JPH10251381A

JPH10251381A - 含浸用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH10251381A
Application number: JP9061388A
Authority: JP
Inventors: Shinji Murai; 伸次村井; Shuji Hayase; 修二早瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-22
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JP3651729B2; US5969059A

Abstract

(57)【要約】【課題】長期保存安定性、短時間硬化性、および高含
浸性を有し、硬化後には、極めて良好な電気特性や機械
特性を示す含浸用樹脂組成物を提供する。【解決手段】脂環式エポキシ化合物と、酸無水物と、
有機基を有するアルミニウム化合物と、ブチルグリシジ
ルエーテルとを含有する樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含浸用樹脂組成物
に係り、特に車輌用回転電機、一般産業用回転電機、ま
たは変圧器等の静止誘導電機装置の電気絶縁線輪に用い
られる含浸用樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車輌用回転電機および一般産業用
回転電機は、小型軽量化の要求が益々高くなり、特に、
回転電機の電気絶縁線輪は絶縁性に優れたものが要求さ
れている。

【０００３】このような電気絶縁線輪の絶縁層は、例え
ば次のようにして作製される。すなわち、まず、ガラス
繊維やポリアミド等の無機繊維、あるいは有機繊維から
なる織布や不織布；有機高分子フィルムなどの基材に集
成マイカを貼り合わせたマイカシート、およびこれらを
テープ状に切断したマイカテープとバインダとを含む絶
縁基材でコイル導体の表面を覆って所望の厚さの被覆層
を形成する。次いで、得られた被覆層に低粘度の不飽和
ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬
化性の含浸ワニスを真空または加圧含浸し、硬化させる
ことによって絶縁層を形成する。

【０００４】なお、含浸ワニスとしては、種々の特性の
バランスが優れているエポキシ系樹脂が一般に用いられ
ている。一方、マイカ絶縁テープのバインダとしては、
巻回作業性の点からべとつきの少ないものか、または固
体状のものが要求される。絶縁層の耐熱性を向上させる
ためには、高耐熱性を有する固体状のエポキシ化合物ま
たはエポキシとマレイミドとをバインダに配合したマイ
カ絶縁テープを導体に巻回し、この絶縁テープにエポキ
シ／酸無水物硬化系のワニスを含浸することが提案され
ている。

【０００５】エポキシ樹脂の硬化剤として酸無水物を用
いると、エポキシ樹脂系の低粘度化を図れるうえに、電
気的特性、機械的特性等の良好な硬化樹脂層を形成する
ことができる。

【０００６】特に耐熱性を重視した電気機器の電気絶縁
線輪を製造する際には、絶縁層の耐熱性を向上させるた
めに、比較的高粘度のワニスが用いられているが、絶縁
テープへのワニスの含浸性を高めるために、通常、ワニ
スを加熱してその粘度を下げて含浸作業を行なってい
る。このようにワニスを加熱すると、貯蔵期間（含浸ワ
ニスの可使時間）が短くなるという問題が避けられな
い。

【０００７】これに対し、上述したようなエポキシ酸無
水物硬化系のワニスは、低粘度ゆえに可使時間は長いも
のの硬化の際に比較的高い温度と長時間とが必要とされ
るため、一般には硬化促進剤が配合されている。しかし
ながら、硬化促進剤をワニスに直接添加するとワニスの
粘度が上昇するので、高粘度のワニスの場合にように貯
蔵期間が短くなってしまう。

【０００８】特に電気絶縁線輪の絶縁層へのワニスの含
浸は、ワニスを満たした含浸タンクに絶縁線輪を入れて
含浸し、それが終わると新たに別の絶縁線輪を入れて含
浸させるというように、含浸ワニスは何度も繰り返して
使用される。このため、含浸ワニスは貯蔵期間の長いも
のが望まれており、含浸ワニスの硬化促進剤としてワニ
スの貯蔵期間に影響を与えない潜在性のものが種々検討
されている。

【０００９】このような潜在性の硬化促進剤としては、
例えば、第４級ホスホニウム系化合物、イミダゾール系
化合物、３フッ素化ホウ素アミン系化合物、第３級アミ
ンとエポキシとの付加反応生成物、テトラフェニルボロ
ン錯体、および金属アセチルアセトネート等種々のもの
が知られている。

【００１０】さらに、ワニスの貯蔵期間を引き延ばすた
めの他の手法として、硬化促進剤をマイクロカプセル化
してワニス中に分散させることが提案されている。かか
るワニスを所定の温度以上で加熱することによりカプセ
ルが溶解して硬化促進剤がワニス中に溶出し、それによ
って硬化反応を促進するものであるが、この場合には次
のような欠点を伴なってしまう。

