JP2002304915A - 高耐熱巻線 - Google Patents

高耐熱巻線

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JP2002304915A
JP2002304915A JP2001108427A JP2001108427A JP2002304915A JP 2002304915 A JP2002304915 A JP 2002304915A JP 2001108427 A JP2001108427 A JP 2001108427A JP 2001108427 A JP2001108427 A JP 2001108427A JP 2002304915 A JP2002304915 A JP 2002304915A
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Japan
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tetraalkoxysilane
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JP2001108427A
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Kengo Murouchi
謙吾 室内
Sadami Itonaga
貞美 糸永
Kazunori Suzuki
和則 鈴木
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリイミドエナメル線よりも優れた耐熱性を有
すると共に優れた可撓性、電気絶縁性、耐コロナ性を有
する高信頼性の高耐熱巻線を提供する。 【解決手段】導体上に無機微粒子分散ポリイミドエナメ
ル皮膜層が設けられており、且つ該無機微粒子分散ポリ
イミドエナメル皮膜層上に耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材
料層が設けられて成ることを特徴とする高耐熱巻線にあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高耐熱巻線に関する
ものである。更に詳述すれば本発明は耐熱性、電気絶縁
性、可撓性、耐コロナ性が優れた高耐熱巻線に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、産業用モータ、高温高圧用トラン
ス等の電気機器コイルの巻線材料としてポリイミドエナ
メル線より優れた耐熱性を有し、しかも電気絶縁性、可
撓性、耐コロナ性等が優れた高信頼性の高耐熱巻線が要
求されるようになってきている。
【0003】ところでポリイミドエナメル線はJIS
Cで定める耐熱区分が240℃/20,000時間に区
分されるとという優れた耐熱性を有している。しかしこ
のポリイミドエナメル線は本質的に有機高分子材料から
成るため、異常な過負荷がかかってその分解温度以上の
異常高温下になると熱分解、揮散してしまうという懸念
がある。
【0004】これに対して無機質エナメル線、例えばガ
ラスフリットエナメル線、ホーローエナメル線、セラミ
ックエナメル線は本質的に無機材料から成るため異常な
高温下においても熱分解、揮散することがない。しかし
ながらこれらの無機質エナメル線は本質的に可撓性が乏
しく、そのためこれらの無機質エナメル線を用いてコイ
ル巻しても高信頼性の電気機器コイルを得ることができ
ない。
【0005】そこで有機質エナメル線と無機質エナメル
線との中間的特性を有するエナメル線を得るため、まず
電気絶縁性を有する無機微粒子を有機質エナメル線塗料
にブレンドして無機微粒子ブレンド有機質エナメル線塗
料を製造し、次にその無機微粒子ブレンド有機質エナメ
ル線塗料を導体上に塗布、焼き付けすることにより無機
微粒子ブレンド有機質エナメル線が実用化されている。
例えば、シリカ微粉末をポリイミドエナメル線塗料にブ
レンドしてシリカ微粉末ブレンドポリイミドエナメル線
塗料を製造し、次にこのシリカ微粉末ブレンドポリイミ
ドエナメル線塗料を導体上に塗布、焼き付けすることに
よりシリカ微粉末ブレンドポリイミドエナメル線を得る
ことができる。このシリカ微粉末ブレンドポリイミドエ
ナメル線は耐熱性、電気絶縁性、可撓性等が優れている
が、その半面耐コロナ性がやや劣っている。
【0006】耐コロナ性が優れた耐熱巻線としては導体
上にガラス繊維糸を横巻きして成るガラス繊維糸巻線が
知られている。しかしガラス繊維糸巻線はガラス繊維糸
を横巻きして成るためエナメル線より外径が太くなり、
しかも電気絶縁破壊電圧も低いという難点がある。
【0007】そこでエナメル線とガラス繊維糸巻線との
中間的特性を有する耐熱巻線を得るため、まず導体上に
耐熱エナメル線塗料、例えばポリイミドエナメル線塗料
を塗布、焼き付けし、次にそのポリイミドエナメル線塗
膜上にガラス繊維糸を横巻し、更にそのガラス繊維糸横
