JP2024007497A - 樹脂被覆導体、コイルおよび樹脂被覆導体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
T≧100μm (1.1)
Tmax≦100μm (1.2)
1.5≦ε≦3.5 (2.1)
1.0≦εmax/εmin≦1.2 (2.2)
導体は、単線、集合線、撚線などであってよいが、単線であることが好ましい。導体の断面の形状は、円形状、楕円状、長方形状、真四角形状および多角形状のいずれかであってよい。
被覆物は、導体を被覆しており、導体と直接接触している。さらに、被覆物には、比較的低い温度および比較的低い電子線加速電圧で、表面に対して電子線が照射されており、これによって、被覆物の厚みの均一性を維持したまま、導体と隙間なく強く密着する被覆物を形成させることができ、しかも、傷がつきにくい被覆物が得られる。
CF2=CFO(CF2CFY1O)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf (1)
(式中、Y1はFまたはCF3を表し、Rfは炭素数1~5のパーフルオロアルキル基を表す。pは0~5の整数を表し、qは0~5の整数を表す。)で表される単量体、および、一般式(2):
CFX=CXOCF2OR1 (2)
(式中、Xは、同一または異なり、H、FまたはCF3を表し、R1は、直鎖または分岐した、H、Cl、BrおよびIからなる群より選択される少なくとも1種の原子を1~2個含んでいてもよい炭素数が1~6のフルオロアルキル基、若しくは、H、Cl、BrおよびIからなる群より選択される少なくとも1種の原子を1~2個含んでいてもよい炭素数が5または6の環状フルオロアルキル基を表す。)で表される単量体からなる群より選択される少なくとも1種を挙げることができる。
カーボネート基[-O-C(=O)-OR3(式中、R3は炭素原子数1~20のアルキル基またはエーテル結合性酸素原子を含む炭素原子数2~20のアルキル基である)]、
アシル基[-C(=O)-R3(式中、R3は炭素原子数1~20のアルキル基またはエーテル結合性酸素原子を含む炭素原子数2~20のアルキル基である)]
ハロホルミル基[-C(=O)X5、X5はハロゲン原子]、
ホルミル基[-C(=O)H]、
式:-R4-C(=O)-R5(式中、R4は、炭素原子数1~20の2価の有機基であり、R5は、炭素原子数1~20の1価の有機基である)で示される基、
式:-O-C(=O)-R6(式中、R6は、炭素原子数1~20のアルキル基またはエーテル結合性酸素原子を含む炭素原子数2~20のアルキル基である)で示される基、
カルボキシル基[-C(=O)OH]、
アルコキシカルボニル基[-C(=O)OR7(式中、R7は、炭素原子数1~20の1価の有機基である)]、
カルバモイル基[-C(=O)NR8R9(式中、R8およびR9は、同じであっても異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数1~20の1価の有機基である)]、
酸無水物結合[-C(=O)-O-C(=O)-]、
などをあげることができる。
-CR10=CR11R12
(式中、R10、R11およびR12は、同じであっても異なっていてもよく、水素原子、フッ素原子または炭素原子数1~20の1価の有機基である。)で表される官能基が挙げられ、-CF=CF2、-CH=CF2、-CF=CHF、-CF=CH2および-CH=CH2からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
N=I×K/t (A)
I:吸光度
K:補正係数
t:フィルムの厚さ(mm)
従って、たとえば、-COFの官能基数とは、-CF2COFに起因する吸収周波数1883cm-1の吸収ピークから求めた官能基数と、-CH2COFに起因する吸収周波数1840cm-1の吸収ピークから求めた官能基数との合計である。
本開示の樹脂被覆導体は、たとえば、
(1)押出機を用いて、樹脂を加熱して樹脂を溶融させ、溶融した状態の樹脂を導体上に押し出すことにより被覆物を形成し、得られた被覆物の表面に対して電子線を照射する製造方法、
(2)導体に、樹脂を含有する熱収縮チューブを被せ、熱収縮チューブを収縮させることにより、被覆物(収縮物)を形成し、得られた被覆物(収縮物)の表面に対して電子線を照射する製造方法、
などの製造方法により製造することができる。
製造方法(1)においては、導体上に、溶融状態の樹脂を押し出すことにより、導体と被覆物とを備える樹脂被覆導体を得ることができる。
製造方法(2)においては、熱収縮チューブを被せる前に、導体を所望の形状に変形させておいてもよい。たとえば、導体が平角導体である場合、平角導体をエッジワイズ方向に曲げることにより、曲げ部を有する平角導体を形成し、曲げ部を有する平角導体に、熱収縮チューブを被せ、熱収縮チューブを収縮させることにより、被覆物を形成する製造方法により、好適に製造することができる。
