JPH0514727B2

JPH0514727B2 -

Info

Publication number: JPH0514727B2
Application number: JP60133766A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Nishigaki; Juji Aimono; Takeshi Nakahara
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1985-06-19
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1993-02-25
Also published as: JPS61292807A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、エポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処
理された電気機器の製造法に関し、更に詳しく
は、電気機器の巻線（コイルと略す）への含浸性
を向上し、且つ、ワニス硬化物の保持率を改善し
た絶縁処理された電気機器の製造法を提供するも
のである。（従来の技術）従来、電動工具用モートル、車両用モートル、
発電機などの稼動中に大きな振動が加わる回転
機、また、点火用トランス、電子レンジ用トラン
スなどの高電圧が発生する機器、電磁コイル等の
電気機器の絶縁用ワニスには、高温時の機械特
性、電気絶縁性、高電圧特性（耐アーク性、耐ト
ラツキング性）に優れた酸無水物硬化型のエポキ
シワニスが多用されている。近年、これらの電気機器に従来以上に性能向
上、信頼性向上などが要求されるようになり、こ
れにともなつて、コイルの線間にワニスが十分含
浸し、硬化物を保持することが強く望まれるよう
になつた。（発明が解決しようとする問題点）これらの電気機器で、高電圧機器のように、線
径の細いエナメル線を用い、且つ巻回数が多いコ
イル、また、スロツト部の占積率の高いモートル
用コイルなどにワニスを処理した場合、従来のエ
ポキシワニスではこれらのコイル内部の線間に十
分含浸されない場合があり、時には起動時にコロ
ナの発生や、また、吸湿した場合などにレアーシ
ヨートを起こし易い欠点があつた。本発明は、前記した従来技術の欠点であるコイ
ル内部の線間への含浸性を改善した電気機器の製
造法を提供することにある。（問題点を解決するための手段）本発明は、 (A) エポキシ樹脂 (B) ４−メチル−Δ⁴−テトラヒドロ−シス、シ
ス−無水フタル酸（以下、4Me−Δ⁴−THPA
とする）及び／又はシス−３−メチル−Δ⁴−テトラヒドロ−シ
ス、シス−無水フタル酸（以下、シス−3Me−
Δ⁴−THPAとする）を酸触媒の存在下に加熱したのち、塩基性触媒
の存在下に加熱して得られる酸無水物混合物ならびに (C) 硬化促進剤を含有する樹脂組成物を用いて絶縁処理する絶縁
処理された電気機器の製造法に関する。本発明における酸無水物異性体混合物は、次の
ようにして得ることができる。 4Me−Δ⁴−THPA、シス−3Me−Δ⁴−THPA
又はこれらの混合物が先ず、酸触媒の存在下に加
熱され、ついで塩基性触媒の存在下に加熱され
る。この順序を逆にしたのでは、本発明の目的を
達成するような酸無水物混合物を得ることができ
ない。 4Me−Δ⁴−THPAを原料とした場合は、酸触
媒の存在下に加熱することにより、４−メチル−
Δ³−テトラヒドロ−シス、シス−無水フタル酸
（以下、4Me−Δ³−THPAと略す）が生成し、さ
らに、条件によつては、４−メチル−Δ₂−テト
ラヒドロ−シス、シス−無水フタル酸及び／又は
４−メチル−Δ¹−テトラヒドロ−シス、シス−
無水フタル酸が生成する。ついで、塩基性触媒の