巻層内にシリコーン樹脂塗料を含浸、硬化させて成るポ
リイミドエナメル線塗膜・ガラス繊維糸組み合わせ巻線
が実用化されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のポ
リイミドエナメル線塗膜・ガラス繊維糸組み合わせ巻線
は、その耐熱性が導体上に塗布、焼き付けしたポリイミ
ドエナメル線塗膜によって大きく左右されることが知ら
れている。換言すればポリイミドエナメル線塗膜・ガラ
ス繊維糸組み合わせ巻線は、ポリイミドエナメル線以上
の耐熱性を発揮することができないという難点があっ
た。
【0009】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、ポリイミドエナメル線よりも優れた耐熱性
を有すると共に優れた可撓性、電気絶縁性、耐コロナ性
を有する高信頼性の高耐熱巻線を提供することにある。
【0010】
【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、導体上に無機微粒子分散ポリイミドエナメル皮膜
層が設けられており、且つ該無機微粒子分散ポリイミド
エナメル皮膜層上に耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材料層が
設けられて成ることを特徴とする高耐熱巻線にある。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の高耐熱巻線の実施
の形態について説明する。
【0012】本発明において導体としては導電性耐熱金
属線、例えば銅線、銀線、ニッケル線、クロム線、ステ
ンレス線、銀めっき銅線、銀クラッド銅線、ニッケルめ
っき銅線、ニッケルクラッド銅線等がある。
【0013】本発明においてポリイミドエナメル線塗料
としてはポリイミド前駆体溶液、つまりポリアミド酸溶
液である。このようなポリアミド酸溶液は芳香族ジアミ
ン、例えば4,4−ジアミノジフェニルエーテルと芳香
族ジ無水物、例えばピロメリット酸ジ無水物とを極性有
機溶剤、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の中で反応して得られ
る。市販のポリアミド酸溶液としてはデュポン社のPy
re ML、東レ社のトレニース3000等がある。
【0014】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。
【0015】本発明においてポリイミドエナメル線塗料
には可撓性の向上のためにシランカップリング剤を添加
することができる。
【0016】本発明において耐熱繊維材料としては糸状
体若しくはテープ状体があり、またその素材としてはア
ルミナファイバ、石英系ファイバ、セラミックファイ
バ、ガラス繊維等がある。
【0017】本発明において耐熱繊維材料横巻層内に含
浸、硬化させる耐熱含浸塗料としては、ポリイミド前駆
体溶液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・純水変性ポリイミド前駆体
溶液、ポリイミド前駆体溶液にテトラアルコキシシラ
ン、シランカップリング剤及び純水を混合して成るテト
ラアルコキシシラン・シランカップリング剤・純水変性
ポリイミド前駆体溶液、無幾化シリコーン樹脂塗料、カ
ルボシラン樹脂塗料、カルボシラザン樹脂塗料等があ
る。
【0018】
【実施例】次に、本発明の高耐熱巻線の実施例を比較例
と共に説明する。 (材料)まず、本発明の高耐熱巻線の実施例及び比較例
に用いた材料について説明する。
【0019】a.導体 導体としては寸法サイズが2.0mm×4.0mmのニッケ
ルめっき平角銅線を用いた。
【0020】b.耐熱ポリイミドエナメル線塗料 耐熱ポリイミドエナメル線塗料としてはデュポント社の
Pyre MLを用いた。
【0021】c.テトラアルコキシシラン テトラアルコキシシランとしては市販の工業用グレード
品を使用した。
【0022】d.純水 純水としては工業用水を純水製造装置に送り込んで得ら
れた純水を用いた。
【0023】e.耐熱繊維材料 耐熱繊維材料としては日東紡績株式会社の電気絶縁用カ
ガラス繊維糸のECE225ガラス繊維糸を用いた。
【0024】f.耐熱含浸塗料 耐熱含浸塗料としては無幾化シリコーン樹脂塗料である
信越化学工業株式会社のKR−242Aを用いた。 (実施例1)まず、拡販装置内へ耐熱ポリイミドエナメ
ル線塗料のデュポント社のPyreMLを11,000
g採取した。
【0025】次に、その拡販装置内のPyre ML
に、テトラアルコキシシラン1,700gと、純水1,
250gとを加え、それからこれらを攪拌、溶解するこ
とにより、テトラアルコキシシラン・純水変性ポリイミ
ド前駆体溶液を得た。
【0026】次に、ここで得られたテトラアルコキシシ
ラン・純水変性ポリイミド前駆体溶液を、寸法サイズが
2.0mm×4.0mmのニッケルめっき平角銅線上に塗
布、焼き付けすることにより皮膜厚さ0.05mm×0.
