JP7826727B2 - 粉体塗料 - Google Patents

粉体塗料

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Description

本発明は、粉体塗料に関する。
エポキシ樹脂が配合された粉体塗料に関する技術として、特許文献1~3に記載のものがある。
特許文献1(特開平6-039344公報)には、結晶性熱硬化性樹脂を含む、溶融流動性の高い樹脂粉体塗料を、予熱した被処理物の下部表面に付着させた後、その被処理物を上下反転させ、この状態で粉体塗料をその硬化温度に加熱し、被処理物に付着した樹脂粉体塗料を溶融状態で流下させながら、硬化反応を行わせる粉体塗装方法について記載されている(請求項1)。また、同文献には、結晶性熱硬化性樹脂として結晶性エポキシ樹脂が用いられること(段落0005)、被処理物がコイルであってよいこと(請求項2)、粉体塗料の溶融時粘度が1000cp以下であってよいこと(請求項3)が記載されている。
特許文献2(特開平2001-238419号公報)には、固定子コイルのコイルエンドの頂部表面を覆うように絶縁性樹脂が塗布形成されることが記載されており(請求項1)、また、絶縁性樹脂として、乾燥および硬化時に、コイルエンドの頂部から頂部以外の素線の部分に浸透付着しないような所定の粘度を有したエポキシ樹脂を主剤とした樹脂を用いうることが記載されている(請求項9)。
特許文献3(特開2000-278901号公報)には、接合部を有する固定子巻線とその接合部を覆う絶縁樹脂を含んでおり、絶縁樹脂の弾性率を絶縁樹脂と前記接合部との剥離が生じる上限値よりも小さな値に設定し、上限値は絶縁樹脂の膜厚に応じて変更される回転電機の固定子の絶縁構造について記載されている(請求項1)。また、同文献には、絶縁樹脂の膜厚は最大値がほぼ0.5mmに設定され、固定子巻線が銅によって形成されるとともに、絶縁樹脂はエポキシであること(請求項4)、硬化前の絶縁樹脂の粘度を少なくとも50a・s以下にする必要があること(段落0031)が記載されている。
特開平6-039344公報 特開平2001-238419号公報 特開2000-278901号公報
しかしながら、上記文献に記載の技術について本発明者が検討したところ、優れた充填性と垂れの抑制とを両立するという点で、改善の余地があることが見出された。
本発明によれば、
コイルエンドを被覆するために用いられる粉体塗料であって、
粒子状の熱硬化性樹脂組成物を含み、
前記熱硬化性樹脂組成物が、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
を含み、
動的粘弾性測定により、150℃、1Hz、25mmφ、アルミパラレルプレート、0.5mmギャップの条件で測定される、当該粉体塗料の複素粘度において、
測定開始1分後の粘度η1が40Pa・s以上1000Pa・s以下であり、
前記η1に対する測定開始2分後の粘度η2の比(η2/η1)が6.0以上100以下である、粉体塗料が提供される。
本発明によれば、前記本発明における粉体塗料により前記露出部が封止されている前記コイルエンドを有する、コイルが提供される。
本発明によれば、
絶縁被覆で導体部が覆われているとともに前記絶縁被覆から前記導体部が露出する露出部が設けられたコイルエンドを有するコイルの前記コイルエンドを、粉体塗料が流動する流動槽に浸漬し、前記粉体塗料の溶融物を前記露出部の外側に付着させる工程を含み、
前記粉体塗料が、前記本発明における粉体塗料である、コイルエンドの封止方法が提供される。
なお、これらの各構成の任意の組み合わせや、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた本発明の態様として有効である。
たとえば、本発明によれば、前記本発明における粉体塗料により塗装されてなる、物品を得ることもできる。
本発明によれば、優れた充填性と垂れの抑制とが両立される粉体塗料を提供することができる。
実施形態における固定子の構成例を示す斜視図である。 図1に示した固定子における固定子コイルのコイルエンドの構成例を示す平面図である。
以下、実施の形態について説明する。本実施形態において、組成物は、各成分をいずれも単独でまたは二種以上を組み合わせて含むことができる。
(粉体塗料)
本実施形態において、粉体塗料は、コイルエンドを被覆するために用いられるものであって、粒子状の熱硬化性樹脂組成物を含む。熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材と、を含む。そして、動的粘弾性測定により、150℃、1Hz、25mmφ、アルミパラレルプレート、0.5mmギャップの条件で測定される、粉体塗料の複素粘度において、測定開始1分後の粘度η1が40Pa・s以上1000Pa・s以下であり、上記η1に対する測定開始2分後の粘度η2の比(η2/η1)が6.0以上100以下である。
