JPS6022445B2 - 集成マイカ材料及び集成マイカプリプレグ材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集成マィカ材料及び集成マィカプリプレグ材料
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
に加熱して膨積させ、ついで、これを水中で渡洋又はジ
ェット水流などにより粉砕して粒径が約０．２肋１．仇
吻程度の小さなマィカりん片にしたものをスラリーとし
て一般に抄紙用に使用される長網式抄造機で抄造したマ
ィカ箔し、わゆる焼成集成マイカが一般に使用され、こ
の他にはフロゴパィトを水中で粉砕して粒径が２肋程度
の小さなマィカりん片にしたものをスラリーとして一般
に抄紙用に使用される最網式抄造機で抄造したマィカ箔
し・わゆる軟費集成マィカが使用されていた。

焼成マィカを５〜ＩＱ岬角に、工業的に薄く粉砕するこ
とは出来ず、また、焼成マィかまマィカの結晶水を放出
した際の微細なクラックがマィカ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．雛／ふ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
得た製造中の熱硬化性樹脂分が多く機械的性質、電気特
性などが劣っていた。一方フロゴパィトはマスコバィト
に比べて耐熱性が少しすぐれてはいるものの電気特性が
劣るため、発電機などのような高電圧機器の絶縁用には
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
する際の熱硬化性樹脂組成物量を低下させることは可能
だが機械的性質や電気特性は、はがしマィカ製品に〈ら
べて不十分である。

これらの欠点を解決するために、米国サマィカ社（Ｕ．
Ｓ．ＳＡＭＩＣＡＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって、
マィカナィトロ（Ｍｉｃａｎｉｔｅｏ）なる無焼成集成
マィカが開発された。マィカナィト０‘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ともに表１に示した。表
１ マィヵナィトＵ及び集成マィヵ （一般）の粒度分布 ＊１ 表中の数字は重量百分率で示した。

＊２ 出典，Ｕ．Ｓ．ＳＡＭＩＣＡＣｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎのカタログマィカナィトＤは無焼成の集成マイカで
ありながら何ら熱硬化性樹脂組成物等を使用せずともそ
の引張り強さが０．７〜１．３ｋ９ｆ／地と強く、また
マィカ箔の密度も１．６〜１．７ｇ／のと高くすぐれた
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。

マイカナイト川ま、大きなマイカりん片を使用している
のでマィカりん片に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
なマィカりん片だけでは技密充てんできず、長期間の劣
化後では、その特性がなか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仇奴以上でかつ厚さ３０〜５０〃ｍに
人間の手ではがしたマイカ片で、その形状が大きいため
、集成マィカのごとく湿式の抄紙機で抄造することは出
来ず、手貼り又は半自動化これた機械で製造されている
。

はがしマィカが高価であり、かつ機械化による大量生産
が困難であることから、はがしマィカ製品は集成マィカ
製品より高価である。はがしマィカ製品の特性は、従来
の集成マィカより大きなマィカ片を使用していため熱硬
化性樹脂組成物が劣化した後も大きいマィカ片が絶縁体
として働くため長期劣化後でもすぐれている。はがしマ
ィカ製品及び集成マィカ製品の両者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案されている例
えば特開昭５３−５０５０び号のごとく、はがしマィカ
材料両面に集成マィカ材料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、その特性は
、特に長期劣化後においては、はがしマィカ単独より低
く、両者のいずれよりもすぐれたものとはなりえなかっ
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１．７側以上で
アスペクト比が１５０以上のマィカりん片を２〜２５重
量部、粒径１．仇奴以上１．７肋未満でかつアスペクト
比が１５０以上のマイカりん片を２０〜６の重量部、粒
径０．２５豚以上１．物吻未満でかつアスペクト比が１
００以上のマイカりん片を２０〜４０重量部及び粒径０
．２５肋未満でかつアスペクト比が１００以上のマイカ
りん片を１０〜３の重量部含むスラリーを沙造して得ら
れる集成マィカを袋打材に接着してなる集成マィカ材料
ならびに無焼成マィカと粉砕して得られた粒径１．７脚
以上でアスペクト比が１５０以上のマィカりん片を２〜
２５重量部、粒径１．０肋以上１．７肋未満でかつアス
ペクト比が１５０以上のマィカりん片を２０〜６の重量
部、粒径０．２５腿以上１．仇磁未満でかつアスペクト
比が１００以上のマィカりん片を２０〜４の重量部及び
粒登０．２５肋未満でかつアスペクト比が１００以上の
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に熱硬化性樹脂組成物を含浸又は
塗工し必要に応じて髪打材と接着し、半硬化させた集成
マィカプリプレグ材料に関する。

