JP5549528B2

JP5549528B2 - Glass wound copper wire and method for producing glass wound copper wire

Info

Publication number: JP5549528B2
Application number: JP2010235264A
Authority: JP
Inventors: 正義青山; 亨鷲見; 正義後藤; 貞美糸永
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: JP2012089359A

Description

本発明は、ガラス糸巻銅線及びガラス糸巻銅線の製造方法に関する。 The present invention relates to a glass wound copper wire and a method for producing a glass wound copper wire.

従来の技術として、軟化温度が低く、かつ、導電率の高い無酸素銅材の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この無酸素銅材の製造方法では、上方引き上げ連続鋳造装置にて、酸素量が０．０００１質量％以下の無酸素銅に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）又はバナジウム（Ｖ）等の金属を微量（０．０００７〜０．００５質量％）添加した銅溶湯を用いて荒引き材を製造し、この荒引き材に冷間伸線加工を実施することにより冷間伸線材を作製した後、この冷間伸線材に熱処理を実施して無酸素銅材を製造する。 As a conventional technique, a method for producing an oxygen-free copper material having a low softening temperature and high conductivity is known (see, for example, Patent Document 1). In this method of producing an oxygen-free copper material, in an upward pulling continuous casting apparatus, oxygen-free copper having an oxygen content of 0.0001% by mass or less and a metal such as titanium (Ti), zirconium (Zr), or vanadium (V) After producing a rough drawing material using a molten copper to which a small amount (0.0007 to 0.005 mass%) is added, and performing a cold drawing process on the rough drawing material, a cold drawing material is produced. The cold drawn wire is heat treated to produce an oxygen free copper material.

特開２００８−２５５４１７号公報JP 2008-255417 A

ところで、上記の無酸素銅材を用いてガラス糸巻銅線を作製する場合、従来のガラス糸巻銅線の製造方法では、３号平角銅線（ＪＩＳＣ３１０４−１９９４に規定されている軟質の電気用の平角銅線）を作製する際、１号平角銅線（ＪＩＳＣ３１０４−１９９４に規定されている硬質の電気用の平角銅線）を、電気抵抗炉等を使用して十分に軟化焼鈍することが必要となる。しかし、この軟化焼鈍工程を含む製造工程は、焼鈍工程において消費する電力等のエネルギー費用、焼鈍工程の設備費用、設備メンテナンス費用、焼鈍工程にかかる時間及び人件費等によりガラス糸巻銅線の製造コストが高くなることが問題となる。 By the way, when producing a glass thread wound copper wire using the above oxygen-free copper material, in the conventional method for producing a glass thread wound copper wire, No. 3 rectangular copper wire (for soft electrical use as defined in JIS C3104-1994) No. 1 rectangular copper wire (hard rectangular copper wire specified in JIS C3104-1994) should be sufficiently softened and annealed using an electric resistance furnace or the like. Is required. However, the manufacturing process including this softening annealing process is a manufacturing cost of glass wound copper wire due to energy costs such as electric power consumed in the annealing process, equipment cost of the annealing process, equipment maintenance cost, time required for the annealing process and labor cost, etc. Is a problem.

したがって、本発明の目的は、生産性が高く、導電率、軟化温度及び表面品質に優れたガラス糸巻銅線及びガラス糸巻銅線の製造方法を提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a glass wound copper wire and a method for producing a glass wound copper wire that have high productivity and excellent electrical conductivity, softening temperature, and surface quality.

本発明は、上記目的を達成するため、導体と、導体にガラス糸束を巻いて形成されるガラス糸巻層と、ガラス糸巻層に絶縁塗料を含浸させた絶縁層と、を備え、導体が、純銅と、２ｍａｓｓｐｐｍを超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素と、添加元素としての４ｍａｓｓｐｐｍ以上５５ｍａｓｓｐｐｍ以下のＴｉと、２ｍａｓｓｐｐｍ以上１２ｍａｓｓｐｐｍ以下の硫黄と、を含み、残部が不可避的不純物であり、かつ１２００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯として希薄銅合金材料を作製し、希薄銅合金材料を鋳塊ロッドとした後に、８８０℃以下５５０℃以上の圧延ロール温度で熱間圧延する工程を経て得られたものであるガラス糸巻銅線を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a conductor, a glass wound layer formed by winding a glass yarn bundle around the conductor, and an insulating layer obtained by impregnating the glass wound layer with an insulating paint. and pure copper, and the following oxygen 30 mass ppm exceed 2mass ppm, and 4 mass ppm or 55 mass ppm or less of Ti as added pressure element comprises a less sulfur than 2mass ppm 12 mass ppm, and Ri balance der unavoidable impurities In addition, a dilute copper alloy material is produced as a molten metal at a molten copper temperature of 1200 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower, and the dilute copper alloy material is used as an ingot rod, followed by hot rolling at a rolling roll temperature of 880 ° C. or lower and 550 ° C. or higher. to provide a glass yarn copper Ru der those obtained through the process.

また、上記のガラス糸巻銅線が、硫黄（Ｓ）及びＴｉの一部が、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、若しくはＴｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物又はＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、若しくはＴｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物の凝集物として含まれ、Ｔｉ及びＳの残部が固溶体として含まれることが好ましい。 Further, the above-described glass wound copper wire is a compound in which sulfur (S) and a part of Ti have a TiO, TiO ₂ , TiS, or Ti—O—S bond, or TiO, TiO ₂ , TiS, or Ti—O. included as aggregates of compounds with -S bond, it is preferred that the balance of T i and S are contained as a solid solution.

また、上記のガラス糸巻銅線が、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、Ｔｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物又は凝集物が結晶粒内に分布しており、ＴｉＯが、２００ｎｍ以下のサイズを有し、ＴｉＯ_２が、１０００ｎｍ以下のサイズを有し、ＴｉＳが、２００ｎｍ以下のサイズを有し、Ｔｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物又は凝集物が、３００ｎｍ以下のサイズを有し、直径５００ｎｍ以下の粒子が全分散粒子中の粒子数の割合で９０％以上であることが好ましい。 In addition, the glass wound copper wire has a TiO, TiO ₂ , TiS, Ti—O—S bond -containing compound or aggregate distributed in the crystal grains, and TiO has a size of 200 nm or less, TiO ₂ has a size of 1000 nm or less, TiS has a size of 200 nm or less, and a compound or aggregate having a Ti—O—S bond has a size of 300 nm or less and a diameter of 500 nm or less. Is preferably 90% or more in terms of the number of particles in the total dispersed particles .

本発明は、上記目的を達成するため、純銅と、２ｍａｓｓｐｐｍを超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素と、添加元素としての４ｍａｓｓｐｐｍ以上５５ｍａｓｓｐｐｍ以下のＴｉと、２ｍａｓｓｐｐｍ以上１２ｍａｓｓｐｐｍ以下の硫黄と、を含み、残部が不可避的不純物である希薄銅合金線を最終線径に加工を実施した硬質導体を作製する導体作製工程と、硬質導体の外周にガラス糸束を巻いてガラス糸巻層を形成するガラス糸巻層形成工程と、ガラス糸巻層上に絶縁材料を塗布して絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、絶縁層を焼き付ける焼付工程と、を含み、導体作製工程が、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、１２００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯として希薄銅合金材料を作製し、希薄銅合金材料を鋳塊ロッドとした後に熱間圧延して希薄銅合金線を作製する工程を含み、希薄銅合金線を作製する工程における熱間圧延は、圧延ロールの温度が８８０℃以下５５０℃以上で行われ、焼付工程が、絶縁層を焼き付けると共に、焼付工程で発生する熱量によって硬質導体を軟質導体に変質させるガラス糸巻銅線の製造方法を提供する。 The present invention, in order to achieve the above object, a pure copper, and the following oxygen 30 mass ppm exceed 2mass ppm, and 4 mass ppm or 55 mass ppm or less of Ti as added pressure element, and the following sulfur 2mass ppm or 12 mass ppm, only including, forming a conductor manufacturing process the remainder to produce a rigid conductor machining the final wire diameter was performed dilute copper alloy wire is unavoidable impurities, the glass yarn layer by winding a glass fiber bundle on the outer periphery of the rigid conductors includes a glass yarn layer formation step, an insulating layer forming step of forming an insulating layer by coating an insulating material on the glass yarn layer, and baking step of baking the insulating layer, a to conductor manufacturing steps, SCR continuous casting and rolling After preparing a dilute copper alloy material as a molten metal at a molten copper temperature of 1200 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower, and using the dilute copper alloy material as an ingot rod, Comprised between rolled to step of preparing a dilute copper alloy wire, hot rolling in the step of preparing a dilute copper alloy wire, the temperature of the rolling rolls is performed at 880 ° C. or less 550 ° C. or higher, baking step, an insulating layer And a method for producing a glass wound copper wire in which a hard conductor is transformed into a soft conductor by the amount of heat generated in the baking process.

本発明に係るガラス糸巻銅線及びガラス糸巻銅線の製造方法によれば、生産性が高く、導電率、軟化温度及び表面品質に優れたガラス糸巻銅線及びガラス糸巻銅線の製造方法を提供することができる。 According to the method for producing a glass wound copper wire and a glass wound copper wire according to the present invention, a glass thread wound copper wire and a method for producing a glass wound copper wire having high productivity and excellent electrical conductivity, softening temperature and surface quality are provided. can do.

