JPS628884B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、絶縁処理された電気機器の製造法に
関し、ポリエステル銅線（以下、PEWと略す）、
ポリエステルイミド銅線（以下、EIWと略す）
又はポリウレタン銅線（以下、UEWと略す）を
使用した電気機器の信頼性及び性能を向上させ、
且つ絶縁処理を短時間で行なえる絶縁処理された
電気機器の製造法を提供することを目的とする。 最近電気機器は小型軽量化、使用条件の過酷
化、信頼性の向上などの傾向が一段と強まり、こ
れにともなつて絶縁用ワニスには耐熱性、接着強
度、耐薬品性、耐クラツク性などの向上、また、
生産性の点から絶縁ワニスの処理時間の短縮化が
より強く望まれるようになり、従来、広く使用さ
れていた溶剤型ワニスに代つて不飽和ポリエステ
ル樹脂が、また、一方では不飽和ポリエステル樹
脂よりも更に接着強度、耐クラツク性、耐薬品性
などに優れた、ポリエポキシドとα・β−不飽和
−塩基酸とを反応させてなるエポキシエステル樹
脂がステータ、アーマチユアなどの回転機器の絶
縁用に使用されてきた。 回転機器には高い信頼性が要求され、絶縁ワニ
スは使用されているエナメル線との適合性のよい
ものが必要であるが、従来の不飽和エポキシエス
テルは通常、樹脂酸価が10〜20程度であり、これ
をα・β−不飽和エチレン性単量体に溶解した絶
縁ワニスの中には、エナメル銅線として特に焼付
条件が適切でないPEW、EIW又はUEWを用いた
場合、絶縁ワニスの加熱硬化時にPEW、EIW又
はUEWの皮膜にはくりやふくれを生じ、電気絶
縁性が低下する場合があり、信頼性に劣る欠点が
あつた。 また、これらの絶縁ワニスに硬化促進剤として
ナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ナフ
テン酸マンガン、ナフテン酸鉛などの金属石けん
を添加すると経日で沈降物が発生するなどの欠点
もあつた。更に、これらの絶縁ワニスで回転機器
を絶縁処理する場合、一般に100〜150℃で２〜５
時間加熱硬化する必要があり、処理時間が比較的
長く、また、加熱硬化中に架橋性単量体が揮散し
省資源、公害的見地からも、よりよい絶縁処理法
が要望されていた。 本発明は、機器に使用されているエナメル線と
の適合性にすぐれ、電気機器の信頼性及び性能の
向上を計り、且つ、絶縁処理時間の短縮化を可能
とする絶縁ワニスで処理された電気機器の製造法
を提供するものであり本発明は、(1)ポリエポキシ
ドとα・β−不飽和−塩基酸とを反応させて得ら
れる樹脂酸価が５以下の不飽和エポキシエステ
ル、(2)α・β−不飽和エチレン性単量体ならびに
(3)光増感剤及び過酸化物を含有する光及び熱硬化
性樹脂組成物を用いて絶縁処理することを特徴と
する絶縁処理された電気機器の製造法及び(1)ポリ
エポキシドとα・β−不飽和−塩基酸とを反応さ
せて得られる樹脂酸価が５を超える不飽和エポキ
シエステルにモノエポキシドを反応させて得られ
る樹脂酸価が５以下の反応生成物、(2)α・β−不
飽和エチレン性単量体ならびに(3)光増感剤及び過
酸化物を含有する光及び熱硬化性樹脂組成物を用
いて絶縁処理することを特徴とする絶縁処理され
た電気機器の製造法に関する。 以下に本発明に用いられる光及び熱硬化性樹脂
組成物を説明する。 樹脂酸化が５以下及び５を超える不飽和エポキ
シエステルは、ポリエポキシドとほぼ当量のα・
β−不飽和−塩基酸を反応させて得られるもので
あり、特に、製造条件の制限はなく、例えば触媒
を用いて100〜130℃で５〜10時間反応させて合成
される。樹脂酸価が５以下の不飽和エポキシエス
テルは同じ反応温度とした場合には、樹脂酸価が
５を超える不飽和エポキシエステルに比べて長時
間反応させて合成される。上記の反応生成物の樹
脂酸価も反応時間によつて調整される。 樹脂酸価は、反応中に樹脂の一部をとり出し
て、公知の手段によつて測定される。 本発明において、不飽和エポキシエステルの樹
脂酸価が５を超えるものを用いた場合は、エナメ
ル線との適合性が悪くなるため、不飽和エポキシ
