JPS63159481A - 電気絶縁塗料 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加熱による電気絶縁皮膜の硬質化の生じに
くい電気絶縁塗料に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、電線用の電気絶縁塗料としては、架橋型のポリ
エステル樹脂または架橋型イミド変性ポリエステル樹脂
を主成分とし、これを溶剤で溶解したものが主流となっ
ている。この種の電気絶縁塗料は、Ｂ種、Ｆ種のモータ
、変圧器、安定器に用いる電線等に使用されている。こ
れらの電気絶縁塗料で処理された電線は、上記モータ等
に組み込まれて長時間使用された場合における熱履歴に
よって、電気絶縁皮膜を構成する架橋型ポリエステル樹
脂の架橋度が進行して皮膜の硬質化が生じる。その結果
、上記電気絶縁皮膜の初期軟化温度が３００℃程度であ
るのに対し、長期使用後（例えば、２００℃Ｘ７２０ｈ
後）の軟化温度は、上記３００℃より６０〜１００℃程
度上昇する。そのため、過電流が加わって電線の温度が
上昇しても電気絶縁皮膜が溶解せず、その結果、電線間
での短絡現象が生じず、それ以外の部分で異常が発生す
る。例えば、潤滑油等の異常加熱による火災等が発生す
るというような危険な状態を招いたり、モータ等の根本
的な破壊を招いたりし、ひいてはそのようなモータを組
み込んだ装置全体の故障を引き起こす可能性がある。し
たがって、上記モータ等の電線に使用する電気絶縁塗料
としては、安全性の観点から、電気絶縁皮膜の硬質化の
生じないものが、望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、現実には、そのような電気絶縁塗料は存
在しないため、その開発が強く望まれている。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、苛
酷な熱履歴を受けても電気絶縁皮膜の硬質化の生じない
電気絶縁塗料の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の電気絶縁塗料は
、架橋型ポリエステル樹脂および架橋型イミド変性ポリ
エステル樹脂の少なくとも一方を主成分とする電気絶縁
塗料であって、非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂を含
有するという構成をとる。

すなわち、本発明者らは、上記電気絶縁皮膜の硬質化の
防止のために一連の研究を重ねた結果、電気絶縁塗料中
に非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂を含有させると、
その目的を達成しうるようになることを見いだしこの発
明に到達した。

この発明の電気絶縁塗料は、架橋型ポリエステル樹脂、
架橋型イミド変性ポリエステル樹脂の片方または双方と
、非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂とこれらを溶解す
る溶剤等を用いて得られる。

上記架橋型ポリエステル樹脂は、従来公知の電線用電気
絶縁塗料（電線用フェス）の樹脂成分として用いられて
いるものであり、例えば、ジカルボン酸と３官能以上の
多価アルコール（グリセリン、トリー２．２−ヒドロキ
シアルキルイソシアヌレート等）とエチレングリコール
等の２価アルコールとを反応させることによって得られ
るものである。このものは、直鎖状の基本骨格の所々に
存在するグリセリン部分の官能基の存在によってテトラ
ブチルチタネート等のチタン化合物架橋剤の存在下で三
次元架橋硬化する。このような架橋型ポリエステル樹脂
としては、軟化点が６０〜１１Ｏ℃程度のものを使用す
ることが好ましい、そして、上記樹脂における３官能以
上の多価アルコールが、上記多価アルコールと２価アル
コールとの合計量中に占める割合は、通常、仕込み基準
でなく生成樹脂基準で２０〜７０モル％程度になるよう
に設定される。

このような架橋型ポリエステル樹脂は、通常、テレフタ
ル酸、イソフタル酸のようなジカルボン酸と３官能性の
グリセリンと２官能性のエチレングリコールとを用いて
合成される。

また、架橋型イミド変性ポリエステル樹脂は、上記架橋
型ポリエステル樹脂と同様、従来公知の電線用フェスの
樹脂成分として用いられているものである。この樹脂は
、上記架橋型ポリエステル樹脂成分（ジカルボン酸と３
価以上の多価アルコールと２価アルコールとを反応させ
て得られる）とイミド成分とからなる。上記イミド成分
としては（トリカルボン酸無水物（一般的には、トリメ
リット酸無水物）２モルと芳香族ジアミン（一般的には
、４．４”　−ジアミノジフェニルメタン）１モルとを
反応させて得られたイミド酸と多価アルコール（−ＪＩ
ＩＪ’ｌには、エチレングリコール、グリセリン、トリ
ー２．２−ヒドロキシアルキルイソシアヌレート等）を
反応させることによって得られる。上記ポリエステル成
分とイミド成分との割合は、イミド成分が全体の３〜５
０モル％になるように設定される。

