JP2001338532A - 高耐熱エナメル線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】密着性、可撓性、耐熱劣化性等がいずれも優れ
ており、しかもその耐熱区分が２６０℃クラスの耐熱性
を発揮する高耐熱エナメル線を提供すること。 【解決手段】導体上にポリイミド樹脂塗膜層が設けてあ
り、且つ該ポリイミド樹脂塗膜層上にゾルゲル微粒子シ
リカ分散ポリイミド樹脂塗膜層を設けて成ることを特徴
とする高耐熱エナメル線にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高耐熱エナメル線に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電気機器では各種性能、例えば耐
熱性、機械的特性、化学的特性、電気的特性、信頼性等
を従来のものより一段と高度に上げることが要求される
ようになってきている。このような中で宇宙用電気機
器、航空機用電気機器、原子力用電気機器、エネルギー
用電気機器、自動車用電気機器では優れた耐熱性が要求
されるようになってきている。

【０００３】これに伴い、これらの電気機器のマグネッ
トワイヤとして用いられるエナメル線においては、優れ
た耐熱性を有することが要求されるようになってきてい
る。

【０００４】従来、耐熱エナメル線としてはポリエステ
ルイミドエナメル線、ポリアミドイミドエナメル線、ポ
リイミドエナメル線等が用いられている。

【０００５】これら３者のうち最も耐熱性が優れている
のはポリイミドエナメル線であって、その連続２０，０
００時間使用時の耐熱温度区分が２４０℃である。

【０００６】ところでポリイミドエナメル線用塗料はポ
リイミド樹脂前駆体のポリアミド酸の溶液である。従っ
てポリイミドエナメル線は導体、例えば銅線の上にポリ
イミド樹脂前駆体溶液のポリイミドエナメル線用塗料を
塗布、焼き付けることにより製造されている。

【０００７】一方、最近の電気機器の中には連続２０，
０００時間使用時の耐熱温度区分が２５０℃以上である
こと等が要求されるようになってきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のエ
ナメル線では連続２０，０００時間使用時の耐熱温度区
分が２５０℃以上のものが実用化されていない。

【０００９】他方、ポリイミドエナメル線用塗料の中に
耐熱性無機粉末、例えばシリカ粉末、アルミナ粉末、マ
グネシア粉末、チタン白粉末、マイカ粉等を分散して成
る無機粉末分散ポリイミドエナメル線用塗料を導体、例
えば銅線の上に塗布、焼き付けることにより無機粉末分
散ポリイミドエナメル線を得ることが知られている。

【００１０】しかし、この無機粉末分散ポリイミドエナ
メル線用塗料は分散した無機粉末の沈降性が大きく、そ
れによってこの無機粉末分散ポリイミドエナメル線用塗
料は塗料安定性とエナメル線塗装作業性とが悪い。ま
た、この塗料を用いて得られる無機粉末分散ポリイミド
エナメル線は分散した無機粉末により導体との密着性、
可撓性等が悪くなるという難点がある。

【００１１】これに対してポリイミドエナメル線用塗料
の中にテトラアルコキシシランと純水とを混合して成る
テトラアルコキシシラン混合ポリイミドエナメル線用塗
料は塗料安定性が高く、エナメル線塗装作業性も優れて
いる。このテトラアルコキシシラン混合ポリイミドエナ
メル線用塗料を導体上に塗布、焼き付けることにより耐
熱性、密着性、可撓性等が優れた耐熱性エナメル線を得
ることができる。

【００１２】しかし、この耐熱性エナメル線であって
も、その耐熱性を更に上げるためテトラアルコキシシラ
ンの混合量を増加させるとエナメル線の密着性、可撓性
等が悪化してしまうという難点があった。

【００１３】本発明はかかる点に立って為されたもので
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、密着性、可撓性、耐熱劣化性等がいずれも
優れており、しかもその耐熱区分が２６０℃クラスの耐
熱性を発揮する高耐熱エナメル線を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、導体上にポリイミド樹脂塗膜層が設けてあり、且
つ該ポリイミド樹脂塗膜層上にゾルゲル微粒子シリカ分
散ポリイミド樹脂塗膜層を設けて成ることを特徴とする
高耐熱エナメル線にある。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の高耐熱エナメル線
の実施の形態について説明する。