図１は、ＴｉＳ粒子のＳＥＭ像を示す図である。FIG. 1 is a view showing an SEM image of TiS particles. 図２は、図１の分析結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the analysis result of FIG. 図３は、ＴｉＯ_２粒子のＳＥＭ像を示す図である。FIG. 3 is a view showing an SEM image of TiO ₂ particles. 図４は、図３の分析結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the analysis result of FIG. 図５は、Ｔｉ−Ｏ−Ｓ粒子のＳＥＭ像を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an SEM image of Ti—O—S particles. 図６は、図５の分析結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the analysis result of FIG. 図７（ａ）は、実施の形態に係るガラス糸巻銅線の断面図であり、（ｂ）は、ガラス糸巻銅線の変形例である。Fig.7 (a) is sectional drawing of the glass wound copper wire which concerns on embodiment, (b) is a modification of a glass wound copper wire. 図８は、ガラス糸巻銅線を所定の角度で折り曲げた時点における測定装置の概略図である。FIG. 8 is a schematic view of the measuring apparatus at the time when the glass thread wound copper wire is bent at a predetermined angle. 図９は、ガラス糸巻銅線のスプリングバック角度を測定中の測定装置の概略図である。FIG. 9 is a schematic view of a measuring apparatus that is measuring the springback angle of the glass wound copper wire.

［実施の形態の要約］
実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、導体と、導体にガラス糸束を巻いて形成されるガラス糸巻層と、ガラス糸巻層に絶縁塗料を含浸させた絶縁層と、を備え、導体が、純銅と、２ｍａｓｓｐｐｍを超える量の酸素と、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｎ及びＣｒからなる群から選択された添加元素と、を含み、残部が不可避的不純物である。 [Summary of embodiment]
A glass wound copper wire according to an embodiment includes a conductor, a glass wound layer formed by winding a glass yarn bundle around the conductor, and an insulating layer obtained by impregnating the glass wound layer with an insulating paint, and the conductor is Including pure copper, oxygen in an amount exceeding 2 mass ppm, and an additive element selected from the group consisting of Ti, Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, and Cr, the balance being inevitable impurities .

添加元素として、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃａ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＣｒからなる群から選択されたものを選んだ理由は、これらの元素は他の元素と結合しやすい活性元素であり、Ｓと結合しやすいためＳをトラップすることができ、銅母材（マトリクス）を高純度化することができるためである。添加元素は１種類以上含まれていてもよい。また、合金の性質に悪影響を及ぼすことのないその他の元素および不純物を合金に含有させることもできる。
また、以下に説明する好適な実施の形態においては、酸素含有量が２を超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下が良好であることを説明しているが、添加元素の添加量およびＳの含有量によっては、合金の性質を備える範囲において、２を超え４００ｍａｓｓｐｐｍを含むことができる。 The reason why the elements selected from the group consisting of Mg, Zr, Nb, Ca, V, Ni, Mn, Ti, and Cr are selected as the additive elements is that these elements are active elements that are easily combined with other elements. This is because S can be trapped because it is easily combined with S, and the copper base material (matrix) can be highly purified. One or more additive elements may be included. Also, other elements and impurities that do not adversely affect the properties of the alloy can be included in the alloy.
Further, in the preferred embodiment described below, it is described that the oxygen content is more than 2 and not more than 30 mass ppm, but depending on the addition amount of the additive element and the S content, In the range having the property of, it is possible to include more than 2 and 400 mass ppm.

［実施の形態］
（ガラス糸巻銅線の構成）
本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、例えば、自動車等に用いられるパワーモジュールの小型化、及び／又はパワーモジュールに供給される電流の電流密度の増大の観点から、アルミニウム（Ａｌ）よりも熱伝導率の高い材料である銅（Ｃｕ）から構成する。 [Embodiment]
(Structure of glass wound copper wire)
The glass wound copper wire according to the present embodiment is, for example, more compact than aluminum (Al) from the viewpoint of downsizing a power module used in an automobile and / or increasing the current density of current supplied to the power module. It consists of copper (Cu) which is a material with high thermal conductivity.

例えば、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、導電率９８％ＩＡＣＳ（万国標準軟銅（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｎｎｅｌｄＣｏｐｐｅｒＳｔａｎｄａｒｄ）以上、抵抗率１．７２４１×１０^−８Ωｍを１００％とした場合の導電率）、好ましくは１００％ＩＡＣＳ以上、より好ましくは１０２％ＩＡＣＳ以上を満足する軟質型銅材としての軟質希薄銅合金材料を用いて構成される。 For example, the glass wound copper wire according to the present embodiment has an electrical conductivity of 98% IACS (International Standard Copper Standard) or higher, and a resistivity of 1.7241 × 10 ⁻⁸ Ωm is 100%. ), Preferably 100% IACS or more, and more preferably, a soft dilute copper alloy material as a soft copper material satisfying 102% IACS or more.

また、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、ＳＣＲ（ＳｏｕｔｈｗｉｒｅＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｏｄ）連続鋳造設備を用い、表面の傷が少なく、製造範囲が広く、安定生産が可能である。またワイヤロッドに対する加工度９０％（例えば、φ８ｍｍからφ２．６ｍｍのワイヤへの加工）での軟化温度が１４８℃以下の材料を用いて構成される。 Moreover, the glass thread wound copper wire which concerns on this Embodiment uses an SCR (Southwire Continuous Rod) continuous casting installation, there are few surface damage | wounds, a manufacturing range is wide, and stable production is possible. The wire rod is made of a material having a softening temperature of 148 ° C. or less at a processing degree of 90% (for example, processing from φ8 mm to φ2.6 mm wire).

また、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、Ｔｉを添加元素とする場合、２ｍａｓｓｐｐｍ以上１２ｍａｓｓｐｐｍ以下の硫黄（Ｓ）と、２ｍａｓｓｐｐｍを超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素（Ｏ）と、４ｍａｓｓｐｐｍ以上５５ｍａｓｓｐｐｍ以下のチタン（Ｔｉ）とを含む。更に、硫黄（Ｓ）及びチタン（Ｔｉ）は、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、若しくはＴｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物又はＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、若しくはＴｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物の凝集物としてガラス糸巻銅線に含まれ、残部のＴｉ及びＳは、固溶体としてガラス糸巻銅線に含まれる。２ｍａｓｓｐｐｍを超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素を含有していることから、この実施の形態では、いわゆる低酸素銅（ＬＯＣ）を対象としている。 Moreover, the glass thread wound copper wire which concerns on this Embodiment WHEREIN: When using Ti as an additive element, 2 mass ppm or more and sulfur (S) of 12 mass ppm or less, oxygen exceeding 2 mass ppm and oxygen (O) of 30 mass ppm or less, and 4 mass and titanium (Ti) of not less than ppm and not more than 55 mass ppm. Furthermore, sulfur (S) and titanium (Ti) is, _TiO, agglomeration of TiO 2, TiS, or a compound having a TiO-S bond or _TiO, TiO 2, TiS, or a compound having a TiO-S bond It is contained in a glass wound copper wire as a product, and the remaining Ti and S are contained in a glass wound copper wire as a solid solution. In this embodiment, so-called low oxygen copper (LOC) is targeted because it contains oxygen exceeding 2 mass ppm and not more than 30 mass ppm.

また、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、Ｔｉ−Ｏ−Ｓの形の化合物又は凝集物はガラス糸巻銅線を構成する結晶粒の内部に分布しており、ＴｉＯは、２００ｎｍ以下のサイズを有し、ＴｉＯ_２は、１０００ｎｍ以下のサイズを有し、ＴｉＳは、２００ｎｍ以下のサイズを有し、Ｔｉ−Ｏ−Ｓの形の化合物又は凝集物は、３００ｎｍ以下のサイズを有する。更に、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、５００ｎｍ以下の粒子を９０％以上含む。また、結晶粒とは、銅の結晶組織のことを意味する。 Further, the compound or aggregate in the form of TiO, TiO ₂ , TiS, Ti—O—S is distributed inside the crystal grains constituting the glass wound copper wire, and TiO has a size of 200 nm or less, TiO ₂ has a size of 1000 nm or less, TiS has a size of 200 nm or less, and compounds or aggregates in the form of Ti—O—S have a size of 300 nm or less. Furthermore, the glass thread copper wire which concerns on this Embodiment contains 90% or more of particles of 500 nm or less. The crystal grain means a copper crystal structure.