本実施形態においては、粉体塗料に含まれる粒子状の熱硬化性樹脂組成物が、特定の成分を含むとともに、粘度η1および粘度比(η2/η1)がそれぞれ特定の範囲にある。このため、優れた充填性と垂れの抑制とが両立される粉体塗料を得ることができる。
ここで、本発明者は、粉体塗装によりコイルエンドを安定的に被覆して優れた絶縁性を得るという点から、コイルの小型化に伴い隣接するコイルエンドの間隔が小さくなった際にも、塗装時の垂れを抑制しつつ、銅線等の導体の溶接部に代表される狭部の充填性をより優れたものとすべく検討した。その結果、粉体塗料の流動挙動に着目し、150℃における粘度η1および粘度比(η2/η1)を指標としてこれらを制御することにより、導体間の優れた充填性と垂れの抑制とを両立できることを新たに見出した。この理由としては、これらの両立のためには粉体塗料の硬化挙動を最適になるよう制御することが重要であることが考えられる。
本実施形態における粉体塗料を用いることにより、たとえば、露出部における導体の結線部分、溶接部分等を安定的に封止することができ、これにより、たとえば結線部分や溶接部分の絶縁性および強度を向上することも可能となる。
本実施形態によれば、コイルエンドの被覆用として好適な粉体塗料を得ることができ、たとえば、絶縁被覆で導体部が覆われているとともに絶縁被覆から導体部が露出する露出部が設けられたコイルエンドを有するコイルのコイルエンドの塗装に好適に用いられる粉体塗料を提供することも可能となる。
また、本実施形態における粉体塗料は、たとえば、絶縁被覆で導体部が覆われているとともに絶縁被覆から導体部が露出する露出部が設けられたコイルエンドを有するコイルのコイルエンドを、粉体塗料が流動する流動槽に浸漬し、粉体塗料の溶融物を露出部の外側に付着させる工程を含む、粉体塗装方法に用いることができ、たとえば上記粉体塗装方法において、コイルエンドの露出部から絶縁被覆にわたって粉体塗料の溶融物を付着させることができる。
以下、粉体塗料の構成をさらに具体的に説明する。
測定開始1分後の粘度η1に対する測定開始2分後の粘度η2の比(η2/η1)は、塗膜の垂れ抑制および硬化性向上の観点から、6.0以上であり、好ましくは10以上、より好ましくは20以上、さらに好ましくは30以上である。
また、充填性向上の観点から、上記粘度比(η2/η1)は、100以下であり、好ましくは80以下、より好ましくは60以下、さらに好ましくは50以下である。
粉体塗料の粘度η1は、垂れ抑制の観点から、40Pa・s以上であり、好ましくは80Pa・s以上、より好ましくは100Pa・s以上である。
また、充填性向上の観点から、粉体塗料の粘度η1は、1000Pa・s以下であり、好ましくは600Pa・s以下、より好ましくは400Pa・s以下、さらに好ましくは200Pa・s以下である。
粉体塗料の粘度η2は、垂れやすさを抑える観点から、たとえば300Pa・s以上であってよく、好ましくは1000Pa・s以上であり、より好ましくは2000Pa・s以上、さらに好ましくは3000Pa・s以上である。
また、充填性向上の観点から、粉体塗料の粘度η2は、好ましくは10000Pa・s以下であり、より好ましくは9000Pa・s以下、さらに好ましくは8000Pa・s以下である。
粉体塗料の複素粘度において、粘度η1に対する測定開始1.5分後の粘度η3の比(η3/η1)は、垂れ抑制および硬化性向上の観点から、好ましくは1超であり、より好ましくは1.5以上、さらに好ましくは2.0以上である。
また、充填性向上の観点から、上記粘度比(η3/η1)は、好ましくは10以下であり、より好ましくは8.0以下、さらに好ましくは5.0以下である。
粉体塗料の複素粘度において、測定開始10秒後の粘度η4は、垂れ抑制の観点から、好ましくは20Pa・s以上であり、より好ましくは22Pa・s以上、さらに好ましくは24Pa・s以上である。
また、充填性向上の観点から、粉体塗料の粘度η4は、好ましくは40Pa・s以下であり、より好ましくは35Pa・s以下、さらに好ましくは30Pa・s以下である。
ここで、粉体塗料の複素粘度は、前述の条件により測定され、さらに具体的には動的粘弾性測定装置(たとえば、Anton Paar社製 MCR301)を用い、温度150℃、周波数1Hz、25mmφアルミパラレルプレート、ギャップ0.5mmの条件により測定される。そして、測定開始1分後、2分後、1.5分後および10秒後の粘度を、それぞれ、η1、η2、η3およびη4とする。
