JPS6159644B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は室温以下では貯蔵寿命が長いが、高温
では硬化し、優れた特性を発揮する樹脂組成物
を、線輪に巻回した絶縁基材に含浸、硬化して得
られる耐熱性、機械的特性、電気絶縁特性の優れ
た電気絶縁線輪に関する。 従来、電気絶縁線輪としては、マイカテープ等
の絶縁基材を線輪に巻回した後、エポキシ樹脂及
び酸無水物からなる樹脂組成物を含浸、硬化した
ものが一般的であつた。しかし、この場合、エポ
キシ樹脂と酸無水物が室温では徐々に反応するた
め、粘度が上昇し、含浸できなくなるため、低温
に冷却して保管し、使用していた。しかし、それ
でも長期間使用すると、含浸粘度以上になるので
廃棄しなければならなかつた。 本発明者はこのような点に鑑み、鋭意検討を進
めた結果、硬化触媒として、アルミニウムトリス
アセチルアセトネートの如きアルミニウム化合物
を少量含有したエポキシ樹脂組成物は、冷却の不
要な常温で極めて貯蔵寿命が長く、かつこの樹脂
組成物を線輪に巻回した絶縁基材に含浸し、加熱
硬化した電気絶縁線輪は耐熱性、機械的特性、電
気絶縁特性の優れた絶縁線輪であることを見出し
た。また同時に、上述の絶縁基材中にヒドロキシ
ル基を含有するシラン化合物、もしくは加水分解
性基を有する有機ケイ素化合物もしくはポリシロ
キサン化合物を硬化促進剤として含ませると、著
しい硬化促進作用を示し、あまり高くない温度で
硬化して、すぐれた特性を発揮することを見出し
た。 本発明は上記知見に基づき、室温以下では貯蔵
寿命が長いが、高温では容易に硬化し、優れた特
性を発揮する樹脂組成物を使用し、熱硬化形の耐
熱性電気絶縁線輪を提供することを目的とする。 以下本発明を説明すると、本発明は線輪に絶縁
基材を巻回した後、エポキシ樹脂と硬化触媒とし
てのアルミニウム化合物を必須成分として含む樹
脂組成物を含浸し、硬化させたことを特徴とする
電気絶縁線輪である。 本発明に用いる絶縁基材としては、ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのフイル
ム、ガラス織布、アラミツド紙、ポリエステルあ
るいはアラミツドの不織布、マイカシート、アラ
ミツドマイカ混抄紙、あるいはこれらの複合材な
どがある。これらはシート状でもテープ状でも任
意の形態で使用できる。またこれらの絶縁基材は
そのままの状態でもよいが、作業性等を考慮し
て、バインダーを含ませることもできる。 本発明に用いるエポキシ樹脂としては、例えば
次のようなものが挙げられる。即ち、ビスフエノ
ールＡ形エポキシ樹脂、ビスフエノールＦ形エポ
キシ樹脂、フエノールノボラツク形エポキシ樹
脂、クレゾールノボラツク形エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネート
やヒダントインエポキシの如き含複素環エポキシ
樹脂、水添ビスフエノールＡ形エポキシ樹脂、プ
ロピレングリコールジグリシジルエーテルやペン
タエリスリトールポリグリシジルエーテルなどの
脂肪族系エポキシ樹脂、芳香族や脂肪族ないし脂
環式のカルボン酸とエピクロルヒドリンとの反応
によつて得られるエポキシ樹脂、スピロ環含有エ
ポキシ樹脂、オルソアリルフエノールノボラツク
化合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物であ
るグリシジルエーテル形エポキシ樹脂、ビスフエ
ノールＡのそれぞれの水酸基のオルソ位にアリル
基を有するジアリルビスフエノール化合物とエピ
クロルヒドリンとの反応生成物であるグリシジル
エーテまた硬化触媒のアルミニウム化合物として
は例えば次のようなものが挙げられる。 即ち一般式 （但し式中R₁，R₂はアルキル基でありＢは一
般式 但し式中R₃〜R₈はアルキル基であることから
なる群から選ばれた配位子であり、ｅ，ｆは０〜
３の正の整数でｅ＋ｆは３を越えない）で示ささ
る化合物である。 これらのアルミニウム化合物のうちアルミニウ
ムトリアルキルアセトアセテート、アルミニウム
トリスアセチルアセトネート、アルミニウムアル
コラート、アルミニウムアシレート、アルミニウ
ムトリス（エチルアセトアセテート）などがとく
に有用で通常本発明のエポキシ樹脂に対して
