JPH0521282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はジベンジルベンゼン異性体混合物から
なる新規な電気絶縁油に関する。更に詳しくは、
粘度や流動点が低く、かつ誘電体あるいは絶縁体
としてのプラスチツク材料への含浸性に優れ、ま
たプラスチツク材料を溶解あるいは膨潤すること
が少ない優れた電気絶縁油に関するものである。 ［従来の技術および解決すべき問題点」 従来から、ジベンジルアリール化合物のうち、
ジベンジルトルエンについては、特公昭49−
14320号公報などに電気絶縁油としての利用が提
案されている。しかるに、ジベンジルベンゼンに
ついては、電気絶縁油として実際に利用されてい
る例は未だ知られていない。 更に、近年の油含浸コンデンサーの高電圧化お
よび小型化の傾向は著しく、これに伴い各種のプ
ラスチツク材料が絶縁紙と共に使用されるように
なつた。 油含浸コンンデサーの構成材料としてのプラス
チツク材料は、今後ますます多く使用される傾向
にあり、既に従来の絶縁紙を全てプラスチツク材
料に置換えたものも使用され始めている。このプ
ラスチツク材料を用いた電気機器に使用される電
気絶縁油は、プラスチツク材料と適合性を有する
ことが必要である。すなわち、電気絶縁油がプラ
スチツク材料と接触したときに、プラスチツク材
料を溶解し、もしくは膨潤させると、電気機器の
絶縁耐力を低下させる。また、電気絶縁油は粘度
が高いと含浸不良を起し、やはり絶縁耐力を低下
させる。従つて、電気絶縁油は粘度が低く、かつ
プラスチツク材料との適合性に優れていることが
必要である。 一方、アルミニウムなどからなる蒸着金属層を
電極とする金属蒸着フイルムを巻回してなる金属
化フイルムコンデンサー（以下「MFコンデンサ
ー」という）は、自己回復機能、すなわちセルフ
ヒーリングアクシヨン（Self healing action）
を有するので、電極間に更にフイルムを挿入しな
くても耐電圧を高め得るため小型化できるなどの
理由により広く使用されている。また、このMF
コンデンサーに用いられるフイルムとしては、二
軸延伸されたポリプロピレンフイルムなどが他の
フイルム、例えば、ポリエステルフイルムなどよ
りも安価であり、かつ誘電損失の温度特性が良好
であるので広く用いられている。 また、現在実用化されているMFコンデンサー
は、電気絶縁油などの電気絶縁性の含浸剤を含浸
させない所謂乾式のMFコンデンサーが主流とな
つている。 一般にコンデンサーに限らず、各種の電気機器
は、電極もしくは導体の周囲に電気絶縁性の含浸
剤が存在する方が電位傾度が高められる。すなわ
ち耐電圧が向上するので有利である。また、この
際に適切な電気特性を有する含浸剤を選択すれば
更に電気機器の高電圧化が達成できる。 従つて、含浸式のMFコンデンサーは乾式のも
のよりも好ましいが、ポリプロプレンフイルムを
ベースフイルムとする金属蒸着フイルムは、電気
絶縁性の含浸剤に含浸されると、フイルム寸法が
変化したり、また物理的に離的接着している蒸着
金属層とベースフイルムとの層間に含浸剤が浸透
するなどのために、金属層にクラツクが生じた
り、甚だしい場合には、金属層が剥離し絶縁破壊
に至ることがある。更に、含浸剤はフイルムの巻
回後に含浸させるので、含浸剤の選択が適切でな
い場合には、含浸剤がフイルム層内に充分に浸透
せず、ひいては、所期の含浸効果が期待できない
ことになる。 乾式MFコンデンサーでは、巻回された金属層
の端面および外周部に絶縁破壊がしばしば生じる
傾向があるので、その端面および外周部のみを含
浸含剤で浸し、内部は含浸せずに乾式とした半乾
