JPS6037813B2 - マイカプリプレグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマィカプリブレグに関し、特に８０〜１０００
０程度の中溢で硬化しかつ良好な電気的特性を有する硬
化物を与え、しかも貯蔵安定性に優れたマイカプリプレ
グに関する。

従来、マィカプリプレグに使用される樹脂としては、硬
化物の電気的、機械的ならびに熱性特性に優れているェ
ポキシ樹脂が多く使用されているのが実情である。

しながら、この樹脂を含むプリプレグは、１３０００以
上の高温熱硬化を必要とする。そして、この欠点を補う
ために、８０〜１００ｑ０程度の中温でェポキシ樹脂を
硬化させるための硬化触媒を種々選択することは不可能
であるが、このような触媒を選定した場合、プリプレグ
の貯蔵安定性が極端に悪くなり、プリプレグとしての可
槍性及びプリプレグ中の樹脂の流動性が失なわれる。更
に又、マィカプリプレグは、通常、コイル導体巻回後、
例えば約３〜８ｋｇ／の程度に加圧しながら硬化成形し
なければ電気絶縁体として満足すべき特性を示さないこ
とが知られているが、その原因として、無圧成形の場合
、絶縁層間のボィドの発生等が考えられる。

このような欠点を改善するため、マィカプリプレグ中の
樹脂含量を多くする、プリプレグのコイル導体における
巻回回数を多くする等の方法が考えられるが、次のよう
な点で限界がある。

すなわち、プリプレグ中の樹脂含量をある限界以上に多
くすると、プリプレグにべとつきが生じるようになり作
業性に問題が残る。又、プリプレグの巻回回数を多くす
ると、作業工数を増すことになり絶縁作業が煩雑となる
。更に、無圧で成形を行なった場合、コイル導体の絶縁
特性はプリプレグの巻回作業の巻き易さに強く依存する
ため、特性上のばらつきが生じ易いという難点がある。
したがって、８０〜１００ｏｏ程度の中温において無圧
のま短時間で硬化成形することが可能で、しかもばらつ
きのない一定の絶縁特性を有するマィカプリプレグを得
るために、これらの条件を満足しうるような樹脂−プリ
プレグ構成が要望されていた。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、約８０〜１００℃の中温におし、て祭圧の
まま短時間（数時間）で硬化し、硬化後の絶縁体の電気
特性が良好でばらつきがなく、しかもプリプレグとして
室温における貯蔵安定性の優れたマィカプリプレグを提
供することである。

本発明につき概説すれば、本発明のマィカプリプレグは
、補強材で裏打ちされた集成マィカを、｛ａ’テレフタ
ル酸及び（又は）ィソフタル酸系不飽和ポリエステル約
１０の重量部、【ｂージアリルフタレート又はジアリル
フタレートとそのプレポリマーとの混合物１０〜６の重
量部、｛ｃ）有機過酸化物０．５〜５重量部及び側ビニ
ルシラン系カップリング剤０．５〜１０重量部を含む樹
脂組成物で合浸してなることを特徴とするものである。
本発明者等は、前記した中温における硬化性及び貯蔵安
定性の両特性を考慮し、又、プリプレグ用樹脂としてラ
ジカル重合反応により重合する不飽和ポリエステル樹脂
に着目して種々検討を重ねた結果、テレフタル酸及び（
又は）ィソフタル酸系不飽和ポリエステルに、架橋剤と
してこれと共重合する高沸点、低揮発性かつ常温で液状
のジアリルフタレート又はジアリルフタレートとそのプ
レポリマーとの混合物、硬化触媒として有機過酸化物そ
して更に架橋剤としての機能を併有するビニルシラン系
カップリング剤を配合してなる樹脂組成物を補強材で裏
打ちれた集成マィカに含浸することにより、目的が達成
されることを見出して本発明を完成するに至った。

本発明におけるテレフタル酸又はィソフタル酸系不飽和
ポリエステル（以下不飽和ポリエステルという）は、テ
レフタル酸又はィソフタル酸及びそれらの無水物又はそ
れらの低級アルキルェステル議導体と、多価アルコール
（プロピレングリコール及びエチレングリコール等）、
アルキレンオキサイド（プロピレンオキサイド及びエチ
レンオキサィド等）又はそれらの誘導体とを反応させる
ことにより得られる。