エステルの樹脂の樹脂酸価は５以下とされる。不
飽和エポキシエステルにモノエポキシドを反応さ
せて得られる反応生成物の樹脂酸価も、同様な理
由から５以下とされる。 ポリエポキシドとは分子あたり１個以上のエポ
キシ基を有する化合物で多価アルコールまたは多
価フエノールのグリシジルポリエーテル、エポキ
シ化脂肪酸またはエポキシ化乾性油脂肪酸、エポ
キシ化ジオレフイン、エポキシ化不飽和酸のエス
テル、エポキシ化飽和酸のエステル、エポキシ化
飽和ポリエステルなどが用いられる。 α・β−不飽和−塩基酸としてはメタクリル
酸、アクリル酸、クロトン酸などが用いられ、こ
れらを併用してもさしつかえない。 触媒としては塩化亜鉛、塩化リチウム等のハロ
ゲン化物、ジメチルサルフアイド、メチルフエニ
ルサルフアイド等のサルフアイド類、ジメチルス
ルフオキサイド、メチルスルフオキサイド、メチ
ルエチルスルフオキサイド等のスルフオキサイド
類、Ｎ・Ｎ−ジメチルアニリン、ピリジン、トリ
エチルアミン、ヘキサメチレンジアミン等の第３
級アミン、その塩酸塩またはしゆう酸、テトラメ
チルアンモニウムクロライド、トリメチルドデシ
ルベンジルアンモニウムクロライド等の第４級ア
ンモニウム塩、パラ−トルエンスルホン酸等のス
ルホン酸類、エチルメルカプタン、プロピルメル
カプタン等のメルカプタン類などが用いられる。 また、樹脂酸価が５を超える不飽和エポキシエ
ステルと反応させるモノエポキシドには特に制限
はなく、例えばフエニルグリシジルエーテル、ブ
チルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル
類、パラータ−シヤリブチル安息香酸のグリシジ
ルエステル、脂肪酸のモノグリシジルエステル等
のグリシジルエステル類などが使用できる。ま
た、反応条件としては特に制限はないが、反応生
成物の樹脂酸価が５以下となるような添加量とさ
れ、モノエポキシドの分子量によつて添加量は異
なつてくる。 例えば、酸価が15前後の不飽和エポキシエステ
ル100重量部にグリシジルエーテルまたは脂肪酸
のモノグリシジルエステルであるカージユラＥ
（シエル化学社製、エポキシ当量240〜250）を反
応させる場合は、フエニルグリシジルエーテルの
場合は2.5〜６重量部、カージユラＥの場合は４
〜10重量部加えて、樹脂酸価が５以下となるよう
に、110〜120℃で２〜３時間反応させる。 α・β−不飽和エチレン性単量体としては、ス
チレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼ
ン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、α
−メチルスチレン、２−ヒドロキシエチルアクリ
レート又は２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、１・６−ヘキサンジオールジアクリレート又
は１・６−ヘキサンジオールジメタクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート又はト
リメチロールプロパントリメタクリレート、トリ
ス−（ヒドロキシエチル−イソシアヌル酸）のト
リアクリレート又はトリメタクリレート、ポリエ
チレングリコールジアクリレート又はポリエチレ
ングリコールジメタクリレート等のアクリル酸エ
ステル類またはメタクリル酸エステル類などが単
独で又は２種以上組み合わせて使用され、好まし
くは、不飽和エポキシエステル又は不飽和エポキ
シエステルとモノエポキシドとの反応生成物30〜
70重量部に対して、α・β−不飽和エチレン性単
量体は70〜30重量部の範囲である。 光増感剤としては、ベンゾイン、ベンゾインメ
チルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベン
ゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインアル
キルエーテル類、アセトフエノン、２・２−ジメ
トキシ−２−フエニルアセトフエノン、２・２−