存在下に、加熱するとガスクロマトグラフイーに
よる分析により、上記した化合物以外の生成が認
められる。この化合物は、4Me−Δ⁴−THPA及
び／又は4Me−Δ³−THPAの異性体、特に、塩
基性触媒の活性から立体異性体であると考えられ
る。シス−3Me−Δ⁴−THPAを原料とした場合、
酸触媒の存在下に加熱することにより、トランス
−３−メチル−Δ⁴−テトラヒドロ−シス、シス
−無水フタル酸（以下、トランス−3Me−Δ₄−
THPAと略す）が生成する。このとき、反応生
成物は、シス−3Me−Δ⁴−THPA及びトランス
−3Me−Δ⁴−THPA以外に、これらの異性体を
含有している可能性がある。この反応生成物は、
ついで、塩基性触媒の存在下に加熱するとトラン
ス−3Me−Δ⁴−THPAの量が増し、ガスクロマ
トグラフイーによる分析によるとシス−3Me−
Δ⁴−THPA及びトランス−3Me−Δ⁴−THPA以
外の化合物の生成が認められる。一方、シス−
3Me−Δ⁴−THPAを塩基性触媒の存在下に加熱
することにより、トランス−3Me−Δ⁴−THPA
が生成し、これとシス−3Me−Δ⁴−THPAの混
合物が得られることが知られており、従つて、本
発明において、シス−3Me−Δ⁴−THPA及びト
ランス−3Me−Δ⁴−THPA以外の上記した化合
物が生成することは、シス−3Me−Δ⁴−THPA
を酸触媒の存在下に加熱した時点で、シス−3Me
−Δ⁴−THPA、トランス−3Me−THPA及び塩
基性触媒の存在下での加熱後に存在が認められる
化合物と異なり、該化合物の生成の因子となる化
合物が生成していることが考えられる。しかし、
この存在は、ガスクロマトグラフイーによる分析
では確認できなかつた。少なくとも、シス−3Me
−Δ⁴−THPAについて、酸触媒の存在下に加熱
する工程は、重要な工程である。これは下記の実
施例と比較例を比較するとわかるように、シス−
3Me−Δ⁴−THPAを用いた本発明の酸無水物混
合物とシス−3Me−Δ⁴−THPAを塩基性触媒の
存在下に加熱して得られる酸無水物混合物との間
に作用効果上、顕著な差異があるからである。酸触媒又は塩基性触媒の存在下での加熱は、い
ずれの場合も、好ましくは100〜250℃、特に好ま
しくは150〜200℃で行なわれる。この温度が低す
ぎると加熱処理が不十分で、充分な異性化が行な
われず、高すぎると高分子量の副生物が生成しや
すくなる。また、酸触媒及び塩基性触媒は、それぞれ、
4Me−Δ⁴−THPA、シス−3Me−Δ⁴−THPA又
はこれらの混合物に対して好ましくは0.05〜５重
量％使用されるのが好ましい。この量が少なすぎ
ると加熱処理時間が長くなり、多すぎると高分子
量の副生物が生成しやすくなる。また、酸触媒又は塩基性触媒の存在下での加熱
は、いずれの場合も、通常0.5〜20時間、好まし
くは３〜10時間行なえばよい。酸触媒の存在下での加熱終了後は、ひきつづい
て又は蒸留等により酸無水物を採取することによ
つて酸触媒及び場合により高分子量の副生物を分
離した後に、塩基性触媒の存在下での加熱に供さ
れる。塩基性触媒の存在下での加熱後は、反応生成物
を精製することなく又は蒸留等により触媒等を除
去して精製後、酸無水物混合物として使用に供さ
れる。塩基性触媒の使用量は、酸触媒の存在下での加
熱後該酸触媒を除去することなく塩基性触媒の存
在下に加熱する場合は、酸触媒の中和分は含まれ
ない。酸触媒としては、硫酸、リン酸、ポリリン酸、
BF₃・エーテラート、BF₃・フエノラート、
AlCl₃，TiCl₄，ZnCl₄、カチオン交換樹脂等を使
用することができる。塩基性触媒としては、ナトリウム、カリウム、
リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、酸化物、
アルコラート、フエノラート等、Ｎ，Ｎ−ジブチ
ルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、ジメチ
ルアミノエタノール等の三級アミン、トリエチル
ベンジルアンモニウムクロライド等の四級アンモ
ニウム塩等がある。本発明における酸無水物混合物は、その製造時
に、原料となる４−Me−Δ⁴−THPA及び／又は
シス−3Me−Δ⁴−THPAにさらに、脂環式ジカ
ルボン酸無水物、芳香族ジカルボン酸無水物等を
最初から又は途中から存在させて得たものでもよ
く、又は、これらを反応終了後添加して得たもの
でもよい。このようなジカルボン酸無水物として
は、４−Me−Δ⁴−THPA、シス−3Me−Δ⁴−
THPA以外に、テトラヒドロ無水フタル酸、３，
６−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、
ヘキサテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸等がある。本発明に用いられるエポキシ樹脂は分子内に２
個以上のエポキシ基を含有するものであり、例え
ばビスフエノールＡとエピクロールヒドリンとか
ら得られるビスフエノールＡ型エポキシ樹脂、ビ
スフエノールＦとエピクロールヒドリンとから得
られるビスフエノールＦ型エポキシ樹脂、フタル
酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸、セバチン酸、ドデカン酸等のポリカルボン酸
のグリシジルエステル、１，４−ブタンジオー
ル、１，６−ヘキサンジオール、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、トリメチ
ロールプロパン等の多価アルコールのグリシジル
エーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチ
ル（３，４−エポキシシクロヘキサン）カルボキ
シレート等の脂環式エポキシ樹脂、液状ポリブタ
ジエンのエポキシ化物等が挙げられる。なお、酸無水物混合物の使用量は上記エポキシ
樹脂に含まれるエポキシ基１当量当たり、0.6〜
1.3当量の範囲が好ましい。その他の酸無水物を
用いる場合にはこの量も含めてこの範囲とされ
る。本発明に用いられる硬化促進剤としては、例え
ば２−エチル４−メチルイミダゾール、１−シア
ノエチル４−メチルイミダゾール、１−ベンジル
２−エチルイミダゾール等のイミダゾールおよび
その誘導体、トリスジメチルアミノメチルフエノ
ール等の第３級アミン類等が挙げられる。硬化促
進剤量の使用量には特に制限はないが、酸無水物
混合物100重量部当たり0.1〜6.0重量部の範囲が
好ましい。次いで上記の樹脂組成物を用いた絶縁処理され
た電気機器の製造法の一例について説明する。電子レンジ用トランス、点火用トランス、電磁
コイル等においては、例えばこれらを100〜150℃
で0.5〜２時間予熱したあと、上記の樹脂組成物
に浸漬後５〜30mmＨｇの減圧下にして0.5〜５分
間保つて上記の樹脂組成物をコイルに含浸させ
る。その後、常圧に戻して、例えば90〜110℃で
１時間、ついで120〜160℃で１時間含浸された樹
脂組成物を加熱硬化させて、絶縁処理された電子
レンジ用トランス等とされる。モートルのステータ、アーマチユアにおいて
は、例えばこれらを100〜150℃で0.5〜２時間予
熱したあと、上記の樹脂組成物に浸漬するか、こ
れを滴下し、常圧下または必要に応じて減圧下で
0.5〜３分間コイルに含浸させる。その後、常圧
下で120〜150℃で２時間含浸された樹脂組成物を
加熱硬化させて、絶縁処理されたモートルとされ
る。（発明の効果）本発明の製造法により、コイル内部の線間への
含浸性及びワニス硬化物の保持が改善され、信頼
