JPS6148553B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は電着用塗料、特に無機絶縁物である
マイカと有機絶縁物である水分散形ワニスを水中
に分散させた電着用塗料の改良に関するものであ
る。 無機絶縁物である天然マイカ粉と有機絶縁物で
ある水分散形ワニスとを分散相とし、水を分散媒
とした電着用塗料を用いて電気泳動電着法によつ
て導体上にマイカと水分散形ワニスの樹脂との複
合絶縁層を形成させる方法は既に知られていると
ころである。ここで上記天然マイカを水分散形ワ
ニスと共に用いるのは、マイカのみの電着では、
電着層の強度が乏しく、被塗物を電着塗料液から
取り出す際にマイカが流れ落ち、実際に使用が困
難であることによる。したがつて、この水分散形
ワニスはマイカのバインダー的役割を果すもの
で、マイカとマイカとの間に生じた間隙を埋める
ためのものでなく、むしろ間隙を残しておき、こ
こを目的に応じた含浸樹脂で含浸し、絶縁物とし
て用いるのが通常である。またここで用いるマイ
カは天然の絶縁物としてすぐれたものであること
は言うまでもないが、その板状結晶構造のため電
界方向に対し90゜の角度で配向する場合には特に
絶縁物として好都合である。マイカを上記水分散
形ワニスと共に用いる電着法はこのマイカが被塗
物面に対し層状に平行に配向するものを提供する
方法であり、優れた電気的特性を有することはす
でに知られているところである。一般にマイカ片
を用いる絶縁法においてマイカ片の大きさ（平面
面積）の大きい方が絶縁性に対し有利であること
は当業者にとつて常識的なことであるが、かかる
電着法による絶縁法でも全く同様の事が言える。
したがつて電着し得る最大のマイカ片を用いるこ
とが好ましい訳である。しかしこの電着によつて
マイカ層を得る場合、被塗物がエツジ部をもつた
ものであると、このエツジ部でマイカが突起状と
なつてとび出す現象が生じるが、この傾向はマイ
カの大きい方がより強く表われる。また厚膜にな
るほど大となることを発明者らは確認している。
特に膜厚に関しては乾燥後の厚さが500μを超え
ると突起の長さが平坦部のマイカ層の厚さ以上に
なることも稀ではない。回転電機のコイルの様に
絶縁導体をある定まつた寸法形状に仕上げスロツ
トに組入れる場合などには非常に不都合な現象で
ある。この現象は電着時の電着液の流れ、電界強
度、さらに電着後の乾燥条件によつても大きく左
右され、作業者が技巧を労して実用に供している
のが現状である。この突起物のためスロツト等に
挿入できない場合、必要に応じて削り取つて寸法
調整を行なつたり、やむなく廃棄しなくてはなら
ない場合もある。またこの突起物部はマイカの不
斉配向部であり、すなわち電気的特性あるいは機
械的特性の一番の弱点部分となる。 これらの現象を回避する簡単な方法としてマイ
カの大きさを極端に小さくすることが考えられる
が、前述したごとく絶縁性に関しては逆効果であ
り、回転電機のごとく使用条件の厳しいものには
適用に不安がある。 上記の点に鑑みて発明者は鋭意検討を進めた結
果、マイカよりも小さい粒子状の無機物をマイカ
に対し特定の重量比混入することにより優れた絶
縁物を得る電着用塗料を見い出し、この発明を完
成するに致つた。すなわちマイカ片の大きさを小
さくすることなく、かつ、厚膜化しても突起現象
の生じない電気的特性等、従来法によるものと較
べ何ら遜色のない優れた絶縁物を形成する電着用
塗料を得ることが出来た。そのメカニズムは定か
ではないが、被塗物のエツジ部の片面方向に沿つ
たマイカのせり出し・堆積による突起現象を粒子
状の無機物がその間に入り込み緩和したり、ある
いは乾燥によつて層内部の水分を蒸発させた場合
に起こる、いわゆる層のしまりによるマイカのせ
り上りに起因した突起現象を緩和するようなこと
が起るのであろうと思われる。 厚膜絶縁への適用が突起現象のため不可能であ
つたものが、本発明による電着用塗料を用いるこ
とにより容易に可能になつたことでその工業的意
義は非常に大である。この発明で用いる粒子状の
無機物としては例えばシリカ粉、アルミナ粉、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、ガラ
ス粉など、及びこれらの混合物などが適宜用いら
れる。その大きさは100メツシユの篩を通過する
ものが適用できるが、好ましくは250メツシユの
篩を通過するものが良い。またマイカの大きさは
20メツシユ通過のものが用いられる。マイカに対
する無機粒子の配合比はマイカ100部（重量部）
に対し５〜40部が好適である。前記配合量が５部
未満では本発明の効果が十分に発現されず、また
40部を越える配合ではマイカの特徴が失なわれる