式のMFコンデンサーとすることにより、ある程
度の改良を達成している。 しかしながら、このような半乾式MFコンデン
サーでは、部分的に含浸されているのみであり、
電極層周囲の大部分は含浸されていないので、そ
の性能改良効果にも限度があり、含浸式のMFコ
ンデンサーと比較して不満足であることは否定で
きない。従つて、含浸式とMFコンデンサーの改
良が従来より種々提案されている。 例えば、特開昭55−36972号公報には、含浸剤
によつて膨潤した金属化フイルムの伸縮率が0.5
％以内になる含浸式のMFコンデンサーが提案さ
れている。また、特公昭57−44005号公報には、
絶縁油によるポリプロピレンフイルムの長さ変化
率が、80℃において0.5％以下であり、かつ、ポ
リプロプレンフイルム中への絶縁油の拡散量が
100℃において10重量％以下となる絶縁油を含浸
させた油浸コンデンサーが開示されており、当該
コンデンサーはMFコンデンサーであつてもよい
としている。 しかしながら、上記のようなMFコンデンサー
では、必ずしも実用に堪えるものが得られない。 従つて、本発明の目的は、実用上優れた性能を
有するジベンジルベンゼンからなる電気絶縁油を
提供することにある。更に本発明の他の目的は、
誘導体としてプラスチツク材料を少なくとも一部
に使用した油含浸コンデンサー、特にMFコンデ
ンサーの含浸に適した電気絶縁油を提供すること
にある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はｐ−ジベンジルベンゼンが10重量％以
下であり、かつｍ−ジベンジルベンゼン／ｏ−ジ
ベンジルベンゼンの重量比が３以上であるジベン
ジルベンゼン異性体混合物からなる電気絶縁油に
関するものである。 ジベンジルベンゼンの合成法として従来から提
案されている方法は、塩化アルミニウムなどのフ
リーデルクラフツ型触媒の存在下に、ベンジルク
ロライド、α，α′−ジクロロキシレンあるいはジ
クロロメタンとベンゼンとを反応させるか、また
はジフエニルメタンとベンジルクロライドとを反
応させる方法などである。更に塩化アルミニウム
などの不均化触媒の存在下にジフエニルメタンを
不均化することによつても合成することができ
る。 上記の方法によつて製造されたジベンジルベン
ゼンは、必ずｏ一体、ｍ−体およびｐ−体の３種
の位置異性体の混合物として得られる。しかるに
３種類の異性体のうち、ｐ−体、すなわちｐ−ジ
ベンゼルベンゼンは結晶化し易い。電気絶縁油は
低温で使用されることが多く、絶縁油中に固体成
分が析出すると、含浸不良などを来すので好まし
くない。 本発明者らは、実質的に固体成分が析出せず、
かつ低温領域でも使用し得る電気絶縁油を得るた
めに、ジベンジルベンゼン異性体混合物について
種々研究を行なつた結果、ジベンジルベンゼン異
性体混合物中、ｐ−ジベンジルベンゼンが10重量
％以下、好ましくは５重量％以下であれば、低温
領域でも固体成分の析出がなく、実用的な電気絶
縁油になることを見出し本発明を完成されたもの
である。 ジベンジルベンゼン異性体混合物中の他の異性
体、すなわち、ｍ−ジベンジルベンゼンとｏ−ジ
ベンジルベンゼンとの割合は、固体成分の析出を
抑制し、混合物が低粘度であり、かつ低流動点で
あることが必要であり、そのためには、ｍ−ジベ
ンジルベンゼン／ｏ−ジベンジルベンゼンの重量
比は３以上、好ましくは５以上である。上限値は
特に限定されず、価格、製造の容易さ、その他の
因子により決定すればよい。 前記のジベンジルベンゼンの製法によつて得ら
れるジベンジルベンゼン中には、通常ｐ−ジベン
ジルベンゼンが10重量％以上含まれている。従つ
