(57)【要約】  本発明は、導体および電気絶縁部分を電気装置構成要素から取り外して、これらの装置を、新しい絶縁体および電気導体により修復できるように改良された方法に関する。本発明は、より効率的かつ環境にやさしい修復を可能とする特別な積層電気絶縁部分を有する、電気巻線支持体、積層電気絶縁部分、電気導体および封入樹脂を有する電気装置構成要素にも関する。
2010528571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気巻線支持体、積層電気絶縁部分、電気導体および封入樹脂を有する電気装置構成要素を修復する方法であって、
ａ）前記装置構成要素を加熱して前記積層電気絶縁部分を軟化させ、応力を加えたときに前記部分が剥離されるようにする工程と、
ｂ）前記電気導体を前記装置構成要素から引っ張るか、または剥がすことにより、前記加熱した積層電気絶縁部分に応力を加えて、前記電気絶縁部分を剥離し、前記電気絶縁部分の一部と共に前記電気導体を取り外す工程と、
ｃ）前記装置構成要素をさらに加熱して、前記封入樹脂と、前記電気巻線支持体に存在する残りの電気絶縁部分材料の両方を熱分解する工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記積層電気絶縁部分が、熱可塑性フィルムと少なくとも１枚の繊維状シートとを含み、
前記フィルムが、前記繊維状シートの構成要素または前記フィルムの表面上の構成要素のうちのいずれかである熱可塑性ポリマーのサーマルボンドにより、前記繊維状シートに取り付けられており、
前記熱可塑性ポリマーの融点が、前記繊維状シート中の他のポリマー成分の融点および前記熱可塑性フィルムの融点の両方より１５℃低く、
前記電気絶縁部分の絶縁破壊電圧が少なくとも３キロボルトであり、表面の動的摩擦係数が０．２５以下である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繊維状シートが不織シートである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記積層電気絶縁部分が、
それぞれ複数のポリマーでできた多成分ポリマー繊維を含む２枚の不織シート間に配置され、近接して取り付けられた熱可塑性フィルムを含み、
前記複数のポリマーは、少なくとも第１のポリマーおよび第２のポリマーを有し、前記第１のポリマーの融点が、前記第２のポリマーおよび前記フィルムより少なくとも１５℃低く、
前記熱可塑性フィルムが、前記不織シート中前記第１のポリマーにより前記不織シートに取り付けられており、
前記電気絶縁部分の絶縁破壊電圧が少なくとも３キロボルトであり、表面の動的摩擦係数が０．２５以下である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ａ）電気巻線支持体と、
ｂ）積層電気絶縁部分と、
ｃ）電気導体と、
ｄ）ａ）、ｂ）およびｃ）を含浸および／または封入するための樹脂と
を含み、前記積層電気絶縁部分が、熱可塑性フィルムと少なくとも１枚の繊維状シートとを含み、
前記フィルムが、前記繊維状シートの構成要素または前記フィルムの表面上の構成要素のうちのいずれかである熱可塑性ポリマーのサーマルボンドにより、前記繊維状シートに取り付けられており、
前記熱可塑性ポリマーの融点が、前記繊維状シート中の他のポリマー成分の融点および前記熱可塑性フィルムの融点の両方より１５℃低く、
前記電気絶縁部分の絶縁破壊電圧が少なくとも３キロボルトであり、表面の動的摩擦係数が０．２５以下である、電気装置構成要素。
【請求項６】
前記積層電気絶縁部分が、２枚の繊維状シートを含み、前記熱可塑性フィルムが、２枚の繊維状シート間に配置され、近接して取り付けられている請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項７】
前記繊維状シートが不織シートである請求項６に記載の電気装置構成要素。
【請求項８】
前記電気巻線支持体がステータまたはロータである請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項９】
前記電気絶縁部分がスロットライナ、スロットクロージャ、ウェッジまたはスティックである請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項１０】
前記電気絶縁部分が、前記電気絶縁部分および樹脂の総重量に基づいて、１０〜５０重量パーセントの量で存在するマトリックス樹脂をさらに含む請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項１２】
前記熱可塑性フィルムがポリエステルフィルムである請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項１３】
前記第１の熱可塑性ポリマーがコポリマーまたはターポリマーであり、前記第２の熱可塑性ポリマーがホモポリマーである請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項１４】
前記繊維状シートが、
複数のポリマーでできた多成分ポリマー繊維の形態で存在する第１および第２のポリマー成分を含み、
