JPS62114452A - 電気絶縁線輪の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はＨ種の耐熱性を有する電気絶縁線輪の製造方法
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

耐熱クラスＨ種の電気絶縁線輪としては、従来、ポリイ
ミドやアラルキルエーテルフェノール等の熱硬化性樹脂
を含浸した絶縁テープを線輪形状の導体に巻回後、過熱
硬化したものが知られている。

しかし、これらの耐熱樹脂は一般に硬化するのに１８０
℃以上の高温度で１５時間以上の長時間加熱が必要であ
った。また、これらの耐熱樹脂を塗布又は含浸したテー
プは、硬いため巻付作業がむすがしい欠点があった。更
に耐熱樹脂と絶縁テープ基材との組合せを工夫しても、
以下に示すような欠点があり、絶縁線輪製造の自動化を
妨げていた。

即ち直線状導体に絶縁テープを巻回後、ハーフターンや
亀甲形の線輪に形成できれば、−貫した自動化による大
幅な生産性向上が可能である。テープ材がマイカの場合
、マイカ自体の伸びが小さいため、曲げ加工部で損傷し
やすい。伸び性のあるポリイミドフィルムにポリイミド
などの耐熱樹脂を塗布した場合でも、耐熱樹脂自体がも
ろいため、フィルムがやはり曲げ加工部で損傷し、絶縁
性能が低下する。

〔発明の目的〕

本発明はＨ種の耐熱性があり、かつ、導体に絶Ｍテープ
を巻回後、ハーフターンや亀甲形の線輪に曲げ成形でき
、製造を自動化できる電気絶縁線輪の製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、エポキシ樹脂と、潜在性硬化触媒として触媒
量のアルミニウム化合物と、触媒量の加水分解性基を有
する有機ケイ素化合物とを必須成分とした樹脂組成物を
接着材として所望テープ全体重量の５〜３０重景％含有
する全芳香族ポリアミド紙と耐熱フィルｔ１との張合せ
絶縁テープを直線状導体に巻回した後、所望の線軸形状
に曲げ、その後、エポキシ樹脂と酸無水物硬化剤とから
なる含浸用樹脂組成物を含浸し、１５０℃程度に加熱硬
化させて、１８０℃に耐える電気絶縁線軸の製造自動化
を可能にするものである。

〔発明の実施例〕

実施例１ 以下１本発明の第１の実施例について説明する。

製造工程は第１図に示すように、絶縁テープおよび保護
テープを製造する工程と、これを直線状導体に巻回する
工程と、これを線輪形状に曲げる工程と、これに含浸用
樹脂組成物を含浸する工程と、これを加熱硬化する工程
とから成る。はじめに本実施例に用いる絶縁テープ及び
保護テープの製造方法を説明する。

エポキシ樹脂としτ℃ピコート８２８（シェル化学社商
品名）を４．０ｋｇ、アルミニラ１１化合物としてアル
ミニウムトリアセトネートを８０ｇ、加水分解性基奈有
する有機ケイ素化合物としてγブリシトオキシプロピレ
ンオキシシラン（Ａ　１８７　：　ＬＩＣＣ社商品名）
を８０ｇ用意して、これらをメチルエチルケトン２．２
ｋｇによく混合攪拌し溶解させ、接着用樹脂組成物を製
造した。この樹脂組成物を第２図に示すように、耐熱フ
ィルムである０、０２５ｍｍ厚さのポリイミドフィルム
（例えばカプトンフィルムの：デュポン社の商品名）の
片面に接着剤■として塗布し、ついで、０．Ｏ５ｎｍ厚
さの全芳香族ポリアミド合成紙（例えばＡティッシュ■
：日本アロマ社商品名）と貼合せたにのシートを乾燥さ
せ、テープ状に切断することにより、接着剤■の量が所
望テープ全重量の５〜３０重量％となる絶縁テープに）
を得た。

次に第３図に示すように、同じ接着剤で、芳香族ポリア
ミト不織布（例えばスパンレースノーメックス０：デュ
ポン社商品名）とＡティッシュ（３）とを貼合せた保護
テープを得た。