これらの不飽和ポリエステルは、その硬化樹脂の軟化点
及び熱変形温度が高く、優れた耐熱性を有する。このよ
うな不飽和ポリエステルは市販品として入手することが
でき、例えば日本ュピカ社製ＡＭＳ７００ボディ及びＤ
Ｐ−６０２又は日立化成社製ＰＳ−９２０企等を適宜使
用することができる。本発明における架橋剤であるジア
リルフタレートは高沸点、低揮発性かつ常温で液体であ
り、前記不飽和ポリエステルと共に使用することにより
、１００ｏｏ程度で容易に硬化し、耐熱性及び電気的特
性の良好な硬化物となる樹脂組成物を得ることができる
。

すなわち、これらを用いて１００００程度で硬化させる
際、適当な硬化触媒を選択することにより、電気機器絶
縁用樹脂としての初期特性を満すことができ、又、良好
な貯蔵安定性を有するプリプレグを得ることができる。
得られたプリプレグは、コイルの適用した場合、実機運
転の初期においてある程度の要求特性を満足しながら、
運転中に発生する熱により更に特性の向上を期待するこ
とができる。ジアリルフタレートとしては、ジアリルオ
ルトフタレート及びジアリルイソフタレートが特に通し
ており「その配合割合は、不飽和ポリエステル１０の重
量部に対し１０〜６の重量部とすることが適当であるが
、プリプレグの特性及び粘着性の両方を考慮して２０〜
５の重量部とすることが望ましい。なお、架橋剤として
配合される上記ジアリルフタレートは、その一部を重合
させて得られるプレポリマーで一部置き換えることがで
き、それにより絶縁体としてのの電気的特性を低下させ
ずに粘着性のないプリプレグを確実に得ることができる
。

ジアリルフタレートのプレポリマーとしては、ジアリル
オルトフタレート及びジアリルイソフタレートのプレポ
リマーが適している。ジアリルフタレートとそのプレポ
リマーの配合割合は、ブリプレグの粘着性及び硬化後の
特性から判断して決めることができる。本発明における
硬化触媒としては、汎用されている有機過酸化物、例え
ば過酸化ペンゾィル、第三級プチルパーベンゾェート、
２．５−ジメチル−２．５ージ（第三級ブチルパーオキ
シヘキサン）及びジクミルパ−オキサィド等があり、そ
れらの少なくとも１種を適用することができる。

本発明においては８０〜１００ｏｏの温度で硬化を行な
うため、上記有機過酸化物のうち少なくとも１種はキッ
クオフ温度が１００００以下のものを用いる必要がある
が、過酸化ペンゾィルを用いることが適当である。有機
過酸化物の配合割合は、不飽和ポリエステル１０の重量
部に対し０．５〜５重量部で十分効果を発揮することが
できる。本発明におけるビニルシラン系カップリング剤
としては、通常知られているシランカップリング剤のう
ち、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリェトキシシラ
ン及びメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を
適用することができる。

これらのピニルシラン系カップリング剤は、不飽和ポリ
エステル樹脂とガラスクロス及び集成マイカ等の補強用
基材との接着性を増大させる機能を果すために、プリプ
レグを無庄成形する場合、コイル導体の絶縁層のボィド
発生を極力押える効果を有する。更に又、ビニルシラン
系カップリング剤はその化学構造としてビニル基をもっ
ているため、不飽和ポリエステル樹脂組成物の硬化時に
架橋剤の一部としての働きも発揮する。そのため、本発
明のプリプレグを用いたコイルの絶縁体は、１００℃以
上の熱履歴を受けても急激な特性の低下を起さない。シ
ラン系カップリング剤は、集成マィカ又は補強用基材に
添加あるいは塗布される場合もあるが、この場合、ビニ
ルシラン系カップリング剤無添加の場合に比べて特性的
に向上はみられない。本発明においては、ビニルシラン
系カップリング剤を不飽和ポリエステル樹脂組成物中に
配合することにより効果を発揮することができる。ビニ
ルシラン系カップリング剤の配合割合は、不飽和ポリエ
ステル１０の重量部に対し０．５〜１の重量部とするこ
とができるが、価格面を考慮した場合、１〜３重量部と
することが望ましい。本発明における補強材としては既
知の材料例えば綿テープ、絶縁紙、和紙、絹布、ガラス
布、ガラスーテトロン混紡布、レーヨン不織布、ポリエ
ステル不織布、ガラス不織布、ポリァミドフィルム、ポ
リイミドフイルム及びポリエステルフィルム等を適用す
ることができる。

