CN103370857A - 马达用电绝缘性树脂片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供在用于马达的线圈线间、线圈线与铁芯间的绝缘的马达用电绝缘性树脂片中，不仅耐热性高、电绝缘性高、而且介质击穿电压高的马达用电绝缘性树脂片及其制造方法。本发明提供一种马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，具备包含热塑性树脂的多孔质树脂层，该多孔质树脂层在1GHz下的相对介电常数为2.0以下。前述多孔质层优选具有平均气泡直径为5.0μm以下、孔隙率为30%以上的气泡。

Description

马达用电绝缘性树脂片及其制造方法

技术领域

本发明涉及马达用电绝缘性树脂片及其制造方法。

背景技术

迄今为止，作为用于马达的线圈线间、线圈线与铁芯间的绝缘的绝缘部件，已知有马达用电绝缘性树脂片。它们要求使线圈线间、线圈线与铁芯间电绝缘，马达高输出时，电流密度变大，会变得高温，因此提出了具有耐热性的绝缘部件（例如参照专利文献1、2）。

另外，近年来，马达为了节能化及小型化高性能化而需要在高电压下的逆变器控制。然而，使用逆变器电源控制马达驱动时，由逆变器产生的高浪涌电压会侵入到马达中。因此，在马达中使用的绝缘构件为了应对浪涌电压需要抑制绝缘部件的劣化。

作为抑制由浪涌电压导致的绝缘部件的劣化的方法，可以想到（1）延长发生由浪涌引起的局部放电时的直至介质击穿为止的寿命、（2）将局部放电起始电压设为浪涌电压以上。在（1）的情况下，虽然有将无机填料添加到绝缘部件中的方法，但树脂片的挠性会降低，在受到成型加工所带来的应力时，会发生绝缘性降低的问题。在（2）的情况下，若绝缘部件的局部放电起始电压为浪涌电压以上则不会产生电晕放电而寿命变长，但为了提高局部放电起始电压，需要使绝缘部件厚膜化，此时，存在马达中线圈槽满率降低而不能得到高输出的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9-23601号公报

专利文献2:日本特开2006-321183号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题等而做出的，其课题在于，提供不仅耐热性高、电绝缘性高而且局部放电起始电压也高的马达用电绝缘性树脂片及其制造方法。

用于解决问题的方案

如上所述，相对于使用逆变器电源时的剧烈的浪涌电压，局部放电起始电压高是有效的，因此，作为不改变绝缘部件的厚度而提高局部放电起始电压的一种方法，本发明人等着眼于使线圈线间、线圈线与铁芯间的绝缘部件高耐热且低介电化，从而完成了本发明。

即本发明提供一种马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，具备包含热塑性树脂的多孔质树脂层，该马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数为2.0以下。

在本发明的马达用电绝缘性树脂片中，适宜的是，上述多孔质树脂层具有平均气泡直径为5.0μm以下、孔隙率为30%以上的气泡，此外，适宜的是，上述热塑性树脂为选自聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜中的任一种树脂。进而，适宜的是，上述热塑性树脂为玻璃化转变温度不同的两种以上的热塑性树脂的混合物。

此外，在本发明中提供一种马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，在上述马达用电绝缘性树脂片中，上述多孔质树脂层的至少单面具备片材。

进而，在本发明中提供一种马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，其为上述马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其通过如下工序制造多孔质树脂层：气体浸渗工序，使非反应性气体在加压下浸渗于至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中；发泡工序，在气体浸渗工序后降低压力而使热塑性树脂组合物发泡。

尤其适宜的是，在本发明的马达用电绝缘性树脂片的制造方法中，其包括在上述发泡工序后以150℃以上的温度加热多孔质树脂层的加热工序。

此外，在本发明的马达用电绝缘性树脂片的制造方法中，上述非反应性气体为二氧化碳是适宜的，使上述非反应性气体以超临界状态浸渗是适宜的。

进而，在本发明中，提供一种马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，其为上述马达用电绝缘性树脂片的其他制造方法，其通过如下工序制造多孔质树脂层：将包含热塑性树脂、和与该热塑性树脂的固化物发生相分离的相分离剂的热塑性树脂组合物涂布在基板上、使其干燥或者固化而制作具有微相分离结构的热塑性树脂片的工序；从热塑性树脂片去除相分离剂的工序。

在本发明的马达用电绝缘性树脂片的制造方法中，通过溶剂萃取去除相分离剂是尤其适宜的，进而，溶剂为选自液态二氧化碳、亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳的一种溶剂是尤其适宜的。

发明的效果

本发明的马达用电绝缘性树脂片的耐热性、电绝缘性优异、局部放电起始电压高，因此，会发挥抑制绝缘部件的劣化并实现长寿命化的效果。此外，本发明的马达用电绝缘性树脂片的制造方法可以用简易的方法效率良好地制造这种马达用电绝缘性树脂片。

