JPH09157553A

JPH09157553A - 絶縁コーティング材及び絶縁コーティング方法

Info

Publication number: JPH09157553A
Application number: JP7344895A
Authority: JP
Inventors: Michio Takeuchi; 道夫竹内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間のうちにコーティング作業を完了させ
ることが可能であってピンホール等を発生させることの
ない絶縁コーティング材及び絶縁コーティング方法を提
供する。【解決手段】加熱された対象物３の表面に絶縁コーテ
ィングを施す絶縁コーティング材は、所定の絶縁作用を
有するコーティング基材１とコーティング基材１を溶か
す溶剤２とよりなり、コーティングの作業中に形状安定
性を維持する絶縁物よりなる粒状材４が添加される。コ
ーティング基材１の融点は溶剤２の沸点及び対象物３の
加熱温度よりも高く、溶剤２の沸点は対象物３の加熱温
度よりも高く、粒状材４の融点は溶剤２の沸点より高
い。加熱された対象物３の表面に供給された絶縁コーテ
ィング材は、対象物の熱によって溶剤２が蒸発しコーテ
ィング基材１の層の表面より粒状材４が突出した状態と
なって短時間にタックフリーの状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、電子部品等の
製作の際に必要な絶縁コーティングの技術に関するもの
であり、特にコーティング基材を溶剤に溶かした絶縁コ
ーティング材を使用する絶縁コーティングの技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】小型のコイルやトランス，コンデンサ等
の電子部品の製作には、多くの場合、所定の部材の表面
に絶縁コーティングを施すことが必要になる。例えば、
高周波トランス等に用いられるフェライトコアのような
電子部品では、直径３〜１５ｍｍ程度の小さな筒状又は
リング状のフェライトよりなる部材の表面に、厚さ１０
〜１００μｍ程度で絶縁コーティングを施す。

【０００３】上述のような小型の電子部品の絶縁コーテ
ィングは、粉体コーティング法によって行われるのが主
流である。粉体コーティング法は、粉体状のコーティン
グ材の中に対象物を埋没させて表面に絶縁コーティング
材を付着させ、加熱によって融解させてコーティング材
を表面に定着させる方法である。しかしながら、この粉
体コーティング法では、膜厚の管理が難しく、均一な厚
さで絶縁膜をコーティングすることができないという欠
点がある。また、粉体コーティング法では、１００μｍ
程度以下の薄い膜を形成することができず、コイルを巻
くスペースを広く取る等の理由で薄い絶縁膜が必要な場
合には採用できないという欠点もあった。

【０００４】このような欠点を解消するため、最近では
スプレー法による絶縁コーティングも多く実施されてい
る。図２は、スプレー法による従来の絶縁コーティング
材及び従来のコーティング方法を説明する概略図であ
る。スプレー法は、絶縁コーティング材をスプレーガン
等で噴射して対象物に定着させる方法である。絶縁コー
ティング材としては、エポキシ樹脂のようなコーティン
グ基材１をトルエン等の溶剤２に溶かしたものが使用さ
れる。スプレー法による場合、対象物３を手で持ったり
自動機械の保持具に保持させたりしながら、絶縁コーテ
ィング材を噴射して対象物３の表面に塗布する。その
後、対象物３を所定時間放置し、溶剤２が蒸発してコー
ティング基材１が硬化したら絶縁コーティングが終了で
ある。

【０００５】但し、スプレー法では、対象物３の表面の
全面にコーティングを施すことが必要な場合、一回の噴
射で全面に絶縁コーティング材を塗布することができな
いので、異なる方向から少なくとも二回絶縁コーティン
グ材を噴射してその後硬化を行う必要がある。この点
は、何らかの保持具で対象物３を保持する場合も同様で
あり、保持具の接触箇所には絶縁コーティング材が塗布
できないので、保持する箇所を変えて持ちかえて再び絶
縁コーティング材を噴射し、その後放置して硬化を行
う。

