JP5611485B1 - 絶縁テープ及びその製造方法、並びに固定子コイル - Google Patents

Abstract

本発明は、マイカを含むマイカ層と、前記マイカ層上に積層された補強層であって、充填材及び繊維強化材を含む補強層と、前記補強層上に積層された平板層であって、アスペクト比が３０以上の平板状無機粒子を含む平板層とを有することを特徴とする絶縁テープである。この絶縁テープは、予め担持させた充填材が固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）に外部に流出することなく、熱伝導性が高い絶縁被覆体を形成することができる。

Description

本発明は、回転電機の固定子に用いられる絶縁テープ及びその製造方法、並びに固定子コイルに関する。

回転電機（特に、高電圧回転電機）の固定子は、図４に示すように、固定子鉄心１０の内周側に形成された複数のスロット１６内に収容された固定子コイル１１を有する。固定子コイル１１は、コイル導体１２と絶縁被覆体１３とから構成される。固定子コイル１１は、マイカシートにガラスクロス等の繊維強化材を貼り合わせた絶縁テープをコイル導体１２に数回巻き付け、樹脂組成物を減圧下で含浸させた後、所定の断面形状となるように成形しながら加熱プレスすることによって製造される。固定子コイル１１は、スロット１６内に上下２段に組み込まれており、固定子コイル１１の間にスペーサー１５を設けると共に、スロット１６の開口端部にウェッジ１４を設けることにより、回転電機の運転時に固定子コイル１１から生じる電磁振動を抑制している。

このような構造を有する回転電機の固定子において、導体コイル１２は、回転電機の運転時の負荷電流によって発熱する。そして、特に間接水素冷却型方式の回転電機では、導体コイル１２からの発熱の大部分が、固定子鉄心１０を経由して冷却気体に伝達される。そのため、回転電機の高効率化、小型化及び低コスト化のためには、固定子コイル１１の絶縁被覆体１３の熱伝導率を高めることが要求されている。

そこで、固定子コイル１１の絶縁被覆体１３の熱伝導率を高めるために、熱伝導率が高い充填材を含む絶縁テープを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６２５６１５号公報

絶縁テープにおいて充填材を担持させるためには、一般に、接着剤（樹脂組成物）が用いられている。また、固定子コイル１１の製造において、絶縁テープは、コイル導体１２に数回巻き付けた後、樹脂組成物を含浸させて硬化することによって一体化した絶縁被覆体１３を与えるため、充填材の担持に用いられる接着剤と、含浸に用いられる樹脂組成物との相溶性が良好であることが求められる。

しかしながら、従来の絶縁テープは、固定子コイル１１を製造する際（特に、加熱プレスの際）に、コイル導体１２に巻き付けた絶縁テープの隙間から、含浸に用いられる樹脂組成物と共に充填材が外部に流失してしまい、形成される絶縁被覆体の熱伝導性が十分に向上しないという問題がある。

本発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、予め担持させた充填材が固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）に外部に流出することなく、熱伝導性が高い絶縁被覆体を形成することが可能な絶縁テープ及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、熱伝導率が高い絶縁被覆体を有する固定子コイルを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、マイカ層上に形成された熱伝導率が高い充填材を含む補強層を、特定の平板状無機粒子を含む平板層で被覆することにより、固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）の充填材の流出を効果的に抑制し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、マイカを含むマイカ層と、前記マイカ層上に積層された補強層であって、充填材及び繊維強化材を含む補強層と、前記補強層上に積層された平板層であって、アスペクト比が３０以上の平板状無機粒子を含む平板層とを有することを特徴とする絶縁テープである。

また、本発明は、マイカを含む分散液を抄造してマイカ層を形成する工程と、前記マイカ層に繊維強化材を貼り合わせた後、充填材を含むスラリーを前記繊維強化材に塗布して補強層を形成する工程と、アスペクト比が３０以上の平板状無機粒子を含むスラリーを前記補強層に塗布して平板層を形成する工程とを含むことを特徴とする絶縁テープの製造方法である。

