(57)【要約】【課題】配電用機器のケースに電着塗装を施す場合に、塗装の外観を損なうことなく、ケースのエッジ部でも必要な防錆性能を確保することができる電着塗装方法を提案する。【解決手段】配電用機器を収容するケース１を被塗物とし、樹脂成分と顔料と添加剤としてのマイクロジェルとを含む電着塗料組成物を水性溶媒で希釈して得た電着塗料溶液中に被塗物を浸漬して、電着塗料溶液中で被塗物に直流電圧を印加することにより、配電用機器ケースに電着塗装を施す際に、電着塗料組成物中でマイクロジェルが組成物全体に対して占める割合を８質量％以上、１０％質量未満とするようにマイクロジェルの添加量を設定しておく。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用機器を収容するケースを被塗物とし、塗膜形成用樹脂成分と顔料と添加剤としてのマイクロジェルとを含む電着塗料組成物を水性溶媒で希釈して得た電着塗料溶液中に前記被塗物を浸漬して、前記電着塗料溶液中で前記被塗物に電圧を印加することにより、前記被塗物の表面に塗膜を析出させる配電用機器ケースの電着塗装方法において、
前記電着塗料組成物中で前記マイクロジェルが組成物全体に対して占める割合が８質量％以上、１０％質量未満となるように前記マイクロジェルの添加量を設定しておくことを特徴とする配電用機器ケースの電着塗装方法。
【請求項２】
前記電着塗料組成物はエポキシ系樹脂からなる塗膜形成用樹脂成分を含み、鉛を含まないカチオン性電着塗料組成物であり、前記マイクロジェルはカチオン性のアクリル系マイクロジェルである請求項１に記載の配電用機器ケースの電着塗装方法。
【請求項３】
マイクロジェルが添加された電着塗料組成物を用いて電着塗装が施された配電用機器ケースにおいて、
前記電着塗料組成物中で前記マイクロジェルが占める割合が８質量％以上、１０質量％未満に設定されていることを特徴とする配電用機器ケース。
【請求項４】
前記電着塗料組成物はエポキシ系樹脂からなる塗膜形成用樹脂成分と顔料と添加剤としてのマイクロジェルとを含み、鉛を含まないカチオン性電着塗料組成物であり、前記マイクロジェルはカチオン性のアクリル系マイクロジェルである請求項３に記載の配電用機器ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器等の配電用機器のケースを被塗物として、該被塗物を塗装する電着塗装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
柱上変圧器等の配電用機器を収容するケースとして、鉄やステンレス鋼などの金属からなるケースが用いられている。変圧器等の配電用機器は、長期間に亘って使用されるものであるため、そのケースには、防錆性能が優れ、かつ外観が優れた高品質の塗装を施すことが必要とされる。
【０００３】
配電用機器のケースを塗装する方法として、電着塗装法が広く用いられている。電着塗装においては、電着塗料溶液中で被塗物に電圧を印加してその表面に塗膜を析出させた後、塗膜を硬化させる工程を行っている。塗膜を硬化させる過程では、塗料中の塗膜形成用成分である樹脂成分の粘性が低下するため、被塗物上で塗料が流動し易くなり、この塗料の流動により塗膜が薄くなることがある。特に被塗物にエッジ部（角部）が存在する場合には、該エッジ部で塗料の流動により塗膜が薄くなる傾向がある。
【０００４】
例えば、油入変圧器のケースでは、変圧器から発生する熱を効率良く放散させるために、波付け加工が施された板をケースの側壁の外周に巻き付けた状態で溶接して、ケースの外周に波形の放熱リブを取り付けることがある。このようなケースでは、放熱リブの上下の端部に形成されている波形のエッジ部や、ケースの蓋の周縁部に形成されたエッジ部で塗膜が薄くなる傾向がある。ケースのエッジ部を覆う塗膜に薄くなった部分が生じると、その部分で防錆性能が低下するため、ケースの腐蝕が早期に進行して、電気機器の寿命が短くなるおそれがある。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、電着塗装を施す際にエッジカバー率（＝被塗物のエッジ部を覆う塗膜の厚さ／被塗物の平坦部を覆う塗膜の厚さ）を向上させる方法として、電着塗料組成物にマイクロジェルを添加しておくことにより、その流動性を抑制する方法が知られている。