JP2002334613A - 電気絶縁用樹脂組成物及びエナメル線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術の問題を解決し、従来よりも高速で
導体に焼付けてエナメル線とした場合でも諸特性が低下
しない電気絶縁用樹脂組成物及びこれを用いたエナメル
線を提供する。 【解決手段】 酸成分の１５〜６５当量％にイミドジカ
ルボン酸を使用し、アルコール成分の３０〜９０当量％
にトリス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート
を使用したポリエステルイミド樹脂１００重量部に、数
平均分子量１５０００〜２５０００の熱可塑性高分子量
ポリエステル樹脂０．１〜１０重量部を配合してなる電
気絶縁用樹脂組成物及びこの電気絶縁用樹脂組成物を導
体上に塗布し、焼付けてなるエナメル線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁用樹脂組
成物及びこれを用いたエナメル線に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐熱性を有する絶縁電線として
は、ポリイミド線、ポリアミドイミド線及びポリエステ
ルイミド線が知られている。これらのうち、例えば、特
性と価格のバランスの点から、トリス（２−ヒドロキシ
エチル）イソシアヌレート（以下ＴＨＥＩＣと略す）を
使用して分子鎖中にイミド結合及びイソシアヌレート環
を導入したポリエステルイミド樹脂を焼き付けたポリエ
ステルイミド線が比較的多量に使用されている。

【０００３】一方、最近の電気機器の小型、軽量化及び
使用環境の多様化に伴い、使用されるエステルイミドワ
ニスなどの絶縁材料に対する要求性能は一段と高度化し
ている。更に、エナメル線製造メーカーの製造工程の合
理化や生産性向上の点から、高速焼付け性を有し、かつ
特性低下のないポリエステルイミドワニスが要求されて
いる。

【０００４】しかしながら、従来のポリエステルイミド
ワニスは、適正焼付け速度以上で焼付けを行うとその特
性が著しく劣る。この主な理由は、ポリエステルイミド
ワニスの硬化速度が遅く、適正焼付け速度以上で焼付け
た場合、ポリエステルイミド樹脂が充分に高分子量化せ
ず、塗膜が充分な強靭性や耐熱性を示さないためであ
る。したがって、焼付け速度を更に増加させるために
は、ポリエステルイミドワニスの硬化速度を向上させる
必要がある。

【０００５】一般に、ポリエステルイミドワニスの硬化
速度を向上させるためには、分子量を増大させる、イミ
ド成分を減量するなどの手法がとられるが、これらの手
法を用いると可とう性や耐熱性などの諸特性が低下する
という問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題を解決し、従来よりも高速で導体に焼付けて
エナメル線とした場合でも諸特性が低下しない電気絶縁
用樹脂組成物及びこれを用いたエナメル線を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のものに関
する。 （１） 酸成分の１５〜６５当量％にイミドジカルボン
酸を使用し、アルコール成分の３０〜９０当量％にトリ
ス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートを使用
したポリエステルイミド樹脂１００重量部に、数平均分
子量１５０００〜２５０００の熱可塑性高分子量ポリエ
ステル樹脂０．１〜１０重量部を配合してなる電気絶縁
用樹脂組成物。 （２） （１）記載の電気絶縁用樹脂組成物を導体上に
塗布し、焼付けてなるエナメル線。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における分子鎖中にイソシ
アヌレート環を有するポリエステルイミド樹脂は、酸成
分とアルコール成分との反応により得られる。ここで、
イソシアヌレート環とは、次の構造で示されるものであ
る。

【０００９】

【化１】

【００１０】本発明に用いるポリエステルイミド樹脂と
しては、酸成分の一部として一般式（１）

【００１１】

【化２】

【００１２】（式中、Ｒ¹はトリカルボン酸の残基等の
３価の有機基、Ｒ²はジアミンの残基等の２価の有機基
を意味する）で表されるイミドジカルボン酸を用いるも
のが好ましい。

【００１３】一般式（１）で表されるイミドジカルボン
酸としては、例えばジアミン１モルに対してトリカルボ
ン酸無水物２モルを反応させることにより得られるイミ
ドジカルボン酸（特公昭５１−４０１１３号公報参照）
が挙げられる。また、あらかじめジアミンとトリカルボ
ン酸無水物とを反応させてイミドジカルボン酸として用
いないで、ジアミンとトリカルボン酸無水物をポリエス
テルイミドの製造時に加えて、イミドジカルボン酸の残
基を形成してもよい。

