JP2004359957A5 - - Google Patents

Description

本発明にしたがって、本発明のコロナ抵抗性フィルムは、導電または伝導ワイヤをラップまたはコーティングするために用いられる。また、これらのフィルムは、積層した絶縁材を含浸するために用いられ、したがって優れた絶縁系を提供する。加えて、そのようなコロナ抵抗性フィルムでラップされた導電ワイヤの複数のストランドを一緒に曲げて、回およびコイルを形成する。これらの用途において、および選択される特定の実施態様によって、コロナ抵抗性は、この目的のために用いられる慣用の絶縁材よりも少なくとも１０倍大きくなる。さらに、そのような新規なコイルは、トランスおよびダイナモエレクトリック機の回転子／固定子の構築において特別な有用性を有する。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
［１］ コロナ抵抗性組成物であって、
Ａ．少なくとも５０、６０、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９または１００重量パーセントの耐熱ポリマーを含むポリマーマトリックスであって、該耐熱ポリマーが、アミド、イミド、エーテル、スルホン、エポキシ、炭酸塩およびエステルからなる群の１または複数の部分を有するポリマーマトリックスと、
Ｂ．コロナ抵抗性複合充填剤であって、
ｉ．以下の重量パーセント：２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１５、１８、２０、２４、２５、２８、３０、３２、３４、３５、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８および５０重量パーセントのいずれか２つの間（両端を含む）の範囲の量（コロナ抵抗性組成物の総重量に基づいて）で、
ｉｉ．以下のサイズ：５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０および５００ナノメートルのいずれか２つの間（両端を含む）の範囲の（ポリマー材料内に分散される）平均粒子サイズを有し、分散された複合充填剤の少なくとも８０、８５、９０、９２、９４、９５、９６、９８、９９または１００パーセントが上記に定義されたサイズの範囲内であり、
ｉｉｉ．セラミック酸化物成分および有機成分を含み、それら２つの成分の間の境界の少なくとも一部がオルガノシロキサン部分またはオルガノメタロキサン部分を含む
コロナ抵抗性複合充填剤と
を含むことを特徴とするコロナ抵抗性組成物。
［２］ 前記耐熱ポリマーが、
ｉ．ポリイミド、
ｉｉ．ポリエステル、
ｉｉｉ．ポリエステルアミド、
ｉｖ．ポリエステルアミドイミド、
ｖ．ポリアミド、
ｖｉ．ポリアミドイミド、
ｖｉｉ．ポリエーテルイミド、
ｖｉｉｉ．ポリカーボネート、
ｉｘ．ポリスルホン、
ｘ．ポリエーテル、
ｘｉ．ポリエーテルケトン、
ｘｉｉ．ポリエーテルスルホン、
ｘｉｉｉ．ポリフタルアミド、および
ｘｉｖ．エポキシ樹脂
からなる群の１または複数の構成要素であることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［３］ 前記耐熱ポリマーが、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフタルアミドまたはそれらの組み合わせであることを特徴とする［２］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［４］ 前記耐熱ポリマーが熱硬化性ポリイミドであることを特徴とする［３］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［５］ 前記組成物が、少なくともワイヤの一部分を取り囲むワイヤ絶縁材であることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［６］ 前記ワイヤ絶縁材が、ダイナモエレクトリック機の回転子または固定子の一部分であることを特徴とする［５］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［７］ 前記ポリイミドを、
Ａ．溶媒系中で、１または複数のジアミンと１または複数の二無水物を接触させることによって、５０重量パーセント未満の固形分含有量を有する溶液を、１または複数の段階で形成する工程と、
Ｂ．コロナ抵抗性複合充填剤と前記溶液（反応した形態、部分的に反応した形態または未反応の形態）を、１または複数の段階で組み合わせ、該溶液中に充填剤の少なくとも一部分を懸濁させる工程と、
Ｃ．前記溶液を９９．５重量パーセントより大きい固形分含有量を有するポリイミドフィルムに転換する工程であって、それによって、前記溶液が９９．５重量パーセント未満の固形分含有量を有する間に充填剤の少なくとも一部分を前記溶液中に分散する工程