さらに、本発明は、コイル導体と、前記コイル導体の外周部に巻回された前記絶縁テープを有し、前記絶縁テープが樹脂によって前記コイル導体と一体化された絶縁被覆体とを備えることを特徴とする固定子コイルである。

本発明によれば、予め担持させた充填材が固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）に外部に流出することなく、熱伝導性が高い絶縁被覆体を形成することが可能な絶縁テープ及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、熱伝導率が高い絶縁被覆体を有する固定子コイルを提供することができる。

実施の形態１による絶縁テープを模式的に示す断面図である。 樹脂組成物を含浸させた図１の絶縁テープに圧力が加わった際の状態を説明するための図である。 樹脂組成物を含浸させた絶縁テープ（平板層を形成していない絶縁テープ）に圧力が加わった状態を説明するための図である。 固定子の斜視図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による絶縁テープを模式的に示す断面図である。図１において、絶縁テープ１は、マイカ層２と、マイカ層２上に積層された補強層３と、補強層３上に積層された平板層４とを有する。

マイカ層２は、マイカ５を含む。マイカ５としては、特に限定されないが、例えば、層状ケイ酸塩鉱物の一種として知られる硬質マイカ（マスコバイト）及び軟質マイカ（フロゴパイト）等を用いることができる。マイカ５の形状としては、特に限定されないが、例えば、ブロックマイカ、剥がしマイカ、及び集成マイカ等を用いることができる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。その中でも、厚さが均一であり、且つ低コストである点で、集成マイカを用いることが好ましい。

マイカ層２は、マイカ５の他に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂を含むことができる。これらの樹脂は、マイカ５同士を接着し、マイカ層２の強度を向上させることができる。また、これらの樹脂は、固定子コイルの製造の際に、含浸に用いる樹脂組成物と化学的に結合して一体化することが好ましい。したがって、含浸に用いる樹脂組成物との反応性を考慮し、その種類を選定することが好ましい。
或いは、マイカ層２の支持材として各種樹脂フィルムを用いてもよい。樹脂フィルムとしては特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。

また、固定子コイルの電気絶縁性の観点から、絶縁テープ１中のマイカ５の含有量は、１ｍｍ²の絶縁テープ１あたり、１００ｇ以上２００ｇ以下であることが好ましい。マイカ５の含有量が１００ｇ未満では、所望の電気絶縁性が得られず、課電劣化時の絶縁破壊時間が短くなることがある。一方、マイカ５の含有量が２００ｇを超えると、電気絶縁性は良好である一方、絶縁テープ１が厚くなり過ぎてしまい、コイル導体に巻き付け難くなることがある。また、絶縁テープ１の厚さを一定とした場合には、高熱伝導化に有効な充填材６の充填率が相対的に低下し、所望の熱伝導率を有する絶縁被覆体を形成することができないことがある。

マイカ層２の厚さは、特に限定されず、作製する絶縁テープ１の大きさ等に応じて適宜調整すればよい。マイカ層２の厚さは、好ましくは６０μｍ〜１５０μｍ、より好ましくは８０μｍ〜１２０μｍである。

補強層３は、充填材６及び繊維強化材７を含む。
充填材６としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。充填材６の例としては、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、グラファイト、カーボンチューブ、窒化ホウ素、ホウ化チタン、炭化珪素、窒化珪素、結晶シリカ、窒化アルミニウム等が挙げられる。これらは単独又は複数を組み合わせて用いることができる。

充填材６は、絶縁被覆体の熱伝導性の観点から、５Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有することが好ましい。熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ未満であると、絶縁被覆体の熱伝導性が十分に向上しないことがある。
絶縁テープ１における充填材６の体積充填率は、樹脂組成物の含浸性の観点から、５０体積％以下である。体積充填率が５０体積％を超えると、固定子コイルの製造の際に樹脂組成物が十分に含浸せず、所望の特性が得られない場合がある。

