(57)【要約】【課題】  電着塗料特性を短時間に測定できる測定装置を見出し、該装置を用いた電着特性測定方法によって電着塗料を管理すること。【解決手段】  電着塗料を循環するための配管と、回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）と、該回転電極（ａ）に対する対極と、定電流電源装置（Ｂ）と、及び配管内の塗料析出物の平均粒径を測定できる粒径測定装置（Ｃ）とを具備する装置であって、一定の回転数で回転させた回転電極（ａ）と対極との間に一定電流を印加して回転電極（ａ）の表面に塗料を析出させ、回転電極（ａ）の回転によって回転電極（ａ）の表面から配管内に脱落した塗料析出物の平均粒径を粒径測定装置（Ｃ）によって測定することを特徴とする電着特性測定装置。【選択図】                              図１                                  
2005126778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着塗料を循環するための配管と、回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）と、該回転電極（ａ）に対する対極と、定電流電源装置（Ｂ）と、及び配管内の塗料析出物の平均粒径を測定できる粒径測定装置（Ｃ）とを具備する装置であって、一定の回転数で回転させた回転電極（ａ）と対極との間に一定電流を印加して回転電極（ａ）の表面に塗料を析出させ、回転電極（ａ）の回転によって回転電極（ａ）の表面から配管内に脱落した塗料析出物の平均粒径を粒径測定装置（Ｃ）によって測定することを特徴とする電着特性測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電着特性測定装置を用い、塗料析出物の平均粒径から、電着塗料に金属被塗物を浸漬して一定電圧を一定時間印加した場合の金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（μｍ）を予測することを特徴とする電着特性評価方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電着特性測定装置を用い、回転電極装置（Ａ）の回転電極（ａ）を１００ｒｐｍ〜３，０００ｒｐｍで回転させて電着特性を測定する電着特性評価方法。
【請求項４】
請求項１に記載の電着特性測定装置を用い、定電流電源装置（Ｂ）の電流密度を１００μＡ／ｃｍ２〜１０ｍＡ／ｃｍ２で印加させて電着特性を測定する電着特評価方法。
【請求項５】
請求項１に記載の電着特性測定装置を用い、配管内の電着塗料の流速を０．０１ｍ／秒〜０．５ｍ／秒で循環して電着特性を測定する電着特性評価方法。
【請求項６】
請求項２〜５に記載の電着特性評価方法を用いて、塗装ラインにおける電着塗料を管理する電着特性管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電着特性測定装置、該装置を用いて得られた平均粒径から、電着塗料に金属被塗物を浸漬して一定電圧を一定時間印加した場合に、金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（μｍ）を予測する電着特性評価方法、及び電着特性管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電着塗料は、自動車ボディや部品などの下塗り塗料として用いられ、多くの塗装ラインにて用いられている。このような塗装ラインは、電着槽に電着塗料を満たし、被塗物をコンベアなどで搬送して電圧を印加して電着塗装を行った後、焼き付け乾燥することによって塗膜を得る自動化塗装が行われており、自動車ボディは連続的に塗装されて塗料が持ち出される。連続塗装において、一定の塗装台数をカウントすると新たに塗料が補給されることによって一定の塗料特性を保っている。
【０００３】
