JP3287116B2 - 高耐熱絶縁電線 - Google Patents

高耐熱絶縁電線

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昭雄 光岡
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高耐熱絶縁電線に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】ガラス繊維巻線は大形モーターや過負荷
使用モーターのマグネットワイヤとして広く使用されて
いる。
【0003】一般にガラス繊維巻線は導体上にガラス繊
維を巻回した後、そのガラス繊維巻回層に電気絶縁ワニ
スを含浸硬化させて成るものである。
【0004】従来の電気絶縁ワニスとしてはアルキッド
樹脂ワニス、変性エポキシ樹脂ワニス、シリコーン樹脂
ワニス等が用いられている。
【0005】これらの電気絶縁ワニスをJISの耐熱区
分からみるとアルキッド樹脂ワニスが130℃クラス/
at 20,000時間(B種)、変性エポキシ樹脂ワニ
スが155℃クラス/at 20,000時間(F種)、
シリコーン樹脂ワニスが180℃クラス/at 20,0
00時間(H種)となっている。
【0006】一方最近の原子力周辺電気機器、高温炉周
辺電気機器、電装品等では400℃以上の高温下でもマ
グネットワイヤとして実用することができる高耐熱絶縁
電線が要求される気運にある。
【0007】しかし導体上にガラス繊維を巻回した後、
そのガラス繊維巻回層に従来のアルキッド樹脂ワニス、
変性エポキシ樹脂ワニス、シリコーン樹脂ワニス等を含
浸硬化させて成る従来のガラス繊維巻線では耐熱劣化性
が大きく、そのため400℃以上の高温下で実用するこ
とができない。
【0008】このようなわけで400℃以上の高温下で
も実用できるマグネットワイヤが切望されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、400℃以上の高温下
でもマグネットワイヤとして実用できる高耐熱絶縁電線
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、導体上に巻回されている耐熱繊維層に電気絶縁樹
脂が含浸硬化させてなる絶縁電線において、その電気絶
縁樹脂は熱天秤にて昇温速度10℃/分で室温から80
0℃まで大気中で昇温してTGA分析したとき600℃
における塗膜重量残率が80%以上有する無機化シリコ
ーン樹脂であることを特徴とする高耐熱絶縁電線にあ
る。
【0011】本発明において導体としては400℃で2
0,000時間実用できるものならよく、例えば銀線、
クロム線、ニッケル線、ステンレス線、銀めっき銅線、
クロムめっき銅線、ニッケルめっき銅線、銀クラッド銅
線、クロムクラッド銅線、ニッケルクラッド銅線、ステ
ンレスクラッド銅線等がある。
【0012】また本発明において耐熱繊維としてはガラ
ス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維等
があり、これらは糸状あるいはテープ状にして巻回され
る。更に、本発明において600℃でTGA分析したと
きにおける塗膜重量残率が80%以上有する無機化シリ
コーン樹脂とは高温加熱により三次元に架橋硬化し、更
に高温に加熱すると分解揮散量が少なくて無機化するシ
リコーン樹脂を言う。この種の無機化シリコーン樹脂と
しては信越化学株式会社のKR−242A等がある。
【0013】この無機化シリコーン樹脂は成分(I)と
成分(II)の二成分からなり、次のように三次元硬化す
る。
【0014】
【化2】
【0015】上記式においてMeはメチル基を示す。
【0016】この無機化シリコーン樹脂は架橋度が大き
く、側鎖は全てメチル基である。硬化後の分子構造はラ
ダー部、リニア部、環状部等から成るので高温下でも塗
膜の重量減少が少ない。
【0017】この無機化シリコーン樹脂は有機溶剤に溶
解した溶液として使用する。その溶液の粘度は繊維巻回
層への含浸性の点から1dpa・s以下が望ましい。
【0018】有機溶剤としてはアルキルベンゼン類、フ
エノール類、アルコール類、ケトン類等の単独又はこれ
らの混合溶剤を用いる。
【0019】なお、含浸剤の試験温度を600℃とした
のは要求耐熱性及び含浸剤の加熱による重量減少がほぼ
飽和に達する温度であるという2点から選ばれたもので
ある。
【0020】
【作用】本発明の高耐熱絶縁電線は導体上に耐熱繊維が
巻回され、且つその耐熱繊維巻回層には600℃でTG
A分析したときにおける塗膜重量残率が80%以上有す
る無機化シリコーン樹脂が含浸してあるので、400〜
600℃で長期間使用しても優れた電気的特性、機械的