【００１１】含浸ワニスは緻密な絶縁層に含浸されるの
で、硬化促進剤は含浸温度においてワニス中に溶解して
いなければならない。マイクロカプセル化された硬化促
進剤は、ある一定の粒径を有しているため、絶縁層が厚
い場合にはマイクロカプセルが絶縁層内部まで十分に進
入しないおそれがある。この場合には、絶縁層の内部に
おける硬化促進剤が不足するので加熱硬化時に硬化不良
を起こし、甚だしい場合には樹脂が発砲してしまい、結
果として、得られる硬化物の電気特性は極めて劣悪なも
のとなる。

【００１２】また、含浸ワニスに硬化促進剤を直接添加
した場合には、上述したようにワニスの貯蔵期間が短く
なったり硬化物の特性が低下したりすることから、硬化
促進剤をワニスではなく、絶縁層に予め添加しておく方
法も提案されている。具体的には、硬化促進剤を絶縁テ
ープのバインダ中に添加しておく、あるいはコイル導体
に絶縁テープを巻回後、硬化促進剤の溶液を浸み込ませ
て乾燥しておき、このような絶縁テープにワニスを含浸
し、加熱硬化するという方法である。

【００１３】しかしながら、硬化促進剤が添加された絶
縁層においては、硬化促進剤の含まれていない主絶縁層
の層間の空隙部分が、硬化促進剤の含まれている絶縁基
材部分よりも遅れて硬化する。その結果、均一な絶縁層
が形成されにくくなるとともに、線輪の外側表面に付着
した樹脂が硬化しにくくなるなどの欠点が有している。

【００１４】また、線輪の絶縁基材層に樹脂を含浸させ
た後、これを含浸容器から取り出し、恒温槽内において
加熱処理を施すことにより絶縁基材層に浸透した樹脂を
硬化する過程において、絶縁基材層に含浸した樹脂が硬
化する前に流出してしまうという問題がある。

【００１５】含浸樹脂として使用されているエポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂は、加熱硬化の際の温度上昇によっ
て一時的に粘度が低下するという粘度特性を有している
ので、上述したような加熱硬化過程におけるワニスの流
出は避けられないものの、樹脂の流出が生じると緻密な
絶縁層を形成することが困難となる。これに加えて、ワ
ニスの流出により絶縁層内部にボイドが生じ、コロナ特
性等の電気特性や線輪の熱放散性が著しく低下してしま
う。

【００１６】さらにまた、電気機器の生産性の効率を向
上させるためには、含浸樹脂は、含浸性および短時間硬
化性を有するのみならず、バインダ裏打ち絶縁テープの
種類によらず、良好な絶縁層を形成可能であることが要
求される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、絶縁層および
含浸ワニスの両方に粉体の潜在性の硬化促進剤を含有さ
せ、これらを用いて電気絶縁線輪を製造する方法が提案
されている。しかしながら、この方法においてもワニス
中における硬化促進剤の分散安定性が悪く、長期保管中
に沈殿等が生じるなど、必ずしも十分とはいえなかっ
た。

【００１８】また、絶縁層のバインダーに硬化促進剤を
予め添加した場合には、絶縁テープ作製用としてバイン
ダー樹脂と硬化促進剤とを溶解させた溶液が、数回の使
用によりゲル化するという問題があった。さらに、この
ようにして作製された絶縁テープにおいては、長期間保
存すると次第にバインダーの反応が進行し、それに伴な
ってテープが次第に固くなり、絶縁コイルへのテープの
巻回作業性が低下するという問題が生じる。

【００１９】このような巻回作業性の悪いテープを用い
て絶縁コイルを作製すると、製品の外観を損なうことに
加え、絶縁層の電気的、機械的特性が低下するので、電
気絶縁線輪としての信頼性が失われてしまう。したがっ
て、上述したような絶縁テープは低温雰囲気下で保管す
る、あるいは作製した絶縁テープは速やかに使用しなけ
ればならないなどの制約があった。

【００２０】上述したように、電気絶縁線輪用の含浸ワ
ニスとして用いられる樹脂組成物には、多くの特性が要
求されるものの、これら全てを兼ね備えた含浸用樹脂組
成物は未だ得られていないのが現状である。

