JPS5931802B2 - 絶縁導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気泳動法を用いる絶縁導体の製造方法に関
し、更に詳しくは無機絶縁物であるマイカ鱗片、有機絶
縁物である水分散形ワニス、無機あるいは有機の繊維体
を水中に分散させたものを電着塗装とし、電気導体上に
マイカ鱗片、水分散形ワニス粒子、無機あるいは有機の
繊維から成る絶縁層を形成し、次いで絶縁ワニスを含浸
処理することを特徴とする絶縁導体の製造方法に関する
ものである。

従来、例えば大形あるいは中形誘導電動機などのコイル
の主絶縁は無機または有機、あるいは無機、有機複合の
骨材からなる薄葉材を必要な厚さになるまで幾層もテー
ピングし、これを電動機に組入れて絶縁樹脂で含浸する
工程を経るという方法によつて形成されていた。

この方法では絶縁層の形成にテーピング作業が必須とな
つているため多くの人手を要し、作業能率が悪く、しか
もコスト高となつていた。また被塗物である導体上に無
機または有機の骨材となる紡織布あるいは不織布のテー
プ、スリーブなどを設けておいて水分散形ワニス中で電
気泳動電着を行なう方法も知られているが、この方法で
もテーピング等の工程が必要であり、また絶縁皮膜の諸
特性が水分散形ワニスの成分である樹脂の特性に依存し
耐熱性、機械的特性、電気的特性に関し、特に高温での
使用に不安がある。その理由として耐熱性水分散形ワニ
スの開発が一般の無溶剤形ワニス、溶剤形ワニスの開発
と比較して非常に困難で今だに実用化されていないため
である。熱的、電気的、機械的条件が厳しい回転機コイ
ルに対し、上記の点を鑑みて本発明者らはマイカ鱗片を
混入した水分散形ワニスを用いた電着塗装法をこれまで
に提案した（例えば特開昭５１−８９１７８号、特開昭
５１−１１４６０２号、特開昭５１−１１４６０３号な
ど）が、これら開示した発明はマイカ含有率の比較的高
い範囲（７０〜９５０１））のもので、したがつて水分
散形ワニスの樹脂分が５〜３０Ｃｆ）と低く耐熱的には
非常に有利なものである。

しかしながらこの電着塗装法の欠点は絶縁塗料を含浸さ
せる前段階の機械的強度が弱く、鉄心のスロツト内に組
込む場合など作業者はマイカ電着層が欠落しない様注意
を要することである。

そこで本発明者らはこれらの欠点を完全に排除すべく種
々検討を重ねた結果、マイカ鱗片を混入した水分散形ワ
ニス中にさらに無機あるいは有機の繊維体を分散させた
ものを電着塗料とし、電気泳動電着法を用いて導体上に
マイカ鱗片、水分散形ワニス粒子、無機あるいは有機の
繊維体から成る絶縁層を形成させることによつて機械的
強度の強いものを得ることが出来、また含浸後の電気的
熱的特性も優れたものを得ることができることを見出し
、この発明を完成するに到つた。この発明に用いられる
電着用マイカ鱗片の大きさは３５メツシユの篩を通過す
るものが好ましく、電着析出層中のマイカと水分散形ワ
ニス樹脂分との比率（重量比）は７：３〜１９：１の範
囲内のものが好適で、無機あるいは有機繊維体の比率は
電着析出層の耐熱性および塗料の粘度の点でマイカと水
分散形ワニス樹脂分総重量の１／２００〜１／１０が好
適である。

１／２００以下では耐熱性が不充分で１／１０以上では
粘度が上昇しすぎる。

この電着に用いられる水分散形ワニスは電着層中のマイ
カ鱗片と繊維体とのバインダー的な役割をはたすもので
任意の水分散形ワニスの適用が可能であり、例えばアク
リル系樹脂ワニス、エポキシ系樹脂ワニス、ポリエステ
ル系樹脂ワニス、ポリエステルイミド系樹脂ワニスなど
が何ら制限なく用いられる。

、またこの電着に用いられる無機あ
るいは有機繊維は電着層の補強材となるものでできるだ
け細く長いものが良いが、電着層の外観、電着塗料攪拌
時の繊維のからまり防止のため長径０．００１〜０．０
１ｍｍ１長さ２〜１０ｍ１ＩＬのものが好適であり、例
えば無機繊維としてはガラスなど有機繊維としては、ポ
リイミド、ポリアミド、ポリエステル材などが用いられ
る。