各種充填材６の中でも、少ない添加量（担持量）で絶縁被覆体の高熱伝導化が可能であり、絶縁テープ１を厚くする必要がない点で、窒化ホウ素が好ましい。
窒化ホウ素の一次粒子は、黒鉛と同様の層状構造を有しており、その粒子形状は鱗片状であって、長径方向の熱伝導率が高く、短径方向の熱伝導率が低いという異方的な熱伝導性を有する。そのため、窒化ホウ素の一次粒子を充填材６として用いた場合、絶縁テープ１の製造条件によっては、窒化ホウ素の異方的な熱伝導性のために所望の熱伝導性を有する絶縁被覆体が得られない場合がある。

そこで、窒化ホウ素の一次粒子の異方的な熱伝導性に起因した絶縁被覆体の熱伝導性の低下を防止する観点から、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させた二次凝集粒子を用いることが特に好ましい。
二次凝集粒子の製造方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、窒化ホウ素の一次粒子を無機バインダによって凝集させることによって二次凝集粒子を製造することができる。無機バインダとしては、特に限定されず、例えば、ホウ酸、アルカリ土類金属のホウ酸塩（ホウ酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム）、ケイ酸ソーダ、リン酸アルミ等が挙げられる。

異方的な熱伝導性を防止する観点から、二次凝集粒子の配向指数、すなわち、二次凝集粒子の＜１００＞面に対する＜００２＞面のＸ線回折ピークの強度比（Ｉ＜００２＞／Ｉ＜１００＞）が、１５以下であることが好ましい。二次凝集粒子のＸ線回折ピークの強度比が１５を超えると、二次凝集粒子中で一次粒子が特定の方向に配向している割合が大きくなり、所望の熱伝導性を有する絶縁被覆体が得られない場合がある。

充填材６の平均粒径は、８０μｍ以下であることが好ましい。充填材６の平均粒径が８０μｍを超えると、絶縁テープ１が厚くなり過ぎてしまい、コイル導体に巻き付け難くなることがある。また、絶縁テープ１の厚さを一定とした場合には、絶縁性を担うマイカ５の充填率を相対的に少なくする必要があるため、絶縁被覆体の電気絶縁特性が低下することがある。ここで、充填材６の平均粒径とは、レーザー回折散乱法による粒度分布測定を行うによって求められる平均粒径を意味し、具体的には、市販のレーザー回折散乱式粒度分布計を用いて測定された平均粒径を意味する。

繊維強化材７としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。ここで、繊維強化材７とは、複数の繊維を束ねて作製した複数本の縦糸と、複数の繊維を束ねて作製した複数本の横糸とを格子状に編んで構成されたクロスを意味する。繊維強化材７の例としては、例えば、ガラスクロス、アルミナクロス、シリカクロス等が挙げられる。その中でも、強度的及びコスト的に最良の材料であるガラスクロスを用いることが好ましい。

繊維強化材７は、縦糸と横糸とによって囲まれた複数の開口部を有する。補強層３では、この開口部に充填材６が捕捉される。これにより、充填材６の層内方向への移動が抑制される。
繊維強化材７の厚さは、特に限定されないが、８０μｍ以下であることが好ましい。繊維強化材７の厚さが８０μｍを超えると、絶縁テープ１が厚くなり過ぎてしまい、コイル導体に巻き付け難くなることがある。また、絶縁テープ１の厚さを一定とした場合には、絶縁性を担うマイカ５の充填率を相対的に少なくする必要があるため、絶縁被覆体の電気絶縁特性が低下することがある。

補強層３は、充填材６及び繊維強化材７の他に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂を含むことができる。なお、補強層３に用いられる樹脂は、マイカ層２に用いられる樹脂と同じ成分であることができる。