附图说明

图1为关于本发明的马达用电绝缘性树脂片的一个实施方式的剖面图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明的马达用电绝缘性树脂片的特征在于，其具备包含热塑性树脂的多孔质树脂层，该马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数为2.0以下。若相对介电常数为2.0以下，则在作为马达的绝缘部件使用时，可以防止由耐浪涌电压导致的介质击穿。这是由于可提高介质击穿的初期现象的局部放电起始电压。另一方面，该马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数超过2.0时，不能充分提高局部放电起始电压。在本发明中，马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数为1.9以下，进一步优选为1.8以下（通常为1.4以上）。

在本发明中，马达用电绝缘性树脂片的相对介电常数为通过谐振腔微扰法测定频率1GHz的复数介电常数、将其实数部分作为相对介电常数。测定设备利用圆形谐振腔（Agilent Technologies制造的“网络分析仪N5230C”、关东电子应用开发株式会社制造的“谐振腔1GHz”）使用长条状的样品（样品尺寸2mm×70mm长度）来测定。

（热塑性树脂）

作为在本发明中使用的热塑性树脂没有特别地限定，但优选具有耐热性的热塑性树脂，特别适宜使用玻璃化转变温度为150℃以上、且优选具有180℃以上的耐热性的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂，可列举出聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、液晶聚合物、聚醚酰亚胺等。热塑性树脂可以单独使用或混合两种以上使用。

在本发明中，在上述热塑性树脂中，从高温时的尺寸稳定性良好、长期的耐久性高的观点出发，可特别适宜地使用聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜。此外，优选组合使用高玻璃化转变温度（例如为220℃以上、进一步为230℃以上）的树脂和低玻璃化转变温度（例如为150℃以上且不足220℃）的树脂。由此，可维持耐久性并形成微细的气泡（可提高加工性）。组合使用玻璃化转变温度不同的热塑性树脂时，关于其配混比例（重量），高玻璃化转变温度/低玻璃化转变温度=20/80～80/20左右是优选的、为30/70～70/30左右是更优选的。

上述聚酰亚胺可通过公知和/或惯用的方法获得。例如，聚酰亚胺可以通过使用有机四羧酸二酐与二氨基化合物（二胺）反应来合成聚酰亚胺前体（聚酰胺酸）、通过将该聚酰亚胺前体脱水闭环而得到。

作为上述有机四羧酸二酐，例如可列举出均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、2,2-双（2,3-二羧基苯基）-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2-双（3,4-二羧基苯基）-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、双（3,4-二羧基苯基）醚二酐、双（3,4-二羧基苯基）砜二酐等。这些有机四羧酸二酐可以单独使用或混合两种以上使用。

作为上述二氨基化合物，例如可列举出间苯二胺、对苯二胺、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3′-二氨基二苯基砜、2,2-双（4-氨基苯氧基苯基）丙烷、2,2-双（4-氨基苯氧基苯基）六氟丙烷、1,3-双（4-氨基苯氧基）苯、1,4-双（4-氨基苯氧基）苯、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-2,2-二甲基联苯、2,2-双（三氟甲基）-4,4’-二氨基联苯等。它们可以单独使用或混合两种以上使用。

需要说明的是，作为在本发明中使用的聚酰亚胺的原料，优选的是，使用3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐作为有机四羧酸二酐，优选使用对苯二胺和/或4,4’-二氨基二苯基醚作为二氨基化合物。

上述聚酰亚胺前体通常是在有机溶剂中使大致等摩尔的有机四羧酸二酐和二氨基化合物（二胺）在0～90℃下反应1～24小时左右而得到的。作为上述有机溶剂，例如可列举出N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等极性溶剂。

聚酰亚胺前体的脱水闭环反应例如是通过加热至300～400℃左右、或使乙酸酐和吡啶的混合物等脱水环化剂作用来进行的。通常，聚酰亚胺不溶于有机溶剂，是难以成形的聚合物。因此，制造由聚酰亚胺形成的多孔质体时，为了制备具有上述微相分离结构的聚合物组合物，通常会使用上述的聚酰亚胺前体作为聚合物。

需要说明的是，除上述方法外，聚酰亚胺还可通过使有机四羧酸二酐与N-甲硅烷基化二胺反应而得到的聚酰胺酸甲硅烷酯加热闭环的方法等而得到。

上述聚醚酰亚胺可通过上述二氨基化合物与2,2,3,3-四羧基二亚苯基醚二酐这样的芳香族双醚酐的脱水闭环反应而得到，也可使用市售品，例如ULTEM树脂（Saudi Basic Industries Corporation制造）、Superior树脂（MITSUBISHI PLASTICS CO.,LTD.制造）等。

上述聚醚砜可通过二氯二苯基砜与二烃基二苯基砜的钾盐的缩聚反应而得到，也可使用市售品，例如ULTRASONE E系列（巴斯夫公司制造）、REDEL A系列（Solvay Company制造）等。