【００１４】トリカルボン酸無水物としては、トリメリ
ット酸無水物、３，４，４'−ベンゾフェノントリカル
ボン酸無水物、３，４，４'−ビフェニルトリカルボン
酸無水物等があり、トリメリット酸無水物が好ましい。
ジアミンとしては、４，４'−ジアミノジフェニルメタ
ン、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェ
ニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，４−ジ
アミノナフタレン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノ
ジフェニルスルホン等が用いられる。

【００１５】イミドジカルボン酸の使用量は、全酸成分
の１５〜６５当量％の範囲とすることが好ましく、２０
〜６０当量％の範囲とすることがより好ましい。イミド
ジカルボン酸の使用量が少なすぎると耐熱性が劣る傾向
にあり、多すぎると可とう性及びエナメル線の外観が低
下する場合がある。上記のイミドジカルボン酸以外の酸
成分としては、テレフタル酸又はその低級のアルキルエ
ステル、例えば、テレフタル酸モノメチル、テレフタル
酸の低級アルキルのジエステル等のテレフタル酸ジエス
テル、例えば、テレフタル酸ジメチルなどが用いられ
る。また、エナメル線用ポリエステルイミドワニスに常
用される化合物、例えば、イソフタル酸、アジピン酸、
フタル酸、セバシン酸などを用いることもできる。

【００１６】また、分子中にイソシアヌレート環を有す
るポリエステルイミド樹脂の製造に用いるアルコール成
分としては、イソシアヌレート環を有するものを用いる
ことが好ましく、トリス（ヒドロキシメチル）イソシア
ヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌ
レート、トリス（３−ヒドロキシプロピル）イソシアヌ
レート等、水酸基を３つ有するイソシアヌレート化合物
がより好ましいものとして挙げられ、トリス（２−ヒド
ロキシエチル）イソシアヌレートが最も好ましいものと
して挙げられる。イソシアヌレート化合物の使用量は、
全アルコール成分の３０〜９０当量％の範囲とすること
が好ましく、４０〜８０当量％の範囲とすることがより
好ましい。イソシアヌレート化合物の使用量が少なすぎ
ると耐熱性が劣る傾向にあり、多すぎると可とう性が低
下する傾向にある。

【００１７】上記のイソシアヌレート環を有するアルコ
ール成分以外のアルコール成分としては、例えば、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジエチレング
リコール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジ
オール、１，４−ブタンジオール等のジオール類、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール
等のトリオール類などが用いられる。これらの酸成分及
びアルコール成分は単独で又は２種以上組み合わせて用
いられる。

【００１８】アルコール成分と酸成分との配合割合は、
可とう性及び耐熱性の点から、カルボキシル基に対する
水酸基の当量比を１．３〜２．５とすることが好まし
く、１．５〜２．２とすることがより好ましい。カルボ
キシル基に対する水酸基の当量比が２．５より大きいと
可とう性が低下する傾向があり、１．３より小さいと耐
熱性が低下する傾向がある。

【００１９】本発明に用いるポリエステルイミド樹脂の
合成は、例えば、前記の酸成分とアルコール成分とをエ
ステル化触媒の存在下に１６０〜２５０℃、好ましくは
１７０〜２５０℃の温度で、３〜１５時間、好ましくは
５〜１０時間加熱反応させることにより行われる。この
際、用いられるエステル化触媒としては、例えば、テト
ラブチルチタネート、酢酸鉛、ジブチルスズラウレー
ト、ナフテン酸亜鉛などが挙げられる。また、反応は、
窒素ガス等の不活性雰囲気下で行うことが好ましい。前
記のイミドジカルボン酸は、あらかじめ合成したものを
用いてもよく、また、ジアミン及び無水トリメリット酸
のイミド酸となる成分を他の酸成分、アルコール成分と
同時に混合加熱してイミド化及びエステル化を同時に行
ってもよい。このときジアミンと無水トリメリット酸の
配合量は、前記のイミドジカルボン酸の配合量に対応す
る量とするのが好ましい。また、合成時の粘度が高いた
め、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール等
のフェノール系溶媒の共存下で合成を行うことが好まし
い。

【００２０】本発明に使用される熱可塑性高分子量ポリ
エステル樹脂としては、数平均分子量が１５０００〜２
５０００のもの、好ましくは１８０００〜２２０００の
ものが用いられる。本発明に使用しうる熱可塑性高分子
量ポリエステル樹脂の市販品としては、東洋紡（株）製
のバイロン２００、バイロン１０３、バイロン３００、
バイロン５００（商品名）等が挙げられる。ただし、本
発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィーにより、標準ポリスチレンの検量線を
用いて測定されたものである。

