JP2010023090A - マグネットワイヤ用銅線の製造方法及びマグネットワイヤ用銅線並びにマグネットワイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】皮剥ぎ加工に用いる皮剥ぎダイスの切れ刃のすくい角を最適化することで、樹脂被覆層の膨れ等の欠陥を低減したマグネットワイヤを提供する。
【解決手段】銅溶湯を連続的に引き上げて鋳造線材１８を形成し、鋳造線材１８をダイス２１を用いて皮剥ぎ加工してマグネットワイヤ用銅線を得るマグネットワイヤ用銅線の製造方法であって、ダイス２１の切れ刃２４のすくい角を２０〜３５°とし、得られた芯線に高密着性のポリイミドもしくはポリアミドイミドの樹脂被覆層を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、マグネットワイヤ用銅線の製造方法及びマグネットワイヤ用銅線並びにマグネットワイヤに関するものである。

マグネットワイヤ等に適した線材用銅は、銅鋳塊を圧延加工して製造される（連続鋳造圧延法）銅荒引線等であり、かかる線材用鋼は所定寸法の素線（丸線、平角線等）に加工されたのち樹脂被覆されてマグネットワイヤ等として用いられている。近年では、マグネットワイヤの接続溶接時にガスボイドを生じ難い無酸素銅の要求があり、マグネットワイヤの素線には、接続溶接時にガスボイドが生じない無酸素銅線が使用されている。前記無酸素銅線の製造方法としては、コアロッド（無酸素銅）の外周に無酸素溶銅を連続的に凝固させるディップフォーミング法、或いは、溶銅湯面に配置した鋳型内で溶銅を凝固させて上方に連続的に引き上げる上方引上連続鋳造法（アップキャスト法）等がある。

前記無酸素銅線の表面にはワレ等の微小欠陥が存在する。この微小欠陥は前記無酸素銅線をマグネットワイヤの素線（丸線、平角線等）に加工する際に残存し、樹脂被覆後の焼付工程で樹脂被覆層に膨れ等の欠陥が生じる原因となる。また、平角線においては、平角成形加工の際に圧延方向軸と垂直な方向に残存している微小欠陥が引張応力を受けるため、前記微小欠陥が拡大し易いという問題がある。また、平角線のエッジ部は、樹脂が均一な厚さに被覆されないため、膨れ等の欠陥が生じ易くなってしまうという問題がある。

これに対し、前記無酸素銅線の微小欠陥は、銅鋳塊に含まれる粗大なブローホールが原因で生じるとし、マグネットワイヤ用銅線となる銅鋳塊に含まれるブローホールの内径を３．０ｍｍ以下とすること、及び、銅鋳塊を連続圧延する前に、前記銅鋳塊に８００〜９５０℃の温度で圧下率３〜２０％の軽圧下圧延を施すことで、樹脂被覆後の樹脂被覆層に膨れ等が生じる原因となる銅鋳塊のブローホールを無害化するといったマグネットワイヤ及びその製造方法がある（特許文献１参照）。

通常、前述した連続鋳造圧延法、ディップフォーミング法或いはアップキャスト法等で製造されたマグネットワイヤ用銅線（荒引線）では、圧延中に発生するワレ欠陥や不規則に押し込まれる酸化膜等の除去を目的として、皮剥ぎ工程（切削工程）が鋳造工程の次工程に組み込まれている（特許文献２参照）。

しかし、無酸素銅線はタフピッチ銅線と比較して皮剥ぎ等の切削性が著しく低いことから、通常、皮剥ぎ工程では、少量切削、複数回切削が行われている。これは、無酸素銅線の切削性が悪いことから、大量の皮剥ぎを一度に行うと、新たにカブリ等の欠陥をも誘発させてしまうことを避けるためである。