平板層４は、アスペクト比が３０以上の平板状無機粒子８を含む。平板状無機粒子８のアスペクト比を３０以上とすることにより、平板状無機粒子８が積層した状態の平板層４を形成することができるため、絶縁テープ１に圧力が加わった際、平板層４の下に存在する補強層３中の充填材６の移動経路を効果的に遮断し、その流出を抑制することが可能になる。
ここで、平板状無機粒子８のアスペクト比とは、平板状無機粒子８の最長径を最短径（厚さ）で除して得られる値を意味する。また、平板状無機粒子８の投影面積が最大となるように配置した時の最も長い辺を最長径、その厚みを最短径、長い辺の平均を平均長径という。最長径、最短径（厚さ）及び平均長径は、電子顕微鏡等を用いて測定することができる。

平板状無機粒子８のアスペクト比は、１００個の平板状無機粒子８あたりの平均値であることが好ましい。したがって、平板状無機粒子８のアスペクト比の平均値が３０以上であれば、アスペクト比が３０未満の平板状無機粒子８が含まれていてもよい。
また、絶縁テープ１は、固定子コイルを製造する際にコイル導体の外周部に巻回されるため、平板状無機粒子８のアスペクト比が大きすぎると絶縁テープ１がコイル導体の外周部に巻きつけ難くなる。そのため、充填材６の流出抑制効果及び絶縁テープ１の巻回性の両方の特性を得る観点から、平板状無機粒子８のアスペクト比は５０〜３００であることが好ましい。

平板状無機粒子８としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。その中でも平板状無機粒子８は、含浸に用いる樹脂への溶解性がないもの、又は乏しいものが好ましい。好ましい平板状無機粒子８の例としては、マイカ、カオリン、パイロフィライト、セリサイト、タルク等の層状型フェロケイ酸塩鉱物、ガラスフレーク、ガラス板、アルミナフレーク、ベーマイト、アルミナ等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
各種平板状無機粒子８の中でも、マイカは、アスペクト比が高い（平均長径が１００〜５００μｍ、厚さが１μｍ以下）ものが多く、且つ電気絶縁性にも優れていることから好ましい。

絶縁テープ１における平板状無機粒子８の目付け量（単位面積（１ｍ²）当たりの質量）は、特に限定されないが、絶縁テープ１の厚さ及び充填材６の移動防止効果の観点から、１ｇ／ｍ²〜５０ｇ/ｍ²であることが好ましい。

平板層４は、図２に示すように、補強層３の表面を被覆しているため、補強層３に含有される充填材６の流出経路が少なく（図中の矢印は充填材６の流出経路を表す）、固定子コイルを製造する際（特に加熱プレスの際）に、含浸に用いられる樹脂組成物と共に充填材６が流出し難くなり、所望の熱伝導性を有する絶縁被覆体を形成することができる。
これに対して、平板層４が存在しない場合、図３に示すように、補強層３に含有される充填材６の流出経路が多く（図中の矢印は充填材６の流出経路を表す）、固定子コイルを製造する際（特に、加熱プレスの際）に、含浸に用いられる樹脂組成物と共に充填材６が流出してしまい、所望の熱伝導性を有する絶縁被覆体を形成することができない。

平板層４では、図２に示すように、平板層４中の平板状無機粒子８が充填材６の外部流出を防止する壁として作用している。平板層４中の平板状無機粒子８は、固定子コイルを製造する際（特に、絶縁テープ１をコイル導体に巻き付ける際）に、コイル導体の形状に沿って複雑に折れ曲がる。平板状無機粒子８の平均長径が長いほど、平板状無機粒子８は複雑に折れ曲がり、平板状無機粒子８の間からの充填材６の外部流出を効果的に抑制することが可能になる。

したがって、平板状無機粒子８の間からの充填材６の外部流出を効果的に抑制する観点から、平板状無機粒子８の平均長径は、８０μｍ以上であることが好ましい。
また、平板状無機粒子８の平均長径は、充填材６の平均粒径よりも大きいことが好ましい。平板状無機粒子８の平均長径が、充填材６の平均粒径よりも大きいと、平板状無機粒子８の間からの充填材６の外部流出を、より一層抑制することができる。