（ガラス糸巻銅線の製造方法）
本実施の形態に係るガラス糸巻銅線の製造方法は以下のとおりである。例として、Ｔｉを添加元素に選択した場合を説明する。まず、ガラス糸巻銅線の導体の製造方法について説明する。例えば、この導体の原料としてのチタン（Ｔｉ）を含む軟質希薄銅合金材料を準備する（原料準備工程）。次に、この軟質希薄銅合金材料を１１００℃以上１３２０℃以下の溶銅温度で溶湯にする（溶湯製造工程）。次に、溶湯からワイヤロッドを作製する（ワイヤロッド作製工程）。続いて、ワイヤロッドに８８０℃以下５５０℃以上の温度で、圧延ロールを用いた熱間圧延加工を施す（熱間圧延工程）。更に、熱間圧延工程を経たワイヤロッドに伸線加工を施す（伸線加工工程）。これにより、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線の導体が製造される。 (Method for producing glass wound copper wire)
The manufacturing method of the glass thread copper wire which concerns on this Embodiment is as follows. As an example, a case where Ti is selected as an additive element will be described. First, the manufacturing method of the conductor of a glass thread wound copper wire is demonstrated. For example, a soft dilute copper alloy material containing titanium (Ti) as a raw material for this conductor is prepared (raw material preparation step). Next, this soft dilute copper alloy material is made into a molten metal at a molten copper temperature of 1100 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower (melt manufacturing process). Next, a wire rod is produced from the molten metal (wire rod production process). Subsequently, the wire rod is subjected to hot rolling using a rolling roll at a temperature of 880 ° C. or lower and 550 ° C. or higher (hot rolling step). Further, the wire rod that has undergone the hot rolling process is subjected to a drawing process (drawing process). Thereby, the conductor of the glass thread wound copper wire which concerns on this Embodiment is manufactured.

また、ガラス糸巻銅線の導体の製造には、２ｍａｓｓｐｐｍ以上１２ｍａｓｓｐｐｍ以下の硫黄（Ｓ）と、２ｍａｓｓｐｐｍを超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素（Ｏ）と、４ｍａｓｓｐｐｍ以上５５ｍａｓｓｐｐｍ以下のチタン（Ｔｉ）とを含む軟質希薄銅合金材料を用いる。具体的に、φ２．６ｍｍのサイズで１３０℃以上１４８℃以下の軟化温度を有する軟質希薄銅合金材料を用いる。 In addition, for the production of a glass wound copper wire conductor, sulfur (S) of 2 mass ppm or more and 12 mass ppm or less, oxygen (O) exceeding 2 mass ppm and 30 mass ppm or less, and titanium (Ti) of 4 mass ppm or more and 55 mass ppm or less. And a soft dilute copper alloy material. Specifically, a soft dilute copper alloy material having a softening temperature of 130 ° C. or more and 148 ° C. or less with a size of φ2.6 mm is used.

以下、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線の導体の実現において、本発明者が検討した内容を説明する。 Hereinafter, the content which the inventor examined in the realization of the conductor of the glass thread wound copper wire according to the present embodiment will be described.

まず、純度が６Ｎ（つまり、９９．９９９９％）の高純度銅は、加工度９０％における軟化温度は１３０℃である。したがって、本発明者は、安定生産することができる１３０℃以上１４８℃以下の軟化温度で軟質材の導電率が９８％ＩＡＣＳ以上、好ましくは１００％ＩＡＣＳ以上、より好ましくは１０２％ＩＡＣＳ以上である軟質銅を安定して製造することができる軟質希薄銅合金材料と、この軟質希薄銅合金材料の製造方法について検討した。 First, high-purity copper having a purity of 6N (that is, 99.9999%) has a softening temperature of 130 ° C. at a workability of 90%. Therefore, the present inventor has a soft material having a softening temperature of 130 ° C. or higher and 148 ° C. or lower that enables stable production, and the conductivity of the soft material is 98% IACS or higher, preferably 100% IACS or higher, more preferably 102% IACS or higher. A soft dilute copper alloy material capable of stably producing soft copper and a method for producing the soft dilute copper alloy material were studied.

ここで、酸素濃度が１〜２ｍａｓｓｐｐｍである高純度銅（４Ｎ）を準備して、実験室に設置した小型連続鋳造機（小型連鋳機）を用い、この銅（Ｃｕ）を銅（Ｃｕ）の溶湯にした。そして、この溶湯にチタン（Ｔｉ）を数ｍａｓｓｐｐｍ添加した。続いて、チタン（Ｔｉ）を添加した溶湯からφ８ｍｍのワイヤロッドを製造した。次に、φ８ｍｍのワイヤロッドをφ２．６ｍｍに加工した（つまり、加工度が９０％である）。このφ２．６ｍｍのワイヤロッドの軟化温度は１６０℃〜１６８℃であり、この温度より低い軟化温度にはならなかった。また、このφ２．６ｍｍのワイヤロッドの導電率は、１０１．７％ＩＡＣＳ程度であった。つまり、ワイヤロッドに含まれる酸素濃度を低下させ、チタン（Ｔｉ）を溶湯に添加してもワイヤロッドの軟化温度を低下させることができないと共に、高純度銅（６Ｎ）の導電率１０２．８％ＩＡＣＳよりも導電率が低いという知見を本発明者は得た。 Here, high-purity copper (4N) having an oxygen concentration of 1 to 2 mass ppm was prepared, and a small continuous casting machine (small continuous casting machine) installed in a laboratory was used. ). And several mass ppm of titanium (Ti) was added to this molten metal. Subsequently, a φ8 mm wire rod was manufactured from the molten metal to which titanium (Ti) was added. Next, a φ8 mm wire rod was processed to φ2.6 mm (that is, the processing degree was 90%). The softening temperature of the φ2.6 mm wire rod was 160 ° C. to 168 ° C., and the softening temperature was not lower than this temperature. The conductivity of the φ2.6 mm wire rod was about 101.7% IACS. That is, even if the oxygen concentration contained in the wire rod is lowered and titanium (Ti) is added to the molten metal, the softening temperature of the wire rod cannot be lowered, and the conductivity of high purity copper (6N) is 102.8%. The inventor has found that the conductivity is lower than that of IACS.

軟化温度を低下させることができず、導電率が６Ｎの高純度銅より低くなった原因は、溶湯の製造中に不可避的不純物としての数ｍａｓｓｐｐｍ以上の硫黄（Ｓ）が含まれることに起因すると推測された。すなわち、溶湯に含まれている硫黄（Ｓ）とチタン（Ｔｉ）との間でＴｉＳ等の硫化物が十分に形成されないことに起因して、ワイヤロッドの軟化温度が低下しないものと推測された。 The reason why the softening temperature could not be lowered and the conductivity was lower than that of 6N high-purity copper was that sulfur (S) of several mass ppm or more as an inevitable impurity was contained during the production of the molten metal. I guessed that. That is, it was speculated that the softening temperature of the wire rod does not decrease due to insufficient formation of sulfides such as TiS between sulfur (S) and titanium (Ti) contained in the molten metal. .

そこで、本発明者は、ガラス糸巻銅線の導体の軟化温度の低下と、ガラス糸巻銅線の導体の導電率の向上とを実現すべく、以下の二つの方策を検討した。そして、以下の二つの方策をガラス糸巻銅線の導体の製造に併せ用いることで、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線を得た。 Therefore, the present inventor has examined the following two measures in order to realize a decrease in the softening temperature of the conductor of the glass wound copper wire and an improvement in the electrical conductivity of the conductor of the glass wound copper wire. And the glass thread wound copper wire which concerns on this Embodiment was obtained by using together the following two measures for manufacture of the conductor of a glass thread wound copper wire.

図１は、ＴｉＳ粒子のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）像であり、図２は、図１の分析結果を示す。また、図３は、ＴｉＯ_２粒子のＳＥＭ像であり、図４は、図３の分析結果を示す。更に、図５は、Ｔｉ−Ｏ−Ｓ粒子のＳＥＭ像であり、図６は、図５の分析結果を示す。なお、ＳＥＭ像において図の中心付近に各粒子が示されている。図１〜図６は、表１の実施例１の上から三段目に示す酸素濃度、硫黄濃度、Ｔｉ濃度をもつφ８ｍｍの銅線（ワイヤロッド）の横断面をＳＥＭ観察及びＥＤＸ分析にて評価したものである。観察条件は、加速電圧１５ＫｅＶ、エミッション電流１０μＡとした。 FIG. 1 is an SEM (Scanning Electron Microscope) image of TiS particles, and FIG. 2 shows the analysis result of FIG. FIG. 3 is an SEM image of TiO ₂ particles, and FIG. 4 shows the analysis result of FIG. 5 is an SEM image of Ti—O—S particles, and FIG. 6 shows the analysis result of FIG. In the SEM image, each particle is shown near the center of the figure. 1 to 6 are SEM observation and EDX analysis of a cross section of a φ8 mm copper wire (wire rod) having oxygen concentration, sulfur concentration, and Ti concentration shown in the third row from the top in Example 1 of Table 1. It has been evaluated. The observation conditions were an acceleration voltage of 15 KeV and an emission current of 10 μA.

まず、第１の方策は、酸素濃度が２ｍａｓｓｐｐｍを超える銅に、チタン（Ｔｉ）を添加した状態で、銅（Ｃｕ）の溶湯を作製することである。この溶湯中においては、ＴｉＳとチタン（Ｔｉ）の酸化物（例えば、ＴｉＯ_２）とＴｉ−Ｏ−Ｓ粒子とが形成されると考えられる。これは、図１のＳＥＭ像と図２の分析結果、図３のＳＥＭ像と図４の分析結果からの考察である。なお、図２、図４、及び図６において、白金（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）はＳＥＭ観察する際に観察対象物に蒸着する金属元素である。 First, the first policy is to prepare a molten copper (Cu) in a state where titanium (Ti) is added to copper having an oxygen concentration exceeding 2 mass ppm. In this molten metal, it is considered that oxides of TiS and titanium (Ti) (for example, TiO ₂ ) and Ti—O—S particles are formed. This is a consideration from the SEM image of FIG. 1 and the analysis result of FIG. 2, and the SEM image of FIG. 3 and the analysis result of FIG. 2, 4, and 6, platinum (Pt) and palladium (Pd) are metal elements that are vapor-deposited on an observation object when SEM observation is performed.