特性及び耐熱性を発揮する。
【0021】
【実施例】次に、本発明の高耐熱絶縁電線の実施例を比
較例と対比して説明する。
【0022】(実施例1)外径2.0mm、ニッケルめっ
き厚さ7μmのニッケルめっき銅線を導体とし、この上
に日東紡績株式会社の単繊維径7μmmのガラス繊維EC
E225を巻回した後、その上層にもう1回ガラス繊維
ECE225を巻回して二重ガラス繊維巻絶縁電線を得
た。
【0023】次にこの二重ガラス繊維巻絶縁電線を信越
化学株式会社の無機化シリコーン樹脂KR242Aが入
っている塗料タンク槽内を通過させて含浸し、その後温
度470℃、炉長5mの電気炉内を3m/分の速度で通
過させて焼付け硬化させた。このKR242Aの含浸、
焼付け硬化工程を4回繰り返して絶縁厚さ0.15mmの
高耐熱絶縁電線を得た。
【0024】(実施例2)導体としてニッケル厚さ10
μmのニッケルクラッド銅線を用いた以外は実施例1と
同様にして高耐熱絶縁電線を得た。
【0025】(比較例1)外径2.0mm、ニッケルめっ
き厚さ7μmのニッケルめっき銅線を導体とし、この上
に日東紡績株式会社の単繊維径7μmmのガラス繊維EC
E225を巻回した後、その上層にもう1回ガラス繊維
ECE225を巻回して二重ガラス繊維巻絶縁電線を得
た。
【0026】次にこの二重ガラス繊維巻絶縁電線を日立
化成工業株式会社のシリコーン樹脂ワニスHS−701
が入っている塗料タンク槽内を通過させて含浸し、その
後温度470℃、炉長5mの電気炉内を3m/分の速度
で通過させて焼付け硬化させた。このHS−701の含
浸、焼付け硬化工程を4回繰り返して絶縁厚さ0.15
mmの絶縁電線を得た。
【0027】(比較例2)シリコーン樹脂ワニスとして
東芝シリコーン株式会社のTSR−116を用いた以外
は比較例1と同様にして絶縁電線を得た。
【0028】(実施例3)日東紡績株式会社製ガラステ
ープTE−1025(厚さ:0.10mm,幅25mm)
を、含浸用電気絶縁ワニス信越化学株式会社製KR−2
53の入ったワニスタンクを通過させ含浸処理し、炉長
3m,炉温170℃の縦型焼付炉を用いて速度2m/分
で通過させ加熱硬化させることにより、含浸ガラステー
プを得た。次にこのテープを、導体寸法2.0mm×1
0.0mm,ニッケルめっき厚さ3μmのニッケルめっき
銅平角導体上に巻回して、高耐熱絶縁電線を得た。
【0029】(実施例4)含浸用電気絶縁ワニスとして
信越化学株式会社製KR−242Aを用いた以外は実施
例3と同様にして高耐熱絶縁電線を得た。
【0030】(比較例3)含浸用電気絶縁ワニスとして
東芝シリコーン株式会社のTSR−116を用いた以外
は実施例3と同様にして絶縁電線を得た。
【0031】(比較例4)含浸用電気絶縁ワニスとして
日立化成工業株式会社製HS−701を用いた以外は実
施例1と同様にして絶縁電線を得た。
【0032】実施例1,2及び比較例1,2の絶縁電線
についての評価結果を表1に、また、実施例3,4及び
比較例3,4の絶縁電線についての評価結果を表2にそ
れぞれ示した。
【0033】なお、評価は次の4項目について行った。
【0034】TGA分析……試験用含浸樹脂溶液をシ
ャーレに取り、250℃で30分加熱して硬化させた。
その後シャーレから硬化樹脂を取り出し、真空理工株式
会社の熱天秤TGD−7000にセットした。それから
熱天秤を昇温速度10℃/分で室温から800℃まで昇
温し、大気中の熱重量曲線を得た。最後に得られた熱重
量曲線から600℃における塗膜重量残率を求めた。こ
の結果を図1に示した。
【0035】可撓性試験……試験用絶縁電線を導体径
の何倍かの巻付棒に巻き付けたときに亀裂の発生の有無
で評価した。
【0036】絶縁破壊電圧…試験用絶縁電線の10cm
の外周部分にアルミ箔を巻き付け、それからアルミ箔と
導体間に交流電圧を印加して絶縁破壊電圧を求めた。
【0037】絶縁抵抗………試験用絶縁電線の10cm
の外周部分にアルミ箔を巻き付け、それからアルミ箔と
導体間の体積固有抵抗を測定した。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】図1からわかるように比較例1、4に用い
たシリコーン樹脂のHS−701は600℃までに55
%の塗膜重量減少が見られる。また比較例2、3に用い
たシリコーン樹脂のTSR−116は600℃までに5
0%の塗膜重量減少が見られる。
【0041】これに対して実施例1、2、4に用いた無
機化シリコーン樹脂KR242Aは600℃までの塗膜
重量減少が15%、また、実施例3に用いた無機化シリ
コーン樹脂KR253は600℃までの塗膜重量減少は
16%と非常に少なく、しかも800℃まではそれ以上
の塗膜重量減少が起こらなかった。
【0042】次に、表1からわかるように比較例1、2
