JP2009123403A

JP2009123403A - 絶縁電線及びその製造方法

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Publication number: JP2009123403A
Application number: JP2007293808A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ando; 好幸安藤; Yuki Honda; 祐樹本田; Akira Setogawa; 晃瀬戸川; Tomiya Abe; 富也阿部; Masayoshi Goto; 正義後藤; Yuzo Yukimori; 雄三行森
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Magnet Wire Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Magnet Wire Ltd
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】常温での密着性が大きく、かつ熱劣化後における密着性の低下が少ない絶縁電線及びその製造方法を提供する。
【解決手段】導体２の外周に、アルミキレートからなる皮膜３が被覆されており、その皮膜３の外周に、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布、焼付して絶縁皮膜４が被覆されているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、導体と絶縁皮膜との密着性を向上させた絶縁電線及びその製造方法に関する。

近年、世界的な省エネルギー政策の推進に伴い、高効率モータの開発が進んでいる。モータの高効率化に効果的なのは、スロット部に挿入するとき、エナメル線は大きな機械的力を受けるため、絶縁皮膜に傷が発生しやすくなる。この問題を解決するため、例えば、絶縁皮膜表面の滑り性を向上させること、及び、絶縁皮膜と導体の密着性を向上させることなどが効果的である。

従来、密着性を向上させる手段の例として、シランカップリング剤を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−９３３４０号公報特開２００１−２５６８３５号公報特開平１０−８８１０４号公報

シランカップリング剤としては、例えば、メルカプトアルコキシシラン、アミノアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、アリルアルコキシシランなどが挙げられる。

しかしながら、シランカップリング剤では、初期（常温）での密着性向上には効果があるが、熱劣化後は密着性の低下が大きいという問題点があった。

例えば、モータ作製時、処理ワニスを硬化させる際に、１５０〜１６０℃で数時間加熱する場合があり、このような場合、熱劣化後の密着性が重要となる。

そこで、本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決し、初期の密着性が良好で、かつ熱劣化後における密着性の低下が少ない絶縁電線及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、導体の外周に、アルミキレートからなる皮膜が被覆されており、その皮膜の外周に、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布、焼付してなる絶縁皮膜が被覆されている絶縁電線を提供する。

また、本願発明は、上記目的を達成するため、導体の外周に絶縁体を設けた絶縁電線の製造方法において、導体の外周に、アルミキレートからなる皮膜を形成し、その皮膜の外周に、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布、焼付して絶縁皮膜を形成する絶縁電線の製造方法を提供する。

本発明によれば、導体と絶縁皮膜の密着性（初期および熱劣化後とも）に優れた絶縁電線を提供できる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態を示す絶縁電線の横断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る絶縁電線１は、導体２の外周に、アルミキレートをコーテイングして形成したアルミキレート皮膜３が設けられ、そのアルミキレート皮膜３の外周に、エナメル樹脂皮膜４が設けられたものである。

アルミキレートとして、例えば、アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネートなどが挙げられる。

エナメル樹脂皮膜４は、ポリエステルイミド、あるいはポリアミドイミド、あるいはポリイミド、あるいはポリエステル、あるいはポリウレタンを含む樹脂化合物からなるエナメル塗料をアルミキレート皮膜３の周囲に塗布し、焼付硬化したものである。

次に、本実施形態に係る絶縁電線１の製造方法を説明する。

絶縁電線１の製造方法は、まず、導体２の外周に、アルミキレートをコーテイングしてアルミキレート皮膜３を形成する。

アルミキレートは一般に希釈して用いる。アルミキレートは、溶剤または水に溶解するので、好ましくは、ＮＭＰなどの溶剤または水に溶解させ、アルミキレート溶液として用いるとよい。

アルミキレート溶液を導体２表面に塗布した後、これを加熱乾燥して溶剤を除去することによりアルミキレート皮膜３が得られる。

ここで、導体２表面へのアルミキレート溶液の塗布方法としては、アルミキレート溶液をフェルト等の吸液性材に吸収させ、その吸液性材を上記導体に接触させて塗布するとよい。ただし、これに限定されず、ダイス塗装、刷毛塗り、噴霧などにより塗布してもよいし、導体２をアルミキレート溶液に浸漬させてもよい。

アルミキレート皮膜３を形成した後、ポリエステルイミド、あるいはポリアミドイミド、あるいはポリイミド、あるいはポリエステル、あるいはポリウレタンを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布し、焼付けすると、絶縁電線１が得られる。

本実施形態に係る絶縁電線１の作用を説明する。

本実施形態に係る絶縁電線１は、導体２の外周に、アルミキレートをコーテイングしてアルミキレート皮膜３が被覆され、その外周に、ポリエステルイミド、あるいはポリアミドイミド、あるいはポリイミド、あるいはポリエステル、あるいはポリウレタンを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布し、焼付してエナメル樹脂皮膜４が被覆されて、構成されている。