次に、第２の方策は、銅（Ｃｕ）中に転位を導入することにより硫黄（Ｓ）の析出を容易にすることを目的として、熱間圧延工程における温度を通常の銅の製造条件における温度（つまり、９５０℃〜６００℃）より低い温度（８８０℃〜５５０℃）に設定することである。このような温度設定により、転位上への硫黄（Ｓ）の析出、又はチタン（Ｔｉ）の酸化物（例えば、ＴｉＯ_２）を核として硫黄（Ｓ）を析出させることができる。一例として、図５及び図６のように、溶銅と共にＴｉ−Ｏ−Ｓ粒子等が形成される。 Next, the second strategy is to introduce a dislocation into copper (Cu) to facilitate the precipitation of sulfur (S), and to set the temperature in the hot rolling step under the normal copper production conditions. It is to set temperature (880 degreeC-550 degreeC) lower than temperature (namely, 950 degreeC-600 degreeC). With such a temperature setting, sulfur (S) can be deposited on dislocations, or sulfur (S) can be deposited using titanium (Ti) oxide (for example, TiO ₂ ) as a nucleus. As an example, as shown in FIGS. 5 and 6, Ti—O—S particles and the like are formed together with molten copper.

以上の第１の方策及び第２の方策により、銅（Ｃｕ）に含まれる硫黄（Ｓ）が晶出すると共に析出するので、所望の軟化温度と所望の導電率とを有する銅ワイヤロッドを冷間伸線加工後に得ることができる。 By the above first and second measures, sulfur (S) contained in copper (Cu) crystallizes and precipitates, so that a copper wire rod having a desired softening temperature and a desired conductivity is cooled. It can be obtained after wire drawing.

また、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線の導体は、ＳＣＲ連続鋳造圧延設備を用いて製造する。ここで、ＳＣＲ連続鋳造圧延設備を用いる場合における製造条件の制限として、以下の３つの条件を設けた。 Moreover, the conductor of the glass thread wound copper wire which concerns on this Embodiment is manufactured using SCR continuous casting rolling equipment. Here, the following three conditions were provided as restrictions on the manufacturing conditions when using the SCR continuous casting and rolling equipment.

（１）組成について
導電率が９８％ＩＡＣＳ以上の軟質銅材を得る場合、不可避的不純物を含む純銅（ベース素材）として、３〜１２ｍａｓｓｐｐｍの硫黄（Ｓ）と、２を超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素（Ｏ）と、４〜５５ｍａｓｓｐｐｍのチタン（Ｔｉ）とを含む軟質希薄銅合金材料を用い、この軟質希薄銅合金材料からワイヤロッド（荒引き線）を製造する。 (1) About composition When obtaining a soft copper material having an electrical conductivity of 98% IACS or more, as pure copper (base material) containing inevitable impurities, 3-12 mass ppm of sulfur (S), and more than 2 and less than 30 mass ppm A soft dilute copper alloy material containing oxygen (O) and 4-55 mass ppm titanium (Ti) is used, and a wire rod (rough drawn wire) is produced from the soft dilute copper alloy material.

ここで、導電率が１００％ＩＡＣＳ以上の軟質銅材を得る場合には、不可避的不純物を含む純銅（ベース素材）として、２〜１２ｍａｓｓｐｐｍの硫黄（Ｓ）と、２〜３０ｍａｓｓｐｐｍの酸素（Ｏ）と、４〜３７ｍａｓｓｐｐｍのチタン（Ｔｉ）とを含む軟質希薄銅合金材料を用いる。また、導電率が１０２％ＩＡＣＳ以上の軟質銅材を得る場合には、不可避的不純物を含む純銅（ベース素材）として、３〜１２ｍａｓｓｐｐｍの硫黄（Ｓ）と、２を超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の酸素（Ｏ）と、４〜２５ｍａｓｓｐｐｍのチタン（Ｔｉ）とを含む軟質希薄銅合金材料を用いる。 Here, when obtaining a soft copper material having an electrical conductivity of 100% IACS or more, as pure copper (base material) containing inevitable impurities, 2-12 mass ppm of sulfur (S) and 2-30 mass ppm of oxygen ( O) and a soft dilute copper alloy material containing 4 to 37 mass ppm of titanium (Ti) is used. Further, when obtaining a soft copper material having an electrical conductivity of 102% IACS or more, as pure copper (base material) containing inevitable impurities, 3-12 mass ppm of sulfur (S) and oxygen of more than 2 and less than 30 mass ppm. A soft dilute copper alloy material containing (O) and 4 to 25 mass ppm of titanium (Ti) is used.

通常、純銅の工業的製造において、電気銅を製造する際に硫黄（Ｓ）が銅（Ｃｕ）の中に取り込まれるので、硫黄（Ｓ）を３ｍａｓｓｐｐｍ以下にすることは困難である。汎用電気銅の硫黄濃度の上限は、１２ｍａｓｓｐｐｍである。 Usually, in the industrial production of pure copper, since sulfur (S) is taken into copper (Cu) when producing electrolytic copper, it is difficult to reduce sulfur (S) to 3 mass ppm or less. The upper limit of the sulfur concentration of general-purpose electrolytic copper is 12 mass ppm.

酸素濃度が低い場合、ガラス糸巻銅線の導体の軟化温度が低下しにくいので、酸素濃度は２ｍａｓｓｐｐｍを超える量に制御する。また、酸素濃度が高い場合、熱間圧延工程でガラス糸巻銅線の導体の表面に傷が生じやすくなるので、３０ｍａｓｓｐｐｍ以下に制御する。 When the oxygen concentration is low, the softening temperature of the conductor of the glass thread wound copper wire is difficult to decrease, so the oxygen concentration is controlled to an amount exceeding 2 mass ppm. Further, when the oxygen concentration is high, the surface of the glass wound copper wire conductor is likely to be damaged in the hot rolling step, so the amount is controlled to 30 mass ppm or less.

（２）分散している物質について
ガラス糸巻銅線の導体内に分散している分散粒子のサイズは小さいことが好ましく、また、ガラス糸巻銅線の導体内に分散粒子が多く分散していることが好ましい。その理由は、分散粒子は、硫黄（Ｓ）の析出サイトとしての機能を有するからであり、析出サイトとしてはサイズが小さく、数が多いことが要求されるからである。 (2) About dispersed substances It is preferable that the size of the dispersed particles dispersed in the conductor of the glass wound copper wire is small, and that many dispersed particles are dispersed in the conductor of the glass wound copper wire. Is preferred. This is because the dispersed particles have a function as a precipitation site of sulfur (S), and the precipitation site is required to have a small size and a large number.

ガラス糸巻銅線の導体に含まれる硫黄（Ｓ）及びチタン（Ｔｉ）は、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、若しくはＴｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物又はＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、若しくはＴｉ−Ｏ−Ｓ結合を有する化合物の凝集物として含まれ、残部のＴｉ及びＳが固溶体として含まれる。ガラス糸巻銅線の導体の原料である軟質希薄銅合金材料としては、ＴｉＯが２００ｎｍ以下のサイズを有し、ＴｉＯ_２が１０００ｎｍ以下のサイズを有し、ＴｉＳが２００ｎｍ以下のサイズを有し、Ｔｉ−Ｏ−Ｓの形の化合物が３００ｎｍ以下のサイズを有しており、これらが結晶粒内に分布している軟質希薄銅合金材料を用いる。 Sulfur (S) and titanium (Ti) contained in the conductor of the glass wound copper wire are TiO, TiO ₂ , TiS, or a compound having a Ti—O—S bond, or TiO, TiO ₂ , TiS, or Ti—O—. It is contained as an aggregate of compounds having S bonds, and the remaining Ti and S are contained as a solid solution. As a soft dilute copper alloy material that is a raw material for a glass wound copper wire conductor, TiO has a size of 200 nm or less, TiO ₂ has a size of 1000 nm or less, TiS has a size of 200 nm or less, Ti A soft dilute copper alloy material in which a compound in the form of —O—S has a size of 300 nm or less and these are distributed in crystal grains is used.

なお、鋳造時の溶銅の保持時間及び冷却条件に応じて結晶粒内に形成される粒子サイズが変動するので、鋳造条件も適切に設定することを要する。 In addition, since the particle size formed in a crystal grain changes according to the holding | maintenance time of molten copper at the time of casting, and cooling conditions, it is necessary to set casting conditions appropriately.

（３）鋳造条件について
ＳＣＲ連続鋳造圧延により、鋳塊ロッドの加工度が９０％（３０ｍｍ）〜９９．８％（５ｍｍ）でワイヤロッドを作製する。一例として、加工度９９．３％でφ８ｍｍのワイヤロッドを製造する条件を採用する。以下、鋳造条件（ａ）〜（ｃ）について説明する。 (3) Casting conditions By SCR continuous casting and rolling, wire rods are produced with an ingot rod working degree of 90% (30 mm) to 99.8% (5 mm). As an example, a condition for manufacturing a wire rod of φ8 mm with a processing degree of 99.3% is adopted. Hereinafter, casting conditions (a) to (c) will be described.

