JPH0342076A - 絶縁塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は導体の絶縁方法に関し、特に、銅あるいは銅合
金からなる導体に対する電気絶縁性と密着性の双方にす
ぐれた絶縁塗膜形成方法に関する。

（発明が解決しようとする課題） 従来、スイッチャ−などの銅系導電材料の電気的絶縁を
行う方法としては、まず導体の所定部分にサンドブラス
ト処理を行い、その後、流動浸漬方法によりたとえばエ
ポキシ樹脂系絶縁被膜を１１−以上の厚さに形成する必
要があった。この流動浸漬法によるエポキシ樹脂系絶縁
被膜作成工程は、以下のような手順に従って通常行われ
ている。

（１）サンドブラスト処理 （２）予備加熱（１８０℃、１時間） （３）流動浸漬絶縁 （４）被膜硬化（２００℃、３０分） （発明が解決しようとする課題） 上述した従来の絶縁塗膜形成方法は、銅系導電材料の絶
縁塗膜方法としては比較的すぐれた方法ではあるが、上
記のような流動浸漬方法では、たとえば５０μｍ以下の
薄膜型の絶縁塗膜形成は不可能であり、また導体の形状
が複雑になるにしたがって均一な被膜形成は困難となる
。

さらに、従来の方法では、導体と樹脂被膜との密着性を
向上させるために、上記のようなサンドブラスト処理を
行っているため（たとえば、５０μｍ以上の面粗さ）、
この点に起因しても薄膜化が一層困難となり、そればか
りかこの処理は塵埃を発生させて作業環境を悪化させる
ため衛生的にも問題がある。このサンドブラスト処理の
ような機械的な前処理ではなく化学的前処理（たとえば
ウォッシュプライマー）を施すことが考えられるが、こ
の方法では処理した部分が次の工程である予備加熱の温
度条件に耐えることができず、そのため密着不良が生じ
るという新たな問題が生じる。

さらに化学的前処理を行った場合は、通常、浸漬塗装や
吹き付は塗装を実施しても塗膜の付着力は弱く、また塗
膜にピンホールが生じやすくなり、したがって、特に厚
さ５０μｍ以下の薄膜型の塗膜形成においては絶縁特性
がいきおい低下してしまうという欠点を有している。

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、厚さ５０μｍ以下の薄膜型の絶縁塗膜形成が
可能であり、しかも電気絶縁性と密着性の双方にすぐれ
た絶縁塗膜形成方法を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段および作用）本発明の絶縁
塗膜形成方法は、銅または銅合金からなる導体表面に絶
縁塗膜を形成するにあたり、予め前記導体表面に酸化剤
を接触させることにより酸化銅被膜を形成したのち該酸
化銅披膜上に絶縁塗膜を形成することを特徴とするもの
である。

本発明においては、導体表面に酸化銅被膜を形成する前
に、前処理として、既に大気中の酸素等の作用によって
導体表面に生じた酸化被膜を除去する工程を含んでいて
もよい。

このように、本発明においては、銅系金属からなる導体
表面にエツチング等の処理を行うことにより、大気放置
中に生成した酸化被膜を除去し、しかるのちに酸化剤に
より導体表面に積極的に酸化銅被膜を形成する。このよ
うにして形成された酸化銅被膜は、酸化第二銅を主成分
とし酸化第一銅を含むものであり、水和物が殆ど存在し
ない微粒子状の酸化銅層である。本発明者の知見によれ
れば、このようにして形成された酸化銅被膜は母材であ
る銅系金属との密着性・接着性にすぐれ、しかもこの酸
化銅被膜の表面に形成される樹脂塗膜との間の密着性・
接着性にもきわめてすぐれており、したがって、従来の
膜厚に比べて格段に薄い塗膜であっても絶縁特性にすぐ
れた絶縁膜を得ることができる。

