粉体塗装方法及びガス絶縁開閉装置
【課題】１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供する。
【解決手段】粉体塗料と共に液体塗料を被塗装物に塗装する粉体塗装方法であって、前記液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、前記液体塗料の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下、前記液体塗料の塗装量が前記粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下であることを特徴とする粉体塗装方法とする。
【解決手段】粉体塗料と共に液体塗料を被塗装物に塗装する粉体塗装方法であって、前記液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、前記液体塗料の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下、前記液体塗料の塗装量が前記粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下であることを特徴とする粉体塗装方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗装方法及びガス絶縁開閉装置に関する。詳細には、本発明は、絶縁膜などの各種塗膜を形成するための粉体塗装方法、及び当該粉体塗装方法によって形成される絶縁膜を有するガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧装置、ガス絶縁開閉装置、大型回転機などでは、各種部材の絶縁を行うために絶縁膜を形成している。例えば、ガス絶縁開閉装置では、密閉金属容器の内部に導体を配設し、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）を絶縁媒体として一般に用いているが、その絶縁耐力を向上させるために、導体などの部材の表面に絶縁膜を形成している。このような絶縁膜は、一般に、エポキシ樹脂を含む粉体塗料を流動浸漬法や静電塗装法などの方法によって塗装することにより形成している。しかし、この方法では、粉体塗料を塗装する際、加熱された部材の表面付近では粉体塗料が溶融して良好な絶縁膜を形成することができるものの、絶縁膜が厚くなるにつれて粉体塗料が溶融し難くなり、粉体塗料が溶融して固着する前に粉体塗料が脱落し、厚膜化が困難になる。また、例え粉体塗料の脱落が起きないとしても、粉体塗料が十分に溶融しないため、粉体塗料の間に空隙が生じ、絶縁膜にボイドなどの欠陥が生じ易い。そのため、ある程度の厚さ（例えば、１ｍｍ以上）の絶縁膜を形成するためには、塗装を複数回に分けて行う必要がある。
【０００３】
一方、１回の塗装で厚い塗膜を形成する方法として、特許文献１では、被塗装物の表面を塗膜の厚さに必要な高さの枠体で囲繞し、枠体内の被塗装物上に粉体塗料を充填して溶融させる方法が提案されている。また、特許文献２では、エポキシ樹脂、顔料、非水性稀釈材及び硬化剤を含有する塗料において、顔料中に塗料固形分の１５〜３０重量％のシラン基側鎖を持つシラン架橋ポリエチレン材を混合した塗料を用いて塗装する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１６００８２号公報
【特許文献２】特公平１−１９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法は、被塗装物の表面に塗膜に対応する枠体を設ける必要があるため、手間がかかるだけでなく製造コストも増大する。また、特許文献２の方法は、水分の存在下で反応が開始して硬化するため、水分の存在を嫌う部材には適用することが難しい。また、特許文献２の方法に用いられる塗料は、ポットライフが２０℃で１．５時間程度と非常に短く、作業性にも欠ける。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、粉体塗料を所定の特性を有する液体塗料と共に所定の割合で被塗装物に塗装することで、厚い塗膜を形成する際に、液体塗料が、粉体塗料の接着剤として作用すると共に粉体塗料の間の空隙を充填してボイドなどの欠陥を抑制し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、粉体塗料と共に液体塗料を被塗装物に塗装する粉体塗装方法であって、前記液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、前記液体塗料の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下、前記液体塗料の塗装量が前記粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下であることを特徴とする粉体塗装方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本実施の形態の粉体塗装方法は、粉体塗料を液体塗料と共に被塗装物に塗装することを特徴とする。
本実施の形態の粉体塗装方法に用いられる粉体塗料としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。ここで、本明細書において「粉体塗料」とは、常温（２５℃）で粉末状態の塗料を意味する。
【００１０】
本実施の形態の粉体塗装方法に用いるのに好ましい粉体塗料としては、基体樹脂、硬化剤及び充填材を含む。
粉体塗料に用いられる基体樹脂としては、常温（２５℃）で固体状態であれば特に限定されず、一般にエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂の例としては、特に限定されないが、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂やブロム化脂環式エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１１】
粉体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、使用する基体樹脂の種類によって異なるため、一義的に定義することはできない。粉体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、常温（２５℃）で固体状態となるような範囲であればよい。ここで、本明細書において「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求められた値を意味する。
【００１２】
粉体塗料に用いられる硬化剤としては、特に限定されず、使用する基体樹脂に応じて適宜選択すればよい。硬化剤の例としては、特に限定されないが、酸無水物、アミド系化合物、フェノール系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。これらの硬化剤は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１３】
酸無水物の例としては、特に限定されないが、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの芳香族カルボン酸無水物；アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族カルボン酸の無水物；テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物、クロレンド酸無水物、ハイミック酸無水物などの脂環式カルボン酸無水物が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
酸無水物の配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ基に対するカルボキシル基の当量比が、一般に０．３以上１．５以下、好ましくは０．５以上１．２以下となるような量である。当該当量比が０．３より小さいと耐熱性が低下し、当該当量比が１．５より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１４】
アミド系化合物の例としては、ジシアンジアミド、リノレン酸の２量体とエチレンジアミンとから合成されるポリアミド樹脂が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
アミド系化合物の配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ基に対するアミド系化合物の当量比が、一般に０．２以上２．０以下、好ましくは０．３以上１．５以下となるような量である。当該当量比が０．２より小さいと耐熱性が低下し、当該当量比が２．０より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１５】
