JP2001307557A - 耐部分放電性エナメル線用塗料及び耐部分放電性エナメル線 - Google Patents
耐部分放電性エナメル線用塗料及び耐部分放電性エナメル線Info
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Abstract
及び耐伸張性と耐部分放電劣化性とを兼備した耐部分放
電性エナメル線の提供。 【解決手段】エナメル線用塗料中へ金属酸化物微粒子ゾ
ル及びケイ素酸化物微粒子ゾルから選ばれる少なくとも
1種を分散させて成り、金属酸化物微粒子及びケイ素酸
化物微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子が、エ
ナメル線用塗料の樹脂分100重量部に対して3〜10
0重量部含有されている耐部分放電性エナメル線用塗
料。
Description
ル線用塗料及び耐部分放電性エナメル線に関するもので
ある。
電により発生した荷電粒子が絶縁材料へ衝突し、その衝
突による絶縁材料分子鎖の切断、スパッタ、局部温度上
昇による熱分解等を誘引し、また部分放電により発生し
たオゾンが絶縁材料の化学的劣化等を起こし、そしてこ
れらの劣化が進行するとついには電気機器コイルの絶縁
破壊に到るものと考えられている。
置における部分放電劣化はスイッチパルスとして高電圧
のサージが重畳し、これによってインバーター制御装置
の電気機器コイルが劣化するものである。
している一般用高圧トランスにおける部分放電劣化は、
絶縁層内に発生した微小空隙に起因するものである。
は無機絶縁材料、例えば金属酸化物、窒化物、ガラス、
マイカ等が知られている。
線としては、塗料中に無機絶縁材料微粉末、例えばシリ
カ、アルミナ、酸化チタン等を分散させた塗料により絶
縁塗膜を形成したものが知られている。
ては、絶縁塗膜中に無機絶縁材料微粉末が多量に含まれ
ている程耐部分放電劣化性に優れることになる。
微粉末を含むエナメル線では、可撓性、柔軟性、巻き付
け性、伸張性等が悪化する。このように可撓性、柔軟
性、巻き付け性、伸張性等が悪化したエナメル線を用い
て電気機器コイルを巻線したときには、その巻線された
エナメル線の塗膜に多数の亀裂が発生し、その結果本来
の目的である耐部分放電劣化性の改良効果を発揮できな
いことになる。
性、柔軟性、巻き付け性、伸張性等の改良とを両立する
ために多層構造の無機絶縁材料分散エナメル線が用いら
れている。
絶縁材料分散エナメル線の横断面図を示したものであ
る。図3及び図4において1は導体、2は一般用エナメ
ル線塗膜のポリアミドイミドアンダーコート層、3は無
機絶縁材料分散エナメル線塗膜、4は一般用エナメル線
塗膜のポリアミドイミドオーバーコート層である。
ル線は、導体上に無機絶縁材料分散エナメル塗膜層3を
設け、その無機絶縁材料分散エナメル塗膜層3の上にポ
リアミドイミドエナメル線塗膜オーバーコート層4を設
けて成るポリアミドイミドエナメル線塗膜オーバーコー
ト無機絶縁材料分散エナメル線である。
エナメル線は、導体上に一般用エナメル線塗膜のポリア
ミドイミドエナメル線塗膜アンダーコート層2を設け、
そのポリアミドイミドエナメル線塗膜アンダーコート層
2の上に無機絶縁材料分散エナメル塗膜層3を設け、更
にその無機絶縁材料分散エナメル塗膜層3の上にポリア
ミドイミドエナメル線塗膜オーバーコート層4を設けて
成るポリアミドイミドエナメル線塗膜アンダーコート・
ポリアミドイミドエナメル線塗膜オーバーコート無機絶
縁材料分散エナメル線である。
ミドイミドエナメル線塗膜オーバーコート無機絶縁材料
分散エナメル線やポリアミドイミドエナメル線塗膜アン
ダーコート・ポリアミドイミドエナメル線塗膜オーバー
コート無機絶縁材料分散エナメル線は、それらの無機絶
縁材料分散エナメル塗膜層3中に無機絶縁材料が多量に
分散されており、従って一般用エナメル線より可撓性、
柔軟性、巻き付け性、伸張性等が劣ることが避けられな
い。例えば、これらのエナメル線は10%伸張してから
巻き付けると、無機絶縁材料分散エナメル塗膜層3に亀
裂が発生する。
散させたエナメル線用塗料では無機絶縁材料が沈降した
り、白濁し、エナメル線の表面平滑性が悪くなり、絶縁
耐圧や機械的特性の低下を招くことが懸念される。
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、無機絶縁材料の分散性に優れた耐部分放電
性エナメル線用塗料及び可撓性と耐部分放電劣化性とを
兼備した耐部分放電性エナメル線とを提供することにあ
る。
ナメル線用塗料は、エナメル線用塗料中へ金属酸化物微
粒子ゾル及びケイ素酸化物微粒子ゾルから選ばれる少な
