JPH11310628A - 電気絶縁用樹脂組成物及び電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱温度が高く、熱伝導性、接着性も良好で
あり、さらに、ゲル化時間及び空乾性が良好な電気絶縁
用樹脂組成物並びに耐熱性及び熱放散性の良好な電気機
器を提供する。 【解決手段】 ハイミック酸、不飽和二塩基酸及び飽和
酸を必須成分とする酸成分とエーテル結合を有するアル
コールを必須成分とするアルコール成分を反応させて得
られる不飽和ポリエステル樹脂、無機充填剤、架橋性モ
ノマー並びに硬化剤を含有してなる電気絶縁用樹脂組成
物並びにこの電気絶縁用樹脂組成物を用いて電気絶縁処
理されてなる電気機器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気絶縁用樹脂組成
物及び電気機器に関し、さらに詳しくは不飽和ポリエス
テル樹脂を主成分とする電気絶縁用樹脂組成物及びこの
電気絶縁用樹脂組成物を用いて電気絶縁処理されてなる
電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ、トランス等の電気機器は、鉄コ
アの固着または防錆、コイルの絶縁または固着等を目的
として、電気絶縁用樹脂組成物で処理されている。電気
絶縁用樹脂組成物としては、硬化性、空乾性、固着性、
電気絶縁性、経済性などのバランスに優れた不飽和ポリ
エステル樹脂の組成物が広く用いられている。

【０００３】近年の電気機器は、小型・軽量化、高出力
化が進んだため、蓄熱温度がより高くなり、これに使用
される変圧器や回転機のコイルには、より高い耐熱性が
求められている。特に、電子レンジ、インバータエアコ
ンなどの電気機器に用いられる変圧器やリアクトルコイ
ルは、運転時に過大な負荷により発生した熱が放散され
ずに蓄熱され電気機器の温度が上昇することがあるの
で、電気絶縁用樹脂組成物にもより高い耐熱性が求めら
れる。

【０００４】このことから、不飽和ポリエステル樹脂と
して、耐熱性の高いエステルイミド変性不飽和ポリエス
テル樹脂を使用し、これに、架橋性モノマー、及び、硬
化剤として有機過酸化物、さらに必要に応じて硬化促進
剤を配合した電気絶縁用樹脂組成物が用いられていた。
なお、架橋性モノマーとしては、スチレン、ビニルトル
エン、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類
などが挙げられる。また、電気機器の運転時に生ずる発
熱による温度上昇を小さくするため、熱伝導率を高め大
気雰囲気中への熱放散性を向上させるために、無機充填
剤を配合しているが、従来の耐熱性の高いエステルイミ
ド変性不飽和ポリエステル樹脂に無機充填剤を配合する
と耐熱性が低下するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電気絶縁用樹脂組成物
をおいて近年の要求性能を満足すべく、より耐熱温度が
高く、熱伝導率が高く、接着性も良好であり、さらに、
作業性の観点からゲル化時間及び空乾性が良好な電気絶
縁用樹脂組成物が要求されるようになった。

【０００６】請求項１記載の発明は、耐熱温度が高く、
熱伝導性、接着性も良好であり、さらに、ゲル化時間及
び空乾性が良好な電気絶縁用樹脂組成物を提供するこ
と、請求項２記載の発明は、耐熱性及び熱放散性の良好
な電気機器を提供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハイミック
酸、不飽和二塩基酸及び飽和酸を必須成分とする酸成分
とエーテル結合を有するアルコールを必須成分とするア
ルコール成分を反応させて得られる不飽和ポリエステル
樹脂、無機充填剤、架橋性モノマー並びに硬化剤を含有
してなる電気絶縁用樹脂組成物に関する。

【０００８】不飽和ポリエステル樹脂が、このような工
程で合成された不飽和ポリエステル樹脂であると、耐熱
性が特に優れるので好ましい。

【０００９】本発明は、また、前記の電気絶縁用樹脂組
成物を用いて電気絶縁処理されてなる電気機器に関す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる不飽和ポリエ
ステル樹脂は、ハイミック酸、不飽和二塩基酸及び飽和
酸を必須成分とする酸成分、エーテル結合を有するアル
コールを必須成分とするアルコール成分及びジシクロペ
ンタジエニルモノマレートを反応させて得られる。ハイ
ミック酸は、

