Ｂに移動し、その後別の工程に流れていく。第１次水洗工程Ａでは、電着浴１０の塗料を限外濾過器１１を経て回収した限外濾液１２に貯蔵した液体成分（水を主成分とする）をポンプ（図示せず）より送って水洗水として用いる。第２次水洗工程Ｂでは、イオン交換水、純水または工業用水などを水源１４から導入して水洗水として用いる。電着浴１０で電着塗装が行われた被塗物は、第１次水洗工程Ａの中の第１水洗ブース１に移動し、その後第２水洗ブース２を経て、第３水洗ブース３に移動する。各ブースでは、図１に示されるように、水洗水がスプレー吹きつけにより、水洗されてもよいが、この方法のみに限定されない。第４水洗ブース４に示されているような水洗浴中に浸漬する方法でもよく、またその他の方法、例えば水流の中を被塗物が通る方法などでもよい。第１次水洗工程Ａでは、水洗水（限外濾液）は被塗物の流れと逆に、第３水洗ブース３から第２水洗ブース２を経て第１水洗ブース１で利用され、最後に塗料分を多く含んだ水洗水は、電着浴１０に戻されて再利用される。
【００１７】
第１次水洗工程Ａを経た被塗物は、第２次水洗工程Ｂで限外濾液ではなく、イオン交換水、純水または工業用水などによる水洗を受ける。第２次水洗工程Ｂ中では、被塗物は第４水洗ブース４から第５水洗ブース５を経て最後の純水水洗ブース６に移動する。水洗水は、逆に純水水洗ブース６から第４水洗ブース４に移動する。図１の例では、第４水洗ブース４は水洗浴に被塗物を浸漬する方式になっているが、この方式に限定されない。また、他の水洗ブース５および６もスプレー式になっているが、その方法に限定されず、どのような水洗方式をとってもよい。図１の例では、また、水源１４から純水水洗ブース６に水を供給する配管２０と、第４水洗ブース４に水を供給する配管２１が記載されているが、この方式に限定されず、どのような方式で水洗水を供給してもよい。さらに、第４水洗ブース４で使用された水洗水は配管２２を通って排水１３されているが、この方式に限定されず、場合によっては濾過などを経て水洗水として再利用することも可能である。また、排水１３では、直接廃棄されるわけではなく、種々の環境基準に適合するように排水の処理が当然行われる。
【００１８】
本発明によれば、電着浴１０で使用するカチオン電着塗料を低固形分型に変更し、かつ被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更することにより未析出塗料の少なくとも一部を取り除くことにより、水洗工程が短縮されるか、使用する水洗水量を減らすか、またその両方の混合が達成される。使用する水洗水量を減らす態様は、図１の水洗工程（即ち、第１次水洗工程Ａと第２次水洗工程Ｂの両方または一方）で、水洗水の使用水量を減らして、被塗層物１つ当たりに使用する水洗水の水量を低減する。このことにより、水洗工程全体として水資源の節約をはかり、省資源化および環境適合性を高めるのである。使用水量の削減量は、現在の使用量の５０重量％以内、好ましくは１０〜５０重量％、より好ましくは３０〜５０重量％である。５０重量％より多くの削減も可能であるかもしれないが、塗装被膜の欠陥が目立つようになる。
【００１９】
水洗工程の短縮は、図１に示す水洗工程の１以上のブースを削減するか、１以上の水洗ブースで水洗距離を短くするか、の方法で行われる。いずれの方法でも、水洗工程全体としての距離が短くなり、水洗スペースの短縮、ひいては電着塗装工程の短縮につながる。また、水洗工程の短縮は、水洗時間の短縮となり、電着工程全体として時間の短縮にもなる。さらに、水洗工程の短縮は、短縮された部分に使用されている水洗水の使用も削減されるのであるから、自然に水洗水の使用量も削減されることになる。
【００２０】
本発明では、前述のように、カチオン電着塗料が低固形分型である必要がある。低固形分型とは、カチオン電着塗料の固形分含有量が１０〜１８重量％、好ましくは１４〜１８重量％である。従来のカチオン電着塗料では、固形分含有量は１５〜２２重量％ぐらいが通常であるので、本発明では、従来のものより固形分含量が低い、低固形分型を用いる必要がある。カチオン電着塗料を低固形分にするには、無機物である顔料の量を減らすことにより行われる。顔料を減らすと隠蔽性が悪くなる傾向があるので、隠蔽性に悪影響を与えない程度に顔料を減らすか、隠蔽性を別の方法で解消することにより達成することができる。また、カチオン電着塗料が低固形分型であることは、上記のように、固形分含量１０〜１８重量％であるものの他に、０．５〜９．０重量％のものも最近検討されている。本発明は、このようなより低い固形分含量のカチオン電着塗料にも使用できる。
【００２１】
被塗物を電着浴から水洗する前に揺動および／または角度を変更する方法は、特に限定はされない。揺動は、幅広く解釈することができ、被塗物が何らかの力により、積極的に揺れて被塗物の姿勢に変化が生じることを意味する。例えば、被塗物を移動させるための搬送手段を移動させるためのラインが電着浴から出た後、水洗槽に達する前に直線的ではなく、ジグザグや波状になるようにすれば、搬送手段は横方向に揺れる。このような揺れにより、被塗物の角度が変化して、未析出の電着塗料が被塗物の袋状になった部分や隙間にトラップされた状態で存在するものが流出する。
【００２２】
また、最近、自動車の塗装ラインに被塗物の角度を変更することができる搬送設備が提案されている。このような搬送手段の例としては、特開２００５−３３５９４５号公報等が挙げられる。特開２００５―３３５９４５号公報には、吊下支持装置と、この吊下支持装置を昇降させる昇降手段と、吊下支持装置を作動して被搬送体（被塗物）の姿勢を調整する姿勢調整装置と、を有する装置が開示されている。このような搬送手段を用いると、被塗物の姿勢を調整する手段を利用して、電着浴から水洗槽に達する前に、被塗物の姿勢を変化させることによって、未析出の電着塗料が被塗物の袋状になった部分や隙間にトラップされた状態で存在するものが流出する。図２には、これに使用する装置を、模式的に示す。図２中、３１は吊下支持装置であり、３２は昇降手段、３３は姿勢調整装置であり、３４が被搬送体である。