［鋳造条件（ａ）］
溶解炉内での溶銅温度は１１００℃以上１３２０℃以下に制御する。溶銅の温度が高いとブローホールが多くなり、傷が発生すると共に粒子サイズが大きくなる傾向にあるので１３２０℃以下に制御する。また、１１００℃以上に制御する理由は、銅（Ｃｕ）が固まりやすく、製造が安定しないことが理由であるものの、溶銅温度は可能な限り低い温度が望ましい。 [Casting conditions (a)]
The molten copper temperature in the melting furnace is controlled to 1100 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower. When the temperature of the molten copper is high, blowholes increase, and scratches are generated and the particle size tends to increase, so the temperature is controlled to 1320 ° C. or lower. The reason why the temperature is controlled to 1100 ° C. or higher is that copper (Cu) tends to harden and the production is not stable, but the molten copper temperature is preferably as low as possible.

［鋳造条件（ｂ）］
熱間圧延加工の温度は、最初の圧延ロールにおける温度を８８０℃以下に制御すると共に、最終圧延ロールでの温度を５５０℃以上に制御する。 [Casting conditions (b)]
As for the temperature of the hot rolling process, the temperature in the first rolling roll is controlled to 880 ° C. or lower, and the temperature in the final rolling roll is controlled to 550 ° C. or higher.

通常の純銅の製造条件と異なり、溶銅中での硫黄（Ｓ）の晶出及び熱間圧延中における硫黄（Ｓ）の析出の駆動力である固溶限をより小さくすることを目的として、溶銅温度及び熱間圧延加工の温度を「鋳造条件（ａ）」及び「鋳造条件（ｂ）」において説明した条件に設定することが好ましい。 Unlike normal pure copper production conditions, for the purpose of further reducing the solid solubility limit, which is the driving force for crystallization of sulfur (S) in molten copper and precipitation of sulfur (S) during hot rolling, It is preferable to set the molten copper temperature and the hot rolling temperature to the conditions described in “Casting Condition (a)” and “Casting Condition (b)”.

また、通常の熱間圧延加工における温度は、最初の圧延ロールにおいて９５０℃以下、最終圧延ロールにおいて６００℃以上であるが、固溶限をより小さくすることを目的として、本実施の形態では、最初の圧延ロールにおいて８８０℃以下、最終圧延ロールにおいて５５０℃以上に設定する。 Further, the temperature in the normal hot rolling process is 950 ° C. or less in the first rolling roll and 600 ° C. or more in the final rolling roll, but for the purpose of reducing the solid solution limit, The first rolling roll is set to 880 ° C. or lower, and the final rolling roll is set to 550 ° C. or higher.

なお、最終圧延ロールにおける温度を５５０℃以上に設定する理由は、５５０℃未満の温度では得られるワイヤロッドの傷が多くなり、製造されるガラス糸巻銅線を製品として扱うことができないからである。熱間圧延加工における温度は、最初の圧延ロールにおいて８８０℃以下の温度、最終圧延ロールにおいて５５０℃以上の温度に制御すると共に、可能な限り低い温度であることが好ましい。このような温度設定にすることで、ガラス糸巻銅線の導体の軟化温度（φ８〜φ２．６ｍｍに加工した後の軟化温度）を、６Ｎの高純度銅の軟化温度（つまり、１３０℃）に近づけることができる。 In addition, the reason for setting the temperature in the final rolling roll to 550 ° C. or more is that the wire rod wound obtained at a temperature lower than 550 ° C. increases, and the produced glass thread wound copper wire cannot be handled as a product. . The temperature in the hot rolling process is preferably as low as possible while controlling the temperature to 880 ° C. or lower in the first rolling roll and 550 ° C. or higher in the final rolling roll. By setting such a temperature, the softening temperature of the conductor of the glass thread wound copper wire (softening temperature after being processed into φ8 to φ2.6 mm) is changed to the softening temperature of 6N high-purity copper (that is, 130 ° C.). You can get closer.

［鋳造条件（ｃ）］
無酸素銅の導電率は１０１．７％ＩＡＣＳ程度であり、６Ｎの高純度銅の導電率は１０２．８％ＩＡＣＳである。本実施の形態においては、直径φ８ｍｍサイズのワイヤロッドの導電率が９８％ＩＡＣＳ以上、好ましくは１００％ＩＡＣＳ以上、より好ましくは１０２％ＩＡＣＳ以上である。また、本実施の形態においては、冷間伸線加工後の線材（例えば、φ２．６ｍｍ）のワイヤロッドの軟化温度が１３０℃以上１４８℃である軟質希薄銅合金を製造し、この軟質希薄銅合金をガラス糸巻銅線の導体の製造に用いる。 [Casting conditions (c)]
The conductivity of oxygen-free copper is about 101.7% IACS, and the conductivity of 6N high-purity copper is 102.8% IACS. In the present embodiment, the conductivity of a wire rod having a diameter of φ8 mm is 98% IACS or more, preferably 100% IACS or more, more preferably 102% IACS or more. In the present embodiment, a soft dilute copper alloy in which the softening temperature of the wire rod of the wire rod (for example, φ2.6 mm) after cold drawing is 130 ° C. or higher and 148 ° C. is manufactured, and this soft dilute copper is manufactured. The alloy is used for the production of glass wound copper wire conductors.

工業的に用いるためには、電気銅から製造した工業的に利用される純度の軟質銅線の導電率として、９８％ＩＡＣＳ以上の導電率が要求される。また、軟化温度は工業的価値から判断して１４８℃以下である。６Ｎの高純度銅の軟化温度は１２７℃〜１３０℃であるので、得られたデータから軟化温度の上限値を１３０℃に設定する。このわずかな違いは、６Ｎの高純度銅には含まれていない不可避的不純物の存在に起因する。 In order to use industrially, the electrical conductivity of 98% IACS or more is requested | required as electrical conductivity of the soft copper wire of the purity utilized industrially manufactured from electrolytic copper. Further, the softening temperature is 148 ° C. or less judging from industrial value. Since the softening temperature of 6N high-purity copper is 127 ° C to 130 ° C, the upper limit value of the softening temperature is set to 130 ° C from the obtained data. This slight difference is due to the presence of unavoidable impurities not contained in 6N high purity copper.

ベース材の銅（Ｃｕ）は、シャフト炉で溶解された後、還元状態で樋に流すことが好ましい。すなわち、還元ガス（例えば、ＣＯ）雰囲気下において、希薄合金の硫黄濃度、チタン濃度、及び酸素濃度を制御しつつ鋳造すると共に、材料に圧延加工を施すことにより、ワイヤロッドを安定的に製造することが好ましい。なお、銅酸化物が混入すること、及び／又は粒子サイズが所定サイズより大きいことは、製造されるガラス糸巻銅線の品質を低下させる。 After the base material copper (Cu) is melted in the shaft furnace, it is preferably flowed in a reduced state in a trough. That is, in a reducing gas (for example, CO) atmosphere, the wire rod is stably manufactured by casting while controlling the sulfur concentration, titanium concentration, and oxygen concentration of the dilute alloy and rolling the material. It is preferable. In addition, that copper oxide mixes and / or that a particle size is larger than predetermined size will reduce the quality of the glass wound copper wire manufactured.

ここで、ガラス糸巻銅線の導体にチタン（Ｔｉ）を添加元素として添加した理由は次のとおりである。すなわち、（ａ）チタン（Ｔｉ）は溶融銅の中で硫黄（Ｓ）と結合することにより化合物になりやすく、（ｂ）ジルコニウム（Ｚｒ）等の他の添加金属に比べて加工が容易で扱いやすく、（ｃ）ニオブ（Ｎｂ）などに比べて安価であり、（ｄ）酸化物を核として析出しやすいからである。 Here, the reason for adding titanium (Ti) as an additive element to the conductor of the glass wound copper wire is as follows. That is, (a) titanium (Ti) is likely to be a compound by combining with sulfur (S) in molten copper, and (b) easy to process and handle compared to other additive metals such as zirconium (Zr). This is because (c) it is cheaper than niobium (Nb) and the like, and (d) it is easy to deposit with oxide as a nucleus.

以上より、生産性が高く、導電率、軟化温度、表面品質に優れた実用的な軟質希薄銅合金材料を、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線の導体の原料として得ることができる。なお、軟質希薄銅合金材料の表面にめっき層を形成することもできる。めっき層は、例えば、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）を主成分とする材料、又はＰｂフリーめっきを用いることができる。更に、軟質希薄銅合金材料の形状は特に限定されず、断面丸形状、棒状、又は平角導体上にすることができる。 From the above, a practical soft dilute copper alloy material having high productivity and excellent electrical conductivity, softening temperature, and surface quality can be obtained as a raw material for the conductor of the glass wound copper wire according to the present embodiment. A plating layer can also be formed on the surface of the soft dilute copper alloy material. For the plating layer, for example, a material mainly containing tin (Sn), nickel (Ni), silver (Ag), or Pb-free plating can be used. Further, the shape of the soft dilute copper alloy material is not particularly limited, and can be a round cross-section, a rod shape, or a flat conductor.