(a)特開平11-080387号公報に記載の、径方向の延伸倍率を規制する延伸管中で未延伸チューブに内圧をかけて膨張させる方法。
(b)特開2011-183800号公報に記載の、2つのピンチローラ、エア供給部および2つのピンチローラの距離を変更することでチューブの膨張を制御する制御部を備える熱収縮チューブの製造装置を用いて、製造する方法。
(c)国際公開第2003/012555号に記載の、環状ダイスを吐出口に有する押し出し機にてフッ素樹脂を溶融押出し、これをダイス先端に設置した冷却用ダイスに挿通して、引き取る方法。
(d)特開2010-125634号公報に記載の、溶融した材料を金型からチューブ状に押し出し後、チューブ状の材料の内周面を金型近傍にて円筒形状の冷却部材の外周面に接触させて、170℃以下に冷却する方法。
樹脂被覆導体は、コイルとして使用することができる。コイルとしては、ステータコイル、ロータコイルなどが挙げられる。たとえば、樹脂被覆導体を、ステータコアやロータコアに巻回してコイルを形成してもよいし、樹脂被覆導体を巻回してから、ステータコアやロータコアに装着してもよい。樹脂被覆導体がエッジワイズ方向に曲げられた1以上の曲げ部を有するものである場合は、ステータコアまたはロータコアに形成されたスロットに挿入するセグメントコイルとして好適に使用することができる。たとえば、セグメントコイルとして、樹脂被覆導体をスロットに挿入し、各樹脂被覆導体の端部を接合することによりコイルを形成することができる。
導体と、樹脂を含有しており、前記導体を被覆する被覆物と、を備える樹脂被覆導体であって、前記被覆物が、前記被覆物の表面に対して電子線が照射された被覆物であって、電子線照射の温度が、前記被覆物を形成する前記樹脂の融点未満であり、電子線照射の電子線加速電圧が、500kV以下である樹脂被覆導体が提供される。
<2> 本開示の第2の観点によれば、
電子線加速電圧が、200kV以下であり、電子線照射量が、40~200kGyである第1の観点による樹脂被覆導体が提供される。
<3> 本開示の第3の観点によれば、
電子線加速電圧が、70kV以下であり、電子線照射量が、40~150kGy以下である第1または第2の観点による樹脂被覆導体が提供される。
<4> 本開示の第4の観点によれば、
前記樹脂の比誘電率が、2.2以下である第1~第3のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<5> 本開示の第5の観点によれば、
前記導体が、平角導体である第1~第4のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<6> 本開示の第6の観点によれば、
前記被覆物が、押出成形法により前記樹脂を前記導体上に押し出すことにより形成された被覆物、または、前記樹脂を含有する熱収縮チューブを収縮させることにより形成された被覆物である第1~第5のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<7> 本開示の第7の観点によれば、
前記導体が、エッジワイズ方向に曲げられた1以上の曲げ部を有する平角導体である第1~第6のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<8> 本開示の第8の観点によれば、
前記被覆物が、前記曲げ部を有する前記平角導体に、熱収縮チューブを被せ、前記熱収縮チューブを収縮させ、得られる収縮物の表面に対して電子線が照射された被覆物である第7の観点による樹脂被覆導体が提供される。
<9> 本開示の第9の観点によれば、
前記樹脂が、熱可塑性樹脂である第1~第8のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<10> 本開示の第10の観点によれば、
前記樹脂が、フッ素樹脂である第1~第9のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<11> 本開示の第11の観点によれば、
前記フッ素樹脂の比誘電率が、2.2以下である第10の観点による樹脂被覆導体が提供される。
<12> 本開示の第12の観点によれば、
前記フッ素樹脂のメルトフローレートが、0.1~100g/10分である第10または第11の観点による樹脂被覆導体が提供される。
<13> 本開示の第13の観点によれば、
前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン単位およびフルオロアルキルビニルエーテル単位を含有する共重合体であり、前記共重合体のフルオロアルキルビニルエーテル単位の含有量が、全モノマー単位に対して、1.1~3.2モル%である第10~第12のいずれかの観点による樹脂被覆導体が提供される。
