JP2020155421A - 絶縁電線 - Google Patents

Abstract

【課題】平角導線への樹脂絶縁層の密着性が優れると共に、樹脂絶縁層の厚さの均一性が高く、且つ耐外傷性が優れる絶縁電線を提供する。【解決手段】絶縁電線１０は、扁平な断面形状を有する平角導線１１と、その外周面を被覆するポリアミドイミド樹脂で形成された厚さが１．５μｍ以上５μｍ以下の樹脂絶縁層１２とを備える。絶縁電線１０をＪＩＳＣ３２１６−３：２０１１に基づいて急激伸張試験した後の側面視での破断点から長さ４ｍｍの所定幅の部分における平角導線１１の露出率が７％以下である。微小硬度計により求められる樹脂絶縁層１２のヤング率が９．０×１０３Ｎ／ｍｍ２以上である。樹脂絶縁層１２の厚さにおいて、長辺中央対応部分１２ａ、長辺端対応部分１２ｂ、角対応部分１２ｃ、及び短辺対応部分１２ｄの部分間の厚さの差が３μｍ以下である。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、絶縁電線に関する。

導線を樹脂絶縁層で被覆して絶縁電線を製造することは公知である。特許文献１〜３には、導線を、樹脂を溶剤に溶解させた塗料に浸漬して引き上げた後、導線に塗料を焼き付けて樹脂絶縁層を形成する絶縁電線の製造方法が開示されている。また、特許文献１及び２には、樹脂絶縁層をポリアミドイミド樹脂で形成することが開示されている。

特開平５−２４２７３８号公報 特開昭５９−３５３１９号公報 特開２０００−１６９９１８号公報

本発明の課題は、平角導線への樹脂絶縁層の密着性が優れると共に、樹脂絶縁層の厚さの均一性が高く、且つ耐外傷性が優れる絶縁電線を提供することである。

本発明の絶縁電線は、扁平な断面形状を有する平角導線と、前記平角導線の外周面を被覆するポリアミドイミド樹脂で形成された厚さが１．５μｍ以上５μｍ以下の樹脂絶縁層とを備えるものであって、前記絶縁電線をＪＩＳＣ３２１６−３：２０１１に基づいて急激伸張試験した後の側面視での破断点から長さ４ｍｍの所定幅の部分における前記平角導線の露出率が７％以下であり、且つ微小硬度計により求められる前記樹脂絶縁層のヤング率が９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上であり、前記樹脂絶縁層の厚さにおいて、長辺中央対応部分、長辺端対応部分、角対応部分、及び短辺対応部分の部分間の厚さの差が３μｍ以下である。

本発明によれば、平角導線への樹脂絶縁層の優れた密着性と共に、樹脂絶縁層の厚さの均一性が高く、且つ優れた耐外傷性を得ることができる。

実施形態に係る絶縁電線の斜視図である。 実施形態に係る他の絶縁電線の斜視図である。 絶縁電線の製造方法の工程順を示す図である。 コイル絶縁破壊電圧値の測定方法を示す説明図である。 樹脂絶縁層の熱機械分析（ＴＭＡ）における温度とプローブの変位量との関係を示すグラフである。 平角導線の露出率の測定方法を説明するための写真である。 電着塗料組成物の固形分濃度と樹脂絶縁層の各部分の厚さとの関係を示すグラフである（元電着塗料組成物の固形分濃度６質量％）。 電着塗料組成物の固形分濃度と樹脂絶縁層の各部分の厚さとの関係を示すグラフである（元電着塗料組成物の固形分濃度１０質量％）。 電着塗料組成物の固形分濃度と絶縁破壊電圧との関係を示すグラフである。 電着塗料組成物の非プロトン性極性溶媒の含有量と被膜凹み及びピンホールの数との関係を示すグラフである。 電着塗料組成物の塩基性中和剤の含有量と被膜凹み及びピンホールの数との関係を示すグラフである（線速３０ｍ／ｍｉｎ）。 電着塗料組成物の塩基性中和剤の含有量と被膜凹み及びピンホールの数との関係を示すグラフである（線速２５ｍ／ｍｉｎ）。 電着塗料組成物の塩基性中和剤の含有量と被膜凹み及びピンホールの数との関係を示すグラフである（線速３５ｍ／ｍｉｎ）。

以下、実施形態について詳細に説明する。

図１Ａ及び１Ｂは実施形態に係る絶縁電線１０を示す。実施形態に係る絶縁電線１０は、図１Ａに示すように上下面及び両側面が平坦面に形成された断面形状が扁平な矩形のものであっても、また、図１Ｂに示すように上下面が平坦面に形成され且つ両側面が外側に膨出した曲面に形成された断面形状が扁平なものであっても、どちらでもよい。これらの実施形態に係る絶縁電線１０は、例えば、電気・電子機器分野における電子基板上に実装されるコイル、ノイズフィルタ、インダクタ、リアクトル等に用いられるものである。

