電絕緣性樹脂片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于，提供一種耐熱性和絕緣性優(yōu)異、且在施加外力而使其變形成規(guī)定形狀后即使解除外力也能夠維持規(guī)定形狀的電絕緣性樹脂片。本發(fā)明的電絕緣性樹脂片的孔隙率為10～60%，在23℃下伸長5%并維持了10分鐘時(shí)的應(yīng)力松弛率為20%以上，且介質(zhì)擊穿電壓為25kV/mm以上。
【專利說明】電絕緣性樹脂片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電絕緣性樹脂片、尤其是用作馬達(dá)線圈的電絕緣體的電絕緣性樹脂片。
【背景技術(shù)】
[0002]在馬達(dá)、發(fā)電機(jī)和變壓器等設(shè)備中，作為對地絕緣體(槽、間隔物、楔等)、層間絕緣體(線圈層間等)、和導(dǎo)體絕緣體等絕緣體，最常使用的是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。尤其是在高壓交流馬達(dá)、工業(yè)用直流馬達(dá)、和發(fā)電機(jī)等設(shè)備中，由于高電壓化、大容量化、及小型輕量化的傾向，耐熱性的需求高漲，作為絕緣體，使用由H級(jí)的聚酰亞胺(PI)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、和聚醚醚酮(PEEK)等超級(jí)工程塑料形成的薄膜。
[0003]作為用于馬達(dá)的線圈線之間、或馬達(dá)的線圈線與鐵芯之間的絕緣的絕緣體，已知有馬達(dá)用電絕緣性樹脂片。該電絕緣性樹脂片有時(shí)會(huì)為了與安裝對象的形狀相對應(yīng)而在施加了彎折等變形的狀態(tài)下使用。
[0004]例如，專利文獻(xiàn)I中，為了降低折回的絕緣薄膜的端部的撓曲，提出了在絕緣薄膜的端部設(shè)置從折回線起沿垂直方向切斷了的切斷部的技術(shù)。
[0005]但是，在絕緣薄膜上設(shè)有切斷部時(shí)，擔(dān)心在切斷部的絕緣性降低。
[0006]另外，對于現(xiàn)有的絕緣薄膜，即使施加外力使其變形成與安裝對象的形狀相對應(yīng)的形狀，其后解除外力時(shí)，也無法維持該形狀。因此，以與安裝對象的形狀相對應(yīng)的方式安裝絕緣薄膜時(shí)，需要首先使絕緣薄膜以與對象的形狀相對應(yīng)的方式變形，然后，一邊利用夾具等保持變形狀態(tài)一邊將絕緣薄膜安裝到對象上。
[0007]但是，前述安裝方法的情況下，根據(jù)對象的形狀的不同，夾具等會(huì)礙事，在對象上安裝絕緣薄膜變得困難。另外，安裝操作需要大量的時(shí)間和精力，因此，也存在操作效率降低的問題。進(jìn)而，還存在安裝精度(安裝位置等的精度)降低的問題。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-9447號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的在于提供一種耐熱性和絕緣性優(yōu)異且在施加外力而使其變形成規(guī)定形狀后即使解除外力也能夠維持規(guī)定形狀的電絕緣性樹脂片。
[0013]用于解決問題的方案
[0014]本發(fā)明涉及一種電絕緣性樹脂片，其孔隙率為10?60%，在23°C下伸長5%并維持了 10分鐘時(shí)的應(yīng)力松弛率為20%以上，且介質(zhì)擊穿電壓為25kV/mm以上。
[0015]為了得到具有H級(jí)耐熱性的電絕緣性樹脂片，需要作為原料的樹脂(聚合物)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高，主鏈骨架為剛性。另外，為了維持電絕緣性樹脂片的絕緣性，需要一定水平的厚度。因此，可以認(rèn)為，耐熱性和絕緣性高的現(xiàn)有的電絕緣性樹脂片難以彎折，或者即使彎折也容易恢復(fù)原本的形狀。
[0016]本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過將片的孔隙率調(diào)整至10?60%，進(jìn)而將在23°C下伸長5%并維持了 10分鐘時(shí)的應(yīng)力松弛率設(shè)為20%以上，可得到即使解除外力也能夠維持規(guī)定形狀而不會(huì)降低耐熱性和絕緣性的電絕緣性樹脂片。
[0017]片的孔隙率不足10%時(shí)，片的剛性提高，因此，會(huì)難以將片彎折，或者即使彎折，解除外力時(shí)也會(huì)恢復(fù)原本的形狀。因此，在對象上安裝絕緣薄膜變得困難，或安裝精度降低。另外，難以降低相對介電常數(shù)。另一方面，片的孔隙率超過60%時(shí)，擔(dān)心片的絕緣性會(huì)明顯降低。
[0018]另外，應(yīng)力松弛率不足20%時(shí)，彎折時(shí)的應(yīng)力未充分松弛，解除外力時(shí)會(huì)容易恢復(fù)原本的形狀。因此，在對象上安裝絕緣薄膜變得困難，或者安裝精度降低。
