(57)【要約】多層母線組立体を組み立てる方法が、誘電体層に溶融反応性ホットメルト接着剤を塗布するステップと、導電要素を含む第１および第２の半組立体の間に誘電体層を配置するステップと、ＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して試験した場合に、誘電材料と、第１および第２の半組立体のうちの選択された一方との間に、２５ミリメートル×２５ミリメートルの試料に対して少なくとも１５００ニュートンの接合強度を与えるために、この接着剤が室温まで冷却する前に、多層母線組立体に少なくとも約１バール（０．１ＭＰａ）の圧力を少なくとも約１分間印加することによって、溶融反応性ホットメルト接着剤を半組立体に接着するステップとを含む。
2010519686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが導電要素を含む第１および第２の半組立体と；
前記第１および第２の半組立体の間に介在する誘電体層と；
前記第１および第２の半組立体を前記誘電体層に接合するために採用された反応性ホットメルト接着剤とを含み、前記反応性ホットメルト接着剤は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して試験した場合に、前記誘電体層と、前記第１および第２の半組立体のうちの選択された一方との間に、２５ミリメートル×２５ミリメートルの試料に対して少なくとも１５００ニュートンの劈開強度を有する、積層母線組立体。
【請求項２】
導電要素を含む前記半組立体のそれぞれは、各半組立体の周りに配置された絶縁層をさらに含む、請求項１に記載の積層母線組立体。
【請求項３】
前記導電要素は、銅、錫メッキ銅、アルミニウム、またはこれらの少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項１に記載の積層母線組立体。
【請求項４】
前記誘電体層は、難燃等級４のエポキシ−織布ガラス積層体、不織強化ポリエチレンテレフタレート複合材、ポリカーボネート、ポリプロピレン、またはこれらの少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項１に記載の積層母線組立体。
【請求項５】
前記絶縁層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／ポリ弗化ビニル、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、またはこれらの少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項２に記載の積層母線組立体。
【請求項６】
前記反応性ホットメルト接着剤は、１平方メートル当たり約４５グラムから１平方メートル当たり約９２．５グラムの層の厚さを有する、請求項１に記載の積層母線組立体。
【請求項７】
多層母線組立体を組み立てる方法であって、
誘電体層に溶融反応性ホットメルト接着剤を塗布するステップと；
導電要素を含む第１および第２の半組立体の間に、かつ前記第１および第２の半組立体に接触して前記誘電体層を配置するステップと；
ＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して試験した場合に、前記誘電材料と、前記第１および第２の半組立体のうちの選択された一方との間に、２５ミリメートル×２５ミリメートルの試料に対して少なくとも１５００ニュートンの接合強度を与えるために、前記接着剤が室温まで冷却する前に、前記多層母線組立体に少なくとも約１バール（０．１ＭＰａ）の圧力を少なくとも約１分間印加することによって、前記溶融反応性ホットメルト接着剤を前記半組立体に接着するステップとを含む方法。
【請求項８】
前記誘電体層に前記溶融反応性ホットメルト接着剤を塗布するステップは、はじめに固体形態の前記反応性ホットメルト接着剤を加熱して溶融液体を形成するステップと；前記溶融液体を前記誘電体層に塗布するステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記誘電体層を予熱するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶融反応性ホットメルト接着剤を硬化するステップが非加熱下にある、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記誘電体層に塗布するステップは、上表面および下表面に同時に塗布するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記誘電体層に塗布するステップは、前記溶融反応性ホットメルト接着剤を前記誘電体層の上表面の上にロール塗布し、かつ剥離層を前記反応性ホットメルト接着剤の露出表面上に設けるステップと；前記溶融反応性ホットメルト接着剤を前記誘電体層の下表面の上にロール塗布するステップと；前記誘電体層を前記第１および第２の半組立体の間に配置する前に、前記剥離層を引き剥がすステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記塗布するステップは、前記誘電体層をホットメルト接着剤ロール塗布機械に通して送るステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記反応性ホットメルト接着剤は、湿気硬化性の架橋型接着剤である、請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記湿気硬化性の架橋型接着剤は、ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記湿気硬化性の架橋型接着剤は、非晶質ポリアルファオレフィン反応性ホットメルト接着剤である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電要素は、銅、錫メッキ銅、アルミニウム、またはこれらの少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１８】
