JPH0330244B2

JPH0330244B2 -

Info

Publication number: JPH0330244B2
Application number: JP56147005A
Authority: JP
Priority date: 1981-09-19
Filing date: 1981-09-19
Publication date: 1991-04-26
Also published as: DE3234544C2; KR840001761A; CH659727A5; AU537362B2; JPS5850716A; KR870001454B1; DE3234544A1; AU8848082A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はモールドトランスや回転機の界磁巻線
のような電気線輪を熱硬化性樹脂で絶縁処理する
電気機器の絶縁処理方法に関するものである。特に被絶縁物の絶縁処理されるべき絶縁層に熱
硬化性樹脂の硬化を促進する硬化促進剤を処理
し、真空状態の下で全含浸を行うことを特徴とす
る電気機器を絶縁処理方法に関する。重合、または重付加反応等の化学反応する合成
樹脂を真空下で被絶縁物に含浸させる電気機器の
絶縁処理方法は従来より一般的に行われている絶
縁処理方法である。この絶縁処理方法により、電気機器、例えばモ
ールドトランスのような被絶縁物に合成樹脂を含
浸させることは多くの利点がある。その１つは絶
縁物内部に湿気やダスト等の浸入を防ぐための耐
湿、耐汚損性を向上させることである。また絶縁
物内部に空〓部分がなくなるために電気的に有害
なコロナの発生を抑止することができる利点もあ
る。さらに別の利点としては熱伝導率の向上が計
れ温度上昇を低く抑えることができるということ
である。この絶縁方法は導体に絶縁テープ、あるいはシ
ートを巻回した電気線輪等の被絶縁物の絶縁最外
層にあらかじめ反応促進剤を処理した繊維質絶縁
テープ、あるいはシートを巻回し真空下において
熱硬化性樹脂を含浸して熱硬化後も絶縁層に樹脂
を残すものである。ここで、この種の絶縁処理方法において、その
絶縁効果を充分に発揮する上で最も重要なのは反
応促進剤と含浸する熱硬化性樹脂の種類である。例えば従来、絶縁テープに高沸点アミン類を塗
布し絶縁層を形成した後エポキシ樹脂と酸無水物
よりなるワニスを含浸硬化せしめる絶縁処理方法
が考えられている。しかし、エポキシ樹脂と酸無水物硬化剤にアミ
ン類反応促進剤を添加した場合エポキシ樹脂の反
応およびゲル化が極めて速く実用上含浸作業の管
理が困難であり、また熱硬化性樹脂のポツトライ
フを著しく損ねる等の欠点がある。例えば被絶縁
物の絶縁最外層にアミン類を処理し真空下でエポ
キシ樹脂と酸無水物硬化剤を充分に混合撹拌した
ものを含浸させ、含浸終了後被絶縁物を恒温槽に
移して硬化させる。ここで、当然のことながら被絶縁物の温度を上
昇させた場合被絶縁物に含浸された樹脂の粘度は
低下する。この粘度低下が始まつて含浸された熱
硬化性樹脂の硬化が始まるまでの間アミン類を処
理した絶縁最外層は粘度低下の始まつた熱硬化性
樹脂を流出しないように保持しなければならな
い。一般にエポキシ樹脂と酸無水物硬化剤を用い
た場合、これのみでは硬化時間が非常に長く、ア
ミン類を0.1〜５重量部添加して硬化物を得る。
ここで、アミン類を処理した絶縁最外層が充分に
硬化するまで、すなわち熱硬化性樹脂が流出しな
くなるまで被絶縁物に含浸槽に入れたまま温度を
上げることができる。しかし、このような方法では含浸槽に入つた熱
硬化性樹脂もすべて同一温度になつてしまうため
含浸槽に残つた樹脂のポツトライフが短くなり再
使用できず不経済である。このため含浸終了後た
だちに含浸槽より被絶縁物をとり出し恒温槽に移
して硬化させるが、エポキシ樹脂と酸無水物硬化
剤の場合、温度上昇による粘度低下は非常に極端
でアミン類を処理した絶縁最外層が充分に硬化す
るまでの間にせつかく含浸された樹脂が流出して
しまうという欠点がある。本発明は以上の欠点を除去して被絶縁物の耐
湿、耐汚損性が向上し、電気的特性が良好で且つ
熱伝導率の向上により温度上昇を低く抑えること
