電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物及び電気機器
【課題】滴下処理後に電気絶縁用樹脂組成物のコイル等の絶縁処理対象からの垂れ落ちが少なく、含浸性が良好で、且つ、コア等の絶縁処理不要な部分への付着が少なく、結果として、コア等の絶縁処理不要な部分に付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業を低減することが出来る電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物及びこの電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いて電気絶縁処理してなる電気機器を提供する。
【解決手段】８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物、及び、この電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いた電気絶縁処理方法で電気絶縁処理してなる電気機器であって、電気絶縁処理方法がドリップ処理方法である、電気機器。
【解決手段】８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物、及び、この電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いた電気絶縁処理方法で電気絶縁処理してなる電気機器であって、電気絶縁処理方法がドリップ処理方法である、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ、トランスなどの電気機器の処理方法に用いる電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物、及び、この電気絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いて電気絶縁処理されてなる電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ、トランス等の電気機器は、鉄コアの固着又は防錆、コイルの絶縁若しくは固着等を目的として、電気絶縁用樹脂組成物で処理されている。電気絶縁用樹脂組成物としては、固着性、硬化性、電気絶縁性などのバランスに優れたエポキシ樹脂組成物及び不飽和ポリエステル樹脂組成物が広く用いられている。
【０００３】
特に、ドリップ処理では、予熱後の未だ熱い実機コイルへ電気絶縁用樹脂組成物を滴下しても、実機コイルの熱により電気絶縁用樹脂組成物の温度が上昇して粘度が低下するため、電気絶縁用樹脂組成物が直ぐに垂れてしまい、満足する含浸性が得られず、さらに電気絶縁用樹脂組成物がスロットから漏れてコアへ付着してしまう。電気絶縁処理後に、電気機器の組み込み寸法の観点等から、コアに付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業が必要になってしまい、生産性が低下してしまう事があった。
【０００４】
また、含浸性の向上を目指し、電気絶縁用樹脂組成物の滴下量を増やして滴下しても、電気絶縁用樹脂組成物が直ぐに垂れてしまい、満足する含浸性が得られず、垂れた電気絶縁用樹脂組成物がより多くコアへ付着してしまい、コアに付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業がより多く必要になってしまうという悪循環が生じ、生産性が低下していた。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３５８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電気機器の予熱によって電気絶縁用樹脂組成物が滴下工程で高温にさらされ温度上昇に伴って粘度が下がり垂れ易くなってしまうため、高温にさらされる温度での電気絶縁用エポキシ樹脂組成物の粘度範囲を規定することによって、滴下処理後に電気絶縁用樹脂組成物のコイル等の絶縁処理対象からの垂れ落ちが少なく、含浸性が良好で、且つ、コア等の絶縁処理不要な部分への付着が少なく、結果として、コア等の絶縁処理不要な部分に付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業を低減することが出来る電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物及びこの電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いて電気絶縁処理してなる電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討の結果、エポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂の８０℃における粘度を１０〜５００ｍＰａ・ｓと規定することによって、コイルからの垂れ落ちを少なく、含浸性が良好で、且つ、コアへの付着が少なく、コアに付着した電気絶縁用エポキシ樹脂硬化物を削り取る作業を低減することが出来ることを見出した。
【０００８】