ジエトキシ−２−フエニルアセトフエノン等のア
セトフエノン類、ベンゾイン−ミヒラーケトン、
ベンゾインチオエーテル類、ベンゾフエノン、ア
ントラキノン類、塩化デシルなどが使用できる。
光増感剤の添加量は、不飽和エポキシエステル又
は不飽和エポキシエステルとモノエポキシドとの
反応生成物とα・β−不飽和エチレン性単量体と
の総量に対して0.1〜３重量％の範囲が好まし
い。 過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイ
ド、アセチルパーオキサイド等のアシルパーオキ
サイド、ターシヤリブチルパーオキサイド、キユ
メンヒドロパーオキサイド等のヒドロパーオキサ
イド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シク
ロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキ
サイド、ジターシヤリブチルパーオキサイド、ジ
クミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサ
イド、ターシヤリブチルパーオキシアセテート等
のオキシパーオキサイドなどが用いられる。その
添加量は、不飽和エポキシエステル又は不飽和エ
ポキシエステルとモノエポキシドとの反応生成物
とα・β−不飽和エチレン性単量体との総量に対
して0.5〜３重量％が好ましい。必要に応じて、
促進剤としてナフテン酸マンガン、ナフテン酸
鉛、ナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト等
の金属石けんなどが用いられ、必要に応じてアミ
ンなどを使用してもよい。重合禁止剤としてハイ
ドロキノン、ターシヤリブチルカテコール、ｐ−
ベンゾキノン、２・５−ジターシヤリブチルハイ
ドロキノンなどが用いられる。 光及び熱硬化性樹脂組成物で、電気機器を絶縁
処理する方法は特に限定するものでなく、一般に
行なわれているように、電気機器を絶縁ワニスに
浸漬したあと引上げ、機器表面を光照射して硬化
させたあと加熱して未硬化の内部を硬化させる方
法、または、回転している電気機器に絶縁ワニス
を滴下して含浸させ、機器表面を光照射して硬化
させたあと、加熱して未硬化の内部を硬化させる
方法などがある。この時、絶縁ワニスを含浸処理
する前の機器は、通常、予備加熱されているが予
備加熱の有無、条件については特に限定するもの
ではない。 また、光照射して硬化させたあとの加熱方法
も、特に限定するものではなく、熱風、通電、高
周波、遠赤外線などが使用できる。 本発明が適用される電気機器としては、ステー
タ、アマチユアなどがある。 また、本発明の一例を説明すると、100Vで使
用される、出力125Wのモートルのステータ（コ
イル巻線されたもの、コア寸法140×110×35mm）
を110〜130℃で30〜60分間予備乾燥し、10〜30分
間空気中に放置したあと、25℃で約0.5〜2.0ポア
ズ程度の粘度とした本発明で用いられる光及び加
熱硬化性樹脂組成物の中に２〜５分間浸漬する。
ついで、ステータを上げ10〜30分間空気中に放置
したあと、ステータに紫外線（高圧水銀灯）を15
〜40cmの距離から１〜４時間程度照射し、表面を
硬化させたあと110〜130℃で15〜30分間加熱硬化
することによつて絶縁処理されたステータが製造
できる。 以下に本発明の実施例を説明する。部とあるの
は重量部である。 比較例 １ ４・4′−イソプロピリデンジフエノールのジグ
リシジルエーテル（シエル化学製、Ep−828、エ
ポキシ当量188）376部、メタクリル酸172部、ベ
ンジルジメチルアミン２部、ハイドロキノン0.05
部を仕込み、115℃で反応させ、樹脂酸価が16の
不飽和エポキシエステル〔Ａ〕を合成した。
〔Ａ〕45部、スチレン55部、オクテン酸コバルト
６％0.3部、ターシヤリブチルパーベンゾエート
１部とし樹脂組成物〔Ａ−１〕を作成した。 また、樹脂組成物〔Ａ−１〕100部にベンゾイ
ンイソプロピルエーテル２部を溶解し、光硬化が
可能な樹脂組成物〔Ａ−２〕を作成した。〔Ａ−