フェノール系化合物の例としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、４，４’−ビフェニルフェノール、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリレン−ビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、トリスヒドロキシフェニルメタン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有するフェノール類、１，１−ジ−４−ヒドロキシフェニルフルオレンなどのフルオレン骨格を有するフェノール類、フェノール化ポリブタジエンなどのポリフェノール化合物、各種のノボラック樹脂及びこれらのフェノール系化合物のハロゲン化物が挙げられる。ここで、各種のノボラック樹脂の例としては、フェノール、クレゾール類、エチルフェノール類、ブチルフェノール類、オクチルフェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ナフトール類などの各種フェノールを原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボラック樹脂、フルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
フェノール系化合物の配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ基に対するフェノール系化合物の当量比が、一般に０．２以上２．０以下、好ましくは０．３以上１．５以下となるような量である。当該当量比が０．２より小さいと耐熱性が低下し、当該当量比が２．０より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１６】
イミダゾール化合物の例としては、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−ウンデシルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−エチル，４−メチルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾール・イソシアヌル酸の２：３付加物、２−フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、２−フェニル−３，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチル−５−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニル−３，５−ジシアノエトキシメチルイミダゾールが挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
イミダゾール化合物の配合量は、基体樹脂１００質量部に対して一般に０．０１質量部以上１０質量部以下、好ましくは０．０５質量部以上５質量部以下である。当該配合量が０．０１質量部未満であると硬化が不十分となり、当該配合量が１０質量部より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１７】
粉体塗料に用いられる充填材としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。充填材の例としては、アルミナ、炭酸カルシウム、シリカなどの無機充填材や、ポリアミド樹脂などの有機充填材が挙げられる。無機充填材を配合すれば、塗膜の線膨張係数が被塗装物の線膨張係数に近くなり、塗膜と被塗装物との接着性を向上させることが可能になる。また、有機充填材を配合すれば、塗膜の応力緩和を高めることができ、塗膜と被塗装物との接着性を向上させることが可能になる。
【００１８】
粉体塗料は、上記の成分に加えて、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、応力緩和剤などを必要に応じて含有することができる。これらの成分は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。また、これらの成分の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
【００１９】
粉体塗料は、上記の成分を用い、公知の方法により製造することができる。例えば、まず、ミキサーやブレンダーなどの混合装置を用いて上記の成分を乾式混合した後、ニーダーなどを用いて溶融混練して冷却する。その後、混練物を、機械式又は気流式の粉砕機を用いて粉砕した後、分級機を用いて分級し、特定のサイズの粉体塗料を得ることができる。
【００２０】
このようにして製造される粉体塗料の平均粒径は、形成する塗膜の厚さの０．０５倍以上１．５倍以下であることが好ましく、一般には３０μｍ以上１００μｍ以下である。ここで、本明細書における「平均粒径」とは、目開きの異なるいくつかの篩を用い、その目開きを通過する割合を測定した値、又はレーザー回折式測定装置を用いて測定した値を意味する。なお、平均粒径が篩を用いて測定される場合、積算値５０％の粒度のときの値を平均粒径とする。粉体塗料の平均粒径が、形成する塗膜の厚さの０．０５倍未満であると、塗膜を形成するのに時間がかかりすぎることがある。一方、粉体塗料の平均粒径が、形成する塗膜の厚さの０．１倍を超えると、被塗装物から粉体塗料が脱落してしまうことがある。
【００２１】
本実施の形態の粉体塗装方法に用いられる液体塗料としては、その種類は特に限定されないが、１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、好ましくは１５秒以上２分以下であり、且つ２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下であることが必要である。ここで、本明細書において「液体塗料」とは、常温（２５℃）で液体状態の塗料を意味する。また、本明細書における「１２０℃におけるゲルタイム」とは、ゲル化試験機（安田精機製作所製）を用いて測定された値を意味する。また、本明細書における「２５℃における粘度」とは、２５℃でＥ型粘度計により測定された値を意味する。
【００２２】
当該ゲルタイムが１０秒未満であると、液体塗料が粉体塗料の間の空隙を充填する前に硬化してしまい、塗膜中にボイドなどの欠陥が生じてしまう。一方、当該ゲルタイムが３分を超えると、塗膜に粉体塗料を十分に保持することができず、厚い塗膜を形成することができない。
また、当該粘度が２００ｍＰａ・ｓ未満であると、粉体塗料の接着剤としての作用が十分に得られず、厚い塗膜を形成することができなかったり、液体塗料が粉体塗料の間の空隙に保持されず、塗膜中にボイドなどの欠陥が生じてしまう。一方、当該粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、液体塗料が粉体塗料の間の空隙に流入せず、塗膜中にボイドなどの欠陥が生じてしまう。
【００２３】
本実施の形態の粉体塗装方法に用いるのに好ましい液体塗料としては、基体樹脂及び硬化剤を含む。
液体塗料に用いられる基体樹脂としては、常温（２５℃）で液体状態であれば特に限定されず、一般にエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂の例としては、特に限定されないが、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂やブロム化脂環式エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２４】
液体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、使用する基体樹脂の種類によって異なるため、一義的に定義することはできない。液体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、常温（２５℃）で液体状態となるような範囲であればよい。
【００２５】
液体塗料に用いられる硬化剤としては、特に限定されず、使用する基体樹脂に応じて適宜選択すればよい。硬化剤の例としては、特に限定されないが、酸無水物、アミド系化合物、フェノール系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。これらの硬化剤の例及びその配合量は、粉体塗料に用いられる硬化剤の例及びその配合量と同じであるため、省略する。また、これらの硬化剤は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２６】
