(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にカチオン電着塗料を電気析出させる工程；
電気析出被膜の表面を水で洗浄し、乾燥させる工程；
電気析出被膜の表面を、３０〜３５ｄｙｎ／ｃｍの表面張力を有する界面活性剤を含む水溶液で洗浄する工程；および
電気析出被膜を乾燥硬化させる工程；
を記載の順に包含する電着塗装表面の処理方法。
【請求項２】
前記界面活性剤のＨＬＢが１０．５〜１４．０である請求項１記載の電着塗装表面の処理方法。
【請求項３】
前記界面活性剤が、式
ＲＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＨ
［式中、Ｒは炭素数８〜２０のアルキル基又は炭素数８〜２０のモノアルキルフェニル基であり、ｎは３〜１５の整数である。］
で示す構造を有する請求項１記載の電着塗装表面の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は電着塗装表面の処理方法に関し、特に基材の表面に形成されるカチオン電着塗料の電気析出被膜の表面を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電着塗装は水性塗料を槽中に満たし同じ浴中にある被塗物に塗料成分を電気泳動させ、被塗面に電気析出させることで塗装を行う方法である。この塗装法は自動車車体の防食塗装を主な用途としており、産業上重要である。
【０００３】
電着塗装法では、電着直後、被塗物の表面に形成される電気析出被膜には水、溶剤、および未析出塗装液等が付着している。かかる余剰物を除去するため、一般に電気析出被膜は入念に水洗される。
【０００４】
実際、工業ラインでは多数回の水洗工程が設けられている。しかし、電気析出被膜の表面に付着した余剰物を完全に除去することは困難であり、作業効率を高めるためには水洗回数の増加にも限界がある。
【０００５】
かかる余剰物の除去が不完全である場合、焼付乾燥後、電気析出被膜上に水滴痕、又は水洗ムラが残る。また、水滴痕の上に塗膜を重ねた場合、水滴痕の円周部分にピンホールが発生し易い。
【０００６】
水洗後にエアーブローを行って水滴を除去して水滴痕の形成を防止する方法も一般に行われる。しかしながら、かかる方法でも、エアーの吹き付け角度や位置、基材の大きさや形状等が変化した場合、水滴が飛散して水滴痕が被膜上に残留する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、電気析出被膜の表面に水洗ムラ、水滴痕を残さない電気析出被膜の表面処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材の表面にカチオン電着塗料を電気析出させる工程；電気析出被膜の表面を水で洗浄し、乾燥させる工程；電気析出被膜の表面を、３０〜３５ｄｙｎ／ｃｍの表面張力を有する界面活性剤を含む水溶液で洗浄する工程；および電気析出被膜を乾燥硬化させる工程；を包含する電着塗装表面の処理方法を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【０００９】
本発明の方法では、まず、被塗物である基材の表面にカチオン電着塗料を電気析出させる。基材は特に限定されない。自動車の車体、二輪車のフレームおよびホイール等、通常電着塗装される被塗物を基材として用いうる。
【００１０】
基材の表面に電気析出させるカチオン電着塗料は従来用いられているいかなるものでもよい。例えば、特公昭５２−６３０６号公報に記載のエポキシウレタン硬化型塗料、同６３−１３９９０９号公報に記載のアクリル型塗料等が挙げられる。
【００１１】
基材の表面にカチオン電着塗料を電気析出させる方法も特に限定されず、従来用いられているいかなる電着塗装方法を用いてもよい。例えば、塗料浴温２０〜４０℃、印加電圧５０〜５００Ｖ、通電時間は被塗物が塗料浴中に完全に浸漬している状態で３０秒〜１０分間、のような条件で行う方法が挙げられる。
【００１２】
ついで、基材の表面に形成された電気析出被膜の表面を水で洗浄し、乾燥させる。水はできるだけ不純物を含まないものが好ましい。一般には、限外ろ過水とイオン交換水等を用いる。
【００１３】
