JPH0226658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電気装置を絶縁するための被覆用粉体
の製造方法に関する。 現在、加温下で使用する型巻き線固定子コイル
は線を巻付けてコイルを形成し、次にマイカテー
プを被覆することによつて造られている。該コイ
ルは通常真空加圧含浸（VPI）技法により樹脂を
含浸している。この方法は優れたコイルを製造す
るものであるが、製造に時間を要し、作業が複雑
で且つ高価である。固定子コイルについての厳し
い電気的及び機械的必要条件を満足するために充
分な特性をもつ絶縁材を自動的または半自動的に
種々の方法及び構成のコイルを被覆することがで
きる技法及び材料を見出すことができれば多大な
利点を実現できる。 我々は今般電気装置を絶縁するための被覆用粉
体の製造方法を見出した。本発明の被覆用粉体は
カルボキシル末端停止基をもつアクリロニトリル
ブタジエンコポリマーと固体エポキシ樹脂の反応
生成物であるエポキシゴムを使用する組成物から
調整される。得られる被覆用粉体が硬化すると、
絶縁耐力、耐電圧性及び損失係数を含む優れた電
気的特性をもつ。また、該被覆用粉体は耐湿度／
水分性及び巻付性（柔軟性）を含む良好な物理的
特性をもつ。最後に、被覆用粉体は他の被覆用粉
体より耐熱性及び耐熱サイクル／熱衝撃性に優れ
ている。 第１図において、心線１は心線絶縁体２で絶縁
されており、コイル３を形成する。次に、コイル
３を本発明方法による絶縁体４で被覆する。 本発明による被覆用粉体の製造方法の第１工程
においては、全エポキシゴム重量を基準として約
５％〜約50％（本明細書に記載する「％」は全て
重量％である）のカルボキシル末端停止基をもつ
ブタジエン―アクリロニトリルコポリマー
（CTBN）と約50％〜約95％の固体エポキシ樹脂
を反応させることによつてエポキシゴムを製造す
る。５％未満のCTBNを使用すると、得られる
絶縁体に有効な影響を及ぼさず、また50％を越え
るCTBNを使用すると、エポキシゴム生成物を
磨砕したり、作業するためには粘稠になりすぎ
る。最良の特性は約25％〜約35％のCTBNと約
65％〜約75％の固体エポキシ樹脂を用いた場合に
得られる。 本発明に使用するエポキシゴムを調製する際
に、アクリロニトリルとブタジエンだけが適当で
ある。ブタジエン―アクリロニトリルコポリマー
は約５％〜約30％のアクリロニトリルと約70％〜
約95％のブタジエン、好適には約０％〜約26％の
アクリロニトリルと約74％〜約90％のブタジエン
よりなるものでなければならない。アクリロニト
リル―ブタジエンコポリマーはエポキシ樹脂と反
応させるためにカルボキシル基で末端を停止しな
ければならない。樹脂のカルボキシル官能価は
2.0の理輪最大値をもつ。1.1〜2.0の官能価が許容
範囲であり、1.8以上の官能価が好適である。カ
ルボキシル官能価が1.1未満であると、該コポリ
マーとエポキシ樹脂の反応が不完全なものとな
る。CTBNは工業的に販売されている生成物で
ある。 エポキシゴムを製造するために使用するエポキ
シ樹脂は室温で固体でなければならないが、脂環
式エポキシ化合物類、ビスフエノールＡまたはビ
スフエノールＦのジグリシジルエーテル類、ノボ
ラツク類及びヒダントイン類を含むエポキシ樹脂
のいずれのタイプも使用することができる。ビス
フエノールＡのジグリシジルエーテル類
（DGEBA）は最良の特性を生ずるために好適で
ある。 CTBNとエポキシ樹脂の反応は約80℃〜約100
℃の温度で、約２時間〜約５時間にわたつて行な
うことができる；温度が高ければ程、より短い反
応時間を必要とするが、温度が高いと炭を生ずる
ことがある。この反応のためにトリフエニルホス
フイツト、第３級アミン、オクタン酸第１スズま
たは多価フエノールのようなエポキシ―カルボキ
シル触媒が必要である。この反応に良好に作用す
ることが見出された好適なエポキシ―カルボキシ
ル触媒はトリフエニルホスフイツトである。 得られたエポキシゴムを冷却すると、固体状の
脆い反応生成物が得られる。該反応生成物を好適
には0.64cm（1/4インチ）またはそれ以下に破砕
及び粉砕する。該反応生成物は約1000〜約3000、
好適には約1500〜約2500のエポキシ当量（E.E.
