JP2003507905A - 電気工学部材を絶縁する方法及び装置 - Google Patents
電気工学部材を絶縁する方法及び装置Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Abstract
(57)【要約】
電気絶縁材料を硬化するこの方法は５００ｎｍ〜１４００ｎｍの波長の近赤外線（ＮＩＲ）放射線を使用及び／又は併用することを特徴とする。ＮＩＲ放射線は純粋に熱硬化性の含浸剤を用いても部材表面の極めて迅速な硬化が可能であり、同時に厚い層の深部での良好な硬化も可能である。さらに、例えばＮＩＲ線及びＵＶ線を組み合わせて硬化させることも可能である。
Description
【０００１】
本発明は、重合可能な注入−及び含浸剤及び／又は塗料からなる層を流動可能
な形で電気工学部材の表面に設け、引き続き高エネルギー放射線を用いて完全に
硬化させる、電気工学部材を絶縁する方法に関する。さらに、本発明は前記の方
法を実施する装置に関する。
な形で電気工学部材の表面に設け、引き続き高エネルギー放射線を用いて完全に
硬化させる、電気工学部材を絶縁する方法に関する。さらに、本発明は前記の方
法を実施する装置に関する。
【０００２】
電気工学部材における電気的絶縁、機械的安定化及び熱分散のためにわずかな
特別の場合を除いていわゆる注入−及び含浸剤（ＣＩＣ；casting and impregna
ting composition）が使用される。これは一般に液状樹脂又は熱により流動可能
な樹脂であり、前記の樹脂は熱及び／又はＵＶ−線により硬化（重合）すること
ができる。
特別の場合を除いていわゆる注入−及び含浸剤（ＣＩＣ；casting and impregna
ting composition）が使用される。これは一般に液状樹脂又は熱により流動可能
な樹脂であり、前記の樹脂は熱及び／又はＵＶ−線により硬化（重合）すること
ができる。
【０００３】
前記の材料で部材を絶縁する際に短いサイクル時間を達成するために、部材の
巻線に電流を供給することにより極めて急速に熱を生じさせかつＣＩＣを硬化さ
せる方法が次第に定着してきている。この場合に、もちろん、巻線からの熱流に
より不十分に加熱されかつ不十分な硬化が行われる箇所での硬化が問題である。
巻線に電流を供給することにより極めて急速に熱を生じさせかつＣＩＣを硬化さ
せる方法が次第に定着してきている。この場合に、もちろん、巻線からの熱流に
より不十分に加熱されかつ不十分な硬化が行われる箇所での硬化が問題である。
【０００４】
この場合、巻線からの熱流により不十分に又は極めて緩慢に加熱される部材の
箇所の硬化のために熱に加えてさらにＵＶ線を用いる方法が重要である。この場
合、ＣＩＣを化学的変性によりＵＶ−感受性に調節する必要性から及び高価な光
開始剤を併用する必要性から経済的問題が生じる。さらに、部材の組立の際に使
用されるか又は部材構成要素（例えば多様な接続ケーブルの絶縁）中に存在する
助剤による部分的なＵＶ抑制の技術的問題が生じる。それにより部分的に粘着性
表面が生じてしまう。
箇所の硬化のために熱に加えてさらにＵＶ線を用いる方法が重要である。この場
合、ＣＩＣを化学的変性によりＵＶ−感受性に調節する必要性から及び高価な光
開始剤を併用する必要性から経済的問題が生じる。さらに、部材の組立の際に使
用されるか又は部材構成要素（例えば多様な接続ケーブルの絶縁）中に存在する
助剤による部分的なＵＶ抑制の技術的問題が生じる。それにより部分的に粘着性
表面が生じてしまう。
【０００５】
ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４０２２２３５号明細書及びドイツ国特
許出願公開（ＤＤ−Ａ）第２９５０５６号明細書には、高い割合でスチレンのよ
うなモノマーを有する通常の含浸剤の蒸発損失を減少させるためにまず表面をＵ
Ｖ線で硬化させ、次いで熱供給により部材の内側を硬化させることが提案されて
いる。
許出願公開（ＤＤ−Ａ）第２９５０５６号明細書には、高い割合でスチレンのよ
うなモノマーを有する通常の含浸剤の蒸発損失を減少させるためにまず表面をＵ
Ｖ線で硬化させ、次いで熱供給により部材の内側を硬化させることが提案されて
いる。
【０００６】
さらに、欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第０６４３４６７号明細書からは、高
い割合でスチレンのようなモノマーを有する通常の含浸剤を使用し、部材中での
含浸剤の分配を改善するために含浸の間にすでにコイル加熱によって含浸剤を予
備的にゲル化させかつ定着させ、かつ熱的硬化を行うことが公知である。巻線上
での熱的硬化と同時に又は巻線上での熱的硬化の後で、巻線加熱により硬化が達
成されなかった部材の箇所は、高エネルギー放射線を用いて、有利にＵＶ線を用
いて硬化される。
い割合でスチレンのようなモノマーを有する通常の含浸剤を使用し、部材中での
含浸剤の分配を改善するために含浸の間にすでにコイル加熱によって含浸剤を予
