JP2006522203A - 粉体化エポキシ組成物 - Google Patents

Abstract

ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルからなる群より選択される、約３０％〜約４０％の少なくとも１種のエポキシ樹脂、約５５％〜約６０％の粒子状難燃剤、約１％〜約４％の少なくとも１種の多官能ヒンダードフェノール；および約５％以下の少なくとも１種の接着促進剤を含む、硬化させたエポキシコーティング。この硬化させたコーティングは、電流運搬体に絶縁性を与え、ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器を用いて測定すると、その平均表面粗さが約１０μｍ〜約１３μｍである。

Description

本願は、係属中の米国特許出願第１０/０３４５３４号（２００１年１２月１２日出願）の一部継続出願である。

本発明は、基材に塗布する際に低溶融粘度を示し、均一にコーティングが可能で、基材の小さな間隙や割れ目の中への浸透性が良好な、融着粉体化エポキシ組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、低溶融粘度のための溶融粘度変性剤を使用し、金属バー、ロッド、コイルなどの基材に塗布する際に改良された流動性を示す、粉体化エポキシ組成物に関する。

粉体化エポキシコーティング組成物には多くの用途がある。１つの有用な用途は、モーターの分野である。典型的なモーターには、多くの構成部分、たとえば回転子（または電機子）固定子などが含まれる。ほとんどの場合、回転子や固定子においては、部品のまわりに電線、典型的には銅線が用いられている。そのように巻き付けた電線は一般に「巻線（ｗｉｎｄｉｎｇ）」と呼ばれている。モーターまたはコイルの巻線では、金属の巻線の上に絶縁コーティングをして、その巻線を埃、湿分および化学物質から保護してやる必要がある。いくつかの場合には、その絶縁材料が多孔質となって湿分を吸収しやすくなる傾向がある。コーティングが劣っていたり損傷を受けたために、保護が不充分となった巻線を有するモーターは、たとえば高湿度環境などの悪条件下に暴露されると、機器の故障を起こしかねない。通常の使用時にモーター巻線の中に取り込まれた物質は、湿分の吸収蓄積を起こし、それによってモーターの換気が損なわれる可能性がある。そのようにしてモーター巻線の中に取り込まれた湿分は、電流の接地経路となる。そのような経路がいったん出来てしまうと、後に残る炭素の痕跡が電流を通し続け、最後に故障を起こすことになる。

エポキシコーティングが金属巻線を保護することは、判っている。たとえば、米国特許第５，７４７，５６５号明細書（オノ（Ｏｎｏ）ら）には、電気および電子部品の絶縁に使用するのに適したエポキシ粉体コーティング組成物が開示されている。その特許には以下のものを含む組成物が開示されている：（Ａ）１００重量部の、エポキシ当量が８００〜２０００の混合エポキシ樹脂であって、これには、（ｉ）エポキシ当量が１８０〜２５００のビスフェノールＡのジグリシジルエーテルと、（ｉｉ）ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルをカルボキシル末端のアクリロニトリルブタジエンコポリマーと反応させることによって得られ、エポキシ当量が１８０〜２５００のゴム変性エポキシ樹脂とが含まれる、エポキシ樹脂；（Ｂ）混合硬化剤であって、（ｉ）０．０５重量部のイミダゾール化合物、（ｉｉ）０．５〜１０重量部のジシアノジアミドおよび（ｉｉｉ）１〜１０重量部の二塩基性カルボン酸のジヒドラジドとからなる、硬化剤；および（Ｃ）５０〜１００重量部のシリカ。

特開平１１−１７２０７５号公報には、以下のものを含むエポキシ樹脂組成物が開示されている：（Ａ）少なくとも６０重量％の結晶性エポキシ樹脂；（Ｂ）ビスフェノールＡタイプのエポキシであってもよい、フェノール樹脂硬化剤；（Ｃ）溶融シリカ粉体；および（Ｄ）たとえばイミダゾールなどの、少なくとも１つのタイプの硬化剤加硫促進剤。