くとも1種を分散させて成り、金属酸化物微粒子及びケ
イ素酸化物微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子
が、エナメル線用塗料の樹脂分100重量部に対して3
〜100重量部含有されていることを特徴とするもので
ある。
は、導体上に直接又は他の絶縁層を介して、エナメル線
用塗料中へ金属酸化物微粒子ゾル及びケイ素酸化物微粒
子ゾルから選ばれる少なくとも1種を分散させて成り、
金属酸化物微粒子及びケイ素酸化物微粒子から選ばれる
少なくとも1種の微粒子が、エナメル線用塗料の樹脂分
100重量部に対して3〜100重量部含有されている
耐部分放電性エナメル線用塗料を塗布焼付して成るもの
である。
素酸化物微粒子の分散量は、エナメル線用塗料の樹脂分
100重量部に対して3〜100重量部の範囲であり、
3重量部未満では部分放電劣化を改善する効果が不十分
であり、120重量部を越えると可撓性や耐伸張性が悪
化することになる。
化物微粒子をエナメル線用塗料との相容性が優れた分散
媒中に含有させた透明又は乳白色コロイド状体(ゾル)
にして、エナメル線用塗料中に分散させる点に特徴があ
る。この場合、金属酸化物微粒子又はケイ素酸化物微粒
子は平均粒子径100nm(100×10-9mm)以下の金
属酸化物微粒子又はケイ素酸化物微粒子を使用すると、
エナメル塗膜の平滑性や可撓性を実現する上で好まし
い。
子ゾル及びケイ素酸化物微粒子ゾルから選ばれる少なく
とも1種を分散させたエナメル塗料からなる塗膜層が最
外周に形成されていても良いが、当該塗膜層の外周に滑
性塗膜層を設けてもよく、これによって、エナメル線に
優れた滑り性を付与することができる。
メル線用塗料及び耐部分放電性エナメル線の実施の形態
について説明する。
線、銀線、ニッケル線等がある。
塗料のベースエナメル線用塗料としては工業的に用いら
れているものならよく、例えばホルマールエナメル線用
塗料、ポリエステルエナメル線用塗料、ポリエステルイ
ミドエナメル線用塗料、ポリアミドイミドエナメル線用
塗料、ポリイミドエナメル線用塗料等がある。
してはゾル状になっていて、且つエナメル線用塗料中へ
の分散性がよく、しかも耐部分放電性を改良できるもの
ならよく、アルミナ微粒子ゾル、ジルコニア微粒子ゾ
ル、チニアゾル微粒子ゾル、イットリア微粒子ゾル等が
あり、ケイ素酸化物微粒子ゾルとしては、例えばシリカ
微粒子ゾルがある。また、これらのゾルは溶媒置換した
ものでもよい。
物微粒子ゾルの分散媒としてはエナメル線用塗料との相
容性がよいものがよい。具体的な分散媒としては水、メ
タノール、ジメチルアセトアミド、メチルエチルイソブ
チルケトン、キシレン/ブタノール混合溶剤等がある。
素酸化物を微粒子状態でエナメル線用塗料中へ分散させ
たときには、エナメル線用塗料中の樹脂分100重量部
に対して金属酸化物又はケイ素酸化物を50重量部以上
分散させないと得られるエナメル線の耐部分放電劣化性
を顕著に改良できない。これに対して本発明では金属酸
化物微粒子又はケイ素酸化物微粒子が3重量部でも耐部
分放電劣化性の顕著なる改良効果を発揮する。これはエ
ナメル線用塗料中へ金属酸化物微粒子ゾル又はケイ素酸
化物微粒子ゾルを分散させることにより均一分散性を有
する耐部分放電性エナメル線用塗料が得られ、そしてそ
の均一分散性を有する耐部分放電性エナメル線用塗料を
導線上に塗布、焼き付けすることにより優れた耐伸張性
と耐部分放電劣化性とを兼備した耐部分放電性エナメル
線が得られるからである。
化物微粒子の分散量が少なくて済む本発明の耐部分放電
性エナメル線は耐伸張性と耐部分放電劣化性とに加えて
他の諸特性、例えば外観、密着性、柔軟性等も良好であ
る。このため本発明の耐部分放電性エナメル線は一般エ
ナメル線塗膜のアンダーコートやオーバーコートを省略
することもできる。勿論、本発明の耐部分放電性エナメ
ル線には必要に応じてアンダーコートやオーバーコート
することもできる。
必要に応じて最外層に自己潤滑性塗膜を設けてもよい。
耐部分放電性エナメル線の実施例及び比較例について説
明する。
ロキシエチルイソシアヌレート)変性ポリエステルイミ
ドエナメル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対し
て、シリカゾル(分散媒:キシレン/ブタノール、シリ
カの平均粒径12nm)をそのシリカ分が20重量部とな
るように分散させることにより、実施例1の耐部分放電
性エナメル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上にシリカ微粒子ゾ
ル分散エナメル線塗膜層厚さが35μmとなるように7