液体塗料は、上記の成分に加えて、反応性希釈剤、硬化触媒、充填材、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、応力緩和剤などを必要に応じて含有することができる。
【００２７】
液体塗料に用いられる反応性希釈剤としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、１−メチル−２−ビニルベンゼン、１−エチル−２−ビニルベンゼン、１−プロピル−２−ビニルベンゼン、１−メチル−３−ビニルベンゼン、１−エチル−３−ビニルベンゼン、１−プロピル−３−ビニルベンゼン、１−エチル−４−ビニルベンゼン、１−プロピル−４−ビニルベンゼン、１，２−メチル−４−ビニルベンゼン、１，３−メチル−４−ビニルベンゼン、１，４−メチル−４−ビニルベンゼン、１，２−エチル−４−ビニルベンゼン、１，３−エチル−４−ビニルベンゼン、１，４−エチル−４−ビニルベンゼン、１，２−メチル−５−ビニルベンゼン、１，３−メチル−５−ビニルベンゼン、１，４−メチル−５−ビニルベンゼン、１，２−エチル−５−ビニルベンゼン、１，３−エチル−５−ビニルベンゼン、１，４−エチル−５−ビニルベンゼン、１，２−メチル−６−ビニルベンゼン、１，３−メチル−６−ビニルベンゼン、１，４−メチル−６−ビニルベンゼン、１，２−エチル−６−ビニルベンゼン、１，３−エチル−６−ビニルベンゼン、１，４−エチル−６−ビニルベンゼン、ｏ−ｔ−ブチルスチレン、ｍ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレンが挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
反応性希釈剤の配合量は、基体樹脂１００質量部に対して一般に０．０１質量部以上１０質量部以下、好ましくは０．０５質量部以上５質量部以下である。当該配合量が０．０１質量部未満であると硬化が不十分となり、当該配合量が１０質量部より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００２８】
液体塗料に用いられ硬化触媒としては、特に限定されないが、例えば、過酸化物やカルボン酸金属塩、より具体的にはオクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、オクチル酸錫、ナフチル酸亜鉛、ナフチル酸鉄、ナフチル酸錫、２，５−ジメチル−２，５（ジベンゾイルパーオキシ）ヘキサンなどが挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
液体塗料中の硬化触媒の配合量は、０．００１質量％以上２０質量％以下が好ましい。当該配合量が０．００１質量％未満であると塗膜の耐熱性や機械的強度が低下し、当該配合量が２０質量％よりも多いとポットライフが短くなる傾向にある。
【００２９】
充填材、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、応力緩和剤などの成分については、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。また、これらの成分の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
【００３０】
液体塗料は、上記の成分を、ミキサーやブレンダーなどの公知の混合装置などを用いて混合することによって製造することができる。
【００３１】
本実施の形態の粉体塗装方法は、上記のような粉体塗料及び液体塗料を用い、これらを被塗装物に塗装する。
塗装方法としては、特に限定されず、公知の塗装方法を用いることができる。例えば、粉体塗料については、静電塗装方法、流動浸漬法、静電流動浸漬法などの方法を用いることができる。また、液体塗料については、スプレー塗装などの方法を用いることができる。
また、塗装の際、粉体塗料を溶融して被塗装物に固着させるために被塗装物を加熱する。被塗装物の加熱温度は、特に限定されず、使用する粉体塗料の種類に応じて適宜設定すればよい。一般に、当該加熱温度は、１００℃以上２４０℃以下である。
【００３２】
粉体塗料及び液体塗料の塗装は、同時に行っても交互に行ってもよいが、塗装時間などの観点から、同時に行うことが好ましい。また、粉体塗料及び液体塗料の塗装は、同一の塗装装置を用いても別々の塗装装置を用いて行ってもよいが、粉体塗料の凝集を防止する観点から、別々の塗装装置を用いて行うことが好ましい。
【００３３】
粉体塗料及び液体塗料の塗装は、液体塗料の塗装量が粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下となるような割合で塗装する必要がある。液体塗料の塗装量が２０体積％未満であると、液体塗料の割合が少なすぎてしまい、塗膜に粉体塗料を十分に保持することができず、厚い塗膜を形成することができない。一方、液体塗料の塗装量が１００体積％を超えると、液体塗料の割合が多すぎてしまい、塗膜を厚膜化すること自体が難しくなる。
【００３４】
粉体塗料及び液体塗料の塗装におけるその他の条件（例えば、塗装時間など）については、所望とする膜厚や、使用する塗装装置、粉体塗料及び液体塗料の種類に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。
【００３５】
粉体塗料及び液体塗料を塗装する被塗装物としては、特に限定されず、例えば、鋼材、アルミ材などの金属材、ガラス、コンクリート、特殊樹脂などが挙げられる。
【００３６】
粉体塗料及び液体塗料の塗装後、塗膜の硬化を十分なものとするために、必要に応じて加熱処理を行ってもよい。この時の加熱条件については、特に限定されず、使用する粉体塗料及び液体塗料の種類に応じて適宜設定すればよい。一般に、加熱温度は１００℃以上２４０℃以下、加熱時間は１０分以上３時間以内である。
【００３７】
上記のようにして塗装を行うことにより、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ膜厚化を行うことができる。
形成される塗膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。また、形成された塗膜に存在するボイドなどの欠陥は、一般に５個／ｍｍ２以下であり、その最大サイズも１００μｍ以下である。
【００３８】
本実施の形態の粉体塗装方法は、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を形成することができるので、従来の粉体塗装方法に比べて、簡易であると共にコストも削減することができる。
【００３９】
上記のようにして形成される塗膜は、絶縁性に優れているため、高電圧装置、ガス絶縁開閉装置、大型回転機などにおける各種部材の絶縁を行う絶縁膜として使用することができる。特に、この塗膜は、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）を絶縁媒体として用いるガス絶縁開閉装置の絶縁膜として使用するのに最適である。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
エポキシ樹脂Ａ（常温で固状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、重量平均分子量１２００）１００質量部、エポキシ樹脂Ｂ（常温で固状のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、重量平均分子量１４００）３０質量部、硬化剤Ａ（ジシアンジアミド）７質量部、硬化剤Ｂ（イミダゾール）３質量部、及び充填材（アルミナ）１５質量部をミキサーを用いて乾式混合した後、２軸ニーダーを用いて溶融混練した。次に、得られた混練物を冷却して固化した後、粉砕機を用いて粉砕し、分級機を用いて分級することによって、平均粒径が４０μｍの粉体塗料を得た。
他方、エポキシ樹脂Ｃ（常温で液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、重量平均分子量１０００）１００質量部、エポキシ樹脂Ｄ（常温で液状のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、重量平均分子量１２００）２０質量部、及び硬化剤（イミダゾール）１０質量部をミキサーを用いて混合することによって、液体塗料を得た。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が３４００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが２分であった。
