(57)【要約】    【課題】  全芳香族ポリアミドを表面に備えたシート片からなるモーター用相間絶縁紙を、耐熱性の低下を抑制しつつ、シート片を接着させて製造する製造方法を提供することにある。    【解決手段】  全芳香族ポリアミドを表面に備える少なくとも一片のシート片を用い、前記表面どうしを当接させて接着するモーター用相間絶縁紙の製造方法であって、前記表面に近赤外吸収剤を配し、該近赤外吸収剤に８００〜１０００ｎｍのいずれかの波長を有する光を照射することにより前記表面を接着することを特徴とするモーター用相間絶縁紙の製造方法を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全芳香族ポリアミドを表面に備える少なくとも一片のシート片を用い、前記表面どうしを当接させて接着するモーター用相間絶縁紙の製造方法であって、
前記表面に近赤外吸収剤を配し、該近赤外吸収剤に８００〜１０００ｎｍのいずれかの波長を有する光を照射することにより前記表面を接着することを特徴とするモーター用相間絶縁紙の製造方法。
【請求項２】
前記近赤外吸収剤としてフタロシアニン系の近赤外吸収剤を用いる請求項１記載のモーター用相間絶縁紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター用相間絶縁紙、特に全芳香族ポリアミドからなるモーター用相間絶縁紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モーターのステーターとしては、直線部を２箇所平行に備える輪体形状となるようにエナメル線を一定方向に巻き束ねて形成された巻き線コイルと、該巻き線コイルを保持し得るように円筒形状の内側面に中心軸方向に延在するスロット溝を所定間隔で複数備えた磁性体コアとを用い、前記スロット溝に前記巻き線コイルの直線部を嵌入させて保持させたものが広く知られている。このようなモーターのステーターには、相の異なる磁界を同時に発生させ得るように複数の巻き線コイルが用いられる。また、前記巻き線コイルは、磁界を円周方向に滑らかに変化させるべく一つの直線部を収容するスロット溝と他の直線部を収容するスロット溝との間に別のスロット溝が存在するように磁性体コアに装着される。すなわち、一つの巻き線コイルの間のスロット溝に他の巻き線コイルの直線部が収容されて、巻き線コイル同士が一部重なり合った状態で磁性体コアに装着されている。
この巻き線コイルが重なり合う部分や、磁性体コアと巻き線コイルとが接触する部分の絶縁性を高めることが求められる場合には、巻き線コイルと磁性体コアとの間や、異なる巻き線コイルとの間に相間絶縁紙が使用されている。
【０００３】
この相間絶縁紙は、より高い絶縁性を確保するために巻き線コイルや磁性体コアの形状にあわせて原材料シートを切り出したシート片により形成されている。例えば、前述のように巻き線コイルが輪体形状である場合には、巻き線コイルよりもやや大きい輪体形状のシート片が使用されたりしている。
また、磁性体コアの形状などから三次元構造などが必要な場合には、単一のシート片で形成することが困難であるため、複数のシート片を用いて、シート片どうしを接着させて形成されている。
【０００４】
ところで、例えば、巻き線がＵＬ規格における耐熱グレードＦのものが用いられる場合などでは、通常、原材料シートも高い耐熱性を有するものが用いられ、特許文献１には、全芳香族ポリアミドのシートを相間絶縁紙として用いることが記載されている。
【０００５】
この全芳香族ポリアミドは、高い電気絶縁性を有するとともに、融点が４００℃以上と耐熱性の面でも優れた特性を有する。しかし、全芳香族ポリアミドと同等以上の耐熱性を有する接着剤は、実用化されておらず、また、前記全芳香族ポリアミドは、前述の通り融点が高いことから熱プレス、超音波ウェルダーなどの従来の熱融着手段により熱融着させることも困難である。
このことから、前述のような三次元構造の相間絶縁紙を製造することが要望される場合においては、全芳香族ポリアミドよりも耐熱性の低い接着剤が使用されている。
【０００６】
また、全芳香族ポリアミドは、価格が高いため使用量を必要最少量とすることが望まれている。そのため、例えば、前述の輪体形状の相間絶縁紙などでは、原材料シートからシート片を前記輪体形状に切り出すと輪体の中央に位置する部分など相間絶縁紙として用いられない部分が生じる。このことから、単位面積の原材料シートからより多くの相間絶縁紙を製造し得るように、相間絶縁紙を好ましい形態に分割して切り出し、接着により製造する方法も実施されており、この場合も、上記と同じく全芳香族ポリアミドよりも耐熱性の低い接着剤が使用されている。