従来、電着塗料特性を測定するために、電着塗料槽から塗料をサンプリングし、その塗料を実験室に持ち帰って、電着塗料に金属被塗物を浸漬し、一定電圧を一定時間印加した場合に、金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（μｍ）を求めていた。しかしこれらのデータが揃うまでには、１時間〜３日間を要していた。その間にも塗装ラインが変化し続ける為、ライン対応が遅れて仕上り性の異常が発生することがあった。
最近の傾向として、自動車ボディの混載化（車種の違う自動車ボディを連続的に塗装する）や、生産性の向上のためにコンベア速度を上げることがある。このようなことから電着塗料の特性は、従来にも増して経時で変化し易く、その変化に対する素早い対応が求められていた。
【０００４】
例えば、塗装面積の大きい自動車ボディが連続的に塗装されると、塗料の補給頻度が増え、塗料中の有機溶剤量が増えることから塗膜がつき易くなるとか。また週明けは、塗膜が付きにくい状態であったのが、塗装ラインが稼動している間に有機溶剤が電着塗料槽内に蓄積して膜厚が厚くなることがあった。そのため塗料使用量が増え、コストがかかることからユーザー側から増膜に対する早急な対応を求められていた。
従来の発明に、試料水の配管中に検出器を取り付けてインライン形式で、回転電極式分析計を適用して残留塩素を測定する装置に関する考案がある［特許文献１］。この考案は、インラインに回転電極を組み込んであるが、樹脂や顔料を含有した塗料の測定には適さない。
【０００５】
それに対し、本発明は、電着特性の測定時において、塗料を回転電極に析出させ、配管内に脱落した塗料析出物の平均粒径を粒径測定装置を用いて測定することによって、「電着塗料に金属被塗物を浸漬し、一定電圧を一定時間印加した場合に、金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（μｍ）、以下、「電圧〜膜厚」と略する場合がある。」を求める電着特性測定装置、測定方法、管理方法である。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−３０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題は、電着塗料に金属被塗物を浸漬し、一定電圧を一定時間印加した場合に、金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（μｍ）を短時間に得られるる電着特性測定方法を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明者等は鋭意検討した結果、回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）、定電流電源装置（Ｂ）、粒径測定装置（Ｃ）、配管を具備する装置を用意し、該装置の配管内を一定の流速にて電着塗料を循環しながら電着塗装を行う。その時に、回転電極に析出し離脱した塗料析出物の平均粒径から乾燥膜厚（μｍ）を予測できることを見出し、発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、
１．電着塗料を循環するための配管と、回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）と、該回転電極（ａ）に対する対極と、定電流電源装置（Ｂ）と、及び配管内の塗料析出物の平均粒径を測定できる粒径測定装置（Ｃ）とを具備する装置であって、一定の回転数で回転させた回転電極（ａ）と対極との間に一定電流を印加して回転電極（ａ）の表面に塗料を析出させ、回転電極（ａ）の回転によって回転電極（ａ）の表面から配管内に脱落した塗料析出物の平均粒径を粒径測定装置（Ｃ）によって測定することを特徴とする電着特性測定装置、
２．１に記載の電着特性測定装置を用い、塗料析出物の平均粒径から、電着塗料に金属被塗物を浸漬して一定電圧を一定時間印加した場合の金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（μｍ）を予測することを特徴とする電着特性評価方法、
３．１項に記載の電着特性測定装置を用い、回転電極装置（Ａ）の回転電極（ａ）を１００ｒｐｍ〜３，０００ｒｐｍで回転させて電着特性を測定する電着特性評価方法。