このように、従来の無酸素銅線の表面に存在するワレ等の欠陥を抑えるだけでは、樹脂被覆後の焼付工程で樹脂被覆層の膨れ等の欠陥を抑えることができず、皮剥ぎ等の切削不良により発生するカブリ等の欠陥を抑えることが望まれていた。さらには、樹脂の材質により、特に、ピリアミドイミド系の樹脂は、焼付けの際の反応の過程において二酸化炭素が発生するため、樹脂被覆前の線材（丸線、平角線等）の表面に微小欠陥が存在していれば、その微小欠陥を起点として、焼付け時に膨れ等の欠陥が発生し易くなるという問題がある。よって、製造工程で発生する如何なる微小欠陥をも問題視しなければ、樹脂被覆層の膨れを抑制することは困難である。

特開２００５−３１３２０８号公報 特開平１１−０１０２２０号公報

皮剥ぎ工程においては、前記無酸素銅線の皮剥ぎ性は前述した各製造方法（連続鋳造圧延法、ディップフォーミング法、アップキャスト法等）によって大きく異なる。そのため、ある特定の皮剥ぎ条件を製造方法の異なる無酸素銅線に適用する場合、安定した品質を得ることは難しいという問題があった。

特に、アップキャスト法により製造した無酸素銅線については、前述した他の製造方法（連続鋳造圧延法、ディップフォーミング法）と比較して、無酸素銅線の結晶粒サイズが原因となり、新たな欠陥等を誘発してしまい、安定した品質を得ることは難しかった。

さらには、アップキャスト法により製造した無酸素銅線に皮剥ぎ加工を施す場合は、皮剥ぎ加工の際に用いる皮剥ぎダイスの切れ刃のすくい角により、切削時に受ける抵抗力が大きく異なり、皮剥ぎ加工後の線材表面層に皮剥ぎ不良による新たなカブリ傷等の欠陥の発生頻度が大きく異なることが判明した。また、切削時に受ける抵抗力が大きいと、皮剥ぎ加工時に断線が発生する問題や、皮剥ぎダイスの切れ刃の刃先に割れが生じる等の問題があった。

前述した特許文献１に記載の技術は、前記無酸素銅線（荒引線）の表面にもともと存在する微小欠陥（ブローホール）を無害化することで、樹脂被覆後の焼付工程で樹脂被覆層の膨れ等の欠陥を生じさせる原因となる線材表面の欠陥を低減するものであるが、皮剥ぎ等の切削加工の際に新たに発生する欠陥の低減を図ることは困難であった。

また、無酸素銅線の製造方法の一つであるディップフォーミング法は製造工程が複雑であり、アップキャスト法の方が安価に無酸素銅線を製造することが可能である。

このことから、本発明者らは、アップキャスト法により製造した線材用銅（無酸素銅線）の皮剥ぎ性について検討し、皮剥ぎ性の違いは線材用銅の結晶粒サイズ（線材長手方向の結晶粒長さ）に起因することを見出して本発明をなすに至ったものである。

さらには、本発明者らは、皮剥ぎ加工の際の皮剥ぎダイスのすくい角が線材表面のカブリ等の傷を誘発させることがわかり、皮剥ぎ加工により新たに発生し得る欠陥を抑制するための最適な皮剥ぎ加工条件を選定した。

そこで、本発明の目的は、樹脂被覆層の膨れ等の欠陥を低減したマグネットワイヤを提供し、また、樹脂被覆後の焼付工程で樹脂被覆層に生じ得る膨れ等の欠陥を抑制すべく、皮剥ぎ性の良好なマグネットワイヤ用銅線（無酸素銅線）を提供することにある。また、本発明の目的は、前記上方引上連続鋳造法（アップキャスト法）により製造し得る安価な無酸素銅線を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、銅溶湯を連続的に引き上げて鋳造線材を形成し、該鋳造線材をダイスを用いて皮剥ぎ加工してマグネットワイヤ用銅線を得るマグネットワイヤ用銅線の製造方法であって、前記ダイスの切れ刃のすくい角を２０〜３５°とすることを特徴とするマグネットワイヤ用銅線の製造方法である。

請求項２の発明は、１１００〜１２００℃の銅溶湯を速度４〜５ｍ／ｍｉｎで連続的に引き上げて前記鋳造線材を形成することを特徴とする請求項１に記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法である。

請求項３の発明は、前記鋳造線材の表層における線材長手方向の結晶粒長さが３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法である。

請求項４の発明は、前記鋳造線材の酸素含有量が０．００１ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法である。

