JPS58260B2 - 電気絶縁装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気絶縁装置の製造方法に係り、特に回転電機
や静止誘導電気等の電気巻線に好適な絶縁処理法に関す
る。

多官能エポキシ化合物と多官能インシアネート化合物と
を主成分とするレジンは、硬化触媒の存在下で加熱する
ことにより、耐熱性にすぐれた硬化物となり、耐熱区分
Ｈ種以上の絶縁に使用できる。

ところが、このレジンは、その組成中の多官能イソシア
ネートが水分と反応し、炭酸ガスを発生し、絶縁層中に
発泡によるボイドが発生して絶縁耐力が低下する問題が
ある。

そこで、さきに提案された特願昭４９−１１６０９２で
は、水分を含有しやすいポリアミドを絶縁材とし、それ
にこのレジンを含浸する場合は、絶縁材中の水分量を一
定値以下とし、レジンのゲル化までの一次硬化温度を８
０℃以下として、硬化時の反応を抑制し、炭酸ガスの発
生を防止している。

この方法は、極めて有効であり、ポリアミド以外の絶縁
材の場合にも広く適用されつつある。

この方法で製作した電気巻線は、単純熱劣化では十分Ｈ
種以上の耐熱性を有することを確認したが、各種劣化試
験を実施したところ、レジンの高温強度、高温接着力な
どがエポキシレジン等に比較して極めて良好にもかかわ
らず、電気巻線としての通電ヒートサイクルによる熱応
力耐力が、思ったほど改善されないということが判った
。

本発明の目的は、上記した問題点をなくし、簡単かつ容
易な方法で熱応力耐力のすぐれた電気絶縁装置を得るこ
とのできる製造方法を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、電気導体に絶縁層
を巻回し、この絶縁層の外側に捨て巻きテープを巻回し
、減圧乾燥後、多官能エポキシ化合物と多官能インシア
ネート化合物を主成分とするレジンを含浸させ、これを
９０℃以上の加熱温度にてゲル化し、次いで前記ゲル化
加熱温度より高い加熱温度にてアフターキュアを行ない
、その後前記捨て巻きテープを除去したことを特徴とす
る。

上記のヒートサイクルによる熱応力耐力の向上しない原
因について種々検討した結果、次のようなことが判った
。

すなわち、多官能エポキシ化合物と多官能インシアネー
ト化合物とを主成分とするレジンは、ゲル化までの一次
硬化温度が８０℃以下であり、一般に使用されているエ
ポキシレジンの１１０〜１６０℃と比較して低いため、
電気巻線を構成する銅と絶縁層の間の熱応力が雰となる
点が低温側となる。

高温においては銅と絶縁層の熱膨張差による剪断応力が
銅と絶縁層間に含浸されたレジンに加わるが、熱応力が
雰となる温度が低い程、高温においては温度差と熱膨張
係数の関係で層間のレジンにかかる熱応力が大となるた
め、他の特性と比較して熱応力耐力の向上が少ない。

ところが、前記したように、高温においては、レジンの
組成である多官能インシアネート化合物と水分との反応
が、はげしくなり、空気中のわずかな水分によっても炭
酸ガスの発生による絶縁表面の発泡や、絶縁層中のボイ
ドの生成の原因となる。

したがって、この発泡やボイドの発生を阻止するために
、絶縁層中の水分はレジン含浸前の減圧乾燥で殆んど揮
散されることから、レジン含浸後−圧破化までの間に絶
縁層に含浸させたレジンが空気にふれないようにする。

具体的には、絶縁層の外側を四フッ化エチレンなどの剥
離材で包んだ状態で前記レジンを含浸することにより、
絶縁層に含浸させたレジンが空気とふれない状態とし、
９０℃以上で一次硬化後、アフターキュアし、その後に
剥離材を除去する。

この製作過程を判り易くするため、フローチャートで示
すと第１図のようになる。

すなわち、第２図に示す従来の製作過程である主絶縁巻
付工程Ａ、減圧乾燥工程Ｃ、レジン含浸工程りおよび硬
化工程Ｅの他に、新たに主絶縁材巻付工程Ａと減圧乾燥
工程Ｃの間に剥離付巻付工程Ｂを、硬化工程Ｅ後に剥離
付除去工程Ｆをそれぞれ付加し、さらに、硬化工程Ｅを
、従来ゲル化までの温度が８０℃以下であったものを、
９０℃以上に変更する。

このようにすることによって、硬化時の発泡、ボイドは
剥離材内のみにしか生成されず、絶縁層表面の発泡、絶
縁層内部のボイドがなくなり、かつ熱応力が零となる温
度を高め、ヒートサイクルによる熱応力耐力を向上する
ことができる。

なお一次硬化温度、すなわちレジンをゲル化させる温度
は、１６０℃を越えると、レジン含浸前の減圧乾燥で揮
散されずに絶縁層内部に残る極く微量の水分により、絶
縁層内部に炭酸ガスによるボイドが生成し、絶縁層の電
気特性が低下するので、１６０℃以下が望ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