たとえば、本発明者の研究によれば、熱硬化性エポキシ
樹脂系塗膜の場合の高温乾燥（１６０〜１８０℃）下に
おいても、酸化銅被膜による遮断効果が発揮されるので
、母材との間で密着性が低下することもない。この酸化
銅被膜は、厚さ約１μｍの茶褐色の物質であり、ＳＥＭ
で観察すると先端が球状をした突起物の集合体であり、
指触するとビロードのような感触を有している。そして
、このような微細構造の故に絶縁樹脂塗膜との密着性も
良好であり、平滑でしかもピンホールなどの欠陥部の無
い絶縁塗膜を形成することができると推定される。この
ようにして得られる絶縁塗膜は、膜厚が５０μｍ以下と
いう薄いものであっても、破壊電圧が５０００Ｖ以上と
いうきわめて良好な絶縁特性を得ることができるのであ
る。

（実施例） 第１図に示すように、銅系金属からなる導体１の表面に
酸化銅被膜２ならびにカチオン型エポキシ樹脂電着塗膜
３（１８〜２０μｍ）を形成した。

処理工程は、アルカリ脱脂、水洗、表面エツチング（５
０〜５５℃、５分）、水洗、中和（常温、１分）、銅酸
化被膜形成（７０〜７５℃、８分）、水洗、カチオン型
エポキシ樹脂電着塗膜（２８〜２９℃、３００Ｖ、２分
）、水洗、ならびに乾燥（１６０℃で２０分保持）の順
に行った。

上記の内、エツチング、中和、銅酸化被膜形成に用いた
溶液成分は下記の通りである。

（エツチング液） 硫酸　　　　　　　　　　　　１９．６％過酸化水素　
　　　　　　　　　２．１％硫酸銅　　　　　　　　　
　　　２．０％水　　　　　　　　　　　　　　　　７
６．３％（中和液） 水酸化ナトリウム　　　　　　　０．１％塩化ナトリウ
ム　　　　　　　　０．０９％水　　　　　　　　　　
　　　　　　　９９．８１％（銅酸化被膜形成用液） 亜塩素酸ナトリウム　　　　　　２６７％塩化ナトリウ
ム　　　　　　　　Ｏｏ　５４％水酸化ナトリウム　　
　　　　　０．７％トリポリリン酸ナトリウム　　　０
．３５％水　　　　　　　　　　　　　　　　　９５．
７１％一方、カチオン型エポキシ樹脂電着塗料の組成は
以下の通りである。

変性エポキシ樹脂　　　　　　８．０％顔料　　　　　
　　　　　　１２．０％酸化チタン ベんがら オキサイドエロー カーボンブラック 溶剤　　　　　　　　　　　　４．０％純水　　　　　
　　　　　　７６．０％上述した実施例の工程およびそ
の作用効果についてさらに詳細に説明すると以下の通り
である。

まず、銅系金属からなる導体表面に付着している油分を
除去する目的で脱脂を行い、次に大気放生時に生成した
酸化物被膜を除去するためにエツチングを行い、中和工
程を経て酸化銅被膜を形成する。

このようにして形成された酸化銅被膜は、主に酸化第二
銅からなり、酸化第一銅をも若干量含み、水和物が実質
的にない微粒子状のものである。この酸化銅被膜の形成
工程時における基本的化学反応は以下のようであると推
定される。

２　Ｃｕ　＋　Ｎ　ａ　ＣＩ　Ｏ２＋　２　Ｈ２０→２
　Ｃｕ　（ＯＨ）　２　＋　Ｎ　ａ　Ｃ１２Ｃｕ　（Ｏ
Ｈ）　　→２　Ｃｕ　Ｏ＋　２　Ｈ２０上記のようにし
て形成される酸化銅被膜の外観は、ダークブラウン色の
ビロード布地のような触感を有しており、上記のような
条件の場合は約１μｍ程度の膜厚のものが得られる。ま
た、上記のようにして形成された酸化銅被膜の密着力は
、ＪＩＳ　　Ｋ−５４００に従った塗膜密着試験（基盤
目試験）で１００７１００の値が得られ非常に良好であ
った。本実施例においては、上記のようにして形成され
た酸化銅被膜の表面に、カチオン型エポキシ樹脂系電着
塗膜を塗布形成し絶縁塗膜とする。