の絶縁電線は400℃6ケ月熱劣化後の絶縁破壊電圧が
300V以下に低下する。同様に450℃6ケ月熱劣化
後の絶縁破壊電圧が300V以下に低下する。そして4
00℃6ケ月熱劣化後の体積固有抵抗が107 Ω−cm以
下に低下する。同様に450℃6ケ月熱劣化後の体積固
有抵抗が107 Ω−cm以下に低下する。
【0043】また、表2からわかるように比較例3、4
の絶縁電線は400℃6ケ月熱劣化後の絶縁破壊電圧が
300V以下に低下する。そして、400℃6ケ月熱劣
化後の体積固有抵抗が107 Ω−cm以下に低下する。
【0044】これに対して本発明の実施例1の高耐熱絶
縁電線は400℃6ケ月熱劣化後の絶縁破壊電圧が80
0Vと優秀であり、また450℃6ケ月熱劣化後の絶縁
破壊電圧も600Vと良好である。そして400℃6ケ
月熱劣化後の体積固有抵抗が1011Ω−cmと良好であ
る。450℃6ケ月熱劣化後の体積固有抵抗が109 Ω
−cmと良好である。
【0045】本発明の実施例2の高耐熱絶縁電線は40
0℃6ケ月熱劣化後の絶縁破壊電圧が800Vと優秀で
あり、また450℃6ケ月熱劣化後の絶縁破壊電圧も6
00Vと良好である。そして400℃6ケ月熱劣化後の
体積固有抵抗が1011Ω−cmと良好である。450℃6
ケ月熱劣化後の体積固有抵抗が1011Ω−cmと良好であ
る。
【0046】本発明の実施例3、4の高耐熱絶縁電線は
400℃6ケ月熱劣化後の絶縁破壊電圧が800〜10
00V良好であり、400℃6ケ月熱劣化後の体積固有
抵抗が、109 〜1011Ω−cmと優れている。
【0047】
【発明の効果】本発明の高耐熱絶縁電線は800℃まで
の塗膜重量減少が15%と少なく、その結果絶縁破壊電
圧が高く且つ体積固有抵抗も高く、それにより優れた耐
熱性を発揮するものであり、工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高耐熱絶縁電線及び従来の絶縁電線に
含浸した電気絶縁樹脂の熱重量曲線のグラフを示したも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光岡 昭雄 茨城県日立市川尻町4丁目10番1号 日 立電線株式会社 豊浦工場内 (72)発明者 渡辺 清 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 神村 誠二 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 柳生 秀樹 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (56)参考文献 特開 平4−303517(JP,A) 特開 昭57−131250(JP,A) 実開 昭58−27805(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 7/29 H01B 3/46 H01B 7/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体上に耐熱繊維が巻回されており、該耐
    熱繊維巻回層に電気絶縁樹脂が含浸硬化されている絶縁
    電線において、該電気絶縁樹脂は熱天秤にて昇温速度1
    0℃/分で室温から800℃まで大気中で昇温してTG
    A分析したときの600℃における塗膜重量残率が80
    %以上有する下記一般式で表わされる成分(I)と成分
    (II)からなる無機化シリコーン樹脂であることを特徴
    とする高耐熱絶縁電線。 【化1】
  2. 【請求項2】耐熱繊維はガラス繊維、アルミナ繊維、炭
    化珪素繊維、窒化珪素繊維から選ばれた1種である請求
    項1記載の高耐熱絶縁電線。
  3. 【請求項3】耐熱繊維は糸状にして導体上に巻回されて
    いる請求項1記載の高耐熱絶縁電線。
  4. 【請求項4】耐熱繊維はテープ状にして導体上に巻回さ
    れている請求項1記載の高耐熱絶縁電線。
  5. 【請求項5】導体は銀線、クロム線、ニッケル線、ステ
    ンレス線、銀めっき銅線、クロムめっき銅線、ニッケル
    めっき銅線、銀クラッド銅線、クロムクラッド銅線、ニ
    ッケルクラッド銅線、ステンレスクラッド銅線から選ば
    れた1種である請求項1記載の高耐熱絶縁電線。
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JP4339267B2 (ja) * 2005-01-27 2009-10-07 関西電力株式会社 高耐熱電力用静止機器
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