JPS59221360A - 不飽和ポリエステルワニス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は紫外線及びマイクロ波照射にょシ硬化する不飽
和ポリエステルフェス組成物に関するものである。

従来電気機器用樹脂含浸成形コイルを製造するに際して
は一般に金型にコイルを入れ、樹脂を注型して硬化成形
する方法、あるいは該ワニス含浸後、加熱硬化して成形
する方法が行われている。

しかし最近、コイルの絶縁フェス処理の合理化の必要性
から新しいフェス処理プロセスおよび絶縁フェス材料の
開発が進められている。

即ちかかるフェス処理プロセスとしては紫外線硬化を利
用した方式があシ、用いる絶縁フェスとしては速乾性フ
ェスの検討が種々に進められている。この方法ではコイ
ル中のフェスを紫外線照射により硬化させるのであるが
、この場合に一般には表面フェスのみの硬化でコイル表
面に薄いフェスの硬化層が形成されるにとどまる。

従って、小型のコイルであれば十分にフェス全体の硬化
が得られるが、大型のコイルの場合、次のような問題が
ある。

フェス硬化のだめの加熱炉中で、熱は熱容量の大きい部
分に吸収され、フェス加温のためにかなシの時間を費や
すことになシワニスの速乾性が実現したとしても、時間
短縮の効果が大きく減殺される。

そこで他方、マイクロ波照射によるフェス硬化処理の検
討が々されている。周知の如くマイクロ波による内部加
熱方式は非常に効率の良い加熱手段である。

そしてマイクロ波とはラジオ電波と赤外線間を占める電
磁波で、周波数にして３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ。

波長は１〜１０−３ｍであるが、工業的に利用できる周
波数帯は電波法で規制されており、２４５３〜２４５４
　ＭＨｚの周波数範囲にある。

かかるマイクロ波数による加熱硬化炉中で重合性樹脂は
効率よく加熱され短時間での硬化が可能である。そこで
種々のマイクロ液加熱硬化用絶縁フェスの開発が進めら
れており、一般には不飽和ポリエステル系絶縁フェスが
用いられ、これらは概ね瞬時に加熱され、ゲル化及び固
化に要する時間はほぼ１０〜２０分間であるとされる。

即ちマイクロ波加熱による硬化方法によればフェス処理
は、絶縁処理工程を非常に短縮し、かつ省エネルギーの
効果があシ、絶縁処理として著しく注目されるものであ
る。

しかし他方、硬化物表面にべ七つきが残シその表面乾燥
性の改善が強く望まれているのが実情である。

本発明者等は該表面乾燥性の改善のために、紫外線照射
によりコイル表面のフェス層を先に硬化させその後に、
マイクロ波加熱にょシコイル全体のフェスを硬化させる
ことにより驚くほど良好な特性を有する樹脂含浸成形コ
イルが得られることを見出しこの発明を完成した。

即ち本発明は、グリコール類と多塩基酸の重縮合反応に
よる不飽和ポリエステルプレポリマーと、フェス全量中
２５〜９０％のラジカル重合性モノマーと、同１５〜９
０Ｘのマイクロ波加熱効果のあるジアリルフタレートと
、同３〜３０％の紫外線重合性モノマーとからなシ、こ
れに適量のラジカル重合開始剤として熱重合型及び紫外
線重合型開始剤の２種類を存在させてなる不飽和ポリエ
ステルフェス組成物である。

本発明において不飽和ポリエステルプレポリマーとはグ
リコールと不飽和多塩基酸、飽和多塩基酸とを重縮合反
応したものである。そして不飽和多塩基酸としては、無
水マイレン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸な
どがあり、飽和多塩基酸としては、テトラクロロ無水フ
タル酸、ヘッド酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、エンドメチレン
テトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸
、ヘキサヒドロ無水フタル酸、こはく酸、アジピン酸、
アゼライン酸、セバシン酸などがある。

又、グリコールとしては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブタンジオール１．４、ブタンジオー
ル１．３、ブタンジオール２．３、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、トリエチレンクリコール
、ベンタンジオール１．５、ヘキサンジオール１．６、
ネオペンチルグリコール、２．２．４　）　ＩＪメチル
ペンタンジオ−ルー１．３、水素化ビスフェノールＡ、
２．２−ジ（４−ヒドロキシプロポキシフェニル）プロ
パン、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、グリセ
リン、トリメチレングリコール、２−エチル−１，３−
ヘキサンジオール、フェニルグリシジルエーテル、アリ
ルグリシジルエーテルなどがある。これらのグリコール
と多塩基酸を組みあわせて、グリコール量を当量比で若
干多く（おおよそ１０％増）し、１５０〜２００℃の温
度下で重縮合反応を行なわせ酸価５０以下のプレポリマ
ーとしこれをフェス組成として用いる。

