JP2000212507A - 焼付けエナメル - Google Patents

焼付けエナメル

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JP2000212507A
JP2000212507A JP21787A JP2000021787A JP2000212507A JP 2000212507 A JP2000212507 A JP 2000212507A JP 21787 A JP21787 A JP 21787A JP 2000021787 A JP2000021787 A JP 2000021787A JP 2000212507 A JP2000212507 A JP 2000212507A
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baked
baked enamel
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ロルフ・ナーゲル
Bookuman Gerhard
ゲルハルト・ボークマン
Proue Roland
ロラン・プルー
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Alcatel SA
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    • C08K5/29Compounds containing one or more carbon-to-nitrogen double bonds
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温であっても荷重下で安定な焼付けエナメ
ルの提供。 【解決手段】 熱可塑性ポリアミドを含む焼付けエナメ
ルを提案する。このエナメルは、熱の作用下で熱可塑性
ポリマーを化学的に架橋させる、多価アルコール、ポリ
イソシアネート及びポリオールからなる架橋剤を含むこ
とを特徴とする。更に、前記焼付けエナメルのトップコ
ートを有するワイヤーも記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にワイヤーを被
覆するための熱可塑性ポリアミドを含む焼付けエナメル
及び前記エナメルで被覆したワイヤーに関する。
【0002】
【従来の技術】焼付けエナメルは、対象物の表面に対し
て液状で塗布され、硬化後加熱により結合され得る。導
体及び焼付けエナメルのトップコートからなり、それら
の間に通常1つもしくは複数の電気絶縁被覆層を含む焼
付けエナメルワイヤーが特に重要である。焼付けエナメ
ルワイヤーは、特にコイルの製造において、例えばモー
タ、電磁石または表示スクリーン用デフレクタコイルの
ためのワインディングとして使用される。形成された複
数のワインディングは、焼付けエナメルコートを用いて
加熱して該ワインディングを機械的に一体の複合体に溶
融することにより結合される。
【0003】従来の焼付けエナメルは、対象物に塗布す
るための溶媒に溶解して熱可塑性ポリマーを含む。エナ
メルを塗布後、通常対象物を乾燥炉を通す。通常、焼付
けエナメルを複数回層状に塗布し、その後塗布毎に乾燥
させる。
【0004】そのような焼付けエナメルは米国特許第
4,420,535号明細書に記載されている。ここに
記載の焼付けエナメルは、下記構造単位を有する芳香族
−脂肪族ランダムコポリアミドを主成分とする。
【0005】
【化1】 上記式中、ALは好ましくは炭素数6〜36の未置換脂
肪族ジカルボン酸の二価炭化水素基である。一般的に、
ALは(CH(ここで、xは4〜34,好ましく
は6〜12である)である。或いは、ALは不飽和ジカ
ルボン酸の炭化水素基であってもよい。Rはトリル、フ
ェニルまたは
【0006】
【化2】 (式中、FはO、CHまたはSOである)である。
Rの少なくとも一部が脂環式、例えばシクロヘキセンで
あってもよい。Arはp−フェニルであり、yは構造単
位の35〜80%、好ましくは約65%であり、zは構
造単位の65〜20%、好ましくは35%である。前記
コポリアミドは当業界で公知の方法で、例えば溶媒(例
えば、N−メチル−2−ピロリドン)(NMP)中でジ
カルボン酸をジイソシアネート及び/またはジアミンと
反応させて製造される。通常、焼付けエナメルとしての
ポリアミドはアミドベースの溶媒、例えばNMPまたは
NMPと芳香族炭化水素との混合物に溶解させて塗布さ
れる。
【0007】前記した焼付けエナメルを塗布したワイヤ
ーが電動モータの固定子ワインディング用の信頼性を有
することが判明している。しかしながら、前記したワイ
ヤーは、被覆が高温で軟化する傾向にあるのでロータワ
インディング用には不適当であることも判明している。
相応するコイルは、部分的に155℃を超える操作温度
で不安定であり、しばしば約10,000rpmの速度
で回転するモータの遠心力を受ける。従って、従来技術
では、電動モータのロータを液体熱硬化性プラスチック
に含浸させ、その後硬化させている。しかしながら、こ
の方法は焼付けエナメルを被覆したワイヤーを結合させ
る方法に比して複雑であり、また危険物質の放出を伴
う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高温であっても荷重下で安定な焼付けエナメルを開
発することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、エナメ
ルに、熱の作用下で熱可塑性ポリマーを化学的に架橋さ
せる、多価アルコール、ポリイソシアネート及びポリオ