また、本実施の形態では、ＳＣＲ連続鋳造圧延法によりワイヤロッドを作製すると共に、熱間圧延にて軟質材を作製したが、双ロール式連続鋳造圧延法又はプロペルチ式連続鋳造圧延法を採用することもできる。以下に、上記の製造方法によって作製されたガラス糸巻銅線の導体の実施例と比較例とについて説明する。 In the present embodiment, the wire rod is manufactured by the SCR continuous casting and rolling method, and the soft material is manufactured by hot rolling, but the twin roll type continuous casting rolling method or the Properti type continuous casting and rolling method is adopted. You can also Below, the Example and comparative example of the conductor of the glass thread wound copper wire produced by said manufacturing method are demonstrated.

表１は実験条件と結果とを示す。 Table 1 shows the experimental conditions and results.

まず、実験材として、表１に示した酸素濃度、硫黄濃度、チタン濃度を有するφ８ｍｍの銅線（ワイヤロッド、加工度９９．３％）を作製した。φ８ｍｍの銅線は、ＳＣＲ連続鋳造圧延により、熱間圧延加工を施したものである。Ｔｉは、シャフト炉で溶解された銅溶湯を還元ガス雰囲気で樋に流し、樋に流した銅溶湯を同じ還元ガス雰囲気の鋳造ポットに導き、この鋳造ポットにて、Ｔｉを添加した後、これをノズルを通して鋳造輪と無端ベルトとの間に形成される鋳型にて鋳塊ロッドを作成した。この鋳塊ロッドを熱間圧延加工してφ８ｍｍの銅線を作成したものである。次に、各実験材に冷間伸線加工を施した。これにより、φ２．６ｍｍサイズの銅線を作製した。そして、φ２．６ｍｍサイズの銅線の半軟化温度と導電率とを測定すると共に、φ８ｍｍの銅線における分散粒子サイズを評価した。 First, as an experimental material, a φ8 mm copper wire (wire rod, workability 99.3%) having the oxygen concentration, sulfur concentration, and titanium concentration shown in Table 1 was prepared. The φ8 mm copper wire is hot-rolled by SCR continuous casting and rolling. Ti flows the molten copper melted in the shaft furnace into the reed in the reducing gas atmosphere, guides the molten copper flowing in the reed to the casting pot of the same reducing gas atmosphere, and after adding Ti in this casting pot, An ingot rod was made with a mold formed between the cast ring and the endless belt through the nozzle. This ingot rod is hot-rolled to produce a φ8 mm copper wire. Next, cold drawing was applied to each experimental material. Thus, a copper wire having a size of φ2.6 mm was produced. And while measuring the semi-softening temperature and electrical conductivity of a copper wire of φ 2.6 mm size, the dispersed particle size in the copper wire of φ 8 mm was evaluated.

酸素濃度は、酸素分析器（レコ（Ｌｅｃｏ（登録商標）酸素分析器）で測定した。硫黄、チタンの各濃度はＩＣＰ発光分光分析で分析した。 The oxygen concentration was measured with an oxygen analyzer (Leco (registered trademark) oxygen analyzer), and the concentrations of sulfur and titanium were analyzed by ICP emission spectroscopic analysis.

φ２．６ｍｍサイズにおける半軟化温度の測定は、４００℃以下で各温度１時間の保持後、水中急冷し、引張試験を実施し、その結果から求めた。室温での引張試験の結果と４００℃で１時間のオイルバス熱処理した軟質銅線の引張試験の結果を用いて求め、この２つの引張試験の引張強さを足して２で割った値を示す強度に対応する温度を半軟化温度と定義して求めた。 The measurement of the semi-softening temperature in the φ2.6 mm size was obtained from the result of quenching in water after holding each temperature at 400 ° C. or lower for 1 hour and conducting a tensile test. The value obtained by using the result of the tensile test at room temperature and the result of the tensile test of the soft copper wire heat-treated at 400 ° C. for 1 hour, and adding the tensile strengths of the two tensile tests and dividing by two. The temperature corresponding to the strength was determined as the semi-softening temperature.

上述のとおり、ガラス糸巻銅線の導体内に分散している分散粒子のサイズは小さいことが好ましく、また、ガラス糸巻銅線の導体内に分散粒子が多く分散していることが好ましい。したがって、直径５００ｎｍ以下の分散粒子が９０％以上である場合を合格とした。ここに「サイズ」とは化合物のサイズであり、化合物の形状の直径と短径のうちの長径のサイズを意味する。また、「粒子」とは、前記ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、ＴｉＳ、Ｔｉ−Ｏ−Ｓのことを示す。また、「９０％」とは、全体の粒子数に対しての該当粒子数の割合を示すものである。 As described above, the size of the dispersed particles dispersed in the conductor of the glass wound copper wire is preferably small, and it is preferable that many dispersed particles are dispersed in the conductor of the glass wound copper wire. Therefore, the case where the number of dispersed particles having a diameter of 500 nm or less is 90% or more was determined to be acceptable. Here, the “size” is the size of the compound, and means the size of the major axis of the diameter and minor axis of the shape of the compound. The “particles” refer to the TiO, TiO ₂ , TiS, and Ti—O—S. “90%” indicates the ratio of the number of corresponding particles to the total number of particles.

表１において比較例１は、実験室でアルゴン（Ａｒ）雰囲気において直径φ８ｍｍの銅線を試作した結果であり、銅溶湯にチタン（Ｔｉ）を０〜１８ｍａｓｓｐｐｍ添加した。チタン（Ｔｉ）を添加していない銅線の半軟化温度が２１５℃であったのに対し、１３ｍａｓｓｐｐｍのチタン（Ｔｉ）を添加した銅線の軟化温度は１６０℃まで低下した（実験した中では最小温度である。）。表１に示すとおり、Ｔｉ濃度が１５ｍａｓｓｐｐｍ、１８ｍａｓｓｐｐｍに増加するにつれ、半軟化温度も上昇しており、要求されている軟化温度である１４８℃以下を実現することはできなかった。また、工業的に要求されている導電率は９８％ＩＡＣＳ以上であったものの、総合評価は不合格（以下、不合格を「×」と表す）であった。 In Table 1, Comparative Example 1 is the result of trial production of a copper wire having a diameter of φ8 mm in an argon (Ar) atmosphere in a laboratory, and 0 to 18 mass ppm of titanium (Ti) was added to the molten copper. While the semi-softening temperature of the copper wire not added with titanium (Ti) was 215 ° C., the softening temperature of the copper wire added with 13 mass ppm of titanium (Ti) decreased to 160 ° C. Is the minimum temperature.) As shown in Table 1, as the Ti concentration increased to 15 mass ppm and 18 mass ppm, the semi-softening temperature also increased, and the required softening temperature of 148 ° C. or lower could not be realized. Moreover, although the electrical conductivity requested | required industrially was 98% IACS or more, comprehensive evaluation was disqualified (henceforth, a disqualification is represented as "x").

そこで、比較例２として、ＳＣＲ連続鋳造圧延法を用い、酸素濃度を７〜８ｍａｓｓｐｐｍに調整したφ８ｍｍ銅線（ワイヤロッド）を試作した。 Therefore, as Comparative Example 2, a Φ8 mm copper wire (wire rod) having an oxygen concentration adjusted to 7 to 8 mass ppm was prototyped using the SCR continuous casting and rolling method.

比較例２においては、ＳＣＲ連続鋳造圧延法で試作した中でＴｉ濃度が最小（つまり、０ｍａｓｓｐｐｍ、２ｍａｓｓｐｐｍ）の銅線であり、導電率は１０２％ＩＡＣＳ以上であったものの、半軟化温度が１６４℃、１５７℃であり、要求されている１４８℃以下ではなかったことから、総合評価は「×」であった。 In Comparative Example 2, it was a copper wire having a minimum Ti concentration (that is, 0 mass ppm, 2 mass ppm) among the prototype manufactured by the SCR continuous casting and rolling method, and the conductivity was 102% IACS or more, but the semi-softening temperature. Was 164 ° C. and 157 ° C., and was not less than the required 148 ° C., so the overall evaluation was “x”.

実施例１においては、酸素濃度と硫黄濃度とが略一致（つまり、酸素濃度：７〜８ｍａｓｓｐｐｍ、硫黄濃度：５ｍａｓｓｐｐｍ）すると共に、Ｔｉ濃度が４〜５５ｍａｓｓｐｐｍの範囲内で異なる銅線を試作した。 In Example 1, the oxygen concentration and the sulfur concentration substantially coincide (that is, the oxygen concentration: 7 to 8 mass ppm, the sulfur concentration: 5 mass ppm), and different copper wires are used within the range of the Ti concentration of 4 to 55 mass ppm. Prototype.

Ｔｉ濃度が４〜５５ｍａｓｓｐｐｍの範囲では、軟化温度が１４８℃以下であり、導電率も９８％ＩＡＣＳ以上１０２％ＩＡＣＳ以上であり、分散粒子サイズは５００ｎｍ以下の粒子が９０％以上であり良好であった。また、ワイヤロッドの表面もきれい（つまり、表面が滑らか）であり、いずれも製品性能を満たしていたので、総合評価は合格（以下、合格を「○」と表す）であった。 When the Ti concentration is in the range of 4 to 55 mass ppm, the softening temperature is 148 ° C. or lower, the conductivity is 98% IACS or higher and 102% IACS or higher, and the dispersed particle size is 90% or higher for particles of 500 nm or less. there were. Moreover, since the surface of the wire rod was also clean (that is, the surface was smooth) and all satisfied the product performance, the comprehensive evaluation was a pass (hereinafter, the pass was expressed as “◯”).