本発明は、８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は、前記の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物とＭＷ３５又はＭＷ８１の電線を組み合わせた時のツイストペアの寿命評価において、２００００ｈの耐熱温度が１５５℃以上である前記の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物に関する。
【００１０】
更に、本発明は、前記の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いた電気絶縁処理方法で電気絶縁処理してなる電気機器であって、電気絶縁処理方法がドリップ処理方法である、電気機器に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物は、高温にさらされる温度での粘度範囲を規定する事によって、滴下処理後に電気絶縁用樹脂組成物のコイルからの垂れ落ちが少なく、含浸性が良好で、且つ、コアへの付着が少なく、結果として、電気絶縁用樹脂組成物の滴下量を低減でき、コアに付着した電気絶縁用樹脂組成物の削り取り作業が削減できる。
また、この電気絶縁用樹脂組成物は高温における固着性にも優れ、これを用いて電気絶縁処理された電気機器は工業的に極めて優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において、電気絶縁用エポキシ樹脂組成物（電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物）は、８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓのものであれば特に制限はなく、通常、エポキシ樹脂、硬化剤及び必要に応じて用いられる溶媒を含有する。硬化剤としては、特に制限は無いが、通常、酸無水物、フェノール樹脂、アミン化合物、ルイス酸などが用いられる。
【００１３】
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、一分子内にグリシジル基を１個有する一官能でも、一分子内にグリシジル基を２個以上有する多官能でもよく、芳香族系でも脂肪族系でもよく、制限が無い。通常、一分子内にグリシジル基を２個以上有する芳香族系エポキシ樹脂が好ましく用いられる。エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのポリグリシジルエーテル、ネオデカン酸のグリシジルエーテル、グリコール類とエピクロロヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂とエピクロルヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
硬化剤に用いられる酸無水物としては、例えば３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１５】
硬化剤に用いられるフェノール樹脂としては、ノボラック樹脂、レゾール樹脂でも良く、住友ベークライト株式会社製ＰＲ−１６３８２、日立化成工業株式会社製ヒタノール１１３３・１１４０・１５０１、群栄化学工業株式会社製ＰＳ−２６０７、明和化成株式会社製Ｈ−１、Ｈ−３等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１６】
硬化剤に用いられるアミン化合物としては、トリスジメチルアミノメチルフェノール、トリエチルアミン等の３級アミン、又は、イミダゾール基を有する化合物（２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール等）、トリアジン類、イソシアヌル酸付加物が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
硬化剤に用いられるルイス酸としては、例えば、三フッ化ホウ素モノエチルアミン、三フッ化ホウ素、塩化亜鉛、塩化第二鉄、塩化アルミニウム等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１８】
硬化剤として酸無水物を用いる場合、フェノール樹脂と併用することが好ましい。この場合、フェノール樹脂は、軟化点が６０〜１７０℃であることが好ましく、８０〜１５０℃であることがより好ましい。この場合、酸無水物１００重量部当たり、フェノール樹脂５〜５０重量部用いることが好ましく、２０〜４０重量部用いることがより好ましい。フェノール樹脂が５重量部未満であると、粘度が低すぎてコア汚染が発生することがあり、５０重量部を超えると、粘度が高くなりすぎて、十分な含浸性が得られなくなることがある。また、硬化剤として酸無水物とフェノール樹脂との混合物を用いる場合、樹脂組成物を調製する際、エポキシ樹脂との混合前に、酸無水物とフェノール樹脂とを混合し、フェノール樹脂の軟化点以上に加熱することが好ましい。加熱することにより、フェノール樹脂を酸無水物に溶解することができ、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の８０℃における粘度を上げることができ、コア汚染を抑制することができる。加熱温度、加熱時間は、溶解が可能であれば特に制限はないが、通常、７０〜１８０℃で、１０〜６０分間とすることが好ましい。
【００１９】