前記誘電体層は、難燃等級４のエポキシ−織布ガラス積層体、不織強化ポリエチレンテレフタレート複合材、ポリカーボネート、ポリプロピレン、またはこれらの少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項７に記載の方法によって製造された多層母線。
【請求項２０】
請求項１９に記載の多層母線を用いた配電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
本開示は、積層母線（ｌａｍｉｎａｔｅｄ  ｂｕｓ  ｂａｒ）およびその製造方法に関する。
【０００２】
配電システム（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）は、コンピュータシステム、通信機器、工業プロセス制御、自動化分電盤（ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  ｃａｂｉｎｅｔ）等のような多様な用途において重要な構成要素である。また配電母線システムは、列車、地下鉄、軽軌道車両、電気／ハイブリッド車等のような輸送用の電気式牽引モジュールおよび推進システムにおける、より高電圧の用途の主要構成要素でもある。このようなより高電圧の用途では、高電力母線が、相対的に厚い（０．５ミリメートル（ｍｍ）から５ｍｍの）導電層からなるデバイスであり、電力を低いインダクタンスで牽引モータのような高電流装置に供給するために使用される。
【０００３】
高電力母線は典型的に、３次元で、多層であり、かつ積層される。現在の高電力母線は、４通りの方法の１つによって組み立てられる。第１の方法は、熱可塑性フィルム接着剤の使用を利用するものである。この方法では、２枚の絶縁フィルムが、多層母線を形成するために、事前加工した（ｐｒｅ−ｔｏｏｌｅｄ）誘電体層の形状に切断されて、２つ以上の半組立体（ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）の間でこの誘電体層の両側に配置される。次いで母線は、加熱したプレス機の中の特別に設計された取付け具（ｆｉｘｔｕｒｅ）の中に配置される。次いで多層母線全体が、熱可塑性の接着剤層を軟化するためにこのプレス機の中で加熱されて、接合が完了するまでその温度および圧力に維持される。最後に母線はプレス機から取り出されて、さらなる処理（ｈａｎｄｌｉｎｇ）の前に室温まで冷却される。この製法は、時間がかかり（３０から４５分間を要する）かつ多大なエネルギーを消費しうる。
【０００４】
高電力母線を組み立てる第２の方法は、熱硬化性の「Ｂ段階（Ｂ−ｓｔａｇｅｄ）」ボンドプライ（ｂｏｎｄｐｌｙ）を使用するものであり、その場合に２枚のボンドプライが、多層母線を形成するために、事前加工した誘電体層の形状に切断されて、２つ以上の半組立体の間でこの誘電体層の両側に配置される。次いで母線は、加熱したプレス機の中の特別に設計された取付け具の中に配置される。多層母線全体が、熱硬化性のプレプレグ材を硬化するためにこのプレス機の中で加熱されて、硬化が完了するまでその温度に維持される。次いで母線はプレス機から取り出されて、さらなる処理の前に室温に近い温度まで冷却しなければならない。この製法も時間がかかり（１から２時間を要する）かつ多大なエネルギーを消費する。
【０００５】
高電力母線を組み立てる別の現在の方法は、２成分液体エポキシ接着剤や他の同様な液体熱硬化性接着剤を使用するものである。この方法では、母線半組立体または誘電材料の表面にその液体が塗布される。この工程は典型的に、液体エポキシを半組立体および／または誘電材料の表面上に刷毛で手塗りすることによって行われる。この方法の一般的な欠点は、接着剤層の厚さの制御が困難でありうることである。別の欠点は、この方法がこぎれいな製法ではなく（ｕｎｔｉｄｙ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、それには追加的な労力が必要なことである。
【０００６】
以上に説明した方法によって生産された母線の例が、図１に示されている。母線１０は、第１の半組立体１２および第２の半組立体１４を含む。各半組立体は、誘電体絶縁板１６を中心にして配置される。接着剤絶縁層１８、２０が、各半組立体１２、１４と誘電体板１６との間に配置される。組立体全体はプレス機の中に配置されてそこで加熱され、それによって接着剤絶縁層が半組立体と誘電体板との間に接合を形成することを可能にする。
【０００７】
高電力母線を組み立てる４通りの現在の方法の最後のものは、ナット、ボルト、リベット等のような機械的固締具を使用して半組立体を固定する。この方法は、追加的な金具ばかりでなく追加的な労力も必要とする。
