JP2006246599A - 半導電性テープ、半導電性テープの製造方法、絶縁コイル及び回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の半導電性テープ1は、層状粘土鉱物系粒子、酸化物系粒子及び窒化物系粒子のうちから選ばれた少なくとも1種からなる無機粒子3と、導電性粒子4とが熱硬化性の樹脂2により繊維状絶縁基材5に保持されている。すなわち、半導電性テープ1では、無機粒子3がコロナ放電などに対する耐性を発現して、放電現象など起因する導電性粒子4の消耗を抑制するので、長期にわたって安定した耐コロナ性が発揮される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態に係る半導電性テープの構造を示す断面図、図2は、この半導電性テープを用いて構成された絶縁コイルの構造を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の半導電性テープ1は、層状粘土鉱物、酸化物系粒子、窒化物系粒子のうちから選ばれた少なくとも1種からなる無機粒子3と、導電性粒子4とが、エポキシ系の樹脂2の高分子鎖中において緻密且つ均一に分散された状態で、繊維状絶縁基材5により保持されている。
まず、エポキシ樹脂と層状粘土鉱物系粒子、酸化物系粒子、窒化物系粒子のうちから選ばれた少なくとも1種からなる無機粒子3を混練する。無機粒子3のエポキシ樹脂中への混練工程は、剪断力を加えて行う剪断混合を適用することが望ましい。剪断力を加えることで、無機粒子3をエポキシ樹脂中に均一分散させることが可能である。
エポキシ樹脂100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂,ジャパンエポキシレジン社製)に、無機粒子として四級アンモニウムイオンが層間に介在されている層状粘土化合物10重量部(一次粒径1〜数100nm,コープケミカル社製)を、剪断力を加えて混練した。この混合物に、グラファイトパウダ40重量部(一次粒径50μm,伊藤黒鉛工業社製)と、硬化後に柔軟性を付与できる硬化剤45重量部(ジェファーミン2000,サンテクノケミカル社製)と硬化促進剤5重量部(A189,サンテクノケミカル社製)を添加・混合し、繊維状絶縁基材である無アルカリガラスクロスに塗布した。その後、加熱乾燥して半導電性テープを作製した。
エポキシ樹脂100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂,ジャパンエポキシレジン社製)に、無機粒子としてシリカ粒子10重量部(一次粒径15nm,アエロジル社製)と表面処理剤としてシランカップリング剤1重量部(日本ユニカー社製)を、剪断力を加えて混練した。この混合物に、グラファイトパウダ40重量部(一次粒径50μm,伊藤黒鉛工業社製)と、硬化後に柔軟性を付与できる硬化剤45重量部(ジェファーミン2000,サンテクノケミカル社製)と硬化促進剤5重量部(A189,サンテクノケミカル社製)を添加・混合し、繊維状絶縁基材である無アルカリガラスクロスに塗布した。その後、加熱乾燥して半導電性テープを作製した。
エポキシ樹脂100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂,ジャパンエポキシレジン社製)に、無機粒子としてシリカ粒子10重量部(一次粒径15nm,アエロジル社製)を、剪断力を加えて混練した。この混合物に、グラファイトパウダ40重量部(一次粒径50μm,伊藤黒鉛工業社製)と、硬化後に柔軟性を付与できる硬化剤45重量部(ジェファーミン2000,サンテクノケミカル社製)と硬化促進剤5重量部(A189,サンテクノケミカル社製)を添加・混合し、繊維状絶縁基材である無アルカリガラスクロスに塗布した。その後、加熱乾燥して半導電性テープを作製した。
エポキシ樹脂100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂,ジャパンエポキシレジン社製)に、無機粒子としてナトリウムイオンが層間に介在されている(有機修飾されていない)層状粘土化合物10重量部(一次粒径1〜数100nm,コープケミカル社製)を、剪断力を加えて混練した。この混合物に、グラファイトパウダ40重量部(一次粒径50μm,伊藤黒鉛工業社製)と、硬化後に柔軟性を付与できる硬化剤45重量部(ジェファーミン2000,サンテクノケミカル社製)と硬化促進剤5重量部(A189,サンテクノケミカル社製)を添加・混合し、繊維状絶縁基材である無アルカリガラスクロスに塗布した。その後、加熱乾燥して半導電性テープを作製した。