特開平０７−２５８３８４号公報には、以下のものを含むエポキシ樹脂組成物が開示されている：（Ａ）結晶性エポキシ樹脂；（Ｂ）ビスフェノールＡエポキシ樹脂タイプのフェノール樹脂硬化剤；（Ｃ）ノボラックフェノール樹脂；（Ｄ）ビスフェノールＡ、および（Ｅ）イミダゾール加硫促進剤。

巻線をコーティングするために液状ワニスを使用することもまた、当業者には公知である。典型的なプロセスでは、巻線の上にワニスを滴り落として金属をコーティングする。そのようなプロセスは、時間がかかる傾向がある。さらに典型的には、ワニスには揮発性の有機成分が含まれるので、環境にとって優しくないものとなってしまっている。

それら従来技術は有用ではあろうが、当業界で必要とされているのは、良好な接着性を有すると共に、その組成物を各種の基材、特に金属基材に塗布する際に良好な流動特性を与える、また別な粉体化エポキシ組成物である。

粉体コーティング組成物の中の粘度変性剤として、多官能フェノール基を、本明細書に開示されるように大量に使用するというのは、これまでに無かったことだと考えられる。

簡潔にまとめれば、１つの態様において本発明は、下記のものを含む粉体化エポキシ組成物に関する：（ａ）約３０〜４０重量％の少なくとも１種の結晶性エポキシ樹脂；（ｂ）約１０〜４０重量％の少なくとも１種のフェノール系レゾール樹脂；（ｃ）約１０〜４０重量％の少なくとも１種の多官能分岐状ヒンダードフェノール。パーセントはすべて、全組成物重量を基準にしたものである。場合によっては、その組成物には、約１重量％未満のベンゾイン、約５０重量％までのビスフェノールＡ末端エポキシ、および約１重量％未満のメチルイミダゾールをさらに含む。

本発明の粉体化エポキシは、各種の表面の保護コーティングとして使用することができる。１つの塗布法においては、粉体を加熱した基材に塗布する。加熱した基材に接触することによって、その粉体が溶融、反応し、コーティングを形成する。また別な塗布法では、粉体をまず溶融させておいてから、基材に塗布する。さらには、粉体を静電的に帯電させることができるので、次いでその帯電させた粉体粒子を基材に引きつけて、それに続けて加熱することもできる。粉体化エポキシは、モーターコイルの電線をコーティングするのに特に適している。具体的には、粉体化エポキシを用いて電気回転子や固定子を包み込んで封入し、コイルの巻線を補強し、コイルを回転子のコアに接着させることができる。この粉体化エポキシは、変圧器のボビン巻条に使用することもできる。その溶融粘度が低いために、本発明の粉体化エポキシは繊維質基材のためのバインダーとして使用することもできる。たとえば、パーソナルコンピューターの基板は通常、絡み合わせた繊維を含む基材を出発物質とするが、そのような基材は、本発明の粉体化エポキシを含浸させることにより、互いに固定させることができる。

本発明による粉体化エポキシ組成物には、各種の配電システムおよび電気機器にエネルギーを供給するための、たとえば母線（ｂｕｓｓ ｂａｒ）のような電流運搬体を絶縁するための融着粉体エポキシコーティングも含まれる。使用時に母線の温度が上がって、表面の絶縁体を損傷し、多くの場合炭化を引き起こし、極端なケースでは、絶縁エポキシ材料が発火する可能性もある。高温による絶縁コーティングが破壊されるような現象に対処するために、難燃剤を使用することも可能である。

一般的に使用される難燃剤としては、ハロゲン置換基を含むものや、粒子状の難燃材料、またはそれらの混合物が挙げられる。ハロゲン含有難燃剤は環境汚染を引き起こす可能性を有するので、その代替物として、粒子状の難燃材料は魅力がある。しかしながら、効果的な難燃性を得るために必要とされる粒子状難燃剤の量によっては、コーティングの配合物特性、たとえば流動特性や平滑性などに悪い影響がでる可能性がある。本発明による粉体化エポキシコーティング組成物からは、塗布の際にはその加熱された溶融状態における改良された流動性を有し、冷却すると改良された外観を有するコーティング配合物が得られる。