実施形態に係る絶縁電線１０は、扁平な断面形状を有する平角導線１１と、その外周面を被覆する樹脂絶縁層１２とを備えている。

平角導線１１は、例えば純度４Ｎ以上の高純度銅で形成されている。平角導線１１の厚さは例えば０．０２〜１ｍｍ、及び幅は例えば０．２〜４．０ｍｍである。

樹脂絶縁層１２は、ポリアミドイミド樹脂で形成されている。樹脂絶縁層１２は、単一処理層で構成されていることが好ましい。樹脂絶縁層１２の厚さは、好ましくは１．５μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。樹脂絶縁層１２の厚さにおいて、通常、長辺中央対応部分１２ａ及び長辺端対応部分１２ｂが相対的に厚く、次いで角対応部分１２ｃ、短辺対応部分１２ｄが相対的に薄く形成されるが、それらの部分間の厚さの差が小さく、樹脂絶縁層１２の厚さの均一性が高いことが好ましい。それらの部分間の厚さの差は、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。

樹脂絶縁層１２のヤング率は９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上であり、優れた耐外傷性を得る観点から、好ましくは１．０×１０^４Ｎ／ｍｍ^２以上である。樹脂絶縁層１２のヤング率は、微小硬度計により求められる。具体的には、押し込み荷重を制御しながら錐形状（例えば三角錐形状或いは円錐形状）の圧子で樹脂絶縁層１２を押し込み、そのときの押し込み荷重に対する押し込み深さの関数をプロットし、それに基づいてヤング率を算出する。なお、錐状の拡がり角度は例えば１００°及び１１５°である。

樹脂絶縁層１２における被膜凹みの数は少ないことが好ましく、１．５ｍ当たり好ましくは５個以下、より好ましくは１個以下、最も好ましくは０個である。樹脂絶縁層１２におけるピンホールの数も少ないことが好ましく、５ｍ当たり好ましくは１０個以下、より好ましくは５個以下、最も好ましくは０個である。

実施形態に係る絶縁電線１０をＪＩＳ Ｃ３２１６−３：２０１１「巻線試験方法−第３部：機械的特性」に基づいて急激伸張試験した後の側面視での破断点から長さ４ｍｍの所定幅（絶縁電線１０の外径にもよるが例えば中央の１ｍｍ）の部分における平角導線１１の露出率は７％以下であり、平角導線１１への樹脂絶縁層１２の優れた密着性を得る観点から、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、最も好ましくは０％である。「急激伸張試験」については、ＪＩＳＣ３２１６−３：２０１１の「５ 可とう性及び密着性」の「５．３ 急激伸長試験」に規定されている。また、露出率は、破断した絶縁電線１０の先端部分のマイクロスコープによる側面画像の画像処理により求められる。具体的には、側面画像を白色領域と着色領域との単純二値化し、そのうちの白色領域の面積割合を平角導線１１の露出率とする。なお、単純二値化の際の閾値は、側面画像を確認して平角導線１１が白色となるように設定する。また、側面画像において平角導線１１と樹脂絶縁層１２との色調分離が困難な場合には、側面画像における平角導線１１の露出領域を白色に着色してもよい。

実施形態に係る絶縁電線１０の絶縁破壊電圧は、好ましくは０．３Ｖ以上、より好ましくは０．５Ｖ以上である。この絶縁破壊電圧は、後述の実施例の試験評価２に記載した方法で測定される。

実施形態に係る絶縁電線１０の樹脂絶縁層１２にへら状或いは針状プローブを２５ｍＮの力で押し当てて１０℃／ｍｉｎの速度で昇温させる熱機械分析（ＴＭＡ）において、温度とプローブの変位量との関係における変位量の拡大開始点での温度を軟化開始温度とすると、軟化開始温度は、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは２６０℃以上であり、また、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下である。なお、軟化開始温度は、温度とプローブの変位量との関係を示すグラフに基づいて、低温度領域における略水平直線と変位量が拡大する温度領域における変位量拡大直線との交点として求めることができる。また、軟化開始温度は、温度とプローブの変位量との関係の曲線を微分して求めても求めることができる。

以上の構成の実施形態に係る絶縁電線１０によれば、急激伸張試験した後の平角導線１１の露出率が７％以下であり、且つ樹脂絶縁層１２のヤング率が９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上であるので、平角導線１１への樹脂絶縁層１２の優れた密着性と共に、優れた耐外傷性を得ることができる。