（其他成分）

在本发明中，在多孔质树脂层中，除热塑性树脂之外，还可以在不损害在本发明的效果的范围内含有各种添加剂。对该添加剂的种类没有特别限定，可列举出增粘树脂、阻燃剂、抗氧化剂、无机填料、气泡成核剂、结晶成核剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、增塑剂、润滑剂、颜料、交联剂、交联助剂、硅烷偶联剂等通常的塑料用配混剂等。这些添加剂相对于100重量份树脂组合物例如可以使用0.1～5重量份。

（多孔质树脂层的制造方法）

本发明的马达用电绝缘性树脂片具备包含热塑性树脂的多孔质树脂层，多孔质树脂层可以通过将包含上述热塑性树脂及其他添加剂的热塑性树脂组合物多孔质化而得到。对多孔质化的方法没有特别限定，可通过利用现有公知的化学发泡、物理发泡等使其发泡而得到，但为了得到本发明的低相对介电常数的多孔质树脂层，优选以高孔隙率均匀地形成微细的气泡，从该点出发优选以下任一种方法：（1）利用非反应性气体使其发泡的方法、或者（2）萃取在热塑性树脂中相分离的相分离剂的方法。在这些方法中，源自化学发泡时所使用的发泡剂的反应残渣不会残留，此外气泡会成为独立气泡结构，因此难以因吸湿等而引起电特性的变化。

本发明的多孔质树脂层的制造方法包括以下工序：气体浸渗工序，使非反应性气体在加压下浸渗于包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中；发泡工序，在气体浸渗工序后降低压力而使热塑性树脂组合物发泡。

气体浸渗工序为使非反应性气体在加压下浸渗于至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中的工序，作为非反应性气体，例如可列举出二氧化碳、氮气、空气等。这些气体可单独使用，也可混合使用。

在这些非反应性气体中，特别优选使用对用作多孔质树脂层的原材料的热塑性树脂的浸渗量多、浸渗速度也快的二氧化碳。

使非反应性气体浸渗时的压力及温度需要根据非反应性气体的种类、热塑性树脂或热塑性树脂组合物的种类、及作为目标的多孔质树脂层的平均气泡直径、孔隙率来适宜地调整。例如在使用二氧化碳作为非反应性气体、使用聚酰亚胺作为热塑性树脂时，为了制造平均气泡直径为5.0μm以下、孔隙率为30%以上的多孔质树脂层，压力为7.4～100MPa左右、优选为20～50MPa，温度为120～350℃左右、优选为120～300℃左右。此外，例如在使用二氧化碳作为非反应性气体、使用聚醚酰亚胺作为热塑性树脂时，为了制造平均气泡直径为5.0μm以下、孔隙率为30%以上的多孔质树脂层，压力为7.4～100MPa左右、优选为20～50MPa，温度为120～260℃左右、优选为120～220℃左右。

此外，从加快向聚合物中的浸渗速度的观点出发，上述非反应性气体优选为超临界状态。例如，为二氧化碳时，临界温度为31℃、临界压力为7.4MPa，若形成温度31℃以上、压力7.4MPa以上的超临界状态，则二氧化碳在聚合物中的溶解度显著増大、可高浓度地混入。此外，在超临界状态下使气体浸渗时，聚合物中的气体浓度高，因此若使压力急剧地降低，则会大量产生气泡核，该气泡核生长而使形成的气泡的密度增大，可得到非常微细的气泡。

在本发明中，发泡工序为在上述气体浸渗工序后使压力降低而使热塑性树脂组合物发泡的工序。通过使压力降低，热塑性树脂组合物中会大量产生气泡核。对使压力降低的程度（减压速度）没有特别限制，为5～400MPa/秒左右。

在本发明中也可设置加热工序，所示加热工序以150℃以上的温度对由通过发泡工序而形成有气泡核的热塑性树脂组合物形成的多孔质树脂层进行加热。通过加热生成有气泡核的多孔质树脂层，气泡核生长并形成气泡。加热温度优选为180℃以上，更优选为200℃以上。在加热温度低于150℃时，有时难以得到孔隙率高的多孔质树脂层。需要说明的是，在加热工序后，可以对多孔质树脂层进行骤冷来防止气泡的生长、或者将气泡形状固定。

在本发明中，使非反应性气体在加压下浸渗于至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中的气体浸渗工序、和在气体浸渗工序后降低压力而使热塑性树脂组合物发泡的发泡工序可以以分批方式、连续方式中的任意方式进行。

根据分批方式，例如可以进行以下的操作来制造发泡体。即，使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等挤出机将至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物挤出，从而形成包含热塑性树脂作为基材树脂的片。或者，预先使用辊、凸轮、捏合机、设置有班伯里型等叶片的混炼机均匀地对至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物进行混炼，使用热板压制等压制成形至规定厚度，从而形成包含热塑性树脂作为基材树脂的片。在高压容器中投入如此操作而得到的未发泡片，注入由二氧化碳、氮气、空气等形成的非反应性气体，使非反应性气体浸渗于上述未发泡片中。在使非反应性气体充分浸渗的时刻释放压力（通常至大气压），在基材树脂中产生气泡核。接着，通过加热该气泡核使气泡生长之后，通过用冷水等急速冷却来防止气泡的生长、或对形状进行固定，从而得到耐热性聚合物发泡体。