次に、上記で得られた粉体塗料及び液体塗料を用いて導体（被塗装物）に塗装を行った。塗装の際、被塗装物を１２０℃に加熱し、静電塗料用スプレーガンを用いて粉体塗料を静電塗装すると同時に、スプレーを用いて液体塗料も塗装した。このとき、粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：５０となるように設定した。その後、塗膜を完全に硬化させるため、塗膜を１２０で１５分間加熱し、さらに１８０℃で３０分間加熱した。
【００４１】
（実施例２）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を５０質量部、及び硬化剤の配合量を１５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が５０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４２】
（実施例３）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが２分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４３】
（実施例４）
エポキシ樹脂Ｅ（常温で液状のブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、重量平均分子量１５００）１０質量部をさらに加えると共に、硬化剤の配合量を８質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが３分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４４】
（実施例５）
硬化剤Ｂの配合量を１５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして平均粒径が４０μｍの粉体塗料を作製した。
次に、上記で得られた粉体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４５】
（実施例６）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：１００となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例２と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
（実施例７）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：２０となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例３と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４６】
（比較例１）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を１００質量部に変えたこと、及び硬化剤の配合量を１２質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が６０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１．５分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４７】
（比較例２）
エポキシ樹脂Ｄの変わりに酸無水物８０質量部を用いたこと、及び硬化剤の配合量を５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が１５０ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１．５分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４８】
（比較例３）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を１０質量部に変えたこと、及び硬化剤の配合量を３質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１０分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４９】
（比較例４）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を１０質量部に変えたこと、及び硬化剤の配合量を４０質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが８秒であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００５０】
（比較例５）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：１５となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例３と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
（比較例６）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：２００となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例３と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００５１】
実施例１〜７及び比較例１〜６で形成された塗膜について、渦電流式膜厚計を用いて膜厚を測定した。また、レーザー顕微鏡及び超音波顕微鏡を用いて塗膜内のボイドの最大径及び存在確率を測定した。これらの結果を表１に示す。
次に、塗膜を形成した導体（被塗装物）を、接地した金属容器内に配置し、容器内にＳＦ６ガスを充填した。その後、導体に高電圧を印加して、塗膜表面の絶縁破壊電界を測定した。絶縁破壊電界の結果は、塗膜を形成していない導体を用いた場合の結果を基準とし、当該基準に対する相対値として評価した。その結果を表１に示す。
なお、表１では、粉体塗料及び液体塗料の組成などについてもまとめた。組成については、単位は質量部である。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１の結果に示されているように、実施例１〜７では、ボイドが少ないと共に最大ボイド径も小さく、さらに絶縁性にも優れた１μｍ以上の厚膜を形成することができたのに対し、比較例１〜６では、１μｍ以上の厚膜を形成できないか、又は１μｍ以上の厚膜を形成できても大きなボイドが多かった。特に、比較例１及び２では、液体塗料の２５℃における粘度が所定の範囲内にないため、塗膜中に大きなボイドが多く生じてしまった。また、比較例３及び４では、液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが所定の範囲内にないため、厚膜化することができないと共に塗膜中に大きなボイドが多く生じてしまった。また、比較例５及び６では、粉体塗料と液体塗料との体積比が所定の範囲内にないため、厚膜化することができなかった。
【００５４】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗装方法及びガス絶縁開閉装置に関する。詳細には、本発明は、絶縁膜などの各種塗膜を形成するための粉体塗装方法、及び当該粉体塗装方法によって形成される絶縁膜を有するガス絶縁開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧装置、ガス絶縁開閉装置、大型回転機などでは、各種部材の絶縁を行うために絶縁膜を形成している。例えば、ガス絶縁開閉装置では、密閉金属容器の内部に導体を配設し、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）を絶縁媒体として一般に用いているが、その絶縁耐力を向上させるために、導体などの部材の表面に絶縁膜を形成している。このような絶縁膜は、一般に、エポキシ樹脂を含む粉体塗料を流動浸漬法や静電塗装法などの方法によって塗装することにより形成している。しかし、この方法では、粉体塗料を塗装する際、加熱された部材の表面付近では粉体塗料が溶融して良好な絶縁膜を形成することができるものの、絶縁膜が厚くなるにつれて粉体塗料が溶融し難くなり、粉体塗料が溶融して固着する前に粉体塗料が脱落し、厚膜化が困難になる。また、例え粉体塗料の脱落が起きないとしても、粉体塗料が十分に溶融しないため、粉体塗料の間に空隙が生じ、絶縁膜にボイドなどの欠陥が生じ易い。そのため、ある程度の厚さ（例えば、１ｍｍ以上）の絶縁膜を形成するためには、塗装を複数回に分けて行う必要がある。