[0019]另外，前述電絕緣性樹脂片需要介質(zhì)擊穿電壓為25kV/mm以上。電絕緣性樹脂片的介質(zhì)擊穿電壓為25kV/mm以上時(shí)，用作馬達(dá)等設(shè)備的絕緣構(gòu)件時(shí)，能夠有效地防止由浪涌電壓導(dǎo)致的介質(zhì)擊穿。
[0020]另外，前述電絕緣性樹脂片優(yōu)選為平均氣泡直徑為10 μ m以下的多孔結(jié)構(gòu)體。平均氣泡直徑超過ΙΟμπι時(shí)，片的強(qiáng)度降低，彎折時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋，擔(dān)心絕緣性受損。另外，會(huì)變得難以降低相對介電常數(shù)，或者存在機(jī)械強(qiáng)度降低的傾向。
[0021]另外，前述電絕緣性樹脂片優(yōu)選在頻率IGHz下的相對介電常數(shù)為2.5以下。相對介電常數(shù)為2.5以下時(shí)，用作馬達(dá)等設(shè)備的絕緣構(gòu)件時(shí)，能夠充分提高作為介質(zhì)擊穿的初始現(xiàn)象的局部放電起始電壓，因此，能夠有效地防止由浪涌電壓導(dǎo)致的介質(zhì)擊穿。相對介電常數(shù)超過2.5時(shí)，無法充分提高局部放電起始電壓。
[0022]另外，前述電絕緣性樹脂片優(yōu)選包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150°C以上的熱塑性樹脂。熱塑性樹脂具有塑性(plasticity)，因此有利于多孔結(jié)構(gòu)體的形成。另外，熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150°C以上時(shí)，可以得到具有H級(jí)耐熱性的電絕緣性樹脂片。
[0023]另外，作為電絕緣性樹脂片的原料的熱塑性樹脂優(yōu)選拉伸斷裂應(yīng)力為50MPa以上，且拉伸模量為IOOOMPa以上。由此，能夠在彎折加工時(shí)防止折線部分的裂紋。
[0024]前述熱塑性樹脂優(yōu)選為聚醚酰亞胺、聚醚砜、或它們的混合物。這些樹脂的高溫時(shí)的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異，長時(shí)間的耐久性也優(yōu)異。
[0025]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片適宜用作馬達(dá)線圈的電絕緣體。
[0026]另外，本發(fā)明涉及一種電絕緣性層疊片，其在前述電絕緣性樹脂片的至少一個(gè)面層疊有片材。
[0027]發(fā)明的效果
[0028]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片不僅耐熱性和絕緣性優(yōu)異，而且，在施加外力而使其變形成規(guī)定形狀后，即使解除外力也能夠維持規(guī)定形狀。因此，可以使電絕緣性樹脂片以與對象的形狀相對應(yīng)的方式變形(彎折等)，而且能夠維持該變形狀態(tài)，因此，能夠容易且精度良好地將電絕緣性樹脂片不用夾具等保持地安裝到對象上。
【專利附圖】

【附圖說明】[0029]圖1是彎折成角度30°的金屬板(仿照馬達(dá)安裝電絕緣性樹脂片的部分的形狀)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031 ] 對作為本發(fā)明的電絕緣性樹脂片的原料的樹脂沒有特別限定，優(yōu)選使用熱塑性樹月旨。熱塑性樹脂從耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150°C以上的樹脂，更優(yōu)選玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為180°C以上的樹脂。作為這種熱塑性樹脂，例如可列舉出聚酰胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、液晶聚合物、和聚醚酰亞胺等。它們可以單獨(dú)使用或者混合兩種以上使用。在它們當(dāng)中，優(yōu)選使用高溫時(shí)的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異且長時(shí)間的耐久性也優(yōu)異的聚醚酰亞胺、聚醚砜、或它們的混合物。
[0032]前述聚醚酰亞胺可以通過二氨基化合物與像2，2’，3，3’ -四羧基二苯醚二酐那樣的芳香族雙醚酐的環(huán)化脫水反應(yīng)得到，也可以使用市售品，例如，ULTEM樹脂(SABIC公司制造)、SPERIO樹脂(三菱樹脂株式會(huì)社制造)等。
[0033]作為二氨基化合物，例如可列舉出間苯二胺、對苯二胺、3，4’ -二氨基二苯基醚、
4,4’ - 二氛基二苯基釀、4，4’ - 二氛基二苯基諷、3，3’ - 二氛基二苯基諷、2，2-雙(4-氛基苯氧基苯基)丙烷、2，2-雙(4-氨基苯氧基苯基)六氟丙烷、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、二氨基二苯基甲燒、4，4’- 二氨基-2，2-二甲基聯(lián)苯、2，2-雙(二氟甲基)-4，4’- 二氨基聯(lián)苯等。它們可以單獨(dú)使用或者混合兩種以上使用。