【００２１】そこで、本発明は、長期貯蔵安定性、短時
間硬化性、および高含浸性を備え、硬化後には、極めて
良好な電気特性や機械特性を示す含浸用樹脂組成物を提
供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、脂環式エポキシ化合物と、酸無水物と、
有機基を有するアルミニウム化合物と、ブチルグリシジ
ルエーテルとを含有することを特徴とする含浸用樹脂組
成物を提供する。

【００２３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
含浸用樹脂組成物に含有される脂環式エポキシ化合物
は、環が直接エポキシ化された脂環式化合物であり、例
えば以下に示す一般式（２）または（３）で表わされる
化合物を挙げることができる。

【００２４】

【化１】（上記一般式中、Ｒは、アルキル基、エーテル結合、エ
ステル結合、チオエーテル結合、スピロ環などを有し、
２つ以上のエポキシ化環を結合させる有機基であり、ｎ
は１以上の整数である。）より具体的には、脂環式エポキシ化合物としては、以下
に示すものが挙げられる。

【００２５】

【化２】

【００２６】さらには、チッソノックス２２１（商品
名、チッソ社）などとして市販されている脂環式エポキ
シ化合物を用いてもよい。上述した脂環式エポキシ化合
物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することが
できるが、低粘度化して含浸性をよくするために下記一
般式（１）で表わされる化合物が特に好ましい。

【００２７】

【化３】

【００２８】本発明に用いられる脂環式エポキシ化合物
のエポキシ当量は、特に限定されないが、硬化速度の観
点からはエポキシ当量は２００以下であることが好まし
い。本発明の含浸用樹脂組成物中における脂環式エポキ
シ化合物の配合量は、粘度等に応じて適宜決定すること
ができるが、通常全重量に対して２０％以上７０％以下
程度である。

【００２９】なお、樹脂組成物の粘度、長期貯蔵安定
性、および反応性等の観点から、脂環式エポキシ化合物
以外のエポキシ化合物を含有しないことが最も好ましい
が、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、ビスフ
ェノール型エポキシ化合物等を併用してもよい。

【００３０】また、貯蔵安定性の点から、本発明に用い
られる脂環式エポキシ化合物は、ある程度の純度が要求
され、例えば、脂環式エポキシ化合物中に含有されるイ
オン酸成分、特にＮａイオンの濃度が３０ｐｐｍ以下で
あることが好ましい。

【００３１】本発明の含浸用樹脂組成物において硬化剤
として作用する酸無水物としては、例えば、無水フタル
酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタ
ル酸、メチル−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、ナジック酸無水物、メチルナジ
ック酸無水物、クロレンディック酸無水物、ドデシニル
無水コハク酸、メチル無水コハク酸、ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸無水物、ピロメリット酸無水物、および
無水マレイン酸などが挙げられる。

【００３２】上述したような酸無水物は、脂環式エポキ
シ化合物と適宜組み合わせて用いることができるが、例
えば、セロキサイド２０２１ＰにはＱＨ２００が好まし
い。また、本発明の含浸用樹脂組成物における酸無水物
の当量比は、脂環式エポキシに対して０．２以上１．５
以下程度、さらには０．３以上１．２以下程度とするこ
とが好ましい。０．２未満の場合には硬化が不十分とな
り、一方１．５を超えると、耐湿性が低下するおそれが
ある。

【００３３】本発明の含浸用樹脂組成物において、有機
基を有するアルミニウム化合物は硬化促進剤として作用
するものであり、かかる化合物としては例えば、アルミ
ニウム原子にアルコキシ基、フェノキシ基、アシルオキ
シ基、β−ジケトナト基、およびｏ−カルボニルフェノ
ラト基などが結合した有機アルミニウムの錯体化合物が
挙げられる。

【００３４】ここで、アルコキシ基としては、炭素数１
〜１０のものが好ましく、より具体的にはメトキシ、エ
トキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシな
どが挙げられ、フェノキシ基としてはフェノキシ基、ｏ
−メチルフェノキシ基、ｏ−メトキシフェノキシ基、ｏ
−ニトロフェノキシ基、２，６−ジメチルフェノキシ基
などが挙げられる。また、アシルオキシ基としては、ア
セタト、プロピオナト、イソプロピオナト、ブチラト、
ステアラト、エチルアセトアセタト、プロピルアセトア
セタト、ブチルアセトアセタト、ジエチルマラト、ジピ
バロイルメタナトなどの配位子が挙げられ、β−ジケト
ナト基としては、例えば、アセチルアセトナト、トリフ
ルオロアセチルアセトナト、ヘキサフルオロアセチルア
セトナト、アセトナト、および以下に示す化学式で表わ
される配位子などが挙げられる。