硬化剤として酸無水物とフェノール樹脂との混合物を用いる場合、エポキシ樹脂１００重量部当たり、酸無水物とフェノール樹脂の合計量を５０〜１３０重量部とすることが好ましく、７０〜１１０重量部とすることがより好ましい。５０重量部未満又は１３０重量部を超えると、十分な硬化性が得られなくなることがある。
【００２０】
硬化剤としてアミン化合物又はルイス酸を用いる場合、エポキシ樹脂１００重量部当たり、アミン化合物とルイス酸との合計量を０．１〜２０重量部とすることが好ましく、１〜５重量部とすることがより好ましい。０．１重量部未満であると、十分な硬化性が得られなくなることがあり、２０重量部を超えると、安定性が低くなることがある。
アミン化合物及びルイス酸のいずれか一方、又は両方を、上記の酸無水物及び／又はフェノール樹脂と併用してもよい。
【００２１】
また、硬化剤として、アミン化合物、特に３級アミンとルイス酸とを併用することも好ましい。この場合アミン類１００重量部当たり、ルイス酸０．１〜２０重量部とすることが好ましく、１〜５重量部とすることがより好ましい。硬化剤として、アミン化合物、特に３級アミンとルイス酸との混合物を用いることにより、十分な硬化性と、優れた安定性が得られるという効果がある。
【００２２】
硬化剤として、アミン類やルイス酸を用いる場合、溶媒を配合して電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の粘度を調整することが好ましい。溶媒としては、エポキシ樹脂及び硬化剤を溶解するものであれば特に制限はなく、例えば、メチルエチルケトン、キシレン、トルエン、酢酸エチル、アセトン等を用いることができる。溶媒の量は、エポキシ樹脂１００重量部当たり、５〜４０重量部とすることが好ましく、１０〜３０重量部とすることがより好ましい。５重量部未満であると、固形状のエポキシ樹脂及び硬化剤を用いた場合、これらの材料を溶解させることが困難となることがあり、４０重量部を超えると、８０℃における粘度が低下し、コア汚染を抑制することができなくなることがある。
【００２３】
更に、必要に応じて、エポキシ樹脂に所定の硬化剤を混合させた樹脂組成物に、二酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム等の無機充填剤を混合しても良い。無機充填剤は、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。無機充填剤を用いる場合、その配合量は、エポキシ樹脂組成物中、０．０１〜５０重量％とすることが好ましく、１〜４０重量％とすることがより好ましい。
【００２４】
本発明の電気絶縁用エポキシ樹脂組成物は、コア汚染が少なく、良好な含浸性を得る点から、８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである。８０℃における粘度は２０〜３００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５０〜１５０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。８０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると電気機器へ滴下したワニスが垂れ易くなってコアへ付着し易くなる傾向があり、５００ｍＰａ・ｓを超えると浸透性が悪くなって含浸性が低下する傾向がある。
【００２５】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の硬化温度は９０〜１８０℃であることが好ましく、１２０〜１６０℃であることがより好ましい。
【００２６】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物は、このエポキシ樹脂組成物と、ＭＷ３５又はＭＷ８１の電線を組み合わせた時のツイストペアの寿命評価において、２００００ｈの耐熱温度が１５５℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。この耐熱温度は、ＵＬ１４４６に準拠した試験方法によって測定される。
【００２７】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物（電気絶縁用エポキシ樹脂組成物）はエアコン用ファン、扇風機、洗濯機等のコンデンサーモートル、電気ドリルなどのアマチュア、テレビ、ステレオ、コンパクトディスクプレーヤー等電源トランスなどの電気機器の絶縁処理に適用される。電気絶縁用エポキシ樹脂組成物を、電気機器自体、又は電気機器の部品に塗布、含浸、又は充填した後、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の硬化温度以上通常、１００〜２００℃、好ましくは１５０〜１７０℃で加熱することにより、電気絶縁用樹脂組成物を硬化させる。硬化時の加熱温度が１００℃未満であると、硬化時間が長くなってしまうことがあり、２００℃を越えると、コイルへの含浸中に硬化してしまい、満足する含浸性が得られなくなることがある。加熱時間は、通常、０．２〜３．０時間である。
【実施例】
【００２８】
以下実施例により本発明を説明する。下記例中の部は、重量部を意味する。
なお、以下の実施例及び比較例において用いられた化合物は、下記のとおりである。
【００２９】
