JPS6150988B2 - - 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。 無機絶縁物であるマイカ粉と有機絶縁物である
水分散形ワニスとを分散媒とし水を分散媒とした
電着用塗料を用いて電気泳動塗装法によつて導体
上にマイカと樹脂ワニス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
で上記マイカ粉を水分散形ワニスと共に用いるの
はマイカだけの電着では電着層の強度が乏しく、
被塗物を電着用塗料液から取り出す際にマイカが
流れ落ち、実際には使用不可能であることによ
る。上記水分散形ワニスはマイカと共に電着さ
れ、ワニスの樹脂分がマイカのバインダーとして
の役割を果す。しかし、この水分散形ワニスの添
加量が多いと、当然、電着によつて形成された電
着層内の水分散形ワニスの樹脂分が多くなり、電
着層の耐熱性は水分散形ワニス樹脂の耐熱性に依
存するようになる。 一般に電着用水分散形ワニスは電着性を良くす
るためにその樹脂粒子の末端にカルボキシル基を
有したものが用いられており、このために耐熱性
の点で劣ることを当業者は経験的に知つている
が、現在のところ耐熱性のすぐれた電着用水分散
形ワニスはほとんど実用化されていないのが実状
である。したがつて耐熱性を要求される絶縁層を
得るためには電着層内の水分散形ワニスの樹脂分
の少ない方が好ましい。 一方この電着層内の樹脂分が30％以下になると
マイカ分が多いため電着層に空隙が生じ、このま
までは絶縁層として使用することはできない、し
たがつてこれをさらに耐熱性含浸樹脂で含浸して
用いることを余儀なくされている。また電着層内
の樹脂分が１％以下になるとバインダーとしての
効果が薄れるためある程度以上の樹脂分が必要で
ある。現状では２％以上にして用いるようになさ
れている。 上記水分散形ワニスの樹脂分が該樹脂分とマイ
カとの合計量に対し２〜30％の範囲のある定まつ
た値の電着層を得るに際し、従来、電着液の水分
散形ワニスの樹脂分マイカの（重量）比率、全不
揮発分及び電着電圧（電界強度）を制限して用い
ていた。従来の電着用塗料の適正電圧は電界強度
にして15〜20V／cmで、しかも特殊な場合を除き
全不揮発分10〜13％の範囲内に適正条件が限定さ
れていた。実用に際し特に電着液の水分散形ワニ
スの樹脂分とマイカの比率は電着層中のそれと同
一である必要がある。すなわち被塗物上に電着層
として形成され持ち出される水分散形ワニスの樹
脂分とマイカの比率が電着液中のそれと異なる
と、電着をくり返して継続する場合電層液の全不
揮発分が低下することはもちろん電着液中の水分
散形ワニスの樹脂分とマイカの比率が、しだいに
変化し、それと共に電着層中の水分散形ワニスの
樹脂分とマイカの比率も変つてくるという不都合
が生じ、実際の使用が不可能となる。このため電
着電圧、全不揮発分を限定して電着液、及び電着
層中の水分散形ワニスの樹脂分とマイカの比率が
同一になるように制御していた。さらに上記適正
電着電圧値は電着液中に混入するマイカの大き
さ、形状、種類によつても異なることが当業者に
おいて確認されており、電着液調整の度に適正電
圧、適正濃度を設定する繁雑さも必要となる。し
かも連続して電着液を使用することは全不揮発分
の低下のため前記適正範囲をはずれることとなり
工業的に非常に不利となる。かかる電着液と電着
層中の成分比の異なる現象についての詳細は明ら
かではないが、１つにはマイカ粉と、水分散形ワ
ニス粒子の泳動速度の差に起因していることは明
らかである。適正電圧の範囲外ではいずれも水分
散形ワニス粒子とマイカ粉の泳動速度の差が生