水洗は、電気析出被膜の表面に付着した余剰物をできるだけ除去するために長時間行う方が好ましい。一般には、電気析出被膜の表面の面積１ｍ2当り０．１〜１リットル／秒の流量でＶジェットノズル、パイプノズル、ワールジェットノズル等で３０秒〜１０分間行う。あまり長時間水洗を行うと作業効率が低下する。水洗を行わない場合、又は不十分である場合は、電着塗膜中に持出し塗料成分が残存する。その結果、持出し塗料による電着塗膜の溶解、持出塗料中の揮発成分の蒸発等により最終仕上がり塗膜の外観不良が起こる。
【００１４】
乾燥は、水洗後の基材を室温〜６０℃、好ましくは１０〜５０℃の雰囲気下に置くことにより行う。乾燥温度が室温を下回ると乾燥に長時間を要する。６０℃を上回ると塗膜が軟化フローし、塗膜の表面張力低下がおこることによってその後の水洗時水跡になりやすい。
【００１５】
乾燥時間は一般には３〜６０分であるが、特に限定されず、休憩、直間及びラインストップ時間等１〜７２時間の範囲で適宜調節できる。電気析出被膜のセッティングが３分以下で、水切れが不十分である場合、凹部に溜まった塗料が焼付工程中に表面に漏出する等により、焼付塗膜の外観不良を起こす（二次タレ）。
【００１６】
ついで、乾燥した電気析出被膜の表面を界面活性剤を含む水溶液で洗浄する。界面活性剤とは一分子中に親水性部と疎水性部を有し、溶液表面において表面活性を示し、かつ溶液内部において臨界ミセル濃度以上でミセルコロイドを形成する物質である。かかる界面活性剤を含む水溶液は界面張力の低下作用によって湿潤あるいは浸透作用が生じ、析出膜表面上に濡れ広がる。
【００１７】
すなわち、電着後の析出被膜表面が適当な界面活性剤を含む水溶液で処理することによってかかる被膜表面に残留する水は接触角の大きい水玉状態で存在しえず、被膜表面で均一に濡れ広がってしまい、その後の焼付工程を経ても水滴痕は残らない。
【００１８】
界面活性剤は適量を水に溶解させて界面活性剤を含む水溶液とし、本発明の方法に用いる。界面活性剤は、得られる水溶液の表面張力が３０〜３５ｄｙｎ／ｃｍとなる量で溶解させることが好ましい。
【００１９】
この量は、用いる界面活性剤の種類に依存して変化するが、一般に０．００５〜１．０重量％、好ましくは０．０１〜１．０重量％の範囲である。界面活性剤を含む水溶液の表面張力が３５ｄｙｎ／ｃｍを上回ると焼付乾燥後の塗膜に水滴痕、又は水洗ムラが残り易くなる。
【００２０】
界面活性剤を含む水溶液を用いる洗浄は、一般には、電気析出被膜の表面の面積１ｍ2当り０．０５〜０．５リットル／秒の流量でＶジェットノズル、パイプノズル、ワールジェットノズル等を用いて０．１〜１分間行う。
【００２１】
その後、電気析出被膜を乾燥硬化させる。電気析出被膜の乾燥は上述と同様にして行う。電気析出被膜の硬化の条件は用いる塗料の種類に依存して変化するが、一般には基材を約１４０〜２００℃の温度の雰囲気に１０〜４０分間置くことにより行う。
【００２２】
本発明に使用される界面活性剤としては従来公知のものが使用できるが、非イオン性界面活性剤が好ましい。これらは、焼付乾燥後の塗膜に残存した場合でも、塗膜性能を低下させないことが多いからである。
【００２３】
また、ＨＬＢ１０．５〜１４．０、好ましくは１０．５〜１２．０を有する界面活性剤が特に好ましい。界面活性剤のＨＬＢが１０．５を下回ると水溶性が乏しくなり、１４．０を上回ると水滴が残り易くなり、共に焼付乾燥後の電気析出被膜上に水滴痕、又は水洗ムラが残り易くなる。
【００２４】
更に、常温で造膜性を有しないもの、特に常温で液状のものが好ましい。常温で造膜性を有するものは、焼付乾燥後の塗膜に残存しやすく、残存した場合塗膜の耐水性の低下を引きおこすため、好ましくない。
【００２５】
好ましい界面活性剤は、式
ＲＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＨ
【００２６】
［式中、Ｒは、炭素数８〜２０の直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキル基又は炭素数８〜２０のモノアルキルフェニル基であり、ｎは３〜１５、好ましくは５〜１２の整数である。］
で示す構造を有するものである。
【００２７】
具体的には、分子量２００〜１０００のポリエチレンオキシド等が挙げられる。
