《略歴》
1972 職業訓練大学校(訓大)塗装科卒業
1975 訓大 塗装科 助手
1985 工学博士(東京大学)
2015 職業能力開発大学校 准教授退任
2016 川上塗料株式會社 社外取締役 就任
2021 同 上 退任
《専門》
塗料物性、塗装技術と技能
《活動等》
1982年度色材協会論文賞、2006年度, 2020年度日本塗装技術協会 論文賞を受賞。2005~2006年度 技能五輪国内大会「車体塗装」競技主査。
《主な著書》
「現場の疑問を解決する塗装の実務Q&A」, 日刊工業新聞社
「目で見てわかる塗装作業」, 日刊工業新聞社
「工業塗装入門」,日刊工業新聞社
電着塗装は、車体用プライマーとして開発されました。電着塗料は水性塗料であり、図2-39に示すように、カチオン型とアニオン型の2種類があります。前者には＋イオンになる樹脂を、後者には－イオンになる樹脂を使用します。塗料の特性として、電気泳動をしやすくする必要があり、粘度は低い方が、顔料濃度も低い方が良いので、塗膜となる固形分濃度は低くなります。一般に電着塗料の固形分濃度は10～15wt％程度と小さく、スプレーガン用に希釈された溶剤型の焼付け塗料と比較すると、 1/3～1/2程度です。
塗料用樹脂は一般に有機溶剤に溶解しますが、水には不溶です。樹脂を完全な水溶解性にすると、塗膜の耐水性が悪くなるので、部分的に溶解性にして水性化します。この操作として、樹脂の両末端か途中に水性化できる官能基を付ける方法、あるいは、エポキシ樹脂のように両末端にエポキシ基を有する樹脂を選択します。水性化は、樹脂の官能基部分がイオンに解離できれば良いことになり、図2-39に示すように、中和反応を利用します。ここではカチオン型電着塗料の主原料であるエポキシ樹脂を水性化する方法に付いて解説します。
水性化する方法を図2-40にまとめて示します。図中(a)のエポキシ樹脂では中和反応が利用できないから、次のように調製します。
次に、塗装面に析出した図2-40 (b)のアミン変性エポキシ樹脂が架橋塗膜になる機構について説明します。（図2-41参照）
主剤のアミン変性エポキシ樹脂には分子鎖中に-OHがあり、イソシアネート基（-NCO）を有する硬化剤を選ぶと、ウレタン結合で橋かけできます。ただし、-NCOは水と反応してしまうから、-NCOをブロックした状態で使用します。図2-41に示すブロックド・イソシアネートと呼ばれる硬化剤です。ブロック剤は加熱により解離するから、電着した樹脂は焼付けによりウレタン結合で橋かけ塗膜になります。なお、ブロックド・イソシアネートに付いては、これを強制乳化し、図2-40 (b) の樹脂と混合して使用し、被塗物表面に析出させます。
電着塗料は樹脂粒子として存在し、焼付けにより連続被膜を形成します。プライマーの主目的はさび止めです。化成皮膜無し鋼板について一連に異なる膜厚のカチオン電着板を調製し、塩水噴霧試験でさびの発生を調べた結果を図2-42に示します。さびの発生の変曲点は5μm程度であり、10μm以上になるように塗装すれば良いことが判りました。車体の電着塗膜の膜厚は20μm以上になっています。
乗用車のパネルに異常な錆が発生し、実際にパネルの化成皮膜状態をSEMで観察した結果、図2-43に示すような化成皮膜の欠損（スケ）が原因だと推定されました。化成皮膜の欠損（スケ）ならば、電着塗装終了段階で判定できないかと言う相談を受けました。
実際に、前処理工程、電着塗装に従事されている方々にこの相談を持ちかけたところ、次のような回答を頂きました。
カチオン型電着塗装の原理から実際までを2-7～2-9の3回に渡って解説しました。電着塗装から塗膜形成までのまとめを図2-44に示します。
〔引用・参考文献〕＊本章通し番号
1) 坪田実：“ココからはじめる塗装”, 日刊工業新聞社, p.8-27 (2010)
2) 坪田実：“トコトンやさしい塗料の本”, 日刊工業新聞社, p.51, 55-59, 81-83 (2008)
3) 坪田実：モノタロウ 塗料・塗装の何でも質問講座 第3章 いろいろな塗り方
4) 坪田実：“工業塗装入門”, 日刊工業新聞社, p.29 (2019)
5) 職業能力開発総合大学校編：“塗料”, 雇用問題研究会, p.113-117(2007)
6) 杉崎勝久：表面, Vol.53, No.5 (2002)
7) 石井均：表面技術, Vol.61, No.3 (2010)
8) 平澤秀公：色材協会関東支部 平成28年度塗料講演会テキスト, p.33-39 (2016)
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