本発明におけるアスペクト比とは マイカりん片の直径 マィカりん片の厚さ 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及びアスペクト比に粉
砕する粉砕方法としては、特公昭５４−総９叫号、椿開
昭５３−３９班４号などの方法が採用される。

これらの方法は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１．７
肋以上でアスペクト比が１５０以上のマィカりん片の割
合が２５重量部を越えるとマィカりん片の補強効果は大
きく機械的性質は向上するが、電機特性のバラッキ、な
かでも絶縁破壊電圧のばらつきが大きくなる。

また２重量部禾満では機械的性質がはがしマィカを使用
したものより低くなる。

また粒径１．７以上でアスペクト比が１５０未満のマィ
カりん片では機械的性質及び電気特性が低下する。

また粒径１．仇肋以上１．７未満でかつアスペクト比が
１５０以上のマィカりん片が６項重量部を越えると絶縁
層の電気特性のばらつきを生じ、２の重量部未満ではマ
ィカりん片の補強効果が小さくなり、機械的性質を低下
させ、さらにアスペクト比が１５０未満では、熱硬化性
樹脂組成物を使用せずに抄造した無焼成集成マィカのシ
ート強さが低くなり無焼成集成マィカの取り扱いが困難
になる。

粒径１．仇岬禾満のマィカりん片のアスペクト比が１０
０禾満では、熱硬化性樹脂組成物を使用せずに抄造した
無焼成集成マィカのシ−ト強さが低くなり、無焼成集成
マィカの取り扱いが困難になるとともに、電気特性なか
でも絶縁破壊電圧が低下する。粒径０．２５肌以上１．
仇吻未満でかつアスペクト比が１００以上のマィカりん
片が４広重量部を越えると機械的性質が低下し、またこ
れが２の重量部未満では電気特性なかでも絶縁破壊電圧
が低下する。０．２５側未満でかつアスペクト比が１０
０以上のマィカりん片が３の重量部を越えると機械的性
質が低下し、またこれが１の重量部禾満では電気特性な
かでも長期の劣化特性が低下するのみならず、マィカり
ん片の空隙を埋めるために熱硬化性樹脂組成物を多く必
要とする。

本発明にける裏打材としては、特に制限はなく例えばポ
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を含浸又は塗工する方法は、熱硬化
性樹脂組成物を加熱溶融し、もしくはメチルエチルケト
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を使
用してなされるが特に制限しない。

本発明における半硬化させた集成マィカプリプレグ材料
は、必要に応じて裏打材を備えるが、裏打材を有しなく
てもよい。

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。

無焼成マィカとは、焼成処理をしないマィカ及びスクラ
ップマイカ，カットマイカ等のマイカ中に含まれる紙，
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６００ｑｏ以下）からマィカ結晶水の１／ａ〆下を
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。

無焼成マィカの代りに焼成マィカを使用したのでは機械
特性なかでも曲げ強さ、曲げ弾性率が大きく低下して望
ましくない。

マィカりん片を集成マィカに抄造する方法は特に制限さ
れず、通常０．５〜２重量％のスラリーとしたのち、こ
れを長網式、丸絹式などの抄紙機を使用して行なわれる
。

本発明における熱硬化性樹脂組成物としては、硬化剤、
界面活性剤、溶剤、反応性溶剤など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などが使用され
、特に制限はない。

以下実施例により本発明を説明する。

実施例 １ 表２ ＊ シート重量はいずれも２０雌ノで ＊＊ 上記の集成マィカはマィカりん片を水に分散した
１重量％のマィカスラリ−を最網式抄紙機で抄造して得
た。

表３ ェボキシ樹脂組成物 表２記載の集成マィカ１の６０ｏｏに加熱した表３記載
のェポキシ樹脂組成物を１０咳／めで塗工し、かつガラ
スクロス日東紡績■製ＷＥ０５（３鷺／〆）を菱打村と
して貼り合わせ、８０午○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仇舷幅のテープに切断したのち、９．５脚×３
６．５肌×長さ１０００脇の導体（銅製）に半分重ね合
わせながら８回巻きつけたのち１００℃に加熱して押し
つけ集成マィカプリプレグ材料中の上記ェポキシ樹脂組
成物を流しながら１７０ｑｏに昇温して硬化させ（３時
間）厚さ３側の絶縁層を持ったコイルを製作した。コイ
ルは４本製作し、常態で２本、熱劣化試験（１３０ｑｏ
で１ぴ時間）後２本試験した。試験は松Ｖ／秒の昇温速
度で絶縁破壊電圧を測定し、次いで４点法曲げ試験（外
スパン５５０肋、内スパン２５仇舷、試験速度５肋／分
）を行なった。絶縁層を６００００で２時間加熱してェ
ポキシ樹脂組成物量を求めた。結果を平均値で表４に示
した。実施例 ２ 表２記載の集成マィカ２に６０ｏｏに加熱した表３記載
のェポキシ樹脂組成物を１０雌塗工し、かつ、ガラスク
ロス（３酸／め）を菱打材として貼り合わせ８０００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。