じ、均一な電着層とならない。この不均一な電着
層は含浸ワニスの含浸性にとつて非常に不利な条
件であり、ひいては絶縁物としての用をなさない
場合もある。 本発明は上記した諸点に鑑み、鉛意研究を重ね
た結果、電着用塗料液中の水分散形ワニスの安定
剤にノニオン活性剤を用いることにより電着電圧
に特別な制限を加えることなく均一な電着層を得
ることがきることを見出し、この発明を完成する
に至つた。 すなわち、この発明はマイカ、水分散形ワニス
を用いた電着用塗料においてノニオン活性剤を含
む電着用塗料に関するものである。 前述したごとく、一般に水分散形ワニスはその
樹脂粒子を形成する高分子末端にカルボキシル基
を有しており、また分散安定性をもたすためアニ
オン活性剤を表面に吸着させているのが通常であ
り、そのため樹脂粒子が負に帯電するようになつ
ており、陽極に泳動していく速さはマイカに較べ
数段速くなつている。樹脂粒子の泳動速度をマイ
カのそれに近づけるというのが本発明の一つの目
的である。このためノニオン活性剤を水分散形ワ
ニス粒子に吸着させる訳であるが、乳化重合時に
乳化剤として添加してもよいし、またアニオン活
性剤等で乳化した後、透析法などにより一部取り
除いてノニオン活性剤を添加するなどの方法が適
宜用いられる。このノニオン活性剤の量はあまり
多すぎると水分散形ワニスの樹脂粒子がマイカの
バインダーとしての効果をもたなくなり、また少
ないとアニオン活性剤の場合と同様になる。適正
量は塗料中の固形分に対し0.5〜10重量％である
ことが検討の結果分つた。このようにして得られ
た水分散形ワニスの樹脂粒子はイオン系の活性剤
自身の電荷による帯電が減り電着液と電着層中の
マイカと水分散形ワニスの樹脂分の比率が等しく
なる。 分散媒として水を用い、分散相としてマイカ、
水分散形ワニスを用いた電着用塗料において上記
ノニオン活性剤にて処理された水分散形ワニスを
用いることにより、電着電圧液濃度を特別に制限
することなく、かつ塗料液中の水分散形ワニスの
樹脂分とマイカの比率と同じ比率の電着層を得る
ことができる。またこのように調整された電着用
塗料を用いることによつて、各々の電着用塗料に
応じた電着条件を設定する繁雑さも必要なく、例
えば電圧を定められたため長い電着時間を必要と
していたものも、電圧を上げることによりごく短
時間に多量に被塗物を電着でき、また厳しい電着
液の濃度管理も必要とせず工業的に非常に有利と
なつた。この発明で用いるノニオン活性剤には特
に制限はないが、好適なものとして、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレ
ンアルキルフエノールエーテル類、ポリオキシエ
チレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキル
エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアル
キルエステル類など及びこれらの混合物が挙げら
れる。またマイカにも特に制限はなく、合成マイ
カ、天然マイカいずれも自由に選択することがで
きるが、大きさは20メツシユの篩を通過するもの
であればよく、特に35メツシユの篩を通過するも
のが好適である。水分散形ワニスについても特に
制限なく一般に用いられているアニオン形水分散
形ワニスが適宜用いられる。含浸に用いられるワ
ニスにも特に制限はなく通常の含浸ワニスが用途
に応じて用いられる。上記水分散形ワニスの樹脂
分とマイカとの合計量にしめるマイカの割合は70
〜98重量％とすることが望ましい。また全不揮発
分は５〜35重量％の範囲内が好ましい。マイカの