【０００８】
したがって当業には、改良された高電力多層母線およびこの母線を組み立てる方法に対する必要性が依然として存在する。
【０００９】
簡単な概要
それぞれが導電要素（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を含む第１および第２の半組立体と、第１および第２の半組立体の間に介在する誘電体層と、第１および第２の半組立体を誘電体層に接合するために採用された反応性ホットメルト接着剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｈｏｔ−ｍｅｌｔ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）とを含む積層母線組立体が本明細書に開示され、反応性ホットメルト接着剤は、２５ｍｍ×２５ｍｍの試料を使ってＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して試験した場合に、誘電体層と、第１および第２の半組立体のうちの選択された一方との間に少なくとも１５００ニュートンの劈開強度（ｃｌｅａｖａｇｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有する。
【００１０】
別の形態では、多層母線組立体を組み立てる方法が、誘電体層に溶融反応性ホットメルト接着剤を塗布する（ｃｏａｔｉｎｇ）ステップと、第１および第２の半組立体の間に誘電体層を配置するステップと（第１および第２の半組立体は導電要素を含む）、この接着剤が室温まで冷却する前に、このサンドイッチ状の組立体に少なくとも約１バール（０．１ＭＰａ）の圧力を少なくとも約１分間印加することによって、溶融反応性ホットメルト接着剤をそれらの半組立体に接着するステップとを含む。たとえば、周囲（ａｍｂｉｅｎｔ）温度で１日から４日間の保管後に、接着剤が完全に硬化すると、多層母線組立体は、２５ｍｍ×２５ｍｍの試料を使ってＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して試験した場合に、誘電材料と、第１および第２の半組立体のうちの選択された一方との間に少なくとも１５００ニュートンの劈開強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術の母線の分解組立図を示す模式図である。
【図２】本明細書で説明される反応性ホットメルト接着剤接合母線の分解組立図を示す模式図である。
【図３】反応性ホットメルト接着剤接合母線の断面図である。
【図４】片面型のホットメルト接着剤ロール塗布機械の模式図である。
【図５】両面型のホットメルト接着剤ロール塗布機械の模式図である。
【図６】部分放電試験用の電圧プロフィル（ｖｏｌｔａｇｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）のグラフである。
【図７】反応性ホットメルト接着剤層の厚さの関数として接合強度を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳細な説明
反応性ホットメルト接着剤を使用して高電力多層母線を組み立てできることを本発明者等は見い出した。反応性ホットメルト接着剤を使用して組み立てられた高電力多層母線は、母線組立て時間をかなり短縮することが可能であり、他方では母線組立体の物理的特性および環境耐性を向上させる。一実施形態では、開示された母線が、上で説明した方法によって組み立てられた現在の母線に対して、より高い接合強度、より少ない組立て時間、向上した電気的性能、およびより大きな落下試験成績を有する。本明細書に開示された母線は、電気式牽引モジュールのような高電力用途で使用するのに特に適切である。電気式牽引モジュールおよび推進システムは、機関車、市街電車、地下鉄／メトロ、路面電車、バス、人間輸送手段等のような輸送手段で見受けられる。
【００１３】
一実施形態では、母線が、２つの半組立体の間に介在する誘電体層を含む。この誘電体層は、誘電材料を含む固体構成要素を含むが、この構成要素は、所与の用途に適した任意のサイズおよび形状に切断されかつ形作られうる。適切な誘電材料には、積層母線組立体の所期の用途に応じて、難燃等級４（ＦＲ４）のエポキシ−織布ガラス積層体（ｅｐｏｘｙ−ｗｏｖｅｎ  ｇｌａｓｓ  ｌａｍｉｎａｔｅ）、不織強化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）複合材および他の同様な電気絶縁材料が含まれる。さらには、母線が、感熱接着剤ではなく反応性ホットメルト接着剤を含むので、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリプロピレン（ＰＰ）のような、より低温の誘電材料が使用可能である。この誘電材料は、約１ミリメートル（ｍｍ）から約１０ｍｍの厚さを有することが可能であり、半組立体の特徴形状を忠実に反映するように打抜き切断されうる。たとえば、誘電体層は、半組立体と組み立てられたときに同様の特徴形状が位置合わせされるように、タブ、取付けボルト穴、切欠き、アクセス穴等を有するように切断されうる。
【００１４】