ようになるので好ましくない。 また用いる水分散ワニスの種類は特に限定され
るものではないが好適なものとしては例えばエポ
キシ系樹脂ワニス、アクリル系樹脂ワニス、ポリ
エステル系樹脂ワニスなどが挙げられ、これらが
所望により適宜用いられる。 また上記水分散形ワニスの樹脂分含有量は、天
然マイカと無機粒子の総量の２〜30重量％が好ま
しい。２重量％未満ではきれいに電着されず電気
特性、機械特性も劣つたものとなり、30重量％を
越える場合には耐熱性が劣り、含浸性が悪くなる
ので好ましくない。 さらに、本発明の電着塗料の全不揮発分は５〜
30重量％の範囲内とすることが望ましい。５重量
％未満では電着性が悪く、30重量％を越える場合
には粘度が高くなり、引きあげ層が厚くなるなど
のため好ましくない。 なお含浸ワニスについては目的に応じ通常の含
浸ワニスが何ら制限がなく用いられる。 次にこの発明による効果を比較例、実施例を挙
げて説明する。 なお、実施例および比較例で用いるアクリル系
水分散ワニスは、アクリロニトリル50部、スチレ
ン25部、エチルアクリレート15部、グリシジルメ
タクリレート５部およびメタクリル酸５部をラウ
リル硫酸エステルソーダ１部を用いた通常の乳化
重合方法により重合し、固形分含量を20％にした
もの、ポリエステル系水分散ワニスはポリエチレ
ンテレフタレート200部とグリセリン40部とをエ
ステル交換反応させて未満に水酸基を有するポリ
エステルをえ、これに無水トリメリツト酸30部を
付加させてえられた酸付加ポリエステル樹脂の粉
末100部に対して25％アンモニア水10部、ラウリ
ル硫酸エステルソーダ２部を含む水中に該粉末を
加熱分散させた固形分含量15％のもの、エポキシ
系水分散ワニスは、エピコート1001 100部、エチ
レングリコール５部およびテトラヒドロ無水フタ
ル酸25部をキシレン中で反応させたものの固形分
100部に対し、25％アンモニア水10部およびラウ
リル硫酸エステルソーダ２部を含む水中に、前記
反応物が加熱分散させ、キシレンの一部を揮発さ
せ、固形分含量15％にしたものである。 〔比較例 １〕 20メツシユの篩を通過した天然マイカ９部（重
量部、以下同じ）に対し、エポキシ系分散ワニス
の樹脂分１部の割合で混合し、イオン交換水を加
えよく撹拌し、均一に分散した全不揮発分５重量
％の電着用塗料を調整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に直流電圧を印加して、乾燥
焼付後の平坦部の厚さ0.5mmの電着層を形成した
が、エツジ部に約0.3mmの突起部が生じた。この
突起部を削り取り膜厚を均一にした後さらにエポ
キシ系含浸樹脂で真空含浸し、硬化させて厚さ
0.55mmの絶縁層を得、破壊電圧を測定したところ
14KVであつた。 〔比較例 ２〕 30メツシユの篩を通過した天然マイカ98部に対
し、アクリル系水分散ワニスの樹脂分２部の割合
で混合し、イオン交換水を加えよく撹拌し、均一
に分散した全不揮発分18重量％の電着用塗料を調
整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に直流電圧を印加して、乾燥
焼付後の平坦部の厚さ0.95mmの電着層を形成した
が、エツジ部に最大約0.85mmの突起部が生じた。
この突起部を削り取り膜厚を均一にした後さらに
マレイミド変性エポキシ樹脂で真空含浸し、硬化
させて厚さ1.00mmの絶縁層を得、破壊電圧を測定
したところ43KVの値であつた。 〔比較例 ３〕 35メツシユの篩を通過した天然マイカ７部に対
しポリエステル系水分散ワニスの樹脂分３部の割
合で混合し、イオン交換水を加えよく撹拌し、均
一に分散した全不揮発分30％の電着用塗料液を調
整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に直流電圧を印加し、乾燥焼
付し、平坦部の厚さ1.75mmの電着層を形成した
が、エツジ部に約1.2mmの突起部が生じた。この
突起部を削り取り膜厚を均一にした後、さらにエ
ポキシ樹脂で真空含浸し、硬化させて厚さ約1.8
mmの絶縁層を得、破壊電圧を測定したところ
50KVの値であつた。 〔比較例 ４〕 35メツシユの篩を通過した天然マイカ９部に対
し、エポキシ系水分散ワニスの樹脂分１部の割合
で混合し、イオン交換水を加えてよく撹拌し、均
一に分散した全不揮発分25重量％の電着用塗料を
調整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に直流電圧を印加し、乾燥焼
付したが表面の凹凸が大きい厚さ約2.7mmの電着
層しか得られずしかもエツジ部に約1.6mmの突起
が生じていた。この突起部を削り取りエポキシ系
含浸樹脂で真空含浸した後硬化させて厚さ約2.8