另一方面，根据连续方式，例如边使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等挤出机对至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物进行混炼边注入非反应性气体，使非反应性气体充分浸渗到树脂中之后，通过挤出释放压力（通常至大气压），使气泡核产生。接着，通过加热使气泡生长之后，通过用冷水等进行急速冷却来防止气泡的生长、或使形状固定化，从而可以得到耐热性聚合物发泡体。

本发明的多孔质树脂层的其他的制造方法包括如下工序：将包含热塑性树脂、和与该热塑性树脂的固化物相分离的相分离剂的热塑性树脂组合物涂布在基板上，使其固化而制作具有微相分离结构的树脂片的工序，从树脂片去除相分离剂的工序。

在本发明中，作为构成上述微相分离结构的非连续相的成分（以下有时简称为“相分离剂”），其在与上述热塑性树脂混合时是相容性的，且为与该树脂成分的固化物相分离的化合物。其中，即使为与热塑性树脂成分相分离的化合物，只要是通过加入合适的介质（例如有机溶剂）而形成均一状态（均匀溶液）的化合物就可使用。

作为这样的相分离剂，例如可例示出：聚乙二醇、聚丙二醇等聚亚烷基二醇；上述聚亚烷基二醇的单末端或两末端甲基封端物、或单末端或两末端（甲基）丙烯酸酯封端物；聚氨酯预聚物；（甲基）丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、ε-己内酯（甲基）丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、低聚酯（甲基）丙烯酸酯等（甲基）丙烯酸酯类化合物等。这些相分离剂可单独使用一种、也可混合使用两种以上。

在本发明中，通过使用上述相分离剂，可得到微小的微相分离结构，因此在多孔质树脂层中，可使平均气泡直径为5μm以下。

对上述相分离剂的分子量没有特别限制，但从后面的去除操作变得容易的观点出发，以重均分子量计为10000以下，例如优选为100～10000左右，更优选为100～2000。重均分子量低于100时，会变得难以与树脂成分的固化物相分离，重均分子量超过10000时，微相分离结构变得过大、或难以从树脂成型体中去除。

上述相分离剂的添加量可根据该相分离剂与上述树脂成分的组合而适宜选择，为了将多孔质树脂成型体的孔隙率设为30%以上，通常相对于100重量份树脂成分，可以使用25～300重量份、更优选为30～200重量份的相分离剂。

以下，对本发明的多孔质树脂成型体的制造方法进行详细说明。

首先，将包含上述热塑性树脂成分和相分离剂的热塑性树脂组合物涂布在基板上。

为了制备均匀的热塑性树脂组合物，可以使用甲苯、以及二甲苯等芳香族烃；甲醇、乙醇、以及异丙醇等醇类；甲乙酮、以及丙酮等酮类；N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、以及二甲基甲酰胺等酰胺类等有机溶剂。关于有机溶剂的用量，相对于100重量份树脂成分，通常为100～500重量份，优选为200～500重量份。

作为基材，只要是具有平滑的表面的基材就没有特别限制，例如可列举出PET、PE、以及PP等塑料薄膜；玻璃板；不锈钢、铜、以及铝等金属箔。为了连续地制造树脂片，可使用带状的基材。

对将热塑性树脂组合物涂布在基材上的方法没有特别限制，作为连续性涂布的方法，例如可列举出绕线棒法、辊舔涂布法、以及凹版法等，作为分批涂布的方法，例如可列举出涂膜器法、绕线棒法、以及刮刀涂布机法等。

接着，使在基板上涂布的热塑性树脂组合物固化，制作相分离剂微相分离的热塑性树脂片。微相分离结构通常形成将树脂成分作为海、将相分离剂作为岛的海岛结构。

在热塑性树脂组合物不含溶剂的情况下，对涂布膜实施热固化处理等固化处理，将涂布膜中的热塑性树脂成分固化而使相分离剂不熔化。

在热塑性树脂组合物包含溶剂的情况下，可以在使涂布膜中的溶剂蒸发（干燥）而形成微相分离结构之后使热塑性树脂成分固化，也可以在使热塑性树脂成分固化之后，使溶剂蒸发（干燥）而形成微相分离结构。对使溶剂蒸发（干燥）时的温度没有特别限制，可根据使用的溶剂的种类而适宜调整，但通常为10～250℃，优选为60～200℃。

接着，从热塑性树脂片去除微相分离的相分离剂，制作多孔质树脂层。需要说明的是，在去除相分离剂之前，也可从基材上剥离热塑性树脂片。

对从热塑性树脂片去除相分离剂的方法没有特别限制，优选用溶剂萃取的方法。溶剂需要使用对于相分离剂是良溶剂且不溶解热塑性树脂成分的固化物的溶剂，例如可列举出甲苯、乙醇、醋酸乙酯、以及庚烷等有机溶剂，液态二氧化碳、亚临界二氧化碳、超临界二氧化碳等。液态二氧化碳、亚临界二氧化碳及超临界二氧化碳由于容易浸透到树脂片内，因此高效地去除相分离剂。

