KR870000653B1 - 전기절연도체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
본원 발명은 전기영동법(電氣泳動法)을 이용하는 전기절연도체의 신규한 제조방법에 관한 것이다. 본원 발명의 방법은 전기기기의 코일 등의 전기절연도체의 제조에 특히 적합한 것이다.
종래, 전기기기에 사용하는 코일 등의 전기절연도체의 제조나 무기질 또는 유기질이나 무기질-유기질 복합계의 다공질 절연재로 감긴 전기도체로 이루어진 코일에 경화제, 경화촉매 및 경화촉진제 등을 함유하고 있는 함침수지(含浸樹脂)를 함침시켜, 그것을 가열 경화하는 방법에 의하고 있다.
그러나 이러한 종래법은 전기도체를 다공질 절연재로 감기 때문에 많은 일손을 요하며, 또한 작업능률이 나쁜 것, 함침수지는 가열해서 경화시킬 때 그 조성물의 점도가 저하하여 수하(垂下)현상이 생기는 것, 함침수지에는 경화제, 경화촉매 및 경화촉진제가 첨가 배합되어 있어서 장시간 방치해 두면 경화되어 버리기 때문에 필연적으로 사용 가능한 시간이 제한되는 것 및 그 때문에 함침수지저장조의 유지관리가 번잡하다는 등의 결점이 있다.
본원 발명자들은 지금까지 상기 종래의 제조법의 결점의 하나인 전기도체를 다공질 절연재로 감는 것을 생략할 수 있는 방법으로서, 운모(雲母)와 물분산성와니스로 된 전착도료를 사용한 전기영동법에 의한 전착 석출절연층의 형성법을 개발해 왔다(일본국 특개소 53-921298호 공보, 특개소 51-89178호 공보 및 특개소 51-114602호 공보 참조).
그러나 그와 같은 형성법에는 함침수지를 함침시키는 전단계의 전착석출절연층의 기계적 강도가 약하며, 철심(鐵心)의 슬로트 내에 장착할 때에 균열이나 벗겨지는 등이 발생하는 일이 있다고 하는 결점을 볼 수 있다.
그런데 본원 발명자들은 그와 같은 형성법의 결점 및 종래법의 결점을 배제하고자 연구를 거듭한 결과, 전착 석출절연층을 형성 후, 미리 경화촉진제를 함유시킨 수용액에 담그어서 처리하는 것으로 상술한 모든 결점을 해결할 수 있다는 것을 발견하고 본원 발명을 완성했다.
즉, 본원 발명은 무기질절연물인 운모분(雲母粉)과 유기질절연물인 물분산성 와니스수지를 수중에 분산시켜서 얻어지는 전착도료 중에 전기도체를 담그고, 전기영동법에 의해 이 전기도체상에 전착 석출절연층을 형성시켜, 이것을 가열 건조 후, 경화제를 함유하는 수용성 수지용액에 담그어서 가열 건조시키고, 이어서 함침수지를 함침시켜서 가열 경화시키는 것을 특징으로 하는 전기절연도체의 제조방법에 관한 것이다.
본원 발명의 방법에 의할 때에는 전착 석출절연층의 함침처리 전의 기계적 강도가 향상하며, 철심에 장착할 때에 생기기 쉬운 균열이나 벗겨지는 일이 없으며, 종래법과 같은 경화제, 경화촉진제 등을 첨가 배합한 함침수지를 적당한 점도로 유지하기 위한 수지저장조의 유지관리의 번잡성이나 불경제성을 없앨 수 있고, 또한 함침수지의 수하현상이 생기는 일없이, 함침수지의 도착(塗着)면에 대한 접착성이 향상되며, 유연하고 품질이 현저하게 안정된 전기절연도체가 얻어진다.
본원 발명에 사용하는 물분산성 와니스수지는 전착가능한 물분산성 와니스수지라면 되고, 예를 들면 적합한 것으로서 아크릴계 물분산성 와니스수지 및 에폭시에스테르계 물분산성 와니스수지 등을 들 수 있다. 사용하는 운모분으로서는 그 입경이 20메시를 통과하지 않고 또한 200메시를 통과하는 것, 특히 35메시를 통과하는 것이 바람직하다. 그 배합량은 후공정의 함침수지의 함침성에서 운모분 100부(중량부, 이하 같음)에 대해서 물분산성 와니스수지 5-30부가 적합하다. 또 본원 발명에 사용하는 수용성수지로서는 예를 들면, 아크릴계수지 및 에폭시에테르수지 등이 적합하며, 그 농도는 1-10%(중량 %, 이하 같음)라면 되며, 바람직하게는 1-6%의 농도이다.
또한 그 수용성수지에 함유시키는 경화촉진제로서는 수용성의 경화촉진제가 바람직하며, 예를 들면 트리에탄올아민 등의 유기아민류 및 2-에틸-4-메틸이미다졸(2E 4MZ) 등의 이미다졸 등이 적합하며, 그 농도는 2-20%, 바람직하게는 3-10%가 사용된다.
최후의 공정에서 사용하는 함침수지로서는 일반 전기기기에 사용되는 공지의 열경화성수지가 아무런 제한없이 사용될 수 있다.