前記繊維状シート中の前記第１のポリマー成分の融点が、前記繊維状シート中の第２のポリマー成分の融点および前記熱可塑性フィルムの融点の両方より１５℃低い、請求項５に記載の電気装置構成要素。
【請求項１５】
前記積層体が、２枚の繊維状シートを含み、前記熱可塑性フィルムが、２枚の繊維状シート間に配置され、近接して取り付けられている請求項１３に記載の電気装置構成要素。
【請求項１６】
前記繊維状シートが不織シートである請求項１３に記載の電気装置構成要素。
【請求項１７】
前記電気絶縁部分がスロットライナ、スロットクロージャ、ウェッジまたはスティックである請求項１３に記載の電気装置構成要素。
【請求項１８】
前記多成分ポリマー繊維がシース／コア構造を有し、前記シースが前記第１のポリマーを有し、前記コアが前記第２のポリマーを有する請求項１３に記載の電気装置構成要素。
【請求項１９】
前記多成分ポリマー繊維が並列構造を有し、片側が前記第１のポリマーを有し、反対側が前記第２のポリマーを有する請求項１３に記載の電気装置構成要素。
【請求項２０】
前記第１のポリマーがコポリマーまたはターポリマーであり、前記第２のポリマーがホモポリマーである請求項１３に記載の電気装置構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体および電気絶縁部分を電気装置構成要素から取り外して、これらの装置を、新しい絶縁体および電気導体により修復できるように改良された方法に関する。本発明は、より効率的かつ環境にやさしい修復を可能とする特別な積層電気絶縁部分を有する、電気巻線支持体、積層電気絶縁部分、電気導体および封入樹脂を有する電気装置構成要素にも関する。
【背景技術】
【０００２】
電気業界にとって重要なのは、モータおよびジェネレータ等の電気装置を修復する方法であり、古い、不良または欠陥のある配線をステータまたはロータ等の電気装置構成要素から取り外して、新たな配線を適所に配置し、試験し、継続使用を保証することである。
【０００３】
例えば、電気装置構成要素がステータの場合には、ステータの絶縁スロットにおいて、配線がステータ周囲に巻き付けられている。配線をステータに機械的に結合するために、巻線配線と、様々な種類の電気絶縁部分、例えば、スロットライナ、カバーライナ、ウェッジ等の組み合わせを用いて、できる限り多くのスロットが物理的に充填される。
【０００４】
巻線配線と電気絶縁部分を含む組み立てたステータを、空隙による絶縁破壊を低減するために、熱硬化性ワニスまたはマトリックス樹脂で含浸して、スロット中できる限り多くの空間を充填する。これにより、溶融せず、溶媒で容易に取り外せないステータに材料の固体塊が形成される。従って、配線をステータから取り外す前に、修復装置は、ワニスおよび／またはマトリックス樹脂および電気絶縁体を含めた有機成分全てを、分解、すなわち、燃やさなければならない。
【０００５】
Ｔｅｃｈ  Ｎｏｔｅ  Ｎｏ１６−９９９のＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＥＡＳＡ）には、有機コアプレートの場合は３６０℃までの温度、無機コアプレートの場合には４００℃までの温度で、オーブンにて行われるこの方法が記されている。また、このＴｅｃｈ  Ｎｏｔｅでは、電気装置構成要素の過熱は、修理したモータの将来の性能に非常に悪いこともあると強調されている。Ｓｅｒｇｅｎｔによる米国特許第３，２５０，６４３号明細書にも、過熱により生じる問題が開示されている。これら電気装置構成要素を燃焼する方法は、通常、最大で８時間を要し、非常に高コストとなり得るエネルギー消費に加えて、潜在的に有害な排ガスを大量に生成する。また、過熱は、スロットが完全に充填されているために生じることから、燃焼中の均一な熱質量交換プロセスがほとんど不可能である。従って、燃焼時間が短くするか、エネルギー消費を少なくするか、排ガスの生成を少なくするか、または部品が過剰の熱を受ける可能性を低減するいずれかの方法において改良が望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電気巻線支持体、積層電気絶縁部分、電気導体および封入樹脂を有する電気装置構成要素を修復する方法であって、
ａ）装置構成要素を加熱して積層電気絶縁部分を軟化させ、応力を加えたときに部分が剥離されるようにする工程と、
ｂ）電気導体を装置構成要素から引っ張るか、または剥がすことにより、加熱した積層電気絶縁部分に応力を加えて、電気絶縁部分を剥離し、電気絶縁部分の一部に沿って電気導体を取り外す工程と、
ｃ）装置構成要素をさらに加熱して、封入樹脂と、電気巻線支持体に存在する残りの電気絶縁部分材料の両方を熱分解する工程と
を含む方法に関する。
【０００７】
