JPH1180659A

JPH1180659A - エポキシ粉体塗料

Info

Publication number: JPH1180659A
Application number: JP24747497A
Authority: JP
Inventors: Shuji Mitani; 修司三谷; Toshio Nishi; 利夫西
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JP3100931B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、小型のモータコア等の成型
物におけるエッジ部に均一に塗装できる粉体塗料を目的
とする。【解決手段】粉体粒子の表面に無機微粒子が付着され
てなる体積平均粒子径が１０〜２０μｍの粉体塗料であ
って、該粉体粒子はエポキシ樹脂１００重量部に対して
体積平均粒子径が１〜５μｍの水酸化アルミニウムを７
０〜１２０重量部含有したものであることを特徴とする
エポキシ粉体塗料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁、防錆用
に適する粉体塗料であり、特に塗膜の皮膜が要求される
被塗装物への薄膜粉体塗装に適する粉体塗料に関する。
ここで言う被塗装物とは、コア径１０ｍｍ以下程度の小
型のＤＣモータのスロット型コアを始めとし、磁石、各
種工作機械、車両、船舶、航空機、家電、事務機器等の
部品、その他電気・電子部品等において、電気絶縁、防
錆用塗装を要するものが対象である。また、被塗装物の
材質としては、例えば、ＤＣモータのスロット型コアで
は多くは珪素鋼板が用いられるが、その他導電性の各種
金属成型物が挙げられる。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、ＤＣモータ等モータのコア等
の成型物に対して、粉体塗料にて塗膜形成を行い絶縁性
と防錆性を付与することが行なわれているが、ＤＣモー
タにおいては、主としてコア径５０ｍｍ程度以上の大型
のＤＣモータのスロット型コア等の成型物に対して、１
００μｍ以上の厚膜塗装をすることにより施工されてい
る。一方、主としてコア径１０ｍｍ程度以下の小型のス
ロット型コア等比較的小型の成型物に対して電気絶縁性
や防錆性を付与するためには、一般には溶剤型もしくは
非溶剤型の塗料による塗膜形成がなされるか、もしくは
成型物を表面処理して防錆性を付与し、更に成型物形状
に合わせた成型樹脂フィルムを貼り、電気絶縁性を持た
せることを併用するなどの施工方法が用いられている。

【０００３】上記の如き小型の成型物は、一般に小さな
凹凸を持ち、形状も複雑であるにも係わらずその表面に
均一に塗膜形成をしなければならないが、成型物の小型
化と共に、その成型物が用いられる空間的制約から、塗
膜形成には５０μｍ以下の薄膜が形成されるように塗装
されることが要求される場合が多い。

【０００４】従来の一般の粉体塗料は、体積平均粒子径
が３０〜５０μｍと大きく、５０μｍ以下の薄膜塗装を
行うと、粉体塗料の粒子には目標とする塗膜の厚さより
も大きい粒子が多数存在するために、被塗物上に、著し
い凹凸が生まれることになり、また、粒子径が大きいた
めに複雑な形状の被塗物に塗布すると、被塗物の細部へ
の塗料の回り込み性が悪く、５０μｍ以下の均一な薄膜
塗装を行うことが困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】被塗物となる小型の成
型物、例えばモータコア等には、その形状に平面部とエ
ッヂ部を有する。この形状に、電気絶縁性と防錆性を付
与させるためには、平面部とエッヂ部に均一な塗膜を形
成することが望まれる。しかしながら、粉体塗料粒子を
熱処理し、硬化皮膜を形成する際に、粉体塗料粒子が溶
融する状況が発生し、この時、被塗物のエッヂ部では、
平面部に対し、極端に膜厚が薄くなる現象が現れる。こ
の現象によりエッヂ部は電気絶縁性が得られず、且つ防
錆性能が低下することとなる。

【０００６】前記のような複雑な形状の小型成型物（被
塗物）への塗装は、粉体塗料粒子がエッジ部等へも良好
に入り込むことが必要であり、平面部で５０μｍ以下の
薄膜塗装を達成するためには、粉体塗料の粒子径を小さ
くすることが好ましいが、エッヂ部の電気絶縁性、防錆
性を考慮すると、単に粒子径を小さくするのみでは電気
絶縁性、防錆性を満足させることができないとの知見を
得た。本発明の目的は小型の成型物に対して、電気絶縁
性、防錆性に優れる薄膜の皮膜を安定して得ることがで
きる粉体塗料を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、粉体
粒子の表面に無機微粒子が付着されてなる体積平均粒子
径が１０〜２０μｍの粉体粒子であり、該粉体粒子はエ
ポキシ樹脂１００重量部に対し、１〜５μｍの体積平均
粒子径を持つ水酸化アルミニウムを７０〜１２０重量部
含有したエポキシ塗料であり、請求項２の発明はその粉
体粒子１００重量部に対して、０．２〜１重量部の無機
微粒子が付着されていることを特徴とする請求項１記載
のエポキシ塗料である。

