KR20250007201A - 절연재 및 이를 포함하는 회전 전기 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연재 및 이를 포함하는 회전 전기 기기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 절연재 및 이를 포함하는 회전 전기 기기에 관한 것이다.
모터나 발전기 등의 회전 전기 기기는 회전자(rotor)와 고정자(stator)를 포함하고, 고정자는 내주면의 둘레 방향으로 복수의 슬롯을 갖는 환상의 고정자 코어를 구비한다. 상기 슬롯에는 코일이 권회되고, 상기 고정자 내 슬롯과 코일 사이에는 전기 절연성을 확보하기 위한 절연층이 형성된다.
종래 고정자 내 슬롯과 코일 사이에 절연지를 삽입하여 절연층을 형성하는 방법이 사용되었다. 상기 방법에 따라 회전 전기 기기 내에 절연지를 삽입하기 위해서는, 절연지를 언와인딩하여 공급하고, 절단하고, 소정의 형상을 갖도록 절곡한 후, 회전 전기 기기 내 슬롯 등에 삽입하는 과정이 필요하다. 상기 절연지 및 이를 제조하는 장치와 관련하여 다양한 기술이 제안되었고, 일례로, 대한민국 공개특허 제10-1999-0015205호는 양쪽 날개와 상기 날개를 고정하는 고정 부재가 일체로 되는 모터용 절연지 및 이를 제조하는 장치를 개시하고 있다.
그러나, 하나의 제조 장치로 한 가지 형상의 절연지를 제조할 수 밖에 없기 때문에, 다양한 종류의 회전 전기 기기에 사용되는 다양한 형상의 절연지를 제조하기 위해, 형상 마다 별도의 절연지 제조 장치를 사용해야 하고, 그 결과 비용 및 시간적인 측면에서 현저한 비효율성을 초래하는 문제가 있다.
본 발명은 절연성 및 내열성이 우수한 절연재를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 절연재가 구비된 회전 전기 기기를 제공한다.
본 발명은 모터의 고정자 내 슬롯과 코일 사이에 구비되며, 에폭시 수지, 경화제 및 필러를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 경화되어 형성된 절연재로서, 275 ℃ 오븐에서 24 시간 동안 정치 및 노출을 1 cycle로 하여, 5 cycle 수행 시, 고온 질량 감소율이 2.0 wt% 미만인 절연재를 제공한다.
본 발명은 절연성 및 내열성이 우수한 절연재를 제공한다. 본 발명에 따른 절연재는 회전 전기 기기 내 슬롯과 코일 사이에 충전되어, 슬롯과 코일의 간극을 메우고, 절연지를 대체하여 절연 특성을 부여할 수 있다. 본 발명의 절연재는 절연성 및 내열성이 우수하여, 전기 자동차용 모터와 같이 큰 토크가 필요함에 따라 회전 속도 및 고정자에 인가되는 전류가 증가되는 회전 전기 기기에 적용 가능하다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 기술된 내용에 의해서만 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성 요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 “점도”는 해당 기술 분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 150 ℃에서 ICI 점도계를 사용하여 측정할 수 있다. “수산기가”와 같은 작용기가는 해당 기술 분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 적정(titration)의 방법으로 측정할 수 있다. “입자 크기(D50)”는 해당 기술 분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 레이저 광 산란법(laser light scattering, LLS)으로 측정할 수 있다.
<절연재>
본 발명의 절연재는 모터의 고정자 내 슬롯과 코일 사이에 구비되며, 에폭시 수지, 경화제 및 필러를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 경화되어 형성되며, 275 ℃ 오븐에서 24 시간 동안 정치 및 노출을 1 cycle로 하여, 5 cycle 수행 시, 고온 질량 감소율이 2.0 wt% 미만, 예를 들어 1.5 wt% 미만, 다른 예로 1.0 wt% 미만이다. 고온 질량 감소율은 하기 식으로 계산된다.
고온 질량 감소율(%) = [(W0 - W5cycle) / W0] X 100
상기 식에서, W0은 경화된 절연재의 질량이고, W5cycle은 5 cycle 수행 후 절연재의 질량이다.
본 발명의 절연재는 에폭시 수지 조성물이 경화되어 형성되는 것으로, 종래의 절연지를 대체하는 역할을 한다. 상기 에폭시 수지 조성물은 모터의 고정자 내 슬롯과 코일 사이에 얇은 두께(예컨대, 25 ㎛ 내외)로 성형될 수 있는데, 따라서, 고온 열분해로 인해 수지 성분이 분해될 경우 해당 부위의 두께가 얇아지고, 그에 따라 절기 절연 특성이 저하될 수 있다. 본 발명에 따른 절연재는 고온 질량 감소율이 2.0 wt% 미만인 내열성이 우수한 것으로, 고온 환경에 지속적으로 노출되는 회전 전기 기기에 적용 시, 우수한 절연성을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제 및 필러를 포함한다.