本発明はまた、ａ）電気巻線支持体と、ｂ）積層電気絶縁部分と、ｃ）電気導体と、ならびにａ）、ｂ）およびｃ）を含浸および／または封入するための樹脂とを含み、積層電気絶縁部分が、熱可塑性フィルムと少なくとも１枚の繊維状シートとを含み、フィルムが、不織シートの構成要素またはフィルム表面上の構成要素のうちのいずれかである熱可塑性ポリマーのサーマルボンドにより、繊維状シートに取り付けられており、熱可塑性ポリマーの融点が、繊維状シート中の他のポリマー成分の融点および熱可塑性フィルムの融点の両方より１５℃低く、電気絶縁部分の絶縁破壊電圧が少なくとも３キロボルトであり、表面の動的摩擦係数が０．２５以下である、電気装置構成要素にも関する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電気装置の絶縁スロットの図である。
【図２】電気装置の絶縁スロットの図である。
【図３】ステータとして知られる電気装置の図である。
【図４】ステータと共に絶縁部分および電気導体を示すステータの図である。
【図５】一実施例の積層電気絶縁部分についての温度が剥離に与える影響のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、導体および電気絶縁部分を電気装置構成要素から取り外して、これらの装置を、新しい絶縁体および導体により修復できるように改良された方法に関する。
【００１０】
具体的に、本発明は、電気巻線支持体、積層電気絶縁部分、電気導体および封入樹脂を有する電気装置構成要素を修復する方法であって、
ａ）装置構成要素を加熱して積層電気絶縁部分を軟化させ、応力を加えたときに部分が剥離されるようにする工程と、
ｂ）電気導体を装置構成要素から引っ張るか、または剥がすことにより、加熱した積層電気絶縁部分に応力を加えて、電気絶縁部分を剥離し、電気絶縁部分の一部に沿って電気導体を取り外す工程と、
ｃ）装置構成要素をさらに加熱して、封入樹脂と、電気巻線支持体に存在する残りの電気絶縁部分材料の両方を熱分解する工程と
を含む方法に関する。
【００１１】
この新たな方法の主な点は、電気装置構成要素組立体の電気絶縁部分、例えば、スロットライナおよびウェッジが、フィルムの少なくとも片側が、加熱すると軟化する熱可塑性材料を有する不織布にサーマルボンドされているフィルムおよび不織シートを含む積層材料からできている場合には、電気装置構成要素を、熱可塑性材料の軟化点まで加熱するだけで、構造を脆弱化して電気導体巻線をスロットから取り外せるようにすることを実現することである。
【００１２】
従って、第１のプロセス工程は、積層電気絶縁部分を軟化させるために、装置構成要素を加熱し、応力が加わると、その部分が剥離されるようにするものである。好ましい一実施形態において、これは、熱可塑材をメルトフローせずに行われる。
【００１３】
第２のプロセス工程は、電気導体を装置構成要素から引っ張るか、または剥がすことにより、積層電気絶縁部分に応力を加えて、電気絶縁部分を剥離し、電気絶縁部分の一部に沿って電気導体を取り外すものである。このようにすると、多くの場合、電気絶縁体の半分も巻線と共に取り外される。電気絶縁体を博するのに適切な力を電気導体または巻線に加えるのであれば、任意の所望の方法で応力を加えることができる。
【００１４】
電気装置構成要素（例えば、ステータ）を、中程度の温度まで加熱して、熱可塑材を脆弱化させ、巻線および絶縁部分の一部を取り外した後、電気装置構成要素をさらに加熱して、有機材料の残りを燃やす。すなわち、装置構成要素をさらに加熱して、封入樹脂と、電気巻線支持体に存在する残りの電気絶縁部分の両方を熱的に分解する。大量の電気絶縁体およびマトリックス樹脂および／またはワニスの予備除去のために、電気装置構成要素の残渣有機材料の量がはるかに少なくなり、スロットが新たに開くため、分解が容易になる。少量の材料を除去しなければならないだけであるため、関連の排ガスの量も低減する。また、巻線および電気絶縁部の一部をスロットから除去することにより、スロットが部分的に開くため、過熱による電気装置構成要素の損傷の可能性も低くなり、オーブン中の熱風とスロット中の残渣材料間の熱および質量移動が良好になされる。その結果、より効率的でより環境にやさしい修復プロセスが達成される。
【００１５】
好ましい実施形態において、第１のプロセス工程では、電気装置構成要素を、絶縁体中の低融点ポリマーの融点より約５０℃〜７０℃低い温度まで加熱することにより、積層電気絶縁体中のポリマーを軟化させることで十分である。この温度レベルで、不織シートとフィルム間の結合強度は非常に弱くなり、通常、室温での元の結合または剥離強度の僅か約１０〜１５％となり、スロットから導体または配線を引っ張ることができる。他の好ましい実施形態において、加熱には、ポリマーのフローは全く付随しない。積層部分またはフィルムのいずれかが実際に溶融すると、ポリマーのフローによって、粘着性となり、除去の困難な大量の溶融ポリマーといった厄介な問題が生じ得る。
【００１６】
電気装置構成要素は、電気巻線支持体、積層電気絶縁部分、電気導体および封入樹脂を含む。電気巻線支持体とは、巻線または導体を受けるように特別に設計されたモータまたはジェネレータまたはその他電気装置の部分を意味する。一実施形態において、電気巻線支持体は、巻かれた巻線を受ける特別の形状のスロットまたはその他領域を備えている。通常、かかる電気巻線支持体は、金属でできており、典型的な電気巻線支持体は、ロータとステータを有している。
【００１７】
