JP2002249746A - 熱硬化型耐熱接着剤および超耐熱ボイスコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で、ボイスコイルの効率的な製造が可能
であり、瞬間的に４００℃に達するボイスコイル部の発
熱に耐え得る熱硬化型耐熱接着剤および超耐熱ボイスコ
イルを提供する。 【解決手段】 この熱硬化型耐熱接着剤は、ビスマレイ
ミド・トリアジン樹脂を沸点１００℃以下の溶剤に溶解
したものである。ボイスコイルを製造する場合に、低沸
点の溶剤を用いることにより、エナメル線に塗布した熱
硬化型耐熱接着剤の溶剤を短時間の熱風で容易に蒸発さ
せることができるので、エナメル線のスプリングバック
を防止することができ、ボイルコイルを効率的に製造す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱硬化型耐熱接着
剤および超耐熱ボイスコイルに関し、特に、安価で、瞬
間的に４００℃に達するボイスコイル部の発熱に耐え得
る熱硬化型耐熱接着剤および超耐熱ボイスコイルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スピーカーに用いられる従来のボイスコ
イルとしては、例えば、導体上に絶縁皮膜を施し、この
上層にアルコールに可溶な自己融着層を施した自己融着
線と、補強用接着剤を塗布乾燥したボビンとを主材料と
して構成されたものが知られている。

【０００３】このボイスコイルは、ボビンに自己融着線
をメチルアルコール又はエチルアルコール等の低級アル
コールを塗布しつつ巻線し、アルコールにより溶融状態
となった自己融着線同士および自己融着線とボビンに塗
布された補強用接着剤を接着させ固着させることにより
製造される。

【０００４】自己融着線は、導体にエナメル線用絶縁塗
料を塗布焼き付けした絶縁層の上層に、更に自己融着層
として融着塗料を塗布焼き付けしたものである。導体
は、銅線、銅クラッドアルミニウム線、アルミニウム線
が一般的である。絶縁層は、ポリウレタン、耐熱ポリウ
レタン、ポリエステル、ポリエステルイミド等のエナメ
ル線用絶縁塗料を用いて形成される。自己融着層は、ア
ルコール可溶共重合ポリアミド樹脂を主剤とし、これに
エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を添加しクレゾールを
初めとした溶剤に溶解した熱軟化型融着塗料、あるいは
これにポリイソシアネート、イミド、ノボラックエポキ
シ等の樹脂を添加した熱硬化型融着塗料が用いられる。
これらの材料は、顧客の要求により組み合わされ、自己
融着線として使用されている。

【０００５】ボビン材料は、クラフト紙、アルミニウ
ム、ポリイミドフィルム等が多く使用されている。

【０００６】ボビンと自己融着線との接着の補強を目的
とした補強用接着剤は、アルコール可溶共重合ポリアミ
ド樹脂のみを使用したもの、あるいはこれにポリイソシ
アネート、イミド、ノボラックエポキシ、フェノール等
の樹脂を添加し熱硬化型にしたものがある。

【０００７】一方、自己融着線を用いない方法も従来よ
り知られている。これは、自己融着層を施していないエ
ナメル線に接着剤を塗布しながらボビンに巻線し、乾燥
工程を経てボイスコイルを得る方法であり、「付け巻き」
と称されている。接着剤は、フェノールエポキシ樹脂を
ＭＥＫ（メチルエチルケトン）等のケトン系溶剤に溶解
したものが使用されている。この低沸点溶剤のＭＥＫ
は、短時間の熱風で容易に溶剤を蒸発させることができ
るので、エナメル線のスプリングバックを防止すること
ができ、ボイルコイルを効率的に製造することができ
る。

【０００８】近年、スピーカーの小型化および高出力化
が進行している。特に車載用スピーカーは、自動車内の
スペースの問題から小型化が要求されると共に、音質の
向上と高出力化が求められている。一般的に、ラジオ、
テレピ、ラジオカセット等に用いられているスピーカー
のボイスコイル部の発熱温度は、最高出力下においても
１００℃以下であるが、高出力のオーディオおよび車載
用スピーカーでは、瞬間的に２００℃を超える温度に至
ることもあり、近年の更なる小型化、高出力化の中で瞬
間的には４００℃前後までボイスコイル部が温度上昇す
るスピーカーも開発されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の熱硬化
型自己融着線および補強用接着剤では、耐熱温度が低い
ため、瞬間的に４００℃前後まで達するボイスコイル部
の発熱に耐えられず、接着力を保持できないという問題
がある。

