JP2000212507A - 焼付けエナメル - Google Patents
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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(CH2)x(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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
る。
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。
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。
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。
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。
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。
示すグラフである。
Claims (9)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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