多くの好ましい実施形態において、ロータとステータは両方とも、コイルまたは巻線の形態で、電気導体で充填されたスロットを有する。スロット中の導体は、ロータまたはステータの金属から、積層電気絶縁部分（例えば、スロットライナ）により絶縁されていて、スロット封止部、ウェッジおよびスティックを備えたスロットの上部から保護および固定されている。
【００１８】
積層電気絶縁部分とは、熱可塑性材料を含む少なくとも１枚のフィルムと少なくとも１枚の繊維状シートの積層体により作製された電気絶縁体を意味し、フィルムは、不織シートの構成要素またはフィルムの表面上の構成要素のうちのいずれかである熱可塑性ポリマーのサーマルボンドにより、繊維状シートに取り付けられている。この熱可塑性ポリマーの融点は、繊維状シート中の他のポリマー成分の融点および熱可塑性フィルムの融点の両方より少なくとも１５℃低い。フィルムと繊維状シートをサーマルボンドするのに用いる熱可塑性ポリマーは、最初は、繊維状シートの構造中または熱可塑性フィルム表面とすることができる。
【００１９】
繊維状シートとは、あらゆる織布、編布または不織布構造を意味する。「織布」とは、任意の織り糸で、すなわち、少なくとも２本の糸を典型的には直角に織り合わせる、または織り込むことにより、作製された布帛を意味する。通常、かかる布帛は、縦糸と呼ばれる１組の糸を、ウェフト横糸と呼ばれる他の組の糸と織り合わせることにより作製される。織布は、平織り、クロウフット織り、斜子織り、サテン織り、斜文織り、非平衡織り等、実質的にいかなる織り方とすることもできる。平織りが最も一般的である。「編布」とは、縦編み（例えば、トリコット、ミラネーゼまたはラッシェル）および横編み（例えば、円形または平坦）等１本以上の糸の一連のループを、ニードルまたはワイヤによりインターロックすることにより製造可能な構造を意味する。
【００２０】
好ましい一実施形態において、繊維状シートは不織布である。「不織布」とは、織ったり編んだりせずに、（ｉ）繊維の少なくとも一部の機械的インターロック、（ｉｉ）繊維の少なくとも一部の溶融または（ｉｉｉ）バインダー材料の使用による繊維の少なくとも一部の結合のいずれかにより併せて保持される製造可能な可撓性シート材料を形成する繊維の網目構造を意味する。不織布には、単方向布帛、フェルト、スパンレース布、ハイドロレース布、スパンボンド布、メルトブローン布等が挙げられる。不織布は、エアレイド不織布、ウェットレイド不織布または梳綿機からできた不織布をはじめとする従来の不織シート作製方法により作製することができる。かかる作製されたシートは、スパンレース、ハイドロレース、ニードルパンチまたは不織シートを生成できるその他の方法により、布帛へと固定できる。米国特許第３，５０８，３０８号明細書および米国特許第３，７９７，０７４号明細書に開示されたスパンレースプロセスならびに米国特許第２，９１０，７６３号明細書および米国特許第３，６８４，２８４号明細書に開示されたニードルパンチプロセスが、不織布およびフェルトの製造に有用な当該技術分野に周知の従来の方法の例である。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、積層電気絶縁部分は、多成分繊維でできた不織シートを用いる。多成分繊維とは、繊維が２種類以上のポリマーで構成されていることを意味する。好ましい一実施形態において、繊維は二成分であり、すなわち、シース−コア配列か並列配列のいずれかの２種類の熱可塑性ポリマーでメルトスパンされている。「２種類以上のポリマー」という言い回しには、異なる化学構造を有するポリマーだけでなく、同様の構造だが、異なる融点を有するポリマーも含まれる。例えば、好ましい一実施形態は、シースがポリエステルコポリマーまたはターポリマーで、コアがポリエステルホモポリマーであるシース／コア繊維でできた不織シートである。多成分繊維中のポリマーの１つの融点が、繊維中の他のポリマーとフィルムの融点の両方より少なくとも１５℃低いのであれば、いかなる組み合わせのポリマーを用いてもよい。さらに、一実施形態において、低融点ポリマーが繊維の表面に存在していれば、ポリマーは任意の方法で多成分繊維に配列することができる。好ましい実施形態において、低融点ポリマーがシース／コア繊維のシースを形成し、高融点ポリマーがコアを形成する。
【００２２】
ステープル形態で、多成分繊維のみからシートを形成する方法をはじめとする、多成分繊維を有する不織シートを形成する任意の不織方法を用いることができる。かかるステープル繊維不織布は、繊維の梳綿、ガーネッティング、エアレイまたはウェットレイをはじめとする当該技術分野において公知の数多くの方法により作製することができる。ステープル繊維の１フィラメント当たりのデニールは約０．５〜６．０、繊維長は約０．６ｃｍ〜１０ｃｍであるのが好ましい。
【００２３】