備的にゲル化させかつ定着させ、かつ熱的硬化を行うことが公知である。巻線上
での熱的硬化と同時に又は巻線上での熱的硬化の後で、巻線加熱により硬化が達
成されなかった部材の箇所は、高エネルギー放射線を用いて、有利にＵＶ線を用
いて硬化される。
【０００７】
ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９６００１４９号明細書は、モノマー
なしで硬化可能な特別なＣＩＣを記載している。硬化手段として熱及び／又はＵ
Ｖ線の形の化学線が挙げられている。
なしで硬化可能な特別なＣＩＣを記載している。硬化手段として熱及び／又はＵ
Ｖ線の形の化学線が挙げられている。
【０００８】
ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３２号明細書、ドイツ国
特許出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３３号明細書、ドイツ国特許出願公
開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３４号明細書にも、熱及び／又はＵＶ線の形の
化学線による硬化とＣＩＣとの多様な有利な組合せを記載している。
特許出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３３号明細書、ドイツ国特許出願公
開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３４号明細書にも、熱及び／又はＵＶ線の形の
化学線による硬化とＣＩＣとの多様な有利な組合せを記載している。
【０００９】
本発明の課題は、さらに部材から由来する化学的成分による妨害に影響されな
いように電気工学部材を絶縁するための廉価な方法を提供することである。
いように電気工学部材を絶縁するための廉価な方法を提供することである。
【００１０】
前記の課題は、重合可能な注入−及び含浸剤及び／又は塗料からなる層を流動
可能な形で電気工学部材の表面に公知のように設け、引き続き高エネルギー放射
線を用いて完全に硬化させる電気工学部材の絶縁方法により解決される。前記の
方法は、高エネルギー放射線が近赤外線（ＮＩＲ）の成分を有するか又は完全に
前記の近赤外線からなることを特徴とする。
可能な形で電気工学部材の表面に公知のように設け、引き続き高エネルギー放射
線を用いて完全に硬化させる電気工学部材の絶縁方法により解決される。前記の
方法は、高エネルギー放射線が近赤外線（ＮＩＲ）の成分を有するか又は完全に
前記の近赤外線からなることを特徴とする。
【００１１】
前記の方法を用いて絶縁された部材には、特に変圧器又は巻線を備えた他の部
材並びに導線が挙げられる。複雑な形との部材の場合に、含浸は絶縁すべき表面
が完全に濡れる必要があり、電気的導線の場合には、一般に塗装が行われる。本
発明により使用されるＮＩＲ放射線の他に、ＣＩＣ又は塗料の硬化のために通常
使用される他のエネルギー源、例えば熱ガス、ＵＶ線又は電子線を使用すること
もできる。ＮＩＲ放射線の作用はそれに対して被覆の予熱に限定することができ
る。
材並びに導線が挙げられる。複雑な形との部材の場合に、含浸は絶縁すべき表面
が完全に濡れる必要があり、電気的導線の場合には、一般に塗装が行われる。本
発明により使用されるＮＩＲ放射線の他に、ＣＩＣ又は塗料の硬化のために通常
使用される他のエネルギー源、例えば熱ガス、ＵＶ線又は電子線を使用すること
もできる。ＮＩＲ放射線の作用はそれに対して被覆の予熱に限定することができ
る。
【００１２】
ＮＩＲ放射線の適用により、今までＵＶ硬化を使用していた全ての事例におい
て、純粋に熱硬化性の慣用のＣＩＣを使用することが可能となる。このことは、
著しいコストダウンになる。さらに、ＵＶ抑制は観察されず、かつこの材料は自
然光のもとでの早期の重合の危険なしに取り扱うことができる。さらに、例えば
循環空気、電流による熱及びＩＲ−放射線（１０６ｎｍまでの典型的波長を有す
る）を用いた常用の加熱と、本発明によるＮＩＲ−放射線を用いた加熱及び特別
な目的のためにＵＶ線による付加的硬化との組み合わせも有利である。有利な組
合せ及び順序の選択は、当業者にとって個々のケースにおいて技術的及び経済的
考察により可能である。
て、純粋に熱硬化性の慣用のＣＩＣを使用することが可能となる。このことは、
著しいコストダウンになる。さらに、ＵＶ抑制は観察されず、かつこの材料は自
然光のもとでの早期の重合の危険なしに取り扱うことができる。さらに、例えば
循環空気、電流による熱及びＩＲ−放射線（１０６ｎｍまでの典型的波長を有す
る）を用いた常用の加熱と、本発明によるＮＩＲ−放射線を用いた加熱及び特別
な目的のためにＵＶ線による付加的硬化との組み合わせも有利である。有利な組
合せ及び順序の選択は、当業者にとって個々のケースにおいて技術的及び経済的
考察により可能である。
【００１３】