４．１項に記載の電着特性測定装置を用い、定電流電源装置（Ｂ）の電流密度を１００μＡ／ｃｍ２〜１０ｍＡ／ｃｍ２で印加させて電着特性を測定する電着特評価方法。
５．１項に記載の電着特性測定装置を用い、配管内の電着塗料の流速を０．０１ｍ／秒〜０．５ｍ／秒で循環して電着特性を測定する電着特性評価方法、
６．２項〜５項に記載の電着特性評価方法を用いて、塗装ラインにおける電着塗料を管理する電着特性管理方法、
に関する。
【発明の効果】
【００１０】
従来、電着塗料特性を測定するために、電着塗料槽から塗料をサンプリングし、その塗料を測定場所に持ち帰って、電着塗料特性における「一定電圧を一定時間印加した場合に、金属被塗物上に形成される乾燥膜厚（以下、電圧〜膜厚、と略する）」を測定するが、  電着塗料特性のデータが揃うまでには、１時間〜３日間を要し、その間にも塗装ラインが変化し続けるためライン対応が遅れることが多々あった。
本発明の電着特性測定装置を用いた評価方法によって、短時間で正確な「電圧〜膜厚」を求めることができ、例えば、塗装ラインに組み込むことによって、測定データをもとにライン対応（電圧の変更、有機溶剤の添加等）を迅速に行うことができる。このような評価方法を用いて電着塗料を監視することによって、塗装ラインの管理にかかる時間、手間、コストを大幅に削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の電着特性測定装置は、モデル図として、図１で示されるような回路で示される。詳細は、電着塗料を循環するための配管と、回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）と、該回転電極（ａ）に対する対極と、定電流電源装置（Ｂ）と、及び配管内の塗料析出物の平均粒径を測定できる粒径測定装置（Ｃ）とを具備する装置であって、一定の回転数で回転させた回転電極（ａ）と対極との間に一定電流を印加して回転電極（ａ）の表面に塗料を析出させ、回転電極（ａ）の回転によって回転電極（ａ）の表面から配管内に脱落した塗料析出物の平均粒径を粒径測定装置（Ｃ）によって測定することを特徴とする電着特性測定装置である。
【００１２】
上記の電着特性測定装置を用いて得られた塗料析出物の平均粒径から、「一定電圧を一定時間印加した場合に、金属被塗物上に形成される乾燥膜厚」を予測することができる。
さらには、この電着特性評価方法用いて塗装ラインを管理することができる。
【００１３】
回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）：
回転電極装置（図１の１）は、回転電極（図１の２）を制御するモーターやプログラムなどが組み込まれており、回転電極を回転数が１００ｒｐｍ〜３，０００ｒｐｍ、好ましくは５００ｒｐｍ〜２，０００ｒｐｍ、さらに好ましくは１，０００ｒｐｍ〜２，０００ｒｐｍで回転させることができる。
【００１４】
カチオン電着塗料は電着塗装によって、電荷を失って回転電極の表面に析出して塗膜を形成しようとするが、電極が回転しているために塗膜析出物が融着せずに離脱して、電着塗装設備の配管内に拡散する。回転電極（ａ）の材質としては、金、白金、グラッシーカーボンなどが挙げられる。このような回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）の市販品としては、例えば、インター・テックサービス株式会社（http：//wwwAutolabj.com）製、日厚計測社製等を用いることができる。
【００１５】
定電流電源装置（Ｂ）：
定電流電源装置（Ｂ）は、回転電極（ａ）と電極（対極）の間に定電流を発生させるるための装置で、一例として、株式会社 高砂製作所製等の電源装置を用いることができる。定電流電源装置（Ｂ）から発せられる電流値は、１００μＡ／ｃｍ２〜１０ｍＡ／ｃｍ２、好ましくは２００μＡ／ｃｍ２〜１ｍＡ／ｃｍ２の範囲がよく、電着塗装によって電極に析出させるための測定時間としては、１０秒間〜１０分間、好ましくは１分間〜５分間が、回転電極（ａ）の表面に電着塗料が析出するのに適している。
【００１６】
粒径測定装置（Ｃ）：