回塗布、焼き付けを繰り返して実施例1の耐部分放電性
エナメル線を得た。
放電性エナメル線の断面図を示したものである。図1に
おいて1は導体、10は金属酸化物微粒子ゾル分散エナ
メル線塗膜層である。
ロキシエチルイソシアヌレート)変性ポリエステルイミ
ドエナメル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対し
て、シリカゾル(分散媒:キシレン/ブタノール、シリ
カの平均粒径12nm)をそのシリカ分が60重量部とな
るように分散させることにより、実施例2の耐部分放電
性エナメル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上にシリカ微粒子ゾ
ル分散エナメル線塗膜層厚さが35μmとなるように7
回塗布、焼き付けを繰り返して実施例2の耐部分放電性
エナメル線を得た。
ロキシエチルイソシアヌレート)変性ポリエステルイミ
ドエナメル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対し
て、シリカゾル(分散媒:キシレン/ブタノール、シリ
カの平均粒径12nm)をそのシリカ分が30重量部とな
るように分散させることにより、実施例3の耐部分放電
性エナメル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上にシリカ微粒子ゾ
ル分散エナメル線塗膜層厚さが32μmとなるように7
回塗布、焼き付けを繰り返して耐部分放電性エナメル線
を得た。
に、滑性ポリアミドイミドエナメル線用塗料(日立化成
工業のHI−406SL)を塗膜厚さが3μmとなるよ
うに塗布、焼き付けすることにより実施例3の滑性耐部
分放電性エナメル線を得た。
ル線の断面図を示したものである。図2において1は導
体、10はシリカゾル分散エナメル線塗膜層、11は滑
性ポリアミドイミドオーバーコート層である。
メル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対して、シ
リカゾル(分散媒:ジメチルアセトアミド、シリカの平
均粒径30nm)をそのシリカ分が40重量部となるよう
に分散させることにより、実施例4の耐部分放電性エナ
メル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上にシリカ微粒子ゾ
ル分散エナメル線塗膜層厚さが35μmとなるように7
回塗布、焼き付けを繰り返して実施例4の耐部分放電性
エナメル線を得た。
メル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対して、シ
リカゾル(分散媒:ジメチルアセトアミド、シリカの平
均粒径30nm)をそのシリカ分が40重量部となるよう
に分散させることにより、実施例5の耐部分放電性エナ
メル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上にシリカ微粒子ゾ
ル分散エナメル線塗膜層厚さが35μmとなるように7
回塗布、焼き付けを繰り返して実施例5の耐部分放電性
エナメル線を得た。
メル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対して、ジ
ルコニアゾル(分散媒:水、ジルコニアの平均粒径70
nm)をそのジルコニア分が40重量部となるように分散
させることにより、実施例6の耐部分放電性エナメル線
用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上に金属酸化物微粒
子ゾル分散エナメル線塗膜層厚さが35μmとなるよう
に7回塗布、焼き付けを繰り返して実施例6の耐部分放
電性エナメル線を得た。
メル線塗料中へその樹脂分100重量部に対して、アル
ミナゾル(分散媒:水、アルミナの平均粒径10〜20
nm)をそのアルミナ分が40重量部となるように分散さ
せることにより、実施例7の耐部分放電性エナメル線用
塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上に金属酸化物微粒
子ゾル分散エナメル塗膜層厚さが35μmとなるように
7回塗布、焼き付けを繰り返して実施例7の耐部分放電
性エナメル線を得た。
ポリアミドイミドエナメル線用塗料をポリアミドイミド
エナメル塗膜層厚さが20μmとなるように4回塗布、
焼き付けを繰り返してポリアミドイミドエナメル線を得
た。
メル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対して、シ
リカゾル(分散媒:ジメチルアセトアミド、シリカの平