【００２３】
姿勢を変更する角度は、特に限定的ではないが、電着浴中での姿勢から変化が大きいほど未析出の電着塗料が流出しやすいといえるが、装置や水洗槽まで到達する時間等によって大きく変化する。場合によっては、被塗物を塗装状態の姿勢から最大９０°まで回転させることができれば、より未析出の電着塗料の流出が起こりやすくなる。
【００２４】
電着塗料組成物
本発明のカチオン電着塗装方法において、一般的に使用されるカチオン電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、硬化剤および必要に応じて顔料や添加剤を含むものが挙げられる。以下、それぞれの成分について説明する。
【００２５】
カチオン性エポキシ樹脂
本発明で用いるカチオン性エポキシ樹脂には、アミンで変性されたエポキシ樹脂が含まれる。カチオン性エポキシ樹脂は、典型的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ環の全部をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物で開環するか、または一部のエポキシ環を他の活性水素化合物で開環し、残りのエポキシ環をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物で開環して製造される。
【００２６】
ビスフェノール型エポキシ樹脂の典型例はビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂である。前者の市販品としてはエピコート８２８（油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量１８０〜１９０）、エピコート１００１（同、エポキシ当量４５０〜５００）、エピコート１０１０（同、エポキシ当量３０００〜４０００）などがあり、後者の市販品としてはエピコート８０７、（同、エポキシ当量１７０）などがある。
【００２７】
特開平５−３０６３２７号公報に記載される、下記式
【００２８】
【化１】
2008189963.tif 000003
【００２９】
［式中、Ｒはジグリシジルエポキシ化合物のグリシジルオキシ基を除いた残基、Ｒ’はジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除いた残基、ｎは正の整数を意味する。］で示されるオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂をカチオン性エポキシ樹脂に用いてもよい。耐熱性及び耐食性に優れた塗膜が得られるからである。
【００３０】
エポキシ樹脂にオキサゾリドン環を導入する方法としては、例えば、メタノールのような低級アルコールでブロックされたブロックポリイソシアネートとポリエポキシドを塩基性触媒の存在下で加熱保温し、副生する低級アルコールを系内より留去することで得られる。
【００３１】
二官能エポキシ樹脂とモノアルコールでブロックしたジイソシアネート（すなわち、ビスウレタン）とを反応させるとオキサゾリドン環を含有するエポキシ樹脂が得られることは公知である。このオキサゾリドン環含有エポキシ樹脂の具体例及び製造方法は、例えば、特開２０００−１２８９５９号公報第００１２〜００４７段落に記載されており、公知である。
【００３２】
これらのエポキシ樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、および単官能性のアルキルフェノールのような適当な樹脂で変性しても良い。また、エポキシ樹脂はエポキシ基とジオール又はジカルボン酸との反応を利用して鎖延長することができる。
【００３３】
これらのエポキシ樹脂は、開環後０．３〜４．０ｍｅｑ／ｇのアミン当量となるように、より好ましくはそのうちの５〜５０％が１級アミノ基が占めるように活性水素化合物で開環するのが望ましい。
【００３４】
カチオン性基を導入し得る活性水素化合物としては１級アミン、２級アミン、３級アミンの酸塩、スルフィド及び酸混合物がある。１級、２級又は／及び３級アミノ基含有エポキシ樹脂を調製するためには１級アミン、２級アミン、３級アミンの酸塩をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物として用いる。
【００３５】
具体例としては、ブチルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、メチルブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、トリエチルアミン塩酸塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン酢酸塩、ジエチルジスルフィド・酢酸混合物などのほか、アミノエチルエタノールアミンのケチミン、ジエチレントリアミンのジケチミンなどの１級アミンをブロックした２級アミンがある。アミン類は複数のものを併用してもよい。
【００３６】
硬化剤
本発明で使用する硬化剤は、ポリイソシアネートをブロック剤でブロックして得られたブロックポリイソシアネートが好ましく、ここでポリイソシアネートとは、１分子中にイソシアネート基を２個以上有する化合物をいう。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系および芳香族−脂肪族系等のうちのいずれのものであってもよい。