ＭＨＡＣ−Ｐ： 無水メチルハイミック酸（メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，５−テトラヒドロ無水フタル酸）（日立化成工業株式会社製、商品名）
ヒタノール１５０１： アルキルフェノールノボラック樹脂（軟化点：８５〜１００℃）（日立化成工業株式会社製、商品名）
Ｒ−１４０： エピクロロヒドリンを原料とするビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三井石油化学株式会社製、商品名）
エポライト１００Ｅ： ジエチレングリコールとエピクロロヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂（共栄社化学株式会社製、商品名）
ＤＥＮ４３８： フェノールノボラックエポキシ樹脂（ダウ・ケミカル日本株式会社製、商品名）
ＥＨＣ−３０： １，３，５−トリスジメチルアミノメチルフェノール（旭電化株式会社製、商品名）
【００３０】
実施例１
日立化成工業株式会社製ＭＨＡＣ−Ｐ ７０重量部、日立化成工業株式会社製ヒタノール１５０１ ２０重量部をフラスコを用いて１００℃で３０分撹拌混合後、常温まで冷却した。次に、このフラスコに、三井石油化学株式会社製 Ｒ−１４０ ８０重量部、共栄社化学株式会社製 エポライト１００Ｅ ２０重量部、旭電化株式会社製ＥＨＣ−３０ １重量部を仕込み、撹拌混合を行い電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３１】
実施例２
ダウ・ケミカル日本株式会社製ＤＥＮ４３８ １００重量部、ＭＥＫ（メチルエチルケトン） ２０重量部、ステラケミファ株式会社製三フッ化ホウ素モノエチルアミン ３重量部を撹拌混合を行い、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３２】
比較例１
三井石油化学株式会社製 Ｒ−１４０ ８０重量部、共栄社化学株式会社製 エポライト１００Ｅ ２０重量部、日立化成工業株式会社製ＭＨＡＣ−Ｐ ９０重量部、旭電化株式会社製ＥＨＣ−３０ １重量部を撹拌混合を行い、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３３】
比較例２
ダウ・ケミカル日本株式会社製ＤＥＮ４３８ １００重量部、ＭＥＫ ５０重量部、ステラケミファ株式会社製三フッ化ホウ素モノエチルアミン ３重量部を撹拌混合を行い、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３４】
得られた電気機器絶縁用樹脂組成物について、所定雰囲気温度で粘度、ヘリカルコイル接着力、コア汚染及びステータコイルの含浸性を調べた。その結果を表１に示す。尚、粘度の試験方法は、ＪＩＳ Ｃ ２１０５に準じて測定を行った。コア汚染及びステータコイルの含浸性は以下の試験方法に準じて評価を行った。
（１）粘度：ＪＩＳ Ｃ ２１０５
（２）コア汚染の試験方法は、図１及び図２に示すステータコイル１（内径Φ２００ｍｍ、質量１０ｋｇ）（図１中、（ａ）はステータコイル１の概略平面図、（ｂ）はその概略側面図であり、図２は、図１のステータコイル１のコア２のＹ−Ｙ概略断面図である。）を用い、回転速度１５回転／分とし、ステータコイルのコア２の表面温度が８０℃の時にコイル３エンドの（１）リード線４有り側の外側、（２）リード線４有り側の内側、（３）リード線４無し側の外側、（４）リード線４無し側の内側の合計四ヶ所（図１）にノズル５を配置し、所定のワニスを２０分間に合計３００ｍｌ滴下し、滴下終了後、回転を続行しながら１５０℃の乾燥機へ投入し、１ｈ後に乾燥機から取り出して、コア部に付着したワニスの付着の有無を目視で調査した。
（３）含浸性の試験方法は、コア汚染の試験方法でワニス処理したステータコイル１のコア２をコア積み厚の半分の部位で輪切り状に切断し、コア内のスロット６内の空隙に対して含浸したワニスの割合を目視で評価した。
スロット６内の空隙に対して含浸したワニスの割合が７０％以上を良好とし、３０％未満を含浸不足とした。
（４）耐熱性は、ＭＷ３５Ｃ及びＭＷ８１Ｃのエナメル線を用い、ＵＬ１４４６に準じて試験を行った。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１に示されるように、実施例１及び２で得られた電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物は、８０℃での粘度が適正範囲内であるため、含浸性が良好であり、コア汚染の発生は無く、コアに付着した電気機器絶縁用エポキシ樹脂硬化物を削り取る作業が必要が無い。これに対して、比較例１及び２で得られた電気絶縁用エポキシ樹脂組成物は、８０℃での粘度が適正範囲よりも低いため、含浸性が悪く、コア汚染が発生してしまうので、電気絶縁処理後のコアに付着した電気機器絶縁用エポキシ樹脂硬化物の削り取り作業を行わなければならないので、生産性が悪い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】コア汚染の試験方法を示す模式図であり、図１（ａ）はこの試験方法に用いたステータコイルの概略平面図、図１（ｂ）はその概略側面図である。
【図２】図１に示したステータコイルのＹ−Ｙ概略断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１ ステータコイル
２ コア
３ コイル
４ リード線
５ ノズル