mmの絶縁層を得、破壊電圧を測定したところ
50KV以上の値であつた。〔比較例 ５〕 28メツシユの篩を通過した天然マイカ９部に対
し、エポキシ系水分散ワニスの樹脂分１部の割合
で混合し、イオン交換水を加えてよく撹拌し、均
一に分散した全不揮発分20％の電着用塗料を調整
した。 この電着用塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に40Vの直流電圧を印加し、
乾燥焼付後の平坦部の厚さが約0.95mmの電着層を
形成させたが、エツジ部に約0.74mmの突起部が生
じた。この突起部を削り取り膜厚を均一にした
後、さらにマレイミド変成エポキシ樹脂で真空含
浸を施し、硬化させ、1.00mmの絶縁層を得、破壊
電圧を測定したところ45KVであつた。 〔比較例 ６〕 48メツシユの篩を通過した天然マイカ87部に対
し、アクリル系水分散ワニスの樹脂分13部の割合
で混合し、イオン交換水を加えてよく撹拌し、均
一に分散した全不揮発分20％の電着用塗料を調整
した。 この電着用塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に60Vの直流電圧を印加し
て、乾燥焼付後の平坦部の厚さが約1.95mmの電着
層を形成させたが、エツジ部に最大約1.05mmの突
起部が生じた。この突起部を削り取り膜厚を均一
にした後さらにエポキシ樹脂で真空含浸を施し、
硬化させて厚さ2.00mmの絶縁層を得、破壊電極を
測定したところ50KV以上の値であつた。 〔比較例 ７〕 35メツシユの篩を通過した天然マイカ8.65部に
対しポリエステル系水分散ワニスの樹脂分1.35部
の割合で混合し、イオン交換水を加えてよく撹拌
し、均一に分散した全不揮発分22％の電着用塗料
液を調整した。 この電着用塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に80Vの直流電圧を印加し、
乾燥焼付し、平坦部の厚さ約1.10mmの電着層を形
成したが、エツジ部に最大約0.60mmの突起部が生
じた。この突起部を削り取り膜厚を均一にした
後、さらにエポキシ樹脂で真空含浸し、硬化させ
て厚さ1.15mmの絶縁層を得、破壊電圧を測定した
ところ47KVの値であつた。 〔実施例 １〕 20メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
400メツシユ通過のシリカ粉５部の比率で配合し
たもの98部に対しエポキシ系水分散形ワニスの樹
脂分の２部の割合で混合し、イオン交換水を加え
てよく撹拌し、均一に分散した全不揮発分20％の
電着用塗料を調整した。 この電着用塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に60Vの直流電圧を印加し
て、乾燥焼付後の厚さ0.5mmの均一な電着層を形
成した。この電着層にさらにエポキシ樹脂で真空
含浸を施し硬化させ厚さ0.55mmの絶縁層を得、破
壊電圧を測定したところ32KVであつた。 〔実施例 ２〕 30メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
300メツシユ通過の酸化アルミニウム粉20部の比
率で配合したもの７部に対し、アクリル系水分散
形ワニスの樹脂分３部の割合で混合し、イオン交
換水を加えてよく撹拌し、均一に分散した全不揮
発分18％の電着用塗料を調整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に40Vの直流電圧を印加し
て、乾燥焼付後の厚さ0.70mmの均一な電着層を得
た。この電着層にさらにエポキシ樹脂で真空含浸
を施し、硬化させ厚さ0.75mmの絶縁層を得、破壊
電圧を測定したところ50KVであつた。 〔実施例 ３〕 35メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
400メツシユ通過のガラス粉を40部の比率で配合
したもの９部に対しポリエステル系水分散形ワニ
スの樹脂分１部の割合で混合し、イオン交換水を
加えてよく撹拌し、均一に分散した全不揮発分22
％の電着用塗料を調整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に80Vの直流電圧を印加し
て、乾燥焼付後の厚さ1.10mmの均一な電着層を得
た。この電着層にさらにエポキシ樹脂で真空含浸
を施し、硬化させ厚さ1.15mmの絶縁層を得、破壊
電圧を測定したところ50KV以上であつた。 〔実施例 ４〕 28メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