【０００８】以下、本発明の詳細について説明する。本
発明の粉体塗料を製造するためには、後述する原材料か
ら構成される粉体塗料組成物を、ミキサー或いはブレン
ダー等を用いて乾式混合した後に、エクストルーダー、
ニーダー等により溶融混練し、冷却する。その後、機械
式或いは気流式の粉砕機を用いて粉砕した後、気流式の
分級機を用いて分級することにより粉体粒子を得る。そ
して、該粉体粒子に、後述する無機微粒子を、ブレンダ
ー、ミキサー等を用いて乾式混合させることにより、本
発明の粉体塗料粒子を得ることができる。尚、上記粉体
塗料粒子の製造は、上述の方法に限定されるものではな
い。

【０００９】また、本発明で得られる粉体塗料は、流動
浸漬法、静電流動浸漬法、静電スプレー法等、いずれの
方法でも塗膜形成が可能である。

【００１０】本発明の粉体塗料は、体積平均粒子径が１
０〜２０μｍでなければならないが、その理由は、体積
平均粒子径が２０μｍより大きい場合、平面部で５０μ
ｍ以下の膜厚で塗装を行うと、被塗物上の粉体粒子付着
層の表面の凹凸が大きくなる。そのため、熱処理後の皮
膜表面の凹凸が大きくなり、ピンホールや、部分的に極
端に膜厚の薄い箇所ができ易く、皮膜の電気絶縁性、防
錆性が低下するためである。

【００１１】一方、体積平均粒子径が１０μｍ未満の場
合には、粉体塗料粒子の比表面積の増加により、ファン
デルワールス力等の粒子間力が大きくなり、粒子同士が
凝集し易くなるため、粉体塗料の流動性が低下し、例え
ば、静電スプレー法で塗装を行う場合、粉体塗料粒子が
被塗物へ、凝集したまま吹き付けられる等の問題が発生
するために、粉体塗料を被塗物へ安定して付着させるこ
とが困難となるためである。

【００１２】本発明では、樹脂中に分散させる充填剤と
して、樹脂１００重量部に対して体積平均粒子径が１〜
５μｍの水酸化アルミニウム７０〜１２０重量部含有さ
せる必要があるが、その理由は、水酸化アルミニウムに
は、粉体塗料の熱処理時に、液状化した樹脂が流れるこ
とを抑制する効果があり、その結果被塗物におけるエッ
ヂ部の膜厚低下を防ぐのに有効であるからである。

【００１３】水酸化アルミニウムの体積平均粒子径が５
μｍより大きい場合には、粉体塗料の熱処理時には樹脂
の流れを抑制する効果が低く、エッヂ部の膜厚が低下す
ることにより、電気絶縁性、防錆性が低下する。また、
水酸化アルミニウムの体積平均粒子径が１μｍよりも小
さい場合には、粉体塗料の熱処理時に樹脂の流れを抑制
することができるが、その効果が大きくなり過ぎ粒子同
士が結着することが困難となり、電気絶縁性、防錆性が
低下する箇所が発生し易くなるから体積平均粒子径が１
〜５μｍが好ましい。さらに、かかる水酸化アルミニウ
ムの添加量が、１２０重量部を越えて多い場合には、樹
脂に対する水酸化アルミニウムの体積比が増大し、粉体
塗料の熱処理時に、粒子同士を結着する効果が低下し、
電気絶縁性が低下する箇所が発生し易くなる。また、７
０重量部よりも少ない場合には粉体塗料熱処理時の樹脂
の流れが抑制できず、エッヂ部の膜厚が低下することに
より、電気絶縁性、防錆性が低下する。

【００１４】充填剤には、水酸化アルミニウムの他に、
酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が挙げら
れ、これらも１００重量部程度を使用することにより、
エッヂ部膜厚の低下を抑制する効果が得られたが、１０
０重量部もの添加を行うと、粉体を微粒子化する際に、
粉砕機内部での付着が生じ易く、製造上好ましくないこ
とに加え、エッヂ部の電気絶縁性も、同量配合の水酸化
アルミニウムと比較し、極端に低下することが判った。

