JPS6022444B2 - 集成マイカ材料，集成マイカプリプレグ材料及び集成マイカ製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集成マィカ材料、集成マィカプリプレグ材料及
び集成マィカ製品に関する。

従来集成マィカとしては、マスコバィトを８００℃付近
に加熱して勝積させ、ついでこれを水中で糟梓又はジェ
ット水流などにより粉砕して粒蓬が約０．２〜１．仇舷
程度の小さなマィカりん片にしたものをスラリーとして
抄造したマィカ箔、いわゆる焼成集成マィカが一般に用
いられこの他には、フロゴパィトを水中で粉砕して粒径
が０．２〜２．仇奴程度の小さなマイカりん片にしたも
のをスラリーとして抄造したマィカ箔し、わゆる軟質集
成マィカが用いられていた。

焼成マィカを５〜ＩＱ仰角に薄く、工業的に粉砕するこ
とは出来ず、また、マィカの結晶水を放出した際の微細
なクラックがりん片内に生じているため、マィカりん片
の強度が低く、補強材としての効果が小さく、かつ、焼
成集成マィカはマィカ箔の密度が１．３〜１．弱ノのと
低く、マィカ箔中の空隙が多く例えばプリプレグ材料に
するためには多くの熱硬化性樹脂組成物を必要とし、そ
の結果、プリプレグ材料を加熱加圧成形して得た製品の
樹脂分が多くなり、機械的性質、鰭気持性などが劣って
いた。

また耐熱集成マィカにするにも、多くの耐熱熱硬化性樹
脂組成物を必要としその結果、耐熱性が劣ったり、長期
間の劣化が著しいなどの欠点があった。一方、フロゴパ
イトはマスコバィトに比べて耐熱性が少しすぐれている
反面、電気特性が劣るため「発電機などの絶縁用には使
用することができない。

一方、無焼成マィカを小さく粉砕したものは、焼成集成
マィカを小さく粉砕したものに比べて集成マィカ製品に
加工する際の接着剤量等を低下させることは可能だが、
機械的特性や電気特性は、はがしマイカ製品にくらべて
不十分であった。

これらの欠点を解決するために、米国サマイカ社（Ｕ．
Ｓ．ＳＡＭＩＣＡＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって、
マィカナィトロ（ＭｉｃａｎｉｔｅＤ）なる無焼成集成
マィカが開発された。マィカナィト山ま、無焼成のマス
コバィトフレークを超音波のエネルギーを使用して水中
で粉砕して得られたもので、その粒度分布を一般に使用
されている集成マィカの値と共に表１に示した。表１ ＊１ 表中の数字は重量百分率で示した。

＊２ 出典，Ｕ．Ｓ．ＳＡＭＩＣＡＣｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎのカタ。

グマィカナィトロさま無焼成の集成マィカでありながら
、何ら接着剤を用いなくとも「その引張り強さが０．？
〜１．３ｋ９ｆ／地と強く、また、マィカ箔の密度も１
．６〜１。

７ｇ／地と高くすぐれたものであるが「 これには、表
１に示した粒度分布に起因する欠点がある。

マィカナイトＤでは、大きな粒子を使用しているのでマ
ィカ粒子よる補強効果は大きく、これを加工したマィカ
製品の機械的性質は向上するが、反面、大きなマィカ粒
子だけでは最密充てんできないため、長期間の劣化後で
はその特性、中でも電気特性がはがしマィカ製品より劣
るという欠点があった。

はがしマィカ製品というのは、直径約５仇奴以上厚さ３
０〜５０仏ｍに人間の手ではがしたマィカで、大きいた
め、集成マィカのごと〈湿式の抄紙機で抄造することは
できず、手貼りもしくは半自動化された機械で貼つてい
るのが実情である。

はがしマィカが高価であり、そして機械による大量生産
に通しないなどの理由によりはがしマィカ製品は集成マ
ィカ製品より高価である。製品の特性は、従来の集成マ
ィカより大きいりん片を使用しているためト接着剤など
が劣化した後も大きいりん片が絶縁体として働らくため
長期劣化後でもすぐれていた。