0.0001〜５重量％程度に選定する。 一方本発明に於て硬化促進剤として使用するヒ
ドロキシル基を含有するシラン化合物もしくは加
水分解性基を有する有機ケイ素化合物もしくはポ
リシロキサン化合物としては例えば次のようなも
のが挙げられる。即ちヒドロキシル基を含有する
シラン化合物としては一般式 （但し式Ｒ，R′はアルキル基、フエニル基、
アラルキル基、ビニル基、アリル基で、同じであ
つても異なつていてもよく、ｑ，ｒは０〜３の正
の整数でｑ＋ｒは３を越えない。）で示されるシ
ラン化合物がある。 また、有機ケイ素化合物が有する「加水分解性
基」とは、ケイ素原子に直結した残基で、水の存
在下一定温度以上で加水分解してシラノール性水
酸基（≡Si−OH）を生成する残基であり、例え
ば炭素原子数１〜５個のアルコキシ基：フエノキ
シ基、トリルオキシ基、パラメトキシフエノキシ
基、パラニトロフエノキシ基、ベンジルオキシ基
等のアリールオキシ基：アセトキシ基、プロピオ
ニルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ベンゾイル
オキシ基、フエニルアセトキシ基、ホルミルオキ
シ基等のアシロキシ基：イソプテニルオキシ基、
エテニルオキシ、イソプロペニルオキシ等のビニ
ルオキシ基、次式： （式中、R′とR″は同一でも異なつてもよく、
炭素原子数１〜５個のアルキル基である）で表わ
される残基などである。 また本発明の有機ケイ素化合物が有する有機基
とは、例えば、アルキル基、ビニル基、プロペニ
ル基、１−もしくは２−ブテニル基、１−もしく
は２−ペンテニル基等の炭素原子数１〜５個のア
ルケニル基：エチニル基、プロビニル基、１−も
しくは２−プテニル基、１−もしくは２−ペンテ
ニル基等の炭素原子数１〜５個のアルキニル基：
フエニル基、トリル基、パラニトロフエニル基、
パラメトキシフエニル基等のアリール基：アセチ
ル基、トリフルオロアセチル基、ペンゾイル基な
どである。 本発明に用いる有機ケイ素化合物をより具体的
に表すと、次のようなオルガノシラン及びオルガ
ノポリシロキサンが該当する。 オルガノシランは、一般式 〔上式中、Ｒは有機基を、Hydrは加水分解性
基を表わし、Ｘは置換もしくは非置換の炭素原子
数１〜５個のアルキル基（ただし、置換基は重合
反応に関与しない不活性なもの）、アラルキル基
（重合反応に無関係な置換基を有していてもよ
い）を表わす。ｐ及びｑは１〜３の整数で、ｐ＋
ｑは４以下である。〕で表わされる。 上記のオルガノシランのうち、本発明にとつて
より好ましいものとしては、例えば、トリフエニ
ルメトキシシラン、ジフエニルビニルメトキシシ
ラン、トリフエニルエトキシシラン、フエニルジ
ビニルメトキシシラン、ジフエニルジエトキシシ
ラン、トリ（パラニトロフエニル）メトキシシラ
ン、トリアセチルメトキシシラン、２−ブテニル
ジフエニルメトキシシラン、ジ（２−ペンテニ
ル）フエニルエトキシシラン、トリフルオロアセ
チルフエニルジエトキシシラン、ジフエニルベン
ゾイルメトキシシラン、トリ（パラエチルフエニ
ル）プロポキシシラン、ジフエニルジアセトキシ
シラン、ジフエニルピス（トリフエニルアセトキ
シ）シラン、 ジメチル−ビス（１−フエニル−１−エテニルオ
キシ）シラン、ジフエニル−ビス（１−プテニル
オキシ（シラン、フエニルメチルピス（１−イソ
プテニルオキシ）シラン、メチルジフエニルビニ
ルオキシシラン、ジメチルフエニルイソプロペニ
ルオキシシラン、トリフエニルビニルオキシシラ
ン、をあげることができる。 またオルガノシロキサンは、下記の式（）で
表わされる二官能性単位及び／又は式（）で表
わされる三官能性単位から成り、そのオルガノシ
ロキサン類の末端が、式（）で表わされる一官
能性単位により封じられたものであつて、 〔上式中、Y¹，Y²，Y³，Y⁴，Y⁵，及びY⁶は同
一でも異なつてもよく、加水分解性基：多重結合
器：又は置換もしくは非置換の炭素原子数１〜５
個のアルキル基（ただし、置換基は重合反応に関
与しない不活性なもの）である〕特に、下記の式
（）で表わされる二官能性単位及び式（）で
表わされる一官性能単位のうち少なくとも一つを
含むものである。 〔上式中、Ｒ及びHydrは前記と同じ意味を表
わし、Y⁷は前記Y¹〜Y⁶と同じ意味を表わす。〕 上記オルガノシロキサンのうち、重合度50以下
で、式（）又は式（）で表わされるシロキサ