【化１】 で表される構造式を有する化合物であり、その酸無水物
を使用してもよい。

【００１１】不飽和二塩基酸としては、ハイミック酸以
外のものが使用される、具体的には、無水マレイン酸、
マレイン酸、フマル酸などが用いられ、これらは単独で
用いても併用してもよい。酸成分としては、通常は、不
飽和二塩基酸のほか飽和酸が、含まれる不飽和基の量を
調節して可撓性、耐熱性、耐薬品性などの性質を付与す
るために併用される。飽和酸としては、無水フタル酸、
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ
無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒド
ロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ
フタル酸、アジピン酸、セバチン酸なの飽和二塩基酸な
どが挙げられる。これらは単独で用いても併用してもよ
い。不飽和酸の量は、全酸成分中６０〜９５当量％の範
囲で選択されることが好ましい。

【００１２】エーテル結合を有するアルコール成分とし
ては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコー
ルなどが用いられる。これらは単独で用いても併用して
もよい。アルコール成分としては、エーテル結合を有す
るアルコール成分のほかにエーテル結合を持たないアル
コール成分を併用することができる。このようなアルコ
ール成分としては、エチレングリコール、プロピレング
リコール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、グリセリン、１，６−ヘキサンジオールなどが
用いられる。これらは、単独で用いても併用してもよ
い。エーテル結合を有するアルコールを使用することに
より、可撓性を改善することができる。そのために、エ
ーテル結合を有するアルコール成分の量は、全アルコー
ル成分中３０〜１００当量％の範囲で使用することが好
ましく、７０〜９０当量％の範囲で使用することが特に
好ましい。

【００１３】本発明で使用される不飽和ポリエステル樹
脂は、酸成分とアルコール成分を脱水縮合反応させて得
ることができる。全酸成分１当量に対して全アルコール
成分は１〜１．３当量の範囲で使用することが好まし
く、また、ハイミック酸は、全酸成分中３０〜９０当量
％の範囲で使用することが好ましい。ハイミック酸の使
用量が少なすぎると、樹脂の耐熱性は低下しやすく、多
すぎると可撓性が低下する傾向がある。

【００１４】不飽和ポリエステル樹脂と架橋性モノマー
との配合比は、不飽和ポリエステル樹脂と架橋性モノマ
ー合計を１００重量部として、不飽和ポリエステル樹脂
２０〜８０重量部、架橋性モノマー８０〜２０重量部と
することが好ましく、特に、不飽和ポリエステル樹脂３
０〜６０重量部、架橋性モノマー７０〜４０重量部とす
ることが好ましい。不飽和ポリエステル樹脂の割合が少
なすぎると、本発明における電気絶縁用樹脂組成物に被
絶縁物を浸漬し、引き上げたときの樹脂付着量が少なく
なりコイルの固着力、熱放散性が低下しやすくなり、逆
に多すぎると粘度が高くなるため、電気絶縁用樹脂組成
物の被絶縁物への含浸性が低下する傾向がある。

【００１５】硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパー
オキサイド、ターシャリブチルパーオキサイド、メチル
エチルケトンパーオキサイドなど一般に用いられている
有機過酸化物が用いられる。硬化剤は、少ないと硬化に
長時間を要し、多いと硬化が速すぎて作業性が悪くなる
ので（タンクライフが短くなるので）、不飽和ポリエス
テル樹脂と架橋性モノマーの総量に対して、０．２〜４
重量％の範囲で適宜選定される。