次に、実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法について説明する。

実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法は、図２に示すように、伸線加工工程、冷間加工工程、焼鈍工程、油分除去工程、及び電着塗装工程を含む。なお、これらの工程は、それぞれの工程をバッチ式で行ってもよく、また、全ての工程を連続式で行ってもよく、更には、例えば伸線加工工程及び冷間加工工程を連続式で行った後、焼鈍工程のみをバッチ式で行い、それ以降の油分除去工程及び電着塗装工程を連続式で行う場合のようにバッチ式と連続式とを組み合わせて行ってもよい。

＜伸線加工工程＞
伸線加工工程では、母線としての荒引線を細径化して横断面が円形の丸線に伸線加工する。伸線加工としては、一般的には、荒引線を伸線ダイスに通す加工が挙げられる。荒引線の外径は例えば８．０ｍｍであり、伸線後の丸線の外径は例えば０．０５〜０．２ｍｍである。なお、伸線加工は通常は多段階で行い、例えば、まず外径が８．０ｍｍの荒引き線を外径が２．６〜３．２ｍｍとなるように伸線し、次いで０．６〜０．８ｍｍとなるように伸線し、更に０．０５〜０．２ｍｍとなるように伸線する。

＜冷間加工工程＞
冷間加工工程では、伸線工程で伸線した丸線を、外周面に平行な一対の平坦面を含む平角導線１１に冷間加工する。冷間加工としては、例えば、丸線を圧延機のローラー間に通す圧延加工、丸線をダイスに通す加工等が挙げられる。図１Ａに示すような上下面及び両側面が平坦面に形成された断面形状が扁平な矩形の絶縁電線１０を製造する場合、丸線を厚さ方向及び幅方向のそれぞれで圧延加工することにより同様の断面形状の平角導線１１を得ることができる。また、図１Ｂに示すような上下面が平坦面に形成され且つ両側面が外側に膨出した曲面に形成された断面形状が扁平の絶縁電線１０を製造する場合、丸線を厚さ方向で圧延加工することにより同様の断面形状の平角導線１１を得ることができる。

＜焼鈍工程＞
焼鈍工程では、熱処理により、平角導線１１を形成する金属の結晶粒度や０．２％耐力等の物性調整を行う。この焼鈍工程での熱処理は、長さ方向の特性を均一化させる観点からはバッチ式で行うことが好ましく、その場合、冷間加工工程後の平角導線１１を巻回したボビンを熱処理炉に投入後、所定の昇温速度で炉内の温度を所定の保持温度まで高め、その保持温度で所定の保持時間を保持した後、所定の降温速度で炉内の温度を低下させることが好ましい。ここで、昇温速度は例えば２０〜２０００℃／ｈである。保持温度（焼鈍温度）は例えば１５０〜１０００℃である。保持時間（焼鈍時間）は例えば１秒間〜１００時間である。降温速度は例えば１０〜２０００℃／ｈである。また、熱処理を連続式で行う場合、熱処理条件は、例えば焼鈍温度５００〜９００℃及び焼鈍時間１〜６０秒である。熱処理は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。なお、細径である場合、この焼鈍工程による熱処理は必ずしも必要でない。

＜油分除去工程＞
油分除去工程では、平角導線１１の外周面に付着した油分を洗浄除去する。この油分除去工程での洗浄は、例えば、平角導線１１を洗浄液に浸漬して引き上げた後、窒素ガス等の不活性ガスを吹き付けて平角導線１１の外周面に付着した洗浄液を飛散させることにより行うことができる。ここで、洗浄液としては、例えば、水（温水）、有機溶剤等が挙げられる。洗浄液を水とする場合、水温は例えば１０〜６０℃である。洗浄液には洗剤を含めてもよい。

＜電着塗装工程＞
電着塗装工程では、電着塗料組成物を用いて電着塗装することにより平角導線１１の外周面を樹脂絶縁層１２で被覆する。具体的には、平角導線１１を電着塗料組成物に連続して通すと共に平角導線１１を一方の電極として電着塗料組成物に電圧を印加することにより平角導線１１の外周面に電着塗料組成物を付着させ、そして、それを焼付炉に通して平角導線１１の外周面に付着した電着塗料組成物を焼き付けることにより樹脂絶縁層１２を形成する。

ここで、電着塗装に用いる電着塗料組成物は、ポリアミドイミド樹脂と、非プロトン性極性溶媒と、塩基性中和剤と、着色剤と、水とを含み、ポリアミドイミド樹脂の粒子が水に分散したＯ／Ｗ型分散液である。電着塗料組成物は、アニオン型のものであっても、また、カチオン型のものであっても、どちらでもよい。

ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は例えば５０００〜７５０００である。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）により標準ポリスチレンの検量線を用いて測定される。