<14> 本開示の第14の観点によれば、
前記フッ素樹脂が、官能基を有しており、前記フッ素樹脂の官能基数が、炭素原子106個あたり100~1300個である第10~第13のいずれかに記載の樹脂被覆導体。
<15> 本開示の第15の観点によれば、
前記被覆物が、電子線を照射された後に、さらに、前記被覆物を形成する前記樹脂の融点以上の温度で熱処理をされた被覆物である第1~第14のいずれかの観点による記載の樹脂被覆導体が提供される。
<16> 本開示の第16の観点によれば、
第1~第15のいずれかの観点による樹脂被覆導体を備えるコイルが提供される。
<17> 本開示の第17の観点によれば、
第1~第15のいずれかの観点による樹脂被覆導体を製造する樹脂被覆導体の製造方法であって、
前記導体に前記樹脂を被覆することにより、前記導体を被覆する被覆物を形成し、
前記被覆物の表面に対して、前記被覆物を形成する樹脂の融点未満の温度で、かつ、500kV以下の電子線加速電圧で、電子線を照射する
製造方法が提供される。
<18> 本開示の第18の観点によれば、
電子線を照射した後、前記被覆物を形成する前記樹脂の融点以上の温度で熱処理をする第17の観点による製造方法が提供される。
ASTM D1238に従って、メルトインデクサー(安田精機製作所社製)を用いて、372℃、5kg荷重下で、内径2.1mm、長さ8mmのノズルから10分間あたりに流出する共重合体の質量(g/10分)を求めた。
19F-NMR法により測定した。
示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度として求めた。
フッ素樹脂を330~340℃にて30分間溶融し、圧縮成形して、厚さ0.20~0.25mmのフィルムを作製した。このフィルムをフーリエ変換赤外分光分析装置〔FT-IR(商品名:1760X型、パーキンエルマー社製)により40回スキャンし、分析して赤外吸収スペクトルを得、完全にフッ素化されて官能基が存在しないベーススペクトルとの差スペクトルを得た。この差スペクトルに現れる特定の官能基の吸収ピークから、下記式(A)に従って、フッ素樹脂における炭素原子106個あたりの官能基数Nを算出した。
I:吸光度
K:補正係数
t:フィルムの厚さ(mm)
キーエンス社製ピデオマイクロスコープを用いて測定した。
樹脂被覆導体の外観を目視で観察し、以下の基準により評価した。
あり:導体と被覆物との間に空気層が残留している
無し:導体と被覆物との間に空気層が残留していない
樹脂被覆導体をニッパーでカット後、断面をサンドペーパーで平滑に整えた後、キーエンス社製ピデオマイクロスコープで、被覆物の厚さを測定した。3箇所のカット面の上下と両側面をそれぞれ測定した。一面につき3箇所、計36点の厚さの平均値を平均厚さとして、3箇所のカット面の最大厚さと最小厚さの差を、平均厚さで割り、バラツキとして比較した。
被覆物の厚みの変化率(%)=[(厚みの最大値-厚みの最小値)/平均厚さ]×100
樹脂被覆導体の導体と被覆物の密着性を以下の基準により評価した。
×:導体から被覆物が剥がれる
○:導体から被覆物を剥がそうとすると被覆物が破壊される
東洋精機社製電線被覆摩耗試験機を用いて、おもり600g、10サイクルの条件で、樹脂被覆導体の摩耗試験を行った。摩耗試験後の樹脂被覆導体の外観を目視により観察し、以下の基準により評価した。
×:多数の傷が観られる
△:少数の傷が観られる
○:ほとんど傷が観られない
空気層の残留、被覆物の厚みの変化率、導体と被覆物との密着性、摩耗試験の結果から、樹脂被覆導体の特性を以下の基準により総合的に評価した。
○:各特性が総合的に改善されている
×:各特性のうち、改善されていない特性がある
表3に記載の特性を有するテトラフルオロエチレン(TFE)/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PPVE)共重合体を、押出成形機により、平角銅線(厚さ:1.95mm、幅:3.36mm)上に、ダイ温度390℃、引き取り速度2m/分で押出して、被覆層を備える平角線を作製した。被覆層の厚さは60μmであった。比較例1はそのまま、表3に記載の平角線の評価を行った。
また、比較例2は比較例1で得られた、平角線を30cmにカットして、温度330℃に設定された、熱風循環炉中に10分間放置して、加熱処理した後、表3に記載の平角線の評価を、前記評価方法に従って実施した。
比較例1と同様に表3に記載の特性を有するテトラフルオロエチレン(TFE)/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PPVE)共重合体を、表3に記載の被覆厚さで平角線に被覆した。更に、比較例2と同様に、表3に記載の加熱処理条件で加熱処理した。その後、表3に記載の平角線の評価を、前記評価方法に従って実施した。