のできる電気機器の絶縁処理方法を提供すること
を目的とする。また、本発明の他の目的は、熱硬化性樹脂含浸
後、加熱硬化工程に移るまでの間に絶縁層から樹
脂が流出するのを防止して確実に含浸処理のでき
る電気機器の絶縁処理方法を提供することであ
る。以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図において、１はマイカーテープ、カブト
ンテープ、アラミツドテープ等の絶縁テープでこ
れをローラ２ａ，２ｂ，２ｃ……により順次送ら
れ促進剤稀釈溶液３中を通しヒートローラ４ａ，
４ｂにより加熱乾燥させて促進剤処理済の絶縁テ
ープ５を処理形成する。この絶縁テープ５を第２
図に示すように被絶縁物６に巻回して絶縁層７を
形成する。この被絶縁物６は各種の電気機器を対象とする
もので、図では誘導電動機の巻線の場合を示す。次に、この被絶縁物６を同じく第２図に示すよ
うに含浸容器８内に入れ、更にこの含浸容器８と
ともに真空容器９内に適宜の手段により収納固定
している。真空容器９内の空気はバルブ１０ａ，
１０ｂを介して接続された外部の給排気装置１１
の差動により徐々に引き抜かれ圧力が下がり真空
状態にされていく。この排気作業と並行して真空
容器９の上部に設けられた含浸樹脂タンク１２内
の熱硬化性樹脂１３はパルプ１４の開放により真
空容器９の天井から含浸容器８に流れ落ち含浸容
器８内に熱硬化性樹脂１３が満たされる。それ故
に、含浸容器８内に被絶縁物６は真空状態の下で
絶縁層７中に熱硬化性樹脂１３が含浸される。この含浸工程により充分に含浸されたら真空容
器９内に再び給排気装置１１より空気を加圧供給
し大気圧にもどしていく。次に、被絶縁物６を含浸容器８および真空容器
９の中からとり出し熱硬化性樹脂を余滴を摘下除
去し第３図に示すように台車１５に乗せて恒温槽
１６に移し加熱乾燥させる。本発明において用いる含浸用の熱硬化性樹脂１
３は一般式 R₂＜^CO _CO＞Ｎ−R₁−Ｎ＜^CO _CO＞R₂ （式中R₂は炭素一炭素二重結合を有する２価の
有機基であり、R₁は少なくとも２個の炭素原子
を含む２価の有機基を表わす）で表わされるビス
イミド化合物と、分子中に２個以上のエポキシ基
を有するエポキシ樹脂とポリカルボン酸無水物と
からなる熱硬化性樹脂組成物である。絶縁最外層に施こす反応促進剤としては、前記
含浸樹脂の硬化性を向上させる第３級アミン類、
イミダゾール類、三弗化ホウ素錯体、第４級アン
モニウム塩類、過酸化物類等から所望する硬化性
を与える範囲で任意に選択できる。本発明におけるビスイミド化合物としてはエチ
レンビスマレイミド、ヘキサメチレンビスマレイ
ミドｍ−またはＰ−フエニレンビスマレイミド、
４，4′−ジフエニルメタンビスマレイミド、４，
4′−ジフエニルエーテルビスマレイミド、４，
4′−ジフエニルスルホンビスマレイミド、４，
4′−ジシクロヘキシルメタンビスマレイミド、ｍ
−またはＰ−キシリレンビスマレイミド、４，
4′−ジフエニルシクロヘキサンビスマレイミド、
４，4′−ジフエニレンビスマレイミド、Ｎ，N′−
ジチオビス（Ｎ−フエニルマレイミド）、ポリ
（フエニルメチレン）ビスマレイミド等が挙げら
れ、これらは単独又は２種以上混合して使用する
ことができる。エポキシ樹脂としては一般に用いられているも
ので良く、例えばビスフエノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフエノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラツ
ク型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸のポリグリシ
ジルエーテル、アミンをグリシジル化したエポキ
シ樹脂、不飽和化合物をエポキシ化した脂肪族ま
たは脂環式ポリエポキシド、複素環を有するエポ
キシ樹脂、異節環を有するエポキシ樹脂等も用い
ることができる。ポリカルボン酸無水物としては抵触点で比較的
反応性を弱いものが望ましく、例えばフタル酸無
水物、マレイン酸無水物、テトラヒドロフタル酸
無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、エンドメ