[0034]前述聚醚砜可以通過二氯二苯基砜與二羥基二苯基砜的鉀鹽的縮聚反應(yīng)得到，也可以使用市售品，例如Ultrazone E系列(BASF公司制造)、RADELA系列(Solvay公司制造)等°
[0035]本發(fā)明中使用的熱塑性樹脂優(yōu)選拉伸斷裂應(yīng)力為50MPa以上，且拉伸模量為IOOOMPa以上。拉伸斷裂應(yīng)力更優(yōu)選為80MPa以上、特別優(yōu)選為IOOMPa以上(通常為200MPa以下)。拉伸模量更優(yōu)選為2000MPa以上、特別優(yōu)選為3000MPa以上(通常為5000MPa以下)。
[0036]電絕緣性樹脂片除了樹脂之外還可以包含各種添加劑。對添加劑的種類沒有特別限定，例如可列舉出增粘樹脂、阻燃劑、抗氧化劑、無機(jī)填料、氣泡成核劑、結(jié)晶成核劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、增塑劑、潤滑劑、顏料、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、和硅烷偶聯(lián)劑等通常的塑料用添加劑。這些添加劑相對于100重量份樹脂，例如可以使用0.1?5重量份。
[0037]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片可以通過使包含樹脂和任意的添加劑的樹脂組合物多孔化而得到。對多孔化的方法沒有特別限定，例如可列舉出機(jī)械打孔的方法、利用熱或光使樹脂分解的方法、化學(xué)發(fā)泡法、物理發(fā)泡法等。為了得到低相對介電常數(shù)的電絕緣性樹脂片，需要高孔隙率且均勻地形成微細(xì)氣泡，為此，優(yōu)選(I)利用非反應(yīng)性氣體使其發(fā)泡的方法、或(2)提取在樹脂中相分離了的相分離劑的方法中的任意方法。這些方法具有如下的優(yōu)點(diǎn):不會(huì)殘留由化學(xué)發(fā)泡法的情況下使用的發(fā)泡劑導(dǎo)致的反應(yīng)殘?jiān)?，而且氣泡為?dú)立氣泡結(jié)構(gòu)，因此，不易發(fā)生由吸濕等導(dǎo)致的電特性的變化。[0038]以下，對前述(I)利用非反應(yīng)性氣體使其發(fā)泡的方法進(jìn)行說明。
[0039]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片例如可以通過如下的方式制造:使非反應(yīng)性氣體在加壓下浸滲到包含熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組合物中(氣體浸滲工序)；在氣體浸滲后降低壓力，使熱塑性樹脂組合物發(fā)泡(發(fā)泡工序)。
[0040]作為氣體浸滲工序中使用的非反應(yīng)性氣體，例如可列舉出二氧化碳、氮?dú)?、空氣等。這些氣體可以單獨(dú)使用，也可以混合使用。在它們當(dāng)中，優(yōu)選使用向熱塑性樹脂的浸滲量多且浸滲速度也快的二氧化碳。
[0041]浸滲非反應(yīng)性氣體時(shí)的溫度和壓力需要根據(jù)非反應(yīng)性氣體的種類、熱塑性樹脂或熱塑性樹脂組合物的種類、和作為目標(biāo)的電絕緣性樹脂片的平均氣泡直徑和孔隙率來適當(dāng)調(diào)整。例如，使用二氧化碳作為非反應(yīng)性氣體并使用聚醚酰亞胺作為熱塑性樹脂時(shí)，為了制造平均氣泡直徑為10 μ m以下且孔隙率為10?60%的電絕緣性樹脂片，溫度和壓力通常為20 ?230°C、7.3 ?lOOMPa，優(yōu)選為 25 ?200°C、10 ?50MPa。
[0042]另外，從加快非反應(yīng)性氣體向熱塑性樹脂的浸滲速度的觀點(diǎn)出發(fā)，前述非反應(yīng)性氣體優(yōu)選為超臨界狀態(tài)。例如，在二氧化碳的情況下，其臨界溫度為31°C，臨界壓力為
7.4MPa，使其為溫度31 °C以上且壓力7.4MPa以上的超臨界狀態(tài)時(shí)，二氧化碳對熱塑性樹脂的溶解度明顯增大，能夠高濃度混入。另外，在超臨界狀態(tài)下浸滲氣體時(shí)，熱塑性樹脂中的氣體濃度高，因此，使壓力急劇下降時(shí)，氣泡核大量產(chǎn)生，該氣泡核生長而形成的氣泡的密度增大，可以得到非常微細(xì)的氣泡。
[0043]發(fā)泡工序是在前述氣體浸滲工序后減少壓力使熱塑性樹脂組合物發(fā)泡的工序。通過減少壓力，氣泡核在熱塑性樹脂組合物中大量產(chǎn)生。對減少壓力的水平(減壓速度)沒有特別限制，為5?400MPa/秒左右。
[0044]也可以設(shè)置將通過發(fā)泡工序形成了氣泡核的多孔結(jié)構(gòu)體在150°C以上的溫度下進(jìn)行加熱的加熱工序。通過加熱產(chǎn)生了氣泡核的多孔結(jié)構(gòu)體，氣泡核生長，形成氣泡。加熱溫度優(yōu)選為180°C以上、更優(yōu)選為200°C以上。加熱溫度不足150°C時(shí)，有時(shí)難以得到孔隙率高的多孔結(jié)構(gòu)體。此外，加熱工序后，也可以將多孔結(jié)構(gòu)體急冷來防止氣泡的生長或固定氣泡形狀。