次に、粉体塗料中の熱硬化性樹脂組成物の粒度特性を説明する。
熱硬化性樹脂組成物の粒径d90は、コイルエンドの被覆時に粉体塗料が流動槽内で好ましく流動するようにする観点から、好ましくは50μm以上であり、より好ましくは70μm以上、さらに好ましくは100μm以上である。
また、流動槽底面への粗粉の堆積を防ぎ、より安定的に塗装する観点から、熱硬化性樹脂組成物の粒径d90は、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは180μm以下、さらに好ましくは150μm以下である。
ここで、熱硬化性樹脂組成物の粒度特性および後述する無機粒子の粒度特性については、レーザー回折法により、具体的には、市販のレーザー回折式粒度分布測定装置(たとえば、島津製作所社製、SALD-2300)を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定することにより得ることができる。
次に、粉体塗料の構成成分について説明する。
粉体塗料は、熱硬化性樹脂組成物を含み、熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤および無機充填材を含む。
エポキシ樹脂の具体例として、分子中に2個以上のエポキシ基を有し、室温下で固形のものが挙げられる。このようなエポキシ樹脂として、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、ノボラック型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビフェニル型、ナフタレン型、ビフェニルアラルキル型、芳香族アミン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。
コイルエンドをより安定的に被覆する観点から、エポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種または二種以上を含み;
より好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂と、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂およびテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種または二種以上と、を含み:
さらに好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビフェニアラルキル型エポキシ樹脂とを含む。
このとき、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の軟化点は、槽内での固結を抑制する観点、および、粉体塗料により形成される塗膜の外観の好ましさを向上する観点から、たとえば65~150℃以下であり、好ましくは70~120℃以下である。
熱硬化性樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、粉体塗料の硬化物の表面の平滑性を向上する観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは25質量%以上、さらにより好ましくは30質量%以上である。
また、粉体塗料の塗装成形性を良好なものとする観点から、熱硬化性樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して好ましくは70質量%以下であり、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、さらにより好ましくは40質量%以下である。
また、熱硬化性樹脂組成物は、他の熱硬化性樹脂を含んでもよい。他の熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群から選択される一種または二種以上が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂は、後述するフェノール樹脂硬化剤等の樹脂硬化剤を含んでもよい。
熱硬化性樹脂組成物中の熱硬化性樹脂の含有量は、粉体塗料の硬化物の表面の平滑性を向上する観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは25質量%以上、さらにより好ましくは30質量%以上である。