ある実施形態において、不織シート中の繊維は、通常、フィラメントの意図的な切断は全くせずに、シートへと直接紡糸された連続フィラメントである。ある好ましい実施形態において、不織シートは、スパンボンディングやメルトブローン等、当該技術分野に公知の連続フィラメント熱可塑性ウェブの紡糸および固定化に用いる方法から作製される。積層部分を作製するのに好適な多成分スパンボンドまたはメルトブローンウェブは、例えば、Ｂａｎｓａｌらによる米国特許第６，５４８，４３１号明細書に記載されたような当該技術分野に公知の方法を用いて作製することができる。好ましい一実施形態において、Ｒｕｄｉｓｉｌｌらによる米国特許第５，８８５，９０９号明細書に開示されたように、多数の孔を有する紡糸ビームから、繊維を可動水平ベルト上にメルトスピニングすることにより、多成分繊維は不織シートに組み込まれる。ある実施形態において、不織布を作製するのに好適な連続フィラメントウェブは、好ましくは、１フィラメント当たりのデニールが約０．５〜２０の連続フィラメントを含み、ある実施形態においては、１フィラメント当たりの好ましいデニール範囲は約１〜５である。
【００２４】
積層体に用いる不織シートの好ましい形態は、軽くサーマルボンドされたシートである。かかる軽くサーマルボンドされたシートは、例えば、低ニップ圧（１００〜３００Ｎ／ｃｍ）、低溶融ポリマーの融点よりはるかに低い温度を用いて、エンボスロールとアンビルロールとの間のニップにおけるスパンシートのサーマルボンドにより、作製することができる。かかる技術は、Ｂａｎｓａｌらによる米国特許出願公開第２００５／０１３５４５号明細書、Ｂａｎｓａｌら、に記載されている。得られるシート構造は、十分なバルクおよび最終製品に十分な結合強度で積層される形成性を保持しつつ、後の処理にとって十分な機械的完全性を有する。
【００２５】
不織シートの多成分繊維は、繊維中の最低融点繊維ポリマーと最高融点ポリマーの差が少なくとも１５℃で、最低融点のポリマーの融点が、フィルムの融点より少なくとも１５℃低ければ、異なるポリエステルおよびコ−ポリエステル、ポリ（フェニレンスルフィド）およびポリエステルの組み合わせ等を含むことができる。これによって、最終不織布が、最終積層構造に良好な引き裂き特性を与えるのに貢献する。ある実施形態において、ポリマーの融点の差は、約１５℃〜１００℃、他の実施形態において、ポリマーの融点の差は、約１５℃〜５０℃である。ある実施形態において、低融点ポリマーは、個々の多成分フィラメントに約１０〜５０重量パーセントで存在する。１０重量パーセント未満の低融点ポリマーが多成分繊維中に存在する場合、これは、不織布をフィルムに完全かつ均一に結合するのに十分な量のポリマーではないと考えられる。５０重量パーセントを超える量だと、最終積層構造の引き裂き特性、および電気装置に挿入されながら、ワニスまたはマトリックス樹脂で含浸される能力に悪影響を及ぼすと考えられる。多成分繊維中の低融点ポリマーの実際のパーセンテージに関わらず、好ましい実施形態において、この低融点ポリマーは、多成分繊維の軸に沿って均一に分配されて、不織シート表面にある不織シートの繊維はいずれも、フィルムとの結合に利用できる低融点ポリマーを有するようにする。
【００２６】
単層不織構造が好ましい実施形態であるが、フィルムと接触している多層不織布の層が、前述した多成分繊維でできているのであれば、多層不織布を用いることができる。不織シートの坪量および厚さは重要でなく、最終積層体の最終用途に応じて異なる。ある好ましい実施形態において、坪量は１平方メートル当たり６０〜１００グラムであり、積層構造中の不織シートの最終厚さは７５〜１２５マイクロメートルである。多成分繊維を形成するポリマー成分は、染料、顔料、酸化防止剤、紫外線安定剤、スピン仕上げ等従来の添加剤を含むことができる。
【００２７】
熱可塑性フィルムは、ポリエステル、ポリアミド、ポリ（フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ）および／またはその他熱可塑性材料から作製することができる。熱可塑性フィルムは、均一な材料とする、または異なる層に異なる熱可塑材のある積層構造とすることができる。ある実施形態において、好ましいポリエステルとしては、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレート）および液晶ポリエステルが挙げられる。
【００２８】
ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）は、様々なコモノマーを含み、例えば、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリ（エチレングリコール）、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸等が挙げられる。これらのコモノマーに加えて、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリメチロールプロパン、トリメチロールオエタンおよびペンタエリスリトール等の分岐剤を用いることができる。ポリ（エチレンテレフタレート）は、テレフタル酸、その低級アルキルエステル（例えば、ジメチルテレフタレート）およびエチレングリコール、これらのブレンドまたは混合物のいずれかから公知の重合技術により得ることができる。ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）は、２，６−ナフタレンジカルボン酸およびエチレングリコールから公知の重合技術により得ることができる。ある有用なＰＥＮ繊維は、帝人株式会社よりＴｅｏｎｅｘ（登録商標）という商品名で販売されている。市販のＰＥＴおよびＰＥＮフィルムとしては、ＤｕＰｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  Ｆｉｌｍｓより販売されているＭＹＬＡＲ（登録商標）およびＴＥＯＮＥＸ（登録商標）フィルムがそれぞれ例示される。
