JPS6032511B2 - 絶縁コイルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば乾式トランスなどに用いられる絶縁
コイルの製造方法に関するもので、その特徴とするとこ
ろは、金型なしで樹脂包埋コイルを製作するに際し、光
硬化性樹脂と熱硬化性樹脂からなるワニスを用いると共
に、コイルの表面に着色塗料による特殊性能を有する塗
膜を施すことにより美粧化された樹脂包埋コイルを得る
ことにある。

従来の乾式トランスは金型にコイルを入れ、樹脂を真空
含浸し加熱硬化する方法で製作されるものである。

この場合、美しい外観を有するコイルとするために樹脂
の中に着色剤を添加したものを用いる場合が多いが、前
記した金型には一般に離型剤が使用されているので、製
品コイル面は必しも満足すべきものでは無い。また樹脂
としてはェポキシ系のものが多く使用されるので、その
接着性の良好なことから、金型のとり‘まずし中に部分
的な損傷をコイル表面にもたらすという欠点もある。ま
たこの方法では前記したように樹脂中に着色剤を混在さ
せているが、この着色剤はコイル絶縁組織に対しては全
く不用のもので、たとえば電気的特性に対しては悪影響
を及ぼす不純物とすらなるおそれがある。一方、別の美
粧法としては未着色樹脂から作ったコイルに後から着色
塗料によって塗装する方法があるが、この方法では被処
理物面に付着する塗膜は物理的接着であり、また付着塗
膜は薄いものであるから、耐久性が劣ったものとなって
しまう。さらに、熱硬化性塗料を使用した際には塗膜の
性能は向上できるが、塗膜の硬化のためにコイル全体を
加熱しなければならない問題がある。このように従来の
乾式コイルは美しい外観を付与させることにおいて、要
改善点を多く有しているが、これは金型を用いることに
由来している。

さらに金型を用いる場合には、樹脂含浸コイルが完全に
硬化するまで金型を付備させておかなければならないの
で、高価な金型を多数用意しておく必要があり、さらに
は金型のとりはずしおよび保守の面においてもやつかい
であるという欠点があつた。本発明はこのような従釆の
欠点を解消し、容易に美しい外観を有する絶縁コイルを
得ることのできる方法を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

即ち本発明によれば、代表的にはまずコイルを真空含有
タンクに入れ、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを含む無
溶剤ワニスを注入し、該ワニスをコイルに含浸しコイル
表面にワニス層を設ける。次にこの含浸コイルを前記タ
ンクより取りだし、コイル側面および端面など全面に紫
外線を照射する。この場合、紫外線照射野にはたとえば
前記コイルを取りつけ回転できるような拾具が付設され
ており、該コイルへの紫外線照射が容易にかつ完全に行
われる。而して紫外線照射後のコイルはワニス層の表面
部が固化状態を呈しており、ちようどコイル全面が肉厚
状の固化皮膜でシールされたような状態となっている。
このシール厚さは、光硬化性樹脂の配合やその種類およ
び無溶剤ワニス系の粘度さらにはコイルに巻回されてい
る薄葉絶縁材料〔たとえば、耐熱性高分子（ノーメック
ス、ポリエチレンテレフタレートなど）の不織布、ガラ
ス繊維やテープなど〕の構成などによって変動はあるが
、１０〜２物岬こ達しめることは容易である。この場合
固化状を呈しているシール部のワニスは、無溶剤ワニス
中の光硬化性樹脂が重合反応を起し、分子鎖が三次元的
に発達した高分子網目を形成し、熱硬化性樹脂はこの光
硬化性樹脂の網目構造体中にトラツプされた状態となっ
ており、外観的にはゼリーのような感じの固化状となる
。この固化状の程度は主として光硬化性樹脂の架橋密度
に関係する官能基（たとえば重合性不飽和基）の濃度お
よび該樹脂の配合量によって変化し、たとえば高架橋系
で配合量を多くした場合には硬く、その逆の場合は柔軟
になる傾向を持つ。このように紫外線照射された含浸コ
イルはその表面が厚肉の固化層でシールされたものであ
り、コイル内部の未硬化ワニスがもれ出てくることは無
い。この未硬化ワニスおよび上託したシール層中の熱硬
化性樹脂は後工程における加熱によって完全硬化させる
ことができる。本発明は前記シールを形成させたコイル
に着色塗料を塗布することにより極めて良好な美粧処理
を行うものである。