ポリアミドイミド樹脂の酸価は例えば１０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリアミドイミド樹脂の酸価は、ＪＩＳＫ５６０１−２−１：１９９９「塗料成分試験方法−第２部：溶剤可溶物中の成分分析−第１節：酸価（滴定法）」に基づいて測定される。

「非プロトン性極性溶媒」とは、アルコールを除く極性有機溶媒である。非プロトン性極性溶媒は、極性を有することから、水に対する親和性が高く、水と混合した際に相分離することなく相溶して均一な単一相となる。電着塗料組成物に含まれる非プロトン性極性溶媒は、ポリアミドイミド樹脂に対しての良溶媒であることが必要である。「ポリアミドイミド樹脂に対する良溶媒」とは、ポリアミドイミド樹脂に対する溶解性が高い溶媒、具体的には、２５℃における溶媒１ｋｇに対するポリアミドイミド樹脂の溶解量が１００ｇ以上である溶媒をいう。かかる非プロトン性極性溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下「ＮＭＰ」という。）、ジメチルホルムアミド（以下「ＤＭＦ」という。）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（以下「ＤＭＩ」という。）、ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、シクロヘキサノンのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。非プロトン性極性溶媒は、ＮＭＰ、又は、ＮＭＰに加えてＤＭＦを含むことがより好ましい。

電着塗料組成物における非プロトン性極性溶媒の含有量は１０〜２０質量％であり、樹脂絶縁層１２におけるピンホールの形成を抑制する観点から、好ましくは１０質量％以上であり、また、樹脂絶縁層１２における被膜凹みの形成を抑制する観点から、好ましくは２０質量％以下である。非プロトン性極性溶媒の含有量の水の含有量に対する比（非プロトン性極性溶媒の含有量／水の含有量）は、ゲル化の発生を抑制する観点から、好ましくは５０／５０以下であり、また、電着塗装速度を高める観点から、好ましくは６０／４０以下、より好ましくは３０／７０以下である。電着塗料組成物の非プロトン性極性溶媒がＮＭＰを含む場合、電着塗料組成物におけるＮＭＰの含有量は、好ましくは７質量％以上、より好ましくは１０質量％以上であり、また、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２３質量％以下である。電着塗料組成物の非プロトン性極性溶媒がＮＭＰに加えてＤＭＦを含む場合、電着塗料組成物におけるＤＭＦの含有量は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは３質量％以上であり、また、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である。ＮＭＰの含有量に対するＤＭＦの含有量の割合（（ＤＭＦ含有量／ＮＭＰ含有量）×１００）は、好ましくは５％以上、より好ましくは８％以上であり、また、好ましくは１００％以下、より好ましくは１２％以下である。

塩基性中和剤としては、例えば、２−アミノエタノール（以下「ＡＥ」という。）、２，２−イミノジエタノール、２−アミノ−２−メチルプロパノールなどのアミノアルコール系化合物；モルホリンなどのモルホリン系化合物；ピペラジン無水物、ピペラジン六水和物などのピペラジン系化合物；トリエチルアミン、トリプロピルアミンなどのアルキルアミン系化合物；ピペリジンなどのピペリジン系化合物等が挙げられる。塩基性中和剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。塩基性中和剤は、沈殿の発生による電着塗料組成物の固形分の損失を抑制する観点から、分子中にアミノ基及び水酸基を有する化合物を含むことが好ましく、アミノアルコール系化合物を含むことがより好ましく、２−アミノエタノールを含むことが更に好ましい。電着塗料組成物における塩基性中和剤の含有量は例えば０．１８〜０．２２質量％である。電着塗料組成物における固形分１ｇ当たりの塩基性中和剤のミリグラム数は例えば２６〜４０ｍｇである。塩基性中和剤による電着塗料組成物の中和率は例えば８０〜１２０％である。電着塗料組成物の中和率は電位差滴定で測定される。

着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７等が挙げられる。着色剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。着色剤は、均一に着色する観点から、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３を含むことが好ましい。電着塗料組成物におけるポリアミドイミド樹脂１００質量部に対する着色剤の含有量は例えば１〜７質量部である。

水は、例えば、イオン交換水や蒸留水である。電着塗料組成物における水の含有量は例えば５０〜９０質量％である。

電着塗料組成物は、その他にナフサなどの非プロトン性非極性溶媒やアルコールなどのプロトン性極性溶媒等を含んでいてもよい。

電着塗料組成物の固形分濃度は１〜５質量％であり、優れた電着塗装加工性を得る観点から、好ましくは２質量％以上であり、また、樹脂絶縁層１２の角対応部分１２ｃ及び短辺対応部分１２ｄの厚さを厚く形成する観点から、好ましくは４質量％以下である。電着塗料組成物は、高固形分濃度のものを希釈したものであってもよい。