【０００３】
一方、１回の塗装で厚い塗膜を形成する方法として、特許文献１では、被塗装物の表面を塗膜の厚さに必要な高さの枠体で囲繞し、枠体内の被塗装物上に粉体塗料を充填して溶融させる方法が提案されている。また、特許文献２では、エポキシ樹脂、顔料、非水性稀釈材及び硬化剤を含有する塗料において、顔料中に塗料固形分の１５〜３０重量％のシラン基側鎖を持つシラン架橋ポリエチレン材を混合した塗料を用いて塗装する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１６００８２号公報
【特許文献２】特公平１−１９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法は、被塗装物の表面に塗膜に対応する枠体を設ける必要があるため、手間がかかるだけでなく製造コストも増大する。また、特許文献２の方法は、水分の存在下で反応が開始して硬化するため、水分の存在を嫌う部材には適用することが難しい。また、特許文献２の方法に用いられる塗料は、ポットライフが２０℃で１．５時間程度と非常に短く、作業性にも欠ける。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、粉体塗料を所定の特性を有する液体塗料と共に所定の割合で被塗装物に塗装することで、厚い塗膜を形成する際に、液体塗料が、粉体塗料の接着剤として作用すると共に粉体塗料の間の空隙を充填してボイドなどの欠陥を抑制し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、粉体塗料と共に液体塗料を被塗装物に塗装する粉体塗装方法であって、前記液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、前記液体塗料の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下、前記液体塗料の塗装量が前記粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下であることを特徴とする粉体塗装方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本実施の形態の粉体塗装方法は、粉体塗料を液体塗料と共に被塗装物に塗装することを特徴とする。
本実施の形態の粉体塗装方法に用いられる粉体塗料としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。ここで、本明細書において「粉体塗料」とは、常温（２５℃）で粉末状態の塗料を意味する。
【００１０】
本実施の形態の粉体塗装方法に用いるのに好ましい粉体塗料としては、基体樹脂、硬化剤及び充填材を含む。
粉体塗料に用いられる基体樹脂としては、常温（２５℃）で固体状態であれば特に限定されず、一般にエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂の例としては、特に限定されないが、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂やブロム化脂環式エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１１】
粉体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、使用する基体樹脂の種類によって異なるため、一義的に定義することはできない。粉体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、常温（２５℃）で固体状態となるような範囲であればよい。ここで、本明細書において「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求められた値を意味する。
【００１２】
粉体塗料に用いられる硬化剤としては、特に限定されず、使用する基体樹脂に応じて適宜選択すればよい。硬化剤の例としては、特に限定されないが、酸無水物、アミド系化合物、フェノール系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。これらの硬化剤は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１３】
酸無水物の例としては、特に限定されないが、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの芳香族カルボン酸無水物；アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族カルボン酸の無水物；テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物、クロレンド酸無水物、ハイミック酸無水物などの脂環式カルボン酸無水物が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
酸無水物の配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ基に対するカルボキシル基の当量比が、一般に０．３以上１．５以下、好ましくは０．５以上１．２以下となるような量である。当該当量比が０．３より小さいと耐熱性が低下し、当該当量比が１．５より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１４】
アミド系化合物の例としては、ジシアンジアミド、リノレン酸の２量体とエチレンジアミンとから合成されるポリアミド樹脂が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
アミド系化合物の配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ基に対するアミド系化合物の当量比が、一般に０．２以上２．０以下、好ましくは０．３以上１．５以下となるような量である。当該当量比が０．２より小さいと耐熱性が低下し、当該当量比が２．０より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１５】
フェノール系化合物の例としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、４，４’−ビフェニルフェノール、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリレン−ビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、トリスヒドロキシフェニルメタン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有するフェノール類、１，１−ジ−４−ヒドロキシフェニルフルオレンなどのフルオレン骨格を有するフェノール類、フェノール化ポリブタジエンなどのポリフェノール化合物、各種のノボラック樹脂及びこれらのフェノール系化合物のハロゲン化物が挙げられる。ここで、各種のノボラック樹脂の例としては、フェノール、クレゾール類、エチルフェノール類、ブチルフェノール類、オクチルフェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ナフトール類などの各種フェノールを原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボラック樹脂、フルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
フェノール系化合物の配合量は、エポキシ樹脂のエポキシ基に対するフェノール系化合物の当量比が、一般に０．２以上２．０以下、好ましくは０．３以上１．５以下となるような量である。当該当量比が０．２より小さいと耐熱性が低下し、当該当量比が２．０より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１６】
イミダゾール化合物の例としては、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−ウンデシルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−エチル，４−メチルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６（２’−メチルイミダゾール（１’））エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾール・イソシアヌル酸の２：３付加物、２−フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、２−フェニル−３，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−ヒドロキシメチル−５−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニル−３，５−ジシアノエトキシメチルイミダゾールが挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