均粒径12nm)をそのシリカ分が40重量部となるよう
に分散させることにより耐部分放電性エナメル線用塗料
を得た。
ル線上に、上記の耐部分放電性エナメル線用塗料をシリ
カ微粒子ゾル分散エナメル線塗膜層厚さが10μmとな
るように2回塗布、焼き付けを繰り返してポリアミドイ
ミドエナメル線塗膜アンダーコートシリカ微粒子ゾル分
散エナメル線を得た。
線塗膜アンダーコートシリカ微粒子ゾル分散エナメル線
の上に、ポリアミドイミドエナメル線用塗料をポリアミ
ドイミドエナメル塗膜層厚さが5μmとなるように1回
塗布、焼き付けすることにより実施例8の耐部分放電性
エナメル線を得た。
は、3層構造のポリアミドイミドエナメル線塗膜アンダ
ーコート・ポリアミドイミドエナメル線塗膜オーバーコ
ートシリカ微粒子ゾル分散エナメル線である。
ロキシエチルイソシアヌレート)変性ポリエステルイミ
ドエナメル線用塗料中へその樹脂分100重量部に対し
て、シリカゾル(分散媒:キシレン/ブタノール、シリ
カの平均粒径12nm)をそのシリカ分が2重量部となる
ように分散させることにより、比較例1の耐部分放電性
エナメル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上にシリカ微細粒子
ゾル分散エナメル塗膜層厚さが35μmとなるように7
回塗布、焼き付けを繰り返して比較例1の耐部分放電性
エナメル線を得た。
(ヒドロキシエチルイソシアヌレート)変性ポリエステ
ルイミドエナメル線用塗料中へその樹脂分100重量部
に対して、シリカゾルをそのシリカ分が120重量部と
なるように分散させることにより、比較例2の耐部分放
電性エナメル線用塗料を得た。
用塗料を、導体径φ1.0mmの銅線上に金属酸化物微粒
子ゾル分散エナメル線塗膜層厚さが35μmとなるよう
に7回塗布、焼き付けを繰り返して比較例2の耐部分放
電性エナメル線を得た。
トリス−(ヒドロキシエチルイソシアヌレート)変性ポ
リエステルイミドエナメル線用塗料をポリエステルイミ
ドエナメル線塗膜層厚さが20μmとなるように4回塗
布、焼き付けを繰り返してポリエステルイミドエナメル
線を得た。
エチルイソシアヌレート)変性ポリエステルイミドエナ
メル線塗料中へその樹脂分100重量部に対して、ゾル
状でないシリカ粉末(微粒子粉末状、平均粒径50nm)
を65重量部分散させることにより耐部分放電性エナメ
ル線用塗料を得た。
メル線上に、上記で得た耐部分放電性エナメル線用塗料
をシリカ粉末分散エナメル線塗膜層厚さが10μmとな
るように2回塗布、焼き付けを繰り返してポリエステル
イミドエナメル線塗膜アンダーコートシリカ粉末分散エ
ナメル線を得た。
エナメル線塗膜アンダーコートシリカ粉末分散エナメル
線の上に、ポリアミドイミドエナメル線塗料をポリアミ
ドイミドエナメル塗膜層厚さが5μmとなるように1回
塗布、焼き付けすることにより比較例3の耐部分放電性
エナメル線を得た。
は、3層構造のポリエステルイミドエナメル線塗膜アン
ダーコート・ポリアミドイミドエナメル線塗膜オーバー
コートシリカ粉末分散エナメル線である。
トリス−(ヒドロキシエチルイソシアヌレート)変性ポ
リエステルイミドエナメル線用塗料をポリエステルイミ
ドエナメル線塗膜層厚さが35μmとなるように7回塗
布、焼き付けを繰り返してポリエステルイミドエナメル
線を得た。
ポリアミドイミドエナメル線塗料をポリアミドイミドエ
ナメル線塗膜層厚さが35μmとなるように7回塗布、
焼き付けを繰り返してポリアミドイミドエナメル線を得
た。
特性を表1から表5に示した。エナメル線の一般特性試
験はJIS−C3003に準じて行った。耐部分放電性
は、供試エナメル線をそのまの常態のV−t特性試験
(電圧−部分放電寿命時間特性試験)、10%伸張して
からのV−t特性試験(電圧−部分放電寿命時間特性試
験)、20%伸張してからのV−t特性試験(電圧−部
分放電寿命時間特性試験)により評価した。なお、表1
から表5では、トリス−(ヒドロキシエチルイソシアヌ
レート)はTHEICと略して記載した。
をそのシリカ分が2重量部しか分散させなかった比較例
1の耐部分放電性エナメル線は常態及び伸張後の耐部分
放電寿命が1.0〜1.5時間と極めて悪い。
となるように分散させた比較例2の耐部分放電性エナメ
ル線は常態の耐部分放電寿命はよいが、伸張後の耐部分
放電寿命が0.13〜2.9時間と極めて悪い。
線は、伸張後の耐部分放電寿命が0.10〜0.20時
間と極めて悪い。比較例4のポリエステルイミドエナメ
ル線は常態及び伸張後の耐部分放電寿命が0.28〜
0.30時間と極めて悪い。比較例5のアミドポリイミ
ドエナメル線は常態及び伸張後の耐部分放電寿命が0.