１〕、〔Ａ−２〕について、表１に示す試験片作成
条件及び実機の硬化条件で処理し、表１に示す特
性項目について評価した。 比較例 ２ 比較例１と同じ配合、同一温度条件で反応時間
を変え、樹脂酸価が7.6の不飽和エポキシエステ
ル〔Ｂ〕を合成した。〔Ｂ〕45部、スチレン55
部、オクテン酸コバルト６％、0.3部、ターシヤ
リブチルパーベンゾエート１部とした樹脂組成物
〔Ｂ−１〕を作成した。また、〔Ｂ−１〕100部に
ベンゾインイソプロピルエーテル２部を溶解し、
光硬化が可能な樹脂組成物〔Ｂ−２〕を作成し
た。〔Ｂ−１〕、〔Ｂ−２〕について、表１に示す
試験片作成条件及び実機の硬化条件で処理し、表
１に示す特性項目について評価した。 比較例 ３ 比較例１と同じ配合、同一温度条件で反応時間
を変え樹脂酸価が4.9の不飽和エポキシエステル
〔Ｃ〕および樹脂酸価が3.1の不飽和エポキシエス
テル〔Ｄ〕を合成した。〔Ｃ〕、〔Ｄ〕を各々45
部、スチレン55部、オクテン酸コバルト６％、
0.3部、ターシヤリブチルパーベンゾエート１部
とした樹脂組成物〔Ｃ−１〕、〔Ｄ−１〕を作成し
た。〔Ｃ−１〕、〔Ｄ−１〕について、表１に示す
試験片作成条件及び実機の硬化条件で処理し、表
１に示す特性項目について評価した。 実施例 １ 比較例３の〔Ｃ−１〕、〔Ｄ−１〕各々100部に
ベンゾインイソプロピルエーテル２部を添加し、
樹脂組成物〔Ｃ−２〕、〔Ｄ−２〕を作成した。
〔Ｃ−２〕、〔Ｄ−２〕について、表１に示す試験
片作成条件及び実機の硬化条件で処理し、表１に
示す特性項目について評価した。 比較例 ４ 実施例１の〔Ｄ−２〕について、表１に示す試
験片作成条件及び実機の硬化条件で処理し、表１
に示す特性項目について評価した。 比較例 ５ 比較例１と同じ配合及び同一温度条件で合成
し、樹脂酸価が17.0となつた時、カージユラE35
部を添加し、115℃で反応を続け、樹脂酸価が9.0
の生成物〔Ｅ〕、樹脂酸価が6.2の生成物〔Ｆ〕、
樹脂酸価が4.6の生成物〔Ｇ〕を合成した。〔Ｅ〕
〜〔Ｇ〕を各々45部、スチレン55部、オクテン酸
コバルト６％、0.3部、ターシヤリブチルパーベ
ンゾエート１部とした樹脂組成物〔Ｅ−１〕〜
〔Ｇ−１〕を作成した。また〔Ｅ−１〕、〔Ｆ−
１〕各々100部に、ベンゾインイソプロピルエー
テル２部を添加し、樹脂組成物〔Ｅ−２〕、〔Ｆ−
２〕とした。〔Ｅ−１〕、〔Ｆ−１〕、〔Ｇ−１〕、
〔Ｅ−２〕、〔Ｆ−２〕について、表１に示す試験
片作成条件及び実機の硬化条件で処理し、表１に
示す特性項目について評価した。 実施例 ２ 比較例４の〔Ｇ−１〕100部にベンゾインイソ
プロピルエーテル２部とした樹脂組成物〔Ｇ−
２〕を作成した。〔Ｇ−２〕について、表１に示
す試験片作成条件及び実機の硬化条件で処理し、
表１に示す特性項目について評価した。 なお、実機特性は直径0.6mmの1PEWを用いた
単相、125Wステータ（コア寸法140×110×35
mm）を用い、これを120℃で30分予備加熱し、室
温に15分放置したあと上記の実施例及び比較例で
得られた樹脂組成物に１分浸漬後引上げ、室温に
５分放置したあと表１の実機の硬化条件の欄に示
す条件で硬化し、硬化時間、硬化後のエナメル線
との適合性および耐クラツク性について評価し
た。 ＜光照射条件＞ ランプ：オーク製作所製、ORC・AHH−1000
1KW・高圧水銀灯、２灯 照射距離：20cm

【表】

【表】

【表】 試験法 (1) スチレンとの相溶性 18φ試験管に高さ180mmまで樹脂組成物を入
れ、密封し、０℃に５日間放置ししたあと、樹
脂組成物の外観を観察した。 〇：外観変化なし、相溶性良好、△：外観、
不透明、相性やや劣る、×：相分離あり、相性
劣る。 (2) 経日でのワニス安定性 ブリキ製300cc丸缶に樹脂組成物を300ｇ入
れ、40℃に10日間放置したあと、樹脂組成物の
外観を観察した。 〇：外観変化なし、△：若干沈降物の発生あ
り。 (3) 表面硬化性 18×５×0.25tmmのブリキ板に樹脂組成物を
塗布したあと、紫外線照射又は120℃で加熱