性に優れた絶縁処理された電気機器が得られる。（実施例）次に、本発明の実施例を示す。以下、部及び％
は、それぞれ、特にことわらないかぎり重量部及
重量％を意味する。実験例 (1) 酸無水物混合物の製造 4Me−Δ⁴−THPA（融点63〜65℃）1000部にポ
リリン酸３部を加え、170℃で５時間加熱し、反
応生成液(A)を少量採取し、下記ガスクロマトグラ
フイーによる分析に供した。さらに、該反応生成液(A)にジメチルエタノール
アミン３部を加え、170℃で５時間加熱した。得
られた反応生成液を３mmＨｇ、131〜135℃で減圧
蒸留して淡黄色透明液体（酸無水物混合物）887
部を得た。この淡黄色透明液体を少量採取し、下記ガスク
ロマトグラフイーによる分析に供した。 (2) ガスクロマトグラフイーによる分析反応生成液(A)の少量を３mmＨｇ、131〜135℃で
減圧蒸留した後、ジアゾメタンにより酸無水物を
ジメチルエステル化し、ガスクロマトグラフイー
で分析した。その結果、4Me−Δ⁴−THPAに基づくピーク
及び4Me−Δ³−THPAに基づくピークが、それ
ぞれ、面積比で28.3％及び71.7％の割合で現われ
た。4Me−Δ⁴−THPAは、その純品を同様にし
て分析したときのリテンシヨンタイムの一致及び
上記ジメチルエステル化したものの核磁気共鳴
（NMR）スペクトルにおける4Me−Δ⁴−THPA
に特有な5.62ppmのシグナルから同定した。ま
た、4Me−Δ³−THPAは、前記(1)における酸触
媒の存在下での加熱により、該化合物が生成する
ことが知られていること及び上記NMRスペクト
ルにおいて4Me−Δ³−THPAに特有の5.44ppm
のシグナルが存在することから同定した。前記(1)で得られた淡黄色透明液体（酸無水物混
合物）の少量をジアゾメタンで処理することによ
りジメチルエステル化し、ガスクロマトグラフイ
ーで分析した。その結果、反応生成液(A)について現われた4Me
−Δ⁴−THPAに基づくピーク及び4Me−Δ³−
THPAに基づくピーク以外に、二つのピークが
現われた。この二つのピークを各々、4Me−
THPA及び4Me−THPAに基づくものとす
る。ピークの出現する順序は、4Me−Δ⁴−
THPA，4Me−Δ³−THPA，4Me−THPA及
び4Me−THPAの順序であり、各ピークの面
積比率は、順に14.1％、18.5％、30.4％及び37.0
％であつた。なお、上記4Me−THPA及び4Me−THPA
は、ともに、4Me−Δ⁴−THPAを出発原料と
し、構造異性化触媒として知られる酸触媒及び立
体異性化触媒として知られる塩基性触媒の存在下
に加熱することにより生成されるので、４−メチ
ルテトラヒドロ無水フタル酸であつて、4Me−
Δ⁴−THPA及び4Me−Δ³−THPAに対して異性
体であると考えられる。実施例１，２実験例において4Me−Δ⁴−THPA1000部の代
わりに4Me−Δ⁴−THPA700部とシス−3Me−Δ⁴
−THPA300部の混合物を使用した以外は、実験
例と同様にして淡黄色透明な酸無水物混合物
（）885部を得た。 25℃における粘度は28.2センチポアズであり、
−15℃で15日間放置しても析出しなかつた。また
ガスクロ分析の結果、異性化が起つていることを
確認した。実施例３ナフサの分解によつて得られたC₅留分からシ
クロペンタジエンを除く処理をした留分と無水マ
レイン酸を加熱反応させて、4Me−Δ⁴−
THPA70％及びシス−3Me−Δ⁴−THPA27％及
び３，６−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタ
ル酸３％からなる原料酸無水物混合物1000部にポ
リリン酸３部を加え、180℃で５時間加熱した。
ついで、得られた反応生成液にジメチルエタノー
ルアミンを添加し、さらに180℃で５時間加熱し
た。ついで、減圧蒸留して淡黄色透明な酸無水物混