次に第４図に示すように直、線状の導体ωに絶縁テープ
Ｇ）を２７３重巻１回を施して主絶縁層（８）を形成し
、その上に保護テープ■を１７２重巻１回を施して保護
絶縁層（９）を形成した。そして、この直線状未含浸捧
をハーフターン線輪形状に曲げて未含浸絶縁線輪を形成
し、鉄心のスロット（図示せず）に納めた。

次にビスフェノールＦタイプのエポキシ樹脂であるエピ
コート８０７（シェル化学社商品名）４７重量部、ブチ
ルグリシジルエーテル８重量部、酸無水物であるＨＮ２
２００（日立化成社命品名）４５重量部から成る含浸用
樹脂組成物を前記未含浸絶縁線輪に鉄心ごと真空加圧含
浸し、その後、１５０℃で１５時間加熱硬化させて電気
絶縁線輪を得た。

次に作用について説明する。

この電気絶＃を線軸を、ＩＥＥＥ　ｓｔｄ、３０４に準
拠して加熱、振動、吸湿のサイクルを繰返し、耐圧にも
たなくなるまでの時間を基に耐熱寿命曲線を描いたのが
第５図の曲、ｖＡａである。従来Ｆ種の実績をもってい
る絶縁線輪の耐熱寿命曲線すの１５５℃における寿命に
比べ、本実施例の曲線ａの１８０℃における寿命は遥か
に永く、十分Ｈ種の性能を有していることが分る。

又、本実施例１で使用した絶縁テープ（４）の試験成績
結果は第１表の通りであった。

尚、この絶縁テープ（イ）は１５℃の温度で貯蔵寿命は
約１年間、安定な材料であった。そして、絶縁テープに
おける接着剤としての樹脂組成物の量は所望テープ全重
量の５ないし３０重量％がよい。５重量％以下であると
絶縁テープを線輪に巻回するに際して、貼合せテープの
貼合せ部が剥れやすく、テープが切断する場合もある。

逆に３０重量％以上であると後工程でのエポキシ樹脂の
含浸が阻害される。５ないし３０重量％であると、テー
プの剥れ、エポキシ樹脂の含浸阻害等がおこらず、かつ
接着剤中の潜在性硬化触媒はエポキシ樹脂の硬化にたい
して必要十分な寄与をなす。

また、電気絶縁４１輪の製造工程において、未含浸絶縁
線軸に曲げ成形した場合、曲げ部の絶縁性能が低下しな
いかどうか測定した。資料は、縦２．８Ｉ、横１１．Ｏ
ａｎの素線を縦３本、横２本に計６本を引きそろえた導
体（７）（第４図参照）に第２表に示すような３種類の
未含浸絶縁線軸を製作して、曲げ部の曲率半径が１５ｍ
ｍになるようにハーフターン状に曲げて成形した。つい
で曲げ部と直線部とにそれぞれアルミニウム箔を巻いて
電極とし、絶縁破壊電圧を測定した。曲げ応力の加わら
ない部分の絶縁破壊電圧に対する残存率を第２表に示す
。

（以下余白） 第２表 この第２表によれば、本実施例１の未含浸絶縁線輪は曲
げ加工による絶縁破壊電圧の低下はほとんど無く１曲げ
部に著しいしわの発生等の異常は見られなかった。試作
例のマイカガラステープとガラステープを用いたものは
、絶縁破壊電圧がやや低下し、マイカ層に大きなしわが
見られた。これに対して従来例は絶縁破壊電圧が半分以
下に低下し、絶ｌｔｊ！′層の一部が切れていた。本実
施例１の未含浸絶ｌ＃Ｃｍ輪が曲げ加工性に優れている
のは、絶縁テープに工夫がなされているからである。す
なわち、主絶縁のテープ（イ）の基材は適度の伸び性を
持つ全芳香族ポリアミド合成紙であるＡティッシュ■と
、ポリイミドテニプであるカプトンフィルム■であり、
外層に巻く保護テープ（へ）は前記Ａティッシュ（３）
と、ふわふわして厚い芳香族ボリアミド不織布であるス
パンレースノーメックス（ハ）との貼合せなので、クッ
ション性があり１機械的応力を緩和する。しかも接着剤
■は室温で柔軟性があり、そしてこの接着剤■はテープ
基材の間に含浸されていて、テープの表面に出てこない
ため、成形装置にねばりつくことなく、スｔ１−ズに曲
げることができる。

