JP5493192B2 - 絶縁電線及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記プライマー層の形成は、塗膜形成用樹脂及ポリサルファイドポリマーを含有する塗料を、硬化後の厚みが4μm以上となる量を前記導体表面に塗布した後、加熱硬化して、厚み4μm以上の塗膜を一度に形成する工程を含むことを特徴とする。前記塗料の塗布及び加熱硬化を1サイクル行うことにより、前記プライマー層を形成することが好ましい。
−R1−O−R2−O−R1−S−S−(式中、R1、R2は炭素数1〜3のアルキレン基である)の繰り返し単位で構成されていることが好ましく、前記塗膜形成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる1種であることが好ましい。
本発明の絶縁電線の製造方法は、導体と絶縁被膜との間に介在させるプライマー層の形成について、前記導体表面に、塗膜形成用樹脂及ポリサルファイドポリマーを含有する塗料を、加熱硬化後の厚みが4μm以上となる量だけ塗布した後、加熱硬化して、厚み4μ以上の塗膜を形成する工程を含んでいる点に特徴がある。以下、詳述する。
本発明の製造方法が対象とする導体は、銅を主成分とする導体である。後述するプライマー用塗料に含まれるポリサルファイドポリマーは、特に銅に対して、結合形成が可能だからである。
本発明の製造方法で用いられるプライマー用塗料は、塗膜形成用樹脂及びポリサルファイドポリマーを含み、必要に応じて硬化剤、添加剤などが含有されている。
(1)塗膜形成用樹脂(ベースポリマー)
従来より絶縁ワニスに用いられる公知の樹脂を用いることができる。例えば、ポリエステルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂などを用いることができる。これらのうち、特に、耐熱性、耐軟化性、耐溶剤性などに優れるが、過酷な巻線加工性の指標となる耐摩耗性の向上が求められているフェノキシ樹脂において、導体との密着性向上について顕著な効果を得ることができる。
本発明で用いられるポリサルファイドポリマーとは、ジスルフィド結合(−S−S−)を主鎖中に有する液状ポリマーで、且つ末端がSH基のポリマーである。
好ましくは、主鎖が、−R1−O−R2−O−R1−S−S−の繰り返し単位を有するポリマーで、ゴム弾性を有する。
塗膜形成樹脂の硬化剤を含んでいてもよい。当該硬化剤としては、上記ベースポリマーの種類にもよるが、例えば、OH基、エポキシ基を有するエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、あるいはポリエステルイミド等の末端にOH基、COOH基、NH2基を有するようなポリマーの場合、イソシアネート系硬化剤が好ましく用いられる。
上記成分の他、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤等の架橋剤を含有してもよく、OH基含有樹脂に対しては、テトラプロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラヘキシルチタネート等のチタンアルコキシドが好ましく用いられる。
塗膜構成樹脂に代えて、市販の絶縁ワニスを用いる場合には、当該絶縁ワニスに、当該絶縁ワニスの固形分100質量部に対して0.5〜25質量部、好ましくは1.0〜20質量部となるように、ポリサルファイドポリマーを添加することによっても製造できる。
使用できる市販の絶縁ワニスとしては、例えば、日立化成工業製のIsomid40SM45、大日精化社製のEH402−45、FS304、FS201、日触スケネクタディ社のアイソミッド、ゼネラルエレクトリック社製のイミデックス等のエステルイミドワニス;デユポン社製パイルML、東レ社製トレニース#2000、#3000当業者のポリイミド塗料;日立化成社製のHI−400、HI−405、HI−406等のポリアミドイミド塗料などが挙げられる。
本発明の製造方法は、上記導体上に、上記組成を有するプライマー用塗料を、塗布、乾燥することによりプライマー層を形成する方法であり、上記組成を有するプライマー用塗料を、硬化後の厚みが4μm以上となる量塗布した後、加熱硬化することにより、厚み4μm以上の塗膜を形成する工程を含む。
浸漬し、1〜100m/minの引き上げ速度で導体を引き上げ、所定内径のダイスに通過させることによって行うことが、プライマー層の厚み調節、生産性の観点から好ましい。ダイスの通過は、塗料からの導体引き上げ時に行うことができる。塗料への浸漬、ダイスの通過は、1回だけでなく、複数回行ってもよい。
例えば、ポリエステルイミド系塗料の場合、350〜500℃程度の炉内を、1パスあたり10秒〜30秒間(10回引きなら100秒〜300秒間)、通過させることにより行うことが好ましい。焼きつけにより、耐熱性、耐摩耗性にすぐれたプライマー層を得ることができる。
プライマー層は、1サイクルの塗布、加熱硬化により形成される厚み4μm以上の塗膜のみで構成してもよいし、まず導体との境界面に厚み4μm以上の塗膜を形成した後、さらに、プライマー用塗料を塗布、加熱硬化を繰り返して、さらに厚膜のプライマー層を形成してもよい。
本発明の絶縁電線は、上記本発明の製造方法で作製されるものである。すなわち、銅を主成分とする導体表面にプライマー層が形成され、該プライマー層上に絶縁被覆層が形成されている絶縁電線において、前記プライマー層は、酸素原子の含有量よりも硫黄原子の含有量の方が多い部分を、前記導体との界面側に有していることを特徴とする。
このことは、銅が塗料のポリサルファイドの硫黄原子と反応して、結合形成するとともに、ポリサルファイドポリマーと結合形成しなかった銅が酸化されてい酸化銅が形成されたためと考えられる。