【０００６】上記絶縁コーティングにおいて、必要な絶
縁特性を得る等の関係上、相当程度厚い膜厚のコーティ
ングを行う必要がある。この場合、一回のコーティング
でこのような厚い膜厚の絶縁コーティングを行うことは
困難である。即ち、一回のコーティングで絶縁コーティ
ング材を厚く塗布した場合、内部の溶剤２の蒸発が困難
になってコーティング基材１が完全に硬化しなくなる。
従って、通常は上記絶縁コーティング材の塗布と硬化と
を繰り返し、５μｍ程度以内の薄い層を積み重ねる積層
コーティングを行うようにする。例えば、２００μｍ程
度の絶縁コーティングを施す場合、千回から数千回もの
絶縁コーティング材の塗布と硬化を繰り返す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の通り、スプレー
法による絶縁コーティングは、粉体コーティング法に比
べて膜厚の均一性等の点で優れているが、必要な厚さの
絶縁コーティング膜を得るために、千回から数千回もの
絶縁コーティング材の噴射と硬化とを繰り返す必要があ
り、非常に長い時間が掛かっている。自然放置による従
来の方法では、絶縁コーティング材から溶剤が完全に抜
けきるまでに１日程度掛かる場合もあり、生産性の向上
にとって大きな障害となっていた。

【０００８】また、前述の通り、一回の絶縁コーティン
グ材の噴射と硬化によっては一層のコーティングは完了
せず、少なくとも二回噴射と硬化を行う必要があるが、
従来の絶縁コーティング材や絶縁コーティング方法で
は、完全に絶縁コーティング材が硬化してからでないと
対象物に触れることができないため、作業の能率が悪
く、この点でも生産性改善の障害となっていた。

【０００９】また別の問題として、上述した従来の絶縁
コーティング方法では、絶縁コーティング膜内部に残留
した溶剤が、コーティング作業の最終段階での加熱等に
よって絶縁コーティング膜中から抜け出る結果、絶縁コ
ーティング膜中にピンホールが発生する場合があった。
このようなピンホールは、絶縁コーティング膜の絶縁特
性や剥離強度等の機械特性を劣化させる原因となる。本
願の発明は、上記課題を解決しようとしてなされたもの
であり、短時間のうちにコーティング作業を完了させる
ことが可能であってピンホール等を発生させることのな
い絶縁コーティング材及び絶縁コーティング方法を提供
することを解決課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、加熱された対象物の
表面に絶縁コーティングを施すための絶縁コーティング
材であって、所定の絶縁作用を有するコーティング基材
と、コーティング基材を溶かす溶剤とよりなり、前記コ
ーティング基材の融点は前記溶剤の沸点及び前記対象物
の加熱温度よりも高く、前記溶剤の沸点は前記対象物の
加熱温度よりも高いという構成を有する。同様に上記課
題を解決するため、本願の請求項２記載の発明は、上記
請求項１の構成において、コーティングの作業中に形状
安定性を維持する所定の径の絶縁物よりなる粒状材が添
加され、この粒状材の融点は溶剤の沸点より高いという
構成を有する。同様に上記課題を解決するため、本願の
請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２記載の絶縁
コーティング材を加熱された対象物の表面に供給する第
一の工程と、対象物の熱によって前記溶剤を蒸発させる
第二の工程と、さらに、この第一第二の工程を繰り返す
ことにより対象物の表面に所定の積層コーティングを施
すことを特徴とする絶縁コーティング方法。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図１は、本願発明の実施形態の絶縁コー
ティング材及び絶縁コーティング方法を説明する概略図
である。まず、本実施形態の絶縁コーティング材は、加
熱された対象物３の表面に塗布されることが前提になっ
ている点で、従来のものと大きく異なっている。そし
て、本実施形態の絶縁コーティング材は、所定の絶縁作
用を有するコーティング基材１とコーティング基材１を
溶かした溶剤２とよりなり、これに所定の径の粒状材４
が添加されている。