[0045]前述氣體浸滲工序和發(fā)泡工序可以通過間歇方式或連續(xù)方式中的任意方式進(jìn)行。
[0046]根據(jù)間歇方式，例如可以如下地制造電絕緣性樹脂片(多孔結(jié)構(gòu)體)。即，通過使用單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)等擠出機(jī)將包含熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組合物擠出，形成包含熱塑性樹脂作為基材樹脂的片?；蛘撸A(yù)先使用設(shè)有輥、凸輪、捏合機(jī)、班伯里型等葉片的混煉機(jī)將包含熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組合物均勻混煉，使用熱板壓制等壓制成形為規(guī)定厚度，從而形成包含熱塑性樹脂作為基材樹脂的片。將由此得到的未發(fā)泡片放入高壓容器中，注入二氧化碳、氮?dú)?、或空氣等非反?yīng)性氣體，在前述未發(fā)泡片中浸滲非反應(yīng)性氣體。在充分地浸滲了非反應(yīng)性氣體的時(shí)候釋放壓力(通常至大氣壓)，在基材樹脂中產(chǎn)生氣泡核。然后，通過加熱該氣泡核使氣泡生長后，利用冷水等急劇冷卻，防止氣泡的生長或進(jìn)行形狀的固定，從而得到電絕緣性樹脂片。
[0047]另一方面，根據(jù)連續(xù)方式，例如，一邊使用單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)等擠出機(jī)混煉包含熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組合物一邊注入非反應(yīng)性氣體，使非反應(yīng)性氣體充分地浸滲到樹脂中后，通過擠出來釋放壓力(通常至大氣壓)，產(chǎn)生氣泡核。然后，利用加熱使氣泡生長后，利用冷水等急劇冷卻，防止氣泡的生長或進(jìn)行形狀的固定，從而得到電絕緣性樹月旨片。
[0048]以下，對前述⑵提取樹脂中相分離了的相分離劑的方法進(jìn)行說明。
[0049]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片例如可以如下制造:將包含熱塑性樹脂和與該熱塑性樹脂的固化體相分離的相分離劑的熱塑性樹脂組合物涂布到基板上，將其固化，制造具有微相分離結(jié)構(gòu)的熱塑性樹脂片，從前述熱塑性樹脂片去除相分離劑，從而制造。
[0050]構(gòu)成微相分離結(jié)構(gòu)的非連續(xù)相的相分離劑是在與熱塑性樹脂混合時(shí)具有相容性且與該樹脂的固化體相分離的化合物。其中，與熱塑性樹脂相分離的化合物也可以使用通過加入適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)(例如有機(jī)溶劑)而制成均勻狀態(tài)(均勻溶液)的物質(zhì)。
[0051]作為這種相分離劑，例如可列舉出聚乙二醇、聚丙二醇等聚亞烷基二醇；前述聚亞烷基二醇的單末端或兩末端甲基封端物、或者單末端或兩末端(甲基)丙烯酸酯封端物；氨基甲酸酯預(yù)聚物；苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、ε -己內(nèi)酯(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、低聚酯(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯系化合物等。它們可以單獨(dú)使用一種，也可以混合兩種以上使用。
[0052]使用相分離劑時(shí)能夠形成微小的微相分離結(jié)構(gòu)，因此，能夠?qū)㈦娊^緣性樹脂片的平均氣泡直徑設(shè)為10 μ m以下。
[0053]對相分離劑的分子量沒有特別限制，從后續(xù)的去除操作容易的方面出發(fā)，重均分子量優(yōu)選為100?10000、更優(yōu)選為100?2000。重均分子量不足100時(shí)，難以與熱塑性樹脂的固化體相分離。另一方面，重均分子量超過10000時(shí)，微相分離結(jié)構(gòu)過度增大，或變得難以從熱塑性樹脂片中去除。
[0054]相分離劑的添加量需要根據(jù)熱塑性樹脂的種類適當(dāng)調(diào)整，為了將電絕緣性樹脂片的孔隙率設(shè)為10?60%，通常，相對于100重量份熱塑性樹脂優(yōu)選為10?200重量份、更優(yōu)選為10?100重量份。另外，為了將電絕緣性樹脂片的介質(zhì)擊穿電壓設(shè)為25kV/mm以上，相分離劑的添加量通常相對于100重量份熱塑性樹脂優(yōu)選為10?80重量份、更優(yōu)選為10?75重量份。
[0055]以下，對使用了相分離劑的電絕緣性樹脂片的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0056]首先，將包含熱塑性樹脂和相分離劑的熱塑性樹脂組合物涂布到基材上。