ブリプレグの製造に当っては、上記の補強剤で裏打ちさ
れた集成マィカに上記の樹脂組成物を含浸（塗布又は浸
債による）させた後、所定温度で乾燥させる。

この際、樹脂組成物をアセトン及びメチルエチルケトン
等のような適当な溶剤で希釈して粘度を下げ、常温で裏
打ち補強剤及び集成マィカに含浸させた後、乾燥して溶
剤を輝散させる手段をとることもできる。本発明におい
ては、８０〜１０００Ｃ程度の中温で樹脂組成物の硬化
を行なうので、ワニスの安定性を考慮して溶剤を使用す
ることが取扱い上有利である。次に、本発明を実施例に
より説明するが、本発明はこれらによりなんら限定され
るものではなし、。

比較例 １ フェノールノボラック型ヱポキシ樹脂（ダゥケミカル社
製、ＤＥＮ４３８）１００重量部及び硬化触媒として三
弗化側素−モノエチルアミン錯体（橋本化成社製）３重
量部よりなる樹脂組成物を、樹脂分濃度５の重量％とな
るようにトルェンで希釈してワニスを得た。

次いで、このワニスを厚さ０．０５肌のガラスクロスで
裏打ちされた集成マィカに含浸させ、１３０ｏ０で１び
分間乾燥処理した溶剤を樺散させ、樹脂舎量５の重量％
、仕上り厚さ０．２０〜０．２４肋のマイカプリプレグ
のシートを得た。このシートを幅３仇桝こ切断してテー
プとし、これを３×２０×３０仇舷の銅パーコィルに半
かけ３回巻回後、無圧のまま１３０ｑｏで１虫時間加熱
硬化した。比較例 ２テレフタル酸系不飽和ポリエステ
ル（日本ュピカ社製、ＡＭＳ７００ボディ）（以下ＡＭ
Ｓ７００ボディという）１０の重量部、架橋剤としてジ
アリルフタレート４堰重量部及び硬化触媒として過酸化
ペンゾィル１．５重量部を配合して得た樹脂組成物を、
樹脂分濃度９の重量％となるようにメチルエチルケトン
で希釈してワニスを得た。

次いで、このワニスを厚さ０．０５側のガラスクロスで
裏打ちした集成マィカに含浸させ、更に集成マィカ面に
ポリエステル不織布を貼り合わせてサンドイッチ構造と
した後、８０００で１０分間乾燥処理して溶剤を揮散さ
せ、樹脂含量５の重量％、仕上り厚さ０．３帆のプリプ
レグのシートを得た。このシートからつくったテープを
比較例１と同様の方法で鋼パーコィルに絶縁体を形成し
、無圧のまま１００００で４時間加熱硬化した。比較例
３ 予めビニルシラン系カップリング剤としてメタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製、ＫＢＭ
５０３）（以下ＫＢＭ５０３という）により、マィカ重
量に対して０．５重量％の量で前処理した集成マィカを
使用し、比較例２と同様の組成及び方法によりマィカプ
リプレグを得、これを用い比較例２と同様の操作により
銅パーコィルに絶縁体を形成し、加熱硬化した。

比較例 ４ ＡＭＳ７００ボディ１０の重量部、スチレン４０重量部
及び過酸化ペンゾィル１．５重量部を配合して得た樹脂
組成物を、樹脂分濃度９の重量％となるようにメチルエ
チルケトンで希釈してワニスを得た。

このワニスを用いて比較例２と同様にしてマィカプリプ
レグを得た。しかしながら、このマィカプリプレグは粘
着性があり、プリプレグをコイル導体巻回する際の作業
性に大きな問題があり、更にプリプレグの貯蔵安定性は
室温において６０日が限度であった。実施例 １ ＡＭＳ７００ボディ１０の重量部、ジアリルオルトフタ
レート４の重量部及び過酸化ペンゾィル１．５重量部を
配合して得た樹脂組成物に、ＫＢＭ５０３を１重量部配
合し、比較例２と同様の方法によりマィカプリプレグの
テープを得た。

これを用いて比較例２と同様の操作により鋼パーコィル
に絶縁体を形成し、加熱硬化した。実施例 ２ ＡＭＳ７００ボディ１０の重量部、ジアリルオルトフタ
レート５の重量部及び過酸化ペンゾィル１．５重量部を
配合した得た樹脂組成物に、ＫＢＭ５０３を１重量部配
合し、樹脂分濃度９５重量％となるようにメチルエチル
ケトンで希釈してワニスを得た。