て、ｐ−ジベンジルベンゼンの含有量を低下させ
ればよい。例れば10重量％以下とするためには、
深冷分離法によりｐ−ジベンジルベンゼンを析出
させ分離する。あるいはZSM−５またはZSM−
11などのZSM−５型で代表される合成ゼオライ
トである分子篩により、ｐ−ジベンジルベンゼン
を吸着分離することによつても達成できる。 本発明の電気絶縁油は、公知の電気絶縁油であ
るジベンジルトルエンと比較しても、低粘度で低
流動点であり、優れた電気絶縁油である。 更に、本発明の電気絶縁油は、プラスチツク材
料を膨潤させることが少ないので、誘電体の少な
くとも一部をプラスチツク材料で形成した油含浸
コンデンサーに含浸させるために好適である。 油含浸コンデンサーは、誘電体としてのプラス
チツクフイルムと、電極としてアルミ箔などの金
属箔とを巻回してコンデンサー素子を形成し、し
かる後に、常法により電気絶縁油を含浸させたも
のである。プラスチツクとしては、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリメチルペンテンなどのポ
リオレフイン、およびポリエステル、ポリフツ化
ビニリデンなどが挙げられる。好ましいプラスチ
ツク材料はポリオレフインであり、更に好ましく
はポルプロピレンである。また、前記プラスチツ
ク材料からなるフイルムと共に、従来から使用さ
れている電気絶縁紙を併用することもできる。 上記の油含浸コンデンサーのうち、プラスチツ
クフイルム上に、アルミニウムや亜鉛などの金属
層を蒸着などにより形成した金属化（メタライズ
ド）プラスチツクフイルムを電極として巻回し、
しかる後に電気絶縁油を含浸させたコンデンサ
ー、すなわちMFコンデンサーは、本発明の電気
絶縁油を更に好適に含浸し得るものである。プラ
スチツクフイルムとしては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリメチルペンテなどのポリオレフ
インからなるフイルムが好ましく、更に好ましく
はポリプロピレンフイルムである。 本発明のジベンジルベンゼン異性体混合物は、
それ自体電気絶縁油として使用し得る他、勿論、
公知の電絶縁油と混合して使用することもでき
る。従つて、特許請求の範囲および発明の詳細な
説明の欄において「ジベンジルベンゼン異性体混
合物からなる電気絶縁油」とは「ジベンジルベン
ゼン異性体混合物自体からなる電気絶縁油」およ
び「ジベンジルベンゼン異性体混合物を含有する
電気絶縁油」、すなわち「ジベンジルベンゼン異
性体混合物と公知の電気絶縁油との混合物からな
る電気絶縁油」をも包含するものである。 本発明のジベンジルベンゼン異性体混合物と併
用し得る電気絶縁油としては、例えば、精製され
た鉱油、ポリブテンなどのポリオレフイン、ドデ
シルベンゼンなどのアルキルベンゼン、ジフエニ
ルメタン、フエニルトリルエタン、フエニルキシ
リルエタンなどのジアリールアルカン、モノイソ
プロピルビフエニルなどのアルキルビフエニル、
ジイソピロピルナフタルレなどのアルキルナフタ
レン、ジベンジルトルエン、ジスチレン化キシレ
ン、スチレン飽和三量体などのトリアリールジア
ルカンあるいはトリアリールアルカン、DOPな
どのフタル酸エステル、ひまし油などの動植物油
などがあり、これらの１種または２種以上と任意
の割合で混合して使用することができる。 ［作用および効果］ 本発明の電気絶縁油は、ジベンジルベンゼンの
単なる混合物ではなく、特定の組成の異性体混合
物であり、従つて、粘度や流動点が低く、電気機
器に容易に含浸させることが可能であると共に、
コンデンサーのプラスチツクフイルム材料を膨潤