【００１６】本発明においてポリイミドエナメル線用塗
料としては工業的に実用されているものならよく、例え
ばデュポン社のＰｙｒｅ−ＭＬ塗料、東レ社のトレニー
ス＃３０００等がある。これらの塗料は極性有機溶剤中
でテトラカルボン酸ジ無水物と芳香族ジアミン等とを反
応して得られるものである。ここにおいてテトラカルボ
ン酸ジ無水物としてはピロメリット酸ジ無水物等があ
る。また、芳香族ジアミンとしては４，４−ジアミノジ
フェニルエーテル等がある。

【００１７】本発明においてテトラアルコキシシランと
してはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等
がある。

【００１８】本発明においてポリイミドエナメル線用塗
料の有機溶剤としてはポリイミド樹脂前駆体、テトラア
ルコキシシラン及び純水を溶解するものならよく、例え
ばＮ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルホルムアミド等がある。

【００１９】本発明の耐熱性エナメル線の製造は、まず
導体上にポリイミドエナメル線用塗料を塗布、焼き付け
することによりポリイミド樹脂層を設ける。次に、その
ポリイミド樹脂層の上にテトラアルコキシシラン混合ポ
リイミドエナメル線用塗料を塗布、焼き付けすることに
より本発明の高耐熱エナメル線とする。

【００２０】ここにおいてテトラアルコキシシラン混合
ポリイミドエナメル線用塗料を塗布、焼き付けして得ら
れるゾルゲル微粒子シリカ分散ポリイミド樹脂塗膜内に
は、ゾルゲル微粒子シリカが均一に分散しており、それ
によって優れた耐熱性、密着性、可撓性等を発揮するこ
とができる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の高耐熱エナメル線の実施例を
比較例と共に説明する。

【００２２】（比較例１）まず、Ｐｙｒｅ−ＭＬ塗料
１，０００ｇを攪拌しておき、その中にテトラエトキシ
シラン２５０ｇと純水２００ｇとを攪拌、混合させるこ
とにより、テトラエトキシシラン混合Ｐｙｒｅ−ＭＬ塗
料を得た。

【００２３】次に、導体径φ１．０mmの銅線の上にテト
ラエトキシシラン溶解Ｐｙｒｅ−ＭＬ塗料をゾルゲル微
粒子シリカ分散ポリイミド樹脂塗膜層が３６μｍとなる
ように塗布、焼き付けることにより、比較例１のエナメ
ル線を得た。

【００２４】（比較例２）導体径φ１．０mmの銅線の上
にＰｙｒｅ−ＭＬ塗料をポリイミド樹脂塗膜層が３６μ
ｍとなるように塗布、焼き付けることにより、ポリイミ
ドエナメル線を得た。

【００２５】（実施例１）まず、導体径φ１．０mmの銅
線の上にＰｙｒｅ−ＭＬ塗料をポリイミド樹脂塗膜層が
３μｍとなるように塗布、焼き付けることにより、ポリ
イミド樹脂塗膜アンダーコートエナメル線を得た。

【００２６】次に、Ｐｙｒｅ−ＭＬ塗料１，０００ｇを
攪拌しておき、その中にテトラエトキシシラン２５０ｇ
と純水２００ｇとを攪拌、混合させることにより、テト
ラエトキシシラン混合Ｐｙｒｅ−ＭＬ塗料を得た。

【００２７】次に、上記で得られたポリイミド樹脂塗膜
アンダーコートエナメル線の上に、上記で作成したテト
ラエトキシシラン混合Ｐｙｒｅ−ＭＬ塗料をゾルゲル微
粒子シリカ分散ポリイミド樹脂塗膜層が３３μｍとなる
ように塗布、焼き付けることにより、実施例１の高耐熱
エナメル線を得た。