すなわち、この効果発生の理由は次のように考えられる
。前記したように本発明では光硬化性樹脂を含む無溶剤
ワニスを含浸したコイルは、紫外線照射によってそのコ
イル表面が光硬化性樹脂に由る網目構造体中に熱硬化性
樹脂がトラツプされた状態で固化層のシールを形成させ
たものであり、このシール層に着色塗料を塗布すれば、
塗料とシール層の界面には前者のビヒクルと後者の熱硬
化性樹脂とが拡散により相互侵入することが可能であり
、最終的に硬化せた場合には、着色塗膜とシール層の界
面はお互いの高分子分子鎖が入り組んだ分子鎖の集合状
態および／もしくは、塗料のビヒクルがシール層にトラ
ツプ状態である熱硬化性樹脂と化学結合を形成すること
が可能な官能基（たとえばカルボキシル基、水酸基、ア
ミド基、メチロール基、ヱポキシ基など）を含有したも
のであれば上記集合状態は化学的結節点をも導入された
ものとなり、通常の物理的接着とは全く異なったものと
なる。すなわち、本発明では着色塗膜が樹脂包埋コイル
の表面層と分子的に一体化したものであり、極めて堅牢
性に優れた美粧化コイルが実現できる。このような本発
明の効果は、上記したようにシールを形成させた段階の
コイルに着色塗料を塗布し、この後加熱炉中で熱硬化さ
せることによって蓬せられる。

この加熱に［程では着色塗料の乾燥硬化とシール層にお
けるトラツプされていた熱硬化性樹脂の硬化およびコイ
ル内部の無溶剤ワニスを同時に硬化させるものである。
而して得られる本発明の着色した樹脂包埋コイルは、必
要とされる美粧部分がコイルを包埋する樹脂と分子レベ
ルで一体化された極めて高接着・高堅牢性の塗膜層が付
与されたものとなる。

次に本発明を実施する際に使用する材料について説明す
る。着色塗料としてはビヒクルに着色剤（たとえば染料
や顔料など）を添加したものが特別な制限なしに使用で
きる。

これらの塗料には溶液形塗料（たとえばアクリルラッカ
ー、ビニル系樹脂塗料、ラテックス、ェマルジョン塗料
など）と橋かけ形塗料（たとえば油性塗料、アルキド樹
脂塗料、アミノアルキド樹脂塗料、不飽和ポリエステル
樹脂塗料、ェポキシ樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料な
ど）があるが、主として塗膜物性の優れている点で後者
が好ましい。また後者には塗膜形成要素の媒体に、たと
えば溶媒、空気、水、モノマ−などを用いる方式によっ
て、それぞれ溶媒形塗料、粉体塗料、水分散塗料、無溶
媒塗料などがある。着色化には、これらのビヒクルに上
記したように、たとえば染料や顔料を添加し、所望する
着色を行うことができ、たとえばトーナーカラとしてペ
ースト状のもの、カラーマスターバッチ、カラードベレ
ツトなどの形で市場に供Ｖ給されているものを用いれば
よいし、また直接粉末状で入手できる染料、有機および
無機顔料ともに使用できる。周知のように染・顔料には
極めて多種類のものが知られているが、隠ぺい力の大き
い点で顔料の方が優れており、該顔料としては、たとえ
ば次のようなものを列挙できる。白；酸化チタン、鉛白
、亜鉛華など、黄；ベンチジン黄、チタニウム黄、クロ
ム酸バリウム、ファースト黄、ハンザ黄など、燈；クロ
ムバーミリオン、モリプデート燈、ベンチジン燈など、
赤；カドミウム赤、し−キレッドＣ、ブリリアンカーミ
ン紐、ボルドー、キナクリドン赤、ウオッチヤングレッ
ド、ベンガラ、鉛丹、アンチモン朱、銀朱など、紫；コ
バルト紫、キナクリドン紫、ベンガラ紫など、緑；フタ
ロシアニン線、クロム緑、クロムオキシド線など、青；
群青、コバルト青、アイアン青、フタロシアニン青など
、黒；カーボン黒、鉄黒など、褐色；アンバー、シェン
ナー、バンドアンマーなど。なお、上記着色塗料をワニ
ス層の表面に塗布するにはハケ塗り、浸薄塗り、スプレ
ー塗装などを初め公知の従来技術が特別な制限なく用い
られる。