ここで、導電率１００％ＩＡＣＳ以上を満たす銅線は、Ｔｉ濃度が４〜３７ｍａｓｓｐｐｍの場合であり、１０２％ＩＡＣＳ以上を満たす銅線は、Ｔｉ濃度が４〜２５ｍａｓｓｐｐｍの場合であった。Ｔｉ濃度が１３ｍａｓｓｐｐｍの場合に導電率は最大値である１０２．４％ＩＡＣＳを示し、この濃度の周辺では、導電率はわずかに低い値であった。これは、Ｔｉ濃度が１３ｍａｓｓｐｐｍの場合に、銅（Ｃｕ）の中の硫黄分を化合物として捕捉することで、高純度銅（６Ｎ）に近い導電率を示すためである。 Here, the copper wire satisfying an electrical conductivity of 100% IACS or more was a case where the Ti concentration was 4 to 37 mass ppm, and the copper wire satisfying the 102% IACS or more was a case where the Ti concentration was 4 to 25 mass ppm. When the Ti concentration was 13 mass ppm, the conductivity showed a maximum value of 102.4% IACS, and the conductivity was slightly lower around this concentration. This is because, when the Ti concentration is 13 mass ppm, by capturing the sulfur content in copper (Cu) as a compound, the conductivity is close to that of high-purity copper (6N).

よって、酸素濃度を高くし、チタン（Ｔｉ）を添加することで、半軟化温度と導電率との双方を満足させることができる。 Therefore, both the semi-softening temperature and the conductivity can be satisfied by increasing the oxygen concentration and adding titanium (Ti).

比較例３においては、Ｔｉ濃度を６０ｍａｓｓｐｐｍにした銅線を試作した。比較例３に係る銅線は、導電率は要求を満たすものの、半軟化温度は１４８℃以上であり、製品性能を満たしていなかった。更に、ワイヤロッドの表面の傷も多く、製品として採用することは困難であった。よって、チタン（Ｔｉ）の添加量は６０ｍａｓｓｐｐｍ未満が好ましいことが示された。 In Comparative Example 3, a copper wire having a Ti concentration of 60 mass ppm was prototyped. Although the copper wire which concerns on the comparative example 3 satisfy | fills a request | requirement, semi-softening temperature is 148 degreeC or more, and did not satisfy | fill product performance. Furthermore, there are many scratches on the surface of the wire rod, making it difficult to adopt as a product. Therefore, it was shown that the addition amount of titanium (Ti) is preferably less than 60 mass ppm.

実施例２に係る銅線おいては、硫黄濃度を５ｍａｓｓｐｐｍに設定すると共に、Ｔｉ濃度を１３〜１０ｍａｓｓｐｐｍの範囲で制御して、酸素濃度を変更することにより酸素濃度の影響を検討した。 In the copper wire which concerns on Example 2, while setting sulfur concentration to 5 mass ppm and controlling Ti concentration in the range of 13-10 mass ppm, the influence of oxygen concentration was examined by changing oxygen concentration.

酸素濃度に関しては、２ｍａｓｓｐｐｍを超えて３０ｍａｓｓｐｐｍ以下まで、大きく濃度が異なる銅線をそれぞれ作製した。ただし、酸素濃度が２ｍａｓｓｐｐｍ未満の銅線は生産が困難で安定的に製造できないので、総合評価は「△」とした（なお、「△」は「○」と「×」との中間の評価である。）。また、酸素濃度を３０ｍａｓｓｐｐｍにしても半軟化温度及び導電率の双方とも、要求を満たした。 Regarding the oxygen concentration, copper wires having greatly different concentrations from 2 mass ppm to 30 mass ppm or less were prepared. However, since copper wires with an oxygen concentration of less than 2 mass ppm are difficult to produce and cannot be stably manufactured, the overall evaluation is “△” (“△” is an intermediate evaluation between “○” and “×”) .) Further, even when the oxygen concentration was 30 mass ppm, both the semi-softening temperature and the conductivity met the requirements.

比較例４においては、酸素濃度が４０ｍａｓｓｐｐｍの場合に、ワイヤロッドの表面の傷が多く、製品として採用することができない状態であった。 In Comparative Example 4, when the oxygen concentration was 40 mass ppm, there were many scratches on the surface of the wire rod, and the product could not be used as a product.

よって、酸素濃度を２を超え３０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲にすることで、半軟化温度、導電率１０２％ＩＡＣＳ以上、分散粒子サイズのいずれの特性も満足させることができ、また、ワイヤロッドの表面もきれいであり、製品性能を満足させることができることが示された。 Therefore, by setting the oxygen concentration in the range of more than 2 and 30 mass ppm or less, all the characteristics of the semi-softening temperature, the electrical conductivity of 102% IACS or more, and the dispersed particle size can be satisfied. It was shown to be clean and satisfy product performance.

実施例３は、酸素濃度とＴｉ濃度とを互いに近づけた濃度に設定すると共に、硫黄濃度を４〜２０ｍａｓｓｐｐｍの範囲内で変更した銅線である。実施例３においては、硫黄濃度が２ｍａｓｓｐｐｍより小さい銅線については、原料の制約上、実現できなかった。しかしながら、Ｔｉ濃度と硫黄濃度とをそれぞれ制御することで、半軟化温度及び導電率の双方とも、要求を満たすことができた。 Example 3 is a copper wire in which the oxygen concentration and the Ti concentration are set close to each other and the sulfur concentration is changed within a range of 4 to 20 mass ppm. In Example 3, a copper wire having a sulfur concentration of less than 2 mass ppm could not be realized due to restrictions on raw materials. However, by controlling the Ti concentration and the sulfur concentration, the requirements for both the semi-softening temperature and the conductivity could be satisfied.

比較例５においては、硫黄濃度が１８ｍａｓｓｐｐｍであり、Ｔｉ濃度が１３ｍａｓｓｐｐｍである場合には、半軟化温度が１６２℃と高く、要求される特性を満足しなかった。また、特に、ワイヤロッドの表面品質が悪く、製品化は困難であった。 In Comparative Example 5, when the sulfur concentration was 18 mass ppm and the Ti concentration was 13 mass ppm, the semi-softening temperature was as high as 162 ° C., and the required characteristics were not satisfied. In particular, the surface quality of the wire rod was poor and it was difficult to produce a product.

以上より、硫黄濃度が２〜１２ｍａｓｓｐｐｍの範囲の場合には、半軟化温度、導電率１０２％ＩＡＣＳ以上、分散粒子サイズのいずれの特性も満足させることができ、また、ワイヤロッドの表面もきれいであり、製品性能を満足させることができることが示された。 From the above, when the sulfur concentration is in the range of 2 to 12 mass ppm, the semi-softening temperature, the conductivity of 102% IACS or more, and the dispersed particle size can be satisfied, and the surface of the wire rod is also clean. It was shown that the product performance can be satisfied.

比較例６は、６Ｎの高純度銅を用いた銅線である。比較例６に係る銅線においては、半軟化温度が１２７℃〜１３０℃であり、導電率が１０２．８％ＩＡＣＳであり、分散粒子サイズも５００ｎｍ以下の粒子は全く認められなかった。 Comparative Example 6 is a copper wire using 6N high-purity copper. In the copper wire according to Comparative Example 6, the semi-softening temperature was 127 ° C. to 130 ° C., the conductivity was 102.8% IACS, and no particles having a dispersed particle size of 500 nm or less were observed.

表２には、製造条件としての溶融銅の温度と圧延温度とを示す。 Table 2 shows the temperature of molten copper and the rolling temperature as production conditions.

比較例７においては、溶銅温度が１３３０℃〜１３５０℃で、かつ、圧延温度が９５０〜６００℃でφ８ｍｍのワイヤロッドを作製した。比較例７に係るワイヤロッドは、半軟化温度及び導電率は要求を満たすものの、分散粒子サイズに関しては１０００ｎｍ程度の粒子が存在しており、５００ｎｍ以上の粒子も１０％を超えて存在していた。よって、実施例７に係るワイヤロッドは不適と判定した。 In Comparative Example 7, a wire rod having a molten copper temperature of 1330 ° C. to 1350 ° C. and a rolling temperature of 950 to 600 ° C. and a diameter of 8 mm was produced. Although the wire rod according to Comparative Example 7 satisfies the requirements for the semi-softening temperature and the electrical conductivity, there are about 1000 nm of particles with respect to the dispersed particle size, and more than 10% of the particles are over 500 nm. . Therefore, the wire rod according to Example 7 was determined to be inappropriate.

実施例４においては、溶銅温度を１２００℃〜１３２０℃の温度範囲で制御すると共に、圧延温度を８８０℃〜５５０℃の温度範囲に制御してφ８ｍｍのワイヤロッドを作製した。実施例４に係るワイヤロッドは、ワイヤロッド表面の品質、分散粒子サイズが良好であり、総合評価は「○」であった。 In Example 4, the molten copper temperature was controlled in the temperature range of 1200 ° C. to 1320 ° C., and the rolling temperature was controlled in the temperature range of 880 ° C. to 550 ° C. to produce a φ8 mm wire rod. The wire rod according to Example 4 had good wire rod surface quality and dispersed particle size, and the overall evaluation was “◯”.