【００３５】

【化４】

【００３６】また、ｏ−カルボニルフェノラト基として
は、例えば、サリチルアルデヒダトが挙げられる。上述
したような有機基が結合したアルミニウム化合物として
は、例えば、トリスメトキシアルミニウム、トリスエト
キシアルミニウム、トリスイソプロポキシアルミニウ
ム、トリスフェノキシアルミニウム、トリスパラメチル
フェノキシアルミニウム、イソプロポキシジエトキシア
ルミニウム、トリスブトキシアルミニウム、トリスアセ
トキシアルミニウム、トリスステアラトアルミニウム、
トリスブチラトアルミニウム、トリスプロピオナトアル
ミニウム、トリスイソプロピオナトアルミニウム、トリ
スアセチルアセトナトアルミニウム、トリストリフルオ
ロアセチルアセトナトアルミニウム、トリスヘキサフル
オロアセチルアセトナトアルミニウム、トリスエチルア
セトアセタトアルミニウム、トリスサリチルアルデヒダ
トアルミニウム、トリスジエチルマロラトアルミニウ
ム、トリスプロピルアセトアセタトアルミニウム、トリ
スブチルアセトアセタトアルミニウム、トリスジビバロ
イルメタナトアルミニウム、ジアセチルアセトナトビバ
ロイルメタナトアルミニウム、さらに下記化学式で表わ
される化合物が挙げられる。

【００３７】

【化５】

【００３８】

【化６】

【００３９】

【化７】

【００４０】本発明において、上述したような有機基を
有するアルミニウム化合物は、単独でまたは２種以上を
混合して用いることができるが、貯蔵安定性の点からア
ルミニウムトリスアセチルアセトナートが特に好まし
い。

【００４１】有機基を有するアルミニウム化合物の配合
量は、酸無水物、脂環式エポキシ化合物およびブチルグ
リシジルエーテルの１００重量部に対して、０．００１
〜１．０重量部の範囲であることが好ましく、０．００
５〜０．５重量部の範囲であることがより好ましい。有
機基を有するアルミニウム化合物の量が０．００１重量
部未満の場合には、硬化が不十分となるおそれがあり、
一方、１．０重量部を超えるとワニスの貯蔵時間が短く
なる傾向がある。

【００４２】本発明の含浸用樹脂組成物に配合されるジ
ブチルグリシジルエーテルは、反応性の希釈剤として作
用するものであり、その配合量は、脂環式エポキシ化合
物と酸無水物とブチルグリシジルジエーテルとの合計量
１００重量部に対して、例えば、１％以上３０％以下、
さらには５％以上２５％以下とすることが好ましい。１
％未満の場合には貯蔵安定性が悪くなり、一方、３０％
を超えると、機械的強度が低下するおそれがある。

【００４３】反応時間を短くするためには、Ｓｉ−Ｈ結
合を含む化合物が含有されることが好ましい。Ｓｉ−Ｈ
結合を含む化合物としては、フェニルシラン、トリス
（２−クロロエトキシ）シラン、ブチルジメチルシラ
ン、メチルフェニルシラン、ジメチルフェニルシラン、
オクチルシラン、メチルフェニルビニルシラン、トリプ
ロピルシラン、ジフェニルシラン、ジフェニルメチルシ
ラン、トリペンチルオキシシラン、トリフェニルシラ
ン、トリヘキシルシラン、１，１，３，３−テトラメチ
ルジシロキサン、ペンタメチルジシロキサン、１，４−
ビス（ジメチルシリル）ベンゼン、１，１，３，３，
５，５−ヘキサメチルトリシロキサン、１，３，５，７
−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，１，１，
３，５，７，７，７−オクタメチルテトラシロキサン、
トリス（トリメチルシロキシ）シラン、１，３，５，
７，９−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、デカメ
チルシクロペンタシロキサン等のシラン化合物が挙げら
れる。

【００４４】これらのシラン化合物の配合量は、酸無水
物、脂環式エポキシ化合物およびブチルグリシジルエー
テルの合計量１００重量部に対して０．００１〜１０重
量部の範囲であることが好ましく、０．００５〜５重量
部であることがより好ましい。０．００１重量部未満の
場合には反応の促進効果が現れにくく、一方１０重量部
を超えると、貯蔵安定性が低下するおそれがある。