はがしマィカ及び集成マィカの特長を生かすために、両
者を組み合わせて使用することが考察されている。

例えば、侍関昭５３−斑５００号のごとくｔはがしマイ
カシートの両面に集成マィカシートを貼り合わせたもの
は、はがしマィカ製品より厚さの精度は向上するが、そ
の特性、特に長期劣化後においては、はがしマィカ単独
より近いものであった。本発明はこれらの欠点を解決す
るものである。

本発明は、無焼成マィカを粉砕して得られた粒径１．仇
舷以上でかつアスペクト比が１５０以上のマィカりん片
を３０〜７の重量部、粒径０．２５肋以上１．０肋禾満
のマィカりん片を２０〜４の重量部「 ０．２５肌未満
のマィカりん片を１０〜３の重量部含むスラリーを抄燈
して得られる集成マィカ材料、無焼成マイカを粉砕して
得られた粒径１．仇舷以上でかつアスペクト比が１５０
以上のマィカりん片を３０〜７０重量部、粒径０．２５
肋以上１．０脚未満のマィカりん片を２０〜４の重量部
、０．２５側未満のマィカりん片を１０〜３０重量部含
むスラリーを抄造して得られる集成マィカ材料に熱硬化
性樹脂組成物を含浸させ、必要に応じて袋打材と接着し
、半硬化させてなる集成マィカプリプレグ材料ならびに
無焼成マィカを粉砕して得られた粒径１．Ｑ奴以上でか
つアスペクト比が１５０以上のマィカりん片を３０〜７
０重量部、粒径０．２５脇以上１．０肋未満のマィカり
ん片を２０〜４０重量部、０．２５凧未満のマィカりん
片を１０〜３の重量部含むスラリーを抄造して得られる
集成マィカ材料に、熱硬化性樹脂組成物又は無機質組成
物を含浸又は塗工したのち。加熱加圧下で成形してなる
集成マィカ製品に関する。本発明におけるアスペクト比
とは ≧芋美旨夫岸琴糧肇であり、粒度分布を測定する方法は
、標準分析ふるいを使用して湿式で分級したのち乾燥後
重量を測定して算出した。

無焼成マィカを本発明の粒度分布に粉砕する方法は従来
なかったが、持公昭５４−８８９ｙ号、持開昭虫−３９
班払号などの方法によりはじめて可能となった。

これらの方法は粉砕設備と分級設備が一体化されている
ため、アスペクト比が大きく、かつ望みの粒度分布を容
易に得られるすぐれた方法である。粒径１．０個以上の
マィカりん片の割合が３０重量部未満では、マィカりん
片の補強効果は小さいためこれを加工した集成マィカ製
品の機械特性が低下し、一方７の重量部を越えると補強
効果は大きいが抄造したマィカシート中の空隙が大きく
なるため、電気特性が低下する。また粒径１肋を越える
マィカりん片のアスペクト比が１５０より小さい場合に
は機械的及び電気特性を低下させるので望ましくない。

また粒径０．２５脚未満のマィカりん片を１広重量部未
満しか含まない場合には、１．仇肋以上のマィカりん片
の空隙を十分に埋めることができず、接着剤を多く必要
とするのみならず、長期劣化後の電気特性を低下させ、
またこれが３の重量部を越えると機械的特性、電気特性
を低下させるので望ましくない。粒径０．２５脚未満の
マィカりん片と、１．０肋以上のマィカりん片のみを組
み合わせた場合には、マィカりん片の沈降速度が前者と
後者で１“音以上異なるため、湿式抄紙機で抄造する際
、片面に大きなりん片、他の面に小さなりん片となって
しまい、最密充てんできない。この弊害をなくすために
、０．２５豚以上１．物収未満のマィカりん片を２０〜
４の重量部用いる。