【００１５】また、本発明では、粉体粒子に無機微粒子
を乾式混合しなければならない。乾式混合により添加す
る無機微粒子としては、シリカ、アルミナ等が挙げられ
る。また、各無機微粒子を、単独もしくは２種以上をブ
レンドして使用してもさしつかえがない。該無機微粒子
は、前述した粉体粒子を１０〜２０μｍの小粒子径とす
るために発生する粒子の流動性低下を改善する効果があ
り、薄膜の安定した塗面を得るためには不可欠な物であ
る。

【００１６】さらに、この乾式混合された無機微粒子
は、粉体粒子の流動化剤として働く一方、粉体塗料熱処
理時の樹脂の流れ性を抑制する効果があることが判っ
た。このため、該無機微粒子の添加量を粉体粒子１００
重量部に対し０．２〜１．０重量部の範囲で適宜調整す
ることが好ましい。

【００１７】該無機微粒子の添加量が、０．２重量部よ
りも少ない場合には、粉体粒子を流動化できず、凝集粒
子が発生しやすくなり、安定した塗膜形成を行うことが
阻害される。また、１．０重量部よりも多い場合は、粉
体塗料熱処理時の樹脂の流れを抑制しすぎ、粒子同士が
結着することが困難となり、電気絶縁性が低い箇所が発
生し易くなる。

【００１８】本発明に用いられるエポキシ樹脂として
は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。また、１種もし
くは２種以上のものをブレンド使用することも可能であ
る。この樹脂選択を行う際には、粉体塗料の熱処理時の
樹脂粘性を考慮して選択する必要がある。例えば、ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂の場合、軟化点が８０〜１
１０℃程度の粘性を持つように、選択することが好まし
い。すなわち、エポキシ樹脂の軟化点が高い場合には、
該粉体塗料の熱処理時に、粉体塗料の粒子同士が溶融結
着することが困難となり、電気絶縁性が低下する要因と
なる。また、エポキシ樹脂の軟化点が低い場合には、粉
体塗料熱処理時に、樹脂が流れやすく、エッヂ部の膜厚
が低下し、電気絶縁性、防錆性が低下することとなる。

【００１９】さらに、本発明に用いられる硬化剤、硬化
促進剤としては、酸無水物、ノボラックフェノール樹
脂、第３級アミン、イミダゾール化合物等が挙げられる
が、いずれかを単独、もしくは２種以上をブレンドして
用いても良い。但し、硬化時間が極端に早い場合には、
塗面の平滑性が得られず、ピンホールや、極端に膜厚の
薄い箇所が発生し、電気絶縁性、防錆性が低下する。ま
た、硬化時間が長い場合には、熱処理時間を長くする必
要があり、塗膜形成工程の効率が、低下する要因とな
る。これらの点から、適宜配合することが好ましい。

【００２０】また、本発明の粉体塗料には、酸化チタ
ン、酸化鉄、銅フタロシアニン、アゾ顔料、縮合多環顔
料等の各種着色剤、アクリルオリゴマー、シリコーン等
の流展剤、ベンゾイン等の発泡防止剤、カップリング
剤、酸化防止剤、ワックス等の各種添加剤を適宜添加し
ても良い。

【００２１】なお、本発明における体積平均粒子径と
は、コールターエレクトロニクス社製のコールターマル
チサイザーＩＩを用い、粉体塗料粒子を界面活性剤を添
加した水中に、超音波分散器を用いて十分に分散させた
後に、粉体塗料の濃度を５〜１０％に調整し、粉体塗料
の沈降防止のため小型スクリューにより攪拌させた状態
で、直径１００μｍのアパチャーを用いて測定した測定
値である。

【００２２】また、本発明における水酸化アルミニウム
の体積平均粒子径とは、日機装社製マイクロトラックを
用い、水酸化アルミニウムを界面活性剤を添加した水中
に超音波分散器を用いて十分に分散させた後に、装置内
に投入し得られた測定値である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、実施例および比較例に基づ
き本発明の粉体塗料を説明する。ただし、本発明の適用
範囲はこれらに限定されるものではない。＜実施例および比較例＞・エポキシ樹脂１００重量部（東都化成社製商品名：ＹＤ−０１４）・硬化剤（ジシアンジアミド）２．２重量部・硬化促進剤（２−メチルイミダゾール）０．２重量部・流展剤（ポリアクリル酸ブチルエステル）１．０重量部・発砲防止剤（ベンゾイン）０．５重量部