また、本発明で好適に利用できる無溶剤ワニス則ち、光
硬化性樹脂と熱硬化性樹脂からなるワニスの混合割合な
どについては既述したように作用効果、即ちコイル表面
層に形成させるシール部に要求される固化状態の程度に
応じ決めればよく、通常光硬化性樹脂の配合を５〜９倣
ｈｒ、好ましくは１０〜５他ｈｒの範囲から選択すれば
よい。

光硬化性樹脂の配合量を少なくした際には得られるシー
ル部は比較的柔軟な固化状態を示す。逆にこの樹脂を多
く配合した場合には硬いシール部となるのである。光陵
化性樹脂としては重合体不飽和基を有したプレポリマ−
と必要に応じモノマ−から成る樹脂に光増感剤を配合し
たものが用いられる。

該プレポリマーとしては、たとえばヱポキシアクリレー
ト類、オリゴェステル（メタ）アクリレート類やこれら
のプレポリマーをたとえばウレタン変性したものなどが
ある。また該プレポリマーが室温で高粘鋼物ないし固体
である場合には希釈剤としてモノマ−、例えばスチレン
、ビニルトルェン、ジアリルフタレート、ジアリルイソ
フタレート、グリコールの（メタ）アクリレート（たと
えばエチレンジ（メタ）アクリレート、ジエチレンジ（
メタ）アクリレート、トリメチロールメタンのトリ（メ
タ）アクリレートなど）、グリシジル（メタ）アクリレ
ートなどを配合すればよい。また光増感剤としては、特
定波長の光を吸収しラジカルを発生するような化合物、
たとえばペンゾィンのメチル、エチル、プロピルエーテ
ルのようなペンゾイン化合物、アントラキノンなどのキ
ノン系化合物、ジフヱニルジスルフィドなどの有機硫黄
系化合物、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合
物が挙げられ、これらの添加量は通常０．０５〜５重量
％を用いればよい。熱硬化性樹脂としては特に制限はな
く、所望により適宜選択されるが、これらの内、たとえ
ばェポキシ樹脂が諸特性面で推奨できる。

このェポキシ樹脂としては分子中に２個以上のオキシラ
ン環を有する化合物、たとえばビスフェノールＡのジグ
リシジルヱーテル（たとえばシェル化学商品名工ピコー
ト８２８１００１、１００４など、大日本インキ社商品
名ヱピクロン８００１０１０３０１０など）、グリシジ
ルェステル型ェボキシ（たとえばフタル酸、テトラヒド
ロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸などのジグリシジル
ェステルなど）、脂環式ェポキシ（たとえばチッソ社商
品名チッソノツクス２２１、２８９２０６など）、ノボ
ラツク型ェポキシ（たとえばチバ社商品名アラルダイト
ＥＲＥ１３５３ ５３８など）などが挙げられる。これ
らのヱポキシ樹脂は通常硬化剤として酸無水物又はアミ
ン類を配合して用いる場合が多い。酸無水物としては、
たとえば無水フタル酸、無水へキサヒドロフタル酸、無
水テトラヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタ
ル酸、無水ドデシルコハク酸などの二塩基酸無水物や無
水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの多塩基酸
無水物および／もしくは該酸と前記二塩基酸無水物の混
合物などがある。アミン系硬化剤には多種類のものがあ
るが、ワニスの可便時間を長いものにするために、たと
えばジシアンジアミンのように融点の比較的高いアミン
類又は三弗化棚素のアミン錯体などのように潜在性硬化
能を持つ化合物が好適に用いられる。酸無水物硬化型ワ
ニスの場合に硬化促進剤として、たとえば三級アミン（
たとえばペンジルジメテルアミンなど）、金属石けん（
たとえばオクチル酸の亜鉛、錫、コバルト、ジルコンな
どの塩）、金属銭化合物（たとえば亜鉛、コバルト、マ
ンガン、鉄などのアセチルアセトナートなど）などを少
量（たえば０．１〜５重量％）添加するのは良い。以下
実施例にて本発明をさらに具体的に説明する。実施例
１ ェポキシ樹脂（シェル化学商品名ェピコート８２８）１
モルとメタクリル酸１モルおよびアクリル酸１モルを反
応させたェポキシアクリレート１０の重量部に光増感剤
としてペンゾィンェチルェーテル３重量部を配合し光硬
化性樹脂とした。