配合量または全不揮発分が上記範囲を外れた場合
には得られる絶縁層の特性が不十分なものとな
る。 以下参考例及び実施例を挙げ本発明をさらに具
体的に説明する。 〔参考例 １〕 アニオン活性剤であるソジウムラウリルサルフ
エートで乳下した電着用水分散形エポキシ系ワニ
ス中にイオン交換水でよく水洗した80メツシユ篩
弾過マイカ粉末を上記水分散形ワニスの樹脂分１
部に対し９部の割合で混入し、さらにイオン交換
水を加えてよく撹拌して全不揮発分13％の電着用
塗料を調整した。この電着用塗料液中に被塗物を
浸漬して対向電極との間に直流電圧120V（電界
強度30V／cm）を印加し電界マイカ層を形成させ
乾燥させた後、エポキシ系含浸ワニスで真空含浸
を行ない硬化させて厚さ約1.03mmの絶縁層を得
た。 〔参考例 ２〕 参考例１と同様に電着用塗料を調整し直流電圧
20V（電界強度5V／cm）を印加し、電着マイカ層
を形成させ乾燥させた後、エポキシ系含浸ワニス
で真空含浸を行ない硬化させて厚さ1.05mmの絶縁
層を得た。 〔参考例 ３〕 アニオン活性剤であるドデシルベンゼンスルフ
オン酸ソーダ塩で乳化した電着用水分散形エポキ
シ系ワニス中にイオン交換水でよく水洗した100
メツシユ篩通過マイカ粉末を上記水分散形ワニス
の樹脂分２部に対し８部の割合で混入し、さらに
イオン交換水を加えてよく撹拌して全不揮発分10
％の電着用塗料を調整した。この電着用塗料液中
に被塗物を浸漬し、対向電極との間に直流電圧
210V（電界強度50V／cm）を印加し、電着マイカ
層を形成させ乾燥させた後エポキシ系含浸ワニス
で真空含浸を行ない硬化させて厚さ約0.92mmの絶
縁層を得た。 〔参考例 ４〕 ノニオン活性剤であるポリオキシエチレンラウ
リルエーテルで乳化した水分散形ワニスを用い参
考例１と全く同様に電着用塗料を調整した。ポリ
オキシエチレンラウリルエーテルは塗料中の固形
分の0.3重量％であつた。この電着用塗料中に被
塗物を浸漬し、対向電極との間に直流電圧64V
（電界強度16V／cm）を印加し、電着マイカ層を
形成させ、乾燥させた後エポキシ系含浸ワニスで
真空含浸を行ない硬化させて厚さ0.93mmの絶縁層
を得た。 〔参考例 ５〕 ノニオン活性剤であるポリオキシエチレンラウ
リルエーテルで乳化した水分散形ワニスを用い参
考例１と全く同様に電着用塗料を調整した。ポリ
オキシエチレンラウリルエーテルは塗料中の固形
分の15重量％であつた。この電着塗料中に被塗物
を浸漬し、対向電極との間に直流電圧64V（電界
強度16V／cm）を印加し、電着マイカ層を形成さ
せ、乾燥させた後エポキシ系含浸ワニスで真空含
浸を行ない硬化させて厚さ0.90mmの絶縁層を得
た。 〔実施例 １〕 ノニオン活性剤であるポリオキシエチレンラウ
リルエーテルで乳化した電着用水分散形エポキシ
系ワニスを用い参考例１と全く同様に全不揮発分
５％の電着用塗料を調整した。ポリオキシエチレ
ンラウリルエーテルは塗料中の固形分の0.7重量
％であつた。 この電着用塗料中に被塗物を浸漬し、対向電極
との間に直流電圧120V（電界強度30V／cm）を印
加し電着マイカ層を形成させた後エポキシ系含浸
ワニスで真空含浸を行ない硬化させて厚さ1.01mm
の絶縁層を得た。 〔実施例 ２〕 実施例１と全く同様の電着用塗料中に被塗物を
浸漬し、対向電極との間に直流電圧20V（電界強
度5V／cm）を印加し電着マイカ層を形成させ乾
燥した後エポキシ系含浸ワニスで真空含浸を行な
い硬化させて厚さ0.98mmの絶縁層を得た。 〔実施例 ３〕 ノニオン活性剤であるポリオキシエチレンオク
チルフエノールエーテルで乳化した電着用水分散