反応性ホットメルト接着剤は、母線組立体を形成するために誘電材料を半組立体に有利に接合する。反応性ホットメルト接着剤は、粘性液体のような溶融状態で誘電材料に塗布される熱可塑性材料である。反応性ホットメルト接着剤が冷却するとき、固体接着剤層が誘電材料の表面上に形成されるが、この固体接着剤層は、室温で架橋可能であり、かつ接合を形成可能、すなわち米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）Ｄ−１０６２に準拠して試験した場合に、誘電体層と半組立体（複数形）との間に、２５ｍｍ×２５ｍｍの試料に対して少なくとも約１５００ニュートンの劈開強度を形成可能である。母線に適した反応性ホットメルト接着剤には、室温湿気硬化性の（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ）架橋型接着剤が含まれるが、これには限定されない。
【００１５】
さまざまな異なる種類の反応性ホットメルト接着剤が使用可能である。１つの例示的なタイプの湿気硬化性の反応性ホットメルト接着剤は、ウレタンの化学的性質に基づいており、ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤（ＰＵＲＨＭ）として知られている。室温架橋反応は、接着剤層の中の過剰なイソシアネート基の湿気硬化反応を伴う。ＰＵＲＨＭ接着剤の適切な製造業者には、３Ｍ社（ＪｅｔＷｅｌｄ（登録商標））、Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ社（Ｅｖｅｒ−Ｌｏｃｋ（登録商標））、Ｆｒａｎｋｌｉｎ社（ＲｅａｃＴＩＴＥ（登録商標）、ＨＩＰＵＲｆｏｒｍｅｒ（登録商標））、Ｒｏｈｍ  ＆  Ｈａａｓ社（Ｍｏｒ−Ｍｅｌｔ（登録商標））、Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ社、Ｓｅａｃｏ社、Ｓｉｋａ社、Ｄｅｇｕｓｓａ社、およびＪｏｗａｔ社が含まれる。例示的な実施形態では、７０８．１のような、Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社の反応性接着剤が使用される。
【００１６】
湿気硬化性の反応性ホットメルト接着剤の別のグループは、非晶質ポリアルファオレフィン（ＡＰＡＯ）反応性ホットメルト接着剤として知られる。これらの種類の接着剤では、湿気硬化反応にはイソシアネート基が存在しない。イソシアネート基が存在しないことで、使用時のこれらの接着剤の有害性をより低下させる。ＡＰＡＯ接着剤の例示的な製造業者には、Ｊｏｗａｔ  ＡＧ社およびＤｅｇｕｓｓａ  ＧｍｂＨ社が含まれる。別の例示的な実施形態では、６３７．００のような、Ｊｏｗａｔ−Ｒｅａｋｔａｎｔ反応性接着剤が使用される。
【００１７】
有利なことに、各反応性ホットメルト接着剤は、化学基（ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｂａｓｅ）に関係なく、接着剤が冷却する前に、約１バール（０．１ＭＰａ）から約１０バール（１ＭＰａ）の圧力で約５分以下のうちに母線の積層を可能にする。次いで反応性ホットメルト接着剤は冷却するにまかされるが、その場合にそれは室温で反応して、短い継続時間では摂氏約１５０度（℃）までの、かつより長い継続時間では約１０５℃までの高温耐性を発揮する。
【００１８】
誘電体層は、母線組立体を形成するために２つ以上の半組立体の間に介在して配置される。各半組立体は導電要素を含むが、この要素は随意選択的に２つの絶縁層の間に配置されてよい。この導電要素は、銅、錫メッキ銅（ｔｉｎ−ｐｌａｔｅｄ  ｃｏｐｐｅｒ）、アルミニウム等のような任意の導電材料で形成可能である。適切な絶縁層には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ／ポリ弗化ビニル（ＰＶＦ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等が含まれ、これらは導電要素に接着接合される。例示的な実施形態では、導電要素の厚さが約０．５ｍｍから約５ｍｍでありうる。絶縁層は約７５マイクロメートル（μｍ）から約５００μｍの厚さを有しうる。誘電体層と同様に、絶縁層は打抜き切断（ｄｉｅ  ｃｕｔ）されうる。導電要素は、打抜き加工（ｓｔａｍｐｅｄ）、機械加工、水ジェット切断、レーザ切断等が可能である。次いですべての３つの構成要素は半組立体に形成されるが、その場合にこれらの半組立体は、タブ、取付けボルト穴、切欠き、アクセス穴等のような、所期の用途に適したさまざまな特徴形状を有しうる。
【００１９】
図２は、反応性ホットメルト接着剤接合母線５０の例示的な実施形態を示しているが、この図では、個々の構成要素をより適切に示すために、母線５０の層が分解されている。上および下表面５４および５６を有する誘電体層５２が、第１および第２の半組立体５８および６０との間でサンドイッチ状に挟まれる。これらの半組立体は導電要素６２を含み、その表面は絶縁層６４でコートされる。別の実施形態では、半組立体は、「積重ね（ｓｔａｃｋｅｄ）」母線で使用されるように、絶縁体を有さない裸金属導体である。第１および第２の半組立体は、誘電体層５２の上および下表面５４および５６の上に塗布される溶融した反応性ホットメルト接着剤６６（図示せず）によって誘電材料５２に接合される。以下でより詳細に説明するように、この母線組立体は、熱または追加的な接着性絶縁構成要素を必要とすることなく、ほんの数分で一体にプレスされて積層される。図３には、反応性ホットメルト接着剤６６を含めて、母線組立体の個々の層をより明確に例示するために、母線５０の断面図が示されている。