【０００７】
このように従来の全芳香族ポリアミドを用いたモーター用相間絶縁紙の製造方法においては、三次元構造の相間絶縁紙を製造したり、全芳香族ポリアミドの使用量を抑制させる場合には、接着により相間絶縁紙の耐熱性を低下させてしまうという問題を有している。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−０２３６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上記問題点に鑑み、全芳香族ポリアミドを表面に備えたシート片からなるモーター用相間絶縁紙を、耐熱性の低下を抑制しつつ、シート片を接着させて製造する製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決すべく、全芳香族ポリアミドを表面に備える少なくとも一片のシート片を用い、前記表面どうしを当接させて接着するモーター用相間絶縁紙の製造方法であって、前記表面に近赤外吸収剤を配し、該近赤外吸収剤に８００〜１０００ｎｍのいずれかの波長を有する光を照射することにより前記表面を接着することを特徴とするモーター用相間絶縁紙の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、全芳香族ポリアミドどうしを、近赤外吸収剤を配して当接させ、この近赤外吸収剤に８００〜１０００ｎｍのいずれかの波長を有する光を照射することから、全芳香族ポリアミドを溶融させて接着することができ、全芳香族ポリアミドよりも耐熱性の劣る接着剤を用いて接着する場合に比べて、モーター用相間絶縁紙の耐熱性低下を抑制し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について、幅１ｃｍの絶縁紙にて外形１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形の輪体に形成された相間絶縁紙を例に説明する。
まず、本実施形態に用いるシート片と近赤外線吸収剤について説明する。
【００１３】
本実施形態には、原材料シートとして図１に示すように内層１となるポリエチレンナフタレートシートの両面に、接着層２となるアクリル樹脂層を介して、表面層３となる全芳香族ポリアミド不織布が積層されたものを用いる。
【００１４】
前記表面層３に用いる全芳香族ポリアミドとしては、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社から「Ｎｏｍｅｘ」の商品名にて市販されているものを使用することができる。また、前記全芳香族ポリアミド不織布としては、例えば、ノーメックスペーパーあるいは全芳香族アラミド紙などと呼ばれるものを用いることもでき、好ましくは、厚さ５０μｍ〜１２５μｍのものを用いることができる。また、前記全芳香族ポリアミド不織布として、全芳香族ポリアミド繊維とロックウール、ガラス繊維、パルプなどとの混合品なども用いることができる。
なお、本実施形態においては、近赤外吸収剤を塗布して表面に担持させ易い点から全芳香族ポリアミドを不織布として表面層３に用いているが、本発明においては、全芳香族ポリアミドが表面に備えられていれば、不織布に限定されるものではなくフィルム状などであってもよい。
【００１５】
前記内層１に用いるポリエチレンナフタレートシートは、帝人デュポンフイルム社から「テオネックス」、ＳＫＣ社から「スカイネックス」の商品名にて市販されているものを使用することができ、要すれば、前記ポリエチレンナフタレートシートに代えてポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ナイロン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）およびこれらに変性組成を導入したフィルムを用いることもでき、例えば、前記ポリエチレンテレフタレートシートは、東レ社から「ルミラー」、三菱化学ポリエステルフイルム社から「ダイヤホイル」の商品名にて市販されているものを使用することができる。これらの内層１に用いるシートは、通常、厚さ２５〜２５０μｍのものを用いることができる。