形エポキシ系ワニスを用い参考例１と全く同様に
全不揮発分９％の電着用塗料を調整した。ポリオ
キシエチレンオクチルフエノールエーテルは塗料
中の固形分の３重量％であつた。 この電着用塗料中に被塗物を浸漬し、対向電極
との間に直流電圧120V（電界強度30V／cm）を印
加し電着マイカ層を形成させ乾燥した後エポキシ
系含浸ワニスで真空含浸を行ない硬化させて厚さ
1.03mmの絶縁層を得た。 〔実施例 ４〕 実施例３と全く同様の電着用塗料中に被塗物を
浸漬し、対向電極との間に直流電圧20V（電界強
度5V／cm）を印加し電着マイカ層を形成させ乾
燥した後、エポキシ系含浸ワニスで真空含浸を行
ない硬化させて厚さ1.02mmの絶縁層を得た。 〔実施例 ５〕 ノニオン活性剤であるポリエチレングリコール
モノラウレートで乳化した電着用水分散形エポキ
シ系ワニスを用い参考例３と全く同様に全不揮発
分14％の電着用塗料を調整した。ポリエチレング
リコールモノラウレートは塗料中の固形分の10重
量％であつた。 この電着用塗料中に被塗物を浸漬し、対向電極
との間に直流電圧210V（電界強度50V／cm）を印
加し、電着マイカ層を形成させ乾燥した後エポキ
シ系含浸ワニスで真空含浸を行ない硬化させて厚
さ0.94mmの絶縁層を得た。 〔実施例 ６〕 実施例５と全く同様の電着用塗料中に被塗物を
浸漬し、対向電圧との間に直流電圧25V（電界強
度6V／cm）を印加し、電着マイカ層を形成させ
乾燥させた後エポキシ系含浸ワニスで真空含浸を
行ない硬化させて厚さ0.95mmの絶縁層を得た。 〔実施例 ７〕 ノニオン系活性剤であるソルビタンモノラウレ
ートで乳化した電着用水分散形ワニスを用い参考
例５と全く同様に全不揮発分22％の電着用塗料を
調整した。ソルビタンモノラウレートは塗料中の
固形分の0.9重量％であつた。 この電着用塗料中に被塗物を浸漬し、対向電極
との間に直流電圧84V（電界強度21V／cm）を印
加し、電着マイカ層を形成させ乾燥させた後エポ
キシ系含浸を行ない硬化させて厚さ1.42mmの絶縁
層を得た。 〔実施例 ８〕 実施例７と全く同様の電着用塗料中に被塗物を
浸漬し、対向電極との間に直流電圧30V（電界強
度8V／cm）を印加し、電着マイカ層を形成させ
乾燥させた後エポキシ系含浸ワニスで真空含浸を
行ない硬化させて厚さ1.38mmの絶縁層を得た。 〔実施例 ９〕 ノニオン系活性剤であるポリオキシエチレンソ
ルビタンモノラウレートで乳化した電着用水分散
形ワニスを用い参考例１と全く同様に全不揮発分
35％の電着用塗料を調整した。ポリオキシエチレ
ンソルビタンモノラウレートは塗料中の固形分の
５重量％であつた。 この電着用塗料中に被塗物を浸漬し、対向電極
との間に直流電圧120V（電界強度30V／cm）を印
加し電着マイカ層を形成させ乾燥させた後エポキ
シ系含浸ワニスで真空含浸を行ない硬化させて厚
さ1.20mmの絶縁層を得た。 〔実施例 10〕 実施例９と全く同様の電着用塗料中に被塗物を
浸漬し、対向電極との間に直流電圧20V（電界強
度5V／cm）を印加し、電着マイカ層を形成させ
乾燥させた後エポキシ系含浸ワニスで真空含浸を
行ない硬化させて厚さ1.17mmの絶縁層を得た。 〔実施例 11〕 参考例１と同様にして得た電着用水分散形エポ
キシ系ワニスを半透膜を介して透析した後、ノニ
オン活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエ
ーテルを添加し、この中に参考例１と同様にイオ
ン交換水でよく水洗した80メツシユ篩通過マイカ
粉末を上記水分散形ワニスの樹脂分１部に対し９
部の割合で混入し、さらにイオン交換水を加えて