ールからなる架橋剤を含む本発明により達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】焼付けエナメルの基礎をなす熱可
塑性ポリアミドの化学架橋剤により、その再軟化温度が
有意に高められる。特に、再軟化温度をエナメルの焼付
け温度よりも高くすることが可能である。その結果、焼
付けエナメルの荷重下での機械的安定性が、従来の焼付
けエナメルならば本質的に軟化する焼付け温度の範囲の
温度であっても維持される。
【0011】焼付けエナメルを塗布、硬化させたとき
に、特に溶媒を炉で飛ばしたときに架橋剤が全くまたは
せいぜいほんの一部しか反応しないことが非常に重要で
ある。さもなければ、対象物への結合に必要な焼付けエ
ナメルの結合が妨げられる。焼付けエナメル中の架橋剤
の割合が低いことが有利である。好ましくは、熱可塑性
ポリアミドに対して約30重量%まで、特に20重量%
までの割合である。
【0012】本発明の焼付けエナメルの格別な利点は、
その塗布及び乾燥特性が従来の焼付けエナメルの塗布及
び乾燥特性と実質的に同一であることである。特に、焼
付けエナメルワイヤーの製造のために慣用の塗布機及び
炉を使用することができる。更に、被覆は同等のコスト
で良好な被覆特性を示す。150℃を超える温度での安
定性が改善されたことにより、焼付けエナメルをロータ
ワインディングを安定化させるためにはじめて使用でき
る。
【0013】架橋剤は複数の反応性モノマーからなり、
その1つのモノマーは熱可塑性ポリアミドと反応し得
る。前記モノマーは、エナメルの焼付け温度で熱の作用
下で相互に且つ熱可塑性ポリアミドと反応する。好まし
くは、モノマーの少なくとも1つは熱可塑性ポリアミド
の遊離体であるかまたは架橋中にその構造単位の1つと
反応する。処理を容易にするために、架橋剤にモノマー
及び熱可塑性ポリアミドに対する溶媒を含有させること
が提案されている。
【0014】焼付けエナメルを対象物に塗布後、通常炉
において約300〜400℃の温度で数秒間乾燥させ
る。慣用の炉を使用し続けることができるようにするた
めに、架橋剤の乾燥温度での架橋時間を焼付けエナメル
の焼付け時間より長くすることが有利である。
【0015】上述したように、ポリアミド、特にコポリ
アミドが熱可塑性ポリマーとして好適であることが判明
している。その製造のためには、トルエンジイソシアネ
ート(TDI):4,4’−メチレンジ(フェニルイソ
シアネート)(MDI)のモル比が50:50〜10
0:0、好ましくは約60:40のジイソシアネート混
合物を使用することが好ましい。ポリアミドを主成分と
する焼付けエナメルの格別な利点は、その化学的安定性
が良好なこと、特にガソリン及び油のような溶媒中での
溶解度が低いことである。
【0016】ポリアミドが上記した芳香族及び脂肪族構
造単位からなるならば、焼付けエナメルの高温における
非常に高い安定性が得られる。特に、芳香族構造単位:
脂肪族構造単位のモル比は60:40〜50:50モル
%、好ましくは約56:44モル%が好結果をもたらす
ことが判明した。従来のコポリアミドの場合前記混合比
で耐熱性は最大達成値に比較して有意に低下するが、本
発明の架橋したポリマーは前記混合比でも高い耐熱性を
示す。異なる混合比を有する従来のコポリアミドの耐熱
性も本発明の架橋剤により向上させることができる。
【0017】好ましい架橋剤、特にポリアミドに対する
好ましい架橋剤は多価アルコールを含む。二価アルコー
ル、特にプロピレングリコールまたはジプロピレングリ
コール
【0018】
【化3】 が好結果をもたらすことが判明した。更に、架橋剤は例
えばポリアミドの遊離体として使用可能なポリイソシア
ネートを含む。
【0019】有利には、焼付けエナメルが、少なくとも
1つの熱可塑性ポリマー、少なくとも1つの架橋剤及び
1つもしくは複数の溶媒の混合物である。コポリアミド
を主成分とするエナメルに対する溶媒として、NMP、
またはNMPと芳香族炭化水素(例えば、クレゾールま
たはキシレン)の混合物が好結果をもたらすことが判明
した。前記混合物は均質な貯蔵可能な液体として製造さ
れ得る。
【0020】前記した焼付けエナメルは、熱の作用下で
結合され得る任意の種類の対象物を被覆するために好適
である。しかしながら、例えばコイルワインディング用
に意図されるワイヤー、例えば銅線を被覆するために好
ましく使用される。
【0021】焼付けエナメルをワイヤーの表面に対して
直接にではなく、内側絶縁層に対して塗布することが好
ましい。これにより、焼付け中の短絡が妨げられ、電気
絶縁性が改善される。内側絶縁層に対しては、ポリマ
ー、例えばポリエステル、ポリエステルイミドまたはポ
リアミド−イミドを主成分とする被覆が好適である。追
加の被覆層を内側被覆層と焼付けエナメルの間に設けて
もよい。
【0022】好ましくは、焼付けエナメル、内側被覆層
及び他の被覆層は複数の層からなる。多層を塗布するこ
とにより、被覆特性が改善され、特に溶媒が飛ぶときに
泡が形成されるのが防止される。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を更に詳細に説明す
る。
【0024】図1は、各種焼付けエナメルワイヤーの概
略断面を示す(一定の比率に応じて描いていない)。各
中心に、導体(1)、直径が例えば0.1〜5mmの銅
線がある。導体(1)は、例えばポリエステルイミドか
らなる絶縁層(2)に埋込まれている。絶縁層(2)の
厚さは、好ましくは10〜100μmである。機械的及
び化学的特性を各種要件に適合させるために、絶縁層
(2)の上にやはり絶縁性を有する例えばポリアミド−
イミドからなる被覆(3)を設けることが有利である。