【００２９】
「液晶ポリエステル」（ＬＣＰ）とは、米国特許第４，１１８，３７２号明細書に記載されているとおり、ＴＯＴ試験またはその任意の適正な修正版を用いて試験したとき異方性であるポリエステルを意味する。液晶ポリエステルのある好ましい形態は、「全芳香族」、すなわち、ポリマー主鎖中の基の全てが芳香族（エステル基等の結合基以外）で、芳香族でない側鎖が存在している。フィルムおよびフィルム種類について可能なＬＣＰの組み合わせは、例えば、Ｊｅｓｔｅｒらによる米国特許第５，２４８，５３０号明細書に記載されている。ＰＰＳフィルムの市販の一例を挙げると、Ｔｏｒａｙ  Ｃｏｍｐａｎｙより販売されているＴＯＲＥＩＬＩＮＡ（登録商標）フィルムである。
【００３０】
その他の材料、特に、熱可塑性組成物によくあるものや用いられるものが、フィルムに存在していてもよい。これらの材料は、好ましくは、化学的に不活性で、使用中の操作環境で適切に熱的に安定でなければならない。かかる材料としては、例えば、フィラー、強化剤、顔料および核剤のうち１つ以上が挙げられる。その他のポリマーが存在していて、ポリマーブレンドを形成してもよい。ある実施形態において、組成物は、約１〜約５５重量パーセントのフィラーおよび／または補強剤、より好ましくは約５〜約４０重量パーセントのこれらの材料を含むことができる。
【００３１】
一実施形態において、熱可塑性フィルムはまた、熱硬化性材料の内側層も含むことができる。例えば、Ｄｕｐｏｎｔより販売されているＫＡＰＴＯＮ（登録商標）ＥＫＪフィルムは、熱可塑性ポリイミド外側層と、構造の内側に熱硬化性ポリイミド層を有している。
【００３２】
電気絶縁部分に使用するには、熱可塑性フィルムは、適正な結晶化度、相当な剛性およびその他機械的特性、そして、積層電気絶縁部分に必要とされる熱安定性を有さない、単に、不織シート上のポリマーコーティングまたは押出し物でない、本当のフィルムである必要がある。ある好ましい実施形態において、フィルムは二軸延伸フィルムである。かかるフィルムは、好ましい配向を有する必要はなく、全方向にほぼ同じ剛性を有し、さらに、引き裂きに対して弱い方向がない。熱可塑性フィルムの融点は、系中の最低溶融ポリマーの融点より少なくとも１５℃高くなければならない。これによって、熱積層プロセス中適切な温度差が与えられて、良好な結合が形成され、フィルムの大幅な収縮や反りは全く生じず、その内部構造ならびに対応の物理および機械的特性は妨げられない。
【００３３】
熱可塑性フィルムの初期係数は少なくとも０．８Ｐａであり、厚さに沿って、フィルムの必要な剛性が与えられる。好ましい一実施形態において、フィルムの初期係数は、少なくとも２ＧＰａである。
【００３４】
熱可塑性フィルムは、積層電気絶縁部分において、少なくとも１枚の繊維状シート、好ましい実施形態においては２枚の繊維状シート間に配置され、近接して取り付けられている。これによって、積層電気絶縁部分は、電気装置に設置される前に、または装置に設置された後のいずれかに、マトリックス樹脂で含浸される。熱可塑性フィルムは、系（積層構造）において低融点ポリマーによってのみ繊維状シートに取り付けられている。
【００３５】
好ましい一実施形態において、繊維状シートは、多成分フィラメントからなり、低融点ポリマーが、これらのフィラメント表面で、熱および任意で圧力を加えることにより、結合に利用可能であり、フィルムと接触している表面繊維の実質的に全てがフィルムと結合して、不織シートの引き裂き抵抗および堅固性を維持しながら、不織シートとフィルム間に優れた、より均一な完全なサーマルボンドとなると思われるものが形成される。接着剤および／または有機溶媒は必要ない。
【００３６】
他の好ましい実施形態において、２枚の繊維状シートをフィルムに取り付ける場合には、同じ程度に取り付ける。これは、フィルムのいずれかの側に、不織シート等の実質的に同一の繊維状シートを用いて、両側に同様の熱および圧力を加えることによりなされる。あるいは、不織シートを異なる程度でフィルムに取り付けることもできるが、実際は、これによりどちらの側の結合が強いか把握しておく必要性が出てくるため、通常望ましくない。
【００３７】
最適な温度および圧力を、不織シートとフィルムの間の接触表面に加えることにより、熱積層プロセスは、バッチまたは連続プロセスで実施できる。あるいは、必要に応じて、プラテンプレスまたは同様の種類の装置を用いて、バッチプロセスを用いることができる。
【００３８】
連続プロセスにおいて、カレンダ加工またはダブルベルトプレスを用いることができる。熱は、圧力を加える前、または圧力を加えるのと同時に、フィルムおよび不織シートに加えることもでき、不織シートおよび／またはフィルムは、圧力および温度を加える前に予熱することができる。
【００３９】