【００１２】コーティング基材１としては、各種縮合型
又は付加型の合成物でポリイミド樹脂のような融点１５
０℃以上の高融点材料が使用されることが好ましい。こ
れは、上述の通り本実施形態では対象物３が所定の温度
にまで加熱されるため、加熱された際にもコーティング
基材１が融出しないようにするためである。また、コー
ティング基材１の融点は、最低限溶剤２の沸点よりも高
いことが必要である。もし溶剤２の沸点よりも低いと、
溶剤２の蒸発とともにコーティング基材１も融出してし
まうことが有り得るからである。このようなコーティン
グ基材１としては、例えばデュポン社製「ＰＹＲＥＭ
Ｌ」（商品名）等が好適に使用できる。

【００１３】また、下地材料に対する付着性向上のた
め、エポキシ樹脂を少量添加すると好適である。このエ
ポキシ樹脂としては、例えば固形ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂にフェノール硬化剤を混合させたもの等を使
用することができる。溶剤２としては、コーティング基
材１を溶かすことが可能なことは勿論であるが、対象物
３の加熱温度よりも高い沸点のものが好適に使用され
る。これは、対象物３の加熱温度よりも低い沸点である
と、対象物３の表面に塗布された際に溶剤２が瞬時に沸
騰し、発泡してしまうからである。このような高沸点溶
媒の例としては、エヌメチルピロリドン（ＮＭＰ，沸点
２０５℃）等が挙げられる。コーティング基材１に対す
る溶剤２の使用量は、例えば重量比でコーティング基材
１の５倍から３０倍程度の溶剤２を用いると好適であ
る。

【００１４】また粒状材４としては、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂よりなるものが
好適に用いられる。このようなフッ素樹脂は、融点が２
９０℃程度と高く、後述するコーティング基材１の加熱
硬化の際の変形が生じないため好適である。粒状材４
は、直径１μｍ〜１０μｍ程度のものが好適に使用され
る。また、使用量については、溶剤１００に対して１〜
１０重量％程度の範囲が好適である。

【００１５】次に、上記絶縁コーティング材を使用した
本実施形態の絶縁コーティング方法について、図１を使
用して説明する。まず、対象物３としては、フェライト
コアのようなものを製作する場合、フェライトよりなる
筒状又はリング状の部材が対象物３となる。このような
対象物３の表面に油脂が存在している場合、絶縁コーテ
ィング材の付着力が低下するので、予め脱脂処理を行
う。その後、対象物３は、回転又は振動可能な容器内に
収容される。尚、図１は、対象物３の断面部分を拡大し
て概略的に図示している。

【００１６】まず、コーティングに先立ち、対象物３は
予め所定の加熱温度に加熱される。この加熱温度は、対
象物３の耐熱温度、溶剤２の沸点、粒状材４の融点等を
考慮して適宜定められるが、通常は７５℃〜１３０℃程
度の範囲である。例えば、対象物３が前述のようなフェ
ライトである場合、１００℃程度とされる。加熱は、赤
外線ランプ等の輻射加熱、送風ヒータ等の送風加熱等の
手段で行われる。この状態で、前述した組成の絶縁コー
ティング材を噴射し、対象物３の表面に１μｍ〜１０μ
ｍ程度の厚さで絶縁コーティング材を塗布する（図１
（Ａ））。この際、対象物３が前述の通り加熱されてい
るので、塗布された絶縁コーティング材は、対象物３の
熱によって短時間のうちに対象物３の加熱温度に近い温
度まで加熱される。この結果、絶縁コーティング材中の
溶剤２は蒸発し、コーティング基材１の濃度が濃くな
る。尚、溶剤２の沸点は加熱温度よりも高いので、溶剤
２は沸騰することなく徐々に蒸発する。

【００１７】そして溶剤２が相当量蒸発すると、絶縁コ
ーティング材の厚さが薄くなり、図１（Ｂ）に示すよう
に、絶縁コーティング材の表面から粒状材４が突出した
状態となる。そして、溶剤２が完全に蒸発してコーティ
ング基材１の硬化が完了する前であっても、例えば粒状
材４が０．５μｍ程度突出した状態であれば、タックフ
リー（指触した際に乾燥又は硬化したと判断される状
態、指触乾燥ともいう）の状態となる。次に、対象物３
を収容した容器を回転又は振動させて対象物３の姿勢を
変え、他の方向から絶縁コーティング材を噴射して塗布
する。塗布された絶縁コーティング材は、上述と同様に
溶剤２が蒸発して粒状材４が突出した状態となる。