平板層４中の無機粒子が球状等の他の形状である場合、平板層４中の無機粒子は、固定子コイルを製造する際（特に、絶縁テープ１をコイル導体に巻き付ける際）にコイル導体の形状に沿って移動し、平板層４中の無機粒子の間が大きくなる。その結果、固定子コイルを製造する際（特に、加熱プレスの際）に、補強層３に含有される充填材６が含浸に用いられる樹脂組成物と共に流出し易なり、所望の熱伝導性を有する絶縁被覆体を形成することができない。

平板層４は、平板状無機粒子８の他に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂を含むことができる。なお、平板層４に用いられる樹脂は、マイカ層２及び補強層３に用いられる樹脂と同じ成分であることができる。

平板層４の厚さは、特に限定されないが、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。平板層４の厚さが８０μｍを超えると、絶縁テープ１が厚くなり過ぎてしまい、コイル導体に巻き付け難くなることがある。

次に、絶縁テープ１の製造方法について説明する。
まず、マイカ５を含む分散液を抄造してマイカ層２を形成する。
マイカ５を含む分散液の調製方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、マイカ５を水中に分散させることによって分散液を調製することができる。分散液におけるマイカ５の含有量は、特に限定されず、マイカ５の種類等に応じて適宜調整すればよい。
分散液の抄造方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、市販の抄紙機を用いて分散液を抄造することにより、マイカ層２となるマイカシートを得ることができる。

このとき、マイカシートは別の支持材である各種フィルムに貼り合わせてもよい。マイカシートを支持材に貼り合わせる場合、ロールコーター法又はスプレー法等の公知の方法を用いてマイカシートに樹脂組成物を塗布した後、支持材と接着させればよい。

マイカシートと支持材との接着に用いられる樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂、硬化剤及び溶剤を一般に含む。
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。熱硬化性樹脂の例としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂は、耐熱性や接着性等の特性に優れているので好ましい。エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環脂肪族エポキシ樹脂、及びグリシジル−アミノフェノール系エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

硬化剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。硬化剤の例としては、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト（ＩＩ）アセチルアセトナート、コバルト（ＩＩＩ）アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅（ＩＩ）アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛（ＩＩ）アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル（ＩＩ）アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン（ＩＩ）アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。これらの中でも、硬化性、溶剤溶解性の観点から、コバルト（ＩＩ）アセチルアセトナート、コバルト（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、亜鉛（ＩＩ）アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナートが好ましく、コバルト（ＩＩ）アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛がより好ましい。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
硬化剤の配合量は、使用する熱硬化性樹脂や硬化剤の種類等に応じて適宜設定する必要があるが、一般的に１００質量部の熱硬化性樹脂に対して０．１質量部以上２００質量部以下である。

溶剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。溶剤の例としては、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶剤が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
溶剤の配合量は、樹脂組成物の所望とする粘度に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。

次に、マイカシートに繊維強化材７を貼り合わせた後、充填材６を含むスラリーを前記繊維強化材７に塗布して補強層３を形成する。
マイカシートに繊維強化材７を貼り合わせる方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、マイカシートと繊維強化材７とを樹脂組成物を用いて貼り合わせればよい。具体的には、ロールコーター法又はスプレー法等の公知の方法を用いて樹脂組成物を繊維強化材７に塗布し、樹脂組成物中の溶剤を揮発させた後、その上にマイカシートを重ねる。その後、この積層物を６０〜７０℃の加熱下で熱ロール等により加圧して圧着させればよい。

充填材６を含むスラリーとしては、特に限定されず、例えば、樹脂組成物に充填材６を配合したものを用いることができる。このスラリーに用いられる樹脂組成物としては、マイカシートと支持材との接着に用いられる樹脂組成物と同じものを用いることができる。充填材６の配合量は、使用する熱硬化性樹脂や硬化剤の種類等に応じて適宜設定する必要があるが、一般的に１００質量部の熱硬化性樹脂に対して２０質量部以上２００質量部以下である。