２の重量部未満では、添加した効果がなく、すなわち技
密充てんにならず、また、４の重量部を越えると機械的
性質の低下がみられる。

本発明において、スラリーを抄造する方法につし、ては
特に制限はなく、通常の方法が採用される。

例えば最網式、丸網式等の抄紙機を用いて行なわれる。
その抄造条件等にも制限はない。裏打村としては、既に
公知の材料が用いられ、例えば、ポリエステル，ポリア
ミド，ガラス等の有機材料または無機材料の織布，不織
布，フィルム等が必要ならば組み合わせて用いられ、ま
たこれらとガラスヤーン，ポリエステル繊維ャーン等を
組み合わせても差支えない。熱硬化性樹脂組成物として
は、硬化剤、界面活性剤、溶剤等を含むェポキシ樹脂組
成物、不飽和ポリエステル樹脂組成物、シＩＪコーン樹
脂組成物等が用いられる。

集成マィカ製品に用いられる無機質組成物そしてはリン
酸アルミニウム組成物等が用いられる。集成マィカプリ
プレグ材料及び集成マィカ製品を得る際に熱硬化性樹脂
組成物を含浸又は塗工する方法は、熱硬化性樹脂組成物
をメチルエチルケトン、アセトン、メタノールなどの溶
剤に溶解し、これをスプレーノズル、ブラシ塗工機など
の一般の塗工機で集成マィカ材料に含浸又は塗工させて
行なわれる。

含浸又は塗工後に熱風、赤外線などの乾燥後で乾燥し、
溶剤が除去される。熱硬化性樹脂組成物の集成マィカ材
料への含浸又は塗工後の半硬化は、通常の条件が採用さ
れ、特に制限はない。集成マィカ製品を得るに際して加
熱加圧下で成形が行なわれるが加熱温度は熱硬化性樹脂
組成物が軟化する温度以上であれば良く、加圧する圧力
は成形品が一体化すれば良く軟化した熱硬化樹脂組成物
が硬化し、賭形されるまで加えれば良い。

無焼成マィカとは、焼成処理をしないマィカ及びスクラ
ップマィカ，カットマイカ等のマィカ中に含まれる紙、
木、繊維などの有機分を、マィカ結晶水を脱水しない温
度（約６００ｏＣ以下）からマィ力結晶水の１／沙Ｘ下
を脱水する温度範囲で、空気中で完全に燃焼除去したマ
ィカをいう。凝焼成マィカの代りに焼成マィカを使用し
たのでは集成マィカ材料、集成マィカプリプレグ材料及
び集成マィカ製品の機械特性、なかでも曲げ強さ、曲げ
弾性率が大きく低下する。

以下、実施例により本発明を説明する。

部とあるのは、重量部である。

実施例 １ 表２ 表３ 表２記載の集成マィカ材料１の６０ｑｏに加熱した表３
記載の組成物１を１０腿／〆塗工し、かつ、ガラスクロ
ス（３認／〆）を裏打材として貼り合わせ、８０ｑＣで
１時間加熱、半硬化させて集成マイカプリプレグ材料と
した。

これを３仇奴幅のテープに切断したのち、９．５柵×３
６．５助長さ１仇の導体（銅製）に半分重ね合わせなが
ら８回巻きつけたのち、１００００に加熱して押しつけ
、集成マイカプリプレグ材料中の上記接着剤１を流しな
がら、１７０℃に昇温して硬化させ（３時間）厚さ３肋
の絶縁層を形成させ、コイルとした。コイルは４本製作
し、常態で２本、熱劣化後２本試験した。このコイルの
曲げ強さは４点法（外スパン５５仇豚、内スパン２５０
職）で測定し、絶縁破壊試験は松Ｖ／秒の昇圧速度で測
定した。また１３０ｑｏで１００畑時間熱劣化させたの
ち「 絶縁破壊電圧を測定した。