【００１８】このようにして、異なる方向からの絶縁コ
ーティング材の噴射を少なくとも２回行って対象物３の
表面全面への絶縁コーティング材の塗布を完了させた
後、溶剤２が完全に蒸発するまで対象物３の加熱を続
け、溶剤２が完全に蒸発しコーティング基材１が硬化す
ると一層のコーティングが終了する（図１（Ｃ））。そ
して、上記ＡＢＣの工程を繰り返すことにより、積層コ
ーティングが行われる。尚、「硬化」とは、文字どおり
「硬くなる」ということのみを意味するのではなく、絶
縁コーティング材が対象物３の表面に定着して安定する
といった程度の広い意味であることは勿論である。尚、
上層のコーティングは下層のコーティング基材１が完全
に硬化する前であっても行うことは可能である。この場
合、下層中に溶剤２が少量残留することが有り得るが、
この溶剤２は上層のコーティングの際の加熱により蒸発
して上層を通って放出される。

【００１９】上述した説明から明らかな通り、本実施形
態の方法では、絶縁コーティング材の塗布の際に対象物
３が予め加熱されているので、溶剤２の蒸発が促進され
て短時間のうちにコーティング基材１の硬化が終了す
る。また、コーティング基材が完全に硬化する前の状態
であっても、粒状材４の突出によってタックフリーの状
態となるため、短時間に次の動作に移ることができる。
本実施形態では、回転又は振動する容器内に対象物３を
収容し、容器の回転又は振動によって対象物３の姿勢を
変えるという構成により短時間化を図っているが、この
構成も、瞬時にコーティング基材１が硬化する本実施形
態の方法の採用により可能になったことである。これら
の点から、本実施形態の絶縁コーティング材及び絶縁コ
ーティング方法によれば、コーティング作業全体の所要
時間が大幅に短縮化される。

【００２０】このような粒状材４には、コーティングの
作業中に形状安定性を維持することが可能な絶縁物であ
れば、どのような材料を用いてもよい。即ち、溶剤２に
対して不溶性であり、対象物３の加熱温度以上の融点を
持ち、コーティング基材１との反応等によって形状変化
が生じるようなものでなければどんな材料でもよい。例
えば、前述したフッ素樹脂の他、シリカ，アルミナ，石
英，炭酸カルシウム，酸化鉄，シリコン等の材料を粒状
材４の材料として使用することができる。

【００２１】

【実施例】次に、上記実施形態の発明の実施例を説明す
る。例えば、内径３．５ｍｍ、外径４．５ｍｍ、高さ３
ｍｍ程度のフェライトよりなる筒状の対象物３の表面の
表面に、厚さ３０μｍで絶縁コーティングを施す場合を
例に採る。絶縁コーティング材としては、コーティング
基材１としてポリイミド樹脂の一種であるＤＳＤＡ（ジ
フェニルスルホンテトラカルボン酸無水物（アシッドジ
アンハイドライド））ポリイミド、溶剤２としてエヌメ
チルピロリドン、下地付着性改善のための添加材として
エポキシ樹脂の一種である固形ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂／フェノール硬化剤混合物をそれぞれ用い、２
０：３００：１０の重量比で混合したものを使用する。
これに、フッ素樹脂の一種であるＰＴＦＥよりなる直径
３μｍの粒状材４をさらに添加する。添加量としては、
溶剤２に対して３．３重量％程度である。

【００２２】このような組成の絶縁コーティング材を使
用し、上記対象物３を予め１００℃℃程度に加熱して対
象物３の表面に噴射して塗布した。一回の塗布の厚さは
５μｍ程度である。塗布された絶縁コーティング材は、
０．３分程度の時間で粒状材４が約１μｍ突出してタッ
クフリーの状態となった。そして、対象物３を収容した
容器を回転又は振動させて対象物３の姿勢を変え、異な
る方向から同様に絶縁コーティング材を噴射して一層分
の塗布を終了さ、その後、３〜５分程度加熱を維持して
放置すると、溶剤２が完全に蒸発してコーティング基材
１が硬化した。