[0057]為了制備均勻的熱塑性樹脂組合物，也可以使用甲苯、以及二甲苯等芳香族烴；甲醇、乙醇、以及異丙醇等醇類；甲乙酮、以及丙酮等酮類；N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、以及二甲基甲酰胺等酰胺類等有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑的用量相對于100重量份熱塑性樹脂通常為100?500重量份、優(yōu)選為200?500重量份。
[0058]基材只要具有平滑的表面就沒有特別限制，例如可列舉出PET、PE、和PP等塑料薄膜；玻璃板；不銹鋼、銅、和鋁等金屬箔。為了連續(xù)制造電絕緣性樹脂片，也可以使用帶狀的
基材O
[0059]對將熱塑性樹脂組合物涂布到基材上的方法沒有特別限制，作為連續(xù)涂布的方法，例如可列舉出線棒、吻式涂布、和凹版等，作為間歇涂布的方法，例如可列舉出涂抹器、線棒、和刮刀涂布機(jī)等。
[0060]接著，使涂布在基板上的熱塑性樹脂組合物固化，制作相分離劑微相分離了的熱塑性樹脂片。微相分離結(jié)構(gòu)通常會(huì)形成以樹脂成分為海、以相分離劑為島的海島結(jié)構(gòu)。
[0061]熱塑性樹脂組合物不含溶劑時(shí)，對涂布膜實(shí)施熱固化處理等固化處理，將涂布膜中的熱塑性樹脂固化，使相分離劑不容化。
[0062]熱塑性樹脂組合物包含溶劑時(shí)，可以在使涂布膜中的溶劑蒸發(fā)(干燥)而形成微相分離結(jié)構(gòu)之后使熱塑性樹脂成分固化，也可以在將熱塑性樹脂成分固化之后使溶劑蒸發(fā)(干燥)而形成微相分離結(jié)構(gòu)。對蒸發(fā)(干燥)溶劑時(shí)的溫度沒有特別限制，根據(jù)使用的溶劑的種類適當(dāng)調(diào)整即可，通常為10?250°C、優(yōu)選為60?200°C。
[0063]接著，從熱塑性樹脂片中去除微相分離了的相分離劑，制作電絕緣性樹脂片。此夕卜，也可以在去除相分離劑之前將熱塑性樹脂片從基材剝離。
[0064]對從熱塑性樹脂片去除相分離劑的方法沒有特別限制，優(yōu)選利用溶劑提取的方法。溶劑需要使用對相分離劑為良溶劑且不溶解熱塑性樹脂的固化體的溶劑，例如可列舉出甲苯、乙醇、乙酸乙酯、和庚烷等有機(jī)溶劑、液化二氧化碳、亞臨界二氧化碳、超臨界二氧化碳等。液化二氧化碳、亞臨界二氧化碳和超臨界二氧化碳由于容易在樹脂片內(nèi)浸透，因此能夠效率良好地去除相分離劑。
[0065]使用液化二氧化碳、亞臨界二氧化碳或超臨界二氧化碳作為溶劑時(shí)，通常使用壓力容器。作為壓力容器，例如可以使用批量式的壓力容器、具有耐壓性的片放出/卷取裝置的壓力容器等。壓力容器通常設(shè)有由泵、配管、和閥等構(gòu)成的二氧化碳供給單元。
[0066]利用液化二氧化碳、亞臨界二氧化碳或超臨界二氧化碳提取相分離劑時(shí)的溫度和壓力為二氧化碳的臨界點(diǎn)以上即可，通常為32?230°C、7.3?lOOMPa，優(yōu)選為40?200 V、10 ?50MPa。
[0067]提取可以對放入了熱塑性樹脂片的壓力容器內(nèi)連續(xù)地供給/排出液化二氧化碳、亞臨界二氧化碳或超臨界二氧化碳來進(jìn)行，也可以將壓力容器設(shè)為封閉體系(投入的樹脂片、液化二氧化碳、亞臨界二氧化碳或超臨界二氧化碳不會(huì)移動(dòng)到容器外的狀態(tài))來進(jìn)行。使用超臨界二氧化碳和亞臨界二氧化碳時(shí)，熱塑性樹脂片的溶脹得到促進(jìn)，并且，不容化的相分離劑的擴(kuò)散系數(shù)提高，從而可從熱塑性樹脂片高效地去除相分離劑。使用液化二氧化碳時(shí)，前述擴(kuò)散系數(shù)雖然會(huì)降低，但對熱塑性樹脂片內(nèi)的浸透性提高，因此可從樹脂片高效地去除相分離劑。
[0068]提取時(shí)間需要根據(jù)提取時(shí)的溫度、壓力、相分離劑的配混量、和樹脂片的厚度適當(dāng)調(diào)整，通常為I?10小時(shí)、優(yōu)選為2?10小時(shí)。
[0069]另一方面，使用有機(jī)溶劑作為溶劑進(jìn)行提取時(shí)，可以在大氣壓下去除相分離劑，因此，與使用液化二氧化碳或超臨界二氧化碳時(shí)相比，能夠抑制電絕緣性樹脂片的變形。另外，也可以縮短提取時(shí)間。進(jìn)而，通過在有機(jī)溶劑中依次通過熱塑性樹脂片，可以連續(xù)地進(jìn)行相分離劑的提取處理。
[0070]作為使用有機(jī)溶劑的提取方法，例如可列舉出在有機(jī)溶劑中浸潰熱塑性樹脂片的方法、對熱塑性樹脂片噴有機(jī)溶劑的方法等。從相分離劑的去除效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選浸潰法。另外，通過經(jīng)過數(shù)次交換有機(jī)溶劑或邊攪拌邊提取，能夠高效地去除相分離劑。
[0071]去除了相分離劑后，也可以對得到的多孔結(jié)構(gòu)體進(jìn)行干燥處理等。