非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂は、二塩基酸成分と
グリコール成分とからなるものであって、直鎖状をして
おり、架橋不可能な構造になっているものである。この
発明は、上記架橋型ポリエステル樹脂、架橋型イミド変
性ポリエステル樹脂を主成分とする電気絶縁塗料に、こ
のような非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂を添加含有
させるものであり、それによって電気絶縁皮膜の、熱に
よる硬質化の防止効果を奏させるものである。このよう
な効果を奏する非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂の代
表例として、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸
、コハク酸、セパチン酸、フタル酸を単独であるいは併
用し、これらの酸成分と、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、１．３−ブタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレング
リコール等のグリコール成分を単独であるいは混合して
使用することによって得られたものがあげられる。この
ようにして得られた直鎖状ポリエステル樹脂は、１種類
を用いてもよいし２種以上を併用してもよい。そして、
分子量は８０００〜１０００００程度のものを使用する
ことが好ましい。

上記分子量は、スチレンを基準とするゲルパーミェーシ
ョンクロマトグラフィーによって測定された重量平均分
子量である。上記分子量が８０００未満では電気絶縁皮
膜の硬質化防止に充分な効果が得られにくくなり、逆に
１０００００を超えると電気絶縁塗料の粘度を著しく上
昇させ、実用上不都合な事態を招くようになる。そして
、樹脂の０１１当量は約４０００〜１００００であり、
酸価は１０以下のものが好ましい。このような非架橋型
の直鎖状ポリエステル樹脂は、その含有量が、架橋型ポ
リエステル樹脂および架橋型イミド変性ポリエステル樹
脂の片方または双方１００重量部（以下「部」と略す）
に対して、３〜９５部に設定することが好適である。含
有量が３部を下回ると電気絶縁皮膜の硬質化防止効果が
不充分となり、９５部を超えると塗料粘度を著しく上昇
させ、皮膜形成作業の困難化を招くようにな為。上記非
架橋型直鎖状ポリエステルの代表例は、東洋紡社製バイ
ロン２００．バイロン１０３．バイロン３００、バイロ
ン５００、デュポン社製アドフエシブ４６９５０、同４
６９６０．同４６９８１．同４９０００、同４９００１
．同４９００２があげられる。

上記一連の樹脂を溶解する溶剤は特に限定するものでは
ない。例えば、フェノール類の単独系。

ナフサ類の混合系、グリコールエーテル類が好適に使用
される。また、使用する樹脂によっては、塩基性溶媒（
代表例として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン）が使用さ
れる。

なお、上記非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂は、予め
上記溶剤に溶解せしめたのち、架橋型ポリエステル樹脂
、架橋型イミド変性ポリエステル樹脂を主成分とする電
気絶縁塗料に混合してもよいし、上記架橋型ポリエステ
ル樹脂等の合成終了後に混合し、上記溶剤に溶解するよ
うにしてもよい。

このようにして上記３種類の樹脂が含有溶解された電気
絶縁塗料が得られる。この場合、上記樹脂濃度は２０〜
６０重量％程度に設定することが好ましい。

なお、この発明の電気絶縁塗料には、必要に応じて金属
硬化剤、イソシアネート系架橋剤９石炭酸樹脂、尿素樹
脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の添加剤を適宜配
合してもよい。

〔発明の効果〕

この発明の電気絶縁塗料は、以上のように構成されてい
るため、その電気絶縁皮膜が苛酷な熱履歴を受けても、
非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂の存在により、架橋
型樹脂の加熱架橋が阻害され硬質化しない。したがって
、これをモータ等の電線に使用した場合において、過電
流が加わって昇温した際に、絶縁皮膜が直ちに融解し短
絡を生じせしめる。したがって、火災等の発生や装置全
体の破壊等の危険な事態の発生を回避できるようになる
。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて説明する。

〔実施例１〕 攪拌機、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に
テレフタル酸３３２　ｇ、エチレングリコール９１ｇ、
グリセリン９８．５　ｇおよびジブチルチンジラウレー
ト０．２ｇを入れ、徐々に昇温させ、反応生成物を留去
しながら１８０〜２３０℃で８時間反応させ、樹脂の軟
化点が８０℃となった時点でクレゾールを加え、固形分
４０％（重量、以下同じ）の溶液とした。つぎに、この
溶液に、固形分に対して３％のテトラブチルチタネート
を加えて、均一に混合攪拌し、架橋型ポリエステル系塗
料を得た。ついで、この塗料５００ｇに、直鎖状ポリエ
ステルのバイロン２ＱＱ　（東洋紡社製）Ｌｏｇをクレ
ゾール１５ｇで溶解したものを混合して電気絶縁塗料を
得た。

〔実施例２〕 反応容器中でテレフタル酸、エチレングリコール、グリ
セリンを反応させ樹脂の軟化点が８０℃ではな（１００
℃になった時点でクレゾールを添加するようにするとと
もに、直鎖状ポリエステルのバイロン２００　（東洋紡
社製）に代えて、直鎖状ポリエステル樹脂のバイロン３
００（東洋紡社製）１００ｇをクレゾール１５０ｇで溶
解したものを用いた。それ以外は実施例１と同様にして
電気絶縁塗料を得た。