充填材６を含むスラリーの塗布方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。塗布方法の例としては、スプレー法、ロールコーター法、及びグラビア転写法等が挙げられる。
塗布したスラリーは、ドクターブレード等の公知の方法を用いて切削した後、６０〜７０℃の加熱下で熱ロール等を用いて加圧される。これにより、均一且つ所望の厚さの補強層３を形成することができる。

ドクターブレードの材質としては、金属、セラミックス、プラスチックス等が挙げられるが、加工性及び耐摩耗性の点から、クロムメッキ鋼であることが好ましい。
また、切削条件としては、特に限定されないが、マイカシートとドクターブレードとのクリアランス（ギャップ）が０．０１〜０．１ｍｍであることが好ましく、切削温度が１０〜４０℃であることが好ましく、切削速度（ドクターブレードに対するマイカシートの走行速度）が５ｍ／分以下であることが好ましい。ギャップが０．０１ｍｍ未満であると、繊維強化材７が剥離してしまう場合がある。一方、ギャップが０．１ｍｍを超えると、補強層３が厚くなりすぎてしまう。また、切削温度が１０℃未満であると、塗布物の粘性が高く、平滑に切削できないことがある。一方、切削温度が４０℃を超えると、塗布物の溶剤の揮発速度が大きくなり、均一な厚さに切削することができない。

次に、平板状無機粒子８を含むスラリーを補強層３に塗布して平板層４を形成する。
平板状無機粒子８を含むスラリーとしては、特に限定されず、例えば、平板状無機粒子８と溶剤との混合物を用いることができる。
溶剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。溶剤の例としては、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶剤が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
溶剤の配合量は、スラリーの塗布性に応じて適宜調整すればよく、特に限定されない。

平板状無機粒子８を含むスラリーの塗布方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。塗布方法の例としては、スプレー法、ロールコーター法等が挙げられる。
平板状無機粒子８を含むスラリーの塗布後、所定の温度に加熱して溶剤を揮発させることにより、平板層４を形成することができる。

上記のようにして得られた絶縁テープ１は、補強層３が平板層４で被覆されているため、補強層３に予め担持させた充填材６が、固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）に外部に流出し難くなり、熱伝導率が高い絶縁被覆体を形成することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２による固定子コイルは、コイル導体と、このコイル導体の外周部に巻回された実施の形態１の絶縁テープ１を有し、絶縁テープ１が樹脂によって前記コイル導体と一体化された絶縁被覆体とを備えている。本実施の形態の固定子コイルは、使用する絶縁テープに主な特徴があり、その他の構成は従来公知の構成（例えば、図４の構成）を採用することができる。

このような構造を有する固定子コイルは、以下のようにして製造される。
まず、絶縁被覆された複数の素線導体を束ねて構成されたコイル導体の外周部に、絶縁テープ１を一部（例えば、絶縁テープ１の幅の半分の部分）が互いに重なるように複数回巻き付ける。ここで、コイル導体を構成する素線としては、導電性であれば特に限定されず、銅、アルミニウム、銀等からなる素線を用いることができる。

次に、コイル導体に巻き付けた絶縁テープ１に樹脂組成物を含浸させる。ここで、含浸に用いられる樹脂組成物としては、特に限定されないが、一般に、熱硬化性樹脂及び硬化剤を含む。
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、実施の形態１において例示したものと同じものを用いることができる。

硬化剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。硬化剤の例としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸及び無水ハイミック酸等の脂環式酸無水物；ドデセニル無水コハク酸等の脂肪族酸無水物；無水フタル酸及び無水トリメリット酸等の芳香族酸無水物；ジシアンジアミド及びアジピン酸ジヒドラジド等の有機ジヒドラジド；トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール；ジメチルベンジルアミン；１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン及びその誘導体；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール及び２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
硬化剤の配合量は、使用する熱硬化性樹脂や硬化剤の種類等に応じて適宜設定する必要があるが、一般的に１００質量部の熱硬化性樹脂に対して０．１質量部以上２００質量部以下である。