理論に束縛されることを望むものではないが、高温における流動性と、室温における外観と、本発明によるコーティング組成物の溶融粘度を変性するのに用いられた、選択された多官能フェノール成分の量との間には、相関関係があるように見える。そのようなコーティング組成物には、約３０％〜約４０％の、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種のエポキシ樹脂を含む、粉体化エポキシ組成物が含まれる。その組成物にはさらに、約５５％〜約６０％の粒子状難燃剤、約１％〜約４％の少なくとも１種の多官能ヒンダードフェノール、および約５％以下の少なくとも１種の接着促進剤も含まれる。

高温に加熱することによって、本発明による粉体化エポキシ組成物は、約３０％〜約４０％の、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種のエポキシ樹脂、約５５％〜約６０％の粒子状難燃剤、約１％〜約４％の少なくとも１種の多官能ヒンダードフェノール、および約５％以下の少なくとも１種の接着促進剤を含む、硬化したエポキシコーティングとなる。この硬化コーティングは、ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器を用いて測定すると、その平均表面粗さが約１０μｍ〜約１３μｍである。

本発明は、優れたオーバーラップ剪断力（後に定義する）を有するエポキシコーティングを与える。そのような性質は、モーターコイルにおいては特に望ましいものであって、巻線中の個々の電線の相互絶縁を維持し、使用中に電線が巻線そのものから外れてしまうような可能性を最小限に抑制する。

好適なことには、多官能分岐状ヒンダードフェノールが機能して、加熱した基材に塗布する際の粉体コーティングの粘度を低下させ、それによって、コーティングが基材の上の小さな割れ目の中へもより浸透しやすくなる。さらに、ヒンダードフェノールを使用することによって、コーティングのオーバーラップ剪断力が上がると考えられる。

従来技術と比較すると、本発明では結晶性エポキシ樹脂の使用量がかなり少ないが、結晶性エポキシ樹脂は通常、組成物の中では、価格の高い成分の１つである。経済的なメリットがあり、それに加えて、金属母線やモーターコイルなどの基材へ粉体化エポキシを塗布するために必要な加工時間を短くすることもできるので、本発明の粉体化エポキシ組成物は産業において特に有用である。

本発明の組成物の個々の成分、およびその組成物の製造方法について以下に詳しく述べる。

一般に、本発明で使用する結晶性エポキシ樹脂は、使用される室温（２２℃〜２５℃）で、通常、結晶性の固体である。その結晶性エポキシ樹脂を、組成物の全重量を基準にして約２５〜４５重量％、好ましくは約３０〜４０重量％の量で存在させる。有用な結晶性エポキシ樹脂は、当量が約１３０未満、好ましくは約１１５〜１２５であるか、または１５０℃における溶融粘度が約５センチポワズ未満、好ましくは約２〜３センチポワズのものである。その結晶性エポキシ樹脂の当量が約１１５〜１２５であって、かつ１５０℃における溶融粘度が約２〜３センチポワズであれば、より好ましい。この結晶性エポキシ樹脂にはオリゴマーが、ほとんどまたは全く含まれていないのが好ましい。

有用な結晶性エポキシ樹脂の１例としては、以下に示すヒドロキノンタイプのものがある。そのようなエポキシ樹脂は、当量が約１２０で、１５０℃における溶融粘度が約３センチポワズである。

フェノール系レゾール樹脂および多官能分岐状ヒンダードフェノールは硬化樹脂として働く。本明細書で使用するとき、「レゾール」という用語は、アルカリ性の条件下でフェノールとホルムアルデヒドを反応させることによって製造される縮合反応生成物を意味する。本発明を実施するのに有用な、好適なフェノール系レゾール樹脂の１例としては、ニューヨーク州スケネクタディ（Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，ＮＹ）のスケネクタディ・インターナショナル（Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）から製品番号ＨＲＪ−１３６７として市販されているものが挙げられる。この樹脂を、組成物の全重量を基準にして約１０〜４０重量％、好ましくは約１５〜３５重量％の量で存在させる。