また、粉体塗料の塗装成形性を良好なものとする観点から、熱硬化性樹脂組成物中の熱硬化性樹脂の含有量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して好ましくは70質量%以下であり、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、さらにより好ましくは45質量%以下、よりいっそう好ましくは40質量%以下である。
硬化剤の具体例として、ジアミノジフェニルメタンやアニリン樹脂などの芳香族アミン、脂肪族アミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合物、ジシアンジアミドおよびその誘導体等のアミン類;
各種イミダゾールやイミダゾリン化合物;
アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、マレイン酸、トリメリット酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、ピロメリット酸などのポリジカルボン酸またはその酸無水物;
ノボラック型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂等のフェノール樹脂;
アジピン酸やフタル酸などのジヒドラジッド、フェノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノールAなどとアルデヒドとの縮合物であるノボラック類;
カルボン酸アミド;
メチロール化メラミン類;および
ブロック型イソシアヌレート類が挙げられる。
粉体塗料の垂れを抑制する観点、および、粉体塗料の充填性を向上する観点から、硬化剤は、好ましくは酸無水物およびフェノール樹脂からなる群から選択される一種以上を含む。
エポキシ樹脂に対する硬化剤の割合は、たとえば使用するエポキシ樹脂および硬化剤の種類により調整することができる。
エポキシ樹脂に対する硬化剤の割合は、良好な硬化性および硬化物特性を得る観点から、硬化剤の官能基(数)は、エポキシ樹脂のエポキシ基(数)に対して、好ましくは0.1モル当量以上であり、より好ましくは0.2モル当量以上、さらに好ましくは0.3モル当量以上であり、また、好ましくは1.2モル当量以下であり、より好ましくは1.1モル当量以下、さらに好ましくは0.9モル当量以下である。
無機充填材として、具体的には、結晶シリカ、溶融破砕シリカ等の溶融シリカ、球状シリカ、表面処理シリカ等のシリカ;炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等のカルシウム化合物;硫酸バリウム、酸化アルミニウム(具体的にはアルミナ)、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、カオリン、クレー、マイカ、ドロマイト、ウォラストナイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、ジルコン、モリブデン化合物が挙げられる。
入手の容易さの観点から、無機充填材は、好ましくは、シリカ、アルミナおよび炭酸カルシウムからなる群から選択される一種または二種以上を含み、より好ましくはシリカ、アルミナおよび炭酸カルシウムからなる群から選択される一種または二種以上であり、さらに好ましくはシリカである。
無機充填材がシリカであるとき、シリカの平均粒径d50は、粉体塗料の狭部充填性を向上する観点から、好ましくは50μm以下であり、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは25μm以下であり、また、たとえば1μm以上であってもよい。
熱硬化性樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の機械的強度を向上する観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上である。また、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の平滑性を高める観点から、熱硬化性樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは80質量%以下であり、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは65質量%以下である。