中波長及び長波長のＩＲ放射線と比較してＮＩＲ−放射線の利点は、硬化すべ
き樹脂材料において電気絶縁材で通常の層厚にまで直接侵入することにあり、一
方で長波長のＩＲ−放射線は表面に吸収され、深い領域の加熱は熱流によっての
み可能であるにすぎず、それにより長い加熱時間が必要とされ、表面の過熱の危
険性も生じる。
き樹脂材料において電気絶縁材で通常の層厚にまで直接侵入することにあり、一
方で長波長のＩＲ−放射線は表面に吸収され、深い領域の加熱は熱流によっての
み可能であるにすぎず、それにより長い加熱時間が必要とされ、表面の過熱の危
険性も生じる。
【００１４】
本発明による方法のもう一つの利点は、ＮＩＲ−ランプを後から取り付けるこ
とによりもとの装置をわずかに変更しただけの装置で実施することができること
にある。装置の適合は制御パラメータの変更及び方法順序の変更によるだけでほ
とんど可能である。
とによりもとの装置をわずかに変更しただけの装置で実施することができること
にある。装置の適合は制御パラメータの変更及び方法順序の変更によるだけでほ
とんど可能である。
【００１５】
本発明の他の重要な利点は、光開始剤の節約、樹脂の簡単な構成及び短いサイ
クル時間にある経済的な理由の他に、構成部材の温度に敏感な領域も損傷させず
に極めて急速に硬化可能であることであり、それというのも、ＮＩＲ−放射線は
樹脂層を極めて急速に高温に加熱し、その下にある領域が熱くなるまでに硬化が
完了するためである。
クル時間にある経済的な理由の他に、構成部材の温度に敏感な領域も損傷させず
に極めて急速に硬化可能であることであり、それというのも、ＮＩＲ−放射線は
樹脂層を極めて急速に高温に加熱し、その下にある領域が熱くなるまでに硬化が
完了するためである。
【００１６】
本発明により使用されたＮＩＲ−放射線は有利に５００〜１４００ｎｍ、特に
有利に７５０〜１１００ｎｍの波長を有する。この波長領域のＮＩＲ−放射線は
一方で比較的簡単にかつ良好に制御可能に発生でき、他方でＣＩＣもしくは塗料
の完全な硬化のために適した領域をカバーしている。
有利に７５０〜１１００ｎｍの波長を有する。この波長領域のＮＩＲ−放射線は
一方で比較的簡単にかつ良好に制御可能に発生でき、他方でＣＩＣもしくは塗料
の完全な硬化のために適した領域をカバーしている。
【００１７】
樹脂材料もしくは塗料層中へのＮＩＲ−放射線の侵入を可能にするために、Ｎ
ＩＲ−源の最大強度が、注入−及び含浸剤もしくは導線塗料がＮＩＲ光に対して
部分的に透明である波長領域にある、つまりこの透過率が前記の波長において２
０〜８０％、有利に４０〜７０％にあるのが有利である。
ＩＲ−源の最大強度が、注入−及び含浸剤もしくは導線塗料がＮＩＲ光に対して
部分的に透明である波長領域にある、つまりこの透過率が前記の波長において２
０〜８０％、有利に４０〜７０％にあるのが有利である。
【００１８】
さらに、ＮＩＲ−放射線を光学装置で、硬化すべき部材もしくは導線上で材料
の硬化特性に適した温度分布が達成されるようにフォーカスしかつ変向するのが
有利である。このような分布の存在は、この場合、適当な測定装置又はモデル計
算により調査することができる。
の硬化特性に適した温度分布が達成されるようにフォーカスしかつ変向するのが
有利である。このような分布の存在は、この場合、適当な測定装置又はモデル計
算により調査することができる。
【００１９】
本発明による方法の範囲内で、被覆はさらに加熱されたガス（循環空気）を用
いた熱的加熱、ＵＶ光及び／又は電子線により硬化させることができる。ＮＩＲ
−放射線の付加的使用によって、加熱の進行は意図的に制御することができる。
いた熱的加熱、ＵＶ光及び／又は電子線により硬化させることができる。ＮＩＲ
−放射線の付加的使用によって、加熱の進行は意図的に制御することができる。
【００２０】
含浸すべき部材を有利に周囲温度で又は予熱された状態で含浸するか又は含浸
時に加熱される。それによりＣＩＣは液状になり、それにより部材の狭い空間に
まで良好に侵入することができる。
時に加熱される。それによりＣＩＣは液状になり、それにより部材の狭い空間に
まで良好に侵入することができる。
【００２１】
さらに、含浸された部材は含浸後でかつ硬化の前に有利にゲル化するまで加熱
される。この場合、ゲル化した含浸剤の量は、加熱の速度、高さ及び時間によっ
て制御することができる。ゲル化し始めることにより設置された被覆材料は引き
続く加工の間に部材から簡単に流れ落ることなくかつこの場合に未保護の領域が
残ることがない程度に定着する。この加熱は巻線を備えた部材の場合に巻線に電
流を流すことにより行うこともできる。
される。この場合、ゲル化した含浸剤の量は、加熱の速度、高さ及び時間によっ
て制御することができる。ゲル化し始めることにより設置された被覆材料は引き
続く加工の間に部材から簡単に流れ落ることなくかつこの場合に未保護の領域が
残ることがない程度に定着する。この加熱は巻線を備えた部材の場合に巻線に電
流を流すことにより行うこともできる。