アルミキレートは、従来のシランカップリング剤を用いた場合と比較して、導体２とエナメル樹脂皮膜４の熱劣化後の密着性が向上する。このため、例えば、高温での処理が必要なモータなどに絶縁電線１を用いるとき、その信頼性を向上することができる。同様の理由により、自動車、電車、電気機器などにも有用である。

導体２は、共通に、直径１ｍｍの銅線を用いた。

アルミキレートは、アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレートを用いた。このアルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレートの０．５ｗｔ％ＮＭＰ溶液を調整し、その溶液に導体２を浸漬した後、ＮＭＰを乾燥・除去した。

比較する従来のシランカップリング剤として、代表的メルカプトシランである、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いた。この３−メルカプトプロピルトリメトキシシランの０．５ｗｔ％メタノール溶液を調整し、その溶液に導体２を浸漬した後、メタノールを乾燥・除去した。

絶縁電線１の密着性評価は、以下の方法に従って実施した。

絶縁電線１の直線状サンプルを同軸上で２５０ｍｍ離れた２つのクランプに固定し、サンプルの長さ方向に平行な２辺の皮膜を導体２に達するまで取り除く。その後、常温において、一方のクランプを回転させ、皮膜が浮いた時点の回転回数を測定することにより初期の密着性を得た。

熱劣化後の密着性は、直線状サンプルを１６０℃の恒温槽中で６時間加熱した後、初期と同様の方法にて皮膜が浮いた時点の回転回数を測定したものである。

（実施例１）
導体２に、アルミキレートを表面処理し、その外周に、ポリエステルイミド塗料を皮膜厚３０μｍとなるように塗布および焼付けした。しかる後に、初期および熱劣化後の密着性を評価した結果、初期が８８回、熱劣化後が８７回と、ともに優れていた。

（実施例２）
導体２に、アルミキレートを表面処理し、その外周に、ポリアミドイミド塗料を皮膜厚３０μｍとなるように塗布および焼付けした。しかる後に、初期および熱劣化後の密着性を評価した結果、初期が５９回、熱劣化後が５４回と、ともに優れていた。

（比較例１）
導体に、ポリエステルイミド塗料を皮膜厚３０μｍとなるように塗布および焼付けした。しかる後に、初期および熱劣化後の密着性を評価した結果、初期が８１回、熱劣化後が８２回であった。

（比較例２）
導体２に、メルカプトシラン化合物を表面処理し、その外周に、ポリエステルイミド塗料を皮膜厚３０μｍとなるように塗布および焼付けした。しかる後に、初期および熱劣化後の密着性を評価した結果、初期が９３回と優れていたが、熱劣化後が４４回と非常に劣っていた。

（比較例３）
導体２に、ポリアミドイミド塗料を皮膜厚３０μｍとなるように塗布および焼付けした。しかる後に、初期および熱劣化後の密着性を評価した結果、初期が４９回、熱劣化後が５１回であった。

（比較例４）
導体２に、メルカプトシラン化合物を表面処理し、その外周に、ポリアミドイミド塗料を皮膜厚３０μｍとなるように塗布および焼付けした。しかる後に、初期および熱劣化後の密着性を評価した結果、初期が６２回と優れていたが、熱劣化後が３１回と非常に劣っていた。

実施例１、２および比較例１〜４の実験結果をまとめて表１に示す。

表１より、実施例１、２の絶縁電線は、比較例１〜４の絶縁電線と比較して初期密着性および熱劣化後の密着性が高いことが確認できた。

本実施例においては、アルミキレートとしてアルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレートを用いたが、これに限定されるものではなく、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネートのいずれかからなるアルミキレートを上記と同様に用いることによっても、導体と絶縁皮膜の密着性（常温および熱劣化後とも）に優れた絶縁電線を提供できる。

また、本実施例においては、ポリエステルイミド、あるいはポリアミドイミドを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を用いてエナメル樹脂皮膜を形成したが、これに限定されるものではなく、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布し、焼付けしてエナメル樹脂皮膜を形成しても同様の作用が得られる。

本発明の好適な実施形態を示す絶縁電線の横断面図である。

符号の説明

１絶縁電線
２導体
３アルミキレート皮膜
４エナメル樹脂皮膜

Claims

導体の外周に、アルミキレートからなる皮膜が被覆されており、その皮膜の外周に、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布、焼付してなる絶縁皮膜が被覆されていることを特徴とする絶縁電線。
前記アルミキレートは、アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネートのいずれかからなる請求項１に記載の絶縁電線。
導体の外周に絶縁体を設けた絶縁電線の製造方法において、導体の外周に、アルミキレートからなる皮膜を形成し、その皮膜の外周に、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかを含む樹脂組成物からなるエナメル塗料を塗布、焼付して絶縁皮膜を被覆することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
上記導体の外周に、上記アルミキレートを溶剤または水に溶解させた溶液を塗布し、その後加熱乾燥して上記溶剤を除去する請求項３に記載の絶縁電線の製造方法。
上記アルミキレートの溶液を吸液性材に吸収させ、その吸液性材を上記導体に接触させて塗布する請求項４に記載の絶縁電線の製造方法。