６ スロット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ、トランスなどの電気機器の処理方法に用いる電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物、及び、この電気絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いて電気絶縁処理されてなる電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ、トランス等の電気機器は、鉄コアの固着又は防錆、コイルの絶縁若しくは固着等を目的として、電気絶縁用樹脂組成物で処理されている。電気絶縁用樹脂組成物としては、固着性、硬化性、電気絶縁性などのバランスに優れたエポキシ樹脂組成物及び不飽和ポリエステル樹脂組成物が広く用いられている。
【０００３】
特に、ドリップ処理では、予熱後の未だ熱い実機コイルへ電気絶縁用樹脂組成物を滴下しても、実機コイルの熱により電気絶縁用樹脂組成物の温度が上昇して粘度が低下するため、電気絶縁用樹脂組成物が直ぐに垂れてしまい、満足する含浸性が得られず、さらに電気絶縁用樹脂組成物がスロットから漏れてコアへ付着してしまう。電気絶縁処理後に、電気機器の組み込み寸法の観点等から、コアに付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業が必要になってしまい、生産性が低下してしまう事があった。
【０００４】
また、含浸性の向上を目指し、電気絶縁用樹脂組成物の滴下量を増やして滴下しても、電気絶縁用樹脂組成物が直ぐに垂れてしまい、満足する含浸性が得られず、垂れた電気絶縁用樹脂組成物がより多くコアへ付着してしまい、コアに付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業がより多く必要になってしまうという悪循環が生じ、生産性が低下していた。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３５８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電気機器の予熱によって電気絶縁用樹脂組成物が滴下工程で高温にさらされ温度上昇に伴って粘度が下がり垂れ易くなってしまうため、高温にさらされる温度での電気絶縁用エポキシ樹脂組成物の粘度範囲を規定することによって、滴下処理後に電気絶縁用樹脂組成物のコイル等の絶縁処理対象からの垂れ落ちが少なく、含浸性が良好で、且つ、コア等の絶縁処理不要な部分への付着が少なく、結果として、コア等の絶縁処理不要な部分に付着した電気絶縁用樹脂組成物を削り取る作業を低減することが出来る電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物及びこの電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いて電気絶縁処理してなる電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討の結果、エポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂の８０℃における粘度を１０〜５００ｍＰａ・ｓと規定することによって、コイルからの垂れ落ちを少なく、含浸性が良好で、且つ、コアへの付着が少なく、コアに付着した電気絶縁用エポキシ樹脂硬化物を削り取る作業を低減することが出来ることを見出した。
【０００８】
本発明は、８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は、前記の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物とＭＷ３５又はＭＷ８１の電線を組み合わせた時のツイストペアの寿命評価において、２００００ｈの耐熱温度が１５５℃以上である前記の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物に関する。
【００１０】
更に、本発明は、前記の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いた電気絶縁処理方法で電気絶縁処理してなる電気機器であって、電気絶縁処理方法がドリップ処理方法である、電気機器に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物は、高温にさらされる温度での粘度範囲を規定する事によって、滴下処理後に電気絶縁用樹脂組成物のコイルからの垂れ落ちが少なく、含浸性が良好で、且つ、コアへの付着が少なく、結果として、電気絶縁用樹脂組成物の滴下量を低減でき、コアに付着した電気絶縁用樹脂組成物の削り取り作業が削減できる。
また、この電気絶縁用樹脂組成物は高温における固着性にも優れ、これを用いて電気絶縁処理された電気機器は工業的に極めて優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において、電気絶縁用エポキシ樹脂組成物（電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物）は、８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓのものであれば特に制限はなく、通常、エポキシ樹脂、硬化剤及び必要に応じて用いられる溶媒を含有する。硬化剤としては、特に制限は無いが、通常、酸無水物、フェノール樹脂、アミン化合物、ルイス酸などが用いられる。