[0072]使用能夠通過加熱蒸發(fā)或分解的物質(zhì)作為相分離劑時(shí)，也可以組合在上述提取之前通過加熱將相分離劑蒸發(fā)或分解而去除的方法。通過加熱將相分離劑蒸發(fā)或分解時(shí)的加熱溫度可以根據(jù)相分離劑的沸點(diǎn)、分解溫度適當(dāng)選擇，通常為100°c以上、例如100?500°C，優(yōu)選為250?450°C左右。為了提高前述相分離劑的去除效率，蒸發(fā)、分解操作優(yōu)選在減壓(例如ImmHg以下)下進(jìn)行。通過組合進(jìn)行蒸發(fā)或分解以及提取操作，可以將依靠一種操作無法去除的添加劑的殘?jiān)昧硪环N操作完全除去，可以得到相對介電常數(shù)極低的多孔結(jié)構(gòu)體。
[0073]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片的孔隙率為10?60%，在23°C下伸長5%并維持了 10分鐘時(shí)的應(yīng)力松弛率為20%以上，且介質(zhì)擊穿電壓為25kV/mm以上?？紫堵蕛?yōu)選為20?55%、更優(yōu)選為30?50%。另外，應(yīng)力松弛率優(yōu)選為30%以上(通常為70%以下、優(yōu)選為50%以下)。其中，應(yīng)力松弛率可以通過適當(dāng)調(diào)整所使用的樹脂、孔隙率、和平均氣泡直徑等來調(diào)整為目標(biāo)范圍。另外，介質(zhì)擊穿電壓優(yōu)選為30kV/mm以上(通常為100kV/mm以下、優(yōu)選為60kV/mm 以下)。
[0074]另外，本發(fā)明的電絕緣性樹脂片的平均氣泡直徑優(yōu)選為10 μ m以下、更優(yōu)選為5 μ m以下。
[0075]另外，本發(fā)明的電絕緣性樹脂片優(yōu)選頻率IGHz下的相對介電常數(shù)為2.5以下，更優(yōu)選為2.0以下(通常為1.0以上)。需要說明的是，相對介電常數(shù)取決于作為原料的樹脂本征的相對介電常數(shù)，但可以通過提高孔隙率來低介電化。
[0076]本發(fā)明的電絕緣性樹脂片的厚度優(yōu)選為60?500 μ m、更優(yōu)選為100?300 μ m。厚度為60?500 μ m的范圍時(shí)，馬達(dá)用電絕緣性樹脂片能夠維持優(yōu)異的絕緣性。厚度不足60 μ m時(shí)，容易發(fā)生介質(zhì)擊穿，超過500 μ m時(shí)，線圈線的圈數(shù)降低，存在馬達(dá)輸出功率降低的傾向。
[0077]本發(fā)明的電絕緣性層疊片在前述電絕緣性樹脂片的至少一個(gè)面層疊有片材。對電絕緣性層疊片的形狀沒有特別限制，可以是片狀、帶狀，或者也可以沖壓加工成適當(dāng)?shù)男枰男螤?，或者也可以?shí)施三維的彎折加工。
[0078]通過設(shè)置片材，能夠?qū)﹄娊^緣性樹脂片賦予強(qiáng)度或滑動(dòng)性。
[0079]作為片材，例如可列舉出無紡布、紙、或薄膜等，為了進(jìn)一步提高電絕緣性層疊片的耐熱性，優(yōu)選使用無紡布、紙、或具有耐熱性的薄膜。
[0080]對片材的厚度沒有特別限定，通常為5?100 μ m、優(yōu)選為5?50 μ m。片材的厚度不足5 μ m時(shí)，會(huì)難以對電絕緣性樹脂片賦予強(qiáng)度，超過100 μ m時(shí)，電絕緣性層疊片的厚度增加而線圈線的圈數(shù)降低，存在馬達(dá)輸出功率降低或難以降低電絕緣性層疊片的相對介電常數(shù)的傾向。
[0081]為了在電絕緣性樹脂片上層疊片材，可以使用粘接劑或粘合劑。對所使用的粘接劑或粘合劑沒有特別限定，可以使用公知的粘接劑或粘合劑，例如可列舉出環(huán)氧粘接劑、氨基甲酸酯粘接劑、和丙烯酸類粘接劑等。
[0082]可以對片材的層疊面實(shí)施電暈處理。通過實(shí)施電暈處理,能夠抑制片材與電絕緣性樹脂片的層間剝離。
[0083]實(shí)施例
[0084]以下列舉實(shí)施例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的任何限定。
[0085]〔測定和評(píng)價(jià)方法〕
[0086](熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)[0087]將實(shí)施例和比較例中使用的熱塑性樹脂成形成片狀，得到熱塑性樹脂片。然后，切斷熱塑性樹脂片，得到5mmX80mm的樣品。使用粘彈性試驗(yàn)機(jī)(Rheometrics公司制造，ARES) —邊在頻率IHz下施加拉伸應(yīng)變，一邊以拉伸模式在溫度區(qū)域:70?230°C、升溫速度:5°C /分鐘的條件下測定樣品的粘彈性，將tan δ的峰值溫度作為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
[0088](熱塑性樹脂的拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸模量)