なお、無機繊維と有機繊維を混合して用いることもでき
る。上記のような材料を用い、公知の従来技術によつて
調製された電着塗料液中ではマイカ鱗片及び水分散形ワ
ニス粒子は負に帯電し電着時に陽極である被塗物へ泳動
していくがその場合単体では水中で帯電せず泳動しにく
い繊維体も共に随伴して電着層となつて析出する。

さらに繊維体の泳動性を向上させるために界面活性剤を
吸着させたり、カツプリング剤で処理することも有効で
ある。なお本発明に用いる電着塗料液の全不揮発分は電
着特性などの点から約５〜３０（ｆ）が好適である。な
お電着は公知の従来技術によつて容易に行なうことがで
きる。さらに、この発明に用いる含浸用の有機絶縁塗料
は使用目的によつて異なるが、例えば耐熱性が要求され
る場合はエポキシ樹脂ワニス、ポリアミドイミド樹脂ワ
ニス、ポリイミド樹脂ワニス、特に可とう性を要求され
る場合はシリコン系樹脂ワニスなどが用いられ、それほ
ど耐熱性が要求されない場合は不飽和ポリエステル系樹
脂ワニスなどが用いられたり、その他用途によつてはア
ルキツド系樹脂ワニスなど公知のものが適宜特別な制限
なく使用しうる。

また無機絶縁塗料としては一般にリン酸系塗料などが適
用できる。以下参考例、実施例によりこの発明による絶
縁導体の製造方法を説明する。

〔参考例 １〕 ビスフエノール形エポキシ樹脂（エビコート１００１、
シエル化学社製）８０部（重量音ｋ以下重量部で記す）
、テトラヒドロ無水フタル酸１８部、エチレングリコー
ル２部を主成分とする水分散形ワニス中にイオン交換水
でよく水洗した１００メツシユ篩通過のマイカ粉末を上
記水分散形ワニスの樹脂分１部に対し９部の割合で混入
し、イオン交換水を加えてよく攪拌し均一に分散した全
不揮発分１５０１）の電着塗料液を調整した。

この調整された電着塗料液中にあらかじめガラス繊維を
機械巻した素線を成形して束ねた誘導電動機コイルを浸
漬し、極間距離１０ｃｍで対向電極との間に直流電圧１
００Ｖを２０秒間印加しコイル上にマイカと水分散形ワ
ニスの樹脂分とから成る複合層を形成させた。ついでこ
れを２００℃で１５分間加熱乾燥させて厚さ１．１ｍｍ
の皮膜を得た。この絶縁コイルを直径１５ＣＴｆＬの円
柱にそつて２０？ほど曲げたところ５〜８本の亀裂を生
じた。このような機械的特性をもつコイルを実際に誘導
電動機に組込んでエポキシ系含浸塗料で素線絶縁層と対
地絶縁層を同時に全含浸を行ない加熱硬化後の素線絶縁
層と主絶縁層の破壊電圧を測定したところ素縁絶縁層で
は４ＫＶ１主絶縁層では２５ＫＶの値を得た。〔実施例
１〕 ビスフエノール形エポキシ樹脂（エビコート１００１、
シエル化学社製）８０部、テトラヒト口無水フタル酸１
別＼エチレングリコール２部を主成分とする水分散形ワ
ニス中にイオン交換水２でよく水洗した１００メツシユ
篩通過のマイカ粉末を上記水分散形ワニスの樹脂分１部
に対し９部の割合で混入し、さらに直径０．００５ｍｍ
１長さ５ｍ７７！のガラス繊維を１部混入し、イオン交
換水を加えよく攪拌して全不揮発分１５％の電着塗料液
を調整した。

この電着塗料液中にあらかじめガラス繊維を機械巻した
素線を成形して束ねた誘導電動機コイルを浸漬し、極間
距離１０Ｃ７ｎで対向電極との間に直流電圧１００Ｖを
２０秒間印加し、コイル上にマイカと水分散形ワニスの
樹脂分、ガラス繊維とから成る複合層を形成させた。