電着塗料組成物にマイクロジェルを添加しておくと、塗料の流動性が低下するため、塗膜を硬化させる際に被塗物のエッジ部に付着した塗料が流動するのを抑制することができ、これにより、エッジ部を覆う塗膜が薄くなるのを防ぐことができる。特許文献１に示された発明では、電着塗料組成物（固形分）中でカチオン性ジェル粒子（マイクロジェル）が組成物全体に対して占める割合を、１０〜２０質量％に設定することにより、塗料の流動性を抑制してエッジカバー率を向上させ、被塗物のエッジ部で塗膜が薄くなって防錆性能が低下するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−７４４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示された発明では、電着塗料組成物にマイクロジェルを１０〜２０質量％添加しているが、配電用機器のケースにカチオン電着塗装を施す場合に、電着塗料組成物中にマイクロジェルを１０〜２０質量％添加した場合には、エッジカバー率を向上させることはできるものの、塗膜に顕著な肌荒れが生じ、ケースの外観が損なわれるという問題が生じることが明らかになった。
【０００８】
本発明の目的は、塗膜に肌荒れを生じさせることなく、十分な防錆性能を確保するために必要なエッジカバー率を得ることができるようにした配電用機器ケースの電着塗装方法及び該電着塗装方法により塗装が施された配電用機器ケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、柱上変圧器や電圧調整器等の配電用機器を収容するケースを被塗物とし、塗膜形成用樹脂成分と顔料と添加剤としてのマイクロジェルとを含む電着塗料組成物を水性溶液で希釈して得た電着塗料溶液中に被塗物を浸漬して、電着塗料溶液中で被塗物に電圧を印加することにより、被塗物の表面に塗膜を析出させる配電用機器ケースの電着塗装方法及び該電着塗装方法により電着塗装が施された配電用機器ケースに係るものである。
【００１０】
本発明に係る電着塗装方法は、電着塗料組成物中でマイクロジェルが組成物全体に対して占める割合が、８質量％以上、１０質量％未満となるようにマイクロジェルの添加量を設定しておくことを特徴とする。
【００１１】
即ち、配電機器用ケースに電着塗装を施した状態で、電着塗料組成物中でマイクロジェルが占める割合を８質量％以上、１０質量％未満に設定しておく。
【００１２】
マイクロジェルの添加量を種々変えてカチオン電着塗装を施したテストピースに対して塩水噴霧試験を行って、錆の発生の有無を調べた結果、マイクロジェルの添加量を上記の範囲に設定しておくと、エッジ部でも十分な防錆性能を確保するための塗膜を得ることができる上に、塗膜の肌荒れが生じることもないことが確認された。
【００１３】
特に、電着塗料組成物がエポキシ系樹脂からなる塗膜形成用樹脂成分を含み、鉛を含まないカチオン性電着塗料組成物であり、添加剤としてのマイクロジェルがカチオン性のアクリル系マイクロジェルである場合に好結果が得られることが確認された。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電着塗料組成物へのマイクロジェルの添加量を、８質量％以上、１０質量％未満に設定したことにより、塗膜に肌荒れを生じさせることなく、配電用機器ケースのエッジ部でも十分な防錆性能を得るために必要な厚さの塗膜を得ることができることが明らかになった。従って本発明によれば、配電用機器ケースの外観を悪化させることなく、被塗物のエッジ部でも防錆性能を確保するために必要にして十分な厚さの塗膜を得ることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態において被塗物とした配電用機器ケースの外観を概略的に示した正面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の方法により塗装が施されたテストピースの形状を示した正面図、（Ｂ）は同テストピースの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、柱上変圧器のケースにカチオン電着塗装を施す場合を例にとって、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本実施形態において被塗物とした柱上変圧器のケース１を示したもので、図１は正面図、図２はその上面図である。図示のケース１は、変圧器本体を収容するために必要な軸線方向寸法と内径とを有する有底円筒状のケース本体１０１と、ケース本体１０１の上端に被せられて、ケース本体の上端の開口部を閉じる浅い円筒状の上蓋１０２と、ケース本体１０１の外周の、完成時に背面となる部分に溶接されて取り付けられた装柱金具１０３と、波付け加工が施された金属板をケース本体１０１の外周に巻き付けて溶接することにより、ケース本体１０１の外周に取り付けられた放熱リブ１０４とを備えている。ケース１の各部は、鋼板やステンレス鋼板等の導電性を有する金属により形成されている。
