JP4158211B2

JP4158211B2 - Solderable enameled wire

Info

Publication number: JP4158211B2
Application number: JP26662597A
Authority: JP
Inventors: 敦司森川; 和則鈴木; 健次浅野
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11111058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだ付性エナメル線に係り、特に、高耐熱用のはんだ付性エナメル線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エナメル線端末の接続においては、電工作業の合理化を図るべく、エナメル線の被膜を除去することなく、直接はんだ付けを行うことのできるはんだ付性エナメル線が多く用いられている。
【０００３】
このはんだ付性エナメル線としては、ポリウレタンエナメル線が良く用いられており、特に、機械的に被膜を除去することが難しい細径エナメル線において幅広く用いられている。
【０００４】
ここで、近年における機器の小型化、高性能化、あるいは高信頼性の要求に伴い、はんだ付性エナメル線においては、より高い耐熱性が要求されるようになってきている。
【０００５】
このため、ポリウレタンの一部をポリエステルイミドで変性して耐熱性を向上させた変性ポリウレタンエナメル線や、ポリエステルイミドにウレタン基を導入してはんだ付性を付与した変性ポリエステルイミドエナメル線などが種々検討されていると共に、実用化されてきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの変性ポリウレタンエナメル線や変性ポリエステルイミドエナメル線などにおいては、耐熱性を重視するとはんだ付性が不十分となり、逆に、はんだ付性を重視すると耐熱性が不十分となる。
【０００７】
すなわち、はんだ付性と耐熱性は相反する特性であるため、両立させることは非常に困難であり、従来の変性ポリウレタンエナメル線や変性ポリエステルイミドエナメル線などは、近年要求されている特性を十分満足するものではなかった。
【０００８】
そこで本発明は、上記課題を解決し、はんだ付性が良好であると共に、優れた耐熱性を備えたはんだ付性エナメル線を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、脂肪族ジイソシアネートおよび４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合割合が、モル比で１０／９０〜９０／１０であるジイソシアネート化合物とトリメリット酸無水物とを反応させてなるポリアミドイミド樹脂塗料を、導体上に塗布焼付してなるものである。
【００１１】
上記数値範囲の限定理由を以下に述べる。
【００１２】
脂肪族ジイソシアネートと４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合割合を、モル比で１０／９０〜９０／１０としたのは、モル比が１０／９０よりも小さいとはんだ付性が悪化するためであり、モル比が９０／１０よりも大きいと耐熱性が不十分となるためである。
【００１３】
以上の構成によれば、脂肪族ジイソシアネートと４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを混合してなるジイソシアネート化合物とトリメリット酸無水物とを反応させてなるポリアミドイミド樹脂塗料を、導体上に塗布焼付しているため、はんだ付性が良好であると共に、優れた耐熱性を備えたはんだ付性エナメル線を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
本発明のはんだ付性エナメル線は、はんだ付性を有さないものの耐熱性に優れているポリアミドイミドに着目し、ポリアミドイミドにはんだ付性を付与すべく、脂肪族ジイソシアネートおよび４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物であるジイソシアネート化合物とトリメリット酸無水物とを反応させてポリアミドイミド樹脂塗料を作製し、このポリアミドイミド樹脂塗料をエナメル塗料として、導体上に塗布焼付したものである。
【００１６】
次に、本発明のはんだ付性エナメル線の製造方法を説明する。
【００１７】
本発明のはんだ付性エナメル線に用いるエナメル塗料の製造方法は、先ず、脂肪族ジイソシアネートおよび４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合モル比を所定の値に調整したジイソシアネート化合物と過剰のトリメリット酸無水物との混合物を溶媒中に溶解させると共に、その溶媒を高温で撹拌反応させてポリアミドイミド樹脂塗料を得る。
【００１８】
このポリアミドイミド樹脂塗料をエナメル塗料として用いると共に、一般的な手法を用いて導体上に焼付塗布することによって、はんだ付性エナメル線を得る。
【００１９】
脂肪族ジイソシアネートは、特に限定するものではないが、耐熱性とはんだ付性のバランスおよび材料の入手性の点から、ヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。
【００２０】
溶媒は特に限定するものではなく、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。
【００２１】
本発明のはんだ付性エナメル線によれば、脂肪族ジイソシアネートおよび４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物であるジイソシアネート化合物とトリメリット酸無水物とを反応させてなるポリアミドイミド樹脂塗料を、エナメル塗料として用いているため、ポリアミドイミドが本来持つ優れた耐熱性は略そのままであると共に、通常、はんだ付が行われる４００〜４５０℃程度の温度域においてエナメル被膜が短時間で分解・溶解し、容易にはんだ付を行うことができる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
