JP5424234B2 - 絶縁電線 - Google Patents
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Description
(絶縁塗料)
本発明の実施の形態に係る絶縁塗料は、無酸素銅、銅等の金属材料からなる導体を被覆する絶縁被膜を形成する絶縁塗料であって、下記一般式(1)で表される繰り返し単位と、下記一般式(2)で表される繰り返し単位とを有するポリイミド前駆体樹脂から形成される。
本実施の形態に係る絶縁塗料は、溶剤中に複数の出発物質を添加して、所定の条件下で反応させて合成することができる。なお、樹脂塗料は、樹脂と溶剤とから構成される。
図1Aは、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の断面を示す。
本実施の形態に係る絶縁塗料によれば、一般式(1)及び一般式(2)を有すると共に、一般式(3)乃至(5)で表される基を有する絶縁塗料を提供できるので、ポリイミド樹脂の耐熱性を維持しつつ、導体に対する密着性が高く、誘電率が低い絶縁被膜を形成することができる。したがって、本実施の形態に係る絶縁塗料によれば、絶縁被膜の部分放電開始電圧の高い絶縁被膜を形成できるので、部分放電による絶縁被膜の劣化を抑制することができ、例えば、インバータ制御される電気機器(一例として、モータのコイル等)の寿命を長くすることができる。
比較例1に係る絶縁塗料は、以下の手順により合成した。まず、攪拌機を取り付けた5lのセパラブル3つ口フラスコに、シリコンコック付きトラップを備えた玉付冷却管を装着した。続いて、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(分子量:310.21)217.1gと、ピロメリット酸二無水物(分子量:218.1)65.4gと、パラフェニレンジアミン(PPD)(分子量108.1)108.1gと、N−メチル−2−ピロリドン(分子量:99.1)1489gとをそれぞれ秤量した。そして、秤量した各材料をフラスコ中に添加した。その後、攪拌機の回転数を180rpmに設定して、室温下で5時間反応させた。続いて、無水マレイン酸20gを更にフラスコ中に添加して、室温下で5時間反応させることにより、比較例1に係る絶縁塗料としてのポリイミド前駆体樹脂を合成した。
比較例2に係る絶縁塗料は、比較例1に係る絶縁塗料とは、ピロリメット酸二無水物の量を17.4gに変更し、パラフェニレンジアミンの代わりに1,4−ビス(4−アミノフェニキシ)ベンゼン(TPE−Q)(分子量292.3)を292.3g添加すると共に、N−メチル−2−ピロリドンの量を2107.2gに変更した点を除き、比較例1と同様にして合成した。また、比較例2に係る絶縁塗料を用いて、実施例1と同様にして比較例2に係る絶縁電線を作成した。
比較例3に係る絶縁塗料は、比較例1に係る絶縁塗料とは、4,4’−オキシジフタル酸二無水物の量を124.0gに変更し、ピロリメット酸二無水物の量を130.8gに変更して、パラフェニレンジアミンの代わりに1,4−ビス(4−アミノフェニキシ)ベンゼン(TPE−Q)を292.3g添加すると共に、N−メチル−2−ピロリドンの量を2188gに変更した点を除き、比較例1と同様にして合成した。また、比較例3に係る絶縁塗料を用いて、実施例1と同様にして比較例3に係る絶縁電線を作成した。
比較例4に係る絶縁塗料は、比較例1に係る絶縁塗料とは、パラフェニレンジアミンの代わりに2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(m−BAPS)(分子量432.5)を432.5g添加すると共に、N−メチル−2−ピロリドンの量を2860gに変更した点を除き、比較例1と同様にして合成した。また、比較例4に係る絶縁塗料を用いて、実施例1と同様にして比較例4に係る絶縁電線を作成した。
比較例5に係る絶縁塗料は、比較例1に係る絶縁塗料とは、4,4’−オキシジフタル酸二無水物の量を294.7gに変更し、ピロリメット酸二無水物の量を10.9gに変更し、パラフェニレンジアミンの代わりに1,4−ビス(4−アミノフェニキシ)ベンゼン(TPE−Q)を292.3g添加すると共に、N−メチル−2−ピロリドンの量を2392gに変更した点を除き、比較例1と同様にして合成した。また、比較例5に係る絶縁塗料を用いて、実施例1と同様にして比較例5に係る絶縁電線を作成した。