結果を平均値で表４に示した。

実施例 ２ 表２記載の材料２に実施例１と同じ接着剤虹皮ぴ同じ袋
打材を実施例１と同条件で塗工、貼り合わせ、さらに半
硬化させて集成マィカプリプレグ材料とした。

これを使用して実施例１記載の方法でコイルとし、コイ
ルの特性を評価した。比較例 １ 表２記載の材料３に実施例１と同じ接着剤及び同じ髪打
材を実施例１と同条件で塗工、貼り合わせ、さらに加熱
、半硬化させて集成マィカプリプレグ材料とした。

これを使用して、実施例１に記載の方法でコイルとし、
コイルの特性を評価した。結果を平均値で第４表に示し
た。

比較例 ２ 表２記載の材料５に実施例１と同じ接着剤及び同じ髪打
材を実施例１と同条件で塗工、貼り合わせ、さらに、半
硬化させて集成マィカプリプレグ材料とした。

これを使用して実施例１に記載の方法でコイルとし、コ
イルの特性を評価した。結果を平均値で第４表に示した
。表４ 実施例 ３ 表２記載の材料１に表３記載の接着剤２を１７唆／れ（
不揮発分１の重量％）塗工し８０００で３０分間乾燥し
て半硬化のプリプレグマィカシートとした。

このマィカシートを８枚穣層し、１５０℃に加熱したプ
レスを使用し、２０【９ｆ／地の圧力で２０分間さらに
圧力一定のまま２００午０に昇温し、２時間加熱加圧し
耐熱マィカ製品を得た。この耐熱マィカ製品の曲げ強さ
（３点法、スパン５仇奴、試験速度１肋／分）、５００
ｑ０２時間の加熱減量、及び６０×１４物岬こ切断した
試験片に、ニクロム線（１３．２０／ｍ）を１７回巻き
つけ、交流１１５〜１２０Ｖで３．離の電流を５分間通
電し、発煙性を調べた結果を表５に示した。実施例 ４ 表２記載の材料２に表３記載の接着剤２を１７処ノで（
（不揮発分１の重量％）塗工し、８０００で３び分間乾
燥して半硬化のプリプレグマィカシートとした。

このマィカシートを実施例３と同条件で積層次いでプレ
スして耐熱マィカ製品とした。実施例３と同条件で特性
を評価して表５に示した。比較例 ３表２記載の材料４
に表３記載の接着剤２を１姿迄／〆（不揮発分１の重量
％）塗工し、８０ｏｏで３０分間乾燥して半硬化のプリ
プレグマィカシートとした。

このマィカシートを実施例３と同条件で積層次いでプレ
スして耐熱マィカ製品とした。実施例３と同条件で特性
を評価して表５に示した。比比較例 ４表２記載の材料
５に表３記載の接着剤２を２４７ｇノ〆（（不揮発分１
の重量％）塗工し、８０ｑｏで３ぴ分間乾燥して半硬化
のプリプレグマィカシートした。

このマィカシートを実施例３と同条件で積層、次いでプ
レスして耐熱マィカ製品とした。実施例３と同条件で特
性を評価して表５に示した。表５実施例 ５ 表２記載の材料１にガラスクロス（３５ｇ／の）を菱打
材として重ね、この上から表３記載の接着剤３を７弦／
わ（（不揮発分２０重量％）塗工し、１００ｑｏで３０
分間乾燥し、３０脚幅のテープに切断したのち、９．５
帆×３６．５助長さ１．仇ｈの導体（銅製）に半分重ね
合わせながら８回巻きつけたのち１００℃で０．１肌Ｈ
ｇ・２時間脱気し、引き続き真空中で８０００に加熱し
た表３記載の接着剤１を含浸させた。

コイルを接着剤に浸潰した状態で圧力を常圧に戻し、１
時間後コイルをとり出し、接着剤１がたれ落ちしないよ
うに２ミルのマィラーフィルム（■東レ製）で包み１１
０００で４時間さらに２００００で１時間硬化させ、３
脚厚さの絶縁層を形成させた。コイルは４本製作し、常
態で２本、熱劣化後２本試験した。コイルの特性評価は
実施例１と同条件で行なった。結果を平均値で表６に示
した。実施例 ６表２記載の材料２を実施例５と同条件
で集成マィカテープとし、実施例５と同条件でコイルと
した。コイルの特性評価は実施例１と同条件で行ない、
結果を平均値で表６に示した。比較例 ５ 表２記載の材料３を実施例５と同条件で集成マィカテー
プとし、実施例５と同条件でコイルとした。

