JPS58152310A - 電気絶縁導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成フッ素マイカを用いた′電気絶縁導体の製
造方法に関する。

近年、回転電機機器等における電気絶縁導体においては
、その大容量化、小型軽量化及び使用条件の苛酷化に伴
い耐熱性、電気特性及び機械特性等の緒特性の優れた電
気絶縁導体の開発が強く望まれている。

ところで、シリコーン樹脂は、耐熱性絶縁祠科として従
来も電気絶縁導体の製造に用いられてきたが、高温にお
ける機械強度に欠ける憾みがあった。それに対し、シリ
コーン樹脂を合成フッ素マイカとの組成物が数百度以上
の高温で処理されると、強固なセラミック成型体に転化
する方法が提案（％開昭５５−６６９５２　）され、さ
らにこれを電気巻線の絶縁に応用（％開昭５６−７９４
０７　）する方法も提案されている。しかし、それらの
電気巻線は、耐電圧特性等で期待にそわないという難点
があった。本発明者らは、それが、前記組成物が有機溶
剤で希釈されたワニスとして絶縁基材に含浸、硬化され
たので、該溶剤の揮散に際してボイドを巻線の絶縁層内
に多数残留させ易いことに基づくものと考えて、種々検
討を進めた。

本発明はその結果になるもので、耐熱性、機械的および
電気特性等、とくに絶縁破壊電圧に優れた電気絶縁導体
を提供することを目的とする。その特徴は、導体上に、
無溶剤シリコーンワニスおよび合成フッ素マイカを含む
絶縁基材層を形成し、これを加熱処理して硬化せしめる
ことにある。

本発明において、合成フッ素マイカは無溶剤シリコーン
ワニスの含浸に先だって絶縁基材層に含有せしめておい
てもよいし、また、該ワニスに添加しておき、ワニス含
浸によって絶縁基材層中に含有せしめるようにしてもよ
い。

本発明においては、前述のように、無浴剤シリコーンワ
ニスを用いることにより、ボイドの発生が極めて少々＜
、耐電圧特性のすぐれた電気絶縁導体を提供することが
できる。

本発明において用いられる無溶剤シリコーンワニスとし
ては特に付加重合型シリコーン樹脂が好ましく、例えば
、従来公知の、 （１）　　ビニル基同志の重合反応を利用したもの、（
２）　　ビニル基と水素原子との重付加反応を利用した
もの、 がある。この（１）及び（２）の場合によるビニル基含
有オルガノポリシロキサンは既知の方法で製造される。

例えば、ジメチルジクロルシラン、ジエチルジクロルシ
ラン、メチルエチルジクロルシラン、メチルグロビルジ
クロルシラン、メチルブチルジクロルシラン、ジグロビ
ルジク口ル７ラン、メチルフェニルジクロルシラン、エ
チルフェニルジクロルシラン、ジエチルフェニルクロル
シラン、ジフェニルジクロルシラン、メチルトリクロル
シラン、エチルトリクロルシラン、プロピルトリクロル
シラン、ブチルトリクロルシラン、フェニルトリクロル
７ラン等のようなオルガノクロルシラン及びビニルトリ
クロルシラン、メチルビニルジクロルシラン、フェニル
ビニルジクロルシラン、エチルビニルジクロルシラン等
のようなビニル基金Ｍオルガノクロルシランの少なくと
も２種以上の混合物を、共加水分解、脱酸、脱水縮合金
紗て、容易に得ることができる。

又、上記（２）において必要とされる水素原子含有オル
ガノポリシロキサンとしては、メチル水素ジクロルシラ
ン、エチル水素ジクロルシラン、フェニル水素ジクロル
シラン、プロピル水素ジクロルシラン、ブチル水素ジク
ロル７ラン等の様なＳｉＨ基を含有するオルガノクロル
シランを上記と同じ製造法により、加水分解、脱酸、脱
水縮合反応を経て得られるものが用いられる。こうして
得たビニル基含有オルガノポリシロキサン、水素原子含
有オルガノポリシロキサンに通常の過酸化物又は白金触
媒等を添加して、付加重合型シリコーン樹脂硬化物を得
ることはできるが、この場合、硬くてもろい傾向があり
、必要に応じて、例えば、上記オルガノクロルシランを
加水分解するときに、他種のオルガノクロルシラン例え
ば、七ノフェニルトリクロルシラン、ジフェニルジクロ
ルシラン、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロル
シラン等を加えて、共加水分解、脱酸、脱水縮合を経て
無溶剤シリコーンワニスとすることもできる。

