JP4372972B2 - 潤滑性電気絶縁塗料及びこれを用いた絶縁電線 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に潤滑性に優れた絶縁電線及びこの表層の形成に使用する電気絶縁塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の各種電気機器の小型化、軽量化に伴って、例えばモーターにも、より小型、軽量で、しかも高性能化の要望が一段と高まっている。
この要望に応えるには、モーターのコアに細い絶縁電線を密に巻き付ける必要があり、さらには生産性を上げるため高速自動巻線機が使用されるが、巻線速度が高くなるにつれて、巻線加工時に電線の絶縁層が摩擦によって機械的損傷を受けて、レアーショートやアース不良が発生し、モーターの不良率が高くなる。
そのため、従来、機械的強度や耐摩耗性に優れているポリアミド樹脂に、ポリエチレン（ワックス）や、固形パラフィン（ワックス）等のワックスを配合して潤滑性を持たせた塗料を用いて、絶縁電線の表層の特性を改良して、巻線加工時に電線の絶縁層に機械的損傷を受け難くする技術が種々提案されている（例えば、特開昭５７−５２０５号公報、特開昭６２−２９６３０７号公報、特開平４−２５９７０８号公報、特開平７−２４７４４９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の公知技術には、絶縁電線の潤滑性と耐摩耗性と含浸ワニスの接着性とがアンバランスでまだ十分とも言えないため、モーターなどの電気機器の更に一層の小型、軽量化、高性能化に応じ切れないという問題がある。
【０００４】
本発明は、特に潤滑性に一段と優れ、かつ、耐摩耗性と含浸ワニスの接着性とのバランスも良好な表層を有する絶縁電線、及びこの表層を形成しうる電気絶縁塗料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、ポリアミド樹脂と酸価１５ＫＯＨｍｇ／ｇ以上で針入度５（×１０ ^-1 ｍｍ）以下の硬度を有する極性基導入ポリエチレンと酸価１７〜２２ＫＯＨｍｇ／ｇの蜜蝋とからなる潤滑性電気絶縁塗料であって、前記ポリアミド樹脂１００重量部に対して、前記極性基導入ポリエチレンを１〜１５重量部、前記蜜蝋を１〜２０重量部の割合で含有すること、を特徴とする前記潤滑性電気絶縁塗料である。
【０００６】
本発明は、前記ポリアミド樹脂が、数平均分子量１０，０００〜３０，０００のナイロン６６である、前記潤滑性電気絶縁塗料である。
【０００７】
本発明は、前記極性基導入ポリエチレンが、酸価２５〜８０ＫＯＨｍｇ／ｇ、平均分子量９００〜４，０００、密度０．９２〜０．９７ｇ／ｃｍ ³ 、軟化点１００〜１３７℃、平均粒径１０μｍ以下、かつ、針入度５（×１０^-1ｍｍ）以下の硬度を有する極性基導入ポリエチレンである、前記の各潤滑性電気絶縁塗料である。
【０００８】
本発明は、前記蜜蝋が、酸価１７〜２２ＫＯＨｍｇ／ｇ、かつ、融点６０〜６７℃の蜜蝋である、前記の各潤滑性電気絶縁塗料である。
【０００９】
本発明は、前記の各潤滑性電気絶縁塗料を導体上に直接又は他の絶縁層を介して、塗布、焼付けて表層を形成してなる絶縁電線である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において使用されるポリアミド樹脂は、主鎖中にアミド結合−ＣＯ−ＮＨ−をもつ樹脂であり、具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、各種共重合ナイロンの１種あるいは２種以上などである。このうち、機械的強度の点から、ナイロン６６が好ましい。