【００２０】
積層母線を組み立てる方法は、誘電体層に反応性ホットメルト接着剤をコートするステップを含む。一実施形態では、誘電体層が、使用されることになる反応性ホットメルト接着剤に応じて、約摂氏５０度（℃）から約６０℃の温度まで予熱されうる。反応性ホットメルト接着剤は溶融形態で誘電体層に塗布される。本明細書で使用される際、「溶融」という用語は一般に、接着剤が誘電体層上に塗膜を形成できるほどの十分に低い粘性を意味することを意図するものである。さらに、この塗布方法は、はじめに反応性ホットメルト接着剤を固体形態から溶融液形態に加熱するステップをさらに含みうる。溶融反応性ホットメルト接着剤は、ロール塗布のような、当業者に知られた任意適切な方法によって誘電体層に塗布されうる。例示的な実施形態では、反応性ホットメルト接着剤が誘電体層の上にロール塗布される。Ｂａｒｂｅｒａｎ社、Ｈｙｍｍｅｎ社、Ｈａｒｄｏ社、または他の適切な製造業者によって製造された機械のような、市販のホットメルト接着剤ロール塗布機械を使用して誘電体層に塗布することができる。例示的な実施形態では、Ｈａｒｄｏ−ＧｍｂＨ社によって製造されたＰＵＲ（登録商標）ホットメルトローラ塗布機械が使用される。
【００２１】
図４は、ホットメルトロール塗布機械１００の一実施形態を例示しているが、この場合、塗布ロール１０２が溶融接着剤１０４を誘電体層１０８の上表面１０６に塗布するように構成される。この方法では、誘電体層１０８の上表面１０４は、ロール塗布機械１００を通り抜けてコートされる。次いで誘電体層１０８は裏返されてローラ塗布機械１００を再度通り抜けるが、その場合には塗布ロール１０２によって下表面１１０に溶融接着剤１０４が塗布される。シリコンコート紙等のような剥離層を、反応性ホットメルト接着剤の露出表面に、この場合ではコートされた上表面１０４に付けることが可能であり、誘電体層が再度機械を通り抜ける間に、この表面に異物が混入したりまたはこの表面がロール塗布機械１００の搬送ベルトに付着したりすることを防止する。この剥離層は、誘電体層が第１および第２の半組立体の間に介在してサンドイッチ状に挟まれる前に、接着剤が塗布された上表面から剥ぎ取られる。別の実施形態では、誘電体層の上表面および下表面の両方が、図５に例示されたように同時に塗布されうる。この方法では、ロール塗布機械１５０が２つの塗布ロールを有することができる。第１の塗布ロール１５２は誘電体層１５８の上表面１５６に溶融接着剤１５４を塗布することが可能であり、他方では第２の塗布ロール１６０が同時に誘電体層１５８の下表面１６２を塗布することが可能である。この方法を用いれば、誘電体層がロール塗布機械をたった１度通り抜けるだけで済む。誘電体層の両方の表面を同時にコートすることは、約６ｍｍを超えるかまたはそれに等しい厚さを有する誘電材料には特に有利でありうるし、かつ本明細書で説明される母線にかかる生産時間および費用をさらに削減することができる。
【００２２】
溶融反応性ホットメルト接着剤が誘電体層のそれぞれの側に塗布されると、この誘電体層は、一体に積層されるべき第１および第２の半組立体の間に配置される。次いで溶融反応性ホットメルト接着剤は、この接着剤が室温まで冷却する前に、その組立体に少なくとも約１バール（０．１ＭＰａ）の圧力を少なくとも約１分間印加することによって半組立体に接着される。１つの方法では、多層母線組立体が、この母線を非加熱の空気圧式圧盤プレス機（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  ｐｌａｔｅｎ  ｐｒｅｓｓ）の内部に保持するために、特別に設計された取付け具の中に配置される。次いで多層母線組立体は、約１バール（０．１ＭＰａ）から約１０バール（１ＭＰａ）の圧力に約１分から約５分間かけられる。積層母線組立体はプレス機から取り出され、この過程は、所望の層数が多層母線のために作製されるまで反復されうる。使用される特定のホットメルト接着剤に応じて、硬化は、この例示的な積層サイクル後に完了しうる。より典型的には、硬化が、多層母線の保管後に、たとえば、周囲温度で約１日から４日間で完了する。
【００２３】
有利なことに、本明細書に開示された本方法は、多層母線を生産する既存の方法と比較するとき、必要とされる時間、労力、およびエネルギーがより少ない。その結果として、反応性ホットメルト接着剤を含む多層母線の生産費は、現在の方法によって生産される多層母線を下回る。さらには、以上に説明した方法によって生産される多層母線は、高電力用途によって要求される物理的、環境的、および電気的条件に耐えうる。たとえば、反応性ホットメルト接着剤母線は、１．２メートルの高さからの落下試験では卓越した成績を有する。これは従来技術の積層母線に比べて向上している。
【００２４】
さらにはＡＳＴＭ  Ｄ１０６２に準拠して試験したとき、誘電体層と第１または第２の半組立体との間の劈開強度は、２５ｍｍ×２５ｍｍの試料に対して少なくとも約１５００Ｎである。
【００２５】
ホットメルト接着剤母線は、高い劈開強度値、特に、エイジング（ａｇｉｎｇ）後に許容できる値まで低下する高い初期接合強度を有しうる。
【００２６】
