JPS63168908A - コイル絶縁用プリプレグ - 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〕 本発明は、熱硬化性樹脂含浸プリプレグに関し、特に、
電気導体（コイルなど）上に巻回した後、加熱硬化して
絶縁体を製造する際に使用するコイル絶縁用プリプレグ
に関する。

〔従来の技術〕

従来、線輪の製作にはその定格電圧が３，０００〜１０
．０００ｖ程度のものにおいてはマイカ絶縁層に無溶剤
型ワニスを真空注入することが一般的に行われている。

この場合不飽和ポリエステル樹脂ワニスやエポキシ樹脂
ワニスで代表される無溶剤型ワニスが使用されてきた。

しかし、これらはコイルが大型になる程、大きな含浸タ
ンクを必要とするための設備的に困難な問題が多かった
。また含浸ワニスを含浸量以上に要するため、不経済で
あり、更にワニスの加熱加圧硬化は大気中で行わなけれ
ばならないので、その際にボイドを発生させないために
細心の注意を要するという欠点があった。

これら欠点を改良するため、型巻コイルに熱硬化性樹脂
ワニスを含浸し、一旦該熱硬化性樹脂ワニスを半硬化状
態にしたテープによりテーピングし、これらを加熱・加
圧硬化するいわゆるプリプレグ方式が採用されるように
なった。しかし、ここで用いられている熱硬化性樹脂例
えばエポキシ樹脂は硬化後非常に硬度の高いものである
が、前記定格電圧程度の巻線の形状は普通ダイヤモンド
形であり、この種の形状の巻線はスロットへの組込みは
相当の変形が必要とされ、そのため巻線端部は柔軟性を
もたなければならず、大変不都合である。

そしてもし、上記熱硬化性樹脂を使用して充分な柔軟性
が確保できないような場合には、従来はダイヤモンド形
に代えてハーフ形巻線つまり巻線を２つに分割した形状
のものが採用されてきた。ハーセ形巻線は巻線部が独立
しているのでスロット組み込みに際して巻線の変形は少
なくてすむので、巻線の絶縁層に対して亀裂、剥離など
の悪影響を与えない。しかし、スロットに組込んだ後で
両方の巻線端部を接続しなければならず、こういった場
合、コイルエンド部はその形状からして加熱加圧硬化す
ることが非常に困難であり作業工数を増加し、製造原価
を高くする。この他の方法としてはエンド部分の基材に
絶縁レジンを塗り込みながら巻回していく方法や特開昭
６０−１８９８０８号公報に示されるマイカプリプレグ
を用いる方法がある。

ダイヤモンドコイルは回転機の固定子のスロット部へ組
込む場合コイルのエンド部をたゆませて組込む。このエ
ンド部に用いられる材料は硬化後も可撓性を有し、吸湿
による絶縁低下を防ぐため絶縁層間の接着力とが両立し
、作業性の点からべとつかないプリプレグが要求された
。この対策として、以前本発明者等は特開昭６０−１８
９８０８号公報に示されるプリプレグを開発した。しか
し、このプリプレグは硬化後の可撓性はあるが接着力が
必らずしも十分でなく、又可撓性を付与するためエポキ
シ樹脂、無水酸硬化剤を使用しているため、作業性の点
からべとつきの問題があった。この対策としてレジンシ
ステムの反応を進ませてべとつきを取ろうとすると反応
が進みすぎ、プリプレグの眉間の接着力が低下する問題
があり、反応をコントロールすることが困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これまでに、上述のような欠点をなくし、硬化後も可撓
性と接着性とが両立し、又作業性の点から室温、及び夏
場での作業を想定して４０℃でもべとつかない可撓性プ
リプレグの開発が行われてきたが、これらの３つの条件
を満足するようなレジン又はプリプレグは得られていな
い。そこで、マイカ・ガラスクロスに含浸、転写可能で
室温から４０℃まででもべとつかず硬化後においても可
撓性と接着性を有するレジン組成からなるプリプレグを
得ることが望まれていた。

本発明の目的は、硬化後も可撓性と接着性を有し、作業
性にすぐれたコイル絶縁用プリプレグを提供することで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、種々検討した結果、エポキシ樹脂の硬化
剤として固形物の長鎖二塩基酸無水物を用いることによ
り、室温では固体であり、塗布が可能であり、しかもマ
イカテープへの含浸、転写が可能な熱硬化性樹脂組成物
を提供しうろことを見出し、本発明を完成した。