ン単位当量（平均分子量÷１分子中に含まれる式
（）および式（）のシロキサン単位の平均の
数）が700以下であるものが本発明に適する。 上述のごときオルガノシロキサンのうち、本発
明にとつてより好ましいものとしては、例えば
１，３−ジメトキシ−１，３−ジメチル−１，３
−ジフエニルジシロキサン、１，５−ジエトキシ
−１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリフ
エニルトリシロキサン、１，７−ジメトキシ−
１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７
−テトラフエニルテトラシロキサン、１，３−ジ
メトキシテトラフエニルジシロキサン、１，５−
ジメトキシ−３，３−ジメチル−１，１，５，５
−テトラフエニルトリシロキサン、１，３，５−
トリメトキシペンタフエニルトリシロキサン、
１，５−ジメトキシヘキサ（ｐ−トリル）トリシ
ロキサン、 １，３−ジ（１−プロペニルオキシ）テトラフ
エニルジシロキサン １，５−ジ（１−プロペニルオキシ）ヘキサフ
エニルトリシロキサン があげられる。これら加水分解性基を有するケイ
素化合物が単独で、または２種類以上を組合せて
用いてもよい。 またポリシロキサン化合物としては次の一般式 （但し式中R₁〜R₇はアルキル基、フエニル
基、ビニル基、アラルキル基、アリル基、ヒドロ
キシル基を含んだもしくは含まない１価のオルガ
ノシロキサンを示し、同じであつても異なつてい
てもよく、ｅ，ｔ，ｘ，ｙは０〜２の正の整数で
ｓ＋ｔ及びｘ＋ｙは２を越えず、ｕ，ｗは０〜２
の正の整数を示す。ａ，ｂは０または１以上の正
の整数を示す。）で示される化合物がある。 これらのヒドロキシル基を含有するシラン化合
物もしくは加水分解性基を有する有機ケイ素化合
物もしくはポリシロキサン化合物は、通常本発明
の含浸樹脂組成物の内、エポキシ樹脂100重量部
に対して、硬化促進効果の上から、0.0001〜５重
量％選定するのが好ましい。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 第１表に示すような配合比で、エポキシ樹脂と
して脂環式エポキシ樹脂のチツソノツクス221
（商品名、チツソ社）、シヨーダイン540（商品
名、昭和電工社）、ピスフエノールＦ形エポキシ
樹脂のエピクロン830（商品名、大日本インキ
社）、ピスフエノールＡ形エポキシ樹脂の
DER332（商品名、ダウケミカル社）、エピコー
ト807（商品名、シエル化学社）および酸無水物
であるエピクロンB570（商品名、大日本インキ
社）にアルミニウムトリスアセチルアセトネー
ト、またはアルミニウムトリス（エチルアセトア
セテート）を70℃前後で溶解させ、冷却して樹脂
組成物ａ〜ｅを調製した。

【表】 これらの樹脂組成物のうちａ〜ｄはいずれも、
常温において６ケ月間放置しても粘度の変化は見
られなかつた。また、樹脂組成物ｅは、アルミニ
ウム化合物を添加してもエポキシ樹脂および酸無
水物のみからなる組成物と同じく常温における粘
度上昇は３ケ月間放置しても２倍程度で比較的小
さかつた。 これとは別に160ｇ／m²のアラミツド混抄マイ
カ紙に35μｍ厚さの粗目ガラスクロスを、フエノ
ールホルムアルデヒトノボラツクから得られたエ
ポキシ樹脂であるDEN438（商品名、ダウケミカ
ル社）100重量部に対し、0.1重量部のアルミニウ
ムトリスアセチルアセネートからなる樹脂組成物
を接着剤として、接着剤量約７重量％で裏打ち
し、約160μｍ厚さのマイカテープを得る。 そして、第１図のように、このマイカテープ１
を線輪２に1/2重巻き３回して、図示しない模擬
鉄心に入れた後、鉄心ごと含浸タンク内に入れ、
0.1mmHgで２時間減圧後、減圧下で、前記第１表
に示すａないしｄの樹脂組成物を送込み、５Kg／
cm²（ゲージ圧）で３時間加圧後、これを含浸タン
クから取出し、オープン中において180℃で15時
間加熱硬化して、電気絶縁線輪を得た。 これらの電気絶縁線輪を180℃1K.V.／mmの電
圧でtanδ（誘電正接）を測定した値を第２表に
示す。

【表】 この第２表によると、tanδが最高で5.5％であ
り、いずれも誘電損失が極めて小さいことが判
る。またこれらの電気絶縁線輪は180℃で、いず
れも20K.V.／mmという高い破壊電圧を示した。