チレンテトラヒドロフタル酸無水物、メチルテト
ラヒドロフタル酸無水物、メチルエンドメチレン
テトラヒドロフタル酸無水物、イタコン酸無水
物、シトラコン酸無水物、トデシルコバ酸無水物
を用いることができる。ここで、上述したビスイミド化合物、エポキシ
樹脂、ポリカルボン酸無水物はそれぞれ単体を組
み合わせて使用できることはもちろん例えばヒス
マレイミド化合物の２種以上または、エポキシ樹
脂を２種以上適宜組み合わせて使用することも可
能である。また、ビスイミド化合物とエポキシ樹脂の混合
重量比率は、使用したエポキシ樹脂の重量を基準
にて40〜250％の間にあり好ましくは120〜200％
の範囲で選ばれる。ビスイミド化合物が40％を下
まわれば所望する耐熱性が得られず250％を上ま
われば高粘度となり含浸作業性が大幅に低下す
る。次に本発明を実際に実験した具体的実施例につ
いて説明する。実施例１断面積２×５mmのアラミツドテープ巻き絶縁電
線を２本１組として内径500mm、外形900mm、高さ
150mmのドーナツ形状コイルを作つた。ついで
0.05mmのアラミツドテープを1/2重ね巻きでトロ
イタール状に４回施こしついであらかじめ１ベン
ジル２メチルイミダゾール：エチルアルコール＝
10：90の割合で溶解した溶液に浸漬し風乾したガ
ラステープを1/2重ね巻きで１回巻いた。このよ
うにしてできたドーナツ状コイルを120℃で５時
間乾燥し真空下で処理方法において、熱硬化性樹
脂がビスイミド化合物と分子中に２個以上のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂とポリカルボン酸無
水物とからなる熱硬化性樹脂組成物を含浸した。
含浸終了後、恒温槽に移し120℃×５時間＋180℃
×10時間の熱処理を行つた。比較の意味で同一コイルにエポキシ＋酸無水物
組成物も含浸した。この結果、下表に示すようにいずれも本発明の
方が優れた効果を示す。

【表】上記表において、吸湿後は40℃100％RH48時
間経過後、劣化後は250℃×240時間経過後であ
る。また、CSVはコロナ開始電圧、BDVは絶縁
破壊電圧を示す。実施例２誘導電動機の固定子巻線として断面積1.2×６
mmのボリイミドテープ巻き絶縁電線を横２本縦３
本を組み合わせた巻線に0.05mmのポリイミドテー
プを1/2重ね巻きで２回施こした。ついであらか
じめ１ベンジン２メチルイミダゾール：メチルア
ルコール＝10：90の割合で溶解した溶液に浸漬し
風乾したガラステープを1/2重ね巻きで１回巻い
た。このようにしてできた固定子巻線を固定子鉄
心に挿入後120℃で５時間乾燥し真空下で、熱硬
化性樹脂がビスイミド化合物と分子中に２個以上
のエポキシ基を有するエポキシ樹脂とポリカルボ
ン酸無水物とからなる熱硬化性樹脂組成物を含浸
した。含浸終了後恒温槽に移し120℃×５時間＋
180℃×10時間の熱処理を行つた。比較の意味で
同一コイルにエポキシ＋酸無水物組成物も含浸し
た。尚実施例１、２で比較例で用いたエポキシはエ
ピコート828（シエル社商品名）酸無水物は
HN2200（日立化成株式会社商品名）を用いた。この結果、組成物tan〓の対温度特性、並びに対
電圧特性は第４図、第５図に示すようにいずれも
曲線ａで示す本発明の絶縁処理方法による方が、
曲線ｂで示す従来のエポキシ樹脂＋酸無水物を用
いた絶縁処理方法より優れた特性を示す。次に従来のエポキシ樹脂に酸無水物系硬化剤お
よびアミン系反応促進剤とからなるエポキシ系組
成物と本発明によるビスイミド化合物にエポキシ
樹脂、酸無水物系硬化剤とからなるイミド系組成
物の差について明確に記述する。まず、第６図は
最外層の絶縁テープに処理する反応促進剤の添加
量と一定温度におけるゲルタイムの関係を示す特
性図である。曲線ｃで示すごとくエポキシ系組成
物は反応促進剤の添加量を増すことにより、極端
に短かくなる。イミダ系組成物も同じことが言え
る。しかしビスイミド化合物を含むことにより未
反応の部分が多く存在しエポキシ系組成物に比較
して曲線ｄで示すように非常にゆるやかな特性を
示す。この特性は温度をあげることにより、さら