次にラジカル重合性モノマーとしては、スチレン、ビニ
ルトルエン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ジ
ビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリアリルシア
ヌレート、Ｎ−ビニールピロリドン、マレイミド、酢酸
ビニル、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチレンなどの使用が可能であるが、マイクロ波
加熱において特に著しい昇温の効果が認められるものと
してはジアリルフタレートがある。

これらモノマーは単独で用いても良いが数種類のものを
組み合せて用いても良い。特に上記ジアリルフタレート
モノマーは、マイクロ波照射により約１０秒間で１１０
〜１２０℃程度に昇温することが認められる。

通常のスチレンモノマーではかかる昇温は認められず、
特に不飽和ポリエステルプレポリマーに対し上記アリル
フタレートを添加することによシ上述した加熱効果の顕
著な不飽和ポリエステルフェスが得られることになる。

次にこの発明において紫外縮重合開始剤としてハ、ヘン
ジインエチルエーテル、ベンゾフェノン、ｔ−ブチルア
ントラキノン、ブロムアセトフェノン、ミヒラケトン、
ジーーープチルパーオキシド、アゾビスイソブチロニト
リル、チオキサント／誘導体、ベンゾイン、ジベンゾチ
アゾリルスルフィド、四臭化炭素、第２鉄イオン化合物
（クエン酸・第２鉄アンモニウム）などである。

又紫外線重合性モノマーとしては、メタクリル酸エステ
ルおよびアクリル酸エステルなどがある。

ここでメタクリル酸エステルとしては、メチルメタクリ
レート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレ
ート、イソブチルメタクリレート、２−エチルへキシル
メタクリレート、ｎ−ブトキシエチルメタクリレート、
インデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、
ステアリルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、
エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリ
コールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメ
タクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テト
ラヒドロフルフリルメタクリレート、グリシジルメタク
リレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート
、１．３ブタンジオールジメタクリレート、１．３ブチ
レングリコールジメタクリレート、１．４ブチレングリ
コールジメタクリレート、１．６ヘキサングリコールジ
メタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタｐ　Ｉ
Ｊ　ｌ／　−）、ジプロピレングリコールジメタクリレ
ート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２
．２′−ビス（４−メタクリロキシジェトキシフェニル
）フロパン、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレ
ートなどがある。

又アクリル酸エステルとしては、ブトキシエチルアクリ
レート、アクリル酸エチルカルピトール、アクリル酸メ
チルトリグリコール、ステアリルアクリレート、テトラ
ヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート
、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチル
グリコールジアクリレート、１．５ベンタンジオールジ
アクリレート、１．６ヘキサンジオールジアクリレート
、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエ
リスリトールトリアクリレート、ブチルアクリレート、
２−エチルへキシルアクリレート、グリシジルメクリレ
ート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロ
キシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエ
チルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、ポリプロピレングリコールジアクリルレート、　
２．２’ビス（４−アクリロキシ−プロビロキシフェニ
ル）プロパン、　　２．２’ビス（４−アクリロキシ−
ジェトキシフェニル）フロパンなトカアル。

また上記不飽和ポリエステルフェスに対して多官能ビニ
ル基をもつオリゴマーを添加することによっても上述の
光硬化性を付与することができる。

かかる光硬化性オリゴマーはそれ自身ですでにある程度
の分子量があシ、硬化、不溶化までに必要な重合反応量
が少くてすみ、また必要に応じて粘度などの物性を種々
調整することができ好ましい。

かかる光硬化性オリゴマーとしては、ポリエステルアク
リレート、ポリエーテルアクリレート、ポリウレタンア
クリレート、エポキシアクリレートなどがある。

上記不飽和ポリエステルプレポリマーとラジカル重合性
モノマーとの割合は、該モノマーが全ワニス量に対し２
５〜９０％望ましくは４０〜６０％、（重量％、以下同
じ）であり、低粘度にしなければならない場合は該モノ
マー添加量を多くする必要がある。しかしラジカル重合
性モノマーは、不飽和ポリエステルプレポリマー中の不
飽和基濃度に応じたモノマー量とすることによシ、得ら
れるフェス硬化物の機械的強度の優れた三次元構造体が
得られる。