17〜0.18時間と極めて悪い。
性エナメル線は外観、可撓性、皮膜高度、絶縁破壊電圧
等の一般諸特性が良好で、且つ優れた耐伸張性と耐部分
放電劣化性とを兼備している。
は均一分散性と透明性とが優れており、それによりその
本発明の耐部分放電性エナメル線用塗料を導線上に塗
布、焼き付けしたときには優れた耐伸張性と耐部分放電
劣化性とを兼備した耐部分放電性エナメル線が得られ
る。そしてこのようにして得られた本発明の耐部分放電
性エナメル線は外観、可撓性、皮膜高度、絶縁破壊電圧
等の一般諸特性も良好であり、工業上有用である。
断面図を示したものである。
線の断面図を示したものである。
絶縁材料分散エナメル線の断面図を示したものである。
アミドイミドオーバーコート・無機絶縁材料分散エナメ
ル線の断面図を示したものである。
Claims (5)
- 【請求項1】エナメル線用塗料中へ金属酸化物微粒子ゾ
ル及びケイ素酸化物微粒子ゾルから選ばれる少なくとも
1種を分散させて成り、金属酸化物微粒子及びケイ素酸
化物微粒子から選ばれる少なくとも1種の微粒子が、エ
ナメル線用塗料の樹脂分100重量部に対して3〜10
0重量部含有されていることを特徴とする耐部分放電性
エナメル線用塗料。 - 【請求項2】金属酸化物微粒子ゾル又はケイ素酸化物微
粒子ゾルは、エナメル線用塗料との相容性が優れた分散
媒中に平均粒子径100nm(100×10-9mm)以下の
金属酸化物微粒子又はケイ素酸化物微粒子を含む透明又
は乳白色コロイド状体であることを特徴とする請求項1
記載の耐部分放電性エナメル線用塗料。 - 【請求項3】導体上に直接又は他の絶縁層を介して、金
属酸化物微粒子ゾル及びケイ素酸化物微粒子ゾルから選
ばれる少なくとも1種を分散させて成り、金属酸化物微
粒子及びケイ素酸化物微粒子から選ばれる少なくとも1
種の微粒子が、エナメル線用塗料の樹脂分100重量部
に対して3〜100重量部含有させたエナメル線用塗料
を塗布焼付して成ることを特徴とする耐部分放電性エナ
メル線。 - 【請求項4】金属酸化物微粒子ゾル又はケイ素酸化物微
粒子ゾルは、エナメル線用塗料との相容性が優れた分散
媒中に平均粒子径100nm(100×10-9mm)以下の
金属酸化物微粒子又はケイ素酸化物微粒子を含む透明又
は乳白色コロイド状体であることを特徴とする請求項3
記載の耐部分放電性エナメル線。 - 【請求項5】導体上に直接又は他の絶縁層を介して、金
属酸化物微粒子ゾル及びケイ素酸化物微粒子ゾルから選
ばれる少なくとも1種を分散させたエナメル線用塗料
を、塗布焼付して成る塗膜層の外周に、滑性塗膜層が設
けられて成ることを特徴とする耐部分放電性エナメル
線。
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