熱硬化性樹脂組成物は、上述した成分以外の成分を含んでもよい。たとえば、熱硬化性樹脂組成物が、硬化促進剤、着色剤、レベリング材、難燃剤、カップリング剤等を配合してもよい。
たとえば、粉体塗料の垂れ抑制の観点、および、粉体塗料の充填性向上の観点から、熱硬化性樹脂組成物が硬化促進剤をさらに含むことが好ましい。
硬化促進剤の具体例として、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン;2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物;3級アミン等のアミン化合物が挙げられる。
また、垂れの抑制および充填性向上の効果のバランスをより向上する観点から、熱硬化性樹脂組成物が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂とを含むとともに、硬化促進剤をさらに含むことも好ましい。
熱硬化性樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、良好な硬化特性を得る観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.03質量%以上であり、また、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下、さらにより好ましくは0.3質量%以下である。
熱硬化性樹脂組成物は、顔料等の着色剤をさらに含んでもよい。
顔料の具体例として、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、カーボンブラックおよびシアニンブルーからなる群から選択される一種または二種以上が挙げられる。
粉体塗料中の顔料の含有量は、好ましい着色性を得る観点から、粉体塗料全体に対して好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。
また、粉体塗料は、粒子状の熱硬化性樹脂組成物から構成されてもよいし、他の成分をさらに含んでもよい。他の成分の具体例として、流動性付与材が挙げられる。流動性付与材の具体例として、シリカ、アルミナ等の無機粒子が挙げられる。
次に、粉体塗料の製造方法を説明する。粉体塗料の製造方法は、具体的には、熱硬化性樹脂組成物を準備する工程を含む。また、粉体塗料が熱硬化性樹脂組成物以外の成分(たとえば無機粒子)を含むとき、粉体塗料の製造方法は、たとえば、熱硬化性樹脂組成物と他の成分とを混合する工程をさらに含んでもよい。たとえば、粒子状の熱硬化性樹脂組成物においては、エポキシ樹脂、無機充填材、硬化剤および任意成分を所定の順序で配合し、混合した後、加熱しつつ溶融混練して、全原料の混練物を得る。次いで、得られた全原料混練物を、衝撃式微粉砕機により粉砕し、エポキシ樹脂粉体塗料を得る。また、粉砕後、篩分けにより微粉、粗粒カット等をおこない、粉体塗料の粒度を調整してもよい。
ここで、上記粘度特性がそれぞれ特定の範囲にある粉体塗料を得るためには、たとえば、熱硬化性樹脂組成物に含まれる成分および組成、たとえばエポキシ樹脂の種類および配合量を適切に選択することが重要である。また、たとえば硬化促進剤をさらに配合することも好ましい。
(コイル)
コイルは、本実施形態における粉体塗料により、露出部が封止されているコイルエンドを有する。
コイルの具体例として、駆動モーターコイル等のモーターコイルが挙げられる。以下、モーターの固定子コイルを例にさらに具体的に説明する。
図1は、実施形態における固定子の構成例を示す斜視図である。図1に示した固定子100は、固定子鉄心101と固定子コイル103とを有する。固定子コイル103は、固定子鉄心101の内壁に設けられた溝部(スロット、不図示)に配設されている。
図2は、固定子コイル103のコイルエンド105の構成例を示す平面図である。コイルエンド105には、絶縁被覆、たとえばエナメルで導体部が覆われているエナメル被覆部107と、エナメル被覆から導体部が露出している露出部109とが設けられており、露出部109が、本実施形態における粉体塗料により封止されている。図2においては、露出部109からエナメル被覆部107にわたって被覆部111が設けられている。被覆部111は、本実施形態における粉体塗料の硬化物により構成される。
(粉体塗装方法)
粉体塗装方法は、たとえば本実施形態における粉体塗料を用いてコイルエンドを封止する方法である。かかる方法は、具体的には、絶縁被覆で導体部が覆われているとともに絶縁被覆から導体部が露出する露出部109が設けられたコイルエンド105を有するコイル(固定子コイル103)のコイルエンド105を、粉体塗料が流動する流動槽に浸漬し、粉体塗料の溶融物を露出部の外側に付着させる工程(工程1)を含む。