即ち本発明の要旨は以下の通りである。

（Ａ）多官能エポキシ化合物と、 （Ｂ）式 ％式％） （但しＲはＣＨ３、Ｃ２Ｈ５又はＣｄ５、ｎは２〜９、
ｐは２〜９、ｒ、は２〜２０） （但しｎ′は１〜７、ｒ２は２〜２０、ｑは１〜４、ｐ
′は１〜７） 又は Ｒ′ （但しＲ′　はＣＨｓ、ＣＪｓ又はＣ＋Ｈ７、ｎ′は１
〜７、ｑ′は１〜７、ｐ′は１〜７、ｒ３は２〜２０） で表わされる長鎖二塩基酸無水物硬化剤を含む熱硬化性
樹脂組成物を含浸してなることを特徴とするコイル絶縁
用プリプレグである。

本発明で用いる、一般式 ％式％） （但しＲはＣＨ，、Ｃ２Ｈ４又はＣ３Ｈ？、ｎは２〜９
、ｐは２〜９、ｒ、は２〜２０） （但しｎ′　は１〜７、ｒ２は２〜２０．ｑは１〜４、
ｒ２は１〜７） 又は Ｒ′ （但しＲ′　はＣＨ３、ＣＪｓ又はＣ’Ｊ９、ｎ′は１
〜７、ｑ′は１〜７、ｐ′は１〜７、ｒ３は２〜２０） で表わされる長鎖二塩基酸無水物硬化剤としては岡村製
油株式会社製の５Ｌ−１２ＡＩ（酸無水物当量１６０〜
１８０．　　融点７５〜８０℃）、と５Ｌ−２０八Ｈ（
酸無水物当量２４０〜２７５．融点９２〜９８°Ｃ）、
とＩＰＵ−２２ＡＩ　（酸無水物当量２５０〜３００．
粘度２５℃で２０００〜４０００ｃｐｓ）及び５Ｒ−２
０ＡＨ（酸無水物当量２４５〜２７０．　　粘度２５℃
で４８００〜５０００ｃｐｓ）がある。

５Ｂ−２０ＡＨ ＳＴ−２ＰＡＨ 本発明で用いる多官能エポキシ化合物としてはビスフェ
ノールＡ型エポキシ化合物及び一般式ある。またＸは１
〜７である。〕で表わされる２官能脂肪族工ポキシ化合
物が好ましく、上記式で表わされるものとしては岡村製
油株式会社製のＯＳレジン１０１（エポキシ当量３２０
±１０．粘度２５℃。

１２００ｃｐｓ）、ＯＳレジン１０２（エポキシ当量２
９０±３０゜粘度２５℃＋　　１１０ｃｐｓ）、ＯＳレ
ジン１０３（エポキシ当量２８０．粘度１２０ｃｐｓ）
、ＯＳレジン１０４（エポキシ当量２８０．粘度１００
ｃｐｓ）、ＯＳレジン１０５　（エポキシ当量２９０．
粘度１５０ｃｐｓ）等がある。これらのｏｓレジンは次
の構造式を有する。

ＣＨ。

ＨＩ ＣＨ２ 上記化合物は目的と用途により１種以上を伴用すること
が出来る。また公知のエポキシ化合物とを併用すること
が出来る。公知のエポキシ化合としては、例えばビスフ
ェノールＡのグリシジルエ−チル、ブタジエンジエボキ
サイド、３．４−エポキシシクロへキシルメチル−（３
，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート、ビ
ニルシクロヘキサンジオキサイド、４１４′−ジ（１，
２−エポキシエチル）ジフェニルエーテル、４．４’−
（Ｌ２−エポキシエチル）ビフェニル、２，２−ビス（
３゜４−エポキシシクロへキシル）プロパン、レゾルシ
ンのグリシジルエーテル、フロログルシンのジグリシジ
ルエーテル、メチルフロログルシンのジグリシジルエー
テル、ビス−（２，３−エポキシシクロベンチル）エー
テル、２−　（３，４−エポキシ）シクロヘキサン−５
，５−スピロ（３，４−エポキシ）シクロヘキサン−ｍ
−ジオキサン、ビス−（３，４−エポキシ−６−メチル
シクロヘキシル）アジペート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレ
ンビス（４，５−エポキシ−１，２−シクロヘキサンジ
カルボキシイミドなどの２官能のエポキシ化合物、パラ
アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、ポリアリ
ルグリシジルエーテル、ｌ　　３，５−１−リ　（１，
２−エポキシエチル）ベンゼン、２．２’、４．４′−
テトラグリシドキシベンゾフエノン、テトラグリシドキ
シテトラフェニルエタン、フェノールホルムアルデヒド
ノポラソクのポリグリシジルエーテル、グリセリンのト
リグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリ
グリシジルエーテルなどの３官能以上のエポキシ化合物
が用いられる。