05mmのシリカ微粒子分散ポリイミドエナメル平角線を
得た。
【0027】次に、ここで得られた皮膜厚さ0.05mm
×0.05mmのシリカ微粒子分散ポリイミドエナメル平
角線の上に、日東紡績株式会社の電気絶縁用カガラス繊
維糸のECE225ガラス繊維糸を横巻きした。
【0028】次に、ここで得られたガラス繊維糸横巻シ
リカ微粒子分散ポリイミドエナメル平角線のガラス繊維
糸横巻層内に、上記で得られたテトラアルコキシシラン
・純水変性ポリイミド前駆体溶液を含浸し、それから高
温炉内を通過させて加熱硬化させることにより実施例1
の高耐熱巻線を得た。
【0029】図1はかくして得られた実施例1の高耐熱
巻線の断面図を示したものである。
【0030】図1において1は平角銅線、2はニッケル
めっき層、3は無機微粒子分散ポリイミドエナメル皮膜
層、4は耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材料層である。 (比較例1)まず、寸法サイズが2.0mm×4.0mmの
ニッケルめっき平角銅線上に、耐熱ポリイミドエナメル
線塗料のデュポント社のPyre MLを塗布、焼き付
けすることにより皮膜厚さ0.05mm×0.05mmのポ
リイミドエナメル平角線を得た。
【0031】次に、ここで得られた皮膜厚さ0.05mm
×0.05mmのポリイミドエナメル平角線の上に、日東
紡績株式会社の電気絶縁用カガラス繊維糸のECE22
5ガラス繊維糸を横巻きした。
【0032】次に、ここで得られたガラス繊維糸横巻ポ
リイミドエナメル平角線のガラス繊維糸横巻層内に、無
機化シリコーン樹脂溶液である信越化学工業株式会社の
KR−242Aを含浸し、それから高温炉内を通過させ
て加熱硬化させることにより比較例1の高耐熱巻線を得
た。 (比較例2)まず、キシレンに溶解したシリコーン樹脂
塗料を用意し、次にこのシリコーン樹脂塗料内へ平均粒
径1μmのアルミナ粒子を攪拌、分散させることにより
アルミナ粒子分散シリコーン樹脂溶塗料を得た。
【0033】次に、ここで得られたアルミナ粒子分散シ
リコーン樹脂塗料を、寸法サイズが2.0mm×4.0mm
のニッケルめっき平角銅線上に塗布、焼き付けすること
により皮膜厚さ0.05mm×0.05mmのアルミナ粒子
分散シリコーン樹脂エナメル平角線である比較例2の高
耐熱巻線を得た。 (高耐熱巻線の特性試験方法)次に、このようにして得
られた実施例1の高耐熱巻線、比較例1の高耐熱巻線、
比較例2の高耐熱巻線について次の特性試験を行った。
【0034】a.エッジワイズ曲げ試験 曲げ試験装置により高耐熱巻線をエッジワイズに曲げ
た。
【0035】試験結果は耐熱巻線の耐熱エナメル皮膜
層、耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材料層のいずれにも亀裂
が発生しない最小曲げ倍径で示した。
【0036】この場合、曲げ倍径が小さいほど可撓性が
よいことを示す。
【0037】b.常態の電気絶縁破壊電圧試験 まず、長さ100mmの高耐熱巻線を取り、その外周にア
ルミ箔を巻き付けることにより絶縁破壊電圧試験試料を
作成した。
【0038】次に、ここで作成した絶縁破壊電圧試験試
料の導体とアルミ箔との間に交流電圧を昇圧しながら印
加し、その電気絶縁破壊電圧を測定した。
【0039】c.耐熱性試験(熱劣化後の絶縁破壊電圧
試験) まず、長さ100mmの高耐熱巻線を取り、その外周にア
ルミ箔を巻き付けることにより絶縁破壊電圧試験試料を
作成した。
【0040】次に、ここで作成した絶縁破壊電圧試験試
料を400℃の恒温槽内に入れ、50時間熱劣化した。
【0041】次に、400℃の恒温槽から取り出し、室
温に冷却してから絶縁破壊電圧試験試料の導体とアルミ
箔との間に交流電圧を昇圧しながら印加し、その電気絶
縁破壊電圧を測定した。
【0042】d.耐コロナ性 まず、長さ100mmの高耐熱巻線を取り、その外周にア
ルミ箔を巻き付けた。
【0043】次に、その高耐熱巻線の導体とアルミ箔と
の間に周波数1kHzの交流1kV電圧を印加し、その
状態でコロナ劣化を続け、漏洩電流が10mAに達した時
間を求めた。
【0044】この場合耐コロナ性は、漏洩電流が10mA
に達する時間が長い程優れていることになる。 (特性試験結果)表1はこれらの特性試験結果を示した
ものである。
【0045】
【表1】
【0046】表1から判るように比較例1の高耐熱巻線
は熱劣化後の電機絶縁破壊電圧が0.1kVと小さいこ
とから耐熱性が著しく劣っており、またエッジワイズ曲
げ性が4倍であることから可撓性もやや劣っている。
【0047】比較例2の高耐熱巻線はエッジワイズ曲げ
性が20倍であることから可撓性が3者の中で最も劣っ
ており、また熱劣化後の絶縁破壊電圧も3者の中で最も
小さいことから耐熱性も劣っている。更に、この比較例
2の高耐熱巻線は耐コロナ性が0時間であることから3
者の中で最も劣っている。
【0048】これらに対して本発明の実施例1の高耐熱