２枚の繊維状シートを次にフィルムに取り付ける場合には、１工程または２工程で行ってよく、まず、片側から結合した後、反対側から結合する。ある好ましい実施形態において、カレンダ加工の好ましい種類は、ソフトニップカレンダ加工であり、各ニップが、１本の硬質金属ロールと１本のコンポジットロールの２本のロールにより形成される。コンポジットロールの典型的な材料としては、脂肪族および芳香族ポリアミドおよび綿（必要な温度および硬度に応じて異なる）が挙げられる。
【００４０】
積層電気絶縁部分は、多くの異なる形態で電気装置に用いることができる。これらの積層電気部分は、電気絶縁体として機能し、スロットにおけるワイヤ挿入、スロットにおける配線の固定および配線の機械的保護を支援する。スロットを備えた最も一般的な２つの電気装置構成要素はロータとステータである。図１は、スロット２を有するかかる装置１の図である。この電気装置構成要素が、電気装置に固定されている場合には、ステータと呼ばれ、この電気装置構成要素が回転すると、ロータと呼ばれる。
【００４１】
これらの部分には、スロットライナ、ウェッジおよび／またはスティック、スロットライナカバーおよび積層体からダイカットされるその他部品が含まれる。部分は、任意の電気装置に用いることができるが、多くの実施形態において、それらは、電気モータおよび発電機に有用であり、図２および３に、電気装置のスロットに用いられる積層電気絶縁部分の典型的な実施形態が開示されている。図２は、複数の巻線７と、スロットライナ８と呼ばれる電気絶縁層をスロットに有するスロット６に単層巻線５の図である。スロットライナは、電気絶縁部分であり、ロータまたはステータスロットを並べるのに用いられて、ロータまたはステータ巻き線をステータまたはロータ金属自身または他の構造部品から絶縁する。スロットの開口端は、スロットカバーまたはカバーリング９として知られている他の電気絶縁体で閉じられており、組立体は、スロットのリップ１１と係合するウェッジ１０（スティックまたはトップスティックとしても知られている）により適所に機械的に保持されている。ウェッジを用いて、スロット内にコイル線を圧縮し含ませる。図３は、２組の巻線１３および１４と、２組のワイヤを分離するスロット分離器１５（ミッドスティックまたは中央ウェッジとしても知られている）に他の絶縁層を有する２層巻線１２の図である。このタイプの巻線において、スロット分離器を用いて、２本の巻線をスロットにおいて互いに分離し絶縁する。図４は、スロット１８にあるいくつかの巻線１７を示す電気装置構成要素１６の図であり、スロットをカバーするスロットカバーとウェッジ１９の組み合わせも示されている。
【００４２】
積層電気絶縁部分は、公知の技術により製造することができる。例えば、スロット封入部は、必要な長さに切断されて、パンチおよびダイにより、チャネル形断面へと形成された細片ラミネートから作製することができる。積層体のテープの端部余白を内側に曲げて、テープの端部に折り返し部を形成し、折り返し端部に対して垂直に曲げて、電気装置構成要素のスロットへ挿入するのに好適な構成とする前に、適切なサイズのスタンピングダイにより、折り返し部のテープを適切なサイズまで切断することによって、スロットライナを製造することができる。
【００４３】
積層電気装置部分は、少なくとも３キロボルトの破壊電圧を有する。積層部品の破壊電圧は、主に、フィルムの種類およびその厚さの選択に応じて異なる。これらの部品は、０．２５以下の動的摩擦係数の表面を有する。低動的摩擦性能が、スロットライナのスロットへの安全（損傷のない）挿入、スロットライナの上部のスロットへの巻線の挿入および充填したスロット上部へのスロットカバー、ウェッジまたはスティックの挿入にとって重要である。動的摩擦係数が大きすぎると、積層電気絶縁部分は、製造中、スロットか配線のいずれかにより摩耗して、電気装置の性能を損なう恐れがある。ある好ましい実施形態において、スロットライナ、そしてかなりの程度、ウェッジおよびスティックには、全く問題なくスロットに挿入される剛性が必要であるため、これらの積層電気絶縁部分の正規化曲げ指数は少なくとも３０である。
【００４４】
電気導体とは、銅、アルミニウム、金属被覆繊維または電気を流すことのできるその他許容可能なワイヤ状形状でできた複数のワイヤのことを意味する。好ましい実施形態において、ワイヤは絶縁されておらず、束の形態で存在しているのが好ましい。実際のワイヤサイズは重要でなく、モータの種類に基づいて選択することができる。積層電気絶縁部分は、電気絶縁部分と樹脂の総重量に基づいて、１０〜５０重量パーセントの量で存在するマトリックス樹脂をさらに含むことができる。通常、これは、その部分から空気を排除するために行われ、改善された熱および誘電特性を絶縁体に与える。さらに、かかる処理後、曲げに対する剛性もやや増大する。樹脂をその部分に塗布することができ、硬化または部分硬化してから、電気装置構成要素のスロットに設置することができる。あるいは、その部分を、電気装置構成要素に設置し、配線と共に巻いてから、その部分を有する巻いた電気装置構成要素を適切な樹脂で浸漬するかもしくは与えて、その部分をマトリックス樹脂で実質的に完全に含浸して、必要に応じて、電気装置構成要素を封入する。あるいは、その部分は、樹脂で部分的に含浸し、電気装置構成要素に設置してから、後の工程において、同じまたは異なる樹脂によりさらに含浸することができる。含浸したら、その部分または装置を熱的に硬化して、マトリックス樹脂を架橋および硬化することができる。有用な樹脂としては、エポキシ、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステルイミド等が挙げられる。