【００２８】
【実施例】
以下に本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【００２９】
実施例１
常法により、縦１５ｃｍ、横７ｃｍ、厚さ８ｍｍの冷延鋼板（表裏）の表面上に日本ペイント社製カチオン電着塗料「パワートップＵ−８８０」を２０μmの厚さに電気析出させた。得られた電気析出被膜の表面を、水道水を用いて、０．０５リットル／秒の流量でＶジェットノズルを用いて０．５分間水洗した。その後、電気析出被膜が形成された冷延鋼板を３５℃で６０分間放置し、乾燥させた。
【００３０】
ＨＬＢ１０．５の旭電化工業社製ノニオン性界面活性剤「ＳＯ−１０５」を脱イオン水に０．０１重量％の量で含有させて、界面活性剤を含む水溶液を調製した。この水溶液の表面張力は３０．４ｄｙｎ／ｃｍであった。
【００３１】
この界面活性剤を含む水溶液を用いて、乾燥した電気析出被膜の表面を、０．０５リットル／秒の流量でＶジェットノズルを用いて０．５分間洗浄した。洗浄後、冷延鋼板を２５℃に１分間保つことにより電気析出被膜を乾燥させ、その後１８０℃で１０分間保つことにより電気析出被膜を硬化させた。
【００３２】
硬化した塗膜の表面を目視観察して水滴痕、水洗ムラの有無を調べ、以下の基準により水跡性として評価した。結果を表１に示す。
【００３３】
○：水跡無し
○△：水滴跡１〜３個
△：水滴跡４〜１０個
△×：水滴跡１１〜２０個
×：水滴跡２１個以上
【００３４】
また、以下の基準により塗膜外観を目視観察して評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
○：ワキ（小さいブツ状跡）なし
△：一部ワキ有り
×：塗膜全体にワキ発生
【００３６】
実施例２
ＨＬＢ１１．９の旭電化工業社製ノニオン性界面活性剤「ＬＯ−７」を脱イオン水に０．０１重量％の量で含有させて、界面活性剤を含む水溶液を調製し、これを用いること以外は実施例１と同様にして硬化した塗膜を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００３７】
実施例３
ＨＬＢ１２．０の旭電化工業社製ノニオン性界面活性剤「ＬＡ−８７５」を脱イオン水に０．０１重量％の量で含有させて、界面活性剤を含む水溶液を調製し、これを用いること以外は実施例１と同様にして硬化した塗膜を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００３８】
実施例４
ＨＬＢ１４．０の旭電化工業社製ノニオン性界面活性剤「ＳＯ−１４５」を脱イオン水に０．０１重量％の量で含有させて、界面活性剤を含む水溶液を調製し、界面活性剤で洗浄後さらに水洗すること以外は実施例１と同様にして硬化した塗膜を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
比較例１
界面活性剤を含む水溶液の代わりにイオン交換水を用いること以外は実施例１と同様にして硬化した塗膜を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表２に示す。
【００４０】
比較例２
まず、実施例１と同様にして、冷延鋼板の表面上に電気析出被膜を形成した。
【００４１】
３０秒後、実施例１と同様にして調製した界面活性剤を含む水溶液を用いて、電気析出被膜の表面を、０．０５リットル／秒の流量でＶジェットノズルを用いて０．５分間洗浄した。洗浄後、冷延鋼板を３５℃に６０分間保つことにより電気析出被膜を水切りさせ、再び水洗(０．０５リットル／秒で０．５時間)した。その後１８０℃で１０分間保つことにより電気析出被膜を硬化させた。結果を表２に示す。
【００４２】
比較例３
実施例１で界面活性剤を脱イオン水に０．００１重量％の量で含有させる以外は、実施例１と同様にして硬化した塗膜を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表２に示す。
【００４３】
【表１】
0003835888.tif 000002
【００４４】
【表２】
0003835888.tif 000003
【００４５】
【発明の効果】
電気析出被膜の表面に水洗ムラ、水滴痕を残さない電気析出被膜の表面処理方法が提供された。