比較例1と同様に表3に記載の特性を有するテトラフルオロエチレン(TFE)/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PPVE)共重合体を、表3に記載の被覆厚さで平角線に被覆した。その平角線を長さ30cmにカットした。これを、電子線照射装置のチャンバー内の熱盤上に、平角線の幅広面が、チャンバー上部の電子銃に向くようにセットした。熱盤はあらかじめ、設定温度に昇温しておき、平角線サンプルを熱盤上にセットした後、30分間放置した。チャンバー内に窒素を流しながら、表3に記載の、所定の照射条件(電子線加速電圧50~3000kV,照射温度200~220℃、照射量40~200kGy)で電子線を照射した。尚、電子線照射は平角線の幅の広い面に所定量を照射したあと、平角線を裏返して未照射の裏面に同量照射した。この照射量を電子線照射量とした。更に、比較例2と同様に、表3に記載の加熱処理条件で加熱処理した。その後、表3に記載の平角線の評価を、前記評価方法に従って実施した。
11 湾曲部
12 スロット挿入部
13a 13b 肩部
14 凸形状部
15 クランク形状部
21 平角導体
22 被覆物
30 熱収縮チューブ
31 中空部
Claims (18)
- 導体と、樹脂を含有しており、前記導体を被覆する被覆物と、を備える樹脂被覆導体であって、前記被覆物が、前記被覆物の表面に対して電子線が照射された被覆物であって、電子線照射の温度が、前記被覆物を形成する前記樹脂の融点未満であり、電子線照射の電子線加速電圧が、500kV以下である樹脂被覆導体。
- 電子線加速電圧が、200kV以下であり、電子線照射量が、40~200kGyである請求項1に記載の樹脂被覆導体。
- 電子線加速電圧が、70kV以下であり、電子線照射量が、40~150kGy以下である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記樹脂の比誘電率が、2.2以下である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記導体が、平角導体である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記被覆物が、押出成形法により前記樹脂を前記導体上に押し出すことにより形成された被覆物、または、前記樹脂を含有する熱収縮チューブを収縮させることにより形成された被覆物である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記導体が、エッジワイズ方向に曲げられた1以上の曲げ部を有する平角導体である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記被覆物が、前記曲げ部を有する前記平角導体に、熱収縮チューブを被せ、前記熱収縮チューブを収縮させ、得られる収縮物の表面に対して電子線が照射された被覆物である請求項7に記載の樹脂被覆導体。
- 前記樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記樹脂が、フッ素樹脂である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 前記フッ素樹脂の比誘電率が、2.2以下である請求項10に記載の樹脂被覆導体。
- 前記フッ素樹脂のメルトフローレートが、0.1~100g/10分である請求項10に記載の樹脂被覆導体。
- 前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン単位およびフルオロアルキルビニルエーテル単位を含有する共重合体であり、前記共重合体のフルオロアルキルビニルエーテル単位の含有量が、全モノマー単位に対して、1.1~3.2モル%である請求項10に記載の樹脂被覆導体。
- 前記フッ素樹脂が、官能基を有しており、前記フッ素樹脂の官能基数が、炭素原子106個あたり100~1300個である請求項10に記載の樹脂被覆導体。
- 前記被覆物が、電子線を照射された後に、さらに、前記被覆物を形成する前記樹脂の融点以上の温度で熱処理をされた被覆物である請求項1または2に記載の樹脂被覆導体。
- 請求項1または2に記載の樹脂被覆導体を備えるコイル。
- 請求項1または2に記載の樹脂被覆導体を製造する樹脂被覆導体の製造方法であって、
前記導体に前記樹脂を被覆することにより、前記導体を被覆する被覆物を形成し、
前記被覆物の表面に対して、前記被覆物を形成する樹脂の融点未満の温度で、かつ、500kV以下の電子線加速電圧で、電子線を照射する
製造方法。 - 電子線を照射した後、前記被覆物を形成する前記樹脂の融点以上の温度で熱処理をする請求項17に記載の製造方法。
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