W）、０〜0.5の酸価及び約75℃〜約100℃の軟化
点をもたねばならない。一旦、溶媒が存在する
と、完全に除去することが非常に困難であり、残
存する溶媒が絶縁特性に悪影響を及ぼすために、
いずれの反応剤中にも、生成物中にも溶媒を存在
させてはならない。 本発明方法の次工程において、約30％〜約70％
の第２固体エポキシ樹脂、約５％〜約35％のエポ
キシゴム、約５％〜約25％の酸無水物硬化剤、約
５％〜約40％のマイカ充填剤、及び約10％〜約50
％のガラス繊維を調合することによつて被覆用粉
体を調製する。この組成物に使用する第２エポキ
シ樹脂はエポキシゴムを調製する際に使用したエ
ポキシ樹脂と同じエポキシ樹脂である必要はな
い。酸無水物硬化剤はいずれのものも使用するこ
とができるが、酸無水物硬化剤は環状非芳香族１
酸無水物が好適である。これは環状非芳香族１酸
無水物がより柔軟な生成物を製造するためであ
る。適当な１無水物類はヘキサヒドロフタル酸無
水物、テトラヒドロフタル酸無水物、フタル酸無
水物を包含し、またトリメリツト酸無水物または
ポリアゼライン酸無水物のような１酸無水物でな
いものも使用することができる。テトラヒドロフ
タル酸無水物はより柔軟な生成物を生ずるために
好適な酸無水物である。酸無水物硬化剤のための
適宜成分は約0.01％〜約５％の促進剤である。促
進剤の好適量は約0.1％〜約１％であり、好適な
促進剤は第４級ホスホニウム塩である。使用可能
な他の促進剤はオクタン酸スズ、ベンジルジメチ
ルアミンのような第３級アミン類、第４級ホスホ
ニウム塩類、及びフルオロボレート類を包含す
る。 得られる絶縁材が充分な耐電圧性をもつために
はマイカ充填剤が存在しなければならない。マイ
カ充填剤はフレークまたは粉末として使用するこ
とができ、天然産物であつても、合成品であつて
もよく、シラン類のような表面処理剤で処理を行
なつたものであつても、処理を行なわないもので
あつてもよい。直径0.64cm（1/4インチ）までの
マイカ粒子を使用することができるが、好適な寸
法は325メツシユ以下のものである。マイカ粒子
の好適量は約10％〜約30％の範囲である。 ガラス繊維は公称約0.12mm（0.0051インチ）の
繊維直径をもち、0.16〜0.64cm（1/16〜1/4イン
チ）の長さにハンマーミルされた連続ガラスフイ
ラメントが好適である。ガラス繊維の量は約10％
〜約30％の範囲が好適である。 更に、被覆用粉体は適宜成分例えば約１％〜約
10％の顔料、約0.2％〜約５％のポリアクリレー
トまたはシリコーンのような流れ調整剤、約0.5
％〜約10％の均染剤として作用するベンゾイン、
及び約0.2％〜約５％のオクタデシル３―（3′，
5′―ジ―ターシヤリーブチル―4′―ヒドロキシフ
エニル）プロピオネートまたはテトラキス［メチ
レン３―（3′，5′―ジ―ターシヤリーブチル―
4′―ヒドロキシフエニル）プロピオネート］メタ
ンのような酸化防止剤を含有することができる。 被覆用粉体の成分を混合した後、得られた混合
物を好適には約200ミクロン以下の粒子寸法へ破
砕及び粉砕する。絶縁済み線のコイルまたは他の
電気装置への被覆用粉体の塗布は種々の方法で行
なうことができる。塗布の好適な方法は前記コイ
ルまたは電気装置などの部材の被覆用粉体の融点
以上に加熱し、該部材を被覆用粉体の流動床へ浸
漬することにある。被覆用粉体を溶融及び流動さ