請求項５の発明は、請求項１〜４いずれかに記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法を用いて製造したことを特徴とするマグネットワイヤ用銅線である。

請求項６の発明は、請求項５に記載のマグネットワイヤ用銅線の上に、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなる樹脂被覆層を被覆してなることを特徴とするマグネットワイヤである。

請求項７の発明は、請求項５に記載のマグネットワイヤ用銅線の上に、高密着性ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドの３層構造からなる樹脂被覆層を被覆してなることを特徴とするマグネットワイヤである。

本発明によれば、荒引線材（鋳造線材）を切れ刃のすくい角が２０〜３５°の皮剥ぎダイスを用いて皮剥ぎ加工することで、樹脂被覆層の膨れ等の欠陥を低減したマグネットワイヤを得ることが可能となり、また、表層における線材長手方向の結晶粒長さが３００μｍ以下の微細構造とすることで、皮剥ぎ性の良好なマグネットワイヤ用銅線を得ることが可能となる。

以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。

図１に本発明の一実施形態に係るマグネットワイヤの断面図を示す。図１（ａ）は丸線のマグネットワイヤを示し、図１（ｂ）は平角線のマグネットワイヤを示す。図２にアップキャスト装置の概略図を示す。

図２に示すように、アップキャスト装置（上方引上連続鋳造装置）１０は、金属（銅）を溶解する溶解炉（例えば、電気炉）１１と、溶解炉１１で溶解された銅溶湯１２が溶湯樋１３を介して流入する保持炉（例えば、電気炉）１４と、下部が保持炉１４内の溶銅湯面下に侵入される鋳型１５を有する鋳造装置１６と、鋳型１５内を通過する銅溶湯１２を冷却するための冷却水が流れる冷却水通路１７と、鋳型１５内で凝固させた銅溶湯１２を無酸素銅線の荒引線材（鋳造線材）１８として上方に引き上げるための引上装置１９とを有している。溶解炉１１内及び保持炉１４内の溶銅湯面には、銅溶湯１２の酸化を防止するための酸化防止剤２０が配置される。

保持炉１４の溶銅湯面に配置した鋳型１５内で銅溶湯１２を冷却、凝固させて、引上装置１９を用いて無酸素銅線の荒引線材１８を上方に連続的に引き上げる。

アップキャスト装置１０により鋳造する無酸素銅線の荒引線材１８は、表層の結晶粒サイズを２００〜３００μｍとし、且つ、酸素含有量を０．００１ｗｔ％以下（或いは酸素濃度を１０ｐｐｍ以下）とするのが好ましい。

１１００〜１２００℃の銅溶湯を速度４〜５ｍ／ｍｉｎで連続的に引き上げることで、表層の結晶粒サイズが２００〜３００μｍとなる無酸素銅線の荒引線材１８（本実施形態では、線径φ８ｍｍ）を得ることができる。

また、溶解炉１１内及び保持炉１４内の溶銅湯面に酸化防止剤２０を配置することで、酸素含有量が０．００１ｗｔ％以下（或いは酸素濃度が１０ｐｐｍ以下）となる無酸素銅線の荒引線材１８を得ることができる。

ここで、図４に示すように、アップキャスト装置１０により鋳造した無酸素銅線の荒引線材１８の表層における結晶組織は、線材表面から線材内部へ向かって伸びている柱状晶組織であるために、細長い結晶粒となる。そこで、本実施形態では、表層における線材長手方向の結晶粒長さの平均値を前記結晶粒サイズとした。

次に、前記無酸素銅線の荒引線材１８を伸線装置により加工度（減面率）３０〜４０％で伸線加工した後、図３に示すように、伸線加工した線材に皮剥ダイス２１（皮剥装置）を用いて皮剥ぎ加工を施した。

皮剥ぎ加工の際に用いる皮剥ダイス２１は、線材が通過するダイス孔２２が形成されたダイス本体２３と、ダイス孔２２の線材入口側に配設された切れ刃２４とから構成されている。ダイス孔２２は、線材の進行方向に向かい拡径するテーパー状に形成されている。皮剥ぎダイス２１は、切れ刃２４のすくい角θを２０〜３５°とするのが好ましい。すくい角θとは、線材長手方向と直交する方向に対する切れ刃２４の刃面２４ａの角度である。