工程1は、たとえば、粉体塗料が収容された流動槽に空気を導入して粉体塗料を流動させる工程(工程1-1)と、粉体塗料が流動している流動槽にコイルエンド105を浸漬する工程(工程1-2)と、を含んでもよい。
工程1-1は、たとえば、底部に多孔板が設けられている流動槽を用いて多孔板の上部に粉体塗料を充填し、多孔板の外側から空気を導入することにより、多孔板を介して流動槽中に空気を導入しておこなうことができる。
工程1-2において、流動槽にコイルエンド105を浸漬すること、および、粉体塗料の溶融物を露出部の外側に付着させることは、単一の工程としておこなわれてもよいし、段階的におこなわれてもよいが、露出部109の封止安定性向上の観点から、好ましくは単一の工程としておこなわれる。すなわち、粉体塗料の溶融物の露出部の外側への付着は、好ましくはコイルエンド105を流動槽に浸漬している際に生じる。
粉体塗装方法は、露出部109の封止安定性向上の観点から、好ましくは、流動槽にコイルエンド105を浸漬する前に、コイルエンド105を加熱する工程をさらに含む。このとき、粉体塗料が流動する流動槽に加熱されたコイルエンド105を浸漬することにより、流動槽中で、コイルエンド105の近傍の粉体塗料が溶融物としてコイルエンド105に付着する。また、コイルエンド105に付着した粉体塗料をさらに安定的に溶融物とする観点から、コイルエンド105を流動槽から取り出した後、コイルエンド105を加熱してもよい。
コイルエンド105の加熱は、たとえば、流動槽の上部に配置されたヒータにておこなうことができる。
本実施形態において、粉体塗装方法は、粉体塗料の溶融物を105の露出部109の外側に付着させる工程の後、コイルエンド105を加熱して粉体塗料を硬化する工程(工程2)をさらに含んでもよい。加熱硬化条件は、コイルエンド105の種類や大きさ、粉体塗料の構成成分等に応じて適宜設定することができる。
また、粉体塗装方法は、被覆の厚さを増す観点から、工程1および工程2を交互に複数回繰り返してもよい。
本実施形態においては、特定の成分および粒度特性を有する熱硬化性樹脂組成物を含む粉体塗料を用いることにより、コイルエンド105を安定的に封止する際の垂れを抑制しつつ、露出部109における結線部分や溶接部分への充填性を向上し、絶縁特性に優れる被覆部111を形成することができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. コイルエンドを被覆するために用いられる粉体塗料であって、
粒子状の熱硬化性樹脂組成物を含み、
前記熱硬化性樹脂組成物が、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
を含み、
動的粘弾性測定により、150℃、1Hz、25mmφ、アルミパラレルプレート、0.5mmギャップの条件で測定される、当該粉体塗料の複素粘度において、
測定開始1分後の粘度η1が40Pa・s以上1000Pa・s以下であり、
前記η1に対する測定開始2分後の粘度η2の比(η2/η1)が6.0以上100以下である、粉体塗料。
2. 前記η2が300Pa・s以上10000Pa・s以下である、1.に記載の粉体塗料。
3. 前記複素粘度において、前記η1に対する測定開始1.5分後の粘度η3の比(η3/η1)が1超10以下である、1.または2.に記載の粉体塗料。
4. 前記複素粘度において、測定開始10秒後の粘度η4が20Pa・s以上40Pa・s以下である、1.乃至3.いずれか一つに記載の粉体塗料。
5. 前記エポキシ樹脂が、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、
ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂およびテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種または二種以上と、
を含む、1.乃至4.いずれか一つに記載の粉体塗料。
6. 前記硬化剤が酸無水物およびフェノール樹脂からなる群から選択される一種以上を含む、1.乃至5.いずれか一つに記載の粉体塗料。
7. レーザー回折法にて測定される前記熱硬化性樹脂組成物の粒径d 90 が、50μm以上200μm以下である、1.乃至6.いずれか一つに記載の粉体塗料。
8. 前記熱硬化性樹脂組成物が硬化促進剤をさらに含む、1.乃至7.いずれか一つに記載の粉体塗料。