【００１６】
前記接着層２のアクリル樹脂としては、ポリアクリル酸ブチルアクリレート（ＰＡＢ）を用いることができ、要すれば、前記アクリル樹脂に代えてポリウレタン（ＰＵ）などのウレタン接着層を用いることも可能で、接着層２の厚みとしては、通常５〜４０μmである。
【００１７】
本実施形態においては、モーター用相間絶縁紙に求められる適度なコシを付与し得る点において、ポリエチレンナフタレートの両面にアクリル樹脂を介して全芳香族ポリアミド不織布を積層した原材料シートを用いたが、本発明において前記全芳香族ポリアミドは、不織布の形態でなく一般的なフィルムの形態でもよく、さらに、原材料シートの両面でなく片面に配されていても良い。
【００１８】
また、前記原材料シートとして、前記全芳香族ポリアミド不織布またはフィルムの単体を用いることも可能である。
【００１９】
そして、シート片４としては、このような原材料シートからトムソン刃型により接着しろ４０などを備えた形状、例えば、幅１ｃｍ、長さ１０ｃｍの４枚のシート片４に切り出して用いる。
【００２０】
また、本実施形態においては、近赤外吸収剤として８００〜１０００ｎｍのいずれかの波長の光に対して吸光係数が１〜１０×１０5（Ｌ・ｍｏｌ-1・ｃｍ-1）のものが好適であり、例えば、近赤外８０８ｎｍ吸収剤としては、Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ  ＣＯＲＰ．製「ＳＤＡ１８１６」（吸光係数：３．５０×１０5Ｌ・ｍｏｌ-1・ｃｍ-1）、山本化成株式会社製「ＹＫＲ−４０１０」、近赤外８４０ｎｍ吸収剤としては、Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ  ＣＯＲＰ．製「ＳＤＡ５６８８」（吸光係数：２．８０×１０5Ｌ・ｍｏｌ-1・ｃｍ-1）、山本化成株式会社製「ＭＩＲ−３７１」、近赤外９４０ｎｍ吸収剤としては、Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ  ＣＯＲＰ．製「ＳＤＡ１０６６」（吸光係数：７．８９×１０5Ｌ・ｍｏｌ-1・ｃｍ-1）、山本化成株式会社製「ＹＫＲ−３０８１」、ＧＥＮＴＥＸ社製「ＣＬＥＡＲＷＥＬＤ」を用いることができる。
【００２１】
なお、前記近赤外吸収剤としては、黒色染料または顔料に比べ導電性物質によって絶縁性を損なうおそれを抑制し得る点、ならびに、過剰な吸熱反応を引き起こさず炭化或いは汚損による通電状態が発生することを防止いうる点においてフタロシアニン系色素が好適である。
【００２２】
さらに、フタロシアニン系色素は、通常、紫、青、緑などの青色系の色相を呈することから無着色の全芳香族アラミド繊維に対してその塗布状況を視認しやすく、モーター用相間絶縁紙を製造する際に、レーザーを照射すべき位置を特定しやすく、近赤外吸収剤の塗布忘れ、あるいは二重塗布などといった作業ミスも防止することができる。さらに、レーザー照射後は、吸熱により色相が薄れる傾向があるため、製品の外観に対しても好ましいものとなる。加えて、前記色相ならびに色相の変化傾向については製造会社及び品番により異なっているため、レーザーの照射前後において適正なレーザーの波長が選択されているか否かを用いる近赤外吸収剤の色相ならびにその変化により判定できる。
【００２３】
なお、本発明においては、前記近赤外吸収剤をフタロシアニン系吸収剤に限定するものではなく、ナフタロシアニン系吸収剤、ポリメチン系吸収剤、ジフェニルメタン系吸収剤、トリフェニルメタン系吸収剤、キノン系吸収剤、アゾ系吸収剤など８００〜１０００ｎｍの波長の光を吸収する材料であれば本発明の近赤外吸収剤として用いることができ、例えば、山本化成株式会社より「ＹＫＲシリーズ」、「ＨＲシリーズ」、「ＭＩＲシリーズ」として市販のものや、Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ  ＣＯＲＰ．より「ＳＤＡシリーズ」として市販されているものなどを用いることもできる。
【００２４】
次いで、本実施形態のモーター用相間絶縁紙の製造方法について説明する。
前記シート片４の接着しろ４０、即ち、前記シート片の両端部１ｃｍの部分に前記近赤外吸収剤として、通常、０．１〜１０μｇ／ｍｍ2の濃度で配する。このように近赤外吸収剤を配するには、例えば、ケトン系有機溶剤に０．０１〜１０wt％濃度に分散させた溶液を前記シート片の表面に６〜１００nＬ／ｍｍ2の濃度塗布で、１回又は数回の塗布、乾燥する方法を用いることができる。