使用液态二氧化碳、亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳作为溶剂时，通常使用压力容器。作为压力容器，例如可使用分批式的压力容器、具有耐压性的片输出/卷取装置的压力容器等。在压力容器中，通常设置有由泵、配管、以及阀等构成的二氧化碳供给单元。

用液态二氧化碳、亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳萃取相分离剂时的温度及压力优选为二氧化碳的临界点以上，通常为32～230℃、7.3～100MPa、优选为40～200℃、10～50MPa。

萃取可在投入热塑性树脂片的压力容器内、连续地供给/排出液态二氧化碳、亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳来进行，也可将压力容器制成封闭系统（投入的树脂片、液态二氧化碳、亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳不移动到容器外的状态）来进行。使用超临界二氧化碳及亚临界二氧化碳时，热塑性树脂片的溶胀得到促进、并且不熔化的相分离剂的扩散系数提高，从而高效地从热塑性树脂片去除相分离剂。使用液态二氧化碳时，上述扩散系数降低，但向热塑性树脂片内的浸透性上升，因此高效地从树脂片去除相分离剂。

萃取时间需要根据萃取时的温度、压力、相分离剂的配混量、以及树脂片的厚度等来适宜调整，通常为1～10小时，优选为2～10小时。

另一方面，使用有机溶剂作为溶剂进行萃取时，可在大气压下去除相分离剂，因此与使用液态二氧化碳或超临界二氧化碳进行萃取时相比能够抑制多孔质树脂层的变形。此外，还可缩短萃取时间。进而可以通过在有机溶剂中依次通入热塑性树脂片来连续地进行相分离剂的萃取处理。

作为使用有机溶剂的萃取方法，例如可列举出将热塑性树脂片浸渍到有机溶剂中的方法、将有机溶剂吹送到热塑性树脂片上的方法等。从相分离剂的去除效率的观点出发优选浸渍法。此外，通过经数次交换有机溶剂、或边搅拌边萃取，从而可高效地去除相分离剂。

也可在去除相分离剂之后对多孔质树脂层进行干燥处理等。

在本发明中，使用可通过加热而蒸发或分解的物质作为相分离剂时，也可在上述萃取之前，与通过加热相分离剂进行蒸发或分解从而去除的方法组合。通过加热相分离剂进行蒸发或分解时的加热温度可根据相分离剂的沸点、分解温度适宜选择，一般为100℃以上，例如100～500℃、优选为250～450℃左右。关于蒸发、分解操作，为了提高上述相分离剂的去除效率，优选在减压下（例如1mmHg以下）进行。由于将蒸发或分解和萃取操作组合进行，因此可通过另一种操作将在一种操作中未去除的添加剂的残渣完全地去除，可得到相对介电常数极低的多孔质体。

（多孔质树脂层）

在本发明的马达用电绝缘性树脂片中使用的多孔质树脂层优选在1GHz下的相对介电常数为2.0以下。多孔质树脂层的相对介电常数为2.0以下时，可使马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数为2.0以下，作为马达的绝缘部件使用时，可防止由耐浪涌电压导致的介质击穿。另一方面，1GHz下的相对介电常数超过2.0时，构成马达用电绝缘性树脂片时，难以将相对介电常数设为2.0以下。在本发明中，多孔质树脂层在1GHz下的相对介电常数为1.9以下，进而优选为1.8以下（通常为1.4以上）。需要说明的是，相对介电常数依赖于多孔质树脂层固有的相对介电常数，可通过提高孔隙率而进行低介电化。

在本发明中，关于多孔质树脂层的相对介电常数，通过谐振腔微扰法测定频率1GHz下的复数介电常数，将其实数部分作为相对介电常数。测定设备利用圆形谐振腔（Agilent Technologies制造的“网络分析仪N5230C”、关东电子应用开发株式会社制造的“谐振腔1GHz”）使用长条状的样品（样品尺寸2mm×70mm长度）来测定。

本发明的多孔质树脂层的厚度优选为10～500μm，进一步优选为20～300μm。多孔质树脂层的厚度在10～500μm的范围时，具有在马达用电绝缘性树脂片中可维持绝缘性的优点。另一方面，多孔质树脂片的厚度低于10μm时，容易发生介质击穿，超过500μm时，担心产生线圈线的圈数降低、马达输出降低这样的不良情况。

本发明的多孔质树脂层中所含的气泡的平均气泡直径优选为5.0μm以下，进而优选为4.5μm以下，特别优选为4.0μm以下（通常为0.01μm以上）。多孔质树脂层的平均气泡直径为5.0μm以下时，具有可降低相对介电常数而不使绝缘性、机械强度降低这样的优点，超过5.0μm时，存在绝缘性、机械强度降低的情况。