9. 当該粉体塗料が、前記コイルエンドの露出部から絶縁被覆にわたって当該粉体塗料の溶融物を付着させる粉体塗装方法に用いられる、1.乃至8.いずれか一つに記載の粉体塗料。
10. 1.乃至9.いずれか一つに記載の粉体塗料により前記露出部が封止されている前記コイルエンドを有する、コイル。
11. 絶縁被覆で導体部が覆われているとともに前記絶縁被覆から前記導体部が露出する露出部が設けられたコイルエンドを有するコイルの前記コイルエンドを、粉体塗料が流動する流動槽に浸漬し、前記粉体塗料の溶融物を前記露出部の外側に付着させる工程を含み、
前記粉体塗料が、1.乃至9.いずれか一つに記載の粉体塗料である、コイルエンドの封止方法。
(実施例1~4、比較例1~4)
本例では、熱硬化性樹脂組成物からなる粉体塗料を製造し、評価した。粉体塗料に用いた成分を以下に示す。
(熱硬化性樹脂組成物の原料)
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、JER1001、三菱ケミカル社製、軟化点64℃
エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、JER1002、三菱ケミカル社製、軟化点78℃
エポキシ樹脂3:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、JER1003F、三菱ケミカル社製、軟化点89℃
エポキシ樹脂4:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、NC-3000H、日本化薬社製
エポキシ樹脂5:ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、XD-1000、日本化薬社製
エポキシ樹脂6:テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、三菱ケミカル社製、YX4000
(無機充填材)
無機充填材1:球状シリカ、日鉄ケミカル&マテリアル社製、HS-208、d50=20μm
(硬化剤)
硬化剤1:3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)
硬化剤2:ノボラック型フェノール樹脂、PR-51470、住友ベークライト製
(硬化促進剤)
硬化促進剤1:トリフェニルホスフィン(TPP)、ケイアイ化成社製
(顔料)
顔料1:酸化チタン、石原産業社製、CR-500
(粉体塗料の製造)
表1に記載の配合で熱硬化性樹脂組成物を調製し、得られた熱硬化性樹脂組成物およびその他の成分を常法にしたがって混合することにより、各例の粉体塗料を得た。
ここで、熱硬化性樹脂組成物については、原料成分をミキサーにより混合し、80℃条件下で溶融混練した後、粉砕機により粉砕し、気流分級および篩を用いて、表1に記載の粒度特性を有する熱硬化性樹脂組成物を得た。
(粉体塗料の物性および評価)
各例で得られた熱硬化性樹脂組成物の粒度分布および粘度特性を以下の方法で測定した。
また、熱硬化性樹脂組成物を粉体塗料として用い、線膨張係数、充填性および垂れを以下の方法で測定した。測定結果を表1にあわせて示す。
(複素粘度)
動的粘弾性測定装置(Anton Paar社製 MCR301)を用い、温度150℃、周波数1Hz、25mmφアルミパラレルプレート、ギャップ0.5mmの条件により、各例で得られた熱硬化性樹脂組成物の複素粘度を測定し、測定開始1分後、2分後、1.5分後および10秒後の粘度を、それぞれ、η1、η2、η3およびη4とした。
(熱硬化性樹脂組成物の粒度分布)
レーザー回折式粒度分布測定装置(HORIBA社製、Partica LA-950V2)を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定した。
(線膨張係数)
各例で得られた粉体塗料を190℃20分で溶融硬化させて成形物を得た。得られた成形物を5mm×5mm×20mmのサイズに切り出して、測定試料として使用した。
セイコーインスツルメンツ社製 TMA SS6000を用い、昇温速度5℃/min、荷重10gにて線膨張係数を測定し、40℃から50℃までの平均線膨張係数を算出した。
(充填性)
長さ50mm×幅3mm×厚1mm の銅板の下端50μm、下端から10mmの箇所に500μmの厚みに耐熱テープを巻いた。テープを貼っていない同サイズの銅板を張り合わせてV字型のギャップがあるテストピース(TP)を作製した。
テストピースを170℃で予熱し、ギャップが埋まる高さまで流動浸漬法にて塗装した。
170℃で硬化後に研磨を行い、ギャップ50μm部に生じる未充填部のサイズを比較した。