ついでこれを２００℃で１５分間加熱乾燥させて厚さ１
．２朋の皮膜を得た。この絶縁コイルを直径１５ｃｍの
円柱に沿つて２０ＣＴＩＬほど曲げたところ亀裂は？ら
れなかつた。このような機械的特性をもつコイルを実際
に誘導電動機に組込んでエポキシ系含浸塗料で素線絶縁
層と対地絶縁層を同時に全含浸を行ない加熱硬化後の素
線絶縁層と主絶縁層の破壊電圧を測定したところ素線絶
縁層では４．４ＫＶ１主絶縁層では５０Ｋ以上の値を得
た。〔参考例 ２〕 水分散形ポリエステルイミドワニス中にイオン交換水で
よく水洗した８０メツシユ篩通過のマイ力粉末を上記水
分散形ワニスの樹脂分１部に対し９部の割合で混入して
よく攪拌し、均一に分散した全不揮発分２０％の電着塗
料液を調整した。

この電着塗料液中にあらかじめガラス繊維を機械巻した
素線を束ねて成形した誘導電動機コイルを陽極として浸
漬し、極間距離１０ＣＴＩＬで対向電極との間に１００
の直流電圧を１８秒間印加し、コイル上にマイカと水分
散形ワニスの樹脂分とから成る複合層を形成させた。つ
いでこれを２００℃で１５分間加熱乾燥させて厚さ１，
０關の皮膜を得た。この絶縁コイルを直径１５ｃ７ｎの
円柱にそつて２０いほど曲げたところ４〜７本の亀裂を
生じた。このような機械的特性をもつコイルを実際に誘
導電動機に組込んでエポキシ系含浸塗料で素線絶縁層と
対地絶縁層を同時に全含浸を行ない加熱硬化後の素線絶
縁層と主絶縁層の破壊電圧を測定したところ素線絶縁層
では４．２Ｋ、主絶縁層では２６ＫＶの値を得た。前記
水分散形ポリエステルイミドワニスは下記のようにして
造つた：トリメツト酸無水物２モルとジアミノジフエニ
ルメタン１モルとを約１０モル量のエチレングリコール
中で約１００℃〜１２０℃で反応させてカルボン酸末端
イミドを造り、得られたイミドにグリセリン０．３モル
を加えて１８０℃〜２２０℃で３〜４時間反応させた後
過剰のエチレングリコールを留出させてポリエステルイ
ミドとなした後１５０℃に下げ、これに更にトリメリツ
ト酸無水分０，２モルを添加後約３０分間にわたつて反
応させて酸末端ポリエステルイミドを造り、次にラウリ
ル硫酸エステルナトリウム１．０重量部と２５０ｉ）ア
ンモニア水１０重量部を含むイオン交換水５５００ｍ１
を約７０℃に加熱し、この加熱されたイオン交換水に前
記酸末端ポリエステルイミド１００重量部を加え、かく
はんしながら過剰のアンモニアを留出させてＰＨ約７．
５のポリエステルイミド系分散液を得た。

〔実施例 ２〕 参考例２と同じ電着用水分散形ポリエステルイミド系ワ
ニス中にイオン交換水でよく水洗した８０メツシユ篩通
過マイカ粉末を上記水分散形ワニスの樹脂分１部に対し
９部の割合で混入し、さらに直径０．０１ｍｍ１長さ５
７Ｚ７Ｘのポリアミドイミド繊維を０．５部混入しイオ
ン交換水を加えよく攪拌して全不揮発分２０Ｃｆ）の電
着塗料液を調整した。

この電着塗料液中にあらかじめガラス繊維を機械巻した
素線を束ねて成形した誘導電動機コイルを陽極として浸
漬し、極間距離１０ＣＴｒＬで対抗電極との間に１００
Ｖの直流電圧を２０秒間印加し、コイル上にマイカと水
分散形ワニスの樹脂分、ポリアミドイミド繊維とから成
る複合層を形成させた。ついでこれを２００℃で１５分
間加熱乾燥させて厚さ１．１１７７！の皮膜を得た。こ
の絶縁コイルを直径１５（１７７！の円柱にそつて２０
ｃｍほど曲げたところ亀裂は生じなかつた。このような
機械的特性をもつコイルを実際に誘導電動機に組込んで
工゛ポキシ系含浸塗料で素線絶縁層と対地絶縁層を同時
に全含浸を行ない加熱硬化後の素線絶縁層と主絶縁層の
破壊電圧を測定したところ、素線絶縁層では４．３Ｋ、
主絶縁層では５０Ｋ以上の値を得た。〔参考例 ３〕 イオン交換水６００重量音殴ラウリル硫酸エステルソー
ダ１．５重量部を四つロフラスコにて仕込み、かくはん
しながら窒素ガスを通じて約３０分間保ち、次いで温度
を７０℃に上げた後、アクリロニトリル１００重量部、
スチレン６０重量部、エチルアクリレート２０重量音臥
グリシジルメタクリレート１０重量部、メタクリル酸１
０重量部の混合物を加え、さらに過硫酸カリウム１．０
重量部、亜硫酸水素ナトリウム０．３重量部を１００重
量部のイオン交換水に溶かした液を加えて、６５〜７５
℃で３時間反応させて水分散形アクリル系ワニスを得た
。