よく撹拌して全不揮発分15％の電着用塗料を調整
した。ポリオキシエチレンラウリルエーテルは塗
料中の固形分の８重量％であつた。この電着用塗
料液中に被塗物を浸漬し、対向電極との間に直流
電圧120V（電界強度30V／cm）を印加し、電着マ
イカ層を形成させ乾燥させた後エポキシ系含浸ワ
ニスで真空含浸を行ない硬化させて厚さ1.01mmの
絶縁層を得た。 〔実施例 12〕 実施例11と全く同様の電着用塗料中に被塗物を
浸漬し、対向電極との間に直流電圧20V（電界強
度5V／cm）を印加し、電着マイカ層を形成させ
乾燥させた後エポキシ系含浸ワニスで真空含浸を
行ない硬化させて厚さ0.99mmの絶縁層を得た。 〔実施例 13〕 ノニオン活性剤であるポリオキシエチレンラウ
リルエーテルで乳化した水分散形ワニスを用い参
考例１と全く同様に電着用塗料を調製した。ポリ
オキシエチレンラウリルエーテルは塗料中の固形
分の２重量％であつた。 この電着用塗料中に被塗物を浸漬し、対向電極
との間に直流電圧64V（電界強度16V／cm）を印
加し、電着マイカ層を形成させ、乾燥させた後エ
ポキシ系含浸ワニスで真空含浸を行ない硬化させ
て厚さ0.91mmの絶縁層を得た。 上記参考例１〜５、実施例１〜13で得た絶縁層
について測定された諸特性を表１に示す。

【表】

【表】 表１に示したごとく、本発明による電着用塗料
では従来の電着用塗料を用いた場合の適正電圧を
はずれる電圧でも電着塗料中のマイカと水分散形
ワニスの樹脂分の比率が電着層のそれとほとんど
同じであるようなものを得ることが可能となる。
また破壊電圧値を比較すると従来の電着用塗料を
用いたものの値が本発明による電着用塗料のもの
より明らかに低い値を示している。これは電着液
中のマイカと水分散形ワニスの樹脂分との比率が
電着層におけるそれと異なつたため含浸ワニスの
含浸性を著しく阻害したためと思われる。したが
つて劣化後の破壊電圧値も絶縁層中に含まれる水
分散形ワニスの樹脂分の量に応じて低下してい
る。 以下のごとく本発明による電着用塗料を用いる
ことにより、従来のように電着用塗料に応じた電
着条件を設定することなく、簡単に目的とする絶
縁物を得ることが可能となり、本発明の工業的価
値は大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分散媒として水を用い、分散相としてマイカ
   及び水分散形ワニスを用いた分散系から成る電着
   用塗料において、該塗料中に水分散形ワニスの安
   定剤として塗料中の固形分に対して0.5〜10重量
   ％のノニオン活性剤を含有せしめたことを特徴と
   する電着用塗料。 ２ 水分散形ワニスの樹脂分とマイカとの合計量
   中にしめるマイカの割合が70〜98重量％である特
   許請求の範囲第１項記載の電着用塗料。 ３ 塗料の全不揮発分が５〜35重量％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
   記載の電着用塗料。 ４ ノニオン活性剤としてポリオキシエチレンア
   ルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキル
   フエノールエーテル類、ポリオキシエチレンアル
   キルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類
   及びポリオキシエチレンソルビタンアルキルエス
   テル類から選ばれた少なくとも一つの化合物を用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の電着用塗料。