とによって合成することを特徴とする［４］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［８］ 前記複合充填剤が、（少なくとも９９重量パーセントの純度の）ジメチルアセトアミド溶媒中に２０重量パーセントで分散可能および懸濁可能であり、高剪断機械力を用いて前記溶媒に充填剤を分散および懸濁した後、２０℃で７２時間静止状態で保持した時に、前記充填剤の１５、１０、８、６、４、２または１重量パーセント未満が溶液から沈殿すること特徴とする［４］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［９］ 前記複合充填剤が、（少なくとも９９重量パーセントの純度の）ジメチルアセトアミド溶媒中に２０重量パーセント分散可能および懸濁可能であり、および高剪断機械力を用いて前記溶媒に充填剤を分散および懸濁した後、２０℃で７２時間静止状態で保持した時に、前記充填剤の２重量パーセント未満が溶液の外に沈殿すること特徴とする［８］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１０］ 前記複合充填剤が、サイズ分布を有し、ここで、１００、５０、２０、１０、８、６、５、４、３、２または１ｐｐｍの充填剤が、少なくとも１つの寸法において、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０および１０ミクロンより大きいことを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１１］ 前記複合充填剤がＡ：Ｂの重量比を有し、ここでＡは複合充填剤の有機部分を表し、Ｂは複合充填剤の無機部分を表し、Ａが１であり、Ｂが以下の数字：０．０１、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．２、１．５、１．７、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０および１０のいずれかの間の範囲（両端を含む）内であることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１２］ 前記複合充填剤の有機部分が、シロキサンまたはメタロキサン部分によって無機成分に結合された置換または無置換のＣ_２〜Ｃ_２０アルキルであることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１３］ 前記複合充填剤が、有機シロキサン結合を通じてアルミナに結合されるＣ_２〜Ｃ_１２アルキル有機成分を有するアルミナ粒子を含むことを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１４］ 前記複合充填剤が、有機シロキサン結合を通じてアルミナに結合されるＣ_２〜Ｃ_１２アルキル有機成分を有するアルミナ粒子から本質的になることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１５］ ポリアミック酸対複合充填剤の初期比率を比Ａ：Ｂによって表し、ここでＡはポリアミック酸ポリマーの重量であり、Ｂは複合充填剤の重量であり、Ａが以下：０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８および０．９のいずれか２つの間の範囲（両端を含む）内であり、Ｂが１であることを特徴とする［７］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１６］ ７４００、７５００、７６００、７７００、７８００、７９００または８０００ボルト／ミルよりも大きい絶縁耐力を有することを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１７］ ６０、６５または７０パーセントより大きい機械的伸び率を有することを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１８］ 前記ポリイミドが少なくとも一部分はジアミンおよび二無水物から得られ、前記ジアミンは、２，２−ビス−（４−アミノフェニル）プロパン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（４，４’−ＯＤＡ）、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル（３，４−ＯＤＡ）、１，３−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ−１３４）、１，３−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ−１３３）、１，２−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，５−ジアミノナフタレン、４，４’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、４，４’−ジアミノジフェニルシラン、４，４’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、４，４’−ジアミノジフェニル−Ｎ−メチルアミン、４，４’−ジアミノジフェニル−Ｎ−フェニルアミン、１，２−ジアミノベンゼン（ＯＰＤ）、１，３−ジアミノベンゼン（ＭＰＤ）、１，４−ジアミノベンゼン（ＰＰＤ）、２，５−ジメチル−１，４−ジアミノベンゼン、および２，５−ジメチル−１，４−フェニレンジアミン（ＤＰＸ）からなる群から選択されることを特徴とする［４］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［１９］ 前記ポリイミドがジアミンおよび二無水物から得られ、前記二無水物は、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホキシド二無水物（ＤＳＤＡ）、１，１，１，３，３，３，−ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）およびビスフェノールＡ二無水物（ＢＰＡＤＡ）からなる群から選択されることを特徴とする［４］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［２０］ １００ｐｐｍ未満の複合充填剤が、（少なくとも一方向において）５０から５００ナノメートルのサイズの範囲外であることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。