【００２５】
前記ケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを用いることができる。なお、前記近赤外吸収剤を分散させる溶媒としては、前記ケトンに限定されるものではなく適宜選定して用いることができる。また、前記近赤外吸収剤は、溶媒に分散させずに直接シート片に付着させても良く、要すれば、全芳香族ポリアミド不織布に予め漉き込んでおいてもよい。
【００２６】
このように近赤外吸収剤を表面に配したシート片４を２枚用い、図３に示すように近赤外吸収剤の塗布面どうしを対向させ、且つ互いの長手方向が直角となるように前記接着しろ４０を当接させて、前記シート片４を位置決めし得るように上面に立体加工されたアルミ製治具５の前記上面に配し、さらに上方から厚み２ｍｍの強化ガラス板６を用いて、例えば、０．１〜０．７ＭＰaの圧力で押圧して保持させる。このとき、平滑な表面を備えるシート片であれば、特に、前記押圧を行わなくともよいが、不織布のようにシート片の表面に凹凸を有するものの場合は、より強い接着力を得るべく、前述のように０．１〜０．７ＭＰaの圧力で押圧されることが好ましい。
【００２７】
前記強化ガラス板６の上方から、前記接着しろ４０に対して、例えば、８０８、８４０、９４０nm、の何れかの波長のレーザー７を、例えば、出力３５〜７０Ｗにて、３．５〜６秒間の照射を実施する。
このとき、例えば、６〜２０ｍｍ／秒の何れかの速度で前記レーザー７の照射位置を移動させて照射させることでエネルギーが一箇所に集中し、シート片を炭化させたりすることを有効に防止することができる。
引き続き、他の接着しろ４０についても同様に溶融させて接着することで正方形の輪体に形成されたモーター用相間絶縁紙を製造することができる。
【００２８】
このとき、例えば、単一のシート片にて上記のようなモーター用相間絶縁紙を得ようとすれば、１０ｃｍ×１０ｃｍ、即ち１００ｃｍ2の原材料シートが必要であるのに対し、本実施形態においては４０ｃｍ2で済むこととなる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、上記のごとくレーザーの照射位置を移動させて接着を行ったが、レーザーを照射する装置としてマスキング機構を備えるものを用いれば、レーザーの照射位置を移動させることなく、一括して種々の形状のレーザー照射を行うことができシート片の接着工程を短縮することができる。
また、前記レーザー照射装置として、ガルバノ機構を備えるものであれば一度に複数箇所へのレーザー照射が可能で、さらに、接着工程を短縮させ得る。
なお、従来のモーター用相間絶縁紙などのようにシート片の接着をエポキシ樹脂などの接着剤を用いた場合には、硬化時間として数十分あるいは１時間以上の時間が必要となるのに対し、本実施形態によれば、上述のごとく数秒から数十秒でモーター用相間絶縁紙を製造することができる。
【００３０】
また、本実施形態においては、４枚のシート片にてモーター用相間絶縁紙を製造したが、本発明においては、特にシート片の数に限定されるものではなく、例えば、１枚のシート片であっても、２箇所以上の接着しろを設けて、シート片を折り曲げるなどして前記接着しろを当接させて接着してモーター用相間絶縁紙を製造することができる。
【００３１】
また、前記近赤外吸収剤に対して光を照射する手段として、本実施形態においては、波長８０８、８４０、９４０nmなどのレーザー光を用いたが、本発明においては、８００〜１０００ｎｍのいずれかの波長の光を照射させてもよい。ただし、８００〜１０００ｎｍの間で前記近赤外吸収剤の吸光係数がもっとも高くなる波長を選定して光の照射を行うことが好ましい。
【実施例】
【００３２】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例１乃至２２の試料は以下の条件に基づき作成した。
【００３３】
＜基本条件＞
・レーザー：波長９４０ｎｍ、出力３５Ｗ
・使用近赤外吸収剤：ＧＥＮＴＥＸ社製「ＣＬＥＡＲＷＥＬＤ」、山本化成株式会社製「ＹＫＲ−３０８１」の２種類