일 예로, 상기 에폭시 수지는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지는 본 발명의 에폭시 수지 조성물의 물성을 저해하지 않은 범위에서, 공지된 다양한 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 에폭시 수지 조성물은 필요에 따라 부착력 향상제, 이형제, 경화 촉진제, 착색제, 난연제 등, 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
디시클로펜타디엔형 에폭시 수지
본 발명의 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지로 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지는 경화제와 반응하여 경화된 후 삼차원 망상 구조를 형성함으로써, 피착체에 강하고 견고하게 접착하는 성질과 내열성을 부여할 수 있다.
일반적인 열경화성 수지의 경우, 200 ℃ 이상의 고온에서 열분해가 발생하여 질량이 감소하고, 그 결과 열경화성 수지의 전기 절연성을 급속도로 저하시키는 문제가 있다. 본 발명에서는 에폭시 수지로, 범용적으로 사용되는 비스페놀계, 오소-크레졸 노볼락(Ortho-Cresol Novolac)계에 비하여 분자 구조가 큰 치환기를 가지고 있는 디시클로펜타디엔을 포함하는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지를 사용함으로써, 이러한 치환기로 인해 가혹한 환경(고온 등)에 노출되더라도 분자 구조가 분해되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 벌키한 구조의 디시클로펜타디엔을 포함하는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지를 포함함으로써, 우수한 내열 특성을 확보하고, 고온에서의 열분해 및 그로 인한 질량 감소를 방지하여, 전기 절연성 감소를 방지할 수 있다.
상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지는 하기 식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
상기 식에서, n은 1 내지 10의 정수이다.
n이 10을 초과하는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지를 사용하는 경우, 에폭시 수지 조성물의 점도가 증가되어 분산성 및 성형성이 저하되고, 경화 시 경화제와 촘촘한 그물 구조로 얽혀 취성이 저하되어 내구성이 저하될 수 있다.
상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 200 내지 300 g/eq, 예를 들어 250 내지 280 g/eq일 수 있다. 에폭시 당량이 전술한 범위 미만인 경우 고온 열분해 특성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 조성물의 유리전이온도(Tg)가 낮아지고 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지의 점도(150 ℃)는 0.1 내지 10 poise, 예를 들어 0.1 내지 4 poise일 수 있다. 점도가 전술한 범위 미만인 경우 고온 열분해 특성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 에폭시 수지 조성물의 전체적인 점도가 증가되어 필러와의 분산성이 악화되고, 고정자 슬롯과 코일 사이에 절연층이 제대로 형성되지 않아 절연 특성을 충분히 제공하지 못하여 제품 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
에폭시 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지의 함량은 1 내지 20 중량%, 예를 들어 1 내지 10 중량%일 수 있다. 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 고온 열분해 특성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 필러의 함량이 감소되어 기계적 강도가 저하될 수 있다.
페놀 아랄킬형 에폭시 수지
본 발명의 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지로 페놀 아랄킬형 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 페놀 아랄킬형 에폭시 수지는 경화제와 반응하여 경화된 후 삼차원 망상 구조를 형성함으로써, 피착체에 강하고 견고하게 접착하는 성질과 난연성을 부여할 수 있다. 페놀 아랄킬형 에폭시 수지는 페놀 골격을 바탕으로 하고 중간에 바이페닐을 포함하는 구조로, 흡습성, 인성, 내산화성 및 내크랙성이 우수하며, 가교 밀도가 낮아서 고온에서 연소 시 탄소층(char)을 형성하여 주변의 열과 산소의 전달을 차단하여 난연성을 부여한다.
상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지는 하기 식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
상기 식에서, n은 1 내지 10의 정수이다.
상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 250 내지 400 g/eq, 예를 들어 270 내지 290 g/eq일 수 있다. 에폭시 당량이 전술한 범위 미만인 경우 난연 특성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 기계적인 특성이 저하될 수 있다.
상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 점도(150 ℃)는 0.01 내지 10 poise, 예를 들어 0.05 내지 3.0 poise일 수 있다. 점도가 전술한 범위 미만인 경우 난연 특성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 에폭시 수지 조성물의 유리전이온도(Tg)가 낮아지고, 기계적 특성이 저하될 수 있다.