また、本発明の樹脂組成物にはエポキシ化合物の硬化を
促進する目的で触媒を添加することが出来る。例えば、
従来公知のエポキシレジンの促進剤が有用であるが、そ
れらの中でも特にポットライフを確保する上で有用なト
リエチルアミンテトラフェニルボレート、ＴＥＡ−Ｋ　
　北興化学　融点〔１７６〜ｂ 例えば、トリエタノールアミン、テトラメチルブタンジ
アミン、テトラメチルペンタジアミン、テトラメチルヘ
キサンジアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルアニ
リンなどの三級アミン、ジメチルアミノエタノール、ジ
メチルアミノペンタノールなどのオキシアルキルアミン
やトリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、Ｎ−メ
チルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリンなどのアミン類
がある。

また、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメ
チルアンモニウムアイオダイド、トリメチルドデシルア
ンモニウムクロライド、ベンジルジメチルテトラデシル
アンモニウムクロライド、ベンジルメチルバルミチルア
ンモニウムクロライド、アリルドデシルトリメチルアン
モニウムブロマイド、ベンジルジメチルステアリルアン
モニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニ
ウムアセテートなどの第４級アンモニウム塩がある。

また、２−エチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダ
ゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−メチル−
４−エチルイミダゾール、１−ブチルイミダゾール、１
−プロピル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−
２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチ
ルイミダゾール、１−シアンエチル−２−ウンデシルイ
ミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾ
ール、１−アジン−２−メチルイミダゾール、１−アジ
ン−２−ウンデシルイミダゾールなどのイミダゾール類
、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、テ
トラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、ト
リエチルアミンテトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモ
ルホリンテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メ
チルイミダゾールテトラフェニルボレート、２−エチル
−１，４−ジメチルイミダゾールテトラフェニルボレー
トなどのテトラフェニルボレートなどがある。

また、本発明の樹脂組成物にはエポキシ化合物の硬化後
の可撓性をさらに大きくさせる目的で熱可塑性樹脂を添
加することが出来る。例えば、熱可塑性樹脂には次のも
のがある。

アイオノマー樹脂、イブサン樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＳ樹
脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、エチレン−塩ビ共重合樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化塩化
ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレ
ン、ブタジェン樹脂、フッ素樹脂、四フッ化エチレン樹
脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、フン化ビニリデン樹脂
、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリス
チレン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、高分子量ポリカプロ
ラクトン等がある。

また、本発明のプリプレグについては、前記樹脂組成物
を用いてマイカ絶縁層と組合せることにより短時間で無
圧、成型が可能であり、その成型物は可撓性に冨み、ス
ロット部へのコイルの組込みを容易に行えるようにした
。

絶縁層の絶縁基材としては従来巻線の製造において用い
られた公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−テトロン混紡布、レーヨン不織布
、ポリエステル不織布、ポリアミドフィルム、ポリイミ
ドフィルム、ポリエステルフィルムなどで裏打ちされた
マイカテープが用いられる。プラスチックフィルムの場
合、多数の貫通孔を有する所謂穴あきフィルムは特に効
果的である。これはボイドの発生を阻止できるからであ
る。以下、本発明の実施例および比較例について更に具
体的に説明する。

実施例１ ２官能脂肪族エポキシ樹脂ＯＳ−レジン１０１（岡村製
油■製）１００部と脂肪族長鎖二塩基酸無水物５Ｌ−２
０ＡＩ＋　（岡村製油■製）を８１部とを９０〜１４０
℃で溶解させた後７０〜１１０℃に保温して置く。