【００２８】図１はかくして得られた実施例１の高耐熱
エナメル線の断面図を示したものである。

【００２９】図１において１は導体、２はポリイミド樹
脂塗膜層、３はゾルゲル微粒子シリカ分散ポリイミド樹
脂塗膜層である。

【００３０】（エナメル線の試験方法）実施例及び比較
例のエナメル線についてＪＩＳ−Ｃ３００３に準じて次
の試験を行った。

【００３１】 ピンホール試験 ５ｍのエナメル線をピンホール試験液に浸漬し、ピンホ
ール試験したときにおけるピンホール数で示した。

【００３２】 密着性試験 密着性試験は次の２方法で行った。

【００３３】ａ 急激伸張密着性試験 エナメル線を急激に伸張したときにおける皮膜の剥がれ
状況を観察した。

【００３４】ｂ 捩り密着性試験 長さ２５cmのエナメル線を連続的に同じ方向に捩り、皮
膜が剥がれるまでの捩り回数をみた。

【００３５】 可撓性試験 可撓性試験は次の２方法で行った。

【００３６】ａ 無伸張状態巻付試験 エナメル線を導体径の１倍、２倍、３倍、４倍、……ｎ
倍の巻き付け棒に巻き付け、皮膜に亀裂が発生しない最
小巻付棒径をみた。

【００３７】ｂ ２０％伸張後巻付試験… まず、エナメル線を２０％伸張した。

【００３８】次に、導体径の１倍、２倍、３倍、４倍、
……ｎ倍の巻き付け棒に巻き付け、皮膜に亀裂が発生し
ない最小巻付棒径をみた。

【００３９】 対摩耗性試験 一方向摩耗試験を行った。

【００４０】 耐熱衝撃性試験 エナメル線を導体径の１倍、２倍、３倍、４倍、……ｎ
倍の巻き付け棒に巻き付け、それから３００℃、１時間
の熱衝撃を与え、皮膜に亀裂が発生しない最小巻付棒径
をみた。

【００４１】 耐熱劣化性試験 まず、エナメル線を２本を撚合わせすることにより電気
絶縁破壊試験用撚合わせ試料片を多数作成した。

【００４２】次に、これらの電気絶縁破壊試験用撚合わ
せ試料片を４００℃で２４時間熱劣化させた。

【００４３】最後に、それら電気絶縁破壊試験用撚合わ
せ試料片をそれぞれ電気絶縁破壊試験した。

【００４４】 耐熱寿命試験（耐熱区分試験） まず、エナメル線を２本を撚合わせすることにより電気
絶縁破壊試験用撚合わせ試料片を多数作成した。

【００４５】次に、これらの電気絶縁破壊試験用撚合わ
せ試料片を複数の高温でそれぞれ促進劣化させた。

【００４６】次に、それら電気絶縁破壊試験用撚合わせ
試料片をそれぞれ電気絶縁破壊試験した。

【００４７】最後に、これらの試験結果を統計解析し、
２０，０００時間における耐熱温度を推定した。

【００４８】（エナメル線の試験結果）表１はこれらの
試験結果を示したものである。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１から分かるように比較例１のエナメル
線は急激伸張密着性、捩り密着性、２０％伸張後巻付性
の３特性が劣っている。

【００５１】比較例２のポリイミドエナメル線は耐熱劣
化性試験が劣り、また耐熱区分も２４０℃である。

【００５２】これらに対して本発明の実施例１の高耐熱
エナメル線は密着性、可撓性、耐熱劣化性等がいずれも
優れており、しかもその耐熱区分が２６０℃と優れてい
る。

【００５３】

【発明の効果】本発明の高耐熱エナメル線は密着性、可
撓性、耐熱劣化性等がいずれも優れており、しかもその
耐熱区分が２６０℃と高耐熱性を発揮するものであり、
工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の高耐熱エナメル線の断面図
を示したものである。

【符号の説明】

１ 導体 ２ ポリイミド樹脂塗膜層 ３ ゾルゲル微粒子シリカ分散ポリイミド樹脂塗膜層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 7/00 ３０３ Ｈ０１Ｂ 7/00 ３０３ 7/29 7/34 Ａ (72)発明者 菊池 英行 茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立 電線株式会社豊浦工場内 (72)発明者 室内 謙吾 茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立 電線株式会社豊浦工場内 Ｆターム(参考） 5G303 AA06 AA08 AB20 BA12 CA01 CA09 CB30 DA02 5G305 AA02 AA11 AB17 AB24 AB34 BA09 BA15 BA25 CA21 CC02 CD04 5G309 CA10 LA13 MA02 5G315 CA02 CB02 CC05 CC09 CD09 CD16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体上にポリイミド樹脂塗膜層が設けてあ
   り、且つ該ポリイミド樹脂塗膜層上にゾルゲル微粒子シ
   リカ分散ポリイミド樹脂塗膜層を設けて成ることを特徴
   とする高耐熱エナメル線。
2. 【請求項２】ゾルゲル微粒子シリカ分散ポリイミド樹脂
   塗膜層が、ポリイミドエナメル線用塗料の中にテトラア
   ルコキシシランと純水とを混合して成るテトラアルコキ
   シシラン混合ポリイミドエナメル線用塗料を塗布、焼き
   付けして得られるものであることを特徴とする請求項１
   記載の高耐熱エナメル線。
3. 【請求項３】テトラアルコキシシランが、テトラメトキ
   シシラン若しくはテトラエトキシシランであることを特
   徴とする請求項１記載の高耐熱エナメル線。