次に、皮剥ぎ加工した線材を所定の線径（本実施形態では、線径φ２．６ｍｍ）まで伸線装置により伸線加工した後、伸線加工した線材を焼鈍し、その後、焼鈍した線材を丸線或いは平角線に加工することにより、マグネットワイヤ用銅線２５（マグネットワイヤ２６の導体）（図１参照）を得る。

最後に、図１に示すように、マグネットワイヤ用銅線２５（導体）上に樹脂被覆層２７、２８を被覆し焼き付けてマグネットワイヤ２６を製造した。

図１に示すように、本実施形態では、樹脂被覆層は、下層２７と上層２８の２層構造からなるものである。例えば、樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなる。

高密着性ポリイミドとしては、ＰＩ樹脂の絶縁塗料に、密着性向上剤と呼ばれる添加剤が添加、混合されたものを使用することができる。密着性向上剤としては、導体（マグネットワイヤ用銅線２５）と内層（下層２７）との密着強度を向上させる作用を奏するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ブチル化メラミン樹脂等のメラミン樹脂類、トリアルキルアミン等のアミン類、メルカプトベンズイミダゾール等のメルカプタン類、ポリカルボジイミド樹脂類、等が挙げられる。また、二種類以上の密着性向上剤を併用して添加するようにしても良い。

また、図示はしないが、樹脂被覆層は、３層構造からなるものであっても良い。例えば、樹脂被覆層は、高密着性ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドの３層構造からなる。

高密着性ポリアミドイミドとしては、ポリアミドイミド樹脂に、チアジアゾール、チアゾール、メルカプトベンズイミダゾール、チオフェノール、チオフォン、チオール、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ブチル化メラミン、ヘテロ環状メルカプタン等の樹脂からなる密着性向上剤のいずれかが混合された混合樹脂を使用することができる。

本実施形態によれば、皮剥ぎ加工の際、皮剥ぎダイス２１の切れ刃２４のすくい角θを２０〜３５°とすることで、前記無酸素銅線の荒引線材１８をマグネットワイヤ２６の導体（マグネットワイヤ用銅線２５）に加工（丸線、平角線）し、樹脂（樹脂被覆層２７、２８）を被覆し焼き付けてマグネットワイヤ２６としたときに、樹脂被覆層２７、２８の膨れ等の欠陥を抑制することができる。

皮剥ぎ加工の際、皮剥ぎダイス２１の切れ刃２４のすくい角θを２０°より小さくすると、切削時に受ける抵抗力が大きくなり（せん断に要する力が大きくなり）、皮剥ぎ加工時に断線が発生する問題や、皮剥ぎダイス２１の切れ刃２４の刃先に割れが生じる等の問題がある。一方、皮剥ぎダイス２１の切れ刃２４のすくい角θを３５°より大きくすると、皮剥ぎダイス２１の切れ刃２４の刃先が荒引線材１８にくい込み、皮剥ぎ加工が不能となり、荒引線材１８が断線する結果となる。

また、本実施形態によれば、無酸素銅線の荒引線材１８を表層における線材長手方向の結晶粒長さが３００μｍ以下の微細構造とすることで、皮剥ぎ性の良好なマグネットワイヤ用銅線２５を得ることが可能となる。

前記無酸素銅線の荒引線材１８を皮剥ぎ加工する際、表層における線材長手方向の結晶粒長さ（結晶粒サイズ）が小さい程、切削の起点となる結晶粒界が多数存在し、連続的なせん断変形が容易となり、皮剥ぎ等の切削性が良好となる。よって、マグネットワイヤ用銅線２５の表面に新たな欠陥を発生させることなく、且つ、線径φ８ｍｍの荒引線材１８に元から存在するワレ等の微小欠陥を除去できる。