１ｍｏｌのトリメリット酸無水物と０．５ｍｏｌのヘキサメチレンジイソシアネートおよび０．５ｍｏｌの４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを、８００ｍｌのＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解し、この溶液を１００℃で２時間撹拌した後、更に１４０℃で２時間撹拌してポリアミドイミド樹脂塗料を作製する。
【００２３】
このポリアミドイミド樹脂塗料を、エナメル塗料としてφ０．２ｍｍの銅導体上に１種被膜厚さとなるように塗布した後、この銅導体に焼付処理を施し、はんだ付性エナメル線を作製する。
【００２４】
（実施例２）
ヘキサメチレンジイソシアネートを０．８ｍｏｌ、４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを０．２ｍｏｌとする以外は実施例１と同様にしてはんだ付性エナメル線を作製する。
【００２５】
（実施例３）
ヘキサメチレンジイソシアネートを０．２ｍｏｌ、４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを０．８ｍｏｌとする以外は実施例１と同様にしてはんだ付性エナメル線を作製する。
【００２６】
（比較例１）
エナメル塗料として、日立化成社製のポリアミドイミド塗料（ＨＩ−４０６−３０）を用い、このエナメル塗料を、φ０．２ｍｍの銅導体上に１種被膜厚さとなるように塗布した後、この銅導体に焼付処理を施し、エナメル線を作製する。
【００２７】
（比較例２）
エナメル塗料として、大日精化社製のはんだ付性ポリエステルイミド塗料（ＦＳ−２）を用い、このエナメル塗料を、φ０．２ｍｍの銅導体上に１種被膜厚さとなるように塗布した後、この銅導体に焼付処理を施し、エナメル線を作製する。
【００２８】
（比較例３）
ヘキサメチレンジイソシアネートを０．９５ｍｏｌ、４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを０．０５ｍｏｌとする以外は実施例１と同様にしてエナメル線を作製する。
【００２９】
（比較例４）
ヘキサメチレンジイソシアネートを０．０５ｍｏｌ、４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートを０．９５ｍｏｌとする以外は実施例１と同様にしてエナメル線を作製する。
【００３０】
実施例１〜３および比較例１〜４のはんだ付性エナメル線またはエナメル線における絶縁破壊電圧（ｋＶ）、可とう性、密着性、２２０℃×１ｈｒ後のヒートショック、軟化温度（℃）、２４０℃×７ｄａｙｓ後の熱劣化性（絶縁破壊電圧残率（％）；（熱劣化性試験後の絶縁破壊電圧×１００）／（熱劣化性試験前の絶縁破壊電圧））、４４０℃におけるはんだ付性（ｓｅｃ）について試験を行った。尚、上記各試験は、ＪＩＳ−Ｃ３００３に準拠して行った。
【００３１】
実施例１〜３および比較例１〜４のはんだ付性エナメル線またはエナメル線の諸元、および各種試験結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１に示すように、可とう性、密着性、およびヒートショックについては、実施例１〜３および比較例１〜４の全てのはんだ付性エナメル線またはエナメル線において良好であった。また、絶縁破壊電圧は、それぞれ９．０ｋＶ、８．８ｋＶ、９．０ｋＶ、９．０ｋＶ、８．８ｋＶ、８．６ｋＶ、９．０ｋＶであった。
【００３４】
実施例１〜３のはんだ付性エナメル線においては、ポリアミドイミド樹脂塗料におけるヘキサメチレンジイソシアネートと４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合モル比を規定範囲（１０／９０〜９０／１０）内にそれぞれ調整している。
【００３５】
このため、実施例１〜３のはんだ付性エナメル線における軟化温度はそれぞれ３８０℃、３５０℃、４００℃、また、熱劣化性を示す絶縁破壊電圧残率はそれぞれ９１％、８５％、９３％であり、優れた耐熱性を有している。さらに、実施例１〜３のはんだ付性エナメル線におけるはんだ付に要する時間はそれぞれ６秒、３秒、１２秒であり、いずれもはんだ付可能であった。
【００３６】
これに対して、比較例１のエナメル線においては、エナメル塗料が、１００ｍｏｌ％のポリアミドイミド塗料からなるため、軟化温度が４２０℃、絶縁破壊電圧残率が９５％と耐熱性には優れているものの、はんだ付が不可能であった。
【００３７】
比較例２のエナメル線においては、エナメル塗料が、１００ｍｏｌ％のはんだ付性ポリエステルイミド塗料からなるため、はんだ付は可能であるものの（はんだ付に要する時間は６秒）、軟化温度が３３０℃、絶縁破壊電圧残率が８０％であり、耐熱性が劣っていた。
【００３８】
比較例３のエナメル線においては、ポリアミドイミド樹脂塗料におけるヘキサメチレンジイソシアネートと４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合モル比が４７．５：２．５と規定範囲（１０／９０〜９０／１０）外であるため、はんだ付は可能であるものの（はんだ付に要する時間は２秒）、軟化温度が３１０℃、絶縁破壊電圧残率が８０％であり、耐熱性が劣っていた。
【００３９】
比較例４のエナメル線においては、ポリアミドイミド樹脂塗料におけるヘキサメチレンジイソシアネートと４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合モル比が２．５：４７．５と規定範囲（１０／９０〜９０／１０）外であるため、軟化温度が４１０℃、絶縁破壊電圧残率が９４％と耐熱性には優れているものの、はんだ付が不可能であった。