【００４５】前述のＳｉ−Ｈ結合と同様の理由で加える
Ｏ−Ｏ結合を含む化合物としては、ジクミルパーオキサ
イド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジｔ−ブチル
パーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキ
サノエート、ｔ−ブチルパーオキシ３，５，５−トリメ
チルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレー
ト、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチル
パーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−
トルオイルベンゾエート等の有機過酸化物などが挙げら
れる。

【００４６】Ｏ−Ｏ結合を含む化合物の配合量は、酸無
水物、脂環式エポキシ化合物、およびブチルグリシジル
エーテルの合計量１００重量部に対して、０．００１〜
１０重量部の範囲であることが好ましく、０．００５〜
５重量部であることがより好ましい。０．００１重量部
未満の場合には添加の効果が現れにくく、一方１０重量
部を超えると、貯蔵安定性が低下するおそれがある。

【００４７】本発明の含浸用樹脂組成物は、例えば、酸
無水物にアルミニウムアセチルアセトナートを６０〜１
００℃で溶解させてからエポキシ化合物を配合するか、
ブチルグリシジルエーテルにアルミニウムアセチルアセ
トナートを溶解させてからエポキシ化合物と酸無水物と
を配合することによって調製することができる。

【００４８】得られる組成物の粘度は、２０〜５００ｃ
ｐｓ程度であることが好ましい。この理由は、２０ｃｐ
ｓ未満の場合には、硬化特性が低下し、一方、５００ｃ
ｐｓを超えると、含浸性が低下するおそれがあるからで
ある。

【００４９】以上のようにして調製された本発明の含浸
用樹脂組成物は、電気絶縁線輪の絶縁層を形成するため
の材料として特に有用である。なお、電気絶縁線輪の絶
縁層は、コイル導体にバインダ裏打ち絶縁テープを施
し、これに含浸用樹脂組成物（ワニス）を含浸して加熱
硬化する方法により形成することができる。

【００５０】この場合用いられる絶縁テープのバインダ
は、エポキシ樹脂を含有するものであるが、フェノール
樹脂や固形の酸無水物などの硬化剤が配合されていても
よい。また、このような絶縁テープ中に硬化促進剤を配
合することにより、絶縁層中の硬化反応をいっそう促進
させることができる。

【００５１】ここで硬化促進剤としては、イミダゾール
系化合物をはじめ、３フッ素化ホウ素アミン系化合物、
有機基を有するアルミニウム化合物などの金属錯体化合
物、シラノール基またはケイ素原子に直接結合した加水
分解性基を有するオルガノシラン、およびオルガノシロ
キサンからなる群から選択された有機ケイ素化合物と有
機アルミニウム化合物との複合硬化促進剤などが用いら
れる。

【００５２】また、絶縁テープ中に硬化触媒が含有され
ていてもよい。硬化触媒としては、アルミニウム錯体と
ＳｉＯＨ、またはアルミニウム錯体とアルコキシシラン
を用いることができる。さらに硬化触媒として塩基触媒
を用いてもよい。

【００５３】本発明の含浸用樹脂組成物は、低粘度であ
るために含浸性に優れており、硬化に要する時間も短
い。しかも貯蔵期間が長いのでワニスの廃棄量も少なく
なり、経済性の点でも有利である。