【００２２】
ゲル化が始まった後に、この部材を有利にＮＩＲ−放射線で処理し、その後熱
的及び／又はＵＶ光を用いて完全に硬化させる。
的及び／又はＵＶ光を用いて完全に硬化させる。
【００２３】
さらに、この部材は熱的硬化の前、それと同時又はその後に、ＮＩＲ−放射線
及び他の高エネルギー放射線、有利にＵＶ線を用いて処理することができる。前
記のようなＮＩＲ−放射線と常用の硬化方法との組合せは、有利に硬化プロセス
にひいては生じる絶縁体の特性に有利な影響を及ぼす。
及び他の高エネルギー放射線、有利にＵＶ線を用いて処理することができる。前
記のようなＮＩＲ−放射線と常用の硬化方法との組合せは、有利に硬化プロセス
にひいては生じる絶縁体の特性に有利な影響を及ぼす。
【００２４】
部材の含浸は浸漬、液浸（Fluten）、真空含浸（Vakuumtraenken）、真空圧含
浸（Vakuumdrucktraenken）又は細流含浸（Traeufeln）により行うことができる
。
浸（Vakuumdrucktraenken）又は細流含浸（Traeufeln）により行うことができる
。
【００２５】
導電性の巻線を備えた部材の場合、有利に含浸された部材の巻線を含浸剤中で
電流を供給することにより、所望の含浸剤量がゲル化し固定する程度に加熱し、
その際、ゲル化の後にこの部材を含浸剤から取り出し、ゲル化していない含浸剤
を流し落とし、場合により冷却し、かつ元の位置に戻し、かつその後に部材を硬
化させる。個々の記載された方法の進行は、巻線を有する部材、例えば変圧器に
対して特に有利である。
電流を供給することにより、所望の含浸剤量がゲル化し固定する程度に加熱し、
その際、ゲル化の後にこの部材を含浸剤から取り出し、ゲル化していない含浸剤
を流し落とし、場合により冷却し、かつ元の位置に戻し、かつその後に部材を硬
化させる。個々の記載された方法の進行は、巻線を有する部材、例えば変圧器に
対して特に有利である。
【００２６】
この方法に適したＣＩＣは例えばドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９５
４２５６４号明細書、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９６００１４９号
明細書、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９７５７２２７号明細書及びド
イツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３３号明細書に記載されてい
る。その際、付加的ＵＶ−硬化が望ましくない場合に、光開始剤を使用しないこ
とが経済的でかつ工業的に有利である。
４２５６４号明細書、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９６００１４９号
明細書、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９７５７２２７号明細書及びド
イツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３３号明細書に記載されてい
る。その際、付加的ＵＶ−硬化が望ましくない場合に、光開始剤を使用しないこ
とが経済的でかつ工業的に有利である。
【００２７】
本発明による方法を実施することができる材料は、特に一般的に公知の不飽和
ポリエステル樹脂をベースとする含浸剤であり、前記の含浸剤は反応性希釈剤と
して不飽和モノマーを用いた調合によりラジカル共重合可能となる。有利に選択
すべきポリエステルは当業者に公知であり、同様にイミド−又はアミド変性され
たポリエステルであり、前記のポリエステルは特に良好な熱的及び機械的特性を
有している。有利に選択すべき反応性希釈剤も公知であり、これは特にスチレン
、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アリルエステル、ビニルエステル、ビ
ニルエーテル及び／又は（メタ）アクリレートである。このポリエステル樹脂調
製物は当業者に同様に公知の開始剤又は触媒又は触媒混合物を用いて要望に応じ
て熱的及び／又は高エネルギー放射線、例えばＵＶ線を用い手硬化することがで
きる。
ポリエステル樹脂をベースとする含浸剤であり、前記の含浸剤は反応性希釈剤と
して不飽和モノマーを用いた調合によりラジカル共重合可能となる。有利に選択
すべきポリエステルは当業者に公知であり、同様にイミド−又はアミド変性され
たポリエステルであり、前記のポリエステルは特に良好な熱的及び機械的特性を
有している。有利に選択すべき反応性希釈剤も公知であり、これは特にスチレン
、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アリルエステル、ビニルエステル、ビ
ニルエーテル及び／又は（メタ）アクリレートである。このポリエステル樹脂調