에폭시 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 함량은 0.1 내지 10 중량%, 예를 들어 0.1 내지 5 중량%일 수 있다. 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 난연 특성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 기계적 특성 및 금속과의 부착 특성이 저하될 수 있다.
일례로, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지로 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지와 상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 혼합비는 0 내지 100 : 100 내지 0, 예를 들어 10 내지 50 : 1의 중량비일 수 있다.
기타 에폭시 수지
본 발명의 에폭시 수지 조성물은 상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 및 상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 외에 본 발명의 절연재의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서, 에폭시 수지 조성물의 결합력, 부착력 등을 보완하기 위해 다른 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 에폭시 수지로는 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있고, 일례로 분자 구조 내에 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예로는, 비스페놀계 에폭시 수지, 지환형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 다관능성 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지, 비축합고리형 다환 구조 에폭시 수지, 비스페놀 플루오렌 변성 에폭시 등이 있고, 이들 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물 내 포함되는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 및 기타 에폭시 수지의 총 함량은 에폭시 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 내지 20 wt%, 예를 들어 3 내지 12 wt%, 다른 예로 5 내지 10 wt%일 수 있다. 상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 및 기타 에폭시 수지의 총 함량이 전술한 범위 미만일 경우 에폭시 수지 조성물의 경화 시 각 성분들을 접착, 응집, 결합시키지 못하여 크랙이 발생되거나 내구성이 저하될 수 있으며, 전술한 범위를 초과할 경우 고온에 노출 시 수지 성분이 열분해되어 고온 질량 감소율이 증가되고 절연성이 저하되고, 내구성이 저하되어 크랙이 발생되거나 미세한 외부 충격으로도 손상을 입을 수 있다.
경화제
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 경화제를 포함한다. 경화제는 상기 에폭시 수지와 반응하여, 경화를 통해 고정자 슬롯과 코일 사이를 밀착시켜 고정자 내 절연 특성을 부여할 수 있다.
상기 경화제로는 에폭시 수지와 경화 반응을 하는 것으로 해당 기술 분야에 공지된 경화제를 사용할 수 있으며, 일례로 상기 경화제는 한 분자 내에 2개 이상의 페놀성 수산기를 갖는 페놀계 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화제는 산무수물 화합물, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀 아랄킬 수지 및 다관능 페놀 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 경화제로는 수산기 당량이 120 내지 200 g/eq, 예를 들어 160 내지 180 g/eq인 것을 사용할 수 있다. 수산기 당량이 전술한 범위 미만인 경우 에폭시 수지 조성물의 부착력이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 에폭시 수지 조성물의 유리전이온도(Tg)가 낮아지고 기계적 특성이 저하될 수 있다.
상기 경화제로는 점도(150 ℃)가 0.1 내지 5 poise, 예를 들어 0.5 내지 2 poise인 것을 사용할 수 있다. 점도가 전술한 범위 미만인 경우 에폭시 수지 조성물 부착력이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 에폭시 수지 조성물의 유리전이온도(Tg)가 낮아지고 기계적 특성이 저하될 수 있다.
상기 경화제로는 전기 전도도가 25 ㎲/㎝ 이하인 것을 사용할 수 있다. 전기 전도도가 전술한 범위 초과인 경우 전기 절연 특성이 저하될 수 있다.
상기 경화제로는 휘발분이 1 % 이하, 예를 들어 0.2 % 이하인 것을 사용할 수 있다. 휘발분이 전술한 범위 초과인 경우 고온 열분해 특성이 저하될 수 있다.
에폭시 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 경화제의 함량은 0.1 내지 15 중량%, 예를 들어 1 내지 10 중량%일 수 있다. 경화제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 경화성 및 성형성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 흡습량 증가로 신뢰성 및 강도가 저하될 수 있다.
필러
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 필러를 포함한다. 상기 필러는 에폭시 수지 조성물에 강도를 부여하고, 흐름성을 제어하는 역할을 한다.
상기 필러로는 통상적으로 해당 기술 분야에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들어 실리카, 실리카 나이트라이드, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 보론 나이트라이드 등의 무기 필러를 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 필러의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 각상 및 구상 형태를 모두 사용할 수 있다.
상기 필러는 입경이 상이한 2종의 필러를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 필러는 평균 입경(D50)이 3 내지 14 ㎛, 예를 들어 7 내지 14 ㎛인 제1 필러 및 평균 입경(D50)이 14.5 내지 30 ㎛, 예를 들어 14.5 내지 21.5 ㎛인 제2 필러를 포함할 수 있다.