イミダゾール化合物の配合量は、基体樹脂１００質量部に対して一般に０．０１質量部以上１０質量部以下、好ましくは０．０５質量部以上５質量部以下である。当該配合量が０．０１質量部未満であると硬化が不十分となり、当該配合量が１０質量部より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００１７】
粉体塗料に用いられる充填材としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。充填材の例としては、アルミナ、炭酸カルシウム、シリカなどの無機充填材や、ポリアミド樹脂などの有機充填材が挙げられる。無機充填材を配合すれば、塗膜の線膨張係数が被塗装物の線膨張係数に近くなり、塗膜と被塗装物との接着性を向上させることが可能になる。また、有機充填材を配合すれば、塗膜の応力緩和を高めることができ、塗膜と被塗装物との接着性を向上させることが可能になる。
【００１８】
粉体塗料は、上記の成分に加えて、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、応力緩和剤などを必要に応じて含有することができる。これらの成分は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。また、これらの成分の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
【００１９】
粉体塗料は、上記の成分を用い、公知の方法により製造することができる。例えば、まず、ミキサーやブレンダーなどの混合装置を用いて上記の成分を乾式混合した後、ニーダーなどを用いて溶融混練して冷却する。その後、混練物を、機械式又は気流式の粉砕機を用いて粉砕した後、分級機を用いて分級し、特定のサイズの粉体塗料を得ることができる。
【００２０】
このようにして製造される粉体塗料の平均粒径は、形成する塗膜の厚さの０．０５倍以上１．５倍以下であることが好ましく、一般には３０μｍ以上１００μｍ以下である。ここで、本明細書における「平均粒径」とは、目開きの異なるいくつかの篩を用い、その目開きを通過する割合を測定した値、又はレーザー回折式測定装置を用いて測定した値を意味する。なお、平均粒径が篩を用いて測定される場合、積算値５０％の粒度のときの値を平均粒径とする。粉体塗料の平均粒径が、形成する塗膜の厚さの０．０５倍未満であると、塗膜を形成するのに時間がかかりすぎることがある。一方、粉体塗料の平均粒径が、形成する塗膜の厚さの０．１倍を超えると、被塗装物から粉体塗料が脱落してしまうことがある。
【００２１】
本実施の形態の粉体塗装方法に用いられる液体塗料としては、その種類は特に限定されないが、１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、好ましくは１５秒以上２分以下であり、且つ２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下であることが必要である。ここで、本明細書において「液体塗料」とは、常温（２５℃）で液体状態の塗料を意味する。また、本明細書における「１２０℃におけるゲルタイム」とは、ゲル化試験機（安田精機製作所製）を用いて測定された値を意味する。また、本明細書における「２５℃における粘度」とは、２５℃でＥ型粘度計により測定された値を意味する。
【００２２】
当該ゲルタイムが１０秒未満であると、液体塗料が粉体塗料の間の空隙を充填する前に硬化してしまい、塗膜中にボイドなどの欠陥が生じてしまう。一方、当該ゲルタイムが３分を超えると、塗膜に粉体塗料を十分に保持することができず、厚い塗膜を形成することができない。
また、当該粘度が２００ｍＰａ・ｓ未満であると、粉体塗料の接着剤としての作用が十分に得られず、厚い塗膜を形成することができなかったり、液体塗料が粉体塗料の間の空隙に保持されず、塗膜中にボイドなどの欠陥が生じてしまう。一方、当該粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、液体塗料が粉体塗料の間の空隙に流入せず、塗膜中にボイドなどの欠陥が生じてしまう。
【００２３】
本実施の形態の粉体塗装方法に用いるのに好ましい液体塗料としては、基体樹脂及び硬化剤を含む。
液体塗料に用いられる基体樹脂としては、常温（２５℃）で液体状態であれば特に限定されず、一般にエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂の例としては、特に限定されないが、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂やブロム化脂環式エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ブロム化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２４】
液体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、使用する基体樹脂の種類によって異なるため、一義的に定義することはできない。液体塗料に用いられる基体樹脂の重量平均分子量は、常温（２５℃）で液体状態となるような範囲であればよい。
【００２５】
液体塗料に用いられる硬化剤としては、特に限定されず、使用する基体樹脂に応じて適宜選択すればよい。硬化剤の例としては、特に限定されないが、酸無水物、アミド系化合物、フェノール系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。これらの硬化剤の例及びその配合量は、粉体塗料に用いられる硬化剤の例及びその配合量と同じであるため、省略する。また、これらの硬化剤は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２６】
液体塗料は、上記の成分に加えて、反応性希釈剤、硬化触媒、充填材、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、応力緩和剤などを必要に応じて含有することができる。
【００２７】
液体塗料に用いられる反応性希釈剤としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、１−メチル−２−ビニルベンゼン、１−エチル−２−ビニルベンゼン、１−プロピル−２−ビニルベンゼン、１−メチル−３−ビニルベンゼン、１−エチル−３−ビニルベンゼン、１−プロピル−３−ビニルベンゼン、１−エチル−４−ビニルベンゼン、１−プロピル−４−ビニルベンゼン、１，２−メチル−４−ビニルベンゼン、１，３−メチル−４−ビニルベンゼン、１，４−メチル−４−ビニルベンゼン、１，２−エチル−４−ビニルベンゼン、１，３−エチル−４−ビニルベンゼン、１，４−エチル−４−ビニルベンゼン、１，２−メチル−５−ビニルベンゼン、１，３−メチル−５−ビニルベンゼン、１，４−メチル−５−ビニルベンゼン、１，２−エチル−５−ビニルベンゼン、１，３−エチル−５−ビニルベンゼン、１，４−エチル−５−ビニルベンゼン、１，２−メチル−６−ビニルベンゼン、１，３−メチル−６−ビニルベンゼン、１，４−メチル−６−ビニルベンゼン、１，２−エチル−６−ビニルベンゼン、１，３−エチル−６−ビニルベンゼン、１，４−エチル−６−ビニルベンゼン、ｏ−ｔ−ブチルスチレン、ｍ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレンが挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
反応性希釈剤の配合量は、基体樹脂１００質量部に対して一般に０．０１質量部以上１０質量部以下、好ましくは０．０５質量部以上５質量部以下である。当該配合量が０．０１質量部未満であると硬化が不十分となり、当該配合量が１０質量部より大きいとポットライフが短くなる傾向にある。
【００２８】
液体塗料に用いられ硬化触媒としては、特に限定されないが、例えば、過酸化物やカルボン酸金属塩、より具体的にはオクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、オクチル酸錫、ナフチル酸亜鉛、ナフチル酸鉄、ナフチル酸錫、２，５−ジメチル−２，５（ジベンゾイルパーオキシ）ヘキサンなどが挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