【００５４】また、本発明の含浸用樹脂組成物を用いる
ことにより、バインダ裏打ちテープの種類によらず、良
好な絶縁層を形成することができる。上述したように絶
縁テープのバインダにはエポキシ樹脂が含有されている
ので、脂環式エポキシ化合物と有機基を有するアルミニ
ウム化合物とを含有する本発明の樹脂組成物を含浸させ
た後には、樹脂組成物中のエポキシ成分と、絶縁テープ
のバインダ中のエポキシ成分とが一体に硬化する。この
ため、絶縁層の特性が著しく向上し、結果として硬化後
の電気特性および機械特性に優れた高信頼性の電気絶縁
線輪を製造することができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例および比較
例を示して本発明をさらに詳細に説明する。本発明の含
浸用樹脂組成物に配合される各成分を以下に示す。（エポキシ化合物）セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化学社製エポキシ）脂環式エポキシ：エポキシ当量１２８〜１４０粘度：３５０〜４５０、イオン成分：１５ｐｐｍＥＲＬ４２２１（Ｕ．Ｃ．Ｃ．社製）脂環式エポキシ：エポキシ当量１３１〜１４３粘度：３５０〜４００ｃｐｓ、イオン成分：４７ｐｐｍアラルダイトＣＹ１７９（チバガイキー社製エポキシ）脂環式エポキシ：エポキシ当量１３３〜１４３粘度：３５０ｃｐｓ、イオン成分：６０ｐｐｍアラルダイトＣＹ１７５（チバガイキー社製エポキシ）脂環式エポキシ：エポキシ当量１３３〜１５４粘度：１２５，０００〜２００，０００Ｅｐ８０６（油化シェル社製エポキシ）ビスフェノールＦ型エポキシ：エポキシ当量１６５粘度：１５００〜２５００ｃｐｓＥｐ８２８（油化シェル社製エポキシ）ビスフェノールＡ型エポキシ：エポキシ当量１８４〜１
９４粘度：１２０００〜１５０００ｃｐｓＢＧＥ（和光純薬社製エポキシ）ブチルグリシジルエーテル：エポキシ当量１３０粘度：１ｃｐｓＹＬ−９３２（油化シェル製エポキシ） 1,1,3-トリス[p-(2,3-エポキシプロポキシ）フェニル］
メタンエポキシ当量：１６１ＨＰ−４０３２Ｄ（大日本インキ化学製エポキシ）ナフタレン環骨格エポキシ、エポキシ当量１４２（酸無水物）ＱＨ２００（日本ゼオン社製）メチルテトラヒドロ無水フタル酸酸無水物当量１６６、粘度３０〜６０ｃｐｓＭＨ７００（新日本理化社製）メチルヘキサヒドロ無水フタル酸酸無水物当量：１６８、粘度５０〜８０ｃｐｓ（Ｓｉ−Ｈ結合を含む化合物）フェニルシラン（信越化学社製）（Ｏ−Ｏ結合を含む化合物）ＤＣＰ（日本油脂社製）ジクミルパーオキサイド（硬化促進剤）アルミキレートＡ（川研ファインケミカル）アルミニウムトリス（アセチルアセトナート）ＡＬＣＨ−ＴＲ（川研ファインケミカル）アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）ＡｌＢＡアルミニウムトリス（ベンゾイルアセトナ
ート）Ａｌ（ｓａ）₃ アルミニウムトリス（サリチルアル
デヒダート）なお、これらのＡｌＢＡおよびＡｌ（ｓａ）₃ は、それ
ぞれアルミニウムトリイソプロポキシドとベンゾイルア
セトン、およびアルミニウムトリイソプロポキシドとサ
リチルアルデヒドとを無水トルエン中、還流させた条件
で反応させ、再結晶あるいは蒸留することにより得た。

【００５６】２Ｅ４ＭＺ（四国化成工業社製）：２−
エチル−メチルイミダゾールＵ−ＣＡＴ５００３（サンアプロ社製）：第４級ホス
ホニウム塩ＨＸ３７４１（旭化成社製）：マイクロカプセル化され
たアミン系硬化剤ＳＩ−１００Ｌ（三新化学社製）：オニウム塩（含浸ワニスの調製）上述した各成分を、下記表１およ
び２に示す処方で配合して、実施例（１〜８）および比
較例（１〜６）の樹脂組成物のワニスを調製した。な
お、調製に当たっては、所定量の硬化促進剤をＢＧＥあ
るいは酸無水物に配合し、必要に応じて６０〜１００℃
程度に加熱して溶解させ、室温に戻してからエポキシ化
合物を配合した。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】各ワニスについて、貯蔵安定性、ゲル化時
間、電気絶縁性および粘度を以下のようにして調べ、得
られた結果を下記表３および４にまとめる。（貯蔵安定性）各含浸ワニスを、それぞれ１００ｃｃの
スクリュー瓶に採取し、３０℃で保管した。ワニスの貯
蔵安定性は、粘度が５００ｃｐｓに達するまでの時間を
日数で表わした。（ゲル化時間）各含浸ワニスをそれぞれ、胴外径１８ｍ
ｍの試験管に深さ７０±２ｍｍまで採取してガラス棒を
挿入し、所定の温度の恒温槽に収納した。ガラス棒を持
ち上げ、試験管がガラス棒と同時にたやすく持ち上がる
ときをゲル化時間とした。（電気絶縁性）各樹脂組成物を、１５０℃で５時間加熱
硬化させることにより、厚さ２ｍｍの樹脂板を作製し、
電気絶縁性試験（ｔａｎδ）を行なった。（粘度）Ｅ型粘度計を用いて、各樹脂組成物の２５℃に
おける粘度を測定した。