又、これらの無浴剤ノリコーンワニスに従来既知のジク
ミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジタ
ーシャリ−ブチルパーオキサイド等の過酸化物又はロジ
ウム系、白金系触媒等を必要に応じて添加しても差しつ
かえない。これら触媒の添加量は無溶剤シリコーンワニ
ス全量に対し、過酸化物の場合はＯ〜５．０重量％、ロ
ジウム系及び白金系の場合は金属分として０〜ｌＱＱｐ
ｐｍの範囲内であることが望ましい。

本発明で用いられる合成フッ素マイカとしては、例えば
バリウム・ニケイ素マイカ、フッ素金マイカ、カリウム
・四ケイ素マイカ、ナトリウム・四ケイ素マイカ、カリ
ウム・ホウ素マイカ、リチウム・テニオライト、バリウ
ム・リチウムマイカ、カリウム・リチウムマイカ、カリ
ウム・ニッケルマイカ、カリウム・鉄マイカなど多種類
が挙げられ、それらは２橿以上併用することも許される
。

また、それらに天然マイカを混用してもよい。なお、マ
イカ類の表面をシリコーン樹脂に滴れ易くするために、
例えばリン酸塩等で処理しておくことは有効である。

不発明においては、前記合成フッ素マイカとともに、ケ
イ酸塩、ホウ酸塩やリン酸塩などの公知のフリットおよ
び／）たはフッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化
亜鉛、フッ化アンチモン、フッ化カドミウム、フッ化水
累カリウム、フッ化チタンカリウムなどの鉱化剤を併用
することもできる。フリット、鉱化剤は何れも１　ｆｍ
もしくは２棟以上組合せて用いられる。これらを併用し
た場合、シリコーンワニスがシロキサンに移行する過程
でフリット、鉱化剤の作用でシロキサンと合成フッ素マ
イカとの焼結をより容易に促進でき、強度も大きくなる
。また、フリットは低温度でシロキサンを溶かし、ガラ
ス融液をつくり、次いで合成フッ素マイカもセラミック
化作用により、その粒子り周辺がガラス融液に溶は込み
一体化する。

芒らに、そのガラス融液は、シリコーンワニスがシロキ
サンに移行するときに揮散した有機成分のだめに生じた
極く微少なボイドを埋め、電気巻線の耐電圧特性も尚く
なる。そして、ガラス融液が冷却固化する迄の間に、再
び合成フッ素マイカがガラス中に析出するというデビド
ロセラミックの内容をもつ固溶体化反応が起きるもので
ある。ここで生成するデヒドロセラミックスは、単なる
ガラスではなく、弾性のあるマイカの結晶が多核的にガ
ラス中に析出したデビトロセラミックが、構成フッ素マ
イカの結合マトリックスを形成したものでおり、急熱急
冷に耐え機械的強就の大きいセラミックスである。更に
、フリットは導体である金属との接着性を著しく向上畑
せる。

一方、鉱化剤は加熱により浴融してシリカ質であるシロ
キサンを溶融したり、鉱化剤０牙が気化してシロキサン
や合成フッ素マイカの融点を下げ、シロキサンや合成フ
ッ素マイカの接触界面でのガラス融液を低温で生成し易
くするのにＮ要な動きをする。

本発明において、合成フッ素マイカはそのままで耐熱性
絶縁基材として機能するうえ、１偽温（約２５０１ｍ’
以上）においてシリコーンがシロキサン化した際、該シ
ロキサンと反応し融合化することができる。またその際
に、フリットおよび鉱化剤類は７０キサンを融液化して
、シロキサン−合成フッ素マイカの反応を促進する作用
をする。合成フッ素マイカは、無溶剤シリコーンワニス
に対する重量比８０％以下の範囲で使用されることが、
機械的並びに電気的特性を良好に保つうえから好ましい
。フリットおよび鉱化剤の使用量は、１〜２０％であれ
ば巻線の電気的特性、特に悪い影響を及ぼさない。

本発明で用いられる絶縁基材としては、例えばガラスク
ロスのような繊維質基材にマイカシートを結合剤を用い
てはり合せ接着させた材料が好ましい。該マイカシート
は焼成もしくは未焼成天然マイカ、合成フッ素マイカ、
もしくはそれらの混合体で構成されることができ、さら
に前述のようにフリットや鉱化剤をも含有してよい。前
記結合剤としては、付加重合型又は重縮合型のシリコー
ンを用いることが好ましい。該結合剤の使用量は（９） 特に限定逼れることはないが、実用的には結合剤を含む
絶縁基材全重量を基準にして１〜４０車量％、なるべく
は５〜３０重債％の範囲にあることが、基材の作業性、
ワニスの含浸性、ひいては電気巻線の特性上有利である
。