【００１３】
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、一分子内にグリシジル基を１個有する一官能でも、一分子内にグリシジル基を２個以上有する多官能でもよく、芳香族系でも脂肪族系でもよく、制限が無い。通常、一分子内にグリシジル基を２個以上有する芳香族系エポキシ樹脂が好ましく用いられる。エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのポリグリシジルエーテル、ネオデカン酸のグリシジルエーテル、グリコール類とエピクロロヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂とエピクロルヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
硬化剤に用いられる酸無水物としては、例えば３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１５】
硬化剤に用いられるフェノール樹脂としては、ノボラック樹脂、レゾール樹脂でも良く、住友ベークライト株式会社製ＰＲ−１６３８２、日立化成工業株式会社製ヒタノール１１３３・１１４０・１５０１、群栄化学工業株式会社製ＰＳ−２６０７、明和化成株式会社製Ｈ−１、Ｈ−３等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１６】
硬化剤に用いられるアミン化合物としては、トリスジメチルアミノメチルフェノール、トリエチルアミン等の３級アミン、又は、イミダゾール基を有する化合物（２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール等）、トリアジン類、イソシアヌル酸付加物が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
硬化剤に用いられるルイス酸としては、例えば、三フッ化ホウ素モノエチルアミン、三フッ化ホウ素、塩化亜鉛、塩化第二鉄、塩化アルミニウム等が挙げられ、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１８】
硬化剤として酸無水物を用いる場合、フェノール樹脂と併用することが好ましい。この場合、フェノール樹脂は、軟化点が６０〜１７０℃であることが好ましく、８０〜１５０℃であることがより好ましい。この場合、酸無水物１００重量部当たり、フェノール樹脂５〜５０重量部用いることが好ましく、２０〜４０重量部用いることがより好ましい。フェノール樹脂が５重量部未満であると、粘度が低すぎてコア汚染が発生することがあり、５０重量部を超えると、粘度が高くなりすぎて、十分な含浸性が得られなくなることがある。また、硬化剤として酸無水物とフェノール樹脂との混合物を用いる場合、樹脂組成物を調製する際、エポキシ樹脂との混合前に、酸無水物とフェノール樹脂とを混合し、フェノール樹脂の軟化点以上に加熱することが好ましい。加熱することにより、フェノール樹脂を酸無水物に溶解することができ、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の８０℃における粘度を上げることができ、コア汚染を抑制することができる。加熱温度、加熱時間は、溶解が可能であれば特に制限はないが、通常、７０〜１８０℃で、１０〜６０分間とすることが好ましい。
【００１９】
硬化剤として酸無水物とフェノール樹脂との混合物を用いる場合、エポキシ樹脂１００重量部当たり、酸無水物とフェノール樹脂の合計量を５０〜１３０重量部とすることが好ましく、７０〜１１０重量部とすることがより好ましい。５０重量部未満又は１３０重量部を超えると、十分な硬化性が得られなくなることがある。
【００２０】
硬化剤としてアミン化合物又はルイス酸を用いる場合、エポキシ樹脂１００重量部当たり、アミン化合物とルイス酸との合計量を０．１〜２０重量部とすることが好ましく、１〜５重量部とすることがより好ましい。０．１重量部未満であると、十分な硬化性が得られなくなることがあり、２０重量部を超えると、安定性が低くなることがある。
アミン化合物及びルイス酸のいずれか一方、又は両方を、上記の酸無水物及び／又はフェノール樹脂と併用してもよい。
【００２１】
また、硬化剤として、アミン化合物、特に３級アミンとルイス酸とを併用することも好ましい。この場合アミン類１００重量部当たり、ルイス酸０．１〜２０重量部とすることが好ましく、１〜５重量部とすることがより好ましい。硬化剤として、アミン化合物、特に３級アミンとルイス酸との混合物を用いることにより、十分な硬化性と、優れた安定性が得られるという効果がある。
【００２２】
硬化剤として、アミン類やルイス酸を用いる場合、溶媒を配合して電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の粘度を調整することが好ましい。溶媒としては、エポキシ樹脂及び硬化剤を溶解するものであれば特に制限はなく、例えば、メチルエチルケトン、キシレン、トルエン、酢酸エチル、アセトン等を用いることができる。溶媒の量は、エポキシ樹脂１００重量部当たり、５〜４０重量部とすることが好ましく、１０〜３０重量部とすることがより好ましい。５重量部未満であると、固形状のエポキシ樹脂及び硬化剤を用いた場合、これらの材料を溶解させることが困難となることがあり、４０重量部を超えると、８０℃における粘度が低下し、コア汚染を抑制することができなくなることがある。