[0089]將實(shí)施例和比較例中使用的熱塑性樹脂成形成片狀，得到熱塑性樹脂片。然后，切斷熱塑性樹脂片，得到25mm(MD方向)X 150mm的樣品。然后，根據(jù)JIS K7161，在23°C、拉伸速度200mm/分鐘、及夾具間距離50mm的拉伸條件下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線。需要說明的是，將應(yīng)力IOMPa與20MPa之間的斜率(應(yīng)力的差除以應(yīng)變的差而得到的值)作為拉伸模量(MPa)。
[0090](孔隙率)
[0091]利用比重計(jì)(Alfa Mirage公司制造的“MD-300S”)測定發(fā)泡前的熱塑性樹脂組合物、和制作的電絕緣性樹脂片的比重，通過下述式計(jì)算。
[0092]孔隙率(%) = [1_(電絕緣性樹脂片的比重/熱塑性樹脂組合物的比重)]X100
[0093](應(yīng)力松弛率)
[0094]將制作的電絕緣性樹脂片切斷，得到15mm(TD方向)X 150mm的樣品。然后，根據(jù)JIS K7161，在下述條件下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。具體而言，在23°C、拉伸速度200mm/分鐘、及標(biāo)線IOOmm的拉伸條件下使樣品以應(yīng)變?yōu)?%的方式伸長，測定此時(shí)的載荷(初始應(yīng)力)。另夕卜，測定維持了 10分鐘前述狀態(tài)時(shí)的載荷(松弛后應(yīng)力)。將得到的初始應(yīng)力和松弛后應(yīng)力的值代入下述式，算出應(yīng)力松弛率。
[0095]應(yīng)力松弛率(%) = {(初始應(yīng)力-松弛后應(yīng)力)/初始應(yīng)力} X 100
[0096](介質(zhì)擊穿電壓)
[0097]根據(jù)JIS K7161，在升壓速度IkV/秒的條件下測定制作的電絕緣性樹脂片的介質(zhì)
擊穿電壓。
[0098](平均氣泡直徑)
[0099]將制作的電絕緣性樹脂片用液氮冷卻，使用刀具相對于片材面垂直地切斷，制作樣品。對樣品的切斷面實(shí)施Au蒸鍍處理，用掃描電子顯微鏡(SEM)(日立制作所株式會(huì)社制造的“S-3400N”)觀察該切斷面。用圖像處理軟件(三谷商事株式會(huì)社制造的“WinROOF”)將對圖像進(jìn)行二值化處理，分離為氣泡部和樹脂部，測定氣泡的最大垂直弦長。對氣泡直徑最大的50個(gè)氣泡取平均值，作為平均氣泡直徑。
[0100](相對介電常數(shù))
[0101]利用空腔諧振器微擾法測定頻率IGHz下的復(fù)數(shù)介電常數(shù)，將其實(shí)數(shù)部作為相對介電常數(shù)。利用測定設(shè)備:圓柱形空腔諧振器(Agilent Technologies Inc.制造的“Network Analyzer N5230C”、關(guān)東電子應(yīng)用開發(fā)株式會(huì)社制造的“空洞共振器1GHz”)、使用長條狀的樣品(樣品尺寸2mmX 70mm長度)來測定。
[0102](開度角)
[0103]將制作的電絕緣性樹脂片切斷，得到25mm(MD方向)X IOOmm的樣品。將樣品的TD方向中央部在厚度方向上以4MPa加壓5秒，然后，將樣品沿著與TD方向正交的方向180°彎折。放置3小時(shí)后，使用數(shù)字顯微鏡(KEYENCE公司制造，VHX-100)以倍率100倍、從樣品的側(cè)方(與厚度方向和TD方向正交的方向)測定樣品的開度角(° )。需要說明的是，彎折時(shí)產(chǎn)生裂紋的情況評(píng)價(jià)為“ X ”。
[0104](安裝性)
[0105]將制作的電絕緣性樹脂片切斷，得到25mm(MD方向)X IOOmm的樣品。將樣品的TD方向中央部在厚度方向上以4MPa加壓5秒，然后，將樣品沿著與TD方向正交的方向180°彎折。將樣品放置3小時(shí)后，將樣品從上方插入到圖1所示的彎折成角度30°的金屬板(仿照馬達(dá)安裝電絕緣性樹脂片的部分的形狀)。以下述基準(zhǔn)評(píng)價(jià)插入時(shí)的插入容易度。
[0106]O:能夠各易地插入。
[0107]X:插入時(shí)需要用手保持形狀。
[0108]實(shí)施例1
[0109]在IOOOml的四口燒瓶中加入667.7g N-甲基_2_卩比咯烷酮(NMP)，加熱到70度，在其中加入250g聚醚酰亞胺(PEI)樹脂(SABIC Innovative Plastics公司制造,UItemlOOO,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:223°C，拉伸斷裂應(yīng)力:117MPa,拉伸模量:3138MPa)，攪拌5小時(shí)，制備PEI樹脂溶液。
[0110]在制備的PEI樹脂溶液中以相對于100重量份PEI樹脂添加30重量份的方式添加重均分子量400的聚丙二醇，攪拌，制備透明的均勻溶液。將該均勻溶液以逗點(diǎn)直接涂布方式涂布到PET薄膜上，然后在130°C下加熱8分鐘，蒸發(fā)去除NMP，得到相分離結(jié)構(gòu)體。將得到的相分離結(jié)構(gòu)體放入到30L的耐圧容器中，在45°C的氣氛中注入二氧化碳。加壓至25MPa后，以保持壓力的狀態(tài)以約1.8kg/h的流量注入二氧化碳，排氣，提取殘留溶劑和聚丙二醇。提取操作進(jìn)行至二氧化碳的總用量達(dá)到1.8kg。然后，將氣氛溫度設(shè)為85°C，一邊升溫一邊注入7.2kg的二氧化碳，排氣，進(jìn)行提取操作，制作由多孔結(jié)構(gòu)體形成的電絕緣性樹脂片。