【００４５】
好ましい一実施形態において、本発明は、熱可塑性材料を含む少なくとも１枚のフィルムと少なくとも１枚の繊維状シートとの積層体により作製された積層電気絶縁部分を有する電気装置を修復する方法に関する。フィルムは、不織シートの構成要素またはフィルムの表面上の構成要素のうちのいずれかである熱可塑性ポリマーのサーマルボンドにより、繊維状シートに取り付けられており、熱可塑性ポリマーの融点は、繊維状シート中の他のポリマー成分の融点および熱可塑性フィルムの融点の両方より１５℃低く、電気絶縁部分の絶縁破壊電圧が少なくとも３キロボルトであり、表面の動的摩擦係数が０．２５以下である。
【００４６】
他の好ましい実施形態において、本発明は、それぞれ複数のポリマーでできた多成分ポリマー繊維を含む２枚の不織シート間に配置され、近接して取り付けられた熱可塑性フィルムを含む積層電気絶縁部分を有する電気装置を修復する方法に関し、複数のポリマーは、少なくとも第１のポリマーおよび第２のポリマーを有し、第１のポリマーの融点は、第２のポリマーより少なくとも１５℃低く、熱可塑性フィルムは、不織シート中第１のポリマーにより不織シートに取り付けられており、電気絶縁部分の絶縁破壊電圧が少なくとも３キロボルトであり、表面の動的摩擦係数が０．２５以下である。
【００４７】
試験方法
融点は、ＡＳＴＭ法Ｄ３４１８により測定した。融点は、融解吸熱の最大とみなされ、１０℃／分の加熱速度での第２の熱で測定される。
【００４８】
本発明の積層構造の引っ張り特性は、幅２．５４ｃｍ、ゲージ長１８ｃｍの試験試料を用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ８２８−９３に従って、Ｉｎｓｔｒｏｎタイプの試験機で測定した。
【００４９】
本発明の積層体の厚さおよび坪量は、それぞれ、ＡＳＴＭ  Ｄ３７４−９９およびＡＳＴＭ  Ｄ６４６−９６に従って、試験積層体の試料の面積の厚さおよび重量を測定することにより求めた。
【００５０】
積層体の初期引き裂き強度（ＩＴＳ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ１００４−０７に基づいて、グリップ距離７．６ｃｍで測定した。
【００５１】
フィルムと不織シートとの間の結合強度またはプライ接着力は、ＡＳＴＭ  Ｆ９０４−９８に基づいて、幅２．５４ｃｍのストリップで、１２．７ｃｍ／分の速度で測定した。
【００５２】
積層体の曲げに対する剛性は、ＡＳＴＭ  Ｄ７４７に基づいて測定し、幅２．５４ｃｍの積層体のストリップを６０度の曲げ角度まで曲げて、オルセン剛性指数（ＯＳＩ）を求めた。指数は、
ＯＳＩ=（Ａ／１００×Ｂ）／（０．１２５Ｄ）
で計算した。
式中、Ａ＝下部目盛り＝６０のときの平均上部目盛り読取り値、
Ｂ＝合計トルク、インチ−ポンド、
Ｄ＝試料幅−インチ。
【００５３】
正規化剛性指数（ＮＳＩ）は、３度の積層体厚さにより除算したオルセン剛性指数と定義された。
ＮＳＩ＝ＯＳＩ／（ＴＨ＾３）、
式中、ＴＨ＝ｍｍでの試料厚さ。
【００５４】
積層体表面の摩擦係数は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１８９４に従って、最大粗さ深さが３７マイクロインチ（０．９マイクロメートル）の研磨ステンレス鋼摩擦テーブルを備えたインストロン摩擦係数固定具を用いて測定した。
【００５５】
積層体の破壊電圧は、ＡＳＴＭ  Ｄ１４９−９７ａ、方法Ａ（短時間試験）に従って、端部が６．４ｍｍまで丸められた直径５１ｍｍ、厚さ２５ｍｍの平面電極を用いて測定した。
【実施例】
【００５６】
電気モータを修復する方法において、スロットライナおよびウェッジを含むステータは、フィラメントのシース／コア構造を備えた（シースは、融点２１６Ｃの変性ジ−メチルイソフタレートＰＥＴコポリマーであり、コアはＰＥＴである）ＰＥＴフィルムとスパンボンド不織布の積層体でできており、オーブン中で１６０Ｃまで加熱した後、配線を、スロットライナおよびウェッジの部分と共に、ステータから引き出す。次に、ステータをオーブン中で３８０Ｃで１．５時間加熱し、いかなる過熱やコアの損傷も引き起こすことなく、残渣有機成分を全て燃やす。
【００５７】
図５に示すとおり、フィルムと不織シートとの間の剥離強度は、温度の上昇と共に減少し、融点に達する前に大幅に減少する。従って、ステータを軟化点まで加熱して、剥離強度を弱めて、導体を取り外すことができる。
【図１】
2010528571.tif 000003
【図２】
2010528571.tif 000004
【図３】
2010528571.tif 000005
【図４】
2010528571.tif 000006
【図５】
2010528571.tif 000007
【国際調査報告】
2010528571.tif 000008
2010528571.tif 000009
2010528571.tif 000010