せるために必要な温度は被覆用粉体を調製する際
に使用する成分に依存するが、この温度は一般に
100〜200℃であり、通常約125℃〜約190℃であ
る。加熱済みコイルまたは電気装置を流動床中の
被覆用粉体に接触させると、被覆用粉体は溶融及
び流動してコイルまたは電気装置の重量当り熱容
量及び流動床中に残存する時間の長さに依存する
厚さでコイルまたは電気装置を被覆する。次に被
覆済みコイルまたは電気装置を流動床から取り出
し、加熱し、コイルまたは電気装置上の溶融被膜
を硬化される。硬化時間及び温度もまた使用する
組成物に依存する。また、被覆用粉体は静電塗装
用ガンのような他の方法も適用できる。 以下に実施例（以下、特記しない限り単に
「例」と記載する）を挙げ、本発明を更に説明す
る。 例 １ （エポキシゴム調製例：参考例） 575〜700のE.E.Wをもち、商標名エポキシ662
（Epon662）としてシエル・ケミカル・カンパニ
ー（Shell Chemical Company）から販売されて
いる固体ジグリシジルエーテルビスフエノールＡ
（DGEBA）樹脂50重量部、875〜1025のE.E.Wを
もち、商標名エポン1004としてシエル・ケミカ
ル・カンパニーから販売されている固体DGEBA
樹脂22重量部、カルボキシル官能価1.85で3500の
分子量、17％のアクリロニトリル含量、27℃で
125000cpsのブルツクフイールド粘度及び0.9の比
重をもち、ビー・エフ・グツドリツチ・カンパニ
ー（B.F.Goodrich Company）よりハイカー
CTBN（1300X8）［Hycar CTBN（1300X8）］と
して販売されているCTBN31重量部、及びトリ
フエニルホスフイツト触媒0.06重量部を調合して
組成物を得た。該組成物を100℃で６時間反応さ
せ、得られた生成物を冷却し、粉砕し、チツピン
グした。 例 ２ 以下に記載する組成をもつ５種の被覆用粉体を
調製した：

【表】 上述の組成物において、組成物１，２、及び４
は本発明範囲外の組成物（比較例）である。これ
はそれぞれマイカ、酸無水物硬化剤、ガラス繊
維、及びエポキシゴムが不在であるためである。
組成物を200ミクロン以下の粒子寸法へ粉砕した。
以下の表には被覆用粉体組成物の若干の特性及び
市販の被覆用粉体との比較を記載する。

【表】 覆用粉体


767、753 良好 悪い
上述の表は本発明の組成物すなわち組成物３及
び５が全ての面で他の組成物より優れていること
を示すものである。市販の粉体、組成粉１及び
５、及びマイカ型VPI系絶縁体の耐電圧性を23℃
及び9500ボルト／mm（240ボルト／ミル）の応力
で試験した。第２図に結果を記載するが、この結
果は被覆用粉体組成物５は被覆用粉体組成物１及
び市販の被覆用粉体組成物より優れており、且つ
60％の損傷率で、前記VPI系絶縁体と同様に良好
なものであることを示すものである。これらの結
果は第２図中の横軸が対数目盛りであるために特
に顕著である。 例 ３ （耐湿性試験：参考例） 種々の被覆用粉体を長さ45.72cm（18インチ）×
1.9cm（0.75インチ）×3.2mm（0.125インチ）のＵ
字型の長方形銅板上に塗布した。個々の被覆用粉
体を試験するために５枚の銅板を使用した。比較
のために、マイカーポリエチレンテレフタレート
テープで包装し、次に真空含浸技法（VPI）を使
