JP5603029B2 - 電動機用絶縁シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、H種ほどの耐熱性を必要としないF種(155℃)用の絶縁材料として、従来から次に示す(A)〜(C)のものが提案されている。
(A)アラミド紙の耐熱性および耐酸化性の特長とPET系フィルムの電気絶縁性を活かし、それら両者を接着剤で貼合せた多層構造のもの。
(B)アラミド紙とPET系フィルムとを高い温度、圧力で熱接着積層一体化したもの(例えば特許文献1参照)。このものは、m−アラミド紙と二軸延伸PETフィルムを重ね合わせ、温度220〜250℃、線圧50kg/cm以上の条件で加圧・加熱し、熱接着により積層一体化したアラミド積層体である。
(C)アラミド繊維とアラミドパルプからなるアラミド紙層(A層)の表面にPETを溶着または融点以上で含浸させた層とPETフィルムを重ね合わせたあと、ロール温度220〜250℃で、圧力50kg/cm以上でPET間を溶着させ、さらに100℃/分以上の降温速度で急冷して得られる積層体(例えば特許文献2参照)。
これらの結果、価格の上昇を招くことなく、例えば耐熱性および放熱性などの熱的な特性と、耐久性との両立は困難となる。また、厚みの増加や可撓性の低下、ならびに熱的な特性を低下は、電動機における巻線の巻数の増大を妨げ、電動機のさらなる性能向上を妨げるという問題がある。
本実施例の電動機用絶縁シートは、アラミド−芳香族ポリマーフィルム積層体である。本実施例のアラミド−芳香族ポリマーフィルム積層体は、アラミド紙と芳香族ポリマーフィルムとを接着剤を介さずに直接熱接合している。
アラミド紙は、ポリ−m−フェニレンイソフタルアミド(m−アラミド)からなるフィブリッドおよび短繊維を主体として紙状に形成されている。このアラミド紙は、紙表面が低温プラズマ処理されていることにより、芳香族ポリマーフィルムとの間で直接的に熱接合可能な性質が付与されている。
アラミド紙は、PPSフィルムとの接合面に対し、図5に示す内部電極方式の低温プラズマ処理機1により、処理強度などの条件を変えて低温プラズマ処理を施したものである。この場合、低温プラズマ処理機1による処理強度は、30W・min/m2〜1500W・min/m2の範囲である。本実施例の場合、アラミド紙は接合面側の原子数の比X(O/C)が0.31である。
図6の場合、記号「◎」は接合強度が極めて高い「最適」を示し、記号「○」は接合強度が高い「適」を示し、記号「△」は接合強度が「○:適」より低い「可」を示し、記号「×」は接合強度が不十分な「不適」を示している。製品としては、「○:適」以上が好ましい。この図6では、上記のプラズマ処理を施したアラミド紙およびPPSフィルムを熱接合する際の温度と圧力との関係を検証している。図6からは、接合強度は、接合温度が高くなるほど、接合圧力が高くなるほど向上することが分かる。このように、接合温度および接合圧力を適切に選択することにより、電動機用絶縁シートは十分な接合強度を得ることができる。
実施例および比較例は、いずれもPPSフィルムの両面にアラミド紙を接合している。ここで、比較例は、実施例と異なり、アラミド紙とPPSフィルムとを接着剤を用いて接合した市販の積層体である。すなわち、比較例の場合、アラミド紙とPPSフィルムとの間には接着剤層が介在している。アラミド紙とPPSフィルムとを高い接着力で接合し、かつ耐熱性の高い接着剤は、未だ開発されていない。そのため、市販のアラミド紙とPPSフィルムとの積層体は、本実施例と比較して熱的な特性および耐久性が低く、厚さも大きくなる。
さらに、電動機用絶縁シートは、芳香族ポリマーフィルムとしてPPSフィルムを用いている。PPSは、耐熱性が高く、かつ機械的強度も高い。そのため、厚さを低減しても高い強度が維持される。したがって、耐久性を高めることができるとともに、電動機のさらなる小型化および性能の向上に寄与することができる。
Claims (5)
- 電動機のコアと巻線との間を絶縁する電動機用絶縁シートであって、
アラミドフィブリッドおよび短繊維を主体として紙状に形成されているアラミド紙と、
シート状に形成され、前記アラミド紙と直接的に加圧積層され、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、および芳香族ポリイミドから選択される少なくとも一種類の芳香族ポリマーフィルムと、備え、
前記アラミド紙または前記芳香族ポリマーフィルムは、互いに積層される前に、少なくともいずれか一方の表面にプラズマ処理が施されており、かつ前記アラミド紙と前記芳香族ポリマーフィルムとを加圧積層して得られる結果物の引っ張り強度の保持率が、180℃の雰囲気中に2000時間曝露した後に80%以上であることを特徴とする電動機用絶縁シート。 - 前記芳香族ポリマーフィルムの両面に前記アラミド紙が積層されていることを特徴とする請求項1記載の電動機用絶縁シート。
- 前記芳香族ポリマーフィルムは、ポリフェニレンサルファイドフィルムからなることを特徴とする請求項1または2記載の電動機用絶縁シート。
- アラミドフィブリッドおよび短繊維を主体として紙状に形成されているアラミド紙、ならびにシート状に形成されているポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、および芳香族ポリイミドから選択される少なくとも一種類の芳香族ポリマーフィルムとを準備する工程と、
前記アラミド紙または前記芳香族ポリマーフィルムの少なくともいずれか一方の表面にプラズマ処理を施す工程と、
接合された前記アラミド紙と前記芳香族ポリマーフィルムとが180℃の雰囲気中に2000時間曝露した後に、引っ張り強度の保持率80%を維持するように、プラズマ処理が施された面を接合面として、前記アラミド紙と前記芳香族ポリマーフィルムとを、接合温度が100℃〜180℃で加圧して接合する工程と、
を含むことを特徴とする電動機用絶縁シートの製造方法。 - 前記芳香族ポリマーフィルムは、ポリフェニレンサルファイドからなることを特徴とする請求項4記載の電動機用絶縁シートの製造方法。
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