本明細書で使用するとき、「多官能分岐状ヒンダードフェノール」という用語は、３官能フェノール、４官能フェノール、およびそれらの組合せからなる群より選択されるフェノールを意味する。硬化剤としての機能に加えて、この多官能分岐状ヒンダードフェノールは粘度変性剤でもある。好適な多官能分岐状ヒンダードフェノールの例を挙げれば、ニューヨーク州タリータウン（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）のチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているイルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０（４官能）、およびインディアナ州インディアナポリス（Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，ＩＮ）のグレート・レークス・ケミカル・カンパニー（Ｇｒｅａｔ Ｌａｋｅｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から市販されているロウイノックス（ＬＯＷＩＮＯＸ）１７９０（３官能）などがある。そのようなヒンダードフェノールは、全組成物重量を基準にして約５〜４０重量％、好ましくは約１０〜４０重量％の量で存在させる。このように、通常は１％以下の量で耐熱安定剤として使用されるイルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０を、本発明の組成物においては４０重量％までの量で使用することによって、溶融粘度を下げることができるということが見出されたのである。イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０は４官能の分岐状ヒンダードフェノールであるので、本発明の組成物の中で硬化でき、しかもオーバーラップ剪断力を下げることがないと考えられる。それに加えて、イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０は環境毒性が極めて低く、食品グレードの原料であるというメリットもある。

本発明の組成物においては、以下に記す任意成分を使用することも可能である。たとえばベンゾインのような流動化剤を添加して、加熱した基材に粉体化エポキシを塗布してコーティングを形成させる際に、揮発性のガスが放出されやすくする。この流動化剤はまた、ボイドの数を最小限に抑えたコーティングを製造するのにも役立つ。この添加剤はさらに、フェノール系レゾール樹脂のホモ重合の際に起きる縮合反応で生成する水を放出させるのにも役立つ。ベンゾインを使用する場合には、全組成物重量の１重量％以下の量で存在させる。

ビスフェノールＡ末端エポキシ、高分子量エポキシは、また別な任意成分である。それを使用する場合には、全組成物の約５０重量％まで、好ましくは約３５〜４５重量％の量で存在させる。

このエポキシ硬化性樹脂は自己硬化させることも可能で、すなわち、粉体コーティングの硬化の際にそれがホモ重合により反応する。触媒を使用して、その反応が商業的に許容される速度で進むようにするのが好ましい。本発明において好適な触媒は２−メチルイミダゾールであるが、イミダゾール系のその他の化合物、たとえば、２−エチル−、プロピル−、ブチルなどであってもよい。

製造方法
粉体化樹脂は、均質な混合物を得るために、樹脂と硬化剤の混合物を高温（たとえば、＞２００゜Ｆ）で押出すことによって製造することができる。次いでその混合物を粉砕して微粉砕物とし、それを篩いにかけて所望の粒径分布とすることができる。

本発明の組成物を製造する１つの好適な方法では、成分を冷却付きの高剪断ブレンダーに仕込む。好適で代表的なブレンダーが、ニュージャージー州ペクアノック（Ｐｅｑｕａｎｎｏｃｋ，ＮＪ）のマイクロ−ミル・ベル−アート・プロダクツ（Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｌｌ Ｂｅｌ−Ａｒｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から市販されている。ジャケット付きで、（温度４０〜６０℃の）圧縮空気を用いて冷却するブレンダーが好ましい。ブレンド時間は最終的に希望する粒径によって決まってくるが、熟練者ならば適当なブレンド時間を選択することが可能な筈である。

次いでその粉体化エポキシ組成物を落下させて、すなわち重力の作用を用いて、加熱した基材の上に粉体を塗布する。別な方法として、粉体化エポキシを静電的に基材の上にスプレーすることも可能である。当業者ならば、基材に粉体化エポキシ組成物を塗布するためには、別な方法もあることは理解するであろう。

以下の実施例を用いて、本発明の各種の実施態様と詳細を説明する。実施例はこの目的のためのものではあるが、特定の成分、使用量、さらにはその他の条件や詳細が、本発明の範囲を限定すると不当に受け取ってはならない。特に断らない限り、すべてのパーセントは重量パーセントである。

試験方法：ホットプレートゲル化時間
この試験方法で得られる結果は、定性的なものである。その利点は、容易に短時間で実施できることである。測定の一貫性を保つために、同一人物により試験する。