未充填部500μm未満を〇、500μm以上1000μm未満を△、1000μm以上を×とした。
(垂れ)
長さ50mm×幅5mm×厚3mmの銅板を170℃に加熱して流動浸漬塗装にて1秒間2回浸漬を行い170℃で加熱硬化した。銅板を浸漬する深さは銅板末端から20mmとした。未塗装部分の末端から40mm(塗装末端から10mm)の側面部の膜厚と塗装底部の膜厚を比較した。
(底部の膜厚/側面の膜厚)が2倍未満のものを〇とし、2倍以上3倍未満を△とし、3倍以上または塗膜が垂れ落ちたものを×とした。○および△のものを合格とした。
表1より、各実施例で得られた粉体塗料においては、充填性および垂れの抑制の各効果のバランスに優れていた。各実施例における粉体塗料は、コイルエンドの露出部の被覆に好ましく用いることができる。
100 固定子
101 固定子鉄心
103 固定子コイル
105 コイルエンド
107 エナメル被覆部
109 露出部
111 被覆部

Claims (8)

  1. コイルエンドを被覆するために用いられる粉体塗料であって、
    粒子状の熱硬化性樹脂組成物からなり
    前記熱硬化性樹脂組成物が、
    エポキシ樹脂と、
    硬化剤と、
    無機充填材と、
    硬化促進剤と、
    を含み、
    前記エポキシ樹脂が、
    ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、
    ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂およびテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種または二種以上と、
    を含み、
    前記熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物全体に対して20質量%以上50質量%以下であり、
    前記硬化剤が酸無水物およびフェノール樹脂からなる群から選択される一種以上を含み、
    前記無機充填材がシリカを含み、
    前記熱硬化性樹脂組成物中の前記シリカの含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物全体に対して40質量%以上70質量%以下であり、
    前記熱硬化性樹脂組成物中の前記硬化促進剤の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物全体に対して0.01質量%以上1質量%以下であり、
    動的粘弾性測定(Anton Paar社製 MCR301)により、150℃、1Hz、25mmφ、アルミパラレルプレート、0.5mmギャップの条件で測定される、当該粉体塗料の複素粘度において、
    前記アルミパラレルプレートに試料を載置して前記ギャップを0.5mmとし、前記アルミパラレルプレートの振動を開始した時点を測定開始時点とし、
    測定開始1分後の粘度η1が40Pa・s以上1000Pa・s以下であり、
    前記η1に対する測定開始2分後の粘度η2の比(η2/η1)が6.0以上100以下である、粉体塗料。
  2. 前記η2が300Pa・s以上10000Pa・s以下である、請求項1に記載の粉体塗料。
  3. 前記複素粘度において、前記η1に対する測定開始1.5分後の粘度η3の比(η3/η1)が1超10以下である、請求項1または2に記載の粉体塗料。
  4. 前記複素粘度において、測定開始10秒後の粘度η4が20Pa・s以上40Pa・s以下である、請求項1乃至3いずれか一項に記載の粉体塗料。
  5. レーザー回折法にて測定される前記熱硬化性樹脂組成物の粒径d90が、50μm以上200μm以下である、請求項1乃至いずれか一項に記載の粉体塗料。
  6. 当該粉体塗料が、前記コイルエンドの露出部から絶縁被覆にわたって当該粉体塗料の溶融物を付着させる粉体塗装方法に用いられる、請求項1乃至いずれか一項に記載の粉体塗料。
  7. 請求項に記載の粉体塗料により前記露出部が封止されている前記コイルエンドを有する、コイル。
  8. 絶縁被覆で導体部が覆われているとともに前記絶縁被覆から前記導体部が露出する露出部が設けられたコイルエンドを有するコイルの前記コイルエンドを、粉体塗料が流動する流動槽に浸漬し、前記粉体塗料の溶融物を前記露出部の外側に付着させる工程を含み、
    前記粉体塗料が、請求項1乃至いずれか一項に記載の粉体塗料である、コイルエンドの封止方法。
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