樹脂組成物の含浸方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。含浸方法の例としては、真空含浸、真空加圧含浸、常圧含浸等が挙げられる。含浸の際の条件は、特に限定されることはなく、使用する樹脂組成物等の種類に応じて適宜調整すればよい。

樹脂組成物を絶縁テープ１に含浸させた後、コイル導体を絶縁テープ１の外側から型締めすることにより、絶縁テープ１に圧力を加える。
次に、絶縁テープ１を加熱等することにより、絶縁テープ１に含浸されている樹脂組成物を硬化させる。これにより、固定子コイルが完成する。

本実施の形態の固定子コイルでは、補強層３の表面を平板層４で被覆した絶縁テープ１を用いているため、図２に示すように、絶縁テープ１に圧力を加えても補強層３に含有される充填材６が含浸に用いられる樹脂組成物と共に流出し難く、絶縁被覆体の熱伝導性を向上させることができる。これに対して、補強層３の表面を平板層４で被覆していない絶縁テープを用いると、図３に示すように、補強層３に含有される充填材６が含浸に用いられる樹脂組成物と共に流出してしまい、絶縁被覆体の熱伝導性が低下してしまう。

上記のようにして製造される本実施の形態の固定子コイルは、予め担持させた充填材６が固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）に外部に流出し難いので、絶縁被覆体の熱伝導率を向上させることができる。

以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
集成マイカ粉を水中に分散させ、集成マイカ粉の分散液を調製した後、この分散液を抄紙機にて抄造してマイカシート（マイカ層）を得た。
次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８３４、ジャパンエポキシレジン株式会社製）１００質量部及びナフテン酸亜鉛１０質量部をメチルエチルケトン４００質量部に溶解した樹脂組成物をロールコーター法にてマイカシートに塗布し、その上に支持材（幅１０００ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍであり、所定の長さを有するポリエステルフィルム）を重ねて貼り合わせ、全体の厚さが０．１ｍｍの支持材付きマイカシートを得た。

次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８３４、ジャパンエポキシレジン株式会社製）１００質量部及びナフテン酸亜鉛１０質量部をメチルエチルケトン１０００重量部に溶解した樹脂組成物を、ロールコーター法にて繊維強化材であるガラスクロス（幅１０００ｍｍ、厚さ３０μｍであり、所定の長さを有し、目開き率が９７％である）に塗布した後、溶剤を揮発させた。そして、その塗布物とマイカシートとが接するように支持材付きマイカシートを重ねて張り合わせた後、６０℃の熱ロールにて加圧して圧着させた。

次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８３４、ジャパンエポキシレジン株式会社製）１５０質量部、ナフテン酸亜鉛１５質量部、窒化ホウ素の二次凝集粒子（平均粒径７５μｍ、Ｘ線回折ピークの強度比（Ｉ＜００２＞／Ｉ＜１００＞）１０、熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫ）２００質量部、及びメチルエチルケトン１０００重量部を混合して樹脂組成物（スラリー）を調製した。
次に、この樹脂組成物をスプレー法にて上記積層物のガラスクロス面に塗布した。次に、この塗布物をクロムメッキ鋼のドクターブレードを用い、ギャップ０．０１ｍｍ、切削速度３ｍ／分、切削温度２５℃の条件下で切削した後、６０℃の熱ロールで加圧して補強層を形成した。

次に、平板状無機粒子としてのマイカ粒子（長径２００μｍ、厚さ１μｍ）１０質量部とメチルエチルケトン１００質量部とを混合してスラリーを調製した。このスラリーをスプレー法にて補強層の表面に塗布した後、８０℃に加熱して乾燥させ、平板層を形成した。
得られた絶縁テープは、下記の試験に用いるために幅３０ｍｍに切断した。