ポリアミド樹脂の数平均分子量は、焼付けた表層の外観の点から、１０，０００〜３０，０００の範囲であることが好ましい。
【００１１】
極性基導入ポリエチレンは、ポリエチレン分子中に酸化変性や酸変性などにより極性基を導入したものであり、摩擦、摩耗特性の点から、極性基導入ポリエチレンの酸価は１５ＫＯＨｍｇ／ｇ以上、硬度は針入度５（×１０ ^-1 ｍｍ）以下である。この極性基としては、カルボキシル基が最も好適である。また、極性基導入ポリエチレンの酸価は２５〜８０ＫＯＨｍｇ／ｇであることが好ましい。更に、前記諸特性に加えて分散塗料の安定性、焼付け表層の潤滑性や外観などの点から、極性基導入ポリエチレンの平均分子量は９００〜４，０００、密度は０．９２〜０．９７ｇ／ｃｍ³ 、また、軟化点は１００〜１３７℃であることが好ましく、また更に、平均粒径は１０μｍ以下であることが好ましい。
極性基導入ポリエチレンの配合量は、前記と同様の特性の点から、ポリアミド樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部であることが必要であり、５〜１０重量部であることが好ましい。
【００１２】
蜜蝋は、ミツバチの巣の主構成成分である。本発明においては、焼付け表層の潤滑性と耐摩耗性と含浸ワニスの接着性とのバランスを向上させる点から、その酸価は１７〜２２ＫＯＨｍｇ／ｇであり、その融点は６０〜６７℃のものが好ましい。
蜜蝋の配合量は、前記と同様の特性の点から、ポリアミド樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であることが必要であり、３〜１５重量部であることが好ましい。
【００１３】
本発明の潤滑性電気絶縁塗料の調製には、公知のあらゆる方法を採用することができ、例えば、ポリアミド樹脂と極性基導入ポリエチレンと蜜蝋をトルエン、キシレン、ナフサ、クレゾールなどの溶剤あるいはこれらの混合溶剤に溶解、分散させる方法、あるいは、極性基導入ポリエチレンと蜜蝋を（混合）溶剤に溶解、分散させたものをポリアミド樹脂の分散溶液中に添加し混合する方法を挙げることができる。
【００１４】
本発明の潤滑性電気絶縁塗料を導体上に直接又は他の絶縁層を介して塗布及び焼付けてオーバーコートすることにより（絶縁）表層を形成して、特に潤滑性に優れ、かつ耐摩耗性と含浸ワニスの接着性とのバランスも良好な絶縁電線を得ることができる。
導体としては、銅、ニッケルメッキ銅、アルミニウム、金、金メッキ等の一般に電線の導体として使用されるものを挙げることができる。
他の絶縁層としては特に制限はなく、例えば、ポリビニルホルマール系、ポリウレタン系、ポリエステルイミドウレタン系、ポリエステル系、ポリエステルイミド系、ポリエステルアミドイミド系、ポリヒダントイン系、ポリアミドイミド系、ポリイミド系等の絶縁皮膜層を挙げることができる。
【００１５】
本発明の潤滑性電気絶縁塗料による表層（皮膜）の形成には、従来公知のあらゆる方法を採用することができ、例えば、フェルト絞り方式やダイス絞り方式等により絶縁塗料を塗布し、連続的に３５０〜５５０℃の温度の焼付け炉中又は複数の焼付け炉中に数回又は十数回通すことによって所望の表層（皮膜）を形成することができる。絶縁皮膜と表層（皮膜）の（合計）厚さは、ＪＩＳ等の規格に規定された皮膜厚さであり、その内表層の（自己潤滑性）皮膜は１０μｍ以下、好ましくは１〜５μｍの厚さである。この様な皮膜厚さは１回の塗布及び焼付けで形成されない場合には、必要回数繰り返して塗布及び焼付けを行えば良い。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明について実施例等により更に詳細に説明する。