逆に、線材表層における線材長手方向の結晶粒長さ（結晶粒サイズ）が大きいと、切削の起点となる結晶粒界が少ないため、切削時の抵抗の変動が大きく、連続的なせん断変形が困難となり、皮剥ぎ性は悪くなる。その結果、マグネットワイヤ用銅線２５の表面に新たな欠陥を生じてしまうとともに、線径φ８ｍｍの荒引線材１８に元から存在するワレ等の微小欠陥を除去できず、マグネットワイヤ２６としたときの膨れの発生率が多くなる。

以下に実施例１〜１１と比較例１〜１６を表１と共に説明する。

（実施例１）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度５．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例２）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度５．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例３）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度５．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例４）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度５．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例５）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２５０μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例６）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２５０μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例７）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２５０μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例８）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２５０μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例９）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ３００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例１０）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ３００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（実施例１１）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ３００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例１）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度５．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を４５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例２）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ２５０μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を４５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例３）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ３００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を１５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例４）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度４．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ３００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を４５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例５）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度３．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ４００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を１５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例６）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度３．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ４００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例７）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度３．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ４００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例８）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度３．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ４００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例９）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度３．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ４００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例１０）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度３．０ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ４００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を４５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例１１）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ５００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を１５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例１２）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ５００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

（比較例１３）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ５００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を２５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例１４）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ５００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３０°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例１５）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ５００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を３５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。皮剥ぎ加工後、線径φ２．６ｍｍまで伸線した線材を焼鈍した。その後、焼鈍した線材に平角加工を施し、続いて線材を焼鈍し、最後に線材上に樹脂被覆層を被覆し焼き付けてマグネットワイヤを製造した。樹脂被覆層は、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなるものとした。

（比較例１６）
アップキャスト法により、１１５０℃の溶湯から速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造線材を上方に連続的に引き上げて、線径φ８ｍｍ、表層の結晶粒サイズ５００μｍの無酸素銅線の荒引線材を製造した。この荒引線材を加工度３０％で伸線加工した後、伸線加工した線材に皮剥ぎ厚さ０．１５ｍｍで皮剥ぎ加工を施した。皮剥ぎ加工には皮剥ぎダイスを使用し、ダイスの切れ刃のすくい角を４５°とした。また、皮剥ぎ速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。

実施例１〜１１、比較例１〜１６において、無酸素銅線の荒引線材の表層における線材長手方向の結晶粒長さ（表層の結晶粒サイズ）の制御は、引上装置の速度（線材の引上速度）を変えることで行った。詳しくは、線材の引上速度を速くすることで、表層の結晶粒サイズが小さい無酸素銅線の荒引線材が得られ、線材の引上速度を遅くすることで、表層の結晶粒サイズが大きい無酸素銅線の荒引線材が得られる。

また、保持炉は電気炉であるため、保持炉内の溶湯の温度は常に一定になるように制御した。温度の計測は保持炉内に熱電対を挿入し計測した。

また、実施例１〜１１、比較例７〜９、１３〜１５においては、ポリイミド（トレニース（登録商標）＃３０００、東レ株式会社製）塗料の樹脂分１００重量部に対して密着性向上剤（ブチル化メラミン樹脂）を１重量部添加した高密着性ポリイミドを使用した。

表１に実施例１〜１１、比較例１〜１６の無酸素銅線の表層の結晶粒サイズ、皮剥ぎダイスの切れ刃のすくい角、皮剥ぎ加工時の断線の有無、マグネットワイヤにした時の膨れの発生率、及び総合評価を示す。総合評価は、前記のマグネットワイヤにした時の膨れの発生率が０．３０個／ｋｍ以下のものを◎、０．３０個／ｋｍを超えるものを×とした。また、皮剥ぎ加工時に断線が起こったものは総合評価を×とした。

表１に示すように、実施例１〜１１において、アップキャスト法で製造された線径φ８ｍｍの荒引線材に皮剥ぎ加工を施したところ、皮剥ぎ性は良好であり、線材表面に新たな欠陥を発生させることなく、且つ荒引線材の表層に元から存在するワレ等の微小欠陥を除去することにより、マグネットワイヤにした時の膨れの発生率は低く良好な結果であった。

