(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械のコイルの導体を絶縁するための方法であって、
微細雲母フィルムの第１の面に、アミン硬化剤を含む粉末エポキシ樹脂系を散布する工程と、
圧力及び熱の影響下で、前記フィルムの第１の面を支持体に貼着し、テープを形成する工程と、
前記導体の周りに前記テープを巻き付ける工程と、
前記テープの前記支持体を、溶剤のない含浸用樹脂で含浸する工程と、
前記テープを高温に加熱し、前記高温で前記アミン硬化剤が前記エポキシ樹脂を硬化させ、アミン硬化剤が、前記硬化中にアミン基とエポキシ樹脂のオキシラン基との完全な反応が起こるような量で使用される工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂系が、ビスフェノールＡエポキシ樹脂と、フェノールノボラック・エポキシ樹脂との混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アミン硬化剤が、第１級または第２級の脂肪族アミンのうちの１つである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記支持体が、ガラス布、不織布又はプラスチックフィルムである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エポキシ樹脂を散布する工程に先立って前記微細雲母フィルムが促進剤で均一に含浸される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電気機械のコイルの導体を絶縁するための方法であって、微細雲母フィルムの第１の面に、アミン硬化剤を含む粉末エポキシ樹脂系を散布する工程と、圧力及び熱の影響下で、前記フィルムの第１の面を支持体に貼着し、テープを形成する工程と、前記導体の周りに前記テープを巻き付ける工程と、前記テープの前記支持体を、溶剤のない含浸用樹脂で含浸する工程と、前記テープを高温に加熱し、前記高温で前記アミン硬化剤が前記エポキシ樹脂を硬化させ、アミン硬化剤が、前記硬化中にアミン基とエポキシ樹脂のオキシラン基との完全な反応が起こるような量で使用される工程とを含む方法に関する。
【０００２】
従来の技術
例えば導体棒(Leiterstaebe)のようなコイル要素を回転する電気高圧機械内で絶縁するために、ここ数年、真空・圧力含浸法をベースにした含浸技術が非常に普及してきた。この場合、コイル要素を、構造技術的理由から、型巻コイル又は導体棒、好ましくはレーベル棒(Roebelstaebe)として形成する。これらのコイル要素に、雲母含有の主絶縁体を備え、真空・圧力含浸法で更に処理する。この場合、含浸用樹脂として、エポキシ樹脂、好ましくは低粘度の、溶剤のない樹脂系を用いる。
【０００３】
これらの樹脂系は、複数のコイル層によって形成された雲母含有の主絶縁材を含浸して、コイル層の間で部分放電を引き起こす可能性のある中空空間を完全に充填する。
【０００４】
主絶縁材のコイル層を、雲母含有の絶縁テープによって形成する。絶縁テープは、粉末状の接着用樹脂(Kleberharz)によって支持体に貼着されている微細雲母フィルムからなる。
【０００５】
溶剤のない含浸用樹脂が支持体を含浸することができるように、支持体は多孔性を有しなければならない。硬化過程中の含浸用樹脂の架橋反応を促進するために、用いる微細雲母フィルムを、追加的に、促進剤で含浸する。
【０００６】
粉末塗料樹脂系として、硬化剤のない樹脂系を用いるのが好ましい。これらの樹脂系は、含浸用樹脂中に完全な可溶性を有し、硬化過程中に反応して含浸用樹脂へ入る。
【０００７】
しかし、促進剤含有のこれらの絶縁テープによって、硬化剤のない粉末樹脂系を用いて、約３．５ｍｍまでの絶縁壁の厚さを完全にかつ比較的短い含浸時間で含浸することができる。
【０００８】
しかし、発電機のサイズと出力が増えるに連れて、絶縁壁のかなり大きな厚みが必要となり、これらの厚みを、含浸段階の間に、溶剤のない含浸用樹脂で、同様に完全に含浸すべきことが明らかとなった。