電着塗料組成物の５０％径（Ｄ_５０：メジアン径）は例えば２０〜５０００ｎｍである。９０％径（Ｄ_９０）は例えば１００〜２００００ｎｍである。１０％径（Ｄ_１０）は例えば１０〜２０００ｎｍである。これらの電着塗料組成物の粒子径は、例えば大塚電子社製のゼータ電位・粒径・分子量測定システム（ＥＬＳＺ−２０００ＺＳ）を用いた動的光散乱法により測定される。

電着塗料組成物の粘度は、Ｂ型粘度計により測定され、例えば１．０〜２．０ｍＰａ・ｓである。電着塗料組成物のｐＨは、ｐＨメーターにより測定され、例えば７〜９である。電着塗料組成物の液温は、例えば１０〜３０℃である。

電着塗料組成物は、例えば、ポリアミドイミド樹脂を含む油相成分と水相成分とをそれぞれ準備し、それらを混合した後に撹拌して転相乳化させることにより調製することができる。この撹拌には、汎用の乳化機、分散機、混合機、又は、攪拌機を用いることができる。具体的には、例えば、高剪断を与えることができるローター式又はステーター式ミキサー、コロイドミル、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー等が挙げられる。撹拌の際における撹拌翼の外周の周速は例えば１〜２５ｍ／ｓｅｃである。撹拌時間は例えば１〜３０分である。

平角導線１１を電着塗料組成物に通すときの線速は、優れた生産性を得る観点から、好ましくは２０ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは２５ｍ／ｍｉｎ以上であり、また、樹脂絶縁層１２における被膜凹み及びピンホールの形成を抑制すると共に樹脂絶縁層１２を十分な厚さに形成する観点から、好ましくは４０ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは３５ｍ／ｍｉｎ以下である。

電着塗装工程では、電着塗料組成物を入れた槽を隔室に収容し、低真空雰囲気（１００Ｐａ以上）或いは窒素ガス雰囲気で平角導線１１の電着塗料組成物への浸漬を行ってもよい。電着塗料組成物への電圧印加は、定電流法で行っても、また、定電圧法で行っても、どちらでもよい。その印加電圧は、例えば１０〜１００Ｖである。

電着塗料組成物から出た後に焼付炉に入るまでの間に平角導線１１の外周面に付着した電着塗料組成物は溶媒成分が飛散して濃縮されることとなるが、平角導線１１の外周面に付着したその濃縮された電着塗料組成物の固形分濃度は、樹脂絶縁層１２における被膜凹み及びピンホールの形成を抑制する観点から、好ましくは８質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。この固形分濃度は、元の電着塗料組成物の固形分濃度や粘度によって調整することができる。

焼付処理温度、つまり、焼付炉の炉内温度は、例えば２００〜５００℃である。焼付処理時間は、例えば５〜１００秒である。焼付処理時間は、平角導線１１の線速の設定によって調節することができる。焼付処理は、単一の焼付処理温度により一段階で行っても、また、相互に異なる焼付処理温度の多段階で行っても、どちらでもよい。

以上のような実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法によれば、平角導線１１への樹脂絶縁層１２の密着性が優れると共に耐外傷性が優れる絶縁電線１０を得ることができる。例えば、樹脂を有機溶剤に溶解させた塗料を用いて樹脂絶縁層を形成する場合、１回の処理で形成される被膜が薄いことから複数回の処理を必要とし、そのため内側部分に過剰な熱が加えられて導体との密着性が低くなるが、実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法では、ポリアミドイミド樹脂と非プロトン性極性溶媒と水とを含むと共に固形分濃度が２〜４質量％であり、且つ非プロトン性極性溶媒の含有量が１０〜２０質量％である電着塗料組成物を用いて電着塗装を行い、１回の処理で厚肉の被膜が形成されるので、平角導線１１への樹脂絶縁層１２の優れた密着性を得ることができる。加えて、電着塗料組成物が、ポリアミドイミド樹脂と非プロトン性極性溶媒と水とを含むと共に固形分濃度が２〜４質量％であり、且つ非プロトン性極性溶媒の含有量が１０〜１５質量％であるので、平角状の絶縁電線１０における樹脂絶縁層１２の角対応部分１２ｃ及び短辺対応部分１２ｄの厚さを厚く形成することができる。

なお、上記実施形態では、断面形状が扁平な矩形の絶縁電線１０を示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、厚さ方向及び幅方向の寸法が等しい断面形状が正方形のものであってもよく、また、断面形状が円形の丸線であってもよい。