比較例１〜６、１０〜１２、１６において、アップキャスト法で製造された線径φ８ｍｍの荒引線材に皮剥ぎ加工を施したところ、皮剥ぎダイスの切れ刃のすくい角が４５°である場合（比較例１、２、４、１０、１６）、皮剥ぎダイスの切れ刃の刃先が線材にくい込み、皮剥ぎ加工が不能となり、線材が断線する結果となった。また、皮剥ぎダイスの切れ刃のすくい角が１５°、２０°である場合（比較例３、５、６、１１、１２）、皮剥ぎ加工の際の切削の抵抗力が大きくなることが原因で、線材が断線する結果となった。

比較例７〜９、１３〜１５において、表層の結晶粒サイズが大きく（表層における線材長手方向の結晶粒長さが長く）、切削の起点となる結晶粒界が少ないため、切削時の抵抗の変動が大きく、連続的なせん断変形が困難となり、皮剥ぎ性は悪くなる。その結果、線材表面に新たな欠陥が生じてしまうとともに、荒引線材に元から存在するワレ等の微小欠陥を除去できず、マグネットワイヤにした時の膨れの発生率が高い結果となった。

なお、本実施例においては、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造の絶縁被覆を有するエナメル線（マグネットワイヤ）を用いて評価を行ったが、高密着性ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドの３層構造の絶縁被覆を有するエナメル線（マグネットワイヤ）を用いた場合にも同様に良好な結果が得られた。

また、本実施例において、表層の結晶粒サイズが「２００μｍ」よりも小さい無酸素銅線の評価を実施していないのは、現状のアップキャスト装置では、表層の結晶粒サイズが「２００μｍ」よりも小さい荒引線材（鋳造線材）を製造することが困難であるためである。

以上の結果から、皮剥ぎ性の良好なマグネットワイヤ用銅線を得るためには、表層における線材長手方向の結晶粒長さが３００μｍ以下（２００〜３００μｍ）の微細構造の荒引線材（鋳造線材）とし、樹脂被覆後の焼付工程で樹脂被覆層に生じ得る膨れ等の欠陥を抑制するためには、荒引線材（鋳造線材）を、切れ刃のすくい角が２０〜３５°の皮剥ぎダイスを用いて皮剥ぎ加工する必要があることがわかった。

図１は、本発明の一実施形態に係るマグネットワイヤの断面図である。 図２は、アップキャスト装置の概略図である。 図３は、皮剥ぎダイスの切れ刃のすくい角を示す説明図である。 図４は、無酸素銅線の荒引線材（鋳造線材）の線材長手方向の断面組織を示す模式図である。

符号の説明

１２ 銅溶湯
１８ 無酸素銅線の荒引線材（鋳造線材）
２１ 皮剥ぎダイス（ダイス）
２４ 切れ刃
２５ マグネットワイヤ用銅線（マグネットワイヤの導体）
２６ マグネットワイヤ
２７ 樹脂被覆層（下層）
２８ 樹脂被覆層（上層）

Claims (7)

1. 銅溶湯を連続的に引き上げて鋳造線材を形成し、該鋳造線材をダイスを用いて皮剥ぎ加工してマグネットワイヤ用銅線を得るマグネットワイヤ用銅線の製造方法であって、前記ダイスの切れ刃のすくい角を２０〜３５°とすることを特徴とするマグネットワイヤ用銅線の製造方法。
2. １１００〜１２００℃の銅溶湯を速度４〜５ｍ／ｍｉｎで連続的に引き上げて前記鋳造線材を形成することを特徴とする請求項１に記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法。
3. 前記鋳造線材の表層における線材長手方向の結晶粒長さが３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法。
4. 前記鋳造線材の酸素含有量が０．００１ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法。
5. 請求項１〜４いずれかに記載のマグネットワイヤ用銅線の製造方法を用いて製造したことを特徴とするマグネットワイヤ用銅線。
6. 請求項５に記載のマグネットワイヤ用銅線の上に、高密着性ポリイミド、ポリアミドイミドの２層構造からなる樹脂被覆層を被覆してなることを特徴とするマグネットワイヤ。
7. 請求項５に記載のマグネットワイヤ用銅線の上に、高密着性ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドの３層構造からなる樹脂被覆層を被覆してなることを特徴とするマグネットワイヤ。

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