させることがなく、高性能のコンデンサーを製造
することができる。更に後記のように、電気的特
性も良好であり、この種のコンデンサーに対する
含浸用電気絶縁油として非常に優れている。 以下に実施例により本発明を更に詳述する。 ［実施例］ （ジベンジルベンゼン異性体混合物の合成） ジフエニルメタン2500ｇと塩化アルミニウム40
ｇを反応容器に入れ、室温で撹拌しながら600ｇ
の塩化ベンジルを加えて２時間反応させた。反応
終了後、触媒を不活性化し、減圧蒸留により1300
ｇのジベンジルベンゼン異性体混合物（組成物
）を回収した。 次に、上記組成物を10℃で24時間放置したと
ころ、ｐ−ジベンジルベンゼンを主とする固体成
分が析出したので、これを過し、上澄液（組成
物）を回収した。 更に、150℃で、組成物を合成ゼオライト
（ZSM−５）に通し、ZSM−５にｐ−ジベンジル
ベンゼンを選択的に吸着させて分離し、ジベンジ
ルベンゼン異性体混合物（組成物）を回収し
た。 上記の組成物、組成物および組成物の組
成を表１に示す。また、この組成物の物性は以
下の通りであつた。 流動点 −42.5℃ 粘 度 9.0cSt（＠40℃） 絶縁破壊電圧 70（kV／2.5mm）以上 誘電正接（tanδ） 0.01％（＠80℃） 体積固有抵抗（ρ） 5.3×10¹⁵Ω・cm、（＠80℃） 誘電率（ε） 2.55（＠80℃）

【表】 (注) 析出点は、温度を３℃間隔で低下させ
て24時間放置し、固体成分(主にp−ジベ
ンジルベンゼン)が析出した温度を示す。
（コンデンサーの作製および評価） 易含浸タイプのポリプロピレン延伸フイルムの
片面に、常法に従いアルミニウムを蒸着させ、３
mmのマージンのある幅40mmの金属蒸着フイルムを
得た。このフイルムを巻回してコンデンサー素子
を作製し、80℃で常法により上記絶縁油（組成物
）を含浸させることにより容量約5μFのMFコ
ンデンサーを作製した。 コンデンサーは、80℃、30℃および０℃におい
て一定電圧を課電し、半数のコンデンサーが破壊
するまでの平均時間（hr）を求めることにより、
性能評価を行なつた。その結果を表２に示す。 なお、参考のために、特公昭57−44005号公報
に記載された方法に従い、前記フイルムの80℃に
おける長さ変化率および100℃における含浸剤の
フイルムへの拡散量を求めたところ、変化率は
1.6％および拡散量は−3.3重量％であつた。 また、比較のために、組成物のジベンジルベ
ンゼン異性体混合物も同様に含浸させてMFコン
デンサーとし、80℃および30℃における破壊時間
を測定した。その結果を同じく表２に示す。 更に、表１に示す組成物のジベンジルベンゼ
ン異性体混合物（ｍ／ｏ＝2.7）を調製し、これ
を同様に含浸させMFコンデンサーを作製し、そ
の破壊時間を測定した。その結果を同じく表２に
示す。

【表】 ず
×：１時間未満で破壊
以上の結果から解るように、10重量％より多量
のｐ−ジベンジルベンゼンを含有するジベンジル
ベンゼン異性体混合物を含浸させたMFコンデン
サーは、30℃においてｐ−ジベンジルベンゼンが
析出するために、コンデンサーの破壊時間が極端
に短くなつている。 また、本発明の電気絶縁油は、特公昭57−
44005号公報に記載された発明の技術範囲に含ま
れないにも拘らず、コンデンサーとしての性能は
優れたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ｐ−ジベンジルベンゼンが10重量％以下であ
   り、かつｍ−ジベンジルベンゼン／ｏ−ジベンジ
   ルベンゼンの重量比が３以上であるジベンジルベ
   ンゼン異性体混合物からなる電気絶縁油。