【００１０】一方、「付け巻き」に関しても、従来から使
用されてきたフェノールエポキシ樹脂を主剤とした接着
剤では、高温雰囲気下で接着力を保持することは不可能
である。この対応として、米国製耐熱接着剤が輸入され
一部使用されているものの、その単価は１０万円／ｋｇ
と高価であり、一部の高級機種に供されているに過ぎな
い。

【００１１】従って、本発明の目的は、安価で、ボイス
コイルの効率的な製造が可能であり、瞬間的に４００℃
に達するボイスコイル部の発熱に耐え得る熱硬化型耐熱
接着剤および超耐熱ボイスコイルを提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、ビスマレイミド・トリアジン樹脂を沸点１
００℃以下の溶剤に溶解したことを特徴とする熱硬化型
耐熱接着剤を提供する。

【００１３】本発明は、上記目的を達成するため、ビス
マレイミド・トリアジン樹脂１００重量部に対しフェノ
キシ樹脂あるいはエポキシ樹脂を３０重量部以下添加
し、沸点１００℃以下の溶剤に溶解したことを特徴とす
る熱硬化型耐熱接着剤を提供する。ビスマレイミド・ト
リアジン樹脂としては、例えば、三菱ガス化学製ＢＴ２
１６０、２１７０、２１７７、４４８０等が挙げられ
る。沸点１００℃以下の溶剤としては、アセトン、ＭＥ
Ｋ等のケトン系溶剤が好適であるが、テトラハイドロフ
ラン、アクリロニトリル、アセトニトリル等も使用する
ことができる。 また、硬化速度の向上のため、オクチ
ル酸亜鉛、オクチル酸錫、ジオクチル酸オキサイド等の
有機金属触媒単独とジクミルパーオキサイド等の有機過
酸化物を併用することも可能である。

【００１４】本発明は、上記目的を達成するため、上記
熱硬化型耐熱接着剤が塗布されたポリアミドイミド線
（ＡＩＷ）、ポリエステルイミド線（ＥＩＷ）等のエナ
メル線がアルミニウム、ポリイミドフィルム等を素材と
したボビンに巻線され、熱硬化処理がなされてなること
特徴とする超耐熱ボイスコイルを提供する。

【００１５】本発明のボイスコイルは、「付け巻き」を
前提としている。接着剤を塗布しながら巻線した直後に
工業用および民生用ドライヤの熱風を数秒間吹き付け、
エナメル線のスプリングバックを防止することが作業効
率上不可欠である。このため、１００℃以下の低沸点溶
剤に容易に溶解する樹脂であることが望まれる。また、
硬化温度が２５０℃以下であり、硬化後の硬化物のＴｇ
（ガラス転移温度）が高く、Ｔｍ（融点）は検出されず
熱溶融しないことが必要となる。樹脂の価格が比較的リ
ーズナブルで汎用的に流通しているものが望まれる。

【００１６】この様な前提から発明者は、樹脂としてビ
スマレイミド・トリアジン樹脂を選択した。これは、本
樹脂がアセトン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）等の低
沸点溶剤に溶解すること、硬化物のＴｇが２３０℃以上
であり、Ｔｍを有さないこと、一般のエンジニアリング
プラスチックとして汎く流通していること等が選択した
理由である。また、ビスフェノールＡ型エポキシ、フェ
ノキシ等のエポキシ系樹脂との相溶性が良好であり、同
一の溶剤に溶解可能なこともその理由の一つである。

【００１７】ボイスコイルに使用するエナメル線は、Ａ
ＩＷ、ＥＩＷ等の耐熱エナメル線が望ましいが、これに
限定されるものではない。また、ボビン材料は、アルミ
ニウム、およびカプトン、チル等で呼称されるポリイミ
ド系フィルムが好適であるが、これに限定されるもので
はない。