実施例１
ナイロン６６ １００ｇ及び酸変性ポリエチレンＡ（酸価３０ＫＯＨｍｇ／ｇ、ＪＩＳ Ｋ ２２０７による針入度３（×１０^-1ｍｍ）、融点１０７℃）１０ｇ及び蜜蝋（酸価２０ＫＯＨｍｇ／ｇ、融点６３℃）３ｇを、クレゾールとキシレンの質量比が６０：４０の混合溶剤に固形分が１３質量％になるように溶解、分散させて潤滑性電気絶縁塗料を得た。得られた塗料を下記条件でベース線材に塗布、焼付けして、表層の皮膜厚さが１μｍの絶縁電線を製造した。塗料組成と絶縁電線の評価結果を表１に示す。
ベース線材：導体（銅線）径０．４ｍｍ、ＰＥＷ（日東電工製、ポリエステル塗料ＤＥ
−２５１Ｔを塗布、焼付け）皮膜厚２０μｍ
塗布、焼付け条件：（１）炉 炉長２．４ｍ、横型電熱炉
（２）炉温 入口／出口＝３３０℃／３７５℃
（３）線速 １９ｍ／ｍｉｎ
（４）絞り ２回
【００１７】
実施例２及び３
実施例１において、蜜蝋の配合量を表１に示すように変更した以外は同様にして、絶縁電線を製造した。
塗料の組成と絶縁電線の評価結果を表１にまとめて示す。
【００１８】
比較例１〜４
実施例１において、酸変性ポリエチレンの種類と配合量及び蜜蝋の配合量を表２に示すように変更した以外は同様にして、絶縁電線を製造した。
塗料の組成と絶縁電線の評価結果を表２にまとめて示す。表２における酸変性ポリエチレンＢの酸価は１８ＫＯＨｍｇ／ｇ、ＪＩＳ Ｋ ２２０７による針入度は１０（×１０^-1ｍｍ）、融点は１０２℃である。
【００１９】
［性能試験］
（１）静摩擦係数
Ｈｏｗｅｌｌ法により測定。
（２）耐摩耗性
旧ＪＩＳ Ｃ３００３−１９７６ １０．１ 往復摩耗試験により測定。
（３）接着性
ＪＩＳ Ｃ ２１０３ ２７．３ ヘリカルコイル法に準じて測定。
含浸ワニス 主剤／硬化剤＝ＴＶＢ−２１９０／ＴＥＣ−９６３７（東芝ケミカル社
製）
硬化条件 １３０℃、２時間
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明により、特に潤滑性に一段と優れ、また、耐摩耗性と含浸ワニスの接着性とのバランスも良好な表層を有する絶縁電線、及びこの表層を形成しうる電気絶縁塗料を提供することが可能となった。

Claims (5)

1. ポリアミド樹脂と酸価１５ＫＯＨｍｇ／ｇ以上で針入度５（×１０ ^-1 ｍｍ）以下の硬度を有する極性基導入ポリエチレンと酸価１７〜２２ＫＯＨｍｇ／ｇの蜜蝋とからなる潤滑性電気絶縁塗料であって、
   前記ポリアミド樹脂１００重量部に対して、前記極性基導入ポリエチレンを１〜１５重量部、前記蜜蝋を１〜２０重量部の割合で含有すること、を特徴とする前記潤滑性電気絶縁塗料。
2. 前記ポリアミド樹脂が、数平均分子量１０，０００〜３０，０００のナイロン６６である、請求項１に記載の潤滑性電気絶縁塗料。
3. 前記極性基導入ポリエチレンが、酸価２５〜８０ＫＯＨｍｇ／ｇ、平均分子量９００〜４，０００、密度０．９２〜０．９７ｇ／ｃｍ ³ 、軟化点１００〜１３７℃、平均粒径１０μｍ以下、かつ、針入度５（×１０^-1ｍｍ）以下の硬度を有する極性基導入ポリエチレンである、請求項１又は２に記載の潤滑性電気絶縁塗料。
4. 前記蜜蝋が、酸価１７〜２２ＫＯＨｍｇ／ｇ、かつ、融点６０〜６７℃の蜜蝋である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑性電気絶縁塗料。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑性電気絶縁塗料を導体上に直接又は他の絶縁層を介して、塗布、焼付けて表層を形成してなる絶縁電線。