製物は当業者に同様に公知の開始剤又は触媒又は触媒混合物を用いて要望に応じ
て熱的及び／又は高エネルギー放射線、例えばＵＶ線を用い手硬化することがで
きる。
【００２８】
本発明による方法を実施することができる他の材料は、ラジカル重合可能なモ
ノマーの、オリゴマーの及び／又はポリマーの材料であり、前記の材料は放射線
硬化可能であり、特にＵＶ線で硬化可能である。この材料及び材料の組合せも当
業者に一般に公知である。特にアリル系、ビニル系又は（メタ）アクリル系の不
飽和材料及び／又は材料混合物である。特に適しているのは例えばポリエポキシ
（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート及び／又はポリエス
テル（メタ）アクリレートである。
ノマーの、オリゴマーの及び／又はポリマーの材料であり、前記の材料は放射線
硬化可能であり、特にＵＶ線で硬化可能である。この材料及び材料の組合せも当
業者に一般に公知である。特にアリル系、ビニル系又は（メタ）アクリル系の不
飽和材料及び／又は材料混合物である。特に適しているのは例えばポリエポキシ
（メタ）アクリレート、ポリウレタン（メタ）アクリレート及び／又はポリエス
テル（メタ）アクリレートである。
【００２９】
この調製物は、部分的に直接熱により重合可能であるが、できる限り低い温度
で最適な熱硬化のためにはラジカル開始剤を添加するのが有利であり、望ましい
。さらに、一般に急速なＵＶ硬化のためにＵＶ開始剤が添加される。貯蔵安定性
を改善するために安定剤を併用することも公知の先行技術である。
で最適な熱硬化のためにはラジカル開始剤を添加するのが有利であり、望ましい
。さらに、一般に急速なＵＶ硬化のためにＵＶ開始剤が添加される。貯蔵安定性
を改善するために安定剤を併用することも公知の先行技術である。
【００３０】
さらに、イオン重合可能な材料も使用することができ、前記の材料は熱的及び
ＵＶ線で活性化可能な開始剤との関連で特にモノマーの及び／又はオリゴマーの
エポキシドである。このような化合物も同様に公知の先行技術である。
ＵＶ線で活性化可能な開始剤との関連で特にモノマーの及び／又はオリゴマーの
エポキシドである。このような化合物も同様に公知の先行技術である。
【００３１】
本発明による方法を、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９５４２５６４
号明細書、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９６００１４９号明細書、ド
イツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９７５７２２７号明細書及びドイツ国特許
出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３３号明細書によるモノマー不含の硬化
可能な材料と組み合わせるのも特に有利である、それというのもこの材料は硬化
の際に可燃性ではないためである。しかしながら、高い割合でモノマー、例えば
スチレン、アクリルエステルなどを有する通常のＣＩＣをＮＩＲを用いて硬化す
ることも可能であり、かつ工業的に実施可能である。例えばＮＩＲ放射線の効率
及び／又はサイクルの減少により、硬化温度を十分に上回っているＣＩＣの点火
温度を越えることはない。さらに、不活性ガス又は新鮮な空気の局所的供給によ
り点火及び爆発が起こり得るガス混合は生じることがない。
号明細書、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９６００１４９号明細書、ド
イツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第１９７５７２２７号明細書及びドイツ国特許
出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９６４８１３３号明細書によるモノマー不含の硬化
可能な材料と組み合わせるのも特に有利である、それというのもこの材料は硬化
の際に可燃性ではないためである。しかしながら、高い割合でモノマー、例えば
スチレン、アクリルエステルなどを有する通常のＣＩＣをＮＩＲを用いて硬化す
ることも可能であり、かつ工業的に実施可能である。例えばＮＩＲ放射線の効率
及び／又はサイクルの減少により、硬化温度を十分に上回っているＣＩＣの点火
温度を越えることはない。さらに、不活性ガス又は新鮮な空気の局所的供給によ
り点火及び爆発が起こり得るガス混合は生じることがない。
【００３２】
本発明はさらに電気工学部材の絶縁装置に関し、その際、前記の装置は重合可
能な注入−及び含浸剤及び／又は塗料からなる層を部材の表面に設けるための被
覆装置と、前記の部材を加熱するための加熱装置とを有する。この装置は、加熱
装置が少なくとも１つの近赤外線（ＮＩＲ）放射源を有することを特徴とする。
この装置を用いて、上記の本発明による方法が実施され、その際に、前記の利点