【００６０】

【表３】

【００６１】

【表４】

【００６２】表３および表４の結果から、本発明（実施
例１〜８）の含浸ワニスは、いずれも６０日以上の貯蔵
安定性を有しているのに対し、比較例（１〜６）の含浸
ワニスの場合は、短いものでは３日、最大でも２０日を
経過すると粘度が５００ｃｐｓに達してしまい、安定性
が不足していることがわかる。

【００６３】なお、貯蔵安定性が２０日である比較例１
および５は、ゲル化時間がそれぞれ１８０分および１６
０分と著しく長い。一方、ゲル化時間が５分以下である
比較例２、３、４および６の場合は、貯蔵安定性が極め
て悪く、長期間にわたる貯蔵安定性と短いゲル時間とを
両立するのが不可能であることが明確に示されている。
これに対し、本発明（実施例１〜８）の含浸ワニスは、
上述したように優れた貯蔵安定性を有しており、しかも
ゲル化時間はいずれも８０分以下と大幅に短縮されたこ
とがわかる。

【００６４】このようにエポキシ化合物として脂環式エ
ポキシ化合物を用い、硬化促進剤としてアルミニウム錯
体を配合した本発明の含浸用樹脂組成物によって、長期
間にわたる貯蔵安定性と短いゲル時間とを両立させるこ
とがはじめて可能となった。

【００６５】また、実施例（１〜８）の含浸ワニスは、
ほとんどの場合、２５℃における粘度が４５ｃｐｓ以下
であるので、絶縁テープに含浸させて絶縁線輪の絶縁層
を作製する際には良好な含浸性を示すことが予測され
る。

【００６６】さらに、比較例の樹脂組成物を硬化させて
なる硬化物は、１６０℃におけるｔａｎδが７．０以上
であるのに対し、本発明の含浸ワニスからなる硬化物
は、４．５以下のｔａｎδを示しており、高温域におい
ても良好な電気絶縁性を有することがわかる。

【００６７】以上の結果から、エポキシ成分として脂環
式エポキシ化合物を配合し、硬化促進剤として有機基を
有するアルミニウム化合物を配合した本発明の含浸用樹
脂組成物は、長期貯蔵安定性、短時間硬化性および高含
浸性という特性を全て備えており、かかる本発明の樹脂
組成物を硬化させてなる硬化物は、極めて良好な電気絶
縁性を有することがわかる。

【００６８】次に、実施例および比較例の樹脂組成物と
絶縁テープとを用いて絶縁線輪を作製し、その特性を調
べた。ここで用いた絶縁テープは、以下のようにして得
られたものである。すなわち、まず、バインダ樹脂（Ｙ
Ｌ−９３２、ＨＰ−４０３２Ｄ等）を、溶剤としてのメ
チルエチルケトンあるいはテトラヒドロフランに溶解
し、不揮発成分の濃度がほぼ３０％となるように調整し
て組成物を得た。この組成物を用いて未焼成軟質集成マ
イカシートとガラスクロスとを貼り合わせた後、溶剤を
揮散させてガラスクロス裏打ちマイカテープ（絶縁基
材）を得た。次いで、この絶縁基材中におけるバインダ
含有量が不揮発分量で約２０％（絶縁基材全重量を基準
とする）になるように調製し、最後に幅２５ｍｍに切断
して絶縁テープとした。（絶縁線輪の作製）上述した方法で作製した絶縁テープ
をアルミニウム角材（６×２５×１００ｍｍ）に１／２
重ね巻きで４回巻回し、絶縁基材層の形成された試験用
絶縁線輪を作製した。さらに、実施例（１〜８）および
比較例（１〜６）の樹脂組成物のなかから数点を選び、
真空または加圧含浸して、１５０℃で６時間加熱硬化を
施すことにより実施例（９〜１６）および比較例（７〜
１０）のモデルコイルを作製した。

【００６９】下記表５および６は、各モデルコイルにお
ける絶縁テープに用いたバインダ樹脂およびバインダ中
に含有される硬化促進剤と、この絶縁テープに含浸させ
た樹脂組成物とを示す。

【００７０】

【表５】

【００７１】

【表６】

【００７２】なお、表５および６中のエピクロンＢ４４
００は、固形の酸無水物（大日本インキ工業（株）製、
酸無水物当量１３２）を表わし、ＸＬ−４Ｌは、フェノ
ールアラルキル樹脂（三井東圧化学（株）製、フェノー
ル当量１７４）を表わし、ＳＨ６０１８は、シラノール
基を有するオレガノシラン（東レシリコーン社製）を表
わす。