【００１６】無機充填剤は、電気機器を運転するときの
放熱性を向上させることを主な目的として配合される。
放熱性の観点からは配合量が多い程よいが、この配合量
が多くなると電気絶縁用樹脂組成物の粘度が高くなり、
含浸性が低下する。このことから、不飽和ポリエステル
樹脂、架橋性モノマー及び無機充填剤の総量を１００重
量部とするとき、無機充填剤は５０重量部を超えない範
囲であるのが好ましく、４２重量部を超えない範囲であ
るのがより好ましい。また、放熱性を向上させるために
は、無機充填剤を１０重量部以上配合するのが好まし
い。無機充填剤の配合量が１０重量部未満であると熱伝
導性が低くなり放熱性が低下する傾向がある。無機充填
剤としては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸
化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。

【００１７】また電気絶縁用樹脂組成物には、必要に応
じて、ナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ナフ
テン酸マンガン、ナフテン酸鉛などの硬化促進剤を含有
させることができる。硬化促進剤を使用するときは、不
飽和ポリエステル樹脂と架橋性モノマーの総量に対し
て、０．５〜３重量％の範囲で適宜選定される。

【００１８】本発明になる電気絶縁用樹脂組成物は、電
子レンジ、テレビ、ステレオ、ラジカセ、ＣＤ、ＶＴ
Ｒ、アダプター等の家電民生用機器、パソコン、ワープ
ロ、複写機等のＯＡ関連機器などに用いられる各種のト
ランスの鉄コアおよびエナメル銅線の固着、防錆また、
運転時のトランスの放熱性を向上させることなどを目的
として、これらに含浸し、硬化させて使用される。

【００１９】

【実施例】不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）の合成 エチレングリコール２５部（重量部、以下同じ）、ジエ
チレングリコール１８０部、ハイミック酸（酸無水物）
２１０部及び無水マレイン酸４０部を反応釜に仕込み、
窒素ガス気流中で２００〜２２０℃に昇温し、この範囲
に温度を維持して脱水縮合反応を行わせ、酸価が２０と
なったところで冷却した。

【００２０】不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−２）の合成 テトラヒドロ無水フタル酸１５２部、モノエタノールア
ミン６１部を反応釜に仕込み、窒素ガス気流中、１６０
℃で１時間、１８０℃で３時間反応させ、酸価８のイミ
ドアルコールを得、温度を６０℃として無水マレイン酸
１２７部を加え、窒素ガス気流中、１６０℃で４時間反
応させ、酸価２５０を確認して降温した。次に、グリセ
リン４６部、エチレングリコール３１部、大豆油脂肪酸
８４部を加え、窒素ガス気流中、１８０〜２１０℃で脱
水縮合反応を行わせ、酸価が２０となったところで冷却
した。なお、不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−２）は、エ
ステルイミド変性不飽和ポリエステル樹脂である。

【００２１】実施例１ 不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）４５部、スチレン３
５部、平均粒径２０μｍの二酸化ケイ素２０部、及び、
硬化剤として不飽和ポリエステル樹脂とスチレンの合計
量に対して１．０重量％のベンゾイルパーオキサイドを
撹拌混合して電気絶縁用樹脂組成物を調製した。

【００２２】実施例２ 不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）３０部、スチレン３
０部、平均粒径２０μｍの二酸化ケイ素４０部、及び、
硬化剤として不飽和ポリエステル樹脂とスチレンの合計
量に対して１．０重量％のベンゾイルパーオキサイドを
撹拌混合して電気絶縁用樹脂組成物を調製した。

【００２３】比較例１ 不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）６０部、スチレン４
０部及び硬化剤として不飽和ポリエステル樹脂とスチレ
ンの合計量に対して１．０重量％のベンゾイルパーオキ
サイドを撹拌混合して電気絶縁用樹脂組成物を調製し
た。

【００２４】比較例２ 不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）の代わりに不飽和ポ
リエステル樹脂（Ａ−３）を用いたほか実施例１と同様
にして電気絶縁用樹脂組成物を調製した。

【００２５】比較例３ 不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）の代わりに不飽和ポ
リエステル樹脂（Ａ−２）を用いたほか実施例２と同様
にして電気絶縁用樹脂組成物を調製した。

【００２６】比較例５ 不飽和ポリエステル樹脂（Ａ−１）の代わりに不飽和ポ
リエステル樹脂（Ａ−３）を用いたほか比較例１と同様
にして電気絶縁用樹脂組成物を調製した。