また反応性ホットメルト接着剤母線は、第２の積層法を用いる従来技術の母線に比べて、部分放電（ｐａｒｔｉａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）試験において向上した電気的性能も有する。破壊電圧（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  ｖｏｌｔａｇｅ）性能は、従来技術の積層母線に匹敵する。
【００２７】
また反応性ホットメルト接着剤母線は、第２の積層法を用いる従来技術の母線に比べて、たとえば、５５℃において９５％の相対湿度（ＲＨ）で、向上した熱エイジング性能も有する。第２の積層法を使用して製造された従来技術の母線に比べて、−４０℃  ＋１０５℃サイクルのような熱サイクル性能の向上も観察される。
【００２８】
別の有利な特徴では、反応性ホットメルト接着剤の使用は、絶縁体板と組み合わせた母線の難燃性に悪影響を及ぼすことがない。反応性ホットメルト接着剤母線はＶ０のＵＬ−９４レイティング（ＵＬ−９４  ｒａｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｖ０）を有しうる。
【００２９】
以下の例は、限定ではなく例示であることが意図されているが、本明細書で説明した積層母線と積層母線のさまざまな実施形態を製造する方法とを例示する。いくつかの例で、反応性ホットメルト接着剤を含む積層母線が、本明細書で一般的に「第２の積層」方法および「第２の積層」母線と呼ばれる現在の方法を使用して生産された母線と比較される。
【００３０】
例１
３つの異なる種類の半組立体で作製した母線の接着特性の評価を実行し、その結果を下の表１に再現した。試料１には絶縁した半組立体（複数形）を使用したが、その場合に２つの母線半組立体、すなわち、「Ａ」および「Ｂ」は、白色不透明のポリエステル絶縁体とＲｏｇｅｒｓ社のＩｎｄｕｆｌｅｘ（登録商標）ＬＧ４００５のような絶縁体との組合せで絶縁した。絶縁半組立体を積層するために、Ｈａｒｄｏ−ＧｍｂＨ社のＰＵＲロール塗布機械を使用して、Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社の７０８．１ポリウレタンベース反応性ホットメルト接着剤の１平方メートル当たり７２グラム（ｇ／ｍ2）の層を、事前加工した２ｍｍ厚さの不織ガラス強化ポリエステル誘電体層の片側に塗布した。この機械の塗布ロールを１２０℃の温度および毎分５メートル（ｍ／分）の速度に設定した。接着剤を塗布する前に、誘電体層を５０℃の温度まで５分間予熱した。
【００３１】
次いで誘電体層の接着剤塗布側をシリコーン塗布剥離紙の予め切断した層で被覆し、かつロール塗布機械を再度通り抜けることによって接着剤の第２の層を誘電体層の反対側に塗布した。次いで剥離紙を引き剥がして、接着剤を塗布した誘電体層を位置合わせ取付け具中で半組立体Ａの表面上に慎重に配置した。取付け具を使用して半組立体Ｂを誘電体層の上に位置決めし、母線全体を非加熱の０．６メートル（ｍ）×０．６ｍの空気圧式圧盤プレス機の中に配置した。このプレス機を母線表面に対して７バール（０．７ＭＰａ）の圧力で２分間閉じた。
【００３２】
仕上がった母線をプレス機から取り出し、ＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して劈開強度を測定した。周囲環境で５日間保管した後；５５℃および９５％相対湿度（ＲＨ）で３週間エイジングした後；および−４０℃から１０５℃の１００熱サイクル後の試験結果を下の表１に示した。
【００３３】
試料２には裸銅金属からなる非絶縁半組立体を使用した。２つの母線半組立体、すなわち、「Ｃ」および「Ｄ」をＫｌｅｉｂｅｒｉｔ社の７０８．１ポリウレタンベース反応性ホットメルト接着剤の７２ｇ／ｍ2の層で積層した。Ｈａｒｄｏ−ＧｍｂＨ社のＰＵＲロール塗布機械を使用して、事前加工した２ｍｍ厚さの不織ガラス強化ポリエステル誘電体層の片側に最初に接着剤を塗布した。この機械の塗布ロールを１１０℃の温度および５ｍ／分の速度に設定した。接着剤を塗布する前に、誘電体層を５０℃の温度まで５分間予熱した。
【００３４】
次いで、誘電体層の接着剤塗布側をシリコーン塗布剥離紙の予め切断した層で被覆し、かつロール塗布機械を再度通り抜けることによって接着剤の第２の層を誘電体層の反対側に塗布した。次いで剥離紙を引き剥がして、接着剤を塗布した誘電体層を位置合わせ取付け具中で半組立体Ｃの表面上に慎重に配置した。取付け具を使用して半組立体Ｄを誘電体層の上に位置決めし、母線全体を非加熱の０．６ｍ×０．６ｍの空気圧式圧盤プレス機の中に配置した。このプレス機を母線表面に対して７バール（０．７ＭＰａ）の圧力で２分間閉じた。
【００３５】
試料３には、試料２に使用したのと同じ方法で母線を作製するために非絶縁の錫メッキ半組立体を使用した。
【００３６】
仕上がった母線をプレス機から取り出して、ＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２に準拠して劈開強度を測定した。周囲環境で５日間保管した後；５５℃および９５％相対湿度（ＲＨ）で３週間エイジングした後；および−４０℃から１０５℃の１００回熱サイクル後の試験結果を下の表１に示した。
【００３７】
【表１】
2010519686.tif 000003
【００３８】
「第２の積層」方法によって生産した母線の接合強度の上限は約１５００ニュートン（Ｎ）である。このような環境試験後の最小許容業界値は１０００Ｎである。表１の結果は、試料１から３が、最小許容業界値と第２の積層母線に関する劈開強度の上限とを共に凌ぐことを示す。