【００２１】本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、前記の
ようなポリエステルイミド樹脂に、熱可塑性高分子量ポ
リエステル樹脂を配合して成る。熱可塑性高分子量ポリ
エステル樹脂の配合量は、ポリエステルイミド樹脂１０
０重量部に対して、０．１〜１０重量部とすることが好
ましく、０．５〜８重量部とすることがより好ましい。
熱可塑性高分子量ポリエステル樹脂の量が０．１重量部
未満であると高速焼付けに対する向上効果が少なく、ま
た、１０重量部を超えるとエナメル線の耐熱性が低下す
る傾向がある。

【００２２】本発明の電気絶縁用樹脂組成物には、必要
に応じて更にテトラブチルチタネート等の硬化剤、有機
酸の金属塩、例えば、亜鉛塩、鉛塩、マンガン塩等の外
観改良剤を添加することができる。硬化剤の使用量は、
ポリエステルイミド樹脂に対して３〜１０重量％が好ま
しく、有機酸の金属塩の使用量は、ポリエステルイミド
樹脂に対して０．１〜１重量％が好ましい。

【００２３】本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、溶媒に
溶解して適当な粘度に調整して使用することができる。
この際用いられる溶媒としては、例えば、フェノール、
クレゾール、キシレノール、セロソルブ類、キシレンな
ど、ポリエステルイミド樹脂との溶解性が良好な溶媒が
用いられる。

【００２４】こうして得られる本発明の電気絶縁用樹脂
組成物は、銅線等の導体上に塗布し、焼付けることによ
り、可とう性、耐熱性などの諸特性に優れたエナメル線
が得られる。本発明の電気絶縁用樹脂組成物が優れた硬
化性を有するため、従来より高速で焼付けた場合にもエ
ナメル線の諸特性が低下することはない。本発明の組成
物を用いること以外は、エナメル線の製造法は特に制限
なく、常法に従うことができる。例えば、導体上に本発
明の電気絶縁用樹脂組成物を塗布し、３５０〜５５０
℃、好ましくは４００〜５００℃で１分〜５分間、好ま
しくは２〜４分間加熱して焼付ける工程を複数回繰り返
し、所望の厚みの皮膜を導体上に形成する方法が挙げら
れる。最終的に形成される皮膜の厚みは、特に制限はな
いが、通常０．０２〜０．０８ｍｍが好ましく、０．０
３〜０．０６ｍｍとすることがより好ましい。このよう
にして得られる本発明のエナメル線は、可とう性などの
諸特性が低下することはない。

【００２５】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、例中の「％」は特に断らない限り「重量％」を意味
する。

【００２６】実施例１ （１）ポリエステルイミド樹脂液の調製 温度計、攪拌機及びコンデンサ付き４つ口フラスコに、
４，４'−ジアミノジフェニルメタン １５８．４ｇ
（１．６当量）、無水トリメリット酸 ３０７．２ｇ
（３．２当量）、テレフタル酸ジメチル ２３２．８ｇ
（２．４当量）、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレート ３７５．８ｇ（４．３２当量）、エチレ
ングリコール ８９．３ｇ（２．８８当量）、クレゾー
ル ３８５ｇ及びテトラブチルチタネート １．１６ｇ
を入れ、窒素気流中で室温から１時間で１７０℃に昇温
して３時間反応させた。次いで、得られた溶液を２１５
℃に昇温して６時間反応させ、ポリエステルイミドを合
成した。得られた樹脂溶液にクレゾール ９２０ｇを加
え、テトラブチルチタネート ４１．２ｇを添加して不
揮発分４２％、数平均分子量５０００のポリエステルイ
ミド樹脂液を得た。

【００２７】（２）電気絶縁用樹脂組成物の調製 上記（１）で得られたポリエステルイミド樹脂液１００
ｇにバイロン２００（商品名、数平均分子量：１８００
０）を１．６８ｇ（樹脂液の固形分に対して４％）添加
して電気絶縁用樹脂組成物を得た。なお、この電気絶縁
用樹脂組成物中のテトラブチルチタネート（硬化剤）の
含有量は、ポリエステルイミド樹脂液中の固形分に対し
て４％であった。

【００２８】実施例２ 実施例１（２）において、バイロン２００の代わりに、
バイロン１０３（商品名、数平均分子量：１９０００）
を１．６８ｇ（樹脂液の固形分に対して４％）添加した
以外は、実施例１に準じて行った。

【００２９】実施例３ 実施例１（２）において、バイロン２００の代わりに、
バイロン３００（商品名、数平均分子量：２２０００）
を１．６８ｇ（樹脂液の固形分に対して４％）添加した
以外は、実施例１に準じて行った。

【００３０】実施例４ 実施例１（２）において、バイロン２００の代わりに、
バイロン５００（商品名、数平均分子量：２２０００）
を１．６８ｇ（樹脂液の固形分に対して４％）添加した
以外は、実施例１に準じて行った。