【００４０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、はんだ付性エナメル線のエナメル塗料として、脂肪族ジイソシアネートおよび４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物であるジイソシアネート化合物とトリメリット酸無水物とを反応させてなるポリアミドイミド樹脂塗料を用いることで、ポリアミドイミドが本来持つ優れた耐熱性は略そのままであると共に、容易にはんだ付が可能なはんだ付性エナメル線を得ることができるという優れた効果を発揮する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solderable enameled wire, and more particularly to a solderable enameled wire for high heat resistance.
[0002]
[Prior art]
In recent years, soldering enameled wires that can be directly soldered without removing the enameled wire coating have been used in many cases in connection with enameled wire terminals in order to streamline electrical work.
[0003]
A polyurethane enameled wire is often used as the solderable enameled wire, and is particularly widely used in small-diameter enameled wires that are difficult to remove mechanically.
[0004]
Here, with the recent demands for downsizing, high performance, or high reliability of devices, higher heat resistance is required for solderable enameled wires.
[0005]
For this reason, various investigations have been made, such as modified polyurethane enameled wires in which part of the polyurethane has been modified with polyesterimide to improve heat resistance, and modified polyesterimide enameled wires in which urethane groups have been introduced to provide solderability. Have been put into practical use.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these modified polyurethane enameled wires, modified polyesterimide enameled wires, etc., if heat resistance is important, solderability becomes insufficient, and conversely, if solderability is emphasized, heat resistance becomes insufficient.
[0007]
In other words, solderability and heat resistance are contradictory properties, so it is very difficult to achieve both, and conventional modified polyurethane enameled wire and modified polyesterimide enameled wire sufficiently satisfy the recently required properties. It wasn't something to do.
[0008]
Then, this invention solves the said subject, and it is providing the solderability enamel wire which was excellent in solderability and was equipped with the outstanding heat resistance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to a diisocyanate compound and trimellitic anhydride in which the mixing ratio of aliphatic diisocyanate and 4 · 4′-diphenylmethane diisocyanate is 10/90 to 90/10 in molar ratio . The polyamideimide resin paint obtained by reacting is applied and baked on the conductor.
[0011]
The reasons for limiting the numerical range will be described below.