关于本发明的多孔质树脂层中所含的气泡的平均气泡直径，用扫描型电子显微镜（SEM）（日立制作所制造的“S-3400N”）观察多孔质树脂层的切割面之后，用图像处理软件（三谷商事株式会社制造的“WinROOF”）对该图像进行二值化处理，分离气泡部和树脂部、测定气泡的最大垂直弦长。取从气泡径大的气泡起50个气泡的平均值作为平均气泡直径。

此外，本发明的多孔质树脂层的孔隙率优选为30%以上，进一步优选为40%以上。多孔质树脂层的孔隙率为30%以上时，具有成为在多孔质树脂层内存在均等的空孔的状态、介电特性的偏差减小、可实现低介电率化的优点，低于30%时，存在由于空孔形成状态偏差导致容易产生介电特性的偏差、不能降低相对介电常数的情况。

本发明的多孔质树脂层的孔隙率是测定多孔化前的热塑性树脂组合物及多孔化后的多孔质树脂层的比重并由下式算出的。

孔隙率（%）=[1-（多孔质树脂层的比重/多孔化前的热塑性树脂组合物的比重）]×100

（马达用电绝缘性树脂片）

接着，参照图1对本发明的马达用电绝缘性树脂片进行说明。

图1为关于本发明的马达用电绝缘性树脂片的一个实施方式的剖面图。在图1中，（a）示意性地表示在厚度方向切割仅由多孔质树脂层形成的马达用电绝缘性树脂片而得到的截面，（b）～（d）示意性地表示在厚度方向切割在多孔质树脂层中进一步具备其他片材的马达用电绝缘性树脂片的截面。对于马达用电绝缘性树脂片的其他形状没有特别限定，可以为片状、带状，此外还可以冲裁加工为合适且需要的形状、进而还可进行三维的弯曲加工。

即，在图1的（a）中示出了仅由多孔质树脂层2形成的马达用电绝缘性树脂片1。多孔质树脂层2的厚度如上所述。

此外，图1的（b）表示在多孔质树脂层2的一面侧配置有片材3的马达用电绝缘性树脂片1。通过具备片材3，具有马达用电绝缘性树脂片1的强度、滑动性提高的优点。

上述片材3例如可列举出无纺布、纸、或薄膜等，从马达用电绝缘性树脂片的耐热性能够变得更优异的观点出发，优选无纺布、纸或具有耐热性的薄膜。

此外，对于上述片材3，为了使马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数为2.0以下，优选具有低相对介电常数，例如1GHz下的相对介电常数为3.5以下、优选为3.0以下。

对上述片材3的厚度没有特别限定，通常为5～100μm，优选为5～50μm。片材3的厚度低于5μm时，难以对马达用电绝缘性树脂片赋予强度，超过100μm时，会产生作为马达用电绝缘性树脂片的厚度增加、线圈线的圈数降低、马达输出降低、或者变得难以降低马达用电绝缘性树脂片的相对介电常数的不良情况。

作为上述片材3，可列举出通过湿式造纸法制作的片材（湿式无纺布等）、在大气中通过干式法制作的片材（干式无纺布等）等。作为上述片材3，从马达用电绝缘性树脂片的耐热性能够变得更优异的观点出发，优选通过湿式造纸法制作的纸。

作为纸的材质，可列举出聚酰胺、聚酯等合成高分子化合物、纤维素等天然高分子化合物等，从马达用电绝缘性树脂片的耐热性能够变得更优异的观点出发，优选聚酰胺。

作为该聚酰胺，可列举出结构单元全部具有芳香族烃的全芳香族聚酰胺、结构单元全部仅具有脂肪族烃的脂肪族聚酰胺、结构单元的一部分具有芳香族烃的半芳香族聚酰胺等，从马达用电绝缘性树脂片的耐热性能够变得更优异的观点出发，优选全芳香族聚酰胺。即，上述片材3优选含有上述全芳香族聚酰胺。

此外，作为上述纸，从马达用电绝缘性树脂片的耐热性能够变得更优异的观点出发，进一步优选包含全芳香族聚酰胺纤维的全芳香族聚酰胺纸。即，进一步优选使用全芳香族聚酰胺纤维通过湿式造纸法制作的全芳香族聚酰胺纸。

作为上述全芳香族聚酰胺纸（芳纶纸），例如可列举出将除酰胺基以外由苯环构成的苯二胺和邻苯二甲酸的缩聚物（全芳香族聚酰胺）纤维化，将纤维化了的全芳香族聚酰胺纤维作为主要的构成材料而形成的纸。

上述全芳香族聚酰胺纸从力学的特性优异、在马达用电绝缘性树脂片的制造工序中的操作性良好的观点出发，优选基重为5g/m²以上。通过基重为5g/m²以上，具有力学强度不足得到抑制、在马达用电绝缘性树脂片的制造中难以断裂的优点。

需要说明的是，在上述全芳香族聚酰胺纸中，可以在不损害本发明的效果的范围内加入其它成分，作为该其他成分，可列举出聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、聚酯纤维、芳酯纤维、液晶聚酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维等有机纤维，或玻璃纤维、岩棉（rock wool）、石棉、硼纤维、氧化铝纤维等无机纤维。