【００３１】比較例１ 実施例１（１）のポリエステルイミド樹脂液をそのまま
用いた。

【００３２】比較例２ 温度計、攪拌機及びコンデンサ付き４つ口フラスコに、
４，４'−ジアミノジフェニルメタン ７９．２ｇ
（０．８当量）、無水トリメリット酸 １５３．６ｇ
（１．６当量）、テレフタル酸ジメチル ３１０．４ｇ
（３．２当量）、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレート ３７５．８ｇ（４．３２当量）、エチレ
ングリコール ８９．３ｇ（２．８８当量）、クレゾー
ル ３８５ｇ及びテトラブチルチタネート １．１６ｇ
を入れ、窒素気流中で室温から１時間で１７０℃に昇温
して３時間反応させた。次いで、得られた溶液を２１５
℃に昇温して６時間反応させ、ポリエステルイミドを合
成した。得られた樹脂溶液にクレゾール ９２０ｇを加
え、テトラブチルチタネート ４１．２ｇを添加して不
揮発分４２％、数平均分子量５０００のポリエステルイ
ミド樹脂液を得た。

【００３３】比較例３ 温度計、攪拌機及びコンデンサ付き４つ口フラスコに、
４，４'−ジアミノジフェニルメタン １５８．４ｇ
（１．６当量）、無水トリメリット酸 ３０７．２ｇ
（３．２当量）、テレフタル酸ジメチル ２３２．８ｇ
（２．４当量）、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレート ３７５．８ｇ（４．３２当量）、エチレ
ングリコール ８９．３ｇ（２．８８当量）、クレゾー
ル ３８５ｇ及びテトラブチルチタネート １．１６ｇ
を入れ、窒素気流中で室温から１時間で１７０℃に昇温
して３時間反応させた。次いで、得られた溶液を２１５
℃に昇温して９時間反応させ、ポリエステルイミドを合
成した。得られた樹脂溶液にクレゾール ９２０ｇを加
え、テトラブチルチタネート ４１．２ｇを添加して不
揮発分４２％、数平均分子量８０００のポリエステルイ
ミド樹脂液を得た。

【００３４】試験例 実施例１〜４及び比較例１〜３で得られた樹脂組成物
を、下記の焼付け条件に従って直径１．０ｍｍの銅線に
塗布し、線速１４及び１６ｍ／分で焼付け、エナメル線
を作製した。 塗布・焼付け条件 焼付け炉：熱風式竪炉（炉長５．５ｍ） 炉温：入口／出口＝３２０℃／４３０℃ 塗装方法：樹脂組成物をくぐらせたエナメル線をダイス
で絞り、焼付け炉を通過させる手順を７回行う。１回目
から７回目までのダイスの径を１．０５ｍｍ、１．０６
ｍｍ、１．０７ｍｍ、１．０８ｍｍ、 １．０９ｍｍ、
１．１０ｍｍ、１．１１ｍｍと変化させた。また、得ら
れたエナメル線の一般特性（可とう性、耐熱衝撃性、絶
縁破壊電圧、耐軟化性）をＪＩＳ Ｃ３００３に準じて
測定し、その結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示した結果から、実施例１〜４で得
られた樹脂組成物を用いて作製したエナメル線は、比較
例で得られたものに比べて、線速１６ｍ／分で焼付けて
も一般特性に優れることが示される。

【００３７】

【発明の効果】本発明による電気絶縁用樹脂組成物を用
いれば、従来よりも高速で焼付けた場合でも、可とう性
及び耐熱性などの諸特性に優れたエナメル線を製造する
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０８Ｌ 67:00） Ｆターム(参考） 4J002 CF002 CM041 FD140 GH00 GQ01 HA05 4J043 PA04 QB26 QB32 QB68 RA24 SA06 SA71 SB02 TA12 TA13 TA21 TB02 UA121 UA122 UA131 UA261 UA342 UA391 UB011 UB012 UB121 UB152 UB301 VA012 XA03 XB17 ZA46 ZB03 5G305 AA02 AA11 AB24 AB36 BA09 BA22 CA11 CA22 CA46 DA22 5G309 CA06 MA04 MA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸成分の１５〜６５当量％にイミドジカ
   ルボン酸を使用し、アルコール成分の３０〜９０当量％
   にトリス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート
   を使用したポリエステルイミド樹脂１００重量部に、数
   平均分子量１５０００〜２５０００の熱可塑性高分子量
   ポリエステル樹脂０．１〜１０重量部を配合してなる電
   気絶縁用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気絶縁用樹脂組成物を
   導体上に塗布し、焼付けてなるエナメル線。