し、表面が硬化するまでの時間を測定した。 (4) モノマ逸散量 60φ×12mmの金属製シヤーレに樹脂組成物を
10ｇ入れ、120℃で２時間加熱した場合と、紫
外線を３分照射後、120℃で20分加熱した場合
のモノマ逸散量を硬化前後の質量差から求め
た。 (5) JIS Ｃ 2105に準じて第１図に示す2.0φ
（直径2.0mm）1PEW−１で作成したストラツカ
ー試験片に樹脂組成物を含浸し120℃で２時間
加熱した場合と、紫外線を３分照射後、120℃
で20分加熱した場合のせん断接着力を23℃で測
定した。 第１図において２はつき合わせ部、３はエナ
メル線（線径0.29mm）、数字の単位はmmであ
る。） (6) モデルコイルでのエナメル線との適合性竪型
焼炉（炉長4.5ｍ、ダイス７回通し、温、下
部300℃、中央350℃、上部400℃）を用い焼付
速度を変えて試焼した0.8φ（直径0.8mm）の
PEW−１（線速９ｍ／min）、PEW−２（線速
11ｍ／min）を用いて、第２図に示すようにパ
ラ巻きで30回ターンさせたモデルコイルに樹脂
組成物を処理し、120℃で２時間加熱した場合
と、紫外線を３分照射後120℃で20分加熱した
場合のPEW皮膜の外観観察と、線間の絶縁破
壊電圧（BDVと略す）を測定した。 〇：外観異常なし、BDV10〜12KV、〇〜
△：１部に微少なふくれあり、BDV10〜
12KV、△：ふくれあり、BDV7〜10KV、×：
ふくれの度合いが大きい、BDV2〜5KV 第２図において４は0.8φ1PEW、５は綿糸
であり数字の単位はmmである。 (7) 硬化時間 125Wステータに樹脂組成物を含浸し、120℃
で加熱した場合と紫外線を３分照射後120℃で
加熱した場合の樹脂組成物の硬化性を、ステー
タの線間の絶縁抵抗から判定した。絶縁抵抗が
飽和した時間を硬化時間とした。 (8) 硬化後のエナメル線との適合性 125Wステータに樹脂組成物を含浸し、120℃
で２時間加熱した場合と紫外線を３分照射後
120℃で20分加熱した場合のPEW皮膜観察と、
線間のBDVを測定した。 （外観） 〇：はくり、ふくれなし、△：若干微小なふ
くれあり、×：ふくれあり （BDV） 〇：10〜12KV、△：７〜10KV、×：２〜
5KV (9) 耐クラツク性 (8)と同様に硬化させた125Wステータを用い
て、25℃／１時間←→低温／１時間のヒートサイ
クルを５回行ない、ワニス硬化物にクラツクが
発生しなければ低温側を10℃ずつ低下して、同
様にヒートサイクルを行ないクラツクが発生す
る温度を確認した。 表１の結果から、本発明になる光及び熱硬化性
樹脂組成物を用いて、光照射し、加熱硬化するこ
とによつて絶縁処理の硬化時間は、加熱硬化の場
合の約1/3となり、また、エナメル線との適合性
が向上するため、信頼性にすぐれた電気機器の製
造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で行なつたせん断接着力測定に
用いた試験片、第２図は実施例で行なつたエナメ
ル線との適合性試験に用いたモデルコイルであ
る。 符号の説明、１……2.0φ1PEW、２……つき
合わせ部、３……エナメル線、４……0.8φ
1PEW、５……綿糸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (1)ポリエポキシドとα・β−不飽和−塩基酸
   とを反応させて得られる樹脂酸価が５以下の不飽
   和エポキシエステル、(2)α・β−不飽和エチレン
   性単量体ならびに(3)光増感剤及び過酸化物を含有
   する光及び熱硬化性樹脂組成物を用いて絶縁処理
   することを特徴とする絶縁処理された電気機器の
   製造法。 ２ (1)ポリエポキシドとα・β−不飽和−塩基酸
   とを反応させて得られる樹脂酸価が５を超える不
   飽和エポキシエステルにモノエポキシドを反応さ
   せて得られる樹脂酸価が５以下の反応生成物、(2)
   α・β−不飽和エチレン性単量体ならびに(3)光増
   感剤及び過酸化物を含有する光及び熱硬化性樹脂
   組成物を用いて絶縁処理することを特徴とする絶
   縁処理された電気機器の製造法。