実施例２ 上記実施例１では、絶縁テープ（イ）の上に保護テープ
０を巻いてからハーフターン線軸状に曲げ加工したが、
絶縁テープ（イ）のみで同様に曲げ加工した主絶縁層（
８）のみで、同様に曲げ加工しても、実施例１の接着剤
■は柔軟性があるので、マイカガラステープによるもの
より加工落ちは少ない。従って低電圧機種で絶縁厚さが
薄くてすむ場合に適用できる。

次に本発明に使用し得る接着剤用樹脂組成物と含浸用樹
脂組成物について説明する。

本発明で絶縁テープの接着剤として使用するエポキシ樹
脂化合物としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポ
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、ヒダントインエポキシ樹脂のような含浸用複
素環エポキシ樹脂、水溶ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、プロピレングリコール−シダリシジルエーテル、ペ
ンタエリスリトール−ポリグリシジルエーテル等の脂肪
族系エポキシ樹脂、芳香族、脂肪族もしくは脂環式のカ
ルボン酸とエピクロルヒドリンとの反応によって得られ
るエポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、０−アリ
ルフェノールノボラック化合物とエピクロルヒドリンと
の反応生成物、ジアリルビスフェノール化合物とエピク
ロルヒドリンとの反応生成物等のグリシジルエーテル型
エポキシ樹脂などの多官能性エポキシ化合物があげられ
る。

また本発明の含浸樹脂および絶縁テープ接着剤に用いる
触媒の一成分であるアルミニウム化合物としては、有機
基として炭素原子数１〜５個のアルキル基：炭素原子数
１〜５個のハロアルキル基：メトキシ基、エトキシ基、
インプロポキシ基など炭素原子数１〜５個のアルコキシ
ル基：アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、イソプロ
ピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、ステアロイルオ
キシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基：フェ
ノキシ基、トリルオキシ基、バラメトキシフェノキシ基
等のアリールオキシ基などを有するもの、及びアセチル
アセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ペンタフォ
ロアセチルアセトン、エチルアセトアセテート、サリチ
ルアルデヒド、ジエチルマロネートなどを配位子として
有するアルミニウム錯体があげられる。

本発明の含浸樹脂及び絶縁テープ接着剤に用いる有機ケ
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（三５ｉ−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；
フェノキシ基、トリルオキシ基、バラメトキシフェノキ
シ基、バラニトロフェノキシ基、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、フェニ
ルアセトキシ基、ホルミルオ°キシ基等のアシロキシ基
：イソブテニルオキシ、エチニルオキシ、インプロペニ
ルオキシ等のビニルオキシ基、次式： （式中、Ｒ′とＲ′は同一でも異なってもよく、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
とである。

また本発明の有機ケイ素化合物が有する有機基とは１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
ロピニル基、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個のアルキニ
ル基；フェニル基、トリル基、バラニトロフェニル基。

バラメトキシフェ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、ベ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、一般式〇 Ｒ。

（Ｈｙｄｒ）ｑ　　Ｓｌ　　（Ｘ）４　　（ｐ　＋　ｑ
）　　　・・・■〔上式中、Ｒは有機基を、ｌ１ｙｄｒ
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＋（ｉ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、本発明にとってより好ま
しいものとしては、例えば、トリフェニルメトキシシラ
ン、ジフェニルビニルメ１−キシシラン、トリフェニル
エトキシシラン、フェニルジビニルメトキシシラン、ジ
フェニルジェトキシシラン、トリ（パラニトロフェニル
）メ１−キシシラン、トリアセチルメトキシシラン、２
−ブテニルジフェニルメトキシシラン、ジ（２−ペンテ
ニル）フェニルエトキシシラン、トリフルオロアセチル
フェニルジエトキシシラン、ジフェニルベンゾイルメト
キシシラン、トリ（パラエチルフェニル）プロポキシシ
ラン、ジフェニルジアセトキシシラン、ジフェニルジプ
ロピオニルオキシシラン、ジフェニルビス（トリフェニ
ルアセトキシ）シラン、φ φ ジメチル−ビス（１−フェニル−１−エチニルオキシ）
シラン、ジフェニル−ビス（１−ブテニルオキシ）シラ
ン、フェニルメチルビス（１−インブテニルオキシ）シ
ラン、メチルジフェニルビニルオキシシラン、ジメチル
フェニルイソプロペニルオキシシラン、Ｉ−リフェニル
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（ＩＩＩ）で表わされる二
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（ｒＶ）で表わされる一官能性単位により封じら
れたものであって、 〔上式中、ｖＬ、　ｙ２．Ｙ３．　ｙ４．　Ｙ５　及び
ｙ６は同一でも異なってもよく、加水分解性基；多重結
合基：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（Ｖ）で表わされ
る二官能性単位及び式（ＶＩ）で表わされる一官能性単
位のうち少なくとも一つを含むものである。