【００３９】
例２
第２の積層母線と比較した、反応性ホットメルト接着剤を含む母線の電気特性の評価を実行し、その結果を下の表２に再現した。部分放電試験は、母線絶縁材料の消滅電圧（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ  ｖｏｌｔａｇｅ）および電流インパルス（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｉｍｐｕｌｓｅｓ）（Ｑ）を測定する。それは、部分放電に関する国際電気標準会議（ＩＥＣ）規格６０２７０の説明にあるように、導体間の不均質な絶縁材料または電位欠陥（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｅｆｅｃｔｓ）の重要な尺度である。図６に示したように、電圧プロフィルを試験下にある母線の２つの隣接する層の間に印加する。初期試験電圧の設定は、部分放電を誘発するには高すぎる。次いで、消滅電圧を求めかつ部分放電（ＰＤ）試験電圧を設定するために、電圧を下げる。ＰＤ試験電圧におけるＰＤ水準（ｌｅｖｅｌ）は、１０ピコクーロン（ｐＣ）が絶縁材料の中に欠陥を発生させることがない原理上の（ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）部分放電であるので、これを下回るべきである。
【００４０】
試料４では、Ｄｕｐｏｎｔ社のＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）３３９ポリエステルフィルムとＲｏｇｅｒｓ社のＩｎｄｕｆｌｅｘ（登録商標）ＬＧ４００５との組合せで、２つの母線半組立体、すなわち、「Ａ」および「Ｂ」を絶縁した。Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社の７０８．１ポリウレタンベース反応性ホットメルト接着剤を使用して絶縁半組立体を積層したが、その場合に１２０℃および５ｍ／分の速度に設定したＨａｒｄｏ−ＧｍｂＨ社のＰＵＲロール塗布機械を使用して、事前加工した２ｍｍ厚さの不織ガラス強化ポリエステル誘電体層の片側に接着剤の７２ｇ／ｍ2の層を塗布した。接着剤を塗布する前に、誘電体層を５０℃の温度まで５分間予熱した。
【００４１】
次いで誘電体層の接着剤塗布側をシリコーン塗布剥離紙の予め切断した層で被覆し、かつロール塗布機械を再度通り抜けることによって接着剤の第２の層を誘電体層の反対側に塗布した。次いで剥離紙を引き剥がして、接着剤を塗布した誘電体層を位置合わせ取付け具中で半組立体Ａの表面上に慎重に配置した。取付け具を使用して半組立体Ｂを誘電体層の上に位置決めし、母線全体を非加熱の０．６ｍ×０．６ｍの空気圧式圧盤プレス機の中に配置した。このプレス機を母線表面に対して７バール（０．７ＭＰａ）の圧力で２分間閉じた。
【００４２】
仕上がった母線をプレス機から取り出して、２．５５キロボルト（ｋＶ）のＰＤ試験電圧で部分放電を測定し、１０ｐＣの最大許容ＰＤ水準をかなり下回る、０．４５ｐＣのＰＤ水準を示した。
【００４３】
現在の第２の積層技術を使用して生産した母線に関して比較試料Ａを実施した。この試料では、上で説明した新規の母線に使用されたものと同一の、Ｄｕｐｏｎｔ社のＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）３３９ポリエステルフィルムとＲｏｇｅｒｓ社のＩｎｄｕｆｌｅｘ（登録商標）ＬＧ４００５との組合せで、２つの母線半組立体、すなわち、「Ｃ」および「Ｄ」を絶縁した。第２の積層の打抜き切断したＲｏｇｅｒｓ社のＩｎｄｕｆｌｅｘ  ＬＧ−４００７熱可塑性フィルム接着剤を使用して絶縁半組立体を積層したが、その場合に、事前加工した２ｍｍ厚さの不織ガラス強化ポリエステル誘電体層と形状が同一であるように、１６０μｍ厚さの熱可塑性フィルム接着剤の２層を事前加工した。
【００４４】
位置合わせ取付け具の中に半組立体Ｃを配置し、続いて事前加工した接着剤フィルムの層、誘電体層、そして最後に事前加工した接着剤フィルムの第２の層を配置した。取付け具を使用して、事前加工した接着剤フィルムの第２の層上に半組立体Ｄを位置決めして、１２０℃の温度に加熱した圧盤プレス機の中に母線を配置した。このプレス機を母線表面に対する５バール（０．５ＭＰａ）の圧力で３０分間閉じた。
【００４５】
仕上がった第２の積層母線をプレス機から取り出して、上の試料４のように同じ２．５５ｋＶのＰＤ試験電圧で部分放電を測定した。比較試料Ａは０．８４ｐＣのＰＤ水準を示した。下の表２に、第２の積層母線と反応性ホットメルト接着剤母線との部分放電比較を示す。
【００４６】
【表２】
2010519686.tif 000004
【００４７】
第２の積層母線のＰＤ水準は、部分放電に関する最大許容値をかなり下回るが、試料４で説明した反応性ホットメルト接着剤接合母線が示した水準値の２倍近くである。
【００４８】
例３
第２の積層母線と比べた、さまざまな反応性ホットメルト接着剤接合母線の落下試験成績の評価を実行し、その結果を下の表３に再現した。落下試験は、母線を１．２ｍの高さからコンクリートの床の上に落すことからなる。「層間剥離が発生する前の落下」の回数を記録する。一般的に、母線は高性能用途に使用するのに適切であるために、層間剥離を伴うことなく少なくとも１回の落下に耐えることが求められる。周囲環境条件で５日間の保管後；５５℃および９５％ＲＨで３週間後；および−４０℃から１０５℃の１００サイクル後に試料母線の落下試験を行った。