・シート片：ノーメックスペーパー１ｃｍ幅×１０ｃｍ長さ（なお、ノーメックスペーパーの原反長手方向とシート片の長手方向が同一となるように切り出した試験片をＭＤ試験片、該ＭＤ試験片とは直角となる方向に切り出した試験片をＴＤ試験片として区別して試験を行った。）
【００３４】
＜試験片作成条件＞
・吸収剤塗布：シート片端部において、１ｃｍ角の正方形の領域に一回あたり８０ｎＬ／ｍｍ2の近赤外吸収剤を塗布し、塗布回数１回と３回とで試験を行った。
・塗布面：両方のシートに近赤外吸収剤塗布した場合と、片方のシート片にのみ近赤外吸収剤塗布した場合とで試験を行った。
・使用シート片（接合形態）：前記近赤外吸収剤塗布面を対向させ、シート片を長手方向が９０度の角度となるよう保持して試験を行った。なお、前記シート片としてＴＤ試験片、ＭＤ試験片の組み合わせを変えて試験を行った。
・圧力：レーザー照射時に、前記接合形態のシート片に２ｍｍ厚さのガラス板を載せ上方から０．４〜０．７ＭＰａの圧力で押圧し試験を行った。また、シート片の下面に圧力分散用の緩衝材としてシリコンゴムシートを用いた場合と用いなかった場合についても試験を行った。
・レーザー速度：レーザー照射位置移動速度は、６ｍｍ／秒、８ｍｍ／秒、１０ｍｍ／秒の３通り。
・照射パターン：前記１ｃｍ角の近赤外吸収剤塗布領域の中央部に対し以下のＡ〜Ｄの４通り（図４Ａ〜Ｄ参照）のレーザー照射位置移動パターンで照射。
Ａ：一辺８ｍｍの正方形の一角を出発点とし、反時計回りに前記正方形の辺を移動させ出発点に戻った時点で終了
Ｂ：一辺８ｍｍの正方形の一辺の中心点を出発点とし、反時計回りに前記正方形の辺を移動させ出発点に戻った後、さらに、正方形の中心に向けて６ｍｍ移動させて終了
Ｃ：一辺８ｍｍの正方形の一角を出発点とし、反時計回りに前記正方形の辺を移動させ出発点に戻る２ｍｍ手前で左に９０度向きを変え以後６ｍｍ、4ｍｍ、2ｍｍと移動するごとに左に９０度向きを変え最後に２ｍｍ移動させて終了
Ｄ：一辺８ｍｍの正方形の一角から前記正方形の辺を時計回りに１．５ｍｍ移動した地点を出発点とし、反時計回りに前記正方形の辺を移動させ、出発後２つ目の角に到達した時点で該到達した角の対角に向けて移動方向を転換させて、前記対角に到達後は前記正方形の辺を反時計回りに移動させ出発後２つ目の角に到達する１．５ｍｍ手前で終了
【００３５】
＜接着力評価＞
９０度の角度に接着された各シート片を、引張り試験機を用いて接着力を測定した。
なお、接着力の測定においては、上下のチャックに各シート片の端部を挟んで５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で上下方向に引張り破断応力（Ｎ）を測定しその試料の接着力とした。
また、このとき、前記チャックは、それぞれの挟む方向を直交させるように配し（例えば、下チャックが南北方向から挟むように配されている場合には、上チャックは東西方向から挟むように配する）各シート片を該シート片の長手方向に平行に引張り測定を行った。
【００３６】
各実施例の試料の作成条件ならびに、その接着力を測定した結果を表１に示す。また、比較例１及び２として、３０μｍ厚さのポリアミド変成エポキシ樹脂シートを用いて接着したものを用いて同様に接着力を測定した結果もあわせて表１に示す。なお、このポリアミド変成エポキシ樹脂シートを用いた接着には、１６０℃×５秒＋５０℃×１２時間の接着硬化時間を要して接着されたものである。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１より、近赤外吸収剤を表面に配したシート片を当接させつつ、レーザーを照射することにより従来のモーター用相間絶縁紙と同等の接着力が得られていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一実施形態の原材料シートを示す断面図。
【図２】同実施形態のモーター用層間絶縁紙のシート片ならびに接着部位を示す概略図。
【図３】同実施形態のモーター用層間絶縁紙の製造状況を示す要部斜視図。
【図４】同実施形態のレーザー照射位置移動経路を示す上面図。
【符号の説明】
【００４０】
３  表面層（全芳香族ポリアミド不織布）
４  シート片
４０  接着しろ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006121795.tif 000006
【図４】
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