【００３７】
ポリイソシアネートの具体例には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、及びナフタレンジイソシアネート等のような芳香族ジイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルヘキサンジイソシアネート、及びリジンジイソシアネート等のような炭素数３〜１２の脂肪族ジイソシアネート；１，４−シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−４，４’−ジイソシアネート、及び１，３−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン（水添ＸＤＩ）、水添ＴＤＩ、２，５−もしくは２，６−ビス（イソシアナートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン（ノルボルナンジイソシアネートとも称される。）等のような炭素数５〜１８の脂環式ジイソシアネート；キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、及びテトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）等のような芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート；これらのジイソシアネートの変性物（ウレタン化物、カーボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、ビューレット及び／又はイソシアヌレート変性物）；等があげられる。これらは、単独で、または２種以上併用することができる。
【００３８】
ポリイソシアネートを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などの多価アルコールとＮＣＯ／ＯＨ比２以上で反応させて得られる付加体ないしプレポリマーも硬化剤として使用してよい。
【００３９】
ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートであることが好ましい。形成される塗膜が耐候性に優れるからである。
【００４０】
脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートの好ましい具体例には、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添ＴＤＩ、水添ＭＤＩ、水添ＸＤＩ、ＩＰＤＩ、ノルボルナンジイソシアネート、それらの二量体（ビウレット）、三量体（イソシアヌレート）等が挙げられる。
【００４１】
ブロック剤は、ポリイソシアネート基に付加し、常温では安定であるが解離温度以上に加熱すると遊離のイソシアネート基を再生し得るものである。
【００４２】
ブロック剤としては、低温硬化（１６０℃以下）を望む場合には、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムおよびβ−プロピオラクタムなどのラクタム系ブロック剤、及びホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム系ブロック剤を使用するのが良い。
【００４３】
カチオン性エポキシ樹脂と硬化剤とを含むバインダーは、一般に、電着塗料組成物の全固形分の２５〜８５質量％、好ましくは４０〜７０質量％を占める量で電着塗料組成物に含有される。
【００４４】
顔料
本発明で用いられる電着塗料組成物は、通常用いられる顔料を含んでもよい。使用できる顔料の例としては、通常使用される無機顔料、例えば、チタンホワイト、カーボンブラック及びベンガラのような着色顔料；カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカおよびクレーのような体質顔料；リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シアン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム及びリンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛のような防錆顔料等、が挙げられる。
【００４５】
顔料は、一般に、電着塗料組成物の全固形分の１〜３５質量％、好ましくは１０〜３０質量％を占める量で電着塗料組成物に含有される。
【００４６】
本発明の電着塗料組成物は無鉛性であるため、鉛を含む耐食性付与剤、例えば、塩基性ケイ酸鉛、塩基性硫酸鉛、鉛丹、及びシアナミド鉛のような鉛系防錆顔料は使用しないか、または使用しても希釈塗料（電着浴へ加えられる状態）の鉛イオン濃度が５０ｐｐｍ以下となるような量で使用すべきである。鉛イオン濃度が高いと環境に有害であるからである。
【００４７】
顔料分散ペースト
顔料を電着塗料の成分として用いる場合、一般に顔料を顔料分散樹脂と呼ばれる樹脂と共に予め高濃度で水性媒体に分散させてペースト状にする。顔料は粉体状であるため、電着塗料組成物で用いる低濃度均一状態に一工程で分散させるのは困難だからである。一般にこのようなペーストを顔料分散ペーストという。
【００４８】
顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散樹脂ワニスと共に水性媒体中に分散させて調製する。顔料分散樹脂ワニスとしては、一般に、カチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤や４級アンモニウム基及び／又は３級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のようなカチオン性重合体を用いる。水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等を用いる。一般に、顔料分散樹脂ワニスは５〜４０質量部、顔料は１０〜３０質量部の固形分比で用いる。
【００４９】
上記顔料分散用樹脂ワニスおよび顔料を、樹脂固形分１００質量部に対し１０〜１０００質量部混合した後、その混合物中の顔料の粒径が所定の均一な粒径となるまで、ボールミルやサンドグラインドミル等の通常の分散装置を用いて分散させて、顔料分散ペーストを得る。
【００５０】
電着塗料組成物の調製
電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、硬化剤、及び顔料分散ペーストを水性媒体中に分散することによって調製される。また、通常、水性媒体にはカチオン性エポキシ樹脂の分散性を向上させるために中和剤を含有させる。中和剤は塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、乳酸のような無機酸または有機酸である。その量は少なくとも２０％、好ましくは３０〜６０％の中和率を達成する量である。
【００５１】
硬化剤の量は、硬化時にカチオン性エポキシ樹脂中の１級、２級又は／及び３級アミノ基、水酸基等の活性水素含有官能基と反応して良好な硬化塗膜を与えるのに十分でなければならず、一般にカチオン性エポキシ樹脂の硬化剤に対する固形分質量比で表して一般に９０／１０〜５０／５０、好ましくは８０／２０〜６５／３５の範囲である。
【００５２】
電着塗料は、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルスズオキサイドのようなスズ化合物や、通常のウレタン開裂触媒を含むことができる。鉛を実質的に含まないものが好ましいため、その量はブロックポリイソシアネート化合物の０．１〜５質量％とすることが好ましい。
【００５３】
電着塗料は、水混和性有機溶剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び顔料などの常用の塗料用添加剤を含むことができる。
【００５４】
電着塗料組成物を用いて電着塗装を行う場合の被塗物は、予め、浸漬、スプレー方法等によりリン酸亜鉛処理等の表面処理の施された導体であることが好ましいが、この表面処理が施されていないものであっても良い。また、導体とは、電着塗装を行うに当り、陰極になり得るものであれば特に制限はなく、金属基材が好ましい。
【００５５】
電着が実施される条件は一般的に他の型の電着塗装に用いられるものと同様である。印加電圧は大きく変化してもよく、１ボルト〜数百ボルトの範囲であってよい。電流密度は通常約１０アンペア/ｍ2〜１６０アンペア/ｍ2であり、電着中に減少する傾向にある。
【００５６】
本発明の電着塗装方法によって電着した後、電着塗膜を昇温下にて通常の方法、例えば焼付炉中、焼成オーブン中あるいは赤外ヒートランプで焼付ける。焼付け温度は変化してもよいが、通常約１４０℃〜１８０℃である。本発明の電着塗装方法によって塗装された塗装物は、最終水洗の後、乾燥、焼付けされることによって、硬化電着塗膜が形成され、これにより塗装工程が完了する。
【実施例】
【００５７】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００５８】
実施例１
低固形分型のカチオン電着塗料（日本ペイント社製；固形分含量１２重量％）中に前処理を行った被塗物（自動車車体）を浸漬し、１５０Ｖで３分間電着塗装を行った。得られた塗装された被塗物を、塗装された状態から角度を一旦９０°までゆっくり変化させ、その後もと通りにした後、純水による水洗を行った。次の加熱硬化工程に行くのに十分な水洗が行われるまでの純水の使用量は、１００リットルであった。水の使用量は被塗物を１０個水洗した場合の平均値であった。尚、水洗に純水を使用したのは、使用量が定量的に解るためであり、実際には図１に記載したように、限外濾液などを使用する。
【００５９】
比較例１
実施例１と同様に電着塗装された被塗物を、従来通り揺動や角度の変更を行わずに純水による水洗を行った。次の加熱硬化工程に行くのに十分な水洗が行われるまでの純水の使用量は、２５０リットルであった。実施例１と同様、水の使用量は、１０個水洗した場合の平均値であった。
【００６０】
上記実施例と比較例から明らかなように、水洗に要する水（純水）の量は、実施例１において明らかに少ないことが解る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】電着塗装方法、特に電着浴とその後の水洗工程を模式的に示す図である。
【図２】被塗物を揺動あるいは角度を変更するために用いる装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ…第１次水洗工程Ａ
Ｂ…第２次水洗工程Ｂ
１…第１水洗ブース、
２…第２水洗ブース
３…第３水洗ブース、
４…第４水洗ブース、
５…第５水洗ブース、
６…純水水洗ブース、
１０…電着浴、
１１…限外濾過装置、
１２…限外濾液、
１３…廃水、
１４…水源、
２０、２１，２２…配管、
３１…吊下支持装置、
３２…昇降手段、
３３…姿勢調整装置
３４…被搬送体。
【図１】
2008189963.tif 000004
【図２】
2008189963.tif 000005