【００１８】ビスマレイミド・トリアジン樹脂単独で溶
剤に溶解してもよいが、ビスマレイミド・トリアジン樹
脂１００重量部に対しフェノキシ樹脂あるいはエポキシ
樹脂を３０重量部以下添加したものを溶剤に溶解しても
よい。フェノキシ樹脂あるいはエポキシ系樹脂の添加量
を３０重量部以下としたのは、これを超えると、耐熱性
が低下することによる。エポキシ系樹脂としては、ビス
フェノールＡ型、ノボラック型、クレゾールノボラック
型、臭素化、３官能型、４官能型、ビスフェノールＦ
型、脂環式等のエポキシ樹脂およびダイマー酸ジグリシ
ジルエステル樹脂、アルキレングリコールジグシジルエ
ステル樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、グリシジルメ
タアクリレート系樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例１〜４、および比較例
１〜６について説明する。

【００２０】＜実施例１＞ビスマレイミド・トリアジン
樹脂ＢＴ２１７０ １００重量部に対しＭＥＫ１００重
量部を攪拌機、温度計および冷却管を取りつけた三口フ
ラスコに入れ、マントルヒーターにて５０℃に温度を維
持し２時間攪拌して完全に溶解して不揮発分５０％の接
着剤を得た。

【００２１】＜実施例２＞ビスマレイミド・トリアジン
樹脂をＢＴ２１６０とした以外は実施例１と同様にして
接着剤を得た。

【００２２】＜実施例３＞ビスマレイミド・トリアジン
樹脂ＢＴ２１７０ １００重量部に対しビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂エピコート１００７（油化シェルエポ
キシ製）を３０重量部および溶剤としてＭＥＫ１３０重
量部とした以外は実施例１と同様にして接着剤を得た。

【００２３】＜実施例４＞ビスマレイミド・トリアジン
樹脂ＢＴ２１７０ １００重量部に対しフェノキシ樹脂
ＹＰ−５０（東都化成製）を３０重量部および溶剤とし
てＭＥＫ１３０重量部とした以外は実施例１と同様にし
て接着剤を得た。

【００２４】＜比較例１＞ビスマレイミド・トリアジン
樹脂ＢＴ２１７０ １００重量部に対しエピコート１０
０７を５０重量部および溶剤としてＭＥＫ１５０重量部
とした以外は実施例１と同様にして接着剤を得た。

【００２５】＜比較例２＞エピコート１００７の代わり
にＹＰ−５０とした以外は比較例１と同様にして接着剤
を得た。

【００２６】＜比較例３＞ＹＰ−５０ １００重量部に
対しＭＥＫ２３３重量部を攪拌機、温度計および冷却管
を取りつけた三ロフラスコに入れ、マントルヒーターに
て５０℃に温度を維持し２時間攪拌し完全に溶解して不
揮発分３０％の接着剤を得た。

【００２７】＜比較例４＞アルコール可溶共重合ポリア
ミド樹脂ウルトラミッド１Ｃ（ＢＡＳＦ社製）１００重
量部に対しメチルアルコール４００重量部および蒸留水
５０重量部を比較例３と同様に溶解して不揮発分１８．
２％の接着剤を得た。

【００２８】＜比較例５＞アルコール可溶共重合ポリア
ミド樹脂ウルトラミッド１Ｃ１００重量部に対しエピコ
ート１００７ ３０重量部およびクレゾール／キシロー
ル＝１／１の混同溶剤６００重量部を攪拌機、温度計お
よび冷却管を取りつけた三つロフラスコに入れ、マント
ルヒーターにて８０℃に温度を維持し３時間攪拌して完
全に溶解して不揮発分１７．８％の自己融着エナメルワ
ニスを得た。

【００２９】＜比較例６＞アルコール可溶共重合ポリア
ミド樹脂ウルトラミッド１Ｃ１００重量部に対しエピコ
ート１００７ ３０重量部、プロックイソシアネート樹
脂 ミリオネートＭＳ−５０（日本ポリウレタン製）２
０重量部およびクレゾール／キシロール＝１／１の混同
溶剤７００重量部を攪拌機、温度計および冷却管を取り
つけた三つロフラスコに入れ、マントルヒーターにて８
０℃に温度を維持し３時間攪拌して完全に溶解して不揮
発分１７．６％の熱硬化型自己融着エナメルワニスを得
た。