에폭시 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 필러의 함량은 50 내지 95 중량%, 예를 들어 81 내지 90 중량%일 수 있다. 필러의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 에폭시 수지 조성물의 경화물 중 흡습량이 증가되어 신뢰성이 저하될 수 있고, 수지 함량 과량으로 고온에 노출 시 수지가 분해되어 고온 질량 감소율이 증가되고 절연성이 저하될 수 있으며, 전술한 범위 초과인 경우 유동성이 저하되어 성형성이 불량해질 수 있다.
첨가제
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 필요에 따라 부착력 향상제, 이형제, 경화 촉진제, 착색제, 난연제 등, 해당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
부착력 향상제는 유무기 결합 및 금속 기재와의 부착력을 향상시키기 위한 것으로, 에폭시 실란, 아미노 실란, 메르캅토 실란, 아크릴 실란, 비닐 실란 등을 사용할 수 있다. 이형제로는 양말단 아민 변성 실리콘 오일, 파라핀 왁스, 카르나우바 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 에스터 왁스, 장쇄지방산, 장쇄지방산의 금속염 등을 사용할 수 있다. 또한, 경화 속도 및 작업성 향상을 위한 경화 촉진제로 이미다졸 화합물, 아민 화합물, 유기 포스핀 화합물 등을 사용할 수 있다. 이 외에, 수지 조성물에 색상을 부여하기 위한 착색제(예, 카본블랙, 벵갈라 등), 난연제(예, 금속 수산화물 등) 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 에폭시 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 함량 범위 내에서 첨가될 수 있으며, 일례로 에폭시 수지 조성물의 전체 중량에 대하여, 각각 0.01 내지 10 중량% 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<회전 전기 기기>
본 발명은 전술한 절연재가 구비된 회전 전기 기기를 제공한다. 상기 회전 전기 기기는 차량용 부품일 수 있다.
일례로, 회전자(rotor)와 고정자(stator)를 포함하는 회전 전기 기기로서, 상기 고정자가 내주면의 둘레 방향으로 복수의 슬롯을 갖는 환상의 고정자 코어를 구비하고, 상기 슬롯에 코일이 권회되고, 상기 슬롯과 상기 코일 사이에 본 발명에 따른 절연재가 구비된 회전 전기 기기를 제공한다.
본 발명에 따른 절연재는 절연성 및 내열성이 우수하여, 전기 자동차용 모터와 같이 큰 토크가 필요함에 따라 회전 속도 및 고정자에 인가되는 전류가 증가되는 회전 전기 기기에 절연 특성을 부여하는 절연재로 적용 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실험예 1-11]
하기 표 1, 2에 기재된 조성에 따라 각 성분을 배합하여 각 실험예의 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
에폭시 수지 1: 디시클로펜타디엔(DCPD)형 에폭시 수지(EEW 259 g/eq, 점도(150 ℃) 0.8 poise)
에폭시 수지 2: 페놀 아랄킬형 에폭시 수지(EEW 274 g/eq, 점도(150 ℃) 0.1 poise)
에폭시 수지 3: 오쏘-크레졸 노볼락형 에폭시 수지(EEW 208 g/eq, 점도(150 ℃) 2.8 poise)
에폭시 수지 4: 비스페놀 A형 에폭시 수지(EEW 191 g/eq, 점도(150 ℃) 0.02 poise)
경화제: Phenol polymer with 1,4-bis(methoxymethyl)benzene(점도(150 ℃) 0.95 poise, 전기 전도도 9 ㎲/㎝, OH 당량 170 g/eq, 휘발분 0.1 %)
필러: 실리카(D50 7-14 ㎛_30 wt%, D50 14.5-21.5 ㎛_70 wt%)
실란: Trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane
왁스: 에스터 왁스
착색제: 카본 블랙
촉매: Triphenylphosphine Imidazol
난연제: (Carbonato)hexadecahydroxydialuminum-hexamagnesium
[물성 평가]
하기 방법으로 각 실험예의 에폭시 수지 조성물의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3, 4에 기재하였다.
스파이럴 흐름(S/F)
몰드 프레스의 온도를 175 ℃로 설정하고, 실제 금형 온도 170±5 ℃에서 하기 조건으로 시험하였다.
- 트랜스퍼 압력: 1000±25 psi
- 트랜스퍼 속도: 1-4 inch/sec
- 경화 시간: 120 sec
ASTM D 3123-72에 규정된 스파이럴 플로우 측정 금형을 이용하여 측정 시, cull 두께가 3±0.5 mm가 되도록 시료를 취한 후 spiral flow 값을 측정하였다.