［２１］ １０ｐｐｍ未満の複合充填剤が、（少なくとも一方向において）５０から５００ナノメートルのサイズの範囲外であることを特徴とする［１］に記載のコロナ抵抗性組成物。

Claims (10)

1. コロナ抵抗性組成物であって、
   Ａ．５０から１００重量パーセントの耐熱ポリマーを含むポリマーマトリックスであって、該耐熱ポリマーが、アミド、イミド、エーテル、スルホン、エポキシ、炭酸塩およびエステルからなる群の１または複数の部分を有するポリマーマトリックスと、
   Ｂ．コロナ抵抗性複合充填剤であって、
   ｉ．２から５０重量パーセントの間（両端を含む）の範囲の量（コロナ抵抗性組成物の総重量に基づいて）で、
   ｉｉ．５から５００ナノメートルの間（両端を含む）の範囲の（ポリマー材料内に分散される）平均粒子サイズを有し、分散された複合充填剤の少なくとも８０１００パーセントが上記に定義されたサイズの範囲内であり、
   ｉｉｉ．セラミック酸化物成分および有機成分を含み、それら２つの成分の間の境界の少なくとも一部がオルガノシロキサン部分またはオルガノメタロキサン部分を含む
   コロナ抵抗性複合充填剤と
   を含むことを特徴とするコロナ抵抗性組成物。
2. 前記耐熱ポリマーが、
   ｉ．ポリイミド、
   ｉｉ．ポリエステル、
   ｉｉｉ．ポリエステルアミド、
   ｉｖ．ポリエステルアミドイミド、
   ｖ．ポリアミド、
   ｖｉ．ポリアミドイミド、
   ｖｉｉ．ポリエーテルイミド、
   ｖｉｉｉ．ポリカーボネート、
   ｉｘ．ポリスルホン、
   ｘ．ポリエーテル、
   ｘｉ．ポリエーテルケトン、
   ｘｉｉ．ポリエーテルスルホン、
   ｘｉｉｉ．ポリフタルアミド、および
   ｘｉｖ．エポキシ樹脂
   からなる群の１または複数の構成要素であることを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
3. 前記耐熱ポリマーが熱硬化性ポリイミドであることを特徴とする請求項２に記載のコロナ抵抗性組成物。
4. 前記複合充填剤は、１００ｐｐｍ未満の充填剤が、少なくとも１つの寸法において、１０ミクロンより大きいサイズ分布を有することを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
5. 前記複合充填剤の有機部分が、シロキサンまたはメタロキサン部分によって無機成分に結合された置換または無置換のＣ_２〜Ｃ_２０アルキルであることを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
6. 前記複合充填剤が、有機シロキサン結合を通じてアルミナに結合されるＣ_２〜Ｃ_１２アルキル有機成分を有するアルミナ粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
7. 前記複合充填剤が、有機シロキサン結合を通じてアルミナに結合されるＣ_２〜Ｃ_１２アルキル有機成分を有するアルミナ粒子から本質的になることを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
8. ８０００ボルト／ミルよりも大きい絶縁耐力を有することを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
9. ６０パーセントより大きい機械的伸び率を有することを特徴とする請求項１に記載のコロナ抵抗性組成物。
10. 前記ポリイミドが少なくとも一部分はジアミンおよび二無水物から得られ、
    前記ジアミンは、２，２−ビス−（４−アミノフェニル）プロパン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（４，４’−ＯＤＡ）、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル（３，４−ＯＤＡ）、１，３−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ−１３４）、１，３−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ−１３３）、１，２−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，５−ジアミノナフタレン、４，４’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、４，４’−ジアミノジフェニルシラン、４，４’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、４，４’−ジアミノジフェニル−Ｎ−メチルアミン、４，４’−ジアミノジフェニル−Ｎ−フェニルアミン、１，２−ジアミノベンゼン（ＯＰＤ）、１，３−ジアミノベンゼン（ＭＰＤ）、１，４−ジアミノベンゼン（ＰＰＤ）、２，５−ジメチル−１，４−ジアミノベンゼン、および２，５−ジメチル−１，４−フェニレンジアミン（ＤＰＸ）からなる群から選択され、および
    前記二無水物は、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホキシド二無水物（ＤＳＤＡ）、１，１，１，３，３，３，−ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）およびビスフェノールＡ二無水物（ＢＰＡＤＡ）からなる群から選択される
    ことを特徴とする請求項３に記載のコロナ抵抗性組成物。