本発明においては、無溶剤シリコーンワニスは公知の方
法によって、真空含浸される。該ワニスの硬化は最終的
には２０００以上、なるべく約２５０Ｃ以上の温度に加
熱することによって行なわれることが好ましい。

次に実施例によって説明する。文中の部は重量部を意味
する。

実施例１ （１）絶縁基材の作成 シラノール基含有縮合重金型シリコーン樹脂（５０％溶
液、信越化学（株）製ＫＲ２７２、シラノール基含量１
％）９５部（不揮発分で）と、付７１１１１　Ｍ　金型
シリコーン樹脂（モノフェニルシロキサンＭｉ［４０モ
ル％、ビニルメチルシロキサン単位１５モル％及びジメ
チルシロキサン単位４５モ（１０） ル％からなる共重合体、ジクミルパーオキサイドを１．
５重量％含む）５部を混合し、トルエンを溶剤に用い全
体としての不揮発分濃度５０％の浴液を調製した。

次に、リン酸フリット（日本ホウロウ（株）製４０２０
．３２５メツシユ）５部、フッ化アンチモン５部、モノ
リン酸アルミニウムの５％水溶液で処理されたフッ素金
マイカ３０部とバリウム・ニケイ素フッ素マイカ３０部
、および天然スクラップマイカ４０部の組成をもって抄
造ちれた集成マイカ７−トとガラスクロス（０，０１８
ｍｍ厚）とを、前記結合剤を用いて貼り合せ、溶剤を揮
散させて、結合剤（不揮発分）含量５．２０及び８５重
量％（絶縁基材全重量を基準とする）の３橿（試料番号
１〜３）のテープ状絶縁基材を作成した。その寸法は幅
２５ｍｍ、厚さ０．２０〜０．２４ｍ＋である。

（２）電気巻線の製作 前記した絶縁基材を素線導体上に半重ね３回巻回した後
、付加型シリコーンワニス（信越化学（株）製ＫＲ２０
１９、硬化剤ＤＨ，２０１９を１０重（１１） 量％含む）を真空加圧含浸させ、２００Ｃで４時間硬化
させて電気巻線を得た。

この電気巻線について、耐熱性、′電気特性を端的に評
価するため、初期並びに、３００°、４００゜もしくは
５００Ｃに１０日間保持したのちの絶縁破壊電圧（ＢＤ
Ｖ）を測定した。その結果は第１表に示す。

第　　１　　表 実施例２ （１）絶縁基材の作製 実施例１で用いた結合剤浴ｇ、６０部に、リン酸７１Ｊ
ノット５部、フッ化アンチモン１０部、バリウム・ニケ
イ素マイカ５０部、フッ素金マイカ４０部を添加し、良
く混合しながら、ガラスクロ（１２） ス（厚さ０．１８ｍｍ）に塗布し溶剤揮散を行なった。

この絶縁基材（仕上り厚さ０．２０〜０．２４■）を切
断して幅２５聾のテープを得た。

Ｃ２，）電気巻線の作製 上記（１）の絶縁基材を素線導体上に半重ね３回巻回し
た後、付加型シリコーンワニス（信越化学（株）製ＫＲ
２０３８：混化剤Ｄ　２０３８を２重量％含む）を真空
加圧含浸し、１５０Ｃで３０分、２００Ｃで４時間加熱
硬化して電気巻線を得た。

こうして得た電気巻線の初期のＢＤＶ及び高温に保持し
たのち室温に戻したときのＢＤＶを測定した。その結果
を第２表に示す。

第２表 （１３） 比較例１ 実施例２におけるシリコーンワニスＫ　Ｒ２０３８の代
りに、溶剤型シリコーンワニス（信越化学（株）製ＫＲ
２７２、シラノール基台ｔ１％、５０％キシレン溶液）
を用い、硬化条件を１５０Ｃ／３０分、１８０Ｃ／１時
間、２００　Ｃ／４時間とした点を除いて、実施例２と
同様に行って電気巻線を製作した。該巻線のＢＤＶ測定
値は第１表に併記した如くであった。

実施例３ （１）絶縁基材の作成 先ず、シラノール基含有縮合重合型シリコーン樹脂（５
０％溶液、信越化学（株）製ＫＲ２７２；シラノール基
含量１％）９５部（不揮発分）と付加重合型シリコーン
樹脂（４０モル％のモノフェニルシロキサン単位、１５
モル％のビニルメチルシロキサン単位及び４５モル％の
ジメチルシロキサン単位からなる共重合体全量に対し、
ジクミルパーオキサイドを１．５重量％配合したもの）
５部を混合し、全体として不揮発分５０％になるよ（１
４） うにトルエンで濃度を調節して結合剤溶液を用意した。