［試験評価１］
（絶縁電線）
＜実施例１＞
数平均分子量１００００及び酸価３３ｍｇＫＯＨ／ｇのポリアミドイミド樹脂（５．８質量％）と、非プロトン性極性溶媒のＮＭＰ（３６．８質量％）及びＤＭＦ（３．４質量％）と、塩基性中和剤のＡＥ（０．１９質量％）と、着色剤のＣ．Ｉ．ソルベントブラック３（ポリアミドイミド樹脂１００質量部に対して０．５０質量部）と、水（５４質量％）とを含み、非プロトン性極性溶媒の含有量（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＦ含有量）が４０質量％であり、且つ（ＤＭＦ含有量／ＮＭＰ含有量）×１００＝９．２％である固形分濃度が５．８質量％のＯ／Ｗ型分散液の電着塗料組成物を調製した。

この電着塗料組成物を水で３倍に希釈して電着ワニスとし、この電着ワニスに厚さ０．０５ｍｍ及び幅０．３ｍｍの高純度銅の平角導線を線速３０ｍ／ｍｉｎで連続的に通して１００ｍＡの電流を流し、また、電着ワニスから引き上げた平角導線を、絶縁層焼き付け用の一次焼付炉の上段ゾーン（２１０℃）、中段ゾーン（２４５℃）、下段ゾーン（２９０℃）、並びに融着層焼き付け用の二次焼付炉の上段ゾーン（２８０℃）、中段ゾーン（３００℃）、下段ゾーン（３２０℃）に順に通して電着塗装することにより平角導線の外周面を樹脂絶縁層で被覆して絶縁電線を作製した。得られた絶縁電線を実施例１とした。

＜実施例２＞
実施例１の絶縁電線に３００℃で５分間の追加加熱を施したものを実施例２とした。

＜比較例１＞
ポリアミドイミド樹脂の代わりにポリイミド樹脂を含む電着塗料組成物を用いたことを除いて実施例１と同様に絶縁電線を作製した。この絶縁電線を比較例１とした。

＜比較例２＞
ポリアミドイミド樹脂を溶剤に溶解させた塗料に平角導線を線速３０ｍ／ｍｉｎで連続的に通して焼き付けることにより平角導線の外周面を樹脂絶縁層で被覆して絶縁電線を作製した。得られた絶縁電線を比較例２とした。

＜比較例３＞
実施例１の絶縁電線に３００℃で１０分間の追加加熱を施したものを比較例３とした。

（試験評価方法）
＜平角導線の露出率＞
実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｃ３２１６−３：２０１１に基づいて急激伸張試験した後の側面視での図３に示すように破断点から長さ４ｍｍ及び中央の幅０．３ｍｍの部分における平角導線の露出率を画像処理により求めた。

＜樹脂絶縁層のヤング率＞
実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれについて、微小硬度計（島津製作所社製 型番：ＤＵＨ−２１１）により樹脂絶縁層のヤング率を求めた。なお、圧子には、拡がり角度が１１５°の三角錐形状のものを用いた。

＜樹脂絶縁層の軟化開始温度＞
実施例１及び比較例１のそれぞれについて、熱機械的分析装置（日立ハイテクサイエンス社製 ＴＭＡ７１００）を用い、絶縁電線の樹脂絶縁層にへら状プローブを２５ｍＮの力で押し当てて１０℃／ｍｉｎの速度で昇温させる熱機械分析（ＴＭＡ）を行った。そして、温度とプローブの変位量との関係における変位量の拡大開始点での温度を軟化開始温度としてグラフから求めた。

（試験評価結果）
表１は試験結果を示す。

以上の結果によれば、導線の露出率が７％以下であり、且つ樹脂絶縁層のヤング率が９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上である実施例１及び２では、平角導線への樹脂絶縁層の優れた密着性と共に、優れた耐外傷性を期待することができる。一方、導線の露出率が７％以下である比較例１では、平角導線への樹脂絶縁層の優れた密着性を期待できるものの、ヤング率が９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２よりも低いので、優れた耐外傷性を期待することができない。また、樹脂絶縁層のヤング率が９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上である比較例２及び３では、優れた耐外傷性を期待することはできるものの、導線の露出率が７％よりも大きいので、平角導線への樹脂絶縁層の高い密着性は期待することができない。

図４は、温度とプローブの変位量との関係を示す。

このグラフより、実施例１の樹脂絶縁層のポリアミドイミド樹脂の軟化開始温度は２７０℃と高いのに対し、比較例１の樹脂絶縁層のポリイミド樹脂の軟化開始温度は２３０℃とそれよりも低いことが分かる。