この水分散液の樹脂分１．５重量部に対しイオン交換水
でよく水洗した３５メツシユ篩通過のマイ力粉末８．５
重量部を加え、さらにイオン交換水を加えてよくかくは
んし、均一に分散した全不揮発分１５（ｆ）の電着塗料
液を調製した。

この電着塗料液中にあらかじめガラス繊維を機械巻きし
た素線を束ねて成形した誘導電動機コイルを陽極にして
浸漬し、極間距離１０ｃｍで対向電極との間に１００Ｖ
の直流電圧を１８秒間印加してコイル上にマイカと水分
散ワニスの樹脂分からなる電着析出層を形成した。

ついでこれを２００℃で１５分間加熱乾燥させて厚さ１
．０詣の皮膜を得た。この絶縁コイルを直径１５ｃｍの
円柱にそつて２０ｃＴｎほど曲げたところ３〜６本の亀
裂を生じた。このような機械的特性をもつコイルを実際
に誘導電動機に組込んでエポキシ系樹脂で素線絶縁層と
対地絶縁層を同時に全含浸を行い、加熱硬化後の素線絶
縁層と主絶縁層の破壊電圧を測定したところ素線絶縁層
では４．０Ｋ、主絶縁層では２７Ｋの値を得た。〔実施
例 ３〕 電着用水分散形アクリル系ワニス中にイオン交換水でよ
く水洗した３５メツシユ篩通過のマイカ粉末を上記水分
散形ワニスの樹脂分１．５部に対し８．５部の割合で混
入し、さらに直径０．００５鰭、長さ５ｍｍのポリエス
テル繊維を０．５部混入してイオン交換水を加えよく攪
拌し全不揮発分１２（１１）の電着塗料液を調整した。

この電着塗料液中にあらかじめガラス繊維を機械巻した
素線を束ねて成形した誘導電動機コイルを陽極として浸
漬し、極間距離１０ＣＴＩＬで対向電極との間に１００
の直流電王を１８秒間印加してコイル上にマイカと水分
散形ワニスの樹脂分、ポリエステル繊維とから成る複合
層を形成した。ついでこれを２００℃で１５分間加熱乾
燥させて厚さ１．０重の皮膜を得た。この絶縁コイルを
直径１５ＣＴ１Ｌの円柱にそつて２０（１−JモV１ほど
曲げたところ亀裂は見られなかつた。このような機械的
特性をもつコイルを実際に誘導電動機に組込んでエポキ
シ系樹脂で素線絶縁層と対地絶縁層を同時に全含浸を行
ない加熱硬化後の素線絶縁層と主絶縁層の破壊電圧を測
定したところ素線絶縁では４．１ＫＶ１主絶縁層では５
０Ｋ以上の値を得た。上記各比較例および実施例の間の
差をみるのを容易にするために上記結果及びその他測定
された結果をまとめて表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイカ鱗片、水分散形ワニスおよび繊維体を含む電
   着塗装液にあらかじめガラス繊維を巻回した電気導体を
   浸漬し、電気泳動法によつて前記電気導体上に電着析出
   層を形成させ、次いで絶縁ワニスを含浸処理することを
   特徴とする絶縁導体の製造方法。 ２ マイカ鱗片と水分散形ワニスの樹脂分との総重量に
   対し、繊維体を１／２００〜１／１０の範囲割合となる
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の絶縁導体の製造
   方法。 ３ 繊維体として、長径０．００１〜０．０１ｍｍ、長
   さ２〜１０ｍｍの大きさのものを用いるようにした特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の絶縁導体の製造方
   法。 ４ 繊維体がガラス繊維である特許請求の範囲第１項な
   いし第３項の何れかに記載の絶縁導体の製造方法。 ５ 繊維体が有機繊維である特許請求の範囲第１項ない
   し第３項の何れかに記載の絶縁導体の製造方法。