【００２３】３０μｍ程度の膜厚を得るには、上記絶縁
コーティングを２０層程度積層する必要があり、従っ
て、上記一層の絶縁コーティングの作業を４０回以上繰
り返す必要がある。実際に上記条件でコーティングを行
ってみたところ、１時間程度の時間を要した。一方、従
来の絶縁コーティング材を使用した従来の方法により同
様の絶縁コーティングを施すには、２４時間程度の時間
を要していた。従って、本実施例の絶縁コーティング材
及び絶縁コーティング方法によれば、格段の生産性の改
善が図られることが分かった。

【００２４】また、得られた絶縁コーティング膜中には
ピンホール等の構造欠陥の存在は確認されず、得られる
膜質の点でも改善が見られることが分かった。これは、
一回の絶縁コーティング材の塗布のたびに加熱が行われ
るので、従来見られた溶剤２の内部残留が低減されるこ
と、及び、内部残留があったとしても溶剤２の沸点が加
熱温度よりも遥かに高いので溶剤３は沸騰することなく
徐々に揮発することによるものと考えられる。尚、従来
の方法では対象物３を加熱することはあってもそれはコ
ーティングの最終段階の一回だけであり、沸点の低い溶
剤を使用した従来の絶縁コーティング材では、この最終
段階での加熱の際に残留溶剤が沸騰してピンホール等を
生じさせていた。

【００２５】尚、上記実施形態及び実施例では、絶縁コ
ーティング材の噴射及び加熱のたびに対象物３の姿勢を
変えるようにしていたが、対象物３を収容した容器を常
時回転又は振動させながら絶縁コーティング材の噴射及
び加熱を行うようにすることも可能である。

【００２６】本願発明の絶縁コーティング材及び絶縁コ
ーティング方法は、上述したフェライトコアを始めとす
る、各種の電子部品や電気部品の製作に応用することが
できる。また、本願発明の範囲に含まれるものではない
が、摩擦力の低減を意図した摺動膜等のコーティングの
際にも、同様の考え方を応用することが可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１の絶
縁コーティング材又は請求項３の絶縁コーティング方法
によれば、短時間のうちにコーティング作業を完了させ
ることを可能としつつピンホール等を発生させることの
ない良質な絶縁コーティング膜を得ることができる。従
って、コーティング作業の生産性の改善に寄与するとと
もに絶縁コーティング膜の改善にも貢献できる。また、
請求項２の絶縁コーティング材によれば、上記請求項１
の効果に加え、コーティング基材の硬化前であっても粒
状材の突出によってタックフリーが実現され、この結
果、コーティングに要する時間をさらに短縮化できると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態の絶縁コーティング材及び
絶縁コーティング方法を説明する概略図である。

【図２】従来の絶縁コーティング材及び従来のコーティ
ング方法を説明する概略図である。

【符号の説明】

１コーティング基材２溶剤３対象物４粒状材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱された対象物の表面に絶縁コーティ
ングを施すための絶縁コーティング材であって、所定の
絶縁作用を有するコーティング基材と、コーティング基
材を溶かす溶剤とよりなり、前記コーティング基材の融
点は前記溶剤の沸点及び前記対象物の加熱温度よりも高
く、前記溶剤の沸点は前記対象物の加熱温度よりも高い
ことを特徴とする絶縁コーティング材。
【請求項２】コーティングの作業中に形状安定性を維
持する所定の径の絶縁物よりなる粒状材が添加され、こ
の粒状材の融点は前記溶剤の沸点より高いことを特徴と
する請求項１記載の絶縁コーティング材。
【請求項３】請求項１又は２記載の絶縁コーティング
材を加熱された対象物の表面に供給する第一の工程と、
対象物の熱によって前記溶剤を蒸発させるとともに前記
コーティング基材の層の表面より前記粒状材が突出した
状態で前記コーティング基材を硬化させる第二の工程
と、さらに、この第一第二の工程を繰り返すことにより
対象物の表面に所定の積層コーティングを施すことを特
徴とする絶縁コーティング方法。