【００７３】上述のようにして作製された各モデルコイ
ルの絶縁層について、絶縁コイルの状態、絶縁層のガラ
ス転移温度および曲げ強度を次のような手法で調べ、得
られた結果を下記表７および８にまとめる。（絶縁コイルの状態）硬化後の導体部に付着した樹脂の
状態、および絶縁層を切り開いて内部の状態を目視によ
り観察し、ボイドのないものを良好とした。（ガラス転移温度）モデルコイルから絶縁層を採取し、
ＴＭＡ（昇温速度５℃／ｍｉｎ）で熱膨張係数が変化す
る点から求めた。（曲げ強度）ＪＩＳＫ−６９１試験法に準拠して、各
絶縁層の曲げ強度を測定した。

【００７４】

【表７】

【００７５】

【表８】

【００７６】表７に示されるように、本発明の樹脂組成
物を用いて作製された電気絶縁線輪（実施例９〜１６）
は、バインダ中に含有されている硬化促進剤の種類に拘
わりなく、いずれもボイドのない緻密な絶縁層が形成さ
れている。また、絶縁層のガラス転移温度も、ほとんど
の場合１００℃以上と高く、いずれの絶縁層も１００℃
において６．０以上の高い曲げ強度を有しているので、
運転領域においても強い曲げ強度を示すことが予測され
る。

【００７７】一方、表８に示されるように、エピビスタ
イプのエポキシ化合物を配合した樹脂組成物を用いた比
較例（７〜１０）の場合は、含浸用樹脂組成物に含有さ
れる硬化促進剤とバインダー樹脂中に含有される硬化促
進剤との組合わせによっては、硬化が阻害され、ボイド
も発生した絶縁層が形成されている。また、いずれの絶
縁層もガラス転移温度は２０℃以下であり、曲げ強度は
１．０程度にとどまっている。

【００７８】ここで、イオン不純物含有量の異なるエポ
キシ樹脂を用いて下記表９に示す処方樹脂組成物を調製
して、各樹脂組成物の保存安定性を調べ、得られた結果
をイオン不純物濃度とともに下記表９にまとめる。

【００７９】

【表９】

【００８０】表９の結果から、エポキシ化合物中におけ
るイオン成分の濃度が低いほど、得られる樹脂組成物の
保存安定性がよいことがわかる。さらに、Ｓｉ−Ｈ結合
を有する化合物（フェニルシラン）やＯ−Ｏ結合を有す
る化合物（ＤＣＰ）を下記表１０に示す処方で配合して
樹脂組成物を調製して、その保存安定性とゲル化時間と
を調べた。得られた結果を下記表１０にまとめる。

【００８１】

【表１０】

【００８２】表１０に示した結果から、Ｓｉ−Ｈ結合を
有する化合物、あるいはフェニルシランを配合してなる
樹脂組成物は、貯蔵安定性はそのままにゲル化時間を短
縮できることがわかる。

【００８３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
長期保存安定性、短時間硬化性、および高い含浸性を有
し、硬化後には極めて良好な電気特性や機械特性を示す
含浸用樹脂組成物が提供される。本発明の樹脂組成物を
用いることにより、優れた電気絶縁性や高いガラス転移
温度および曲げ強度を有し、ボイドのない緻密な絶縁層
を形成することができる。

【００８４】かかる絶縁層は、車輌用回転電機、一般産
業用回転電機、または変圧器等の静止誘導電気装置の電
気絶縁線輪の絶縁層として特に有効であり、その工業的
価値は大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脂環式エポキシ化合物と、酸無水物と、
有機基を有するアルミニウム化合物と、ブチルグリシジ
ルエーテルとを含有することを特徴とする含浸用樹脂組
成物。
【請求項２】前記脂環式エポキシ化合物に含まれるＮ
ａイオン成分の濃度が３０ｐｐｍ以下である請求項１に
記載の含浸用樹脂組成物。
【請求項３】Ｓｉ−Ｈ結合を含む化合物を含有する請
求項１または２に記載の含浸用樹脂組成物。
【請求項４】Ｏ−Ｏ結合を含む化合物を含有する請求
項１ないし３のいずれか１項に記載の含浸用樹脂組成
物。
【請求項５】前記有機基を有するアルミニウム化合物
がアルミニウムトリスアセチルアセトナートである請求
項１ないし４のいずれか１項に記載の含浸用樹脂組成
物。