【０００９】
しかし、硬化剤のない粉末塗料樹脂系を有する前記促進剤含有雲母テープを使用する場合、絶縁壁の大きな厚さが３．５ｍｍを越える場合、これらの厚さを含浸用樹脂で最早完全には含浸しないことが明らかとなった。十分に含浸されていないコイル層は絶縁システム内の欠陥であるので、後の万が一の故障の原因となる。
【００１０】
発明の開示
従って、これら促進剤含有雲母テープの従来の技術から公知の欠点を除去する課題が、本発明の基礎になっている。本発明により、微細雲母フィルムを支持体に貼着する際に高温で非常に速く硬化する硬化剤含有の粉末塗料樹脂系を、促進剤を混合した含浸可能な微細雲母テープの本明細書導入部に挙げた製造法に用いる。
【００１１】
この場合、驚くべきことに、促進剤含有の雲母テープの場合、接着用樹脂として硬化剤含有の粉末塗料樹脂系を用いることによって、３．５ｍｍを越える絶縁壁の大きな厚さをも同様に全く含浸することができることが明らかになった。
【００１２】
このような技術的効果は、支持体を微細雲母フィルムに貼着するとき、硬化剤含有の粉末塗料樹脂系が架橋して点状の、含浸用樹脂中で不溶な貼着を形成することによって達成される。点状の貼着が支持体の含有可能な表面の僅かなパーセンテージしか湿潤しないので、残りの、湿潤しない表面領域を容易に含浸することができる。更に、接着剤の硬化によって、含浸段階中の、粉末塗料樹脂と含浸用樹脂との間の望ましくない程に速い反応（硬化剤のない、含浸用樹脂中で約６０℃で可溶性の樹脂系の場合がそうである）を回避して、絶縁壁の大きな厚さをも完全に含浸用樹脂で含浸する。
【００１３】
本発明では、更に、硬化剤含有の用いられる粉末塗料樹脂系は、ビスフェノールＡエポキシ樹脂と、フェノールノボラック・エポキシ樹脂とを有すること、及び、用いられる硬化剤はアミン硬化剤、好ましくは第１級及び／又は第２級の脂肪族のアミンであることを提供する。
【００１４】
硬化中にエポキシ樹脂のオキシラン基とのアミン基の完全な反応が保証されるように、アミン硬化剤を不足的（im Unterschuss）に用いることは好ましい。
【００１５】
生成する化合物は、かくて、第１級アミン官能基を有し、含浸用樹脂中で不溶であり、これにより、含浸用樹脂に促進作用を及ぼすことができない。
【００１６】
本発明に係わる方法の他の利点は、用いられる支持体はガラス布、不織布又はプラスチックフィルムであること、及び、用いられる微細雲母フィルムに、促進剤、好ましくはナフテン酸亜鉛を予め含浸することにある。
【００１７】
発明を実施するための方法
図１及び２に示した実施の形態及びダイアグラムに基づいて本発明を詳述する。
【００１８】
１６０ｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を有するカ焼されていない白雲母からなる微細雲母フィルムを、メチルエチルケトンに溶けたナフテン酸亜鉛の溶液で含浸する。溶剤の蒸発によって、微細雲母フィルムを予め含浸し、続いて、エポキシ樹脂の混合物をベースにした硬化剤含有の粉末塗料樹脂系を微細雲母フィルムに散布する。エポキシ樹脂の混合物は、例えば、フェノールノボラック・エポキシ樹脂とビスフェノールＡエポキシ樹脂とからなる。硬化剤としては、固形のアミン硬化剤を用いる。第１級の及び／又は脂肪族のアミンをベースにした硬化剤は特に適切である。硬化剤含有の粉末塗料樹脂系の軟化点は約８５℃である。
【００１９】
続いて、硬化剤含有の粉末塗料樹脂系が散布された微細雲母フィルムを、加熱可能なカレンダーへ運んで、粉末塗料樹脂を溶かし、ロールによって送られる支持体に貼着する。
【００２０】
支持体としては、
ａ）可撓性をもって架橋する２ｇ／ｍ２のアクリル樹脂で被覆されている、単位面積当たりの重量２３ｇ／ｍ２のガラス布を用いる。アクリル樹脂を硬化することができるように、次に、ガラス布を、１００℃の温度で焼き戻す。
【００２１】
ｂ）あるいは、支持体として、０．５ｇ／ｍ２のナフテン酸亜鉛で被覆されている、２３ｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を有するガラス布を用い、あるいは、