温度プローブを使用して、ホットプレートの表面温度を調べ、それが約１５０℃であることを確認する。０．２グラムの粉体化エポキシをホットプレートの表面に置く。木製の舌圧子を用いて、粉体を直径約１インチ（２．５４ｃｍ）の円状になるようにならす。粉体が溶融するとき、計時を始める。舌圧子を用いて、溶融した粉体をかき混ぜる。その溶融した粉体が明らかにゲル化の粘度を示したら、計時を停止する。その間の時間が、その粉体のゲル化時間である。カミソリの刃を用いて、ホットプレートから硬化した樹脂を除く。さらに２回実験を繰り返し、３回の時間の読みを平均する。本発明の組成物は、１５０℃で約６０〜１８０秒のゲル化時間を有しているべきである。

試験方法：ピル流動性（コイルコーティング）
０．５グラムの粉体化エポキシを秤量する。１２ｍｍのダイとプランジャーと空気プレスを用いて、その秤量した粉体を４７ｐｓｉで５秒間加圧してペレットを作製する。これに適したダイ、プランジャーおよび空気プレスは、ウィスコンシン州ミルトン（Ｍｉｌｔｏｎ，ＷＩ）のジェーンズビル・ツール・アンド・マニュファクチャリング・インコーポレーテッド（Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ Ｔｏｏｌ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．）（ＪＴ＆Ｍ）から、製品番号Ａ−１０００シリーズとして、入手することが可能である。サンプルそれぞれについて、粉体化エポキシのペレットを２個作製する。

鋼製（９インチ×２インチまたは２０．５インチ×５インチのいずれか）のプレートの長さ全体を＃８０番グリットサンドペーパーを用いて粗面にする。使用する鋼の種類は軟鋼である。粗面を作った鋼製プレートをイソプロパノールを用いて清浄化し、余分なものをチーズクロスを用いて拭き取る。手袋を着用して、その鋼製プレートを３０２゜Ｆ（１５０℃）の炉の中に、プレートの長さ方向に１０度傾けて入れる。プレートを３０２゜Ｆで２０分間予熱する。

デジタルキャリパーを用いて、先に作製したペレットの厚みを測定する。２つのペレットを横にならべて、炉中で予熱した、傾けたプレートの上に載せる。２０分後に金属プレートを取り出し、ペレットの流動長さを測定する。次式により、流動パーセントを計算する：
流動％＝（ペレットの流動長さ−ペレット直径）/（ペレット厚み）
１２ｍｍのダイを用いてペレットを作製したのであるから、上式において、ペレットの直径は１２ｍｍとするべきである。本発明の組成物は４５％以上のピル流動性を有しているべきである。

試験方法：ピル流動性（金属バーコーティング）
０．９グラムの粉体化エポキシ組成物を秤量する。１２ｍｍのダイとプランジャーと空気プレス（ウィスコンシン州ミルトン（Ｍｉｌｔｏｎ，ＷＩ）のジェーンズビル・ツール・アンド・マニュファクチャリング・インコーポレーテッド（Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ Ｔｏｏｌ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｃ．）から入手可能なＡ−１０００シリーズのユニット）を用いて、その秤量した粉体を、５，０００ｐｓｉで２０秒間加圧した。それぞれの試験で２個のペレットが必要である。

加熱炉の中でガラスプレートを約１４９℃（３００゜Ｆ）で約３０分加熱する。加熱炉の中に水平においた加熱ガラスプレートの上端に、２つのペレットを横に並べて載せる。３５秒後に、そのガラスプレートを６３度の角度に傾ける。その傾けた状態で１０分間置いてから、ガラスプレートを炉から取り出し、室温にまで冷却させる。ガラススライドの裏側から、溶融したペレットの流動長さをミリメートルの物差しで測る。４５ｍｍ以上のピル流動性を有する組成物が好ましい。