これに、トリエチルアミンのカリボール塩ＴＥＡ−Ｋ（
北興化学社製）０．５部を添加し、混合溶解させて無溶
剤ワニスを作製した。

このワニスを１２０〜１８０℃７１〜１０ｈ加熱処理し
て硬化させた。この硬化物の樹脂板（厚み５０）を用い
て室温のショアＡ硬度計で硬度を測定し、表１に示す結
果を得た。次に上記ワニスを用いて、これを予め６０〜
８０℃に加熱しておいた厚さ０　、０５１１１１のガラ
スクロスに塗り込み、この上面に厚さ０．１鶴の集成マ
イカを重ね合せて軽く圧着させなからロールに巻きとっ
た。次に、このものを６０〜８０℃の恒温槽内に１〜３
日間放置（この操作を転写と呼ぶ）した後取り出してプ
リプレグシートを得た。

このシートは２５℃で６ケ月以上可撓性を有し、十分な
貯蔵安定性を示した。この場合、ワニス含有量は２０〜
６０％の範囲であることが望ましい。その理由は２０％
未満では絶縁テープを導体に巻回し硬化させた際に接着
力が不足する。一方６０％を超えると粘着力が増し取扱
いに（くなり、絶縁処理作業もしにくくなるからである
。このテープを銅板に巻回して絶縁層を施し、１２０〜
１８０℃で所定の時間で硬化を進めた。この絶縁体の室
温時の曲げ強度を測定し曲げ強度が一定になった歪み１
０℃ｍ時きの値を表に示した。又この段階での絶縁層は
完全に硬化していないが電気特性としては十分に満足す
る値を示した。このテープを１５　Ｘ　１５ｍ幅に切断
したものを絶縁基材でおおわれた２枚の銅板試片（１５
Ｘ１２ｃｍ）の間にはさみ、洗濯バサミではさんで１５
０℃ノ１〜１０ｈの硬化条件で硬化させ剪断接着試験と
し、これを１２０〜１８０℃で所定の時間で硬化を進め
た。この試料を室温時の引張り剪断接着力を測定し、結
果を表１に示した。

実施例２〜５ ２官能脂肪族エポキシ樹脂Ｏ３−レジン１０２、同じ＜
１０３．１０４．１０５（岡村製油■製）各々１００部
と脂肪族長鎖二塩基酸無水物５Ｌ−２０ＡＩ　（岡村製
油■製）を各々８９〜９６部とを９０〜１４０℃で溶解
させた後７０〜１１０℃に保温して置く。

これに、トリエチルアミンのカリボール塩ＴＥＡ−Ｋ　
（北興化学社製）各々０．５部を添加し、混合溶解させ
て無溶剤ワニスを調整した。

このワニスを用いて実施例１と同様にして硬化物樹脂板
およびプリプレグシートを作成し、これを用いて緒特性
を測定し、結果を表１に示した。

実施例６〜７ ２官能脂肪族エポキシ樹脂ＯＳ−レジン１０３（岡村製
油■製）１００部と脂肪族長鎖二塩基酸無水初冬々５Ｂ
−２０ＡＨ，ＳＴ−２ＰＡＨ（岡村製油■製）を各々９
２〜１３６部とを９０〜１４０℃で溶解させた後７０〜
１１０℃に保温して置く。

これに、トリエチルアミンのカリボール塩ＴＥＡ−Ｋ　
（北興化学社製）０．５部を添加し、混合溶解させて無
溶剤ワニスを作製した。

実施例８〜１１ ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルエボキシ樹脂
Ｂ　Ｐ−８３４（油化シェルエポキシ社製）各々１００
部と、分岐状長鎖二塩基酸無水物ＳＢ　−２０ＡＨ。

８３．７〜１０４　、ＳＴ−２ＰＡＨ，８２〜１０３部
（岡村製油■製）とを９０〜１４０℃で溶解させた後７
０〜１１０℃に保温して置く、これにイミダゾール２Ｅ
４ＭＺ　（四国化成製）３部を添加して溶解させて無溶
剤ワニスを調整した。

このワニスを用いて実施例１と同様にして硬化物の樹脂
板およびプリプレグシートを作成し、これを用いて諸特
性を測定し、結果を表１に示した。

実施例１２〜１５ ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルエボキシ樹脂
ＢＰ　−８３４を各々５０部、４０部とＥＰ−１００１
゜ＢＰ−１００４（いずれも油化シェルエポキシ社製）
各々５０部、　６０部とに脂肪族長鎖二塩基酸無水物Ｓ
Ｌ−２０ＡＩ、　６４〜４６部、　５Ｌ−１２八Ｈ９３
５〜３０部（いずれも岡村製油■製）とを９０〜１４０
℃で溶解させた後７０〜１１０℃に保温して置く。これ
にイミダゾール２Ｅ４ＭＺ（四国化成製）３部を添加し
て溶解させて無溶剤ワニスを調整した。このワニスを用
いて実施例１と同様にして硬化物の樹脂板およびプリプ
レグシートを作製し、これを用いて諸特性を測定し、結
果を表１に示した。