【００２４】上記材料に水酸化アルミニウムａ〜ｄ（体
積平均粒子径が各０．５μｍ、１．２μｍ、４．２μ
ｍ、９．８μｍ）を各所定の重量部添加し、スーパーミ
キサーにて混合した後、１１０℃の温度条件下でニーダ
ーで溶融混合し、冷却後、気流式の粉砕機を用いて微粉
砕を行い、気流式分級機にて体積平均粒子径の異なる粉
体粒子と、それら粉体粒子に一次粒子径が３０ｎｍのシ
リカ微粒子を、ヘンシェルミキサーにてブレンド処理を
行い試料Ａ〜Ｍの粉体塗料を得た。また、得られた粉体
塗料の体積平均粒子径分布をコールターマルチサイザー
IIを用いて測定した。表１に試料Ａ〜Ｍの組成と粒子径
を示した。なお、シリカ微粒子の添加量は次に説明する
塗装機での安定した吹き付けが可能であるのに、必要充
分な量で設定した。

【００２５】

【表１】

【００２６】次に表１の各粉体塗料を日本パーカライジ
ング社製、静電粉体塗装装置ＧＸ−３６５を使用し、１
２．７ｍｍＷ×１２．７ｍｍＨ×７６．２ｍｍＬの鉄製
の角柱の片端にアースを兼ねた治具を取り付け吹き付け
塗装し、１８０℃２０分間熱処理を行い、その平面部分
の平均膜厚が４０μｍの硬化皮膜を形成し、次に説明す
る試験方法で、電気絶縁性、防錆性の評価を行った。

【００２７】（電気絶縁性）被塗装物の皮膜が形成され
ていない箇所（塗装時にアースを兼ねた治具が取り付け
られていた箇所）に耐圧試験器（菊水電子社製、商品
名：ＴＯＳ−５０３０）のテストリード（黒）を取り付
け、該角柱側面の４面の平面部分および側面の４辺のエ
ッヂ部分にテストリード（赤）を接触させて３０ｍｍ走
査し、皮膜の絶縁性を評価した。なお、本試験は印加電
圧５００Ｖで行い、０．５ｍＡ以上の電流が流れたとき
に導通したと見なした。皮膜の絶縁性試験の評価基準は
次の通りである。〇：導電箇所無し ×：導電箇所有り

【００２８】（防錆性）被塗装物を塩水噴霧試験装置
（板橋理化工業社製、ＳＱ−８００−ＳＴ型）にセット
し、槽内温度を３５℃の条件で５重量％のＮａＣｌ溶液
を５００時間噴霧させた後、被塗装物を取り出し、その
平面部分、エッヂ部分の状況を目視観察した。皮膜の防
錆試験の評価基準は次の通りである。〇：塗膜表面から錆が出ていない。 ×：塗膜表面から錆が出ている。上記の方法で、電気絶縁性、防錆性の試験を行い、その
結果を表２に示した。

【００２９】

【表２】

【００３０】以上、表１、表２から明らかなように、本
発明の粉体塗料は、被塗物の平面部、エッヂ部の双方
で、電気絶縁性、防錆性が、共に良好である。

【００３１】

【発明の効果】本発明により、５０μｍ以下の薄膜塗装
で、電気絶縁性、防錆性を兼ね備えた塗膜を、粉体塗装
により形成することができるようになった。これは、従
来の粉体塗料では行うことが困難であったものであり、
小型部品等の電気絶縁性、防錆性付与のために有用であ
る。また、有機溶剤塗料等で行われていた電気絶縁分野
の粉体塗装化が実現でき、有機溶剤を使用しない、環境
に優しい製造工程へ代替することが可能となるなど、粉
体塗装での新たな市場性を見いだすことができ、工業的
に非常に有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体粒子の表面に無機微粒子が付着され
てなる体積平均粒子径が１０〜２０μｍの粉体塗料であ
って、該粉体粒子はエポキシ樹脂１００重量部に対し体
積平均粒子径が１〜５μｍの水酸化アルミニウムを７０
〜１２０重量部含有したものであることを特徴とするエ
ポキシ粉体塗料。
【請求項２】粉体粒子１００重量部に対して、無機微
粒子が０．２〜１重量部付着されていることを特徴とす
る請求項１記載のエポキシ粉体塗料。
【請求項３】無機微粒子がアルミナ微粒子又はシリカ
微粒子であることを特徴とする請求項１もしくは請求項
２記載のエポキシ粉体塗料。