液体塗料中の硬化触媒の配合量は、０．００１質量％以上２０質量％以下が好ましい。当該配合量が０．００１質量％未満であると塗膜の耐熱性や機械的強度が低下し、当該配合量が２０質量％よりも多いとポットライフが短くなる傾向にある。
【００２９】
充填材、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、応力緩和剤などの成分については、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。また、これらの成分の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
【００３０】
液体塗料は、上記の成分を、ミキサーやブレンダーなどの公知の混合装置などを用いて混合することによって製造することができる。
【００３１】
本実施の形態の粉体塗装方法は、上記のような粉体塗料及び液体塗料を用い、これらを被塗装物に塗装する。
塗装方法としては、特に限定されず、公知の塗装方法を用いることができる。例えば、粉体塗料については、静電塗装方法、流動浸漬法、静電流動浸漬法などの方法を用いることができる。また、液体塗料については、スプレー塗装などの方法を用いることができる。
また、塗装の際、粉体塗料を溶融して被塗装物に固着させるために被塗装物を加熱する。被塗装物の加熱温度は、特に限定されず、使用する粉体塗料の種類に応じて適宜設定すればよい。一般に、当該加熱温度は、１００℃以上２４０℃以下である。
【００３２】
粉体塗料及び液体塗料の塗装は、同時に行っても交互に行ってもよいが、塗装時間などの観点から、同時に行うことが好ましい。また、粉体塗料及び液体塗料の塗装は、同一の塗装装置を用いても別々の塗装装置を用いて行ってもよいが、粉体塗料の凝集を防止する観点から、別々の塗装装置を用いて行うことが好ましい。
【００３３】
粉体塗料及び液体塗料の塗装は、液体塗料の塗装量が粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下となるような割合で塗装する必要がある。液体塗料の塗装量が２０体積％未満であると、液体塗料の割合が少なすぎてしまい、塗膜に粉体塗料を十分に保持することができず、厚い塗膜を形成することができない。一方、液体塗料の塗装量が１００体積％を超えると、液体塗料の割合が多すぎてしまい、塗膜を厚膜化すること自体が難しくなる。
【００３４】
粉体塗料及び液体塗料の塗装におけるその他の条件（例えば、塗装時間など）については、所望とする膜厚や、使用する塗装装置、粉体塗料及び液体塗料の種類に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。
【００３５】
粉体塗料及び液体塗料を塗装する被塗装物としては、特に限定されず、例えば、鋼材、アルミ材などの金属材、ガラス、コンクリート、特殊樹脂などが挙げられる。
【００３６】
粉体塗料及び液体塗料の塗装後、塗膜の硬化を十分なものとするために、必要に応じて加熱処理を行ってもよい。この時の加熱条件については、特に限定されず、使用する粉体塗料及び液体塗料の種類に応じて適宜設定すればよい。一般に、加熱温度は１００℃以上２４０℃以下、加熱時間は１０分以上３時間以内である。
【００３７】
上記のようにして塗装を行うことにより、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ膜厚化を行うことができる。
形成される塗膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。また、形成された塗膜に存在するボイドなどの欠陥は、一般に５個／ｍｍ２以下であり、その最大サイズも１００μｍ以下である。
【００３８】
本実施の形態の粉体塗装方法は、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を形成することができるので、従来の粉体塗装方法に比べて、簡易であると共にコストも削減することができる。
【００３９】
上記のようにして形成される塗膜は、絶縁性に優れているため、高電圧装置、ガス絶縁開閉装置、大型回転機などにおける各種部材の絶縁を行う絶縁膜として使用することができる。特に、この塗膜は、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６）を絶縁媒体として用いるガス絶縁開閉装置の絶縁膜として使用するのに最適である。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
エポキシ樹脂Ａ（常温で固状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、重量平均分子量１２００）１００質量部、エポキシ樹脂Ｂ（常温で固状のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、重量平均分子量１４００）３０質量部、硬化剤Ａ（ジシアンジアミド）７質量部、硬化剤Ｂ（イミダゾール）３質量部、及び充填材（アルミナ）１５質量部をミキサーを用いて乾式混合した後、２軸ニーダーを用いて溶融混練した。次に、得られた混練物を冷却して固化した後、粉砕機を用いて粉砕し、分級機を用いて分級することによって、平均粒径が４０μｍの粉体塗料を得た。
他方、エポキシ樹脂Ｃ（常温で液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、重量平均分子量１０００）１００質量部、エポキシ樹脂Ｄ（常温で液状のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、重量平均分子量１２００）２０質量部、及び硬化剤（イミダゾール）１０質量部をミキサーを用いて混合することによって、液体塗料を得た。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が３４００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが２分であった。
次に、上記で得られた粉体塗料及び液体塗料を用いて導体（被塗装物）に塗装を行った。塗装の際、被塗装物を１２０℃に加熱し、静電塗料用スプレーガンを用いて粉体塗料を静電塗装すると同時に、スプレーを用いて液体塗料も塗装した。このとき、粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：５０となるように設定した。その後、塗膜を完全に硬化させるため、塗膜を１２０で１５分間加熱し、さらに１８０℃で３０分間加熱した。
【００４１】
（実施例２）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を５０質量部、及び硬化剤の配合量を１５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が５０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４２】
（実施例３）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが２分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４３】
（実施例４）
エポキシ樹脂Ｅ（常温で液状のブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、重量平均分子量１５００）１０質量部をさらに加えると共に、硬化剤の配合量を８質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが３分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４４】
（実施例５）
硬化剤Ｂの配合量を１５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして平均粒径が４０μｍの粉体塗料を作製した。
次に、上記で得られた粉体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４５】
（実施例６）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：１００となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例２と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