【００２３】
更に、必要に応じて、エポキシ樹脂に所定の硬化剤を混合させた樹脂組成物に、二酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム等の無機充填剤を混合しても良い。無機充填剤は、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。無機充填剤を用いる場合、その配合量は、エポキシ樹脂組成物中、０．０１〜５０重量％とすることが好ましく、１〜４０重量％とすることがより好ましい。
【００２４】
本発明の電気絶縁用エポキシ樹脂組成物は、コア汚染が少なく、良好な含浸性を得る点から、８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである。８０℃における粘度は２０〜３００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５０〜１５０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。８０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると電気機器へ滴下したワニスが垂れ易くなってコアへ付着し易くなる傾向があり、５００ｍＰａ・ｓを超えると浸透性が悪くなって含浸性が低下する傾向がある。
【００２５】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の硬化温度は９０〜１８０℃であることが好ましく、１２０〜１６０℃であることがより好ましい。
【００２６】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物は、このエポキシ樹脂組成物と、ＭＷ３５又はＭＷ８１の電線を組み合わせた時のツイストペアの寿命評価において、２００００ｈの耐熱温度が１５５℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。この耐熱温度は、ＵＬ１４４６に準拠した試験方法によって測定される。
【００２７】
本発明の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物（電気絶縁用エポキシ樹脂組成物）はエアコン用ファン、扇風機、洗濯機等のコンデンサーモートル、電気ドリルなどのアマチュア、テレビ、ステレオ、コンパクトディスクプレーヤー等電源トランスなどの電気機器の絶縁処理に適用される。電気絶縁用エポキシ樹脂組成物を、電気機器自体、又は電気機器の部品に塗布、含浸、又は充填した後、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物の硬化温度以上通常、１００〜２００℃、好ましくは１５０〜１７０℃で加熱することにより、電気絶縁用樹脂組成物を硬化させる。硬化時の加熱温度が１００℃未満であると、硬化時間が長くなってしまうことがあり、２００℃を越えると、コイルへの含浸中に硬化してしまい、満足する含浸性が得られなくなることがある。加熱時間は、通常、０．２〜３．０時間である。
【実施例】
【００２８】
以下実施例により本発明を説明する。下記例中の部は、重量部を意味する。
なお、以下の実施例及び比較例において用いられた化合物は、下記のとおりである。
【００２９】
ＭＨＡＣ−Ｐ： 無水メチルハイミック酸（メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，５−テトラヒドロ無水フタル酸）（日立化成工業株式会社製、商品名）
ヒタノール１５０１： アルキルフェノールノボラック樹脂（軟化点：８５〜１００℃）（日立化成工業株式会社製、商品名）
Ｒ−１４０： エピクロロヒドリンを原料とするビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三井石油化学株式会社製、商品名）
エポライト１００Ｅ： ジエチレングリコールとエピクロロヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂（共栄社化学株式会社製、商品名）
ＤＥＮ４３８： フェノールノボラックエポキシ樹脂（ダウ・ケミカル日本株式会社製、商品名）
ＥＨＣ−３０： １，３，５−トリスジメチルアミノメチルフェノール（旭電化株式会社製、商品名）
【００３０】
実施例１
日立化成工業株式会社製ＭＨＡＣ−Ｐ ７０重量部、日立化成工業株式会社製ヒタノール１５０１ ２０重量部をフラスコを用いて１００℃で３０分撹拌混合後、常温まで冷却した。次に、このフラスコに、三井石油化学株式会社製 Ｒ−１４０ ８０重量部、共栄社化学株式会社製 エポライト１００Ｅ ２０重量部、旭電化株式会社製ＥＨＣ−３０ １重量部を仕込み、撹拌混合を行い電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３１】
実施例２
ダウ・ケミカル日本株式会社製ＤＥＮ４３８ １００重量部、ＭＥＫ（メチルエチルケトン） ２０重量部、ステラケミファ株式会社製三フッ化ホウ素モノエチルアミン ３重量部を撹拌混合を行い、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３２】