350メツシユ通過の炭酸カルシウム10部の比率で
配合したもの９部に対しエポキシ系水分散形ワニ
スの樹脂分１部の割合で混合し、イオン交換水を
加えてよく撹拌し、均一に分散した全不揮発分20
％の電着用塗料を調整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に40Vの直流電圧を印加して
乾燥焼付後の厚さ0.95mmの均一な電着層を得た。
この電着層にさらにマレイミド変成エポキシ樹脂
で真空含浸を施し、硬化させ厚さ1.00mmの絶縁層
を得、破壊電圧を測定したところ50KV以上であ
つた。 〔実施例 ５〕 48メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
250メツシユ通過のタルク35部の比率で配合した
もの９部に対し、アクリル系水分散ワニスの樹脂
分１部の割合で混合し、イオン交換水を加えてよ
く撹拌し、均一に分散した全不揮発分20％の電着
用塗料を調整した。 この電着塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に60Vの直流電圧を印加し
て、乾燥後の厚さ1.95mmの均一な電着層を得た。
この電着層にさらにエポキシ樹脂で真空含浸を施
し、硬化させ厚さ2.00mmの絶縁層を得、破壊電圧
を測定したところ70KV以上であつた。 〔実施例 ６〕 35メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
300メツシユ通過の炭酸マグネシウム25部の比率
で配合したもの９部に対し、エポキシ系水分散形
ワニスの樹脂分１部の割合で混合し、イオン交換
水を加えてよく撹拌し、均一に分散した全不揮発
分23％の電着用塗料を調整した。 この電着用塗料液中に被塗物である導体を浸漬
し、対向電極との間に60Vの直流電圧を印加し、
乾燥後の厚さ0.45mmの均一な電着層を得た。この
電着層にさらにエポキシ樹脂で真空含浸を施し、
硬化させ厚さ0.50mmの絶縁層を得、破壊電圧を測
定したところ29KVであつた。 〔実施例 ７〕 35メツシユの篩を通過した天然マイカ100部に
300メツシユ通過のシリカ粉25部の比率で配合し
たもの９部に対し、エポキシ系水分散ワニスの樹
脂分１部の割合で混合し、イオン交換水を加えて
よく撹拌し、均一に分散した全不揮発分25重量％
の電着用塗料液を調整した。 この電着塗料液中に〔比較例４〕と全く同様の
条件で電着を施し、乾燥焼付を行なつたが突起物
のない厚さ2.80mmの均一な電着層が得られた。こ
の電着層にさらにエポキシ樹脂で真空含浸を施し
硬化させ厚さ2.85mmの絶縁層を得、破壊電圧を測
定したところ70KV以上であつた。 上記比較例１〜７ 実施例１〜７で得た絶縁層
について測定された特性を表１に示す。 表中、劣化後の破壊電圧値は絶縁層を評価する
上で重要なもので本発明による効果を明確に示し
ている。

【表】

【表】 実施例４で用いた炭酸カルシウムをすべて天然
マイカにかえた比較例５の結果は、実施例４と比
較して電着層の外観が悪く、初期破壊電圧および
劣化後の破壊電圧が共に低く、また実施例５の電
着用塗料からタルクをのぞいた電着用塗料を用い
た比較例６の結果は、実施例５と比較して電着層
の外観が悪く、劣化後の破壊電圧が低く、さらに
実施例３の電着用塗料からガラス粉をのぞいた電
着用塗料を用いた比較例７の結果は、実施例３と
比較して電着層の外観が悪く、劣化後の破壊電圧
が低く、いずれもこの発明の電着用塗料を用いる
ものより劣り、この発明の電着用塗料を用いるこ
とにより、突起物が生じるなどの問題点を解消で
き、かつ特性的にも優れた厚膜絶縁層得ることが
可能となることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分散媒として水を用い、分散相として天然マ
   イカ、無機粒子及び水分散形ワニスを用いた塗料
   の分散系であつて、天然マイカが20メツシユの篩
   を通過し、無機粒子が100メツシユの篩を通過
   し、かつ天然マイカが無機粒子より大きく、無機
   粒子の含有量が天然マイカの５〜40重量％であ
   り、水分散形ワニスの樹脂分含有量が天然マイカ
   及び無機粒子の総量の２〜30重量％であり、上記
   分散系の全不揮発分が５〜30重量％である電着用
   塗料。 ２ 100メツシユの篩を通過する無機粒子として
   シリカ粉、酸化アルミニウム粉、炭酸カルシウ
   ム、タルクまたはガラス粉を用いた特許請求の範
   囲第１項記載の電着用塗料。 ３ 水分散形ワニスとしてエポキシ系樹脂ワニ
   ス、アクリル系樹脂ワニスまたはポリエステル系
   樹脂ワニスを用いた特許請求の範囲第１項記載の
   電着用塗料。