[0111]實(shí)施例2
[0112]除了在制備的PEI樹脂溶液中以相對于100重量份PEI樹脂添加60重量份的方式添加重均分子量400的聚丙二醇之外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作電絕緣性樹脂片。
[0113]實(shí)施例3
[0114]在IOOOml的四口燒瓶中加入667.7g N-甲基_2_吡咯烷酮(NMP)，加熱到70度，在其中加入250g聚醚砜(PES)樹脂(BASF公司制造，E2010，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:225°C，拉伸斷裂應(yīng)力:68MPa，拉伸模量:2282MPa)，攪拌5小時(shí)，制備PES樹脂溶液。
[0115]在制備的PES樹脂溶液中以相對于100重量份PES樹脂添加35重量份的方式添加重均分子量400的聚丙二醇，攪拌，制備透明的均勻溶液。然后，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作電絕緣性樹脂片。
[0116]比較例I
[0117]在雙螺桿混煉機(jī)(TECHNOVEL CORPORATION制造)中加入聚醚酰亞胺(PEI)樹脂(SABIC Innovative Plastics公司制造，UltemlOOO，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:223°C，拉伸斷裂應(yīng)力:117MPa，拉伸模量:3138MPa)，在350°C下使其熔融，進(jìn)行擠出成形，制作電絕緣性樹脂片。
[0118]比較例2
[0119]在雙螺桿混煉機(jī)(TECHNOVEL CORPORATION制造)中加入聚醚砜(PES)樹脂(BASF公司制造，E2010，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:225°C，拉伸斷裂應(yīng)力:68MPa，拉伸模量:2282MPa)，在310°C下使其熔融，進(jìn)行擠出成形，制作電絕緣性樹脂片。
[0120]比較例3
[0121]除了在制備的PEI樹脂溶液中以相對于100重量份PEI樹脂添加75重量份的方式添加重均分子量400的聚丙二醇之外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作電絕緣性樹脂片。
[0122]比較例4
[0123]除了在制備的PEI樹脂溶液中以相對于100重量份PEI樹脂添加100重量份的方式添加重均分子量400的聚丙二醇之外，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作電絕緣性樹脂片。
[0124]【表1】`
【權(quán)利要求】
1.一種電絕緣性樹脂片，其孔隙率為10?60%，在23°C下伸長5%并維持了 10分鐘時(shí)的應(yīng)力松弛率為20%以上，且介質(zhì)擊穿電壓為25kV/mm以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電絕緣性樹脂片，其是平均氣泡直徑為ΙΟμπι以下的多孔結(jié)構(gòu)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電絕緣性樹脂片，其在頻率IGHz下的相對介電常數(shù)為2.5以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電絕緣性樹脂片，其中，包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150°C以上的熱塑性樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電絕緣性樹脂片，其中，所述熱塑性樹脂的拉伸斷裂應(yīng)力為50MPa以上，且拉伸模量為IOOOMPa以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電絕緣性樹脂片，其中，所述熱塑性樹脂為聚醚酰亞胺、聚醚砜、或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的電絕緣性樹脂片，其用作馬達(dá)線圈的電絕緣體。
8.—種電絕緣性層疊片，其在權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的電絕緣性樹脂片的至少一個(gè)面層疊有片材。
【文檔編號(hào)】H01B17/60GK103503084SQ201380001229
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月29日
【發(fā)明者】池永纮子, 笠置智之, 八鍬晉平, 秋山恵子 申請人:日東電工株式會(huì)社