比較例１
三井石油化学株式会社製 Ｒ−１４０ ８０重量部、共栄社化学株式会社製 エポライト１００Ｅ ２０重量部、日立化成工業株式会社製ＭＨＡＣ−Ｐ ９０重量部、旭電化株式会社製ＥＨＣ−３０ １重量部を撹拌混合を行い、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３３】
比較例２
ダウ・ケミカル日本株式会社製ＤＥＮ４３８ １００重量部、ＭＥＫ ５０重量部、ステラケミファ株式会社製三フッ化ホウ素モノエチルアミン ３重量部を撹拌混合を行い、電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を調製した。
【００３４】
得られた電気機器絶縁用樹脂組成物について、所定雰囲気温度で粘度、ヘリカルコイル接着力、コア汚染及びステータコイルの含浸性を調べた。その結果を表１に示す。尚、粘度の試験方法は、ＪＩＳ Ｃ ２１０５に準じて測定を行った。コア汚染及びステータコイルの含浸性は以下の試験方法に準じて評価を行った。
（１）粘度：ＪＩＳ Ｃ ２１０５
（２）コア汚染の試験方法は、図１及び図２に示すステータコイル１（内径Φ２００ｍｍ、質量１０ｋｇ）（図１中、（ａ）はステータコイル１の概略平面図、（ｂ）はその概略側面図であり、図２は、図１のステータコイル１のコア２のＹ−Ｙ概略断面図である。）を用い、回転速度１５回転／分とし、ステータコイルのコア２の表面温度が８０℃の時にコイル３エンドの（１）リード線４有り側の外側、（２）リード線４有り側の内側、（３）リード線４無し側の外側、（４）リード線４無し側の内側の合計四ヶ所（図１）にノズル５を配置し、所定のワニスを２０分間に合計３００ｍｌ滴下し、滴下終了後、回転を続行しながら１５０℃の乾燥機へ投入し、１ｈ後に乾燥機から取り出して、コア部に付着したワニスの付着の有無を目視で調査した。
（３）含浸性の試験方法は、コア汚染の試験方法でワニス処理したステータコイル１のコア２をコア積み厚の半分の部位で輪切り状に切断し、コア内のスロット６内の空隙に対して含浸したワニスの割合を目視で評価した。
スロット６内の空隙に対して含浸したワニスの割合が７０％以上を良好とし、３０％未満を含浸不足とした。
（４）耐熱性は、ＭＷ３５Ｃ及びＭＷ８１Ｃのエナメル線を用い、ＵＬ１４４６に準じて試験を行った。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１に示されるように、実施例１及び２で得られた電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物は、８０℃での粘度が適正範囲内であるため、含浸性が良好であり、コア汚染の発生は無く、コアに付着した電気機器絶縁用エポキシ樹脂硬化物を削り取る作業が必要が無い。これに対して、比較例１及び２で得られた電気絶縁用エポキシ樹脂組成物は、８０℃での粘度が適正範囲よりも低いため、含浸性が悪く、コア汚染が発生してしまうので、電気絶縁処理後のコアに付着した電気機器絶縁用エポキシ樹脂硬化物の削り取り作業を行わなければならないので、生産性が悪い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】コア汚染の試験方法を示す模式図であり、図１（ａ）はこの試験方法に用いたステータコイルの概略平面図、図１（ｂ）はその概略側面図である。
【図２】図１に示したステータコイルのＹ−Ｙ概略断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１ ステータコイル
２ コア
３ コイル
４ リード線
５ ノズル
６ スロット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物と、ＭＷ３５又はＭＷ８１の電線を組み合わせた時のツイストペアの寿命評価において、２００００ｈの耐熱温度が１５５℃以上である請求項１記載の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いた電気絶縁処理方法で電気絶縁処理してなる電気機器であって、電気絶縁処理方法がドリップ処理方法である、電気機器。
【請求項１】
８０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物と、ＭＷ３５又はＭＷ８１の電線を組み合わせた時のツイストペアの寿命評価において、２００００ｈの耐熱温度が１５５℃以上である請求項１記載の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気機器絶縁用エポキシ樹脂組成物を用いた電気絶縁処理方法で電気絶縁処理してなる電気機器であって、電気絶縁処理方法がドリップ処理方法である、電気機器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１１７３３６（Ｐ２００９−１１７３３６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０７０３４（Ｐ２００８−１０７０３４）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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