次に、この絶縁テープを、５０ｍｍ×１２ｍｍ×１１４０ｍｍのコイル導体に、半重ね巻きすることにより、４．４ｍｍの厚さになるまで巻き付けた。
次に、コイル導体に巻き付けられた絶縁テープに、真空加圧含浸方式によって液状の樹脂組成物を含浸させた。ここで、樹脂組成物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、ジャパンエポキシレジン株式会社製）１００質量部とメチルテトラヒドロ無水フタル酸硬化剤（商品名：ＨＮ−２２００、日立化成工業株式会社製）９３質量部とからなるものを用いた。

最後に、樹脂組成物を含浸させた絶縁テープからなる層の厚みが、４．２６ｍｍの厚さになるように、治具を用いて型締めし、乾燥炉で加熱して、樹脂組成物を硬化させることにより固定子コイルを作製した。

（実施例２）
充填材として、平均粒径が６０μｍの窒化ホウ素の二次凝集粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして絶縁テープ及び固定子コイルを作製した。
（比較例１）
平板層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして絶縁テープ及び固定子コイルを作製した。
（比較例２）
ガラスクロスの厚さを７５μｍに変更すると共に、アスペクト比が２０のマイカ粒子（平板状無機粒子）を用いたこと以外は実施例１と同様にして絶縁テープ及び固定子コイルを作製した。

上記の実施例及び比較例で得られた固定子コイルの絶縁被覆体について、熱伝導率及び絶縁破壊電圧の測定を下記のようにして行った。
絶縁被覆体の熱伝導率の測定は、固定子コイルから絶縁被覆体の試験片を切り出し、切り出した絶縁被覆体の試験片に対して、熱伝導率測定装置（キセノンフラッシュアナライザ、ＬＦＡ４４７ＮａｎｏＦｌａｓｈ（登録商標）、ＮＥＴＺＳＣＨ社製）を用いることにより行った。また、絶縁被覆体の絶縁破壊電圧の測定は、ＪＩＳ−Ｃ２１２６の方法に準拠して行った。これらの結果を表１に示す。

表１に示されているように、実施例において作製された固定子コイルの絶縁被覆体は、２５ｋＶ以上の絶縁破壊電圧と０．５以上の熱伝導率を兼ね備えており、絶縁破壊電圧だけでなく熱伝導率も良好であった。
これに対して比較例において作製された固定子コイルの絶縁被覆体は、２５ｋＶ以上の絶縁破壊電圧を有していたものの、熱伝導率が低かった。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、予め担持させた充填材が固定子コイルの製造の際（特に、加熱プレスの際）に外部に流出することなく、熱伝導性が高い絶縁被覆体を形成することが可能な絶縁テープ及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、熱伝導率が高い絶縁被覆体を有する固定子コイルを提供することができる。

Claims (8)

1. マイカを含むマイカ層と、
   前記マイカ層上に積層された補強層であって、充填材及び繊維強化材を含む補強層と、
   前記補強層上に積層された平板層であって、アスペクト比が３０以上の平板状無機粒子を含む平板層と
   を有することを特徴とする絶縁テープ。
2. 前記平板状無機粒子の平均長径が、前記充填材の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の絶縁テープ。
3. 前記平板状無機粒子の平均長径が、８０μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁テープ。
4. 前記平板状無機粒子がマイカであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁テープ。
5. 前記充填材の熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁テープ。
6. 前記充填材が窒化ホウ素であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の絶縁テープ。
7. マイカを含む分散液を抄造してマイカ層を形成する工程と、
   前記マイカ層に繊維強化材を貼り合わせた後、充填材を含むスラリーを前記繊維強化材に塗布して補強層を形成する工程と、
   アスペクト比が３０以上の平板状無機粒子を含むスラリーを前記補強層に塗布して平板層を形成する工程と
   を含むことを特徴とする絶縁テープの製造方法。
8. コイル導体と、
   前記コイル導体の外周部に巻回された請求項１〜６のいずれか一項に記載の絶縁テープを有し、前記絶縁テープが樹脂によって前記コイル導体と一体化された絶縁被覆体と
   を備えることを特徴とする固定子コイル。

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