このワニスを用いて比較例２と同様の方法により、樹脂
含量５０重量％、仕上り厚さ０．３肋のマィカプリプレ
グのテープを得た。これを用て比較例２と同機の操作に
より銅パーコィルに絶縁体を形成し、加熱硬化した。実
施例 ３ ＡＭＳ７００ボディ１０の重量部、ジアリルオルトフタ
レートプレポリマー（大阪曹達社製、ダィソ−ダップ）
３の重量部、ジアリルオルトフタレート２０重量部、過
酸化ペンゾィル１．５重量部及びＫＢＳ５０３の１重量
部を配合して得た樹脂組成物を、樹脂分濃度８５重量％
になるようにメチルエチルケトンで希釈してワニスを得
た。

次いで、このワニスを厚さ０．５側のガラスクロスで裏
打ちした集成マィカに含浸させ、８０午０で１び分間乾
燥処理して溶剤を輝散させ、樹脂含量４母重量％、仕上
り厚さ０．２５脚のプリプレグのシートを得た。以下比
較例２と同様にして銅パーコィルに絶縁体を形成し、加
熱硬化した。実施例 ４ ＡＭＳ７００ボディ１０の重量部、ジアリルオルトフタ
レートプレポリマー（大阪曹達社製、ダィソーダップ）
２の重量部、ジアリルオルトフタレート３０重量部、過
酸化ペンゾィル０．５重量部、第三級プチルパーベンゾ
ェート２重量部及びＫＢＭ５０３の１重量部を配合して
得た樹脂組成物を用い、実施例１と同様にしてマィカプ
リプレグのシートを得た。

以下比較例２と同様にして銅パーコィルに絶縁体を形成
し、加熱硬化した。上記実施例１〜４のマィカプリプレ
グのテープは、室温（２０〜２チ０）で９０日以上放置
してもコイル巻回時に必要な柔軟性を有しており、又、
このテープを用いてコイルに巻回し硬化した後の特性を
初期のものと比較したところ、殆んど変化は認められな
かった。

比較例１〜３及び実施例１〜４で得られた絶縁コイルの
電気的特性を調べるため、室温におけるぬｎ６そして又
、絶縁層の繊密さを調べるため、ねｎ６の電圧特性を測
定した。

ｔａｎ６の電圧特性は、室温で松Ｖ及び磯Ｖで測定した
値につき△ねｎ６＝ｔａｎ６６Ｋｖ−ｔａｎ６２Ｋｖと
して表わした。又、更に、絶縁コイルの初期の絶縁破壊
強度（ＢＤＶ）及び１５０ｑ０で４０斑時間加熱劣化後
のＢＤＶを測定した。なお、ＢＤＶの測定は、トランス
油中昇圧速度ＩＫＶ／秒の条件で行なった。得られた結
果を下表に示す。表 表から明らかなように、本発明のマイカプリプレグは、
ェポキシ樹脂を用いて製造したマィカプリプレグに比し
、１００ｏｏの硬化温度においても優れた特性を示す。

又、ピニルシラン系カップリング剤をプリプレグ用樹脂
組成物に配合することにより、より繊密な絶縁層を形成
しうろことがわかる。又、比較例３の実験から、集成マ
ィカの前処理では本発明の効果が達成されないことが明
らかである。本発明のマイカプリプレグは、約８０〜１
００ｑｏの中温において無圧のまま短時間で硬化してコ
イル絶縁層を形成することが可能であり、又、硬化後の
絶縁体の電気特性が優れかっぱらつきがなく、しかもプ
リプレグとして室温における貯蔵安定性が良好であり、
特に、回転電気機器のエンド部あるいはわたり線部等の
形状が複雑で、１００ｑｏ以下の温度でコイル絶縁体を
形成しなければならない個所に対しても十分適用するこ
とができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 補強材で裏打ちされた集成マイカを、（ａ）テレフ
   タル酸及び（又は）イソフタル酸系不飽和ポリエステル
   １００重量部、（ｂ）ジアリルフタレート又はジアリル
   フタレートとそのプレポリマーとの混合物１０〜６０重
   量部、（ｃ）有機過酸化物０．５〜５重量部及び（ｄ）
   ビニルシラン系カツプリング剤０．５〜１０重量部を含
   む樹脂組成物で含浸してなることを特徴とするマイカプ
   リプレグ。