【００２７】得られた電気絶縁用樹脂組成物について、
ゲル化時間、空乾性、耐熱温度、剪断接着力、熱伝導
率、及び、この電気絶縁用樹脂組成物を用いて電気絶縁
処理したトランスの運転時温度上昇を調べた。その結果
を表１に示す。

【００２８】なお、これら特性の試験方法は、以下の通
りである。 ゲル化時間：ＪＩＳ Ｃ ２１０５に準じて測定した。 空乾性：鉄ブロック（６３mm×６０mm×２３mm、７６０
ｇ）に貼付たブリキ板に塗布し、１００℃の乾燥機中に
保持してべとつきが感じられなくなるまでの時間を測定
した。 耐熱温度：ツイストペア法での寿命評価による耐熱温
度。直径１．０mmの１種ＡＩ−ＥＩＷ（上地がポリアミ
ドイミド、下地がポリエステルイミドのエナメル銅線）
を用い、ＵＬ−１４４６に準じて、耐熱温度を求めた。 剪断接着力：直径２．０mmのポリエステルエナメル銅線
１及び直径０．４mmのポリエステルエナメル銅線２を用
いて、ＪＩＳ Ｃ ２１０５に準じてストラッカー試験
片を作製し（図１（ａ）及び（ｂ）参照）、これに電気
絶縁用樹脂組成物を含浸、硬化させたものを用いて、２
３℃で剪断接着力を測定した。ストラッカー試験片は、
２本の長さ８０mmのポリエステルエナメル銅線２を端で
突合せて接合し、６本の長さ４０mmのポリエステルエナ
メル銅線２で接合部３を囲み、ポリエステルエナメル銅
線１を巻き付けたものである。

【００２９】熱伝導率：直径５０mm、厚さ１０mmの円盤
状の金型内に電気絶縁用樹脂組成物を注型し、温度１５
０℃で３時間硬化させて試験片を作製し、熱伝導率測定
装置（ダイナテック株式会社製、シーマテック（商品
名））を用いて測定した。 運転時温度上昇：コア寸法が８３mm×８０mm×５０mmの
トランスのコア内部に温度センサーを付け、電気絶縁用
樹脂組成物を、室温、１３３hPaの減圧下に注入し、温
度１６０℃で３時間硬化させた。冷却後、トランスの温
度を測定し、１００Ｖの電圧を２時間印加した後の温度
を再び測定し、電圧印加前後の温度差から、温度上昇を
求めた。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から、本発明の実施例になる電気絶縁
用樹脂組成物は、エステルイミド変性不飽和ポリエステ
ル樹脂を用いた比較例になる電気絶縁用樹脂組成物と比
較して、ゲル化時間、空乾性、耐熱温度、剪断接着力が
優れていることがわかる。また、無機充填剤の配合量を
多くすると、熱伝導率が大きくなり、電気絶縁用樹脂組
成物を用いて電気絶縁処理したトランスの運転時温度上
昇も小さくなることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明になる電気絶縁用樹
脂組成物は、ゲル化時間、空乾性、耐熱温度、剪断接着
力が優れ、熱伝導性が良好である。本発明の電気絶縁用
樹脂組成物を用いることにより、電気機器の小型・軽量
化が可能となるとともに、電気機器の信頼性向上に寄与
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】剪断接着力の測定に使用したストラッカー試験
片を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であ
る。

【符号の説明】

１：直径２．０mmのポリエステルエナメル銅線 ２：直径０．４mmのポリエステルエナメル銅線 ３：接合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハイミック酸、不飽和二塩基酸及び飽和
   酸を必須成分とする酸成分とエーテル結合を有するアル
   コールを必須成分とするアルコール成分を反応させて得
   られる不飽和ポリエステル樹脂、無機充填剤、架橋性モ
   ノマー並びに硬化剤を含有してなる電気絶縁用樹脂組成
   物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電気絶縁用樹脂組成物
   を用いて電気絶縁処理されてなる電気機器。