次に、燐酸天然軟質マイカからなるシート（０，１０酵
厚）シートとガラスクロス（０，１８ｍｍ厚）とを前記
結合剤溶液を用いて貼合せ、かつ溶剤揮散を行なった。

得られた結合剤（不揮発分）含量５．２０及び３５重量
％（絶縁基材全重量を基準とする）の３穐（試料番号１
，２．３）のガラス兼行ちマイカシート（仕上り厚さ０
．２０〜０２４圏）を作成し、それらを裁断して幅２５
闘のテープ状絶縁基材を得た。

（２）電気巻線の作成 前記（１）の絶縁基材を導体上に半重ね３回巻回したの
ち、フッ素金マイカ２０部、バリウム・ニケイ素マイカ
２０部、リン酸フリット（日本ホウロウ（株）製４０２
０．３２５メツシユ）５部、フッ化アンチモン（２００
メツシユ通過）５部が懸濁された付加重合型シリコーン
フエス（信越化学（株）製ＫＲ２０１９，１０重量％の
硬化剤ＤＲ１２０１９を含む）１００部を用いて、該基
材に真空（１５） 加圧含浸させた。その後２００Ｃに４時間加熱すること
によって、ワニスを硬化させた。

こうして得た電気巻線のＢＤＶを、実施例１と同様に測
定した。その結果を第３表に示す。

第３表 実施例４ ガラスクロステープを導体上に半重ね３回巻回したのち
、フッ素金マイカ２０部、バリウム・ニケイ素マイカ２
０部、リン酸フリット（日本ホウロウ社製４０２０．３
２５メツシユ）５部、フッ化アンチモン（２００メツシ
ユ）５部を懸濁させた付加重合型シリコーン（信越化学
（株）ＫＲ２０３８，２重量％の硬化剤１）２０３８を
含む）１００部からなるワニスを、該テープ層に真空加
圧含浸（１６） させた。その後１５０Ｃに３０分、２００Ｃに４時間加
熱することによってワニスを硬化させ、電気巻線を作成
した該巻線のＢＤＶ測定値は下記のようでめった。

初期特性　　　　　　　２３ ３０（１”／１０日後　　１８ ４００１Ｚ”／１０日後　　１２ ５００Ｃ／１０日後　　１１ 比較例２ 実施例４において、合成フッ素マイカ、リン酸フリット
およびフッ化アンチモンを除外した以外は全く同様に行
って、電気巻線を製作した。その電気巻線について測定
したＢＤＶ［ＫＶ）を次に示す。

初期特性　　　　　　　３５ ２５０ｔＴ／１５日後　　１５ ２５０Ｃ／３０日後　　１０ 前記の結果から、実施例は、溶剤型ワニスを用いた比較
例に対比して高い初期ＢＤＶ値を示し、高温での劣化に
おいて何れの比較例よりも優れて（１７） いることが分る。初期ＢＤＶ値が高いのは、無溶剤型シ
リコーンワニスを用いているため、絶縁層にボイドが少
ないことによると考える。また、高温に保持され友場合
でも、ＢＤＶ値の低下が少ないのは、シリコーンワニス
が高温で有機基を喪失することによジシロキサンに移行
する除虫ずる微細なボイドを埋めるのにフリットや鉱化
剤が重要な働きをしたものと考える。

け上昇速の如く、本発明によれば、従来に比類をみない
耐熱性、電気特性等の優れた電気巻線を得られることが
明らかで、その実施により期待さく１８）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．４体上に、無溶剤シリコーンフェスおよび合成フッ
   素マイカを含む絶縁基材層を形成し、これを加熱処理し
   て硬化せしめることを特徴とする電気絶縁導体の製造方
   法。 ２、導体上に形成された合成マイカを含む絶縁基材層に
   、無溶剤シリコーンフェスを含浸させたのち加熱硬化さ
   せる特許請求の範囲第１項記載の電気絶縁導体の製造方
   法。 ３、導体上に形成された絶縁基材層に、合成フッ素マイ
   カ粉會含む無溶剤シリコーン樹脂スを含浸させたのち加
   熱硬化させる特許請求の範囲第１項記載の電気絶縁導体
   の製造方法。 ４、絶縁基材層は合成フッ素マイカを含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の電気絶縁導体の製造方
   法。 ５、絶縁基材）−は合成フッ素マイカを含まないことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電気絶縁導体の
   製造方法。