作为这种上述的全芳香族聚酰胺纸，可使用DuPont Company以“Nomex”等商品名贩卖的产品等。

作为上述片3，也可以使用具有耐热性的薄膜，从马达用电绝缘性树脂片的耐热性、强度能够变得更优异的观点出发，适宜使用由玻璃化转变温度为150℃以上的具有耐热性的热塑性树脂形成的薄膜。作为这样的薄膜，例如可列举出聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等。

此外，图1的（c）表示在多孔质树脂层2的两面配置有片材3的马达用电绝缘性树脂片1。此时，关于在多孔质树脂层2上配置的片材3，可以两侧均为相同的片材、也可为不同的片材。即，可以在多孔质树脂层2的一个面配置片材3、在另一个面也配置相同的片材3，或者也可以在多孔质树脂层2的一个面配置片材3、在另一个面配置不同的片材3’。这种片材3及片材3’可使用上述片材。

此外，图1的（d）表示在片材3的两面配置有多孔质树脂层2的马达用电绝缘性树脂片1。此时，在片材3中配置的多孔质树脂层2可以两面侧为相同的多孔质树脂层、也可为不同的多孔质树脂层。即，可以在片材3的一个面配置多孔质树脂层2、另一个面也配置相同的多孔质树脂层2，或者也可以在片材3的一个面配置多孔质树脂层2、在另一个面配置不同的多孔质树脂层2’。

需要说明的是，在图1的（b）、（c）及（d）所示出的多孔质树脂层2上配置片材3的马达用電気绝缘用树脂片中，由于在多孔质树脂层2上配置片材3，因此只要不损害本发明的效果，就可适宜地使用粘接剂、粘合剂（未图示）。对出于这样的目的使用的粘接剂、粘合剂没有特别限定，可使用现有公知的物质，例如可列举出环氧粘接剂、氨基甲酸酯粘接剂、丙烯酸类粘接剂等。

可以在上述片材3的多孔质树脂层2侧实施电晕处理。通过实施该电晕处理，具有能够抑制在片材3与多孔质树脂层2之间的层间剥离的优点。上述电晕处理为在与多孔质树脂层2相接的片材3的一个面进行放电处理、生成具有极性的羧基、羟基并进行粗面化的处理。作为上述电晕处理，可以采用现有公知的通常的方法。

本发明的马达用电绝缘性树脂片1的厚度优选为10～500μm、进一步优选为20～300μm。马达用电绝缘性树脂片1的厚度为10～500μm的范围时，具有在马达用电绝缘性树脂片中可维持绝缘性的优点。另一方面，多孔质树脂片的厚度低于10μm时，容易发生介质击穿，超过500μm时，担心产生线圈线的圈数降低、马达输出降低的不良情况。

实施例

下面，举出实施例说明本发明，但本发明并不受这些实施例的任何限定。

〔测定及评价方法〕

（相对介电常数）

通过谐振腔微扰法测定频率1GHz的复数介电常数，将其实数部分作为相对介电常数。测定机器为利用圆形谐振腔（Agilent Technologies制造的“Network Analyzer N5230C”、关东电子应用开发株式会社制造的“谐振腔1GHz”）使用长条状的样品（样品尺寸2mm×70mm长度）来测定。

（平均气泡直径）

用液氮冷却多孔质树脂层，使用刃具对片的面进行垂直切割而制作评价样品。对样品的切割面实施Au蒸镀处理，用扫描电子显微镜（SEM）（日立制作所制造的“S-3400N”）观察该切割面。用图像处理软件（三谷商事株式会社制造的“WinROOF”）对该图像进行二值化处理、分离气泡部与树脂部、测定气泡的最大垂直弦长。对气泡直径最大的前50个气泡取平均值来作为平均气泡直径。

（孔隙率）

利用比重计（AlFa Mirage Company制造的“Md-300S”）测定发泡前的热塑性树脂组合物及发泡后的多孔质树脂层的比重，由下式算出。

孔隙率（%）=[1-（多孔质树脂层的比重/多孔化前的热塑性树脂组合物的比重）]×100

（局部放电起始电压）

将切成50mm×50mm的试样夹持在黄铜电极与不锈钢板间，连接交流电源，以200V/秒自0kV施加电压，测定电荷量显示为100Pc时的施加电压（放电起始电压）Vpeak。在本发明中，局部放电起始电压为1200Vpeak以上即可。

（耐热性的评价）

制作沿着片的移动方向以15mm宽度切割的试验样品。将制作的样品在加热至220℃的恒温槽中放置1000小时。对于在恒温槽中放置之前和之后的样品，基于JIS C2151的“拉伸强度”，在23℃下以200mm/分钟、标线100mm的条件进行拉伸试验、测定拉伸强度。由下式算出强度保留率。