【００３０】ボイスコイル試料の作成方法について説明
する。

【００３１】（１）付け巻き法 図１は、ボイスコイル巻線装置を示す。なお、この方法
は、実施例１〜４および比較例１〜４に適用した。導体
径０．１５０ｍｍの銅線にポリアミドイミドエナメル線
用塗料を仕上がり外径が０．１６６ｍｍとなるように、
塗布焼き付けし、２種仕上がりのポリアミドイミドエナ
メル銅線（２ＡＩＷ０．１５）（以下、単に「エナメル
線」という。）１を使用した。

【００３２】また、厚さ０．０７ｍｍ、幅１６．０ｍ
ｍ、長さ６１．３ｍｍの短冊状のカプトンフィルムを用
意する。このフィルムを巻線機７の巻き治具８に装着
し、フィルムの未巻線部にテープを貼り固定してボビン
２を形成する。

【００３３】図１に示すボイスコイル巻線装置の供給ボ
ビン３から供給されるエナメル線１にテンション装置４
のテンションローラ４ａによって張力を付与しつつエナ
メル線１をワニス槽５に通し、エナメル線１にワニス
（実施例１〜４および比較例１〜４の接着剤）をフェル
ト６により塗布し、乾燥用ドライヤー９で乾燥しながら
ボビン２に整列に２層巻線する。エナメル線１の端末を
切断後、治具毎常温で３０分間乾燥させ、その後６０℃
の恒温槽に１０分間入れ、溶剤を揮散させる。

【００３４】これを２２０℃の恒温槽に３０分間入れ、
熱硬化させ、直流抵抗５．０Ωのボイスコイルを作成し
た。

【００３５】（２）自己融着線法 この自己融着線法は、比較例５，６に適用した。導体径
０．１５０ｍｍの銅線にポリアミドイミドエナメル線用
塗料を仕上がり外径が０．１６６ｍｍとなるように塗布
焼き付けし、２種仕上がりのポリアミドイミドエナメル
銅線（２ＡＩＷ０．１５）を得る。この上層に比較例
５，６の自己融着ワニスを各々塗布焼付し、仕上がり外
径０．１８０ｍｍの自己融着線を得た。

【００３６】また、厚さ０．０７ｍｍ、幅１６．０ｍ
ｍ、長さ６１．３ｍｍの短冊状のカプトンフィルムを用
意する。このフィルムに比較例５，６の自己融着ワニス
を塗布し、１２０℃の恒温槽で１０分間乾燥し、皮膜厚
さ３μｍの接着補強したフィルムを得る。これを巻き治
具８に装着し、未巻線部にテープを貼り固定してボビン
２を形成する。

【００３７】次に、自己融着線１を図１に示すボイスコ
イル巻線装置にて、ワニス槽５にメタノールを入れ、メ
タノールをフェルト６により塗布しながらボビン２に整
列に２層巻線する。自己融着線１の端末を切断後、治具
毎常温で３０分間乾燥させた後、２００℃の恒温槽に３
０分間入れ熱処理を行い直流抵抗５．０Ωのボイスコイ
ルを作成した。

【００３８】次に、試験方法について説明する。

【００３９】（１）ボイスコイルの外観 完成したボイスコイルに線のほつれ、接着剤から発生し
た泡、膨れ、異物の付着がないか目視にて確認した。

【００４０】（２）接着力試験 上記付け巻き法および自己融着線法で作製したボイスコ
イルの線同士の接着力を、引っ張り試験機にて測定し
た。また、線とボビンの接着性に関しては、線の下層部
とボビンを引き剥がして接着の状態を確認し、良否を判
定した。