다음에 본원 발명의 제조법을 제조예, 비교예 및 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본원 발명은 그 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
(전착용 물분산성 와니스수지)
에피코우트(EPIKOTE) 1001(셀화학사 제품) 100부, 테트라히드로무수프탈산 25부 및 에틸렌글리코올6부에서 산가(酸價) 30-60의 산부가(酸付加) 에폭시수지를 얻었다. 이 수지를 암모니아를 포함하는 온수중에 분산시킨 다음, 질소가스를 불어 넣는 등의 방법에 의해 pH 7.0-8.0의 물분산성 와니스수지를 얻었다.
[실시예 1]
비스페놀형 에폭시수지(에피코우트 1001) 및 테트라히드로무수프탈산을 주성분으로 하는 상기 물분산성 와니스수지 중에 이온교환수로 잘 수세한 35메시 통과의 운모분을, 상기 물분산성 와니스수지의 수지분 10부에 대해 100부의 비율로 혼합하고, 이온교환수를 가하여 잘 휘저어 섞어 균일하게 분산한 전불휘발량(全不揮發量) 15%의 전착도료액을 조제했다.
조제된 전착도료 중에 미리 유리섬유를 기계로 감아서 형성한 소선(素線)을 묶은 유도전동기용 코일을 담그고, 극간거리 50cm로 대향전극과의 사이에 직류전압 100V를 20초간 인가하고, 코일상에 운모와 물분산성 와니스수지의 수지분으로 이루어진 전착 석출절연층을 형성시켰다.
이어서, 절연층을 형성한 코일을 농도 5%의 트리에탄올아민을 경화촉진제로서 첨가한 농도 2%의 아크릴계 수용성수지 중에 담근 다음, 150℃에서 15분간 가열 건조하여 두께 1.0mm의 피막을 형성했다.
얻어진 코일을 경화촉진제를 함유하지 않은 에폰(EPON) 828(셀화학사 제품)/HN 2200(히타치가세이(日立化成)공업(주) 제품)(100부 : 98부)로 이루어진 에폭시수지를 진공함침한 다음, 가열경화(150℃, 5시간)하여 유도전동기용의 전기절연도체를 제작했다.
얻어진 전기절연도체는 에폭시수지의 수하현상을 발생시키는 일없이 품질이 매우 안정된 것이었다.
[실시예 2-7]
상기 실시예 1에 있어서의 각 성분 및 성분비 그리고 가열경화시간을 표 1에 나타낸 성분 및 성분비 그리고 시간을 사용한 외는 실시예 1과 같이 하여 유도전동기용의 전기절연도체를 얻었다.
[비교예]
비스페놀형 에폭시수지(에피코우트 1001) 및 테트라히드로무수프탈산을 주성분으로 하는 상기 물분산성 와니스수지 중에, 이온교환수로 잘 수세한 35메시 통과의 운모분을, 상기 물분산성 와니스수지의 수지분 15부에 대해 100부의 비율로 혼입하고, 이온교환수를 가하여 잘 교반하여 균일하게 분산한 전불휘발분 15%의 전착도료액을 조제했다.
조제된 전착도료액중에 미리 유리섬유를 기계로 감은 소선을 묶은 유도전동기용 코일을 담그고, 극간거리 50cm로 대량전극과의 사이에 직류전압 100V를 20초간 인가하고, 코일상에 운모와 물분산성 와니스수지의 수지분으로 이루어진 전착 석출절연층을 형성시켰다.
이어서 이것을 150℃로 15분간 가열 건조하고, 두께 1.0mm의 피막을 얻었다. 얻어진 코일을 경화촉매로서 옥틸산아연(Oct.-Zn) 1부를 첨가 배합한 에폭시수지(에폰 828/HN 2200, 100부 : 98부)액 중에 담그어, 에폭시수지를 진공함침한 다음, 가열경화(150℃, 10시간)하여, 유도전동기용의 전기절연도체를 얻었다.
표 1에 비교예 및 실시예에서 각기 얻어진 전기절연도체의 특성을 평가하기 위해, 초기 및 250℃에서 16일간 열열화(熱劣化)시킨 다음의 절연파괴전압(BDV) 및 유전탄젠트(tanδ)의 값을 나타냈다. 그리고 표 1의 함침수지난의 GP-5는 료덴가세이(주)(塚電化成(株))제인 불포화폴리에스테르수지의 상품명이다.
[표 1]
Claims (6)
- (정정) (a) 경화촉진제는 포함하지 않고, 무기질절연물인 운모분과 유기질절연물인 물분산성 와니스수지를 수중에 분산시켜서 얻어지는 전착도료조성물 중에 전기도체를 담그는 단계와,(b) 전기영동법에 의해 상기 전기도체상에 전착 석출절연피복층을 형성시켜, 이것을 가열 건조하는 단계와,(c) 수용성 경화촉진제를 함유하는 수용성 수지용액에 피복된 전기도체를 담그어서 가열 건조시키는 단계와,(d) 전착도체를 경화촉진제를 함유하고 있지 않은 함침수지에 함침시켜서 가열 경화시키는 단계로 이루어지는 전기절연도체의 제조방법.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 전착도료에 있어서 운모분 100중량부와 물분산성 와니스수지 5-30중량부로 이루어진 혼합물을 사용하는 전기절연도체의 제조방법.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 수용성수지가 아크릴계수지인 전기절연도체의 제조방법.
- (정정) 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수용성수지의 농도가 1-10중량%인 전기절연도체의 제조방법.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 경화촉진제가 수용성의 유기아민류 또는 이미다졸류인 전기절연도체의 제조방법.
- (정정) 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 수용성수지중의 경화촉진제의 농도가 2-20중량%인 전기절연도체의 제조방법.
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