上塗り層の組成としては特に限定せず、従来より絶縁被膜に用いられているポリエステルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノキシ系樹脂などを用いることができる。上塗り層構成樹脂は、プライマー層構成樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよく、絶縁電線の用途に応じて適宜選択される。
はじめに、本実施例で行なった評価方法について説明する。
電線をエポキシ樹脂にてモールドした後、断面を切り出し、顕微鏡観察により膜厚を測定した。
絶縁電線に直交させてピアノ線を重ね合わせ、種々の重さの荷重をかけた状態で絶縁電線を引き抜いた際に、絶縁皮膜に損傷が生じた荷重(引掻き削れ荷重)(g)を記録した。
JIS C3003の密着性(ねじり法)に準拠して、皮膜の密着性を測定した。すなわち、スクレーパを用いて、電線の上下の皮膜部分を導体に達するまで取り除いた試験片を作成し、当該試験片について、所定荷重で捻じり、残った側面部の皮膜が浮き上がるまでのねじり回数を測定した。
(3)で作製した試験片について、160℃で6時間保持した後、(3)と同様の方法で、皮膜が浮き上がるまでのねじり回数を測定した。
東都化成社製のビスフェノールA型フェノキシワニスBP9−27(固形分27%)1000質量部に、硬化剤としてブロックイソシアネート(日本ポリウレタン社のMS−50)108質量部及び溶媒としてクレゾール190.4質量部を投入し、系内の温度を100℃まで昇温し、同温度で2時間、攪拌しながら加熱することにより溶解させた。得られた溶液を室温まで冷却した後、チタン系硬化剤(テトラブチルチタネート)を10.8質量部投入し、1時間攪拌した後、液状ポリサルファイドとして東レファインケミカル社のチオコールLP3(商品名)を32.4質量部添加し、さらに1時間攪拌することにより、プライマー用塗料を調製した。
温度計、冷却管、塩化カルシウム充填管、攪拌器および窒素吹き込み管が取り付けられた1L容のフラスコ内に、窒素吹き込み管から毎分150mLの窒素ガスを流しながら、無水トリメリット酸1.95gおよびメチレンジイソシアネート(三井武田ケミカル(株)製、商品名:コモネートPH)233.2gを投入した。
次に、フラスコ内に、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン536gを添加し、攪拌器で攪拌しながら、80℃で3時間加熱した後、約4時間かけて系内の温度を120℃まで昇温し、同温度で3時間加熱した。その後、加熱を止め、フラスコ内にキシレン134gを添加して内容液を希釈した後、放冷し、不揮発分含量が35重量%であるポリアミドイミド樹脂ワニスを調製した。
上記で調製した汎用PAIの固形分量100質量部に対してポリエチレンワックス1.5質量部の割合で、汎用PAIとポリエチレンワックスを混合することにより、ポリアミドイミド樹脂ワニスを調製した。
実施例1:
調製した絶縁被膜用塗料が入ったタンクに、径1.0mmの銅線を浸漬し、所定内径を有するダイスを通過させて塗料厚みを調節した後、温度350〜500℃に設定した炉内を通過させることにより、塗料を加熱硬化して、被膜厚み4μmのプライマー層を形成した。
次いで、汎用エステルイミドワニス(日立化成工業社のIsomid40SM45)、上記で調製した汎用ポリアミドイミドワニス、高潤滑ポリアミドイミドワニスを用いて、各順に塗布、焼付を行うことにより、表1に示す皮膜構成を有する絶縁電線を作成した。
表1に示すように、層構成を変更した。すなわち、比較例1では、プライマーの塗布量を減量して、プライマー層(1層目)の厚みを薄くするとともに2層目をその分だけ厚くし、比較例2では、塗布および加熱硬化を2サイクル行うことで実施例1と同じ厚みのプライマー層(1層目)を形成して、絶縁電線を作製した。
プライマー層を形成せず、また絶縁被膜として汎用エステルイミドに代えて、高密着タイプのポリエステルイミドワニスを用いて、導体上に、直接、絶縁被膜(2層目)を形成した。高密着エステルイミド層を分厚くすることにより、トータルの皮膜厚みが実施例、比較例と等しくなるように調節した。
Claims (5)
- 銅を主成分とする導体上にプライマー層が形成され、該プライマー層上に絶縁被覆層が形成される絶縁電線の製造方法において、
前記プライマー層の形成は、塗膜形成用樹脂及ポリサルファイドポリマーを含有する塗料を、硬化後の厚みが4μm以上となる量を前記導体表面に塗布した後、加熱硬化して、厚み4μm以上の塗膜を一度に形成する工程を含むことを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 前記塗料の塗布及び加熱硬化を1サイクル行うことにより、前記プライマー層を形成する請求項1の製造方法。
- 前記ポリサルファイドポリマーは、末端がSH基であり、主鎖が
−R1−O−R2−O−R1−S−S−(式中、R1、R2は炭素数1〜3のアルキレン基である)の繰り返し単位で構成されている請求項2に記載の製造方法。 - 前記塗膜形成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる1種である請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 銅を主成分とする導体表面にプライマー層が形成され、該プライマー層上に絶縁被覆層が形成されている絶縁電線において、
該絶縁電線は請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法で製造された絶縁電線であり、
前記プライマー層は、酸素原子の含有量よりも硫黄原子の含有量の方が多い部分を、前記導体との界面側に有していることを特徴とする絶縁電線。
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