熱硬化後の′４着Ｗｅ膜の厚さは１８〜２０μｍの範囲
内であった。このようなカチオン梨型ｒｉ塗装は、被塗
装物を陰極側にセットするため、被塗装物側金属の溶出
がなく、電気泳動、電気析出、電気浸透、電気分解の４
つの電気化学的作用により、複雑な形状物にも均一な塗
膜が得られる。二のようにして形成した酸化銅被膜とカ
チオン型エポキシ樹脂系ｍ着塗膜間の層間密着性も、前
記と同様のＪＩＳ　　Ｋ−５４００に従った塗膜密着試
験（基盤目試験）で１００／ＩＯＱの値が得られ非常に
良好であった。また、温度５０℃、湿度９８％ＲＨ。

１０００時間に及ぶ長期性能試験においても上記と同様
の結果が得られた。二のように密着力にすぐれているの
は、下層の酸化銅被膜は、その結晶成長方向先端が球状
になっているものによって構成されているためであると
推測される。また、上記のように１μｍ程度の均一な酸
化銅被膜を形成することにより、塗膜欠陥が生じにくい
平滑な塗膜面を形成することができる。そして、このよ
うな導体−酸化鋼被膜一樹脂塗膜間の密着性が良好でし
かも欠陥のない絶縁塗膜が形成されるので、破壊電圧５
０００Ｖ以上（耐電圧３０００Ｖｘ１分以上）の絶縁塗
膜となった。

また、上記と同様の方法で、脱脂、酸化波膜の除去、エ
ツチング、中和工程を経て酸化銅被膜を形成したのち、
今度は吹き付は塗装法によって熱硬化型および常温硬化
型エポキシ樹脂系塗膜（厚さ２０〜３０μｍ）を形成し
たもの、電着塗装性で熱硬化型ポリエステル樹脂系塗膜
（厚さ１８〜２０μｍ）を形成したもの、さらに吹き付
は塗装法により熱硬化型ポリエステル樹脂系塗膜（厚さ
２０〜３０μｍ）を形成したものを用意したが、上記と
同様の良好な結果が得られた。

さらに、本実施例においては、前記のようにしてカチオ
ン型エポキシ樹脂電若塗膜（マルセル表色記号５Ｙ７／
１）（厚さ１８〜２０μｍ）の表面にさらに吹き付は塗
装法によってエポキシ樹脂系塗膜（厚さ２０〜３０μｍ
）を形成することにより、塗膜の外観を所望の色に変え
ることができた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の方法においては、絶縁塗膜の形成
に先立って、導体の表面に特定の酸化銅被膜を形成する
ようにしたので、薄くしかも絶縁特性にすぐれた絶縁塗
膜を形成することができる。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によって得られる塗装物の断面図
である。 １・・・導体、 ２・・・酸化銅被膜、 ３・・・樹脂電着塗膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．銅または銅合金からなる導体表面に絶縁塗膜を形成
   するにあたり、予め前記導体表面に酸化剤を接触させる
   ことにより酸化銅被膜を形成したのち、該酸化銅披膜上
   に絶縁塗膜を形成することを特徴とする、絶縁塗膜形成
   方法。
2. ２．前記酸化銅被膜が、酸化第二銅を主成分とし酸化第
   一銅を含む微粒子状の酸化銅被膜からなることを特徴と
   する、請求項１に記載の方法。
3. ３．導体表面に酸化銅被膜を形成する前に、前処理とし
   て、既に大気中の酸素等の作用によって導体表面に生じ
   た酸化被膜を除去する工程を含むことを特徴とする、請
   求項１に記載の方法。
4. ４．前記絶縁塗膜の膜厚が、５０μｍ以下であり、かつ
   、破壊電圧が５０００Ｖ以上であることを特徴とする、
   請求項１に記載の方法。