が生じる。
能な注入−及び含浸剤及び／又は塗料からなる層を部材の表面に設けるための被
覆装置と、前記の部材を加熱するための加熱装置とを有する。この装置は、加熱
装置が少なくとも１つの近赤外線（ＮＩＲ）放射源を有することを特徴とする。
この装置を用いて、上記の本発明による方法が実施され、その際に、前記の利点
が生じる。
【００３３】
ＮＩＲ放射源として、その放射線の高い割合が有利な波長領域で放射する市販
の放射装置が挙げられる。この場合、たいていは高い白熱コイル温度を有するハ
ロゲン放射装置（例えばUSHIO Inc.社, Tokyoのハロゲン放射装置）である。中
波長及び長波長のＩＲ放射線と比べたＮＩＲ放射線の利点は、放射最大値をＮＩ
Ｒ波長の領域から遠ざけることなしに、放射線強度を極めて急速に調節可能であ
る点にある。さらに、ＮＩＲ放射線は硬化すべき樹脂材料内へ電気絶縁材料にお
いて通常の層厚にまで直接侵入するが、長波長のＩＲ放射線は表面に吸収され、
より深い領域の加熱は熱流によってのみ可能であるにすぎず、それにより長い加
熱時間が必要となり、表面の過熱の危険性が生じる。
の放射装置が挙げられる。この場合、たいていは高い白熱コイル温度を有するハ
ロゲン放射装置（例えばUSHIO Inc.社, Tokyoのハロゲン放射装置）である。中
波長及び長波長のＩＲ放射線と比べたＮＩＲ放射線の利点は、放射最大値をＮＩ
Ｒ波長の領域から遠ざけることなしに、放射線強度を極めて急速に調節可能であ
る点にある。さらに、ＮＩＲ放射線は硬化すべき樹脂材料内へ電気絶縁材料にお
いて通常の層厚にまで直接侵入するが、長波長のＩＲ放射線は表面に吸収され、
より深い領域の加熱は熱流によってのみ可能であるにすぎず、それにより長い加
熱時間が必要となり、表面の過熱の危険性が生じる。
【００３４】
この加熱装置は、有利に対象物に作用する放射エネルギー及び／又は波長を調
節するためにＮＩＲ放射源の電気的制御部を有する。さらに、この制御部は対象
物に作用する放射エネルギー及び／又は波長を調節するために光学的フィルタ装
置を有していてもよい。
節するためにＮＩＲ放射源の電気的制御部を有する。さらに、この制御部は対象
物に作用する放射エネルギー及び／又は波長を調節するために光学的フィルタ装
置を有していてもよい。
【００３５】
実施例
本発明を次の試験例を用いて詳説する。
【００３６】
この試験は実験室装置中で実施した。この装置は、ＣＩＣ用の貯蔵容器として
上方が開く容器を有し、前記の容器は、液切り板としても機能する蓋部で密封可
能である。この容器の上方に含浸すべき部材のためのホルダ装置が取り付けられ
、その結果、この部材は均質で所望な速度でＣＩＣ内へ浸漬することができる。
部材の巻線は制御された電流によって所望の温度に加熱することができる。
上方が開く容器を有し、前記の容器は、液切り板としても機能する蓋部で密封可
能である。この容器の上方に含浸すべき部材のためのホルダ装置が取り付けられ
、その結果、この部材は均質で所望な速度でＣＩＣ内へ浸漬することができる。
部材の巻線は制御された電流によって所望の温度に加熱することができる。
【００３７】
この試験は直径約１５ｃｍの小さな工業用モータのステータを用いて実施した
。巻線は熱可塑性プラスチックからなる補助フレーム上に巻線体の形で形成され
、さらにプラスチックで絶縁された多様な色の接続ワイヤが存在する。ＣＩＣと
してモノマー不含の樹脂のDobeckan MF 8001-UV, Schenectady-Beck社, Hambur
gを使用した。この樹脂は光開始剤を含有する。
。巻線は熱可塑性プラスチックからなる補助フレーム上に巻線体の形で形成され
、さらにプラスチックで絶縁された多様な色の接続ワイヤが存在する。ＣＩＣと
してモノマー不含の樹脂のDobeckan MF 8001-UV, Schenectady-Beck社, Hambur
gを使用した。この樹脂は光開始剤を含有する。
【００３８】
例１（Ｂ１）
部材及び含浸剤は２６℃の室温である。この部材を１３５ｍｍ／分で浸し、１
分後に含浸剤中で部材からもはや空気が漏れ出なくなった。そこで、巻線を１２
５℃に加熱し、その際、４分間保持した。次いで取り出し、１０分間浸漬浴の上
方で液切りし、巻線加熱を１８０℃にまで高め、その際、２０分間保持した。こ
の場合、部品の表面では９０〜１２０℃の温度に達していた。
分後に含浸剤中で部材からもはや空気が漏れ出なくなった。そこで、巻線を１２
５℃に加熱し、その際、４分間保持した。次いで取り出し、１０分間浸漬浴の上
方で液切りし、巻線加熱を１８０℃にまで高め、その際、２０分間保持した。こ
の場合、部品の表面では９０〜１２０℃の温度に達していた。
【００３９】
冷却後に部品の表面は巻線ワイヤを除いて中程度から著しく粘着性であり、熱
可塑性プラスチック部材及び接続ケーブル上では樹脂はあまり硬化していないか
又はは全く硬化していないように見える。この部材は、炉を用いた硬化の前に巻
線パケットは良好に硬化しているにもかかわらず、１３０℃で４時間炉中で後硬