（実施例７）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：２０となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例３と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４６】
（比較例１）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を１００質量部に変えたこと、及び硬化剤の配合量を１２質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が６０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１．５分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４７】
（比較例２）
エポキシ樹脂Ｄの変わりに酸無水物８０質量部を用いたこと、及び硬化剤の配合量を５質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が１５０ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１．５分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４８】
（比較例３）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を１０質量部に変えたこと、及び硬化剤の配合量を３質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが１０分であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００４９】
（比較例４）
エポキシ樹脂Ｄの配合量を１０質量部に変えたこと、及び硬化剤の配合量を４０質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして液体塗料を作製した。得られた液体塗料は、２５℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓであり、１２０℃におけるゲルタイムが８秒であった。
次に、上記で得られた液体塗料を用いたこと以外は実施例１と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００５０】
（比較例５）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：１５となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例３と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
（比較例６）
粉体塗料と液体塗料との体積比が１００：２００となるように設定して塗装を行ったこと以外は実施例３と同様にして被塗装物に塗膜を形成した。
【００５１】
実施例１〜７及び比較例１〜６で形成された塗膜について、渦電流式膜厚計を用いて膜厚を測定した。また、レーザー顕微鏡及び超音波顕微鏡を用いて塗膜内のボイドの最大径及び存在確率を測定した。これらの結果を表１に示す。
次に、塗膜を形成した導体（被塗装物）を、接地した金属容器内に配置し、容器内にＳＦ６ガスを充填した。その後、導体に高電圧を印加して、塗膜表面の絶縁破壊電界を測定した。絶縁破壊電界の結果は、塗膜を形成していない導体を用いた場合の結果を基準とし、当該基準に対する相対値として評価した。その結果を表１に示す。
なお、表１では、粉体塗料及び液体塗料の組成などについてもまとめた。組成については、単位は質量部である。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１の結果に示されているように、実施例１〜７では、ボイドが少ないと共に最大ボイド径も小さく、さらに絶縁性にも優れた１μｍ以上の厚膜を形成することができたのに対し、比較例１〜６では、１μｍ以上の厚膜を形成できないか、又は１μｍ以上の厚膜を形成できても大きなボイドが多かった。特に、比較例１及び２では、液体塗料の２５℃における粘度が所定の範囲内にないため、塗膜中に大きなボイドが多く生じてしまった。また、比較例３及び４では、液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが所定の範囲内にないため、厚膜化することができないと共に塗膜中に大きなボイドが多く生じてしまった。また、比較例５及び６では、粉体塗料と液体塗料との体積比が所定の範囲内にないため、厚膜化することができなかった。
【００５４】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、１回の塗装でボイドなどの欠陥を抑制しつつ厚膜を簡易且つ低コストで形成し得る粉体塗装方法を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗料と共に液体塗料を被塗装物に塗装する粉体塗装方法であって、
前記液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、前記液体塗料の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下、前記液体塗料の塗装量が前記粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下であることを特徴とする粉体塗装方法。
【請求項２】
前記粉体塗料及び前記液体塗料を同時に塗装することを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装方法。
【請求項３】
前記粉体塗料及び前記液体塗料を別々の塗装装置を用いて塗装することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体塗装方法。
【請求項４】
前記粉体塗料は、２５℃で固体のエポキシ樹脂、硬化剤及び充填材を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体塗装方法。
【請求項５】
前記液体塗料は、２５℃で液体のエポキシ樹脂及び硬化剤を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の粉体塗装方法。
【請求項６】
絶縁膜を有するガス絶縁開閉装置であって、
前記絶縁膜が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉体塗装方法によって形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項１】
粉体塗料と共に液体塗料を被塗装物に塗装する粉体塗装方法であって、
前記液体塗料の１２０℃におけるゲルタイムが１０秒以上３分以下、前記液体塗料の２５℃における粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下、前記液体塗料の塗装量が前記粉体塗料の２０体積％以上１００体積％以下であることを特徴とする粉体塗装方法。
【請求項２】
前記粉体塗料及び前記液体塗料を同時に塗装することを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装方法。
【請求項３】
前記粉体塗料及び前記液体塗料を別々の塗装装置を用いて塗装することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体塗装方法。
【請求項４】
前記粉体塗料は、２５℃で固体のエポキシ樹脂、硬化剤及び充填材を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体塗装方法。
【請求項５】
前記液体塗料は、２５℃で液体のエポキシ樹脂及び硬化剤を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の粉体塗装方法。
【請求項６】
絶縁膜を有するガス絶縁開閉装置であって、
前記絶縁膜が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉体塗装方法によって形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【公開番号】特開２０１２−１３９６２０（Ｐ２０１２−１３９６２０Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２７１４（Ｐ２０１０−２９２７１４）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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