電気導体の周りに、主絶縁材としてポリイミドフィルム
（Ｄｕｐｏｎｔ社製ＫＡＰＴＯＮ）とガラス繊維より成
る複合材料を含浸レジンの硬化触媒であるイミダゾール
系触媒（四国化成社製２ＰＺ−ＣＮ）で処理したものを
巻回し、さらにその上に、一次硬化過程で主絶縁材中に
含浸されたレジンが空気と接触するのをさけるため、剥
離材として四フッ化エチレンテープを２回巻き、４０℃
、０．１ ｍｍＨｇで減圧乾燥して、水分等を揮散させ
た後、多官能エポキシ化合物としてビスフェノールＡ型
のジグリシジルエーテルエポキシレジン（ダウ社製ＤＥ
Ｒ３３２）１００重量部、多官能インシアネート化合物
としてジフェニルメタンジイソシアネート（住友バイエ
ル社製、スミジュールＣＤ）２００重量部を配合したレ
ジンを真空含浸し、加熱硬化した。

硬化条件は、下記第１表に示すように、一次硬化温度を
９０℃〜１８０℃に採り、しかる後に２００℃、１５ｈ
のアフターキュアを行なった。

加熱硬化後は剥離材を除去して、電気巻線を得た。

なお、比較のため、剥離材を巻回せずに上記と同様の製
作法による電気巻線を製作した。

この場合の硬化は第１表に示す７０℃〜１００℃の一次
硬化と２００℃／１５ｈのアフターキュアを行なった。

このようにして製作した各電気巻線の特性を比較するた
め、絶縁層表面のレジンの発泡状況、１ＫＶ／ｓｅｃ昇
圧による絶縁破壊電圧、常温から２６０℃まで通電によ
って上昇させた場合の絶縁層の剥離状況を金属製ハンマ
ーによる打音チェックにより調査した。

その結果を第１表に示す。絶縁層表面の発泡は絶縁層表
面が空気に直接ふれる比較例１，２と高温硬化の実施例
３，４に認められたが、比較例１と実施例３はきわめて
わずかであり、絶縁破壊電圧への影響が少ない。

比較例２は絶縁層表面が硬化過程で直接空気にふれ、か
つ、硬化速度も比較例１と比較して速いため、発泡が最
も多く、かつ絶縁破壊電圧も低かった。

実施例４は表面の発泡の程度は比較例２程悪くないが、
絶縁破壊電圧は同程度である。

これは、絶縁層内部の微小の水分と、イソシアネートの
反応で炭酸ガスが発生し、絶縁層内部にボイドが発生し
たためと考えられる。

実施例１，２は、ともに空気中の水分との反応が剥離材
でおさえられ、発泡がなく、絶縁破壊電圧も比較例１並
のものが得られた。

一方、絶縁層と導体との剥離開始温度については、比較
例１と比較し、実施例１〜４は第１表に示すようにそれ
ぞれ大幅な向上が認められ、レジンのゲル化温度、すな
わち一次硬化温度上昇が効果のあることを確認できた。

その上、硬化時間を短縮できる利点もある。

以上説明したように、本発明によれば、絶縁層の外側に
捨て巻きテープを巻回して、多官能エポキシ化合物と多
官能インシアネート化合物を主成分とするレジンか絶縁
層に含浸された場合に、空気中の水分と触れないような
状態にし、減圧乾燥後、前記レジンを含浸させ、これを
９０℃以上の加熱温度にてゲル化し、次いでアフターキ
ュアを行なってから、前記捨て巻きテープを除去したの
で、レジン硬化時の発泡、ボイドは最後に除去される捨
て巻きテープのみにしか生成されず、絶縁層には発泡ボ
イドがなくなり、かつ熱応力が零となる温度を高めて、
ヒートサイクルによる熱応力耐力を向上することができ
る。

また、レジンが絶縁層に含浸された場合に空気中の水分
と触れないようにするために、レジン含浸前に予め絶縁
層の外層に捨て巻きテープを巻回する工程と、レジン硬
化後この捨て巻きテープを除去する工程との比較的簡単
な工程を付加するだけで済むので、特別な装置を要する
ことなく、容易に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気巻線の製造方法の
フローチャート、第２図は従来における電気巻線の製造
方法のフローチャートである。 Ａ・・・主絶縁材巻付工程、Ｂ・・・剥離材巻付工程、
Ｃ・・・減圧乾燥工程、Ｄ・・・レジン含浸工程、Ｅ・
・・硬化工程、Ｆ・・・剥離付除去工程。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気導体に絶縁層を巻回し、この絶縁層の外側に捨
   て巻きテープを巻回し、減圧乾燥後、多官能エポキシ化
   合物と多官能イソシアネート化合物を主成分とするレジ
   ンを含浸させ、これを９０℃以上の加熱温度にてゲル化
   し、次いで前記ゲル化加熱温度より高い加熱温度にてア
   フターキュアを行ない、その前後記捨て巻きテープを除
   去したことを特徴とする電気絶縁装置の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ゲル化加熱温
   度は９０℃〜１６０℃であることを特徴とする電気絶縁
   装置の製造方法。