〔実施例３〕 実施例２と同様にして架橋型ポリエステル系塗料５００
ｇをつくり、これに直鎖状ポリエステル樹脂のバイロン
５００（東洋紡社製）１６０ｇをクレゾール２４０ｇで
溶解させた物を混合して電気絶縁塗料を得た。

−〔実施例４〕 反応容器中で、テレフタル酸、エチレングリコール、グ
リセリンを反応させ樹脂の軟化点が８０℃ではなく９０
℃となった時点でクレゾールを添加するようにするとと
もに、直鎖状ポリエステルのバイロン２００（東洋紡社
製）に代えて、直鎖状ポリエステル樹脂のバイロン２０
０（東洋紡社製）５０ｇとバイロン５００（東洋紡社製
）５０ｇをクレゾール１５０ｇで溶解させた物を用いた
、それ以外は実施例１と同様にして電気絶縁塗料を得た
。

〔実施例５〕 実施例１で用いた反応容器に、テレフタル酸１４９．４
ｇ、エチレングリコール４６．５ｇ、グリセリン９０．
２　ｇおよびジブチルチンジラウレート０゜１ｇを入れ
て、徐々に反応生成物を留去させながら昇温させ、１８
０〜２３０℃で反応系が透明になるまで加熱した。その
後、１７０℃まで温度を下げ、無水トリメリット酸１７
２．８　ｇを仕込んで３０分間撹拌したのち、さらにジ
アミノジフェニルメタン１０３ｇを仕込み、徐々に昇温
させて反応生成物を留去させながら２４０℃まで加熱し
た。樹脂の軟化点が１００℃になった時点で、クレゾー
ルと高沸点ナフサとの混合溶剤（混合比７：３）を加え
、固形分３０％の溶液とした。この溶液に固形分に対し
て３％のテトラブチルチタネートを加えて架橋型イミド
変性ポリエステル系塗料を得た。つぎに、この塗料５０
０ｇに直鎖状ポリエステル樹脂のバイロン３００　（東
洋紡社製）１０ｇをクレゾール１５ｇ′Ｔ：？８解させ
た物と混合して電気絶縁塗料を得た。

〔実施例６〕 実施例５と同様にして架橋型イミド変性ポリエステル系
塗料５００ｇをつくり、これに直鎖状ポリエステル樹脂
のバイロン２００（東洋紡社製）１００ｇをクレゾール
１５０ｇで溶解した物を混合して電気絶縁塗料を得た。

〔実施例７〕 実施例５と同様にして架橋型イミド変性ポリエステル系
塗料５００ｇをつくり、これに直鎖状ポリエステル樹脂
のバイロン５００（東洋紡社製）１６０ｇをクレゾール
２４０ｇで溶解させた物を混合して電気絶縁塗料を得た
。

〔実施例８〕 実施例５と同様にして架橋型イミド変性ポリエステル系
塗料５００ｇをつくり、これに直鎖状ポリエステル樹脂
のバイロン２００（東洋紡社製）５０ｇを直鎖状ポリエ
ステル樹脂のバイロン５００（東洋紡社製）５０ｇクレ
ゾール１５０ｇで溶解させた物を混合して電気絶縁塗料
を得た。

なお、実施例２における中間体としての架橋型ポリエス
テル塗料を比較例１とし、実施例５における中間体とし
ての架橋型イミド、変性ポリエステル塗料を比較例２と
した。

つぎに、上記実施例および比較例の塗料を、炉長３ｍの
縦形炉を用いて直径１１−の銅線の外周に焼き付け、得
られた電気絶縁電線の特性を試験（試験方法はＪＩＳ　
Ｃ−３００３）した。その結果を第１表に示す。

なお、電線特性のうち、２００℃Ｘ７２０ｈ熱劣化後の
熱軟化温度は、機器長期使用による劣化を想定し、促進
試験したものである。

（以下余白） 第１表の結果から明らかなように、実施別品は比較別品
に比べてヒートショック性、熱劣化性。

絶縁破壊電圧等の特性において、はぼ同程度であるが、
熱軟化温度が２００℃Ｘ７２０ｈ後では、余り初期と変
化がないのに対して、比較例では大幅な上昇がみられ、
この点で実施別品が苛酷な熱履歴を受けても電気皮膜の
硬質化が進まず、安定した状態を保つことがわかる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）架橋型ポリエステル樹脂および架橋型イミド変性
   ポリエステル樹脂の少なくとも一方を主成分とする電気
   絶縁塗料であつて、非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂
   が含有されていることを特徴とする電気絶縁塗料。
2. （２）非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂が、分子量８
   ０００〜１０００００のものである特許請求の範囲第１
   項記載の電気絶縁塗料。
3. （３）非架橋型の直鎖状ポリエステル樹脂の含有量が、
   架橋型ポリエステル樹脂および架橋型イミド変性ポリエ
   ステル樹脂の少なくとも一方１００重量部に対して３〜
   ９５重量部に設定されている特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の電気絶縁塗料。