巻線はエッジワイズ曲げ性が3倍であることから可撓性
が3者の中で最も優れており、且つ熱劣化後の絶縁破壊
電圧が3.2kVと高いことから3者の中で最も優れて
おり、しかも耐コロナ性も1,000時間以上であるこ
とから優れた耐コロナ性を有している。
【0049】
【発明の効果】本発明の高耐熱巻線はポリイミドエナメ
ル線よりも優れた耐熱性を有すると共に優れた可撓性、
電気絶縁性、耐コロナ性を有するものであり、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の高耐熱巻線の断面図を示し
たものである。
【符号の説明】
1 平角銅線 2 ニッケルめっき層 3 無機微粒子分散ポリイミドエナメル皮膜層 4 耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材料層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 和則 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 Fターム(参考) 4F100 AA01B AA01H AA19C AA20 AB16 AB17 AD00C AG00C AK49B BA03 BA07 BA10A BA10C CC00C DD31 DE01 DG01C EA02C EH46 EH462 EJ051 EJ42 EJ422 EJ82C EJ821 GB41 HB00C JG01A JG04 JJ03 JJ03C JK17 5G309 MA02 MA15 PA01 PA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体上に無機微粒子分散ポリイミドエナメ
    ル皮膜層が設けられており、且つ該無機微粒子分散ポリ
    イミドエナメル皮膜層上に耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材
    料層が設けられて成ることを特徴とする高耐熱巻線。
  2. 【請求項2】無機微粒子分散ポリイミドエナメル皮膜層
    が、ポリイミド前駆体溶液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・純水変
    性ポリイミド前駆体溶液を塗布、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記載の高耐熱巻
    線。
  3. 【請求項3】無機微粒子分散ポリイミドエナメル皮膜層
    が、ポリイミド前駆体溶液にテトラアルコキシシラン、
    シランカップリング剤及び純水を混合して成るテトラア
    ルコキシシラン・シランカップリング剤・純水変性ポリ
    イミド前駆体溶液を塗布、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記載の高耐熱巻線。
  4. 【請求項4】耐熱繊維材料が、ガラス繊維、アルミナフ
    ァイバ、石英系ファイバ、セラミックファイバの中から
    選ばれた1種若しくは2種以上を組み合わせた耐熱繊維
    で構成された糸状体又はテープ状体であることを特徴と
    する請求項1記載の高耐熱巻線。
  5. 【請求項5】耐熱含浸塗料含浸耐熱繊維材料層に含浸、
    硬化する耐熱含浸塗料が、ポリイミド前駆体溶液にテト
    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・純水変性ポリイミド前駆体溶液、ポリイ
    ミド前駆体溶液にテトラアルコキシシラン、シランカッ
    プリング剤及び純水を混合して成るテトラアルコキシシ
    ラン・シランカップリング剤・純水変性ポリイミド前駆
    体溶液、無幾化シリコーン樹脂塗料、カルボシラン樹脂
    塗料、カルボシラザン樹脂塗料の中から選ばれた1種で
    あることを特徴とする請求項1記載の高耐熱巻線。
JP2001108427A 2001-04-06 2001-04-06 高耐熱巻線 Withdrawn JP2002304915A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100898777B1 (ko) 2008-02-29 2009-05-20 서창교 전열저항체 및 그 제조방법
CN102855978A (zh) * 2012-09-10 2013-01-02 无锡锡洲电磁线有限公司 涤纶玻璃丝包烧结漆包线

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KR100898777B1 (ko) 2008-02-29 2009-05-20 서창교 전열저항체 및 그 제조방법
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