[0012]
The mixing ratio of aliphatic diisocyanate and 4.4 · 4'-diphenylmethane diisocyanate was 10/90 to 90/10 in molar ratio because solderability deteriorates when the molar ratio is smaller than 10/90. This is because the heat resistance becomes insufficient when the molar ratio is larger than 90/10.
[0013]
According to the above configuration, the polyamideimide resin paint obtained by reacting a diisocyanate compound obtained by mixing aliphatic diisocyanate and 4.4'-diphenylmethane diisocyanate with trimellitic anhydride is applied and baked on the conductor. Therefore, it is possible to obtain a solderable enameled wire having good solderability and excellent heat resistance.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0015]
The solderable enameled wire of the present invention pays attention to a polyamideimide that does not have solderability but is excellent in heat resistance. In order to impart solderability to the polyamideimide, aliphatic diisocyanate and 4.4'- A diisocyanate compound, which is a mixture of diphenylmethane diisocyanate, and trimellitic anhydride are reacted to prepare a polyamide-imide resin paint, and this polyamide-imide resin paint is applied and baked on the conductor as an enamel paint.
[0016]
Next, the manufacturing method of the solderable enamel wire of this invention is demonstrated.
[0017]
The manufacturing method of the enamel coating used for the solderable enamel wire of the present invention is as follows. First, the diisocyanate compound in which the mixing molar ratio of aliphatic diisocyanate and 4.4'-diphenylmethane diisocyanate is adjusted to a predetermined value and excess trimellitic anhydride A mixture with the product is dissolved in a solvent, and the solvent is stirred and reacted at a high temperature to obtain a polyamideimide resin paint.
[0018]
The polyamide-imide resin paint is used as an enamel paint, and a solderable enamel wire is obtained by baking and coating on a conductor using a general method.
[0019]
The aliphatic diisocyanate is not particularly limited, but hexamethylene diisocyanate is preferable from the viewpoint of the balance between heat resistance and solderability and the availability of materials.
[0020]
The solvent is not particularly limited, and examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone.
[0021]
According to the solderable enamel wire of the present invention, a polyamide-imide resin paint obtained by reacting a diisocyanate compound, which is a mixture of aliphatic diisocyanate and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and trimellitic anhydride is used as an enamel paint. Therefore, the heat resistance inherent to polyamide-imide is almost unchanged, and the enamel film is easily decomposed and dissolved in a short time in the temperature range of about 400 to 450 ° C where soldering is usually performed. Soldering can be performed.
[0022]
【Example】
(Example 1)
1 mol of trimellitic anhydride, 0.5 mol of hexamethylene diisocyanate and 0.5 mol of 4.4'-diphenylmethane diisocyanate were dissolved in 800 ml of N-methyl-2-pyrrolidone, and this solution was dissolved at 100 ° C. for 2 hours. After stirring, the mixture is further stirred at 140 ° C. for 2 hours to prepare a polyamideimide resin paint.
[0023]
This polyamide-imide resin coating is applied as an enamel coating on a copper conductor having a diameter of 0.2 mm so as to have a coating thickness of 1 type, and then the copper conductor is baked to produce a solderable enameled wire.
[0024]
(Example 2)
A solderable enameled wire is prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.8 mol of hexamethylene diisocyanate is changed to 0.2 mol of 4 · 4′-diphenylmethane diisocyanate.
[0025]
(Example 3)
A solderable enamel wire is prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2 mol of hexamethylene diisocyanate is changed to 0.8 mol of 4 · 4′-diphenylmethane diisocyanate.
[0026]
(Comparative Example 1)
As the enamel paint, a polyamide imide paint (HI-406-30) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. was used, and this enamel paint was applied on a copper conductor having a diameter of 0.2 mm so as to have a coating thickness, and then the copper conductor. An enameled wire is produced by baking.
[0027]
(Comparative Example 2)
As the enamel paint, a solderable polyesterimide paint (FS-2) manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd. was used, and this enamel paint was applied on a copper conductor having a diameter of 0.2 mm so that the film thickness was 1 type. The copper conductor is baked to produce an enameled wire.
[0028]
(Comparative Example 3)
An enameled wire is prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.95 mol of hexamethylene diisocyanate and 0.05 mol of 4 · 4′-diphenylmethane diisocyanate are used.