【００４１】（３）ボイスコイル耐入力試験 図２は、耐入力試験機を示す。上記各方法で作成したボ
ビン直径１９．５ｍｍのボイスコイル１０を、同図に示
す耐入力試験機のスピーカ１１のフェライト磁石部１２
に装着する。コイル１０の両端末の電線の皮膜を剥離
し、ＤＣパワーサプライ１４のプラス側に巻き始め端末
を、マイナス側に巻き終わり端末を結線する。両端末に
直流抵抗計１５の端子を接続する。印加電圧が直流であ
ることから、コイル１０は電圧印加時にフェライト磁石
部１２から飛び跳ねる。この防止としてガラス板１３を
装着しボイスコイル１０を固定する。温度はデジタル温
度計１６により測定した。この様に設定した試料の室温
下でのコイルの直流抵抗を測定する。

【００４２】図３は、電圧の印加方法を示す。電圧の印
加は、同図に示すように、ステップアップ法により行っ
た。これは初期電圧６Ｖを３分間印加し、２Ｖ昇圧−３
分間を連続してステップアップして短絡した際の電圧を
確認する方法である。短絡直後にコイルの直流抵抗を測
定し、電圧印加前との直流抵抗の比から上昇温度を推定
した。

【００４３】同様にコイル部に熱電対を装着し、コイル
の中央部の温度を実測した。コイルの短絡に当たって
は、電線の絶縁層が劣化し絶縁性を失うことによるもの
および電線を固着している接着剤または自己融着線の融
着層の熱軟化による電線のせり上がりによるもの、並び
に電線とボビン補強接着剤が熱により軟化しせり上がり
により発生する等のパターンがあり、この確認を行っ
た。（せり上がりを「ズルケ」と称する。）また、短絡
したコイルの表面の発泡状態を始めとした外観異常に関
しても確認した。

【００４４】表１は、実施例１〜４および比較例１〜６
の試験結果を示す。

【表１】 表１から明らかなように、実施例１〜４の接着剤は、耐
熱温度が４７９℃以上を有することが分かる。従って、
４００℃の温度を超えるスピーカー用ボイスコイルの容
易かつ比較的安価な製造が可能である。特に現在問題と
なっている車載用をはじめとしたオーディオ機器への適
用には大きく寄与するものと考える。また、本接着剤は
ボイスコイル以外の電気部品のみならず、耐熱性を必要
とする各種用途への応用も可能であり、工業的に極めて
有用である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱硬化型耐熱接着剤はビスマレイミド・トリアジン樹脂
を沸点１００℃以下の溶剤に溶解したものであるので、
安価で、瞬間的に４００℃に達するボイスコイル部の発
熱に耐えることができる。また、ボイスコイルを製造す
る場合に、エナメル線に塗布した熱硬化型耐熱接着剤の
溶剤を短時間の熱風で容易に蒸発させることができるの
で、エナメル線のスプリングバックを防止することがで
き、ボイルコイルを効率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボイスコイル巻線装置の構成を示す図である。

【図２】耐入力試験機の構成を示す図である。

【図３】電圧の印加方法を示す図である。

【符号の説明】

１ エナメル線又は自己融着線 ２ ボビン ３ 供給ボビン ４ テンション装置 ４ａ テンションローラ ５ ワニス槽 ６ フェルト ７ 巻線機 ８ 巻き治具 ９ ドライヤー １０ ボイスコイル １１ スピーカ １２ フェライト磁石部 １３ ガラス板 １４ パワーサプライ １５ 直流抵抗計 １６ デジタル温度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糸永 貞美 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） 4J040 EC042 EC062 EC082 EC092 EC102 EC332 EE062 EH021 EH031 JB02 LA08 MA02 NA19 PA30

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビスマレイミド・トリアジン樹脂を沸点１
   ００℃以下の溶剤に溶解したことを特徴とする熱硬化型
   耐熱接着剤。
2. 【請求項２】ビスマレイミド・トリアジン樹脂１００重
   量部に対しフェノキシ樹脂あるいはエポキシ樹脂を３０
   重量部以下添加し、沸点１００℃以下の溶剤に溶解した
   ことを特徴とする熱硬化型耐熱接着剤。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の熱硬化型耐熱接着
   剤が塗布されたポリアミドイミド線（ＡＩＷ）、ポリエ
   ステルイミド線（ＥＩＷ）等のエナメル線がアルミニウ
   ム、ポリイミドフィルム等を素材としたボビンに巻線さ
   れ、熱硬化処理がなされてなること特徴とする超耐熱ボ
   イスコイル。