ＲＲ −（ＳｉＯ）−・べＶ）、　　Ｈｙｄｒ−３ｉ０１／２
−−（ＶＩ）Ｉ ＲＹ７ Ｃ上式中、Ｒ及びＨｙｄｒは前記と同じ意味を表わし、
ｖ７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（Ｖ）又
は式（Ｖｌ）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（Ｖ）および式（Ｖｉ）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、本発明にとっ
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−ジフェニルジシロキサ
ン、１，５−ジェトキシ−１，３，５−トリメチル−１
，３，５−トリフェニルトリシロキサン、１゜７−シメ
トキシー１．３，５．７−チトラメチルー１．３，５゜
７−テｌ−ラフェニルテトラシロキサン、１，３−ジメ
トキシテトラフェニルジシロキサン、１，５−ジメト千
シー３，３−ジメチル−１，１，５，５−テトラフェニ
ルトリシロキサン、１，３．５−　トリメトキシペンタ
フェ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、 φ　　　　　　　　　　　ＯＣＨ３ φ−３ｉ−ＯＣｔ（３Ｈ，Ｃ０−３ｉ−φ　　Ｃ１１３
０−５ｉ−０−５ｉ−０−３ｉ−ＯＣＩＩ。

ゝ＝　　　　　　　Ｊ　　　　　　　Ｉｌ＋φ　　　　
　　　　　　　０ＣＨ３ １，３−ジ（ｌ−プロペニルオキシ）テトラフェニルジ
シロキサン１．５−シ（１−プロペニルオキシ）ヘキサ
フェニルトリシロキサンがあげられる。

上述のようにして得られた本発明の触媒は、空気中でも
常温では安定であり、取扱い、保存に特別の注意、容器
を要しないため極めて作業性に優れている。

本発明において使用する絶縁テープは長期に亘る保管中
にも変質せずに貯蔵安定性の優れていること、特に絶縁
テープを巻回した線輪が形成時に受ける極めて大きい応
力にも適度の柔軟性を発揮し損傷を防ぐこと、硬化温度
があまり高くなくてもよく、また加熱硬化所要時間を短
縮するために迅速硬化が可能なこと、さらには硬化後は
電気絶縁性とりわけ熱安定性に優れていることなどの特
徴がある。

本発明において絶縁テープを巻回した線輪に含浸する樹
脂組成物の一組成分であ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、ビスフェノールＡ形エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＦ形エポキシ樹脂、フェノールノボラック形エポキシ
樹脂、クレゾールノボラック形エポキシ樹脂、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
ェノール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・やペンタタエリスリトールボリグリ
シジルエーテルなどの脂肪族系エポキシ樹脂５芳香族や
脂肪族ないしは脂環式のカルボン酸とエピクロルヒドリ
ンとの反応によって得られるエポキシ樹脂、スピロ環含
有エポキシ樹脂、オルソアリルフェノールノボラック化
合物とエピクロルヒドリンとの反応性成物であるグリシ
ジルエーテル形エポキシ樹脂、ビスフェノール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
スフェ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ル形エポキシ樹脂などである
。

その他必要に応じて稀釈剤として、モノエポキシ樹脂類
、例えばオクチレンオキサイド、ブチルグリシジルエー
テル、スチレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテ
ル、ｐ−ブチルフェノールグリシジルエーテル、クレジ
ルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、ア
リルグリシジルエーテル、シクロヘキセンビニルモノオ
キサイド、その他アニリン誘導体エポキシなどを添加し
てもよい。しかし一般に稀釈剤は粘度を下げる効果はあ
るものの、特性も低下するので、ポリエポキサイドに対
して３０重量％以下に抑えるべきである。