化させた後にようやく使用可能となる。炉温度は熱可塑性プラスチック部材の変
形を避けるために、約１３０℃を上回ってはならない。
可塑性プラスチック部材及び接続ケーブル上では樹脂はあまり硬化していないか
又はは全く硬化していないように見える。この部材は、炉を用いた硬化の前に巻
線パケットは良好に硬化しているにもかかわらず、１３０℃で４時間炉中で後硬
化させた後にようやく使用可能となる。炉温度は熱可塑性プラスチック部材の変
形を避けるために、約１３０℃を上回ってはならない。
【００４０】
例３（Ｂ３）
例１と同様に実施するが、１８０℃で２０分の熱硬化の後に、１０分間、それ
ぞれ５００Ｗの電力消費を有するそれぞれ２つのＵＶ水銀−中圧灯を用いて下側
及び上側から１０分間照射した。この場合巻線加熱は維持され、部材の表面では
１００〜１４０℃の温度に達した。この部材は巻線内及びプレートパケット上で
も良好に硬化し、熱可塑性樹脂部分及び接続ケーブルはなおわずかに粘着性であ
り、粘着性の除去のために炉中で１３０℃で約１時間後硬化させなければならな
かった。
ぞれ５００Ｗの電力消費を有するそれぞれ２つのＵＶ水銀−中圧灯を用いて下側
及び上側から１０分間照射した。この場合巻線加熱は維持され、部材の表面では
１００〜１４０℃の温度に達した。この部材は巻線内及びプレートパケット上で
も良好に硬化し、熱可塑性樹脂部分及び接続ケーブルはなおわずかに粘着性であ
り、粘着性の除去のために炉中で１３０℃で約１時間後硬化させなければならな
かった。
【００４１】
例３（Ｂ３）
ＣＩＣは、光開始剤を含有しない以外は前記した実施例と同じ（Dobeckan MF
8001）である。例１と同様に実施するが、巻線加熱を用いた熱硬化を１８０℃で
８分間に減少させ、それぞれ約２０００Ｗの電力消費を有する７５０ｎｍ〜１３
００ｎｍの間の放射最大値を有するそれぞれ２つの制御されたＮＩＲ光源を上側
及び下側から４０秒間照射した。この放射装置はサイリスタを用いて制御され、
前記のサイリスタは部品の表面温度を測定するセンサを介して制御信号を受ける
。所定の目標温度は１７０である。巻線加熱は維持され、部材の表面では１７０
〜１８０℃の温度に達する。
8001）である。例１と同様に実施するが、巻線加熱を用いた熱硬化を１８０℃で
８分間に減少させ、それぞれ約２０００Ｗの電力消費を有する７５０ｎｍ〜１３
００ｎｍの間の放射最大値を有するそれぞれ２つの制御されたＮＩＲ光源を上側
及び下側から４０秒間照射した。この放射装置はサイリスタを用いて制御され、
前記のサイリスタは部品の表面温度を測定するセンサを介して制御信号を受ける
。所定の目標温度は１７０である。巻線加熱は維持され、部材の表面では１７０
〜１８０℃の温度に達する。
【００４２】
この部品は、表面、接続ワイヤ及び熱可塑性樹脂部分でも完全に粘着性がなく
、内部においても良好に硬化いている。熱可塑性プラスチック部分は変形又はそ
の他の損傷がなかった。
、内部においても良好に硬化いている。熱可塑性プラスチック部分は変形又はそ
の他の損傷がなかった。
【００４３】
例４（Ｂ４）
例３と同様に実施するが、ＮＩＲ放射装置の代わりに、約７０００ｎｍで放射
最大を有しかつ同様に２０００Ｗの電力消費を有する長波長のＩＲ放射装置を取
り付けた。この放射装置は、その出力に達するまでの約１５分の初期加熱時間を
必要とした。この放射装置を予熱し、次いで部材上に位置決めする場合に、約２
０秒後に含浸樹脂の表面の炭化が生じ、深部領域の硬化はなされなかった。放射
装置の出力を電圧制御部を用いて低下させた場合には、炭化はもはや生じなかっ
たが、約２００℃の表面温度に到達し、含浸剤の深部領域での十分な硬化は約３
０分後にようやく達成された。
最大を有しかつ同様に２０００Ｗの電力消費を有する長波長のＩＲ放射装置を取
り付けた。この放射装置は、その出力に達するまでの約１５分の初期加熱時間を
必要とした。この放射装置を予熱し、次いで部材上に位置決めする場合に、約２
０秒後に含浸樹脂の表面の炭化が生じ、深部領域の硬化はなされなかった。放射
装置の出力を電圧制御部を用いて低下させた場合には、炭化はもはや生じなかっ
たが、約２００℃の表面温度に到達し、含浸剤の深部領域での十分な硬化は約３
０分後にようやく達成された。
【００４４】
この実施例は、本発明の場合に、電気絶縁材料の硬化の際にＮＩＲ線を使用し
て、光開始剤、サイクル時間及びエネルギーを節約するという利点を示す。ＮＩ
Ｒ放射線は、部材表面の極めて急速な硬化を可能にし、同様に純粋に熱硬化可能
な含浸剤を用いた厚い層の深部での良好な硬化も可能である。それにより、公知
の廉価の、純粋に熱硬化可能な含浸剤は、迅速なサイクルプロセスのために使用
可能であり、ＵＶ硬化性含浸剤を開発するか又は高価な光開始剤を使用する必要
がない。
て、光開始剤、サイクル時間及びエネルギーを節約するという利点を示す。ＮＩ
Ｒ放射線は、部材表面の極めて急速な硬化を可能にし、同様に純粋に熱硬化可能