［試験評価２］
数平均分子量１００００及び酸価３３ｍｇＫＯＨ／ｇのポリアミドイミド樹脂（５．８質量％）と、非プロトン性極性溶媒のＮＭＰ（７．８質量％）、ＤＭＦ（３．４質量％）、及びＤＭＩ（２９．０質量％）と、塩基性中和剤のＡＥ（０．１９質量％）と、着色剤のＣ．Ｉ．ソルベントブラック３（ポリアミドイミド樹脂１００質量部に対して０．５０質量部）と、水（５４質量％）とを含み、非プロトン性極性溶剤の含有量（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＦ含有量＋ＤＭＩ含有量）が４０質量％で、且つ（ＤＭＦ含有量／（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＩ含有量））×１００＝９．２％である固形分濃度が５．８質量％のＯ／Ｗ型分散液の電着塗料組成物を調整した。この電着塗料組成物を水で３倍に希釈して電着ワニスとし、実施例１と同様にして絶縁電線を作製した。

非プロトン性極性溶媒としてＤＭＩを用いた場合でも実施例１と同等の絶縁電線が得られることを確認した。

［試験評価３］
（絶縁電線）
ポリアミドイミド樹脂と、非プロトン性極性溶媒のＮＭＰ及びＤＭＦと、塩基性中和剤のＡＥと、着色剤のＣ．Ｉ．ソルベントブラック３と、水とを含み、（ＤＭＦ含有量／ＮＭＰ含有量）×１００＝９．２％である固形分濃度が６．０質量％及び１０質量％のＯ／Ｗ型分散液の電着塗料組成物をそれぞれ調製した。

固形分濃度が６．０質量％の電着塗料組成物について、水で希釈して固形分濃度を１．０質量％、１．５質量％、２．０質量％、２．５質量％、３．０質量％、４．０質量％、及び５．０質量％とした７個の電着塗料組成物と、未希釈の固形分濃度が６質量％の電着塗料組成物とを準備した。なお、固形分濃度が２．０〜４．０質量％の電着塗料組成物における非プロトン性極性溶媒の含有量（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＦ含有量）はいずれも１０〜１５質量％であった。

各電着塗料組成物に厚さ０．０５ｍｍ及び幅０．３ｍｍの高純度銅の平角導線を線速３０ｍ／ｍｉｎで連続的に通して電着塗装することにより平角導線の外周面を樹脂絶縁層で被覆して絶縁電線を作製した。なお、樹脂絶縁層の厚さが約４μｍとなるように印加電圧を調整した。

また、固形分濃度が１０質量％の電着塗料組成物について、水で希釈して固形分濃度を１．０質量％、１．５質量％、２．０質量％、２．５質量％、３．０質量％、４．０質量％、５．０質量％、及び６．０質量％とした８個の電着塗料組成物を準備し、それらを用いて同様に絶縁電線を作製した。なお、固形分濃度が２．０〜４．０質量％の電着塗料組成物における非プロトン性極性溶媒の含有量（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＦ含有量）はいずれも１０〜２０質量％であった。

（試験評価方法）
得られた各絶縁電線について、以下の試験評価を行った。

＜樹脂絶縁層の厚さ＞
絶縁電線を切断してその断面観察から、樹脂絶縁層について、長辺中央対応部分、長辺端対応部分、短辺対応部分、及び角対応部分の厚さを測定した。

＜絶縁破壊電圧＞
図５に示すように、ホットプレート２１上に載置された導電体２２上にコイル状の絶縁電線１０を載せ、その上に絶縁板２３を介して質量１００ｇの錘２４を載せた。そして、絶縁導線１０の平角導線と導電体２２との間に電圧を印加し、電圧を徐々に上昇させて樹脂絶縁層が破壊するときの電圧である絶縁破壊電圧を測定した。なお、昇圧条件はＪＩＳ Ｃ３２１６−５：２０１１「巻線試験方法−第５部：電気的特性」における「ＪＡ．４．２ ｃ）金属はく法」に基づいた。

（試験評価結果）
図６Ａ及びＢは、電着塗料組成物の固形分濃度と樹脂絶縁層の各部分の厚さとの関係を示す。

これらの結果によれば、希釈前の固形分濃度が６質量％及び１０質量％のいずれの電着塗料組成物の場合についても、全体的な傾向として、樹脂絶縁層における長辺中央対応部分及び長辺端対応部分が相対的に厚く、次いで角対応部分、短辺対応部分が相対的に薄く形成されることが分かる。また、電着塗料組成物の固形分濃度が２〜４質量％であれば、それらの部分間の厚さの差が小さく、厚さの均一性が高い樹脂絶縁層を形成できることが分かる。なお、電着塗料組成物の固形分濃度が低くなると、短辺対応部分の厚さが著しく厚くなるが、これは、固形分濃度が低いために印加電圧を高める必要があることから、平角導線の短辺部分に電界集中するためであると考えられる。