さらに含浸樹脂組成物の他の一成分である酸無水物とし
ては、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フ
タル酸、３（もしくは４）−メチル−テトラヒドロ−無
水フタル酸、ナジック酸無水物、メチル−ナジック酸無
水物、ドデシル−無水コハク酸、無水コハク酸、オクタ
デシル−無水コハク酸などの単独もしくは混合物が使用
できる。

さらに含浸樹脂組成物の方にも絶縁テープ接着剤に用い
た潜在性硬化触媒例えばアルミニウム化合物を配合すれ
ば、絶縁線輪の硬化に要する時間をより短縮できる経済
的な利点や、含浸樹脂が硬化時に低粘度になり流出しよ
うとするのを防止する効果がある。反面、含浸樹脂の貯
蔵寿命は短くなるので適性触媒量は絶縁線輪の性能等を
考え合せて決めねばならない。

また潜在性硬化触媒はアルミニウム化合物１モル当り、
ケイ素化合物中の加水分解性基が１当量以上、さらには
１〜５当量になるように有機ケイ素化合物を配合するこ
とが望ましい。また触媒量はエポキシ樹脂１００重量部
当り０．００１〜１０重量部の添加量がふつうであり、
好ましくは０．０１〜５重量部添加するとよい。触媒量
がこれ以上だと絶縁テープ貯蔵寿命が短くなったり、急
激に反応するため高温の特性が劣るようになる。また触
媒量がこれ以下の場合は樹脂の硬化のために高温で長時
間要する欠点がある。

ここで、エポキシ樹脂および酸無水物相互の硬化反応は
、アルミニウム化合物と加水分解性基を有する有機ケイ
素化合物が共存することによって始めて１５０℃程度の
あまり高くない温度で硬化でき、優れた熱的電気的・機
械的特性を有する電気絶縁線輪が得られるのであって、
アルミニウム化合物あるいは加水分解性基を有する有機
ケイ素化合物が単独で混合されている場合には本発明に
なる両者の共触媒系のような顕著な効果は得られない。

〔発明の効果〕

以と述べたように、本発明によれば、絶縁テープの貯蔵
寿命が永＜、１５０℃というあまり高くない温度で硬化
することができ、しかもＩ（種の耐熱性が得られ、製造
を自動化して生産性を向上した電気絶縁線輪の製造方法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気絶縁線軸の製造方法の第１の実施
例を示す工程図、第２図は第１図の工程において得た絶
縁テープを示す断面図、第３図は第１図の工程において
得た保護テープを示す断面図、第４図は導体に第２図お
よび第３図のテープを巻付けた状態を示す断面図、第５
図は電気絶縁線軸の耐熱寿命を示す曲線図である。 １・・耐熱フィルムであるカプトンフィルム、２・・・
接着用樹脂組成物である接着剤、３・・・全芳香族ポリ
アミド合成紙であるＡティッシュ、４・・・絶縁テープ
、 ５・・・芳香族ポリアミド不織布であるスパンレースノ
ーメックス、６・・・保護テープ、　　　　　　　７・
・・導体、８・・・主絶縁層、　　　　　　　　９・・
・保護絶＃層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂と、触媒量のアルミニウム化合物と
   、触媒量の加水分解性基を有する有機ケイ素化合物とを
   必須成分とした接着用樹脂組成物を所望絶縁テープ全体
   に対して５〜３０重量％用い、全芳香族ポリアミド合成
   紙と耐熱フィルムとを貼合せてなる絶縁テープを直線状
   導体に巻回し、この絶縁導体をハーフターン線輪又は亀
   甲形線輪等の所望の形状に曲げ、その後、エポキシ樹脂
   と酸無水物硬化剤とからなる含浸用樹脂組成物を含浸し
   、加熱硬化することを特徴とする電気絶縁線輪の製造方
   法。
2. （２）所望の形状に曲げる前又は後に、絶縁テープと同
   じ接着用樹脂組成物を用い、全芳香族ポリアミド合成紙
   と芳香族ポリアミド不織布とを張合せてなる保護テープ
   を巻回することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の電気絶縁線輪の製造方法。
3. （３）含浸用樹脂組成物に触媒量のアルミニウム化合物
   及び触媒量の加水分解性基を有する有機ケイ素化合物の
   少なくともいずれか一方を添加したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の電気絶縁線輪の製
   造方法。