【００４９】
試料５および比較試料Ｂには、Ｒｏｇｅｒｓ社のＩｎｄｕｆｌｅｘ（登録商標）ＬＧ４００５絶縁体で絶縁することによって絶縁半組立体に形成した事前加工の裸銅棒材（ｂａｒｓ）を使用した。試料５を形成するために、上で試料１に関して説明した方法によって、Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社の７０８．１ポリウレタンベース反応性ホットメルト接着剤を使用して１対の半組立体を一体に積層した。比較試料Ｂを形成するために、上で比較試料Ａに関して説明した第２の積層方法によって、ＬＧ−４００７熱可塑性フィルム接着剤を使用して第２の対の半組立体を一体に積層した。
【００５０】
事前加工した裸銅棒材を再び使用して、別の組の試料を作製したが、今度は、導電棒材をＤｕｐｏｎｔ社のＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）３３９ポリエステル絶縁体で絶縁することによって、これらの棒材を絶縁半組立体に形成した。試料６を形成するために、上で試料１に関して説明した方法によって、Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社の７０８．１ポリウレタンベース反応性ホットメルト接着剤を使用して１対の半組立体を一体に積層した。比較試料Ｃを形成するために、比較試料Ａに関して上で説明した第２の積層方法によって、ＬＧ−４００７熱可塑性接着剤フィルムを使用して第２の対の半組立体を一体に積層した。
【００５１】
温度および湿度に曝した、および熱サイクルにかけた後の各母線の落下試験成績に関する結果を下の表３に示す。
【００５２】
【表３】
2010519686.tif 000005
【００５３】
表３で分かるように、両方の反応性ホットメルト接着剤接合母線の落下試験成績は第２の積層母線よりも優れていた。Ｄｕｐｏｎｔ社のＭｅｌｉｎｅｘ３３９ポリエステル絶縁体を使用すると、透明のＰＥＴ絶縁体相当物（ｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔ）に対して比較試料Ｃの落下試験成績を向上させたが、反応性ホットメルト接着剤接合試料６は依然として比較試料Ｃを凌いだ。
【００５４】
例４
反応性ホットメルト接着剤接合母線に関して、劈開強度に対する接着剤層の厚さの評価およびその結果を図７に例示する。上で試料１に関して説明した方法によって一連の反応性ホットメルト接着剤接合母線を製造したが、Ｋｌｅｉｂｅｒｉｔ社の７０８．１ポリウレタンベース反応性ホットメルト接着剤の坪量（ｂａｓｉｓ  ｗｅｉｇｈｔ）を３５ｇ／ｍ2から９４．５ｇ／ｍ2まで変えた。次いで、ＡＳＴＭ  Ｄ−１０６２を使用して、一連のさまざまな接着剤厚さの母線を劈開強度に関して試験した。図７に示したように、反応性ホットメルト接着剤層の坪量が約４５ｇ／ｍ2を超え約９２．５ｇ／ｍ2までのとき、３０００Ｎを超える劈開強度を実現する。これは反応性ホットメルト接着剤に関する最適坪量であり、それを図７に例示する。
【００５５】
本明細書で使用した「第１の」、「第２の」等という用語は、順番、数量、または重要度をいずれも意味するものではなく、１つの要素を別の要素から区別するために使用するものである。不定冠詞（ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ  ”ａ”  ａｎｄ  ”ａｎ”）は数の限定を意味するものではなく、言及した品目の少なくとも１つが存在することを意味するものである。数量と関連して使用した「約」という修飾語は、明記した値を包含するものであり、文脈が求める意味を有するものである（たとえば、特定の数量の測定に伴う誤差の程度を含む）。本明細書の中で開示したすべての値域は、明記した端点を包含するものであり、かつ独立して組合せ可能である。すべての参照文献を参照によってその全体を本明細書に組み込む。
【００５６】
例示的な実施形態を参照することによって本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな変更が実施可能であり、かつその要素に均等物の代用が可能であることを当業者は理解しよう。さらには、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対して特定の状況または材料を適合させるために数多くの変形が実施可能である。したがって、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示した特定の実施形態に本発明を限定しようとするものではない。
【図１】
2010519686.tif 000006
【図２】
2010519686.tif 000007
【図３】
2010519686.tif 000008
【図４】
2010519686.tif 000009
【図５】
2010519686.tif 000010
【図６】
2010519686.tif 000011
【図７】
2010519686.tif 000012
【国際調査報告】
2010519686.tif 000013
2010519686.tif 000014