[0029]
(Comparative Example 4)
An enameled wire is prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.05 mol of hexamethylene diisocyanate and 0.95 mol of 4 · 4′-diphenylmethane diisocyanate are used.
[0030]
Dielectric breakdown voltage (kV), flexibility, adhesion, heat shock after 220 ° C. × 1 hr, softening temperature (° C.) in solderable enamel wires or enamel wires of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 Thermal degradation after 240 ° C. × 7 days (dielectric breakdown voltage residual ratio (%); (dielectric breakdown voltage after thermal degradation test × 100) / (dielectric breakdown voltage before thermal degradation test)) Solder at 440 ° C. A test was conducted for adherability (sec). In addition, said each test was done based on JIS-C3003.
[0031]
Table 1 shows the solderable enamel wires or the specifications of the enamel wires of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, and various test results.
[0032]
[Table 1]

[0033]
As shown in Table 1, the flexibility, adhesion, and heat shock were good in all the solderable enamel wires or enamel wires of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4. Moreover, the dielectric breakdown voltages were 9.0 kV, 8.8 kV, 9.0 kV, 9.0 kV, 8.8 kV, 8.6 kV, and 9.0 kV, respectively.
[0034]
In the solderable enamel wires of Examples 1 to 3, the mixing molar ratio of hexamethylene diisocyanate and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate in the polyamideimide resin coating is within the specified range (10/90 to 90/10), respectively. It is adjusted.
[0035]
For this reason, the softening temperatures of the solderable enamel wires of Examples 1 to 3 are 380 ° C., 350 ° C., and 400 ° C., respectively, and the dielectric breakdown voltage residual ratios indicating thermal degradation are 91%, 85%, and 93%, respectively. And has excellent heat resistance. Furthermore, the time required for soldering in the solderable enamel wires of Examples 1 to 3 was 6 seconds, 3 seconds, and 12 seconds, respectively, which could be soldered.
[0036]
On the other hand, in the enameled wire of Comparative Example 1, since the enamel paint is composed of 100 mol% polyamideimide paint, the softening temperature is 420 ° C. and the dielectric breakdown voltage residual rate is 95%, which is excellent in heat resistance. However, soldering was impossible.
[0037]
In the enameled wire of Comparative Example 2, since the enamel paint is composed of 100 mol% solderable polyesterimide paint, although soldering is possible (time required for soldering is 6 seconds), the softening temperature is 330 ° C., The dielectric breakdown voltage residual rate was 80%, and the heat resistance was poor.
[0038]
In the enameled wire of Comparative Example 3, the mixing molar ratio of hexamethylene diisocyanate and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate in the polyamideimide resin coating is 47.5: 2.5, which is a specified range (10/90 to 90/10). Although it was outside, soldering was possible (the time required for soldering was 2 seconds), but the softening temperature was 310 ° C., the residual dielectric breakdown voltage was 80%, and the heat resistance was poor.
[0039]
In the enameled wire of Comparative Example 4, the mixing molar ratio of hexamethylene diisocyanate and 4.4 · 4'-diphenylmethane diisocyanate in the polyamideimide resin coating is 2.5: 47.5, which is a specified range (10/90 to 90/10). Since it was outside, the softening temperature was 410 ° C. and the dielectric breakdown voltage residual ratio was 94%, which was excellent in heat resistance, but soldering was impossible.
[0040]
【The invention's effect】
In summary, according to the present invention, a polyamide-imide resin obtained by reacting a diisocyanate compound, which is a mixture of aliphatic diisocyanate and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and trimellitic anhydride as an enamel coating for solderable enamel wire. By using the coating material, the excellent heat resistance inherent in the polyamide-imide is substantially unchanged, and an excellent effect that a solderable enameled wire that can be easily soldered can be obtained is exhibited.

Claims

A polyamide-imide resin paint obtained by reacting a diisocyanate compound having a mixing ratio of aliphatic diisocyanate and 4 · 4′-diphenylmethane diisocyanate in a molar ratio of 10/90 to 90/10 with trimellitic anhydride is formed on a conductor. Solderable enameled wire characterized by being coated and baked on.