用してポレエステル樹脂を含浸したガラス繊維を
巻き付けた線のコイル４個が耐湿性試験に含まれ
た。 ５％塩水溶液中に試料の長さの80％を含浸し、
試料の絶縁体に1330ボルトACの電圧を印加した。
以下に記載する表には絶縁体が損傷するまでの時
間を記載する。

【表】 上述の表は本発明の被覆用粉体すなわち組成物
５が耐湿性に関して明らかに優れていることを示
すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により絶縁された巻き線コ
イルの好適な実施態様を示す等角断面図であり、
第２図は例２に記載した実験の結果を示すグラフ
図である。図中：１……心線、２……心絶縁体、
３……コイル、４……絶縁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体エポキシ樹脂30〜70％； ５〜50％の溶媒不在のカルボキシル末端停止
   基をもつアクリロニトリル―ブタジエンコポリ
   マーと50〜95％の固体エポキシ樹脂の溶媒不在
   反応生成物よりなるエポキシゴム５〜35％； 酸無水物硬化剤５〜25％； マイカ充填剤５〜40％；及び ガラス繊維10〜50％、 を含有してなる被覆用粉体。 ２ 固体エポキシ樹脂がエポキシゴムに使用する
   固体エポキシ樹脂と同じ固体エポキシ樹脂である
   特許請求の範囲第１項記載の被覆用粉体。 ３ 酸無水物硬化剤が１酸無水物である特許請求
   の範囲第１項記載の被覆用粉体。 ４ １酸無水物がテトラヒドロフタル酸無水物で
   ある特許請求の範囲第３項記載の被覆用粉体。 ５ 被覆用粉体が0.2〜５％の流れ調整剤を含有
   する特許請求の範囲第１項記載の被覆用粉体。 ６ 被覆用粉体が0.5〜10％のベンゾインを含有
   する特許請求の範囲第１項記載の被覆用粉体。 ７ 被覆用粉体が0.2〜５％の酸化防止剤を含有
   する特許請求の範囲第１項記載の被覆用粉体。 ８ 被覆用粉体が１〜10％の顔料を含有する特許
   請求の範囲第１項記載の被覆用粉体。 ９ マイカ増量剤は325メツシユ以下である特許
   請求の範囲第１項記載の被覆用粉体。 １０ 被覆用粉体を200ミクロン以下の粒子寸法
   に粉砕してな特許請求の範囲第１項記載の被覆用
   粉体。 １１ 第２固体エポキシ樹脂40〜60％； エポキシゴム５〜15％； 酸無水物硬化剤５〜15％； マイカ充填剤10〜30％；及び ガラス繊維10〜30％、 を含有してなる特許請求の範囲第１項記載の被覆
   用粉体。 １２ 被覆用粉体が酸無水物酸化物用促進剤を
   0.01〜５％含有してなる特許請求の範囲第１項記
   載の被覆用粉体。 １３ 促進剤が0.1〜１％の第４級ホスホニウム
   塩からなる特許請求の範囲第１項記載の被覆用粉
   体。 １４ (A) カルボキシル末端停止基をもつアク
   リロニトリル―ブタジエンコポリマー５〜50
   ％と、 第１固体エポキシ樹脂50〜95％を反応させ
   ることによつてエポキシゴムを調製し； (B) 第２固体エポキシ樹脂30〜70％； 前記エポキシゴム５〜35％； 酸無水物硬化剤５〜25％； マイカ充填剤５〜40％；及び ガラス繊維10〜50％を含有してなる組成物
   を調製し；且つ (C) 前記組成物を粉砕して被覆用粉体を形成す
   る、 ことを特徴とする被覆用粉体の製造方法。