【００１７】
図示の変圧器ケース１にカチオン電着塗装を施す際には、ケース本体１０１及び上蓋１０２をそれぞれ被塗物として、各被塗物に対して個別に電着塗装を施す。被塗物に電着塗装を施すに当っては、カチオン電着塗料溶液を電着槽内に収容しておき、被塗物を陰極として、電着塗料溶液中に浸漬する。そして、同じく電着塗料溶液中に浸漬された陽極と被塗物（陰極）との間に一定時間の間直流電圧を印加して、被塗物の表面に電着塗料組成物の塗膜成分を析出させる。次いで、電着槽から搬出した被塗物を加熱炉内に搬入して、被塗物の表面の塗膜を硬化させる工程を行う。
【００１８】
カチオン電着塗料溶液は、カチオン電着塗料組成物を水性溶媒で希釈することにより得る。カチオン電着塗料組成物は、塗膜の本体を構成することになる塗膜形成用樹脂成分と、塗膜の色を決める顔料と、塗料の流動性を制御するための添加剤としてのマイクロジェルとを含む組成物である。現在入手し得るカチオン電着塗料組成物中の塗膜形成用樹脂成分としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が用いられている。
【００１９】
マイクロジェルを含まないカチオン電着塗料組成物を水性溶媒で希釈した電着塗料溶液を用いてカチオン電着塗装を行った場合、塗膜を形成した後塗膜を加熱して硬化する過程で、塗料の粘性が低下するため、塗料が流動して塗膜が薄くなることがある。特に被塗物のエッジ部で塗膜が薄くなって、塗膜の性能（配電用機器ケースの場合は防錆性能）が低下することがある。特許文献１に示された発明では、電着塗料組成物（固形分）にマイクロジェルを１０〜２０質量％添加することにより塗料の粘性の低下を抑制して、エッジカバー率を改善するようにしている。しかし、本発明者の実験によれば、電着塗料組成物へのマイクロジェルの添加量を１０〜２０質量％とした場合には、エッジカバー率を十分向上させることはできるが、塗膜に肌荒れが生じ、製品の外観が悪化することがあることが明らかになった。塗膜に肌荒れが生じるのは、マイクロジェルの過剰な添加により塗料の流動性が過度に抑制されたために、塗膜が平坦にならないことによるものと思われる。配電用機器ケースの防錆塗装は、配電用機器の耐用年数の間所定の防錆性能を確保できるものであればよく、過度に厚い必要はない。
【００２０】
そこで本発明者は、塗膜に肌荒れを生じさせることがなく、しかも配電用機器ケースの平坦部でもエッジ部でも、ケースに要求される防錆性能を確保するために必要な厚さの塗膜を得るために最適なマイクロジェルの添加量を求めることを主眼として実験を行った。実験では、柱上変圧器のケースを構成する鋼板として広く用いられている熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）により、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように帯板状の形状を有するテストピースＴＰを３枚作成し、これらのテストピースに、マイクロジェルの添加量を種々異ならせた電着塗料を用いてカチオン電着塗装を施した。
【００２１】
実験で用いた電着塗料組成物は、エポキシ系樹脂からなる塗膜形成用樹脂成分と顔料とを含む鉛フリーの（鉛を含まない）一般的なカチオン電着塗料組成物である。この組成物に、コアがアクリル樹脂からなるカチオン性アクリル系マイクロジェルを種々の割合で添加して得た電着塗料組成物を水性溶媒で希釈して、マイクロジェルの添加量を７〜１２質量％の範囲で１質量％刻みで異ならせた電着塗料溶液の試料を作成した。なお上記マイクロジェルの添加量（質量％）は、マイクロジェルの質量が電着塗料組成物（固形物）全体の質量に対して占める割合である。電着塗料組成物を希釈して電着塗料溶液の試料を作成するに当たり、塗料溶液中に電着塗料組成物が占める割合（電着塗料組成物の濃度）は、約２０質量％とした。
【００２２】