エポキシ樹脂100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂,ジャパンエポキシレジン社製)に、ミクロンサイズのシリカ粒子10重量部(一次粒径26μm,瀧森社製)と表面処理剤としてシランカップリング剤1重量部(日本ユニカー社製)を混練した。この混合物に、グラファイトパウダ40重量部(一次粒径50μm,伊藤黒鉛工業社製)と、硬化後に柔軟性を付与できる硬化剤45重量部(ジェファーミン2000,サンテクノケミカル社製)と硬化促進剤5重量部(A189,サンテクノケミカル社製)を添加・混合し、繊維状絶縁基材である無アルカリガラスクロスに塗布した。その後、加熱乾燥して半導電性テープを作製した。
エポキシ樹脂100重量部(ビスフェノールA型エポキシ樹脂,ジャパンエポキシレジン社製)に、グラファイトパウダ40重量部(一次粒径50μm,伊藤黒鉛工業社製)と、硬化後に柔軟性を付与できる硬化剤45重量部(ジェファーミン2000,サンテクノケミカル社製)と硬化促進剤5重量部(A189,サンテクノケミカル社製)を添加・混合し、繊維状絶縁基材である無アルカリガラスクロスに塗布した。その後、加熱乾燥して半導電性テープを作製した。
すなわち、評価装置10のアース電極11上に、まず半導電性テープ1を設置し、放電開始前のA−B間における抵抗値を測定した。次に、半導電性テープ1の表面から1mmのギャップが開くように、電極13を絶縁物12により固定し、さらに5kVの電圧を印加して、半導電性テープ1の表面で放電現象を発生させた。この後、放電開始から200時間経過後のA−B間における抵抗値を測定した。そして、このような手順で、実施例1〜5及び比較例1の全ての半導電性テープについて試験を行った。
まず、実施例1と比較例1とを比較してみる。実施例1の半導電性テープでは、無機粒子である層状粘土化合物10重量部と、導電性粒子であるラファイトパウダが、樹脂であるエポキシ樹脂100重量部に充填されている。一方、比較例1では、グラファイトパウダのみが充填されている。表2の放電後の抵抗値が示すように、実施例1では、エポキシ樹脂中で均一分散している10重量部の層状粘土鉱物が放電に対する耐性を発現し、グラファイトパウダの消耗が抑制されるため、抵抗値の上昇が小さくなっている。しかしながら、比較例1では、導電性を持つグラファイトパウダが放電により消耗してしまうため、抵抗値が大きくなり半導電性テープとしての特性が失われている。
Claims (9)
- 層状粘土鉱物系粒子、酸化物系粒子及び窒化物系粒子のうちから選ばれた少なくとも1種からなる無機粒子と、導電性粒子とを樹脂を用いて繊維状絶縁基材に保持させたことを特徴とする半導電性テープ。
- 前記無機粒子は、前記樹脂に対して1〜50重量部の割合で充填されていることを特徴とする請求項1記載の半導電性テープ。
- 前記無機粒子の1次粒径は、1μm未満であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導電性テープ。
- 前記無機粒子の表面は、カップリング剤又は表面処理剤により改質されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導電性テープ。
- 前記層状粘土鉱物系粒子は、スメクタイト群、マイカ群、バーミキュライト群及び雲母群のうちから選ばれた少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1記載の半導電性テープ。
- 前記層状粘土鉱物の層間には、四級アンモニウムイオンが介在されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導電性テープ。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導電性テープを製造するための製造方法であって、
前記無機粒子を前記樹脂中に剪断混合により分散させた後、前記導電性粒子を加え、さらにこれらの混合物を前記繊維状絶縁基材に保持させて製造されることを特徴とする半導電性テープの製造方法。 - 素線導体と、この素線導体の外周にマイカテープを巻回して形成される主絶縁層と、この主絶縁層の外周に、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導電性テープ又は請求項7記載の製造方法で製造された半導電性テープを巻回して形成される半導電性層と、から構成される巻線に対し、エポキシ系の含浸樹脂を用いて加圧含浸処理を施すことより作製されたことを特徴とする絶縁コイル。
- 請求項8記載の絶縁コイルを備えたことを特徴とする回転電機。
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