겔타임(G/T)
170±3 ℃로 예열한 핫플레이트 위에 각 실험예의 에폭시 수지 조성물 2 g을 스패츌라를 이용하여 얇게 도포한 후, 경화가 시작되면서 피막이 부서지기 시작하는 시간을 측정하였다.
고온 질량 감소율
트랜스퍼 몰딩 설비를 이용하여 지름 30 mm x 두께 2 mm 시편 10ea를 준비하고, 무게(W0)를 측정하였다. 275 ℃ 건조 오븐에서 24 시간 동안 가열하고 상온까지 냉각시키는 과정을 1회(1 cycle)로 하여, 상기 과정을 n회 반복한 후, 무게(Wncycle)를 측정하고, 하기 식에 따라 고온 질량 감소율을 계산하였다.
고온 질량 감소율(%): [(W0 - Wncycle) / W0 ] X 100
부착력(Cu)
Cu 시편에 지름 5.5 mm 원기둥 형태로 각 실험예의 에폭시 수지 조성물을 몰딩한 후, Die shear tester를 이용하여 부착력을 측정하였다. 스파이럴 흐름 측정 조건과 동일한 몰딩 조건을 사용하였다.
내전압 테스트(누설 전류 평가)
고온 질량 감소율 평가 시 사용한 5 cycle이 완료된 시편을 이용하여 내전압 테스트를 실시하였다. 각 시편의 두께 면을 기준으로 앞뒤로 전극을 연결하고, 2.2 kV의 전류를 1분 동안 인가하였다. 2.2 kV의 전류가 인가되는 1분 동안 발생하는 누설 전류가 50 mA 이상인 경우 fail, 누설 전류가 50 mA 미만인 경우 pass로 평가하였다.
상기 표 3, 4에 나타난 바와 같이, 고온 질량 감소율이 2 중량% 미만인 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물이 경화된 실험예 1-7의 절연재는 부착력 및 절연성이 모두 우수하게 나타났다. 반면, 고온 질량 감소율이 2 중량% 이상인 실험예 8-11의 절연재의 경우, 절연 저항이 낮아 발생된 누설 전류가 50 mA 이상으로 절연성이 매우 열세하게 나타났다.
Claims (7)
- 모터의 고정자 내 슬롯과 코일 사이에 구비되며, 에폭시 수지, 경화제 및 필러를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 경화되어 형성된 절연재로서,
275 ℃ 오븐에서 24 시간 동안 정치 및 노출을 1 cycle로 하여, 5 cycle 수행 시, 고온 질량 감소율이 2.0 wt% 미만인 절연재:
고온 질량 감소율(%) = [(W0 - W5cycle) / W0] X 100
상기 식에서,
W0은 경화된 절연재의 질량이고,
W5cycle은 5 cycle 수행 후 절연재의 질량임. - 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지를 포함하고,
상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지의 에폭시 당량이 200 내지 300 g/eq이고, 점도(150 ℃ )가 0.1 내지 10 poise인 절연재. - 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지가 페놀 아랄킬형 에폭시 수지를 포함하고,
상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 에폭시 당량이 250 내지 400 g/eq이고, 점도(150 ℃ )가 0.01 내지 10 poise인 절연재. - 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지가 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하고,
상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지와 상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지의 혼합비가 0 내지 100 : 100 내지 1의 중량비인 절연재. - 제1항에 있어서, 상기 경화제는 산무수물 화합물, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀 아랄킬 수지 및 다관능 페놀 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 경화제의 수산기 당량이 120 내지 200 g/eq이고, 점도(150 ℃)가 0.1 내지 5 poise이고, 전기 전도도가 25 ㎲/㎝ 이하이고, 휘발분이 1 % 이하인 절연재. - 제4항에 있어서, 상기 에폭시 수지 조성물 총 중량에 대하여, 상기 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 1 내지 20 중량%, 상기 페놀 아랄킬형 에폭시 수지 0.1 내지 10 중량%, 상기 경화제 0.1 내지 15 중량% 및 상기 필러 50 내지 95 중량%를 포함하는 절연재.
- 회전자(rotor)와 고정자(stator)를 포함하고,
상기 고정자가 내주면의 둘레 방향으로 복수의 슬롯을 갖는 환상의 고정자 코어를 구비하고,
상기 슬롯에 코일이 권회되고,
상기 슬롯과 상기 코일 사이에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 절연재가 구비된 회전 전기 기기.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20230705 |
|
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20230705 Comment text: Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20250225 Patent event code: PE09021S01D |