実施例１６〜１９ ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルエボキシ樹脂
ＥＰ　−８３４を５０部と同じ＜　ＥＰ−１００１を５
０部と及び脂肪族長鎖二塩基酸無水物５Ｌ−２０ＡＨ，
６４部又は５Ｌ−１２ＡＦｌ、　３５部とを９０〜１４
０℃で溶解させた後ポリエチレングリコール（分子量２
０，０００．又は６．０００）　（日本油脂）を５０部
添加して６０〜１１０°Ｃで溶解させ、これにトリエチ
ルアミンのカリボール塩ＴＥＡ−Ｋ　（北興化学社製）
０．５部を添加し、溶解させて無溶剤ワニスを作製した
。このワニスを用いて実施例１と同様にして硬化物の樹
脂板およびプリプレグシートを作製し、これを用いて諸
特性を測定し、結果を表１に示した。

比較例 ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルのエポキシ樹
脂（ＥＰ−１００４）　（油化シェル社製）４０部と、
可撓性ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル
のエポキシ樹脂（ＤＥＲ−７３２）　（ダウケミカル社
製）６０部とを１００〜１５０℃に加熱して両者を溶解
させた後、６０〜１００℃に保温しておき、これに、予
め無水酸硬化剤ドデセニルコハク酸（ＤＤＳＡ）　（油
化シェル社製）６４部とを潜在性硬化促進剤３弗化ホウ
素ピペラジンＢＦ３−ピペラジン１００〜１２０℃に加
熱して溶解させて６０〜１００℃にしたものを混合して
無溶剤ワニスを調製した。このワニスを用いて、実施例
１と同様にして樹脂硬化物板およびプリプレグシートを
作成し、これを用いて諸特性”を測定し、結果を表１に
示した。

（本頁以下余白） 前記の表から、本発明の実施例１〜１９は比較例に較べ
てプリプレグのべとつきが無く優れている。

又硬化物の硬度（ショアＡ）及び曲げ強度（バーコイル
）から可撓性が優れている。そして、接着力は比較例に
較べて大きく優れている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、硬化後も可撓性と接着性の両方を兼ね
そなえ、作業性の点からべとつきの少ない、熱硬化性樹
脂組成物含浸プリプレグが得られ、これをコイル絶縁用
に用いれば、コイルエンド部分を硬化してスロットにコ
イルを組込みおよび解体する時点で可撓性があり、また
電気的特性がすぐれ、最終的には機械的特性を向上しう
るコイルを形成することができる。

株式会社日立製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）多官能エポキシ化合物と、 （Ｂ）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しｍは１０〜２０、ｒは２〜２０） ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しＲはＣＨ＿３、Ｃ＿２Ｈ＿５又はＣ＿３Ｈ＿７、
   ｎは２〜９、ｐは２〜９、ｒ＿１は２〜２０） ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しｎ′は１〜７、ｒ＿２は２〜２０、ｑは１〜４、
   ｐ′は１〜７） 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しＲ′はＣＨ＿３、Ｃ＿２Ｈ＿５又はＣ＿３Ｈ＿７
   、ｎ″は１〜７、ｑ′は１〜７、ｐ″は１〜７、ｒ＿３
   は２〜２０） で表わされる長鎖二塩基酸無水物硬化剤を含む熱硬化性
   樹脂組成物を含浸してなることを特徴とするコイル絶縁
   用プリプレグ。 ２、多官能エポキシ化合物がビスフェノールＡ型エポキ
   シ化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のコイル絶縁用プリプレグ。 ３、多官能エポキシ化合物が、一般式 〔式中、Ｒは、▲数式、化学式、表等があります▼ あるいは、▲数式、化学式、表等があります▼と、 ▲数式、化学式、表等があります▼との混合体のいずれ
   かであり、ｘは１〜７である。〕で表わされる２官能脂
   肪族エポキシ系化合物であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のコイル絶縁用プリプレグ。