に明確となる。このことは最外層絶縁テープに処理した反応促
進剤が万一含浸樹脂の中に溶け込んだ場合エポキ
シ系組成物は再使用できないのに比較しイミド系
組成物は再使用できることを示す。ついで、第７図は一定温度における粘度の時間
特性図である。ここでも第６図同様曲線ｅで示す
ようにエポキシ系組成物は短時間で粘度が上昇す
る。しかし、イミド系組成物は未反応の部分が多
く存在し曲線ｆで示すように粘度上昇の傾向を抑
制する方向に作用する。すなわち、ビスイミド化
合物がエポキシ樹脂の増枯中にも反応性稀釈剤と
して作用するため、粘度の時間特性は非常にゆる
やかになる。これは、最外層の絶縁テープに処理した反応促
進剤と含浸した樹脂の反応の始まり、当然含浸樹
脂が漏れなくなるシール効果開始点ｇと完全にゲ
ルして含浸樹脂が漏れなくなる点ｈ迄の時間が被
含浸物を含浸槽から取り出して硬化させる最も適
した作業時間となる。ここで、粘度の温度特性で
急激に増粘するものにおいては作業に最も適した
時間が非常に短かくなるため多少のずれで含浸樹
脂をもすべて硬化させてしまうか、または、被含
浸物にせつかく含浸した樹脂をすべて流出させて
しまうかのどちらかになり、実作業には不向きで
ある。しかし、イミド系組成物ではイミド化合物
が増粘を抑制する反応性稀釈剤として作用するた
め粘度の時間特性は非常にゆるやかであり、この
ことは作業に最も適した時間範囲が非常に長くな
り、作業性の向上がはかれる。すなわち、この時
間範囲が広いため含浸樹脂をもすべて硬化させて
しまつたり、被含浸物に含浸した樹脂を流出させ
てしまうという欠点がなくなる。さらに、この増粘の抑制硬化はビスイミド化合
物の配合量を変えることにより実作業にあわせる
ことも可能である。またビスイミド化合物を含む
ことにより、樹脂組成物のゲルは非常にゆつくり
なされるため一般にいわれている加熱硬化時の硬
化収縮も極力押えることができ、さらにビスイミ
ド化合物を含むことにより硬化終了後の樹脂組成
物はエポキシ系組成物に比較しすぐれた耐熱性を
示す。以上説明のごとく、本発明によれば絶縁槽を形
成した被絶縁物の絶縁層外層に熱硬化性樹脂の硬
化を促進させる触媒を処理する工程と、前記被絶
縁物に真空下でビスイミド化合物を分子中に２個
以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂とポリカ
ルボン酸無水物とからなる熱硬化性樹脂を含浸す
る工程と、熱硬化性樹脂が含浸された被絶縁物を
加熱硬化させる工程とにより絶縁処理するように
したので被絶縁物の耐湿、耐汚損性が向上し電気
的特性が向上し且つ熱伝導率の向上により温度上
昇を低く抑えることのできる絶縁処理方法が得ら
れる。また、熱硬化性樹脂含浸後、加熱硬化工程に移
るまでの間に絶縁層から樹脂が流出するのを防止
して確実に含浸処理のできる電気機器の絶縁処理
方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における促進剤の処
理工程を示す説明図、第２図は同じく含浸工程を
示す断面図、第３図は同じく加熱乾燥工程を示す
断面図、第４図および第５図は本発明の具体的実
験例によるデータを示す特性図、第６図はエポキ
シ系樹脂組成物とイミド系樹脂組成物との促進剤
添加量とゲルタイムと関係を示す特性図、第７図
は同じく一定温度における粘度の時間特性図であ
る。１……絶縁テープ、６……被絶縁物、７……絶
縁層、８……含浸容器、９……真空容器、１３…
…熱硬化性樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】

１絶縁層を形成した被絶縁物の絶縁層外層に熱
硬化性樹脂の硬化を促進させる触媒を処理する工
程と、前記被絶縁物に真空下で熱硬化性樹脂を含
浸する工程と、熱硬化性樹脂が含浸された被絶縁
物を加熱硬化させる工程とから成る電気機器の絶
縁処理方法において、前記熱硬化性樹脂がビスイ
ミド化合物と分子中に２個以上のエポキシ基を有
するエポキシ樹脂とポリカルボン酸無水物とから
なる熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする
電気機器の絶縁処理方法。