比較例6に係る絶縁塗料は、比較例1に係る絶縁塗料とは、4,4’−オキシジフタル酸二無水物の量を124.1gに変更し、ピロリメット酸二無水物の量を130.1gに変更し、パラフェニレンジアミンの代わりに1,4−ビス(4−アミノフェニキシ)ベンゼン(TPE−Q)を292.3g添加すると共に、N−メチル−2−ピロリドンの量を2186gに変更した点を除き、比較例1と同様にして合成した。また、比較例6に係る絶縁塗料を用いて、実施例1と同様にして比較例6に係る絶縁電線を作成した。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁電線用の絶縁塗料の特性を、以下の各項目について評価した。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料を用いてフィルム状の試験短冊片をそれぞれ作成した。試験短冊片のサイズは、2mm×100mmとした。そして、試験短冊片を180°折り曲げ、10回の折り曲げを繰り返した後の割れの発生の有無を評価した。割れの発生がある場合を「×」(不合格)、割れの発生がない場合を「○」(合格)とした。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料から30mm×5mmサイズのフィルムをそれぞれ作成した。そして、作成した各フィルムについて、動的粘弾性装置(アイティー計測制御(株)製DVA−200)を用い、周波数10Hz、昇温速度3℃/分の条件で室温から400℃までの温度領域において弾性率を測定した。そして、測定した弾性率の変曲点をガラス転移温度とした。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料から重量が10mgのフィルムをそれぞれ作成した。そして、作製した各フィルムをプラチナ製のサンプルパンに搭載した。次に、示差熱熱重量同時測定装置(セイコーインスツル(株)製TG/DTA320)を用いて、空気中、100ml/分流量、昇温速度10℃/分の条件で室温から800℃まで昇温させて熱分析を実施した。そして、フィルムの重量が5%減少した時点の温度を、5%重量減少温度とした。
密着力評価用の銅基板を準備した。そして、準備した銅基板に実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料をそれぞれ塗布、焼き付けて、幅10mmの短冊状試験片を作成した。そして、各短冊状試験片についてテンシロン測定機を用いて引張強さを測定することにより密着力を評価した。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料のそれぞれからフィルム状に成型した2mm×100mmの試験短冊片を空洞共振器摂動法(アジレント社製、S−パラメータネットワークアナライザ8720ES)を用い、周波数10GHzの誘電率を測定した。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料のそれぞれから作成した絶縁電線用被膜を黄銅製の平行平板電極30mmφで挟み、初期1kV荷電から0.5kV/minで昇圧して課電し、絶縁破壊時の電圧を測定した。
実施例1〜3、及び比較例1〜6に係る絶縁塗料を用いて製造した絶縁電線のそれぞれを黄銅製の平行平板電極30mmφで挟み、初期1kV荷電から0.5kV/minで12.4kVの電圧まで昇圧させた後、絶縁被膜の外観を走査型電子顕微鏡で観察して、亀裂の有無を観察することにより評価した。亀裂がある場合を「×」(不合格)、亀裂がない場合を「○」(合格)とした。
10 導体
20 絶縁被膜
22 第1の外部絶縁被膜
24 第2の外部絶縁被膜
30 中間絶縁被膜
Claims (3)
- 導体と、
下記一般式(1)及び下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有し、前記一般式(2)で表される繰り返し単位の数nに対する前記一般式(1)で表される繰り返し単位の数mの比が、1≦m/n≦9であるポリイミド前駆体樹脂からなる絶縁塗料を前記導体上に塗布焼付けして形成される絶縁被膜と
を備える絶縁電線。
- 前記導体と前記絶縁被膜との間に中間絶縁被膜を更に備える請求項1に記載の絶縁電線。
- 前記中間絶縁被膜は、前記導体の表面にシランカップリング剤を塗布焼付することにより形成される請求項2に記載の絶縁電線。
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