試験方法：オーバーラップ剪断強度
それぞれのサンプルに対して、２本の鋼製のバーを用意する（１００ｍｍ×１５ｍｍ×１．１５ｍｍ）。軟鋼を使用するべきである。それぞれのバーの片側を、＃１２０のサンドペーパーを用いて長さ方向に粗面を作る。その粗面を作ったバーをイソプロパノールを用いて清浄化し、余分なものをチーズクロスを用いて拭き取る。粗面を作り清浄化したバーを全部、アルミニウムパンの中に入れる。そのパンを２００゜Ｆの炉の中に入れ、２０〜４０分間予熱する。

０．１７グラムの粉体化エポキシを秤量皿の中に取る。ピル流動性試験方法に記載したようにして、空気プレスと１２ｍｍのダイとプランジャーを用いて（８０ｐｓｉ、１２秒間）、１２ｍｍのピルを作製する。第１のバーを炉から取り出し、鋼製バーを、利便性よく固定するために使用する組立固定具の一方に置く。そのバーのサンドペーパーをかけた側の面に、ペレットを押しつける。第２のバーを炉から取り出し、組立固定具におく。バーの粗面側同士を押しつける。ライオン（Ｌｉｏｎ）＃１０７クリップを用いてサンプルを挟んで、組立固定具から取り外す。そのサンプルをアルミニウムパンに入れて、２００゜Ｆの炉に３０分間入れておく。次いで、炉の温度を３７４゜Ｆ（１９０℃）に上げる。サンプルをこの温度で１時間４５分かけて硬化させるか、あるいは完全に硬化するまで入れておく。炉から取り出して、室温（２２℃〜２５℃）にまで冷却させる。

引張剪断試験を実施するには、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）を使用する。粉体化エポキシの３つのサンプルを調製して、１８０℃で試験することとする。インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）の掴み具にサンプルを長さ方向に取り付ける。下側の掴み具の表面に熱電対を取り付けておく。温度計が設定温度から０．３℃以内の範囲を示したら、サンプルの試験を行う。３つのサンプルを試験し、それぞれの例について剪断の計算を平均する。本発明の組成物は、１８０℃において５０ｐｓｉ以上のオーバーラップ剪断強度を有しているべきである。

試験方法：衝撃強度
この機械的強度の測定には、ガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）衝撃試験機（メリーランド州ベセスダ（Ｂｅｔｈｅｓｄａ，ＭＤ）のガードナー・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド（Ｇａｒｄｎｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能）を使用する。

粉体化樹脂を塗布するために静電流動層を使用して、アルミニウム試験用プレート（１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．６ｃｍ）に約３７５μｍ〜約５００μｍのコーティング厚みを得る。約１７７℃（３５０゜Ｆ）に温度調節した加熱炉の中で４５分かけて、そのコーティングした試験パネルを硬化させる。

直径１．６ｃｍ、重量約１．８Ｋｇ（４ポンド）のロッドを取り付けたガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）衝撃試験機を使用する。そのロッドの一端の上に重りを落とし、ロッドの他端がコーティングした試験片の表面に当たるようにする。重りを繰り返して落とすが、落下のたびに落下高さを増やしていって、コーティングに目に見えるような損傷が起きるまで続ける。本発明によるコーティングの衝撃強度が合格とみなされるのは、少なくとも約１１５ｃｍＫｇ（１００インチポンド）まで損傷が認められない場合である。

試験方法：コーティングの表面粗さ
この測定には、ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器（ドイツ国ゲッティンゲン（Ｇｏｔｔｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）のファインプルーフ・ＧｍｂＨ（Ｆｅｉｎｐｒｕｆ ＧｍｂＨ）から入手可能）を使用する。

粉体化樹脂を塗布するために静電流動層を使用して、アルミニウム試験用プレート（７．６ｃｍ×１５．２ｃｍ×０．６ｃｍ）に約３７５μｍ〜約５００μｍのコーティング厚みを得る。約１７７℃（３５０゜Ｆ）に温度調節した加熱炉の中で４５分かけて、そのコーティングした試験パネルを硬化させる。