な含浸剤を用いた厚い層の深部での良好な硬化も可能である。それにより、公知
の廉価の、純粋に熱硬化可能な含浸剤は、迅速なサイクルプロセスのために使用
可能であり、ＵＶ硬化性含浸剤を開発するか又は高価な光開始剤を使用する必要
がない。
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ
Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ
，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，
ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ
Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 マンフレート アイヒホルスト
ドイツ連邦共和国 オストシュタインベッ
ク アム オーレンディーク 18
(72)発明者 ギュンター ヘーゲマン
ドイツ連邦共和国 ハンブルク アンドレ
アスシュトラーセ 23
(72)発明者 クラウス−ヴィルヘルム リーネルト
ドイツ連邦共和国 ハンブルク ベルナド
ッテシュトラーセ 54
Ｆターム(参考） 5E044 AA01 AA02 AA03 AB03
Claims (14)
- 【請求項１】 重合可能な注入−及び含浸剤及び／又は塗料からなる層を流
動可能な形で電気工学部材の表面に設け、引き続き高エネルギー放射線を用いて
完全に硬化させる電気工学部材の絶縁方法において、前記の高エネルギー放射線
が近赤外線（ＮＩＲ）であることを特徴とする、電気工学部材を絶縁する方法。 - 【請求項２】 ＮＩＲ−放射線は５００ｎｍ〜１４００ｎｍ、有利に７５０
ｎｍ〜１１００ｎｍの波長を有する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ＮＩＲ−放射線の最大強度は、注入−及び含浸材料もしくは
塗料が２０〜８０％、有利に４０〜７０％の吸収率を有する波長領域にある、請
求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 ＮＩＲ−放射線を、硬化すべき層中で被覆材料の硬化特性に
適した温度分布が達成されるようにフォーカスする、請求項１から３までのいず
れか１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記に被覆を、さらに加熱されたガスを用いた熱的加熱によ
り、ＵＶ線により及び／又は電子線により硬化させる、請求項１から４までのい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記の部材を周囲温度で又は予熱された状態で含浸するか、
又は含浸時に加熱する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 前記の部材を含浸の後でかつ硬化の前にゲル化が始まるまで
加熱する、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記の部材をゲル化開始後にＮＩＲ−放射線で処理し、その
後熱的に及び／又はＵＶ線を用いて完全に硬化させる、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記の部材を、熱的硬化の前、それと同時又はその後で、Ｎ
ＩＲ−放射線及びさらに別の高エネルギー放射線、有利にＵＶ線で処理する、請
求項１から８までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記の部材の含浸を、浸漬、液浸、真空含浸、真空圧含浸
又は細流含浸により行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 含浸された部材の導電性巻線を含浸剤中で、電流の供給に
より所望の含浸剤の量がゲル化しかつ定着されるまで加熱し、含浸剤のゲル化後
に部材を含浸剤から取り出し、ゲル化していない含浸剤を流し落としかつ場合に
より冷却しかつ元の位置に戻し、その後で前記の部材を硬化させる、請求項１０
記載の方法。 - 【請求項１２】 電気工学部材の表面に重合可能な注入−及び含浸剤及び／
又は塗料からなる層を設けるための被覆装置と、前記の部材の加熱のための加熱
装置とを備えた電気工学部材の絶縁装置において、加熱装置が少なくとも１つの
近赤外線（ＮＩＲ）放射源を有することを特徴とする、電気工学部材の絶縁装置
。 - 【請求項１３】 前記の加熱装置が、対象物に作用する放射エネルギー及び
／又は波長を調節するためにＮＩＲ−放射源の電気的制御部を有する、請求項１
２記載の装置。 - 【請求項１４】 対象物に作用する放射エネルギー及び／又は波長を調節す
るために光学フィルタ装置を有する、請求項１２又は１３記載の装置。
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