合物（）855部を得た。 25℃における粘成は32.5センチポアズであり、
−15℃で15日間放置後も結晶は析出しなかつた。実施例４ 4Me−Δ⁴−THPAを300部及びシス−3Me−Δ⁴
−THPAを700部とした以外、実験例と同様にし
て淡黄色透明の酸無水物（）を得た。 25℃における粘度は26.0センチポアズであり、
−15℃で15日間放置後も結晶は析出しなかつた。以上で得た３種の酸無水物混合物を用いて表１
に示す配合の樹脂組成物を作成し、ワニスの粘
度、硬化物の機械強度、モデルコイルでの含浸
率、浸水後の絶縁抵抗を評価した。比較例１〜２実施例３で用いた原料酸無水物混合物1000部に
ポリリン酸３部を加えて180℃で５時間加熱した。
ついで減圧蒸留によつて972部の淡黄色透明液体
を得た。 25℃における粘度は56.0センチポアズであり、
−15℃で15日間放置後も結晶は析出しなかつた。この異性化Me−THPAを用いて、表１に示す
配合の樹脂組成物を作成し、実施例と同様に評価
した。表１から明らかなように、本発明における樹脂
組成物を用いて絶縁処理することによつて、コイ
ル内部への含浸性及びワニス硬化物の保持率が向
上され、信頼性に優れた電気機器の製造が可能と
なる。

【表】（試験方法）１粘度均一に混合した樹脂組成物300ｇを300mlビーカ
ーに入れ、25℃での粘度をBL型回転粘度計（東
京計器製）で測定した。２機械強度（引張り強さ、伸び率） JIS Ｋ 6301 １号ダンベルの金型に樹脂組成
物を注入し、120℃で１時間更に、150℃で２時間
加熱して、試験片を作成する。この試験片を用い
て、23℃における引張り強さ、伸び率を、島津製
作所製オートグラフIS−10Tで測定した。３モデルコイルの含浸率第１図に断面図を示すモデルコイルを用いて行
なつた。高さ20mmのポリブチレンテレフタレート
製ボビンに直径0.29mmの１種仕上げのポリエステ
ルエナメル銅線（1PEWと略す）２を２本パラ巻
きで、1300ターン巻いたモデルコイルを作成す
る。このモデルコイルを100℃で１時間予熱した
あと、室温に10分間放置する。その後、モデルコ
イルを樹脂組成物に浸漬し、30mmHgの減圧下で
２分間保つて、樹脂組成物を含浸させた後に常圧
にもどし、モデルコイルを120℃で２時間加熱し
て樹脂組成物を硬化させた。このモデルコイルの
中央部を切断し、樹脂組成物の含浸性を顕微鏡で
観察し、含浸率を下記の式から算出した。含浸率（％）＝（１−Ｖ／Ｔ）×100 Ｔ：コイルの巻回数Ｖ：コイル内のボイドの数４浸水後の絶縁抵抗モデルコイルの含浸率の評価に用いたものと同
じモデルコイルを作成し、同じ条件で、樹脂組成
物を含浸及び加熱硬化させた。このモデルコイル
を80℃の水に７日間浸漬したあと、水の中から取
出し、室温に10分間放置した。室温に10分間放置
したモデルコイルの巻線間の絶縁抵抗を安藤電機
製、TR−8601型絶縁抵抗計を用いて測定した。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例、比較例で行なつたモデルコイ
ルの含浸率及び浸水後の絶縁抵抗の試験に用いた
モデルコイルの断面の略図である。符号の説明、１…ポリブチレンテレフタレート
製ボビン、２…直径0.29mm1PEW。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) エポキシ樹脂 (B) ４−メチル−Δ⁴−テトラヒドロ−シス、シ
ス−無水フタル酸及び／又はシス−３−メチル−Δ⁴−テトラヒドロ−シ
ス、シス−無水フタル酸を酸触媒の存在下に加熱したのち、塩基性触媒
の存在下に加熱して得られる酸無水物混合物ならびに (C) 硬化促進剤を含有する樹脂組成物を用いて絶縁処理するこ
とを特徴とする絶縁処理された電気機器の製造
法。