ェピコート８２８を１０の重量部にメチルテトラヒドロ
無水フタル酸（日立化成ｈＮ−２２００）８の重量部お
よびペンジルジメチルアミン１重量部を混合し熱硬化性
樹脂とした。上記光陵化性樹脂２の重量部と熱硬化性樹
脂８の重量部を混合し無溶剤ワニスとした。

この無溶剤ワニスを約５０ｑ０に加溢し、予め真空舎浸
タンクに収容されたコイルに含浸した。

次にこのワニス含浸コイルをタンクから取り出し、回転
治具に取りつけ直ちに高圧水銀灯（氷Ｗ）下１５ｃのの
距離からの紫外線を３分間、該コイルを回転（回転数；
１６回／分）させながら照射した。而して得た照射後の
コイルはその表面層に４ミリ厚さの固化ワニスが存在す
るものであり、固化層はゼリー状を呈し、コイル全面が
このゼリー状固化層でシールされていた。このシール化
されたコイルからは回転を中止してもワニスの洩れ出て
くることは無かった。次いでこのシール化コイルに次の
着色塗料を塗布した。

着色塗料はスチレン４５重量部、エチルアクリレート４
５重量部、ブチルェーテル化Ｎ・メチロールアクリルア
ミド２紅重量部およびアクリル酸５重量部よりなる共重
合体８の重量部、メラミン樹脂（アメリカンサィアナミ
ド社サィメル３００）２０重量部、およびペンガラ８の
重量部、および硬化促進剤サイザック１０１０（アメリ
カンサイアナミド製）０．３重量部を混合溶剤（キシレ
ンノソルベッソ＃１００／シクロヘキサノール／ブタノ
ール＝１／１／１／０．箱重量比）１８の重量部に溶解
・混合したものを用いた。該塗料を皮膜厚さ約３０ムと
なるように塗布した後、この塗布コイルを１５０℃の加
熱炉中で８時間硬化させた。

而して得られたコイルは極めて良好な外観を有する美粧
された樹脂包埋コイルであった。

この美粧コイルの表面はＪＩＳＫ５４００による鉛筆硬
度細ゴバン目テスト合格の性能を示すと共に、ハンマー
で軽度の衝撃を与えても破損しない強固な塗膜であった
。実施例 ２ 実施例１と同様にしてシール化コイルを作成した。

次いでこのコイルに次の着色塗料を塗布した。着色塗料
はェピコート１００４：１００部、２ーメチルィミダゾ
ール２部、炭酸カルシウム５の部およびレーキ・レット
Ｃ５部を添加し、溶融混合した後徴粉化したものを用い
た。

該粉体塗料はシール化コイル皮膜約１００ミクロンにな
るように吹付塗装を行った後、１５び○の加熱炉中で８
時間硬化させた。

而して得られたコイルは極めて良好な外観を有する美粧
樹脂包埋コイルであった。この美粧コイル表面はＪＩＳ
Ｋ強００による鉛筆硬度斑、ゴバン目テスト合格の性能
を示すと共にハンマーによる軽度の衝撃にも耐える強じ
んな塗膜であった。以上の説明で判明するように本発明
の方法は金型を用いずに、必要とされる表面の美粧化を
極めて合理的に具現さすことができる美粧された絶縁コ
イルを容易に製作することができ、その工業的意義は大
なるものがある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コイルを形成する導体の表面に沿つて光硬化性樹脂
   と熱硬化性樹脂からなるワニス層を設ける工程、このワ
   ニス層の表面部に紫外線を照射する工程、この紫外線に
   よつて固化状態とされた上記ワニス層の表面に着色塗料
   を塗布する工程、上記ワニス層を熱硬化する工程を備え
   たことを特徴とする絶縁コイルの製造方法。 ２ ワニス層における光硬化性樹脂の割合が５〜９０ｐ
   ｈｒであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の絶縁コイルの製造方法。 ３ 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の絶縁コイル
   の製造方法。