次に上記のジアクリルフタレートはモノマー全量中１５
〜９０％、更に紫外線重合性モノマー（あるいはオリゴ
マー）は３〜３０％の割合で添加する。

次に本発明において重合開始剤として加熱重合型のラジ
カル重合開始剤の過酸化物を用いるが、中でも半減期の
異なる二種類のものを用いるのが望ましい。

例えば、ベンゾイルパーオキシドとジクミルパーオキシ
ドの２種の過酸化物を用いると、半減期にかなりの差が
あるためマイクロ波照射によるフェスの急激な温度上昇
に応じ得て好ましい。更に本発明においては紫外線照射
によりラジカルを発生する紫外線重合用開始剤を加える
。これら開始剤は、加熱重合型及び紫外線重合型のもの
をそれぞれ０．１〜３％好ましくはそれぞれ１％の添加
がよい。

具体的に上記本発明による含浸ワニスを用いて、電動機
のコイルの絶縁処理を実施するには該含浸ワニス中にコ
イルを含浸させて取シ出しコイルを回転させながら、高
圧水銀灯により紫外線を照射し、数１０秒ないし数分間
でコイル表面のフェス層を硬化させる。コイル表面のフ
ェスの硬化にょシコイル内部のフェスの漏れをある程度
防ぐことが出来る。

次にこの表面層のみが硬化したコイルをマイクロ波加熱
炉中に入れ、マイクロ波によシ数分から数１０分加熱す
るとコイル内部のフェスが十分に硬化し、樹脂含浸成形
コイルが得られる。

以下この発明を具体的に実施例によシ説明する。

（実施例） 無水マレイン酸４４１ｔ、無水コハク酸７５１、無水フ
タル酸１１１Ｆ、プロピレンクリコール２５１？、エチ
レングリコール１０２ｆ１ジエチレングリコール１７５
１を４つ目フラスコ中で混合しつつ１２０℃付近で反応
させ水が多量に生成するまで還部を続け、生成水を反応
系から取シ除きながら１５０〜１８０℃で２〜３時間反
応させ、さらに所定の脱水量付近まで反応を継続し、酸
価３５の不飽和ポリエステルプレポリマーを得た。反応
終了時に０．１％量ハイドロキノンを加え、反応物の温
度が８０℃以下になった際にスチレン２００　ｆ、ジア
リルフタレー）４０（ｌおよびネオペンチルグリコール
ジアクリレート５０ｆを加えてよくかきまぜ、固形公約
６０％の不飽和ポリエステルフェスを得た。

このフェス１００部に対し重合開始剤としてベンゾイル
パーオキシド０．５部、ジクミルパーオキシド０．５％
、ペニゾインエチルエーテル１．０　部を添加した。

エナメル銅線からなる絶縁導体、珪素鋼板からなる鉄心
、アラミツド紙とポリエステルフィルムからなる絶縁基
材をもって構成される電動機の固定子コイルを上記フェ
スに含浸して引き上げ、このコイルを回転装置で回転さ
せながら、高圧水銀灯を用いて紫外線を５分間照射した
。次いで該コイルを５　ＫＷ、　２４５０ＭＨｚのマイ
クロ波加熱炉中に入れ約２０分間照射処理して樹脂含浸
成形コイルを得た。得られたコイルは、常法による絶縁
処理によって得られた比較例コイルに比べ、コイル中の
含浸ワニスの保持率が２０Ｘ程度高く、又優れた電気的
特性および機械的特性を有するものであった。なお上述
の本発明フェスについて、上記コイル製造条件と同条件
下で硬化させて得られた硬化物の一般特性は、（１）体
積抵抗率９．Ｉ　Ｘ　１０”Ω−α、（１１）絶縁破壊
強度４．３ＫＶ１０，１鶴、（ｍ）引張シ強さ６．ＩＫ
ｙ／ｍｄ　を示しこれらの値は一般の不飽和ポリエステ
ル樹脂とほぼ同じ値であることがわかった。

代理人　大岩増雄 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究 所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グリコール類と多塩基酸の重縮合反応による不飽和ポリ
   エステルプレポリマーと、フェス全量中２５〜９０％の
   ラジカル重合性モノマーと、同１５〜９ＯＮのマイクロ
   波加熱効果のあるジアリルフタレートと、同３〜３０％
   の紫外線重合性モノマーとからなシ、これに適量のラジ
   カル重合開始剤として熱重合型及び紫外線重合型開始剤
   の２種類を存在させてなる不飽和ポリエステルフェス組
   成物。