一般的に、被覆(3)はその下の内側絶縁層(2)の厚
さよりも薄い。ワイヤーは、外側に焼付けエナメルから
なるトップコート(4)を有する。これにより、コイル
中の隣接するワイヤーがコイルの加熱により一体複合体
に焼付けられる。均質で高い品質の被覆を得るために、
絶縁層(2)、被覆(3)及び焼付けエナメル(4)の
それぞれを複数の層(5)のコーティングとして塗布す
ることが有利である。
【0025】焼付けエナメルの主成分は当業界で公知の
コポリアミドである。その脂肪族構造単位:芳香族構造
単位のモル比は56%:44%である。ジプロピレング
リコール(33.03g)、キシレン(2.80g)、
Desmodur VL(18.92g)及びNMP
(17.32g)の組成を有する溶媒が架橋剤として役
立つ。Desmodur VLは、Bayer製の3
1.5重量%のイソシアネートを含むポリイソシアネー
トである。焼付けエナメルに対して、ポリアミド(13
6g)、架橋剤(27.2g)及びNMP(18.1
g)の均質液体が調製される。このコーティングが、内
側絶縁層を有する銅線を被覆するために使用される。
【0026】図2は、各種焼付けエナメルの規格IEC
851−3に従って測定した結合強度を温度の関数と
して示す。比較例(曲線1)として、ポリアミド焼付け
エナメルを被覆した、T 180HRとして同定される
Lacroix & Kress製の市販の焼付けエナ
メルワイヤーを使用する。焼付け時間は200℃で30
秒である。図2に示すように、焼付けエナメルは約13
0℃で高い機械的抵抗を示すが、より高温では機械抵抗
は迅速に低下する。特に155℃を超えると、ワイヤー
はモータロータで生ずる機械的ストレスに耐えるのにも
はや適さない。
【0027】本発明の焼付けエナメルワイヤーを本明細
書に記載に従って製造し、200℃で異なる時間(試験
片2、30秒;試験片3、5分;試験片4、2.5分;
試験片5、20分)焼付けた。130℃までの温度範囲
では、比較例(曲線1)との違いが微小であることは明
白である。より高温、特に155〜200℃での抵抗は
明らかに高い。この温度範囲での架橋した焼付けエナメ
ルの機械的抵抗は、架橋時間を長くするに従って明らか
に向上する。特に、十分な焼付け時間により被覆の再軟
化温度を200℃の焼付け温度よりも有意に高い300
℃までの温度とすることができる。
【0028】その結果、高温で高い機械的抵抗を有する
焼付けエナメルが製造され、前記焼付けエナメルを被覆
したワイヤーはモータロータに使用するのに特に好適で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼付けエナメルワイヤーの断面図である。
【図2】焼付けエナメルの結合強度を温度の関数として
示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロラン・プルー フランス国、38460・シヨゾー、アンパ ス・デ・4・ビ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族構造及び脂肪族構造を有する熱可
    塑性ポリアミドを含む焼付けエナメルであって、前記エ
    ナメルが熱の作用下で熱可塑性ポリアミドを化学的に架
    橋させる、多価アルコール、ポリイソシアネート及びポ
    リオールからなる架橋剤を含むことを特徴とする前記焼
    付けエナメル。
  2. 【請求項2】 架橋剤が複数の相互に反応性のあるモノ
    マーの混合物であって、少なくとも1つのモノマーが熱
    可塑性ポリマーに対して反応性であることを特徴とする
    請求項1に記載の焼付けエナメル。
  3. 【請求項3】 架橋剤のモノマーが熱可塑性ポリマーの
    構造単位に対応していることを特徴とする請求項2に記
    載の焼付けエナメル。
  4. 【請求項4】 架橋時間が焼付けエナメルの乾燥時間に
    比して長いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
    記載の焼付けエナメル。
  5. 【請求項5】 脂肪族構造単位:芳香族構造単位のモル
    比が60:40〜50:50,好ましくは56:44で
    あることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
    焼付けエナメル。
  6. 【請求項6】 焼付けエナメルがそれぞれ1つもしくは
    複数の熱可塑性ポリマー、架橋剤及び溶媒の混合物であ
    ることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の焼
    付けエナメル。
  7. 【請求項7】 トップコートが請求項1〜6のいずれか
    に記載の焼付けエナメル(4)であることを特徴とする
    焼付けエナメルトップコートを有するワイヤー。
  8. 【請求項8】 焼付けエナメル(4)を内側絶縁層
    (2)に対してまたは絶縁層(2)上に塗布した被覆
    (3)に対して塗布することを特徴とする請求項7に記
    載のワイヤー。
  9. 【請求項9】 焼付けエナメル(4)及び/または内側
    絶縁層(2)及び/または被覆(3)が複数の層(5)
    からなることを特徴とする請求項7または8に記載のワ
    イヤー。
JP21787A 1999-01-27 2000-01-26 焼付けエナメル Pending JP2000212507A (ja)

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