図７は、電着塗料組成物の固形分濃度と絶縁破壊電圧との関係を示す。

この結果によれば、電着塗料組成物の固形分濃度が２〜４質量％であれば、絶縁破壊電圧が比較的高く、従って、樹脂絶縁層を十分な厚さに形成できることが分かる。

［試験評価４］
（絶縁電線）
ポリアミドイミド樹脂と、非プロトン性極性溶媒のＮＭＰ及びＤＭＦと、塩基性中和剤のＡＥと、着色剤のＣ．Ｉ．ソルベントブラック３と、水とを含み、非プロトン性極性溶媒の含有量（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＦ含有量）が１３質量％、１５質量％、１７．５質量％、及び２０質量％であり、且つ（ＤＭＦ含有量／ＮＭＰ含有量）×１００＝９．２％である固形分濃度が２．０質量％のＯ／Ｗ型分散液の電着塗料組成物をそれぞれ調製した。

各電着塗料組成物に厚さ０．０５ｍｍ及び幅０．３ｍｍの高純度銅の平角導線を線速３０ｍ／ｍｉｎで連続的に通して電着塗装することにより平角導線の外周面を樹脂絶縁層で被覆して絶縁電線を作製した。なお、樹脂絶縁層の厚さが約４μｍとなるように印加電圧を調整した。

（試験評価方法）
得られた各絶縁電線について、樹脂絶縁層を目視にて観察し、１．５ｍ当たりの被膜凹みの数及び５ｍ当たりのピンホールの数を数えた。

（試験評価結果）
図８は、電着塗料組成物の非プロトン性極性溶媒の含有量と被膜凹み及びピンホールの数との関係を示す。

この結果によれば、非プロトン性極性溶媒の含有量が少なくなることにより、被膜凹み及びピンホールの数、特にピンホールの数が減少することが分かる。

［試験評価５］
ポリアミドイミド樹脂と、非プロトン性極性溶媒のＮＭＰ及びＤＭＦと、塩基性中和剤のＡＥと、着色剤のＣ．Ｉ．ソルベントブラック３と、水とを含み、非プロトン性極性溶媒の含有量（ＮＭＰ含有量＋ＤＭＦ含有量）が１３質量％であり、（ＤＭＦ含有量／ＮＭＰ含有量）×１００＝９．２％であり、且つ塩基性中和剤の含有量（ＡＥ含有量）が０．１９質量％、０．２１質量％、０．２３質量％、及び０．２５質量％である固形分濃度が３．３質量％のＯ／Ｗ型分散液の電着塗料組成物をそれぞれ調製した。

各電着塗料組成物に厚さ０．０５ｍｍ及び幅０．３ｍｍの高純度銅の平角導線を線速３０ｍ／ｍｉｎで連続的に通して電着塗装することにより平角導線の外周面を樹脂絶縁層で被覆して絶縁電線を作製した。なお、樹脂絶縁層の厚さが約４μｍとなるように印加電圧を調整した。

また、線速を２５ｍ／ｍｉｎ及び３５ｍ／ｍｉｎとして同様に絶縁電線を作製した。

（試験評価方法）
得られた各絶縁電線について、樹脂絶縁層を目視にて観察し、１．５ｍ当たりの被膜凹みの数及び５ｍ当たりのピンホールの数を数えた。

（試験評価結果）
図９Ａ〜Ｃは、電着塗料組成物の塩基性中和剤の含有量と被膜凹み及びピンホールの数との関係を示す。

この結果によれば、塩基性中和剤の含有量が０．２１〜０．２３質量％であることにより、被膜凹み及びピンホールの数が減少することが分かる。

本発明は、絶縁電線について有用である。

１０ 絶縁電線
１１ 平角導線
１２ 樹脂絶縁層
１２ａ 長辺中央対応部分
１２ｂ 長辺端対応部分
１２ｃ 角対応部分
１２ｄ 短辺対応部分
２１ ホットプレート
２２ 導電体
２３ 絶縁板
２４ 錘

Claims (1)

1. 扁平な断面形状を有する平角導線と、前記平角導線の外周面を被覆するポリアミドイミド樹脂で形成された厚さが１．５μｍ以上５μｍ以下の樹脂絶縁層と、を備えた絶縁電線であって、
   前記絶縁電線をＪＩＳ Ｃ３２１６−３：２０１１に基づいて急激伸張試験した後の側面視での破断点から長さ４ｍｍの所定幅の部分における前記平角導線の露出率が７％以下であり、且つ微小硬度計により求められる前記樹脂絶縁層のヤング率が９．０×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
   前記樹脂絶縁層の厚さにおいて、長辺中央対応部分、長辺端対応部分、角対応部分、及び短辺対応部分の部分間の厚さの差が３μｍ以下である絶縁電線。