コイルの特性評価は実施例１と同条件で行なし、、結果
を平均値で表６に示した。比較例 ６ 表２記載の材料５を実施例５と同条件で集成マィカテー
プとし、実施例５と同条件でコイルとした。

コイルの特性評価は、実施例１と同条件で行ない、結果
を平均値で表６に示した。表６ 実施例 ７ 表２記載の材料１の表３記載の接着剤４を２４ね／〆塗
工し、１２０℃で５分間乾燥した後、この半硬化状態の
集成マィカシートを３枚積層し、３００ｑ０１００ｋ９
ｆ／地の条件で１時間加熱加圧して厚さ０．３肋のマィ
カ積層板を得た。

得られたマィカ積層板の特性を表７に示した。実施例
８ 表２記載の材料２に表３記載の接着剤４を２４７ｇ／〆
塗工し、実施例７と同条件でマィカ積層板とした。

得られたマィカ積層板の特性を表７に示した。比較例
７表２記載の材料３表３記載の接着剤４を ２４７ｇ／〆塗工し、実施例７と同条件でマィカ積層板
とした。

得られたマィカ積層板の特性を表７に示した。比較例
８表２記載の材料５に表３記載の接着剤４を２７被／で
塗工し、実施例７と同条件でマィカ積層板とした。

偽られたマィカ積層板の特性を表７に示した。表 「′ ＊１ ３点法、スパン５仇舷、試験速度１帆／分＊２
沸とう水中、２０分間浸債後測定以上実施例で詳細に述
べたように、本発明になる集成マィカ材料は、アスペク
ト比の大きいマィカりん片を使用しているため、接着剤
を使用しなくても巻き取りが可能な程シート強度が強く
、またこれを加工した集成マィカプリプレグ材料集成マ
ィカ製品も粒径の大きいマィカりん片を使用したためそ
の機械的特性が向上し、さらに、粒径の大きいマィカり
ん片の隙間を粒径の小さいマィカりん片で埋めて最密充
てんして電気特性も向上させることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無焼成マイカを粉砕して得られた粒径１．０ｍｍ以
   上でかつアスペクト比が１５０以上のマイカりん片を３
   ０〜７０重量部、粒径０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満
   のマイカりん片を２０〜４０重量部、粒径０．２５ｍｍ
   未満のマイカりん片を１０〜３０重量部含むスラリーを
   抄造して得られる集成マイカ材料。 ２ 裏打材と熱硬化性樹脂組成物で接着してなる特許請
   求の範囲第１項記載の集成マイカ材料。 ３ 無焼成マイカを粉砕して得られた粒径１．０ｍｍ以
   上でかつアスペクト比が１５０以上のマイカりん片を３
   ０〜７０重量部、粒径０．２５ｍｍ以上で１．０ｍｍ未
   満のマイカりん片を２０〜４０重量部、粒径０．２５ｍ
   ｍ未満のマイカりん片を１０〜３０重量部含むスラリー
   を抄造して得られる集成マイカ材料に熱硬化性樹脂組成
   物を含浸又は塗工し、必要に応じて裏打材と接着し、半
   硬化させてなる集成マイカプリプレグ材料。 ４ 無焼成マイカを粉砕して得られた粒径１．０ｍｍ以
   上でかつアスペクト比が１５０以上のマイカりん片を３
   ０〜７０重量部、粒径０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満
   のマイカりん片を２０〜４０重量部、粒径０．２５ｍｍ
   未満のマイカりん片を１０〜４０重量部含むスラリーを
   抄造して得られる集成マイカ材料に、熱硬化性樹脂組成
   物又は無機質組成物を含浸、又は塗工したのち、加熱加
   圧下で成形してなる集成マイカ製品。