ｃ）２０ｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を有するポリエステル製不織布を用い、あるいは、
ｄ）４２ｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を有するポリエステルフィルムを用いる。
【００２２】
硬化剤含有粉末塗料樹脂系の利点は、硬化剤のない公知の粉末塗料樹脂系、及びこれらの粉末塗料樹脂系から製造された絶縁テープと比較して見れば、真空圧力含浸法中に含浸された層の数の故に、顕著である。
【００２３】
この目的で、複数の導体棒に、夫々２０層の絶縁テープを半重ね状態で巻き付け、絶縁体の端面に樹脂を鋳込み、かくて製造された導体棒を、溶剤のないエポキシ酸無水物含浸用樹脂で、６０℃で３時間含浸する。硬化後に、含浸深さを測定するために、導体棒を横方向に切る。
【００２４】
図１に示したダイアグラムでは、変更の実施の形態ａ）に記載した硬化剤含有の粉末塗料樹脂系を用いて製造された絶縁テープであるサンプルＡに基づいた結果を、雲母含有の公知の絶縁テープ（サンプルＢ）と比較して示す。しかし、この絶縁テープは、エポキシ酸無水物含浸用樹脂に約６０℃で溶ける、硬化剤のない粉末塗料を含む。
【００２５】
ダイアグラムからは、硬化剤含有の粉末樹脂を有する雲母テープであるサンプルＡがコイル横断面全体に含浸されていることが、見て取れる。これに対し、硬化剤のない粉末塗料で製造された雲母テープであるサンプルＢは、層が部分的にしか、つまり、約３分の２までしか含浸されていないことを示している。この不十分な含浸の原因は、粉末塗料樹脂と、溶剤のない含浸用樹脂との間の架橋反応が、硬化剤のない粉末塗料樹脂及び促進剤の割合によって、即座に生じて、含浸用樹脂の粘度の望ましくない増加が生じ、最後に、含浸段階の完全な停止が生じることにある。
【００２６】
これに対し、サンプルＡによる本発明に係わるケースでは、促進成分が、粉末塗料樹脂系の硬化によって、好ましい方法で阻止されて、層全体の含浸が引き起こされる。
【００２７】
含浸段階での粘度のこのような望ましくない増加を、レオメーターによる種々の樹脂系の複数の実験に基づいて説明し、図２に示したダイアグラムで図解する。
【００２８】
基準系としては、
ナフテン酸亜鉛によってのみ促進されるビスフェノールＡ／酸無水物樹脂（曲線Ａ）と、
本発明に記載の、ビスフェノールＡ／酸無水物樹脂、ナフテン酸亜鉛、及び硬化剤含有の粉末塗料樹脂系（曲線Ｂ）と、
従来の技術によるビスフェノールＡ／酸無水物含浸用樹脂、ナフテン酸亜鉛、及び硬化剤のない粉末塗料樹脂系（曲線Ｃ）とを、それらの重量部の割合で、完全に含浸された絶縁体の中で混合し、レオメーターによって、粘度の経過を６０℃で時間中測定した。
【００２９】
曲線Ａは、促進剤含有の微細雲母テープの含浸の経過、すなわち、テープ中に妨げとなる添加物（反応性接着系）の存在なしに進展するであろう経過を示している。
【００３０】
硬化剤含有の粉末塗料樹脂系の添加にも拘わらず、曲線Ｂに示す本発明に係わる基準系は、曲線Ａと比べて粘度の僅かな増加しか示さない。
【００３１】
これに対し、曲線Ｃに示す従来の技術に基づく基準系は、短時間後に、粘度の大きな増加を示しており、この増加は必然的に含浸過程の停止をもたらす。
【００３２】
産業上の利用可能性
比較の複数の実施の形態に基づき、かつ図１及び２に示した上記図解を用いて、本発明に係わる方法で製造された微細雲母テープを、用いられた含浸用樹脂と共に、満足のいく方法で十分に含浸し、従って、絶縁システム内に欠陥を回避することができるので、この微細雲母テープは、特に、高圧機械の場合に必要な大きな絶縁壁の厚さを準備するために適当であることを示すことができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】
0004298174.tif 000002
【図２】
0004298174.tif 000003