粒径測定装置（Ｃ）は、電着塗料の配管中にセンサー（図１の６−１、図１の６−２）を入れ、定電流電源装置（Ｂ）を用いて電着塗装を行って回転電極に析出した塗料析出物が回転電極が回転することによって配管中に離脱する、その塗料析出物の粒径を計測するものである。
粒径変化の微妙な変化を捕らえるために、センサーを回転電極（ａ）の前後に設置することが好ましい。このことにより粒径の増加分を緻密に捕らえることから正確な「電圧〜膜厚」を得ることができる。このような粒径測定装置（Ｃ）の市販品としては、例えば、ＦＰＡＲ−１０００（大塚電子株式会社製、商品名、濃厚系粒子アナライザ）等を挙げることができる。
【００１７】
本発明の電着特性測定装置における粒径測定装置（Ｃ）は、平均粒径０．１μｍ〜３μｍ、好ましくは０．３μｍ〜２μｍ、さらに好ましくは０．５μｍ〜１．５μｍの範囲を計測することができる。電着塗料を循環させる配管の管径は、０．００１ｍ〜０．５ｍφ、好ましくは０．００５ｍ〜０．１ｍφで、塗装ラインから実験室サイズまで対応が可能である。  
【００１８】
配管内を循環する電着塗料の流速は、０．０１ｍ／秒〜０．５ｍ／秒、好ましくは０．０２ｍ／秒〜０．５ｍ／秒の範囲であることが好ましい。流速が０．０１ｍ／秒であると塗料が沈降し易く、また塗料析出物も拡散しないため好ましくない、流速が０．５ｍ／秒を超えると電着塗料析出物の拡散速度が速く、センサーで平均粒径を捕らえ難くなる。
本発明の電着特性測定装置は、配管内を一定の流速にて電着塗料を循環し、定電流密度で電着塗装を行うことによって、回転電極（ａ）に析出した塗料析出物の平均粒径を計測することによって、リアルタイムに「電圧〜膜厚」を求めることができる。
【００１９】
このような電着特性測定装置を用いた電着特性評価方法は、例えば、一定電圧（例えば、２５０Ｖ）で一定時間（例えば、３分間）電着塗装を行い、水洗後、標準条件（１７０℃−２０分間）での乾燥膜厚（例えば、２０μｍ）をリアルタイムに予測することができる。
【００２０】
例えば、「電圧〜膜厚」が「２５０Ｖ〜２０μm」であったものが、塗料に有機溶剤を添加すると「２５０Ｖ〜２２μm」であったり、有機溶剤が揮散した塗料は「２５０Ｖ〜１８μm」である、といった電圧に対する膜厚の増減を、塗料析出物の平均粒径から求める電着特性評価方法である。平均粒径と「電圧〜膜厚」との関係は、電着塗料種に応じて
換算する近似式を作成する必要がある。
【００２１】
上記の電着特性評価方法を用いて電着塗料を監視する管理方法は、リアルタイムで「電圧〜膜厚」がわかるため、塗装ラインに設置する、さらにはインターネットを介して遠隔地にて監視することによって、適時なライン対応や対策が可能となり、過剰膜厚や過小膜厚で製品が塗装されることの抑制し、省コスト、省資源化につながるものである。
本発明に使用できる電着塗料は、カチオン電着塗料、アニオン電着塗料のいずれの場合においても測定することができ、カチオン電着塗料では回転電極（ａ）を陰極側に、アニオン電着塗料では陽極側となるように結線する。
【００２２】
本発明に適用できる電着塗料としては、従来から既知の電着塗料を用いることができ、
カチオン電着塗料でもアニオン電着塗料のいずれでもかまわないが防錆性の面からカチオン電着塗料が主流となってきており、カチオン電着塗料について説明する。
カチオン電着塗料は、基体樹脂として、例えば、アミン付加型エポキシ樹脂やアミン付加型アクリル樹脂を用い、例えば、硬化剤としてのブロック化ポリイソシアネート、表面調整剤、触媒、界面活性剤、有機溶剤、中和剤を加えて水分散してなるエマルションと、着色顔料、体質顔料、触媒を分散樹脂とともに顔料分散してなる顔料ペーストを加え、脱イオン水で希釈して製造されたものを例示できる。
【００２３】
このようなカチオン電着塗料の固形分としては、０．１〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％、さらに好ましくは１５〜２５重量、ｐＨは５．０〜７．５、好ましくは５．５〜７．０範囲が適している。本発明における測定に必要な電着塗料の量としては、１０ｍｌ〜３００ｍ３の間で任意に調整することができ、回転電極（図１の２）、センサー（図１の６−１、図１の６−２）を浸漬できれば問題なく測定できる。このことから塗装ラインサイドや塗装ラインに隣接した管理室等においても測定できる。