そして、液温を２５℃とした電着塗料溶液の各試料中にテストピースを浸漬し、テストピース（被塗物）を陰極として、テストピースに２７０ボルトの直流電圧を４分間印加することにより、テストピースに単膜の電着塗装を施した。次いで、電着塗装が施されたテストピースを塗料液から取り出てし、炉内温度が２００℃の加熱炉内で３０分加熱することにより、塗膜を硬化させた。
【００２３】
塗膜を硬化させた各テストピースに対し、日本工業規格に規定された塩水噴霧試験方法に従って塩水噴霧試験を行い、試験の５００時間後に、テストピースのエッジ部で錆が生じているか否かの評価と、外観の評価（肌荒れが生じているが否かの評価）とを目視により行った。また評価を行う際には、図３（Ａ）に示したように５mm間隔で線によりテストピースを６０の区画に区切り、各区画の表面ｓ及びエッジ部ｅに錆が発生しているか否か、及び各区画の表面に肌荒れが生じているか否かを目視により判定した。評価の結果は下記の表１に示した通りである。
【表１】
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【００２４】
表１を作成するに当っては、３枚のテストピースのそれぞれの６０の区画について行った目視検査の結果、肌荒れが観察されなかった区画の数の平均値が区画数６０に対して占める割合が９０％以上であった場合に「肌荒れなし」と評価し、エッジ部で錆が観察されなかった区画の数の平均値が総区画数６０に対して占める割合が９０％以上であった場合に、エッジ部防錆について「標準以上」と評価した。そして、肌荒れについて「肌荒れなし」と評価され、かつエッジ部防錆が「標準以上」であると評価された場合を、総合評価で○（合格）とし、それ以外を×（不合格）とした。表１において、「エッジ部で発錆した区分の数」は、３枚のテストピースにおいて、エッジ部で錆が観察されなかった区分の数の平均値である。
【００２５】
表１から明らかなように、マイクロジェルの添加量を８質量％以上とすれば、エッジ部でも錆が生じることがなく、十分な防錆性能が得られることが明らかになった。マイクロジェルの添加量を８質量％とすると、同添加量を７質量％とした場合に比べて、エッジ部で錆が生じた区分の数が半減していることから明らかなように、エッジカバー率を向上させる上で、マイクロジェルの添加量８％が臨界点であることが明らかである。またマイクロジェルの添加量を１０質量％以上とすると肌荒れが観察されるようになり、この肌荒れは、マイクロジェルの添加量を増加させればさせるほどひどくなることが明らかになった。これらの結果から、電着塗料組成物中でマイクロジェルが組成物全体に対して占める割合を８質量％以上、１０質量％未満の範囲に設定しておくことにより、塗膜の肌荒れを生じさせることなく、配電用機器ケースとして十分な防錆性能を得るために必要な程度までエッジカバー率を向上させ得ることが明らかになった。
【００２６】
即ち、配電用機器を収容するケースを被塗物とし、エポキシ系樹脂からなる塗膜形成用樹脂成分と顔料と添加剤としてのマイクロジェルとを含み、鉛を含まないカチオン性電着塗料組成物を水性溶媒で希釈して得た電着塗料溶液中に被塗物を浸漬して、電着塗料溶液中で被塗物に電圧を印加することにより、被塗物の表面にカチオン電着塗装を施すに際し、電着塗料組成物中にマイクロジェルが８質量％以上、１０質量％未満含まれるようにしておくことにより、配電用機器ケースの外観を損なうことなく、その防錆性能を確保できることが明らかになった。
【００２７】
上記の実施形態では、エポキシ系樹脂を塗膜形成用の樹脂成分とした電着塗料組成物を用いたが、アクリル系樹脂等、他の樹脂成分を塗膜形成用樹脂成分とする場合にも本発明を適用することができる。
【００２８】
また上記の実施形態では、カチオン電着塗装を行う場合を例にとったが、被塗物を陽極として電着塗装を行うアニオン電着塗装により配電用機器ケースに電着塗装を施す場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  配電用機器ケース（柱上変圧器用ケース）
１０１  ケース本体
１０２  上蓋
１０３  装柱金具
１０４  放熱リブ
ＴＰ  テストピース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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