これを使用して実施例１記載の方法でコイルを４本製作
し、実施例１と同じ条件で測定して結果を平均値で表４
に示した。実施例 ３ 表２記載の集成マィカ３に６０℃に加熱した表３記載の
ェポキシ樹脂組成物を１０雌塗工し、かつガラスクロス
（３斑／枕）を裏打材として貼り合わせ８ぴ０で１時間
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記載の方法でコイルを４本製作
し、実施例１と同じ条件で測定して結果を平均値で表４
に示した。比較例 １表２記載の集成マィカ４に６０ｑ
ｏに加熱した表３記載のェポキシ樹脂組成物を１０雌塗
工し、かつガラスクロス（３薄／れ）髪打材として鮎り
合わせ、８ぴ０で１時間加熱、半硬化させてマィカプリ
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を４本製作
し実施例１と同じ条件で測定して結果を平均値で表４に
示した。比較例 ２ 表２記載のシート５に６ぴ０に加熱した表３記載のヱポ
キシ樹脂組成物を１０雌塗工し、かつガラスクロス（Ｗ
Ｅ０５）（３髭／府）を裏打材として貼り合わせ８００
０で１時間加熱、半硬化させて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を４
本製作し、実施例１と同じ条件で測定して結果を平均値
で表４に示した。

表４ コィルの特性実施例 ４ 表２記載の集成マィカーに６０００に加熱した表３記載
のェポキシ樹脂組成物を２弦塗工し、かつガラスクロス
（ＷＥ０５）（３５ｇ／〆）を髪打材として貼り合わせ
８０ｏｏで１粉劫０熱、半硬化させて集成マィカ材料と
した。

これを３仇岬幅のテープに切断したのち、９．５肌×３
６．５柳×長さ１，０００肌の導体（銅製）に半分重ね
合わせながら８回巻きつけたのちテーピングした部分を
厚さ３欄まで加圧成形した。この白コイルを真空容器中
で１×１０−２肋Ｈｇの圧力で３０分間脱気し引き続き
８０ｑｏに加熱した表３記載のェポキシ樹脂組成物を注
入して、白コイルを浸潰させた。浸債さてた状態で真空
容器を常圧にし１時間後、白コイルを取り出し、１７０
℃で３時間硬化させ、厚さ３帆の絶縁層を持ったコイル
を製作した。コイルは４本製作し、実施例１と同じ条件
で測定して結果を平均値で表５に示した。実施例 ５ 表２記載の集成マィカ２を実施例４と同条件で集成マィ
カに加工した。

実施例４と同条件でコイルを４本製作し実施例１と同じ
条件で測定して結果を平均値で表５に示した。

比較例 ３ 表２記載の集成マィカ４を実施例４と同条件で集成マィ
カに加工した。

実施例４と同条件でコイルを４本製作し、実施例１と同
じ条件で測定して結果を平均値で表５に示した。

表５ コィルの特性 １側未満のマィカりん片を含まないものは電気特性が低
く、さらに長時間の熱劣化により電気特性の低下が著し
く、また１．７風以上のマィカりん片を含まないものは
機械的性質が低くて従来の焼成集成マィカを使用したも
のを大幅に上廻ることは出来ない。

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１．７ｍｍ以
   上でアスペクト比が１５０以上のマイカりん片を２〜２
   ５重量部、粒径１．０ｍｍ以上で１．７ｍｍ未満でかつ
   アスペクト比が１５０以上のマイカりん片を２０〜６０
   重量部、粒径０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満でかつア
   スペクト比が１００以上のマイカりん片を２０〜４０重
   量部及び粒径０．２５ｍｍ未満でかつアスペクト比が１
   ００以上のマイカりん片を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を裏打材に接着してな
   る集成マイカ材料。 ２ 無焼成マイカを粉砕して得られた粒径１．７ｍｍ以
   上でアスペクト比が１５０以上のマイカりん片を２〜２
   ５重量部、粒径１．０ｍｍ以上１．７ｍｍ未満でかつア
   スペクト比が１５０以上のマイカりん片を２０〜６０重
   量部、粒径０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満でかつアス
   ペクト比が１００以上のマイカりん片を２０〜４０重量
   部及び粒径０．２５ｍｍ未満でかつアスペクト比が１０
   ０以上のマイカりん片を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
   せた集成マイカプリプレグ材料。