【実施例】
【００２４】
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。
【００２５】
電着特性測定装置
以下の（１）〜（３）を具備する図１のように結線した電着特性測定装置（Ｉ）を用意した。実施例に供した。
【００２６】
電着特性測定装置（Ｉ）：
（１）．回転電極装置ＲＲＤＥ−１日厚計測製（回転電極（ａ）を有する回転電極装置（Ａ）に相当）
（２）．定電流電源装置ＣＣＰ５００−００５ＭＲ、高砂株式会社製、（定電流電源装置（Ｂ）に相当）
（３）．ＦＲＡＲ−１０００、大塚電子株式会社製、（粒径測定装置（Ｃ）に相当）。
【００２７】
実施例１  
自動車塗装ラインからサンプリングした電着塗料Ａ  ５００ｃｍ３を電着槽（図１の１０）に入れた。浴温度を２８℃として、電着特性測定装置（Ｉ）を用いて定電流８００μＡ／ｃｍ２を回路に与え、回転数１，０００ｒｐｍの回転電極（図１の２）に電着塗料Ａを析出させては、塗料析出物を離脱させた。この塗料析出物の平均粒径（注１）を０．２５μmを得た。この平均粒径値と換算式から、「電圧〜膜厚」＝「２５０Ｖ〜２２μm」を得た。この値を算出するのに要した時間は、約５分間であった。
【００２８】
実施例２  
自動車塗装ラインからサンプリングした電着塗料Ｂを用いる以外は、実施例１と同様の操作にて、平均粒径を０．２３μmを得た。この平均粒径値と換算式から、「電圧〜膜厚」＝「２５０ｖ〜２０μm」を得た。この値を算出するのに要した時間は、約５分間であった。
【００２９】
実施例３
自動車塗装ラインからサンプリングした電着塗料Ｃを用いる以外は実施例１と同様の操作にて、平均粒径を０．２９μmを得た。この平均粒径値と換算式から、「電圧〜膜厚」＝「２５０ｖ〜２５μm」を得た。この値を算出するのに要した時間は、約５分間であった。
【００３０】
比較例１
実施例１と同様の電着塗料Ａを用い、浴温度を２８℃として、化成処理を施した冷延鋼板（７ｃｍ×１０ｃｍ×１５ｃｍ）に電着塗装を２５０Ｖにて３分間行った。そののち、水洗後、１７０℃で２０分間の焼き付け乾燥を行って試験板を得た。その試験板から、膜厚２２μｍを求めた。  上記の特性を算出するのに要した時間は、約３時間であった。
【００３１】
比較例２
実施例２と同様の電着塗料Ｂを用い、浴温度を２８℃として、化成処理を施した冷延鋼板（７ｃｍ×１０ｃｍ×１５ｃｍ）に電着塗装を２５０Ｖにて３分間行った。そののち、水洗後、１７０℃で２０分間の焼き付け乾燥を行って試験板を得た。その試験板から、膜厚１９．５μｍを求めた。上記の特性を算出するのに要した時間は、約３時間であった。
【００３２】
比較例３ 
実施例３と同様の電着塗料Ｃを用い、浴温度を２８℃として、化成処理を施した冷延鋼板（７ｃｍ×１０ｃｍ×１５ｃｍ）に電着塗装を２５０Ｖにて３分間行った。そののち、水洗後、１７０℃で２０分間の焼き付け乾燥を行って試験板を得た。その試験板から、膜厚２６μｍを求めた。上記の特性を算出するのに要した時間は、約３時間であった。
【００３３】
実施例を表１に示す。比較例の結果を表２に示す。
【００３４】
【表１】
2005126778.tif 000003
【００３５】
（注１）粒径：センサー１とセンサー２の平均粒径の差を計測した。
（注２）電着特性：２５０Ｖ−３分間電着塗装を行った時の、被塗物上の乾燥膜厚（μｍ）を予測した。
【００３６】
【表２】
2005126778.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３７】
電着塗料特性をリアルタイムで算出できるため、塗料の変化に対しての対応や対策を早急に図れる。そのため余分な膜厚や通電を防ぎ、省エネルギーや省コストに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の電着特性測定装置のモデル図である。
【符号の説明】
【００３９】
１．回転電極装置
２．回転電極
３．対極
４．塗料凝集物を示す
５．電着塗料の流れ
６−１．センサー１
６−２．センサー２
７．粒径測定装置
８．定電流電源
９．配管
１０．電着槽
【図１】
2005126778.tif 000005