試験パネルの長さ方向で３回繰り返し測定した表面状態の結果から、平均表面粗さ（ａｖｅｒａｇｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）Ｒａ（ＤＩＮ４７６８）と、平均粗さ深さ（ａｖｅｒａｇｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｄｅｐｔｈ）Ｒｚの値が得られる。
Ｒａ＝表面状態測定の長さの中での、粗さ状態のすべての偏差の算術平均
Ｒｚ＝コーティングの表面上での最高と最低点の間の平均高さで、連続５点の測定長さの平均値。

試験方法：難燃性
難燃性の測定には、イリノイ州ノースブルック（Ｎｏｒｔｈｂｒｏｏｋ，ＩＬ）のアンダーライターズ・ラボラトリー（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）により開発された、プラスチック材料の安全性を測定するための、試験方法ＵＬ−９４−Ｖ０を使用する。

溶融させるために１７７℃（３５０゜Ｆ）に加熱したホットプレートに粉体化樹脂を載せて、粉体を広げてコーティング厚みが約５００μｍになるようにする。完全に硬化する前にその溶融したフィルムをホットプレートから外して、長さ約１２．５ｃｍ（５インチ）幅約１．３ｃｍ（０．５インチ）のサンプル片を調製する。その試験片を、約１７７℃（３５０゜Ｆ）に温度調節した加熱炉の中で４５分かけて、硬化させる。

１００％綿製のフラットなマット（５ｃｍ×５ｃｍ×０．６ｃｍ）の上に、約１２ｃｍの試験片をクランプから垂直につるす。そのマットは約０．０８ｇ以下とする。次いで、それぞれの試験片について、ＵＬ−９４試験手順に従って試験をする。

実施例１〜３および比較例Ａ〜Ｈ
粉体エポキシ組成物は、表２にリストアップした成分をマイクロ−ミル（Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｌｌ）ブレンダーの中に仕込み、６０秒間混合することにより製造した（表の中の数値の単位はグラムである）。そのブレンダーは、温度４０゜Ｆ〜５０゜Ｆの圧縮空気を用いて冷却した。次いでそれぞれのサンプルを、先に挙げた試験法に従って試験した。

表３のデータから判るように、比較例Ａはピル流動性が低かったが、その理由は、イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０、すなわち４官能の分岐状ヒンダードフェノールの使用量が少なすぎた（２グラム）からである。比較例ＢとＣにおいては、オーバーラップ剪断力が低すぎたが、その理由は、使用したフェノール系レゾール樹脂がそれぞれ、少ないか、または存在していなかったためである。比較例Ｄにおいては、ロウイノックス（ＬＯＷＩＮＯＸ）１７９０、すなわち３官能の分岐状ヒンダードフェノールの量が少なすぎた（２グラム）。比較例Ｅにおいては、オーバーラップ剪断力が低すぎたが、その理由は、好ましくない２官能の分岐状ヒンダードフェノール（アノックス（Ａｎｏｘ）７０）が使用されていたからである。比較例Ｆにおいてもまた、オーバーラップ剪断力が低すぎたが、その理由は、好ましくない高分子立体ヒンダードフェノール（ロウイノックス（ＬＯＷＩＮＯＸ）ＣＰＬ）が使用されていたからである。比較例Ｇにおいては、ゲル化時間が短すぎたが、その理由は、好ましくない結晶性エポキシ樹脂（ＲＳＳ１４０７）が使用されていたからである。比較例Ｈにおいては、ピル流動性が低すぎたが、その理由は、フェノール系レゾール樹脂を使用しなかったからである。

母線コーティング配合
金属バーのための絶縁材として、下記の融着粉体化エポキシコーティング配合を開発した。しかしながら、当業者のよく認識するところであるが、これらおよび類似のエポキシ粉体には、その他の使用法も存在する。表４に示した例では、母線コーティングに適した例を特定するために、頭に「Ｂ］の文字を付けた。特に断らない限り、このセクションで示す例では、原料の量は重量パーセントとして表している。

金属バー基材、特に母線に塗布するために調製した、配合ＢＡ〜ＢＦは、高温におけるメルトフローの改良と、硬化させたコーティングにおける表面粗さが低下したことが原因の外観の改良とを証明している。アルミナ三水和物の粒子状難燃剤の濃度を常に５５．５％の一定濃度に維持したので、すべてのサンプルがＵＬ９４試験法によるＶ０評価に合格した。