さらに180℃における曲げ強度も５Kg／mm²以上で
あつて、電気絶縁線輪として申し分なかつた。 実施例 ２ 実施例１のマイカテープ接着剤中に、接着剤
100重量部に対してヒドロキシル基を含有するシ
ロキサン化合物SH6018（商品名、東レシリコー
ン社）を0.1重量部加えた別の接着剤を調製し、
実施例１と全く同様に第１表の樹脂組成物ａを使
用して含浸した。そして、この例に於いては加熱
硬化は150℃で15時間行なつた。 このものは実施例１に比べ、低温の硬化であつ
たにもかかわらず、180℃1K.V.／mmにおけるtan
δは4.5％であつて、ほとんど実施例１と変ら
ず、ヒドロキシル基を含有するシロキサン化合物
の顕著な硬化促進作用が認められた。 実施例 ３ 電気用ガラス織布を、水酸基をもつたポリシロ
キサン化合物のTSR−160（商品名、東芝シリコ
ーン社）に浸漬し、ガラス織布に対し、約３重量
％含浸し乾燥させる。そして、第２図のように、
この織布３を直流機界磁線輪４表面に多重巻きし
た後、最外表面を上面５を残して全面、常温硬化
形エポキシ例えばTX1000（商品名、東芝ケミカ
ル社）で塗布しシールする。然る後、この線輪を
シールのしてない上面５を上にして水平に保つた
状態で含浸タンク中に入れ、100℃、１mmHgにて
１時間減圧乾燥させた後、エピクロールヒドリン
とビスフエノールＡからのジグリシジルエーテル
であるエピコート828（商品名、シエル化学社）
100重量部に、アルミニウムトリスアセチルアセ
トネート0.5重量部を溶解させてなる樹脂組成物
を50℃に保ち、減圧下で送込み、更に７Kg／cm²
（ゲージ圧）で加圧した後、取出して150℃で15時
間オープン中にて加熱硬化した。 こうして得られた電気絶縁線輪は、180℃にて
tanδが約５％という値を示し、誘電損失が小さ
く、また余剰樹脂の粘度上昇はほとんど見られ
ず、優れた特徴をもつた電気絶縁線輪が安価に得
られた。 実施例 ４ エピコート828 70重量部エピコート1001（商品
名、シエル化学社）30重量部にアルミニウムトリ
ス（エタルアセトアセテート）２重量部、ジフエ
ニルエトキシシランおよびジフエニルメトキシシ
ランを各２重量部メチルエチルケトンに溶解させ
てなるワニスをガラス織布を裏打ちした集成マイ
カテープに浸漬し乾燥することによりマイカテー
プを得る。このマイカテープを導体に多重巻き
し、更に表面に熱収縮性のポリエチレンテレフタ
レートフイルムを巻いた後、第１表の樹脂組成物
ｅを真空加圧含浸し、150℃で15時間オーブン中
にて加熱硬化した。こうして得られた電気絶縁線
輪は180℃におけるtanδが約７％という値を示
し、誘電損失が小さく、高温で使用するのに適し
たものである。 尚、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例
のみに限定されるものではなく、例えば絶縁基剤
中の接着剤の種類、量については特に限定しない
等、その要旨を変更しない範囲で、種々変形して
実施できることは勿論である。 以上説明したように、本発明によれば、冷却す
ることなく、長期間保存できる含浸用樹脂組成物
を使用しているため、省エネルギ、省資源の時代
に好適で、かつ絶縁線輪それ自体としての特性も
申し分ない耐熱性電気絶縁線輪を安価に提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ異なる本発明の電
気絶縁線輪の実施例を示す断面図及び斜視図であ
る。 １……絶縁基材であるマイカテープ、２……線
輪、３……絶縁基材であるガラス織布、４……直
流機界磁線輪、５……上面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 線輪に絶縁基材を巻回し、エポキシ樹脂と硬
   化触媒としてのアルミニウム化合物0.0001〜５重
   量％を必須成分としてなる樹脂組成物を含浸し硬
   化させたことを特徴とする電気絶縁線輪。 ２ 絶縁基材は、その中に硬化促進剤としてヒド
   ロキシル基を含有するシラン化合物もしくは加水
   分解性基を有する有機ケイ素化合物もしくはポリ
   シロキサン化合物を含有させて成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の電気絶縁線輪。