强度保留率（%）=[（放置后的拉伸强度）/（放置前的拉伸强度）]×100

在本发明中，由上述评价得到的强度保留率为50%以上即可。

实施例1

利用双螺杆挤出机将聚醚酰亚胺树脂（Saudi Basic Industries Corporation制造的商品名“ULTEM1000”、Tg217℃比重1.27）制成厚度120μm的单层片。通过将未发泡的单层片投入到500cc的耐压容器中并将槽内在200℃、25MPa的二氧化碳气氛中保持0.5小时，从而使二氧化碳浸渗。然后，以300MPa/秒将该片恢复至大气压之后，得到由厚度200μm的聚醚酰亚胺形成的多孔质树脂层。得到的多孔质树脂层的平均气泡直径为4.1μm、孔隙率为55%、相对介电常数为1.8（1GHz）。

实施例2

使聚醚酰亚胺树脂（Saudi Basic Industries Corporation制造的商品名“ULTEM1000”、Tg217℃比重1.27）和作为相分离剂的聚丙二醇（NOFCORPORATION制造的商品名“UNIOL D-400”、平均分子量400）以重量比100：75溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中，得到固形分浓度20%的热塑性树脂组合物。使用涂布器（applicator）涂布该热塑性树脂组合物，然后以110℃使其干燥10分钟而蒸发去除NMP，得到厚度100μm的热塑性树脂片。

将该热塑性树脂片投入到500cc的耐压容器中，在25℃的气氛中、加压至25MPa之后，设为保持住压力的气体量而以约15升/分钟的流量注入、排出二氧化碳，进行5小时萃取聚丙二醇的操作，制成厚度100μm的由聚醚酰亚胺形成的多孔质树脂层。得到的多孔质树脂层的平均气泡直径为3.2μm、孔隙率为66%、相对介电常数为1.7（1GHz）。

实施例3

将聚醚酰亚胺树脂（Saudi Basic Industries Corporation制造的商品名“ULTEM1000”、Tg217℃比重1.27）和聚醚酰亚胺树脂（Saudi BasicIndustries Corporation制造的商品名“ULTEMＸH6050”、Tg247℃比重1.30）以质量比40：60的方式利用双螺杆挤出机混炼，得到厚度120μm的单层片，除此以外以与实施例1同样的方法得到厚度200μm的多孔质树脂层。得到的多孔质树脂层的平均气泡直径为3.9μm、孔隙率为49%、相对介电常数为1.9（1GHz）。

比较例1

不添加实施例2的相分离剂，除此以外以同样的方法得到厚度100μm的由聚醚酰亚胺形成的无孔树脂层。得到的无孔树脂层的相对介电常数为2.7（1GHz）。

比较例2

将聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）的无孔薄膜（Teijin DuPont Films JapanLimited制造的商品名“Teonex100μm”）制成电绝缘性树脂片。

各实施例及比较例中的评价结果如表1所示。

[表1]

由实施例1～3确认到：可通过形成空孔而使相对介电常数为2.0以下，与相同厚度的无孔树脂层相比可提高局部放电起始电压。此外，对于耐热性，也确认到实施例1、2维持与无孔树脂层同样的高耐热性。特别在实施例3中，确认到可制作耐热性上升、强度保留率高的树脂层。

附图标记说明

1马达用电绝缘性树脂片

2（2′）多孔质树脂层

3（3′）片材

Claims (12)

1.一种马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，具备包含热塑性树脂的多孔质树脂层，该马达用电绝缘性树脂片在1GHz下的相对介电常数为2.0以下。

2.根据权利要求1所述的马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，所述多孔质树脂层具有平均气泡直径为5.0μm以下、孔隙率为30%以上的气泡。

3.根据权利要求1或2所述的马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，所述热塑性树脂为选自聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜中的任意种树脂。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，所述热塑性树脂为玻璃化转变温度不同的两种以上的热塑性树脂的混合物。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的马达用电绝缘性树脂片，其特征在于，所述多孔质树脂层的至少单面具备片材。

6.一种马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，其为权利要求1～5中的任一项所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，

其通过如下工序制造多孔质树脂层：气体浸渗工序，使非反应性气体在加压下浸渗于至少包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中；发泡工序，在气体浸渗工序后降低压力而使热塑性树脂组合物发泡。

7.根据权利要求6所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，其包括在所述发泡工序后以150℃以上的温度加热多孔质树脂层的加热工序。

8.根据权利要求6或7所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，非反应性气体为二氧化碳。

9.根据权利要求6～8中的任一项所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，使非反应性气体以超临界状态浸渗。

10.一种马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，其为权利要求1～5中的任一项所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，

其通过如下工序制造多孔质树脂层：将包含热塑性树脂、和与该热塑性树脂的固化物发生相分离的相分离剂的热塑性树脂组合物涂布在基板上，使其干燥或者固化而制作具有微相分离结构的热塑性树脂片的工序；从热塑性树脂片去除相分离剂的工序。

11.根据权利要求10所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，通过溶剂萃取去除相分离剂。

12.根据权利要求11所述的马达用电绝缘性树脂片的制造方法，其特征在于，溶剂为选自液态二氧化碳、亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳中的一种溶剂。

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