多官能分岐状ヒンダードフェノール（イルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０）の濃度を上げると、ＲａとＲｚで測定される粗さに顕著な変化が表れた。評価の数値が低いほど、コーティングがより平滑であることを示している。例ＢＢとＢＣは、ヒンダードフェノールを含まない配合物よりも、いくぶん平滑なバーコーティングを与えている。ヒンダードフェノールを約４．０％を超えて含む配合物では、粗さが増すことが証明された。抗酸化剤として典型的に使用されてはいるものの、多官能分岐状ヒンダードフェノールは、融着粉体化エポキシ組成物のメルトフロー特性を変性するために使用することができ、それによってより平滑なコーティングが得られる、と考えられる。ヒンダードフェノールを全組成物の約１．２５％〜約４．０％の範囲で添加すると、望ましいコーティングの平滑さが得られる。これらの結果は、流動層塗布技術を使用して金属バーに塗布し、それに続けて加熱することによって、そのコーティングを金属表面で溶融、結合、硬化させるコーティングに関係する。多官能分岐状ヒンダードフェノールを約３％を超えて含むコーティングでは、衝撃強度の大きさが顕著に失われる。衝撃強度の損失が起きる理由は、たとえば、ＢＤ〜ＢＦのように、組成物中のエポキシ結合樹脂の有効濃度が低下したためである。結合樹脂が少なくなると、ピル流動性低下の原因となるが、その理由は、高温で溶融されたコーティングを広げるのに必要な溶融相が少なくなるからである。

本明細書に引用して文献はすべて、ここに引用することにより、それら文献の全てを取り入れたものとする。

必要に応じて、本発明の詳細な実施態様を本明細書に開示したが、ここに開示された実施態様は、単に本発明を説明するためのものであって、本発明は各種の別な形態で具体化することが可能である、ということは理解されたい。したがって、本明細書に開示された詳細が限定を示すと受け取ってはならず、単に特許請求の範囲のための基本事項であり、本発明を種々応用するために当業者に教示するための、代表的な基本事項であると受け取るべきである。

Claims (9)

1. ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルからなる群より選択される、約３０％〜約４０％の少なくとも１種のエポキシ樹脂；
   約５５％〜約６０％の粒子状難燃剤；
   約１％〜約４％の少なくとも１種の多官能ヒンダードフェノール；および
   約５％以下の少なくとも１種の接着促進剤；
   を含む粉体化エポキシ組成物。
2. 温度約２０５℃において、約７０秒〜約１２５秒のゲル化時間を有する、請求項１に記載の粉体化エポキシ組成物。
3. 前記少なくとも１種の多官能ヒンダードフェノールが、ペンタエリスリトールテトラキスプロピオネートである、請求項１に記載の粉体化エポキシ組成物。
4. 硬化させた場合に、ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器により測定した平均表面粗さが約１０μｍ〜約１３μｍである、請求項１に記載の粉体化エポキシ組成物。
5. 硬化させた場合に、ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器を用いて測定した平均表面深さが約３０μｍ〜約５０μｍである、請求項１に記載の粉体化エポキシ組成物。
6. 硬化させた場合に、約１１５ｃｍＫｇを超える衝撃強度を有する、請求項１に記載の粉体化エポキシ組成物。
7. ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルからなる群より選択される、約３０％〜約４０％の少なくとも１種のエポキシ樹脂；
   約５５％〜約６０％の粒子状難燃剤；
   約１％〜約４％の少なくとも１種の多官能ヒンダードフェノール；および
   約５％以下の少なくとも１種の接着促進剤；
   を含み、
   ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器を用いて測定した平均表面粗さが約１０μｍ〜約１３μｍである、硬化させたエポキシコーティング。
8. ペソメーター（Ｐｅｔｈｏｍｅｔｅｒ）Ｍ４Ｐ１５０表面プロファイル測定器を用いて測定した平均表面深さが約３０μｍ〜約５０μｍである、請求項７に記載の硬化させたエポキシコーティング。
9. 約１１５ｃｍＫｇを超える衝撃強度を有する、請求項７に記載の硬化させたエポキシコーティング。