比較例８においては、溶銅温度を１１００℃に制御すると共に、圧延温度を８８０℃〜５５０℃の温度範囲に制御してφ８ｍｍのワイヤロッドを作製した。比較例８に係るワイヤロッドは、溶銅温度が低いことからワイヤロッドの表面の傷が多く製品としては適さなかった。これは、溶銅温度が低いことから、圧延時に傷が発生しやすいことに起因するからである。 In Comparative Example 8, the molten copper temperature was controlled to 1100 ° C., and the rolling temperature was controlled to a temperature range of 880 ° C. to 550 ° C. to produce a φ8 mm wire rod. The wire rod according to Comparative Example 8 was not suitable as a product because there were many scratches on the surface of the wire rod because the molten copper temperature was low. This is because, since the molten copper temperature is low, scratches are likely to occur during rolling.

比較例９においては、溶銅温度を１３００℃に制御すると共に、圧延温度を９５０℃〜６００℃の温度範囲に制御してφ８ｍｍのワイヤロッドを作製した。比較例９に係るワイヤロッドは、熱間圧延工程における温度が高いことからワイヤロッドの表面の品質は良好であるものの、分散粒子サイズには大きいサイズが含まれ、総合評価は「×」になった。 In Comparative Example 9, the molten copper temperature was controlled to 1300 ° C. and the rolling temperature was controlled to a temperature range of 950 ° C. to 600 ° C. to produce a φ8 mm wire rod. The wire rod according to Comparative Example 9 has a high quality in the surface of the wire rod because the temperature in the hot rolling process is high, but the dispersed particle size includes a large size, and the overall evaluation is “x”. It was.

比較例１０においては、溶銅温度を１３５０℃に制御すると共に、圧延温度を８８０℃〜５５０℃の温度範囲に制御してφ８ｍｍのワイヤロッドを作製した。比較例１０に係るワイヤロッドは、溶銅温度が高いことに起因して分散粒子サイズに大きなサイズが含まれ、総合評価は「×」になった。以下に、上記に示す導体を用いて作製されるガラス糸巻銅線について説明する。 In Comparative Example 10, the molten copper temperature was controlled to 1350 ° C., and the rolling temperature was controlled to a temperature range of 880 ° C. to 550 ° C. to produce a φ8 mm wire rod. The wire rod according to Comparative Example 10 had a large dispersed particle size due to the high molten copper temperature, and the overall evaluation was “x”. Below, the glass thread wound copper wire produced using the conductor shown above is demonstrated.

（ガラス糸巻銅線について）
図７（ａ）は、実施の形態に係るガラス糸巻銅線の断面図であり、（ｂ）は、ガラス糸巻銅線の変形例である。 (About glass wound copper wire)
Fig.7 (a) is sectional drawing of the glass wound copper wire which concerns on embodiment, (b) is a modification of a glass wound copper wire.

このガラス糸巻銅線１は、図７（ａ）に示すように、導体２と、導体２を被覆する下層ガラス糸巻層３と、下層ガラス糸巻層３を被覆する上層ガラス糸巻層４と、上層ガラス糸巻層４を被覆する絶縁膜５と、を備えて概略構成されている。なお、図７（ｂ）に示すガラス糸巻銅線１ａは、図７（ａ）に示すガラス糸巻銅線１の変形例であり、導体２と、導体２を被覆するガラス糸巻層３ａと、ガラス糸巻層３ａを被覆する絶縁膜５と、を備えて概略構成されている。以下では、主に、ガラス糸巻銅線１について説明する。 As shown in FIG. 7A, the glass wound copper wire 1 includes a conductor 2, a lower glass wound layer 3 that covers the conductor 2, an upper glass wound layer 4 that covers the lower glass wound layer 3, and an upper layer. And an insulating film 5 that covers the glass bobbin layer 4. 7 (b) is a modification of the glass wound copper wire 1 shown in FIG. 7 (a), and includes a conductor 2, a glass wound layer 3a covering the conductor 2, and a glass And an insulating film 5 that covers the pincushion layer 3a. Below, the glass thread copper wire 1 is mainly demonstrated.

なお、以下では、断面が矩形状を有する二重ガラス巻平角銅線を例にとって、ガラス糸巻銅線１の特性を具体的に説明するが、断面の形状が円形状である一重ガラス巻銅線及び二重ガラス巻銅線にも適用することができる。 In the following, the characteristics of the glass thread wound copper wire 1 will be described specifically by taking a double glass wound rectangular copper wire having a rectangular cross section as an example, but the single glass wound copper wire having a circular cross section is used. And it is applicable also to a double glass winding copper wire.

導体２は、上記の各実施例に記載の方法に従って製造された銅ワイヤロッドである。また、導体２の断面形状は、平角形状（矩形状）である。 The conductor 2 is a copper wire rod manufactured according to the method described in each of the above embodiments. The cross-sectional shape of the conductor 2 is a flat shape (rectangular shape).

導体２は、例えば、熱間圧延加工工程を経ることで矩形状の導体に成形される。この熱間圧延加工工程は、双ロールにより挟み込むロール圧延加工に限定されず、丸線をコンフォーム押出機で押し出して平角形状の導体を成形するコンフォーム押出加工であっても良い。 The conductor 2 is formed into a rectangular conductor through a hot rolling process, for example. This hot rolling process is not limited to a roll rolling process that is sandwiched between twin rolls, and may be a conform extrusion process in which a round wire is extruded by a conform extruder to form a rectangular conductor.

下層ガラス糸巻層３及び上層ガラス糸巻層４の形成に用いられるガラス糸束は、例えば、ＪＩＳＲ３４１３（ガラス糸）で規定されている無アルカリガラス糸である。なお、ガラス糸束は、ＪＩＳＲ３４１３（ガラス糸）で規定されている無アルカリガラス糸に限定されず、当該ガラス糸以上の品質のガラス糸を使用しても良い。 The glass yarn bundle used for forming the lower glass wound layer 3 and the upper glass wound layer 4 is, for example, a non-alkali glass yarn defined in JIS R3413 (glass yarn). The glass yarn bundle is not limited to the alkali-free glass yarn defined in JIS R3413 (glass yarn), and a glass yarn having a quality higher than that of the glass yarn may be used.

また、ガラス糸巻銅線１及びガラス糸巻銅線１ａは、導体２上にメッキを被覆しないものであったがこれに限定されず、メッキ処理が施されていても良い。 Moreover, although the glass wound copper wire 1 and the glass wound copper wire 1a did not coat | cover plating on the conductor 2, it is not limited to this, The plating process may be performed.

絶縁膜５は、例えば、製造するガラス糸巻銅線の用途に応じ、Ｅ種（１３０℃）、Ｆ種（１５５℃）又はＨ種（１８０℃）の耐熱クラス応じた絶縁膜材料を用いて形成される。本実施の形態に係る絶縁膜５は、一例として、Ｆ種（耐熱クラス１５５℃）の絶縁塗料（例えば、日立化成ＷＦ６５１）を用いて形成される。 The insulating film 5 is formed using, for example, an insulating film material corresponding to the heat class of class E (130 ° C.), class F (155 ° C.), or class H (180 ° C.) according to the use of the glass wound copper wire to be manufactured. Is done. As an example, the insulating film 5 according to the present embodiment is formed using an F-type (heat resistance class 155 ° C.) insulating paint (for example, Hitachi Chemical WF651).

（実施例７〜実施例９について）
実施例７〜実施例９のガラス糸巻銅線１の製造方法は以下のとおりである。まず、表１の実施例１の上から５番目の素材のワイヤロッドφ２．６ｍｍを伸線加工してφ１２ｍｍの丸線を作製する。 (About Example 7 to Example 9)
The manufacturing method of the glass thread wound copper wire 1 of Example 7- Example 9 is as follows. First, a wire rod φ2.6 mm, which is the fifth material from the top in Example 1 in Table 1, is drawn to produce a round wire of φ12 mm.

次に、焼鈍工程を経ることなく、ロールによる熱間圧延加工工程を行って丸線から平角線材（導体厚さ２．０ｍｍ、導体幅５．０ｍｍ）を作製する。 Next, without passing through the annealing process, a hot rolling process using a roll is performed to produce a rectangular wire (conductor thickness: 2.0 mm, conductor width: 5.0 mm) from the round wire.

次に、ＪＩＳＲ３４１３（ガラス糸）で規定されている無アルカリガラス糸を平角線材に緊密に横巻きして下層ガラス糸巻層３を形成する。 Next, the non-alkali glass yarn specified by JIS R3413 (glass yarn) is tightly wound around a flat wire to form the lower glass yarn wound layer 3.

次に、下層ガラス糸巻層３上に同じガラス糸を、下層ガラス糸巻層３の巻き方向とは逆方向に横巻きして上層ガラス糸巻層４を形成して二重のガラス層を備えたガラス巻銅線を作製する。なお、ＪＩＳＲ３４１３（ガラス糸）で規定されている無アルカリガラス糸は、φ７μｍのガラス糸を２００本束ねた撚り糸を、更に、下層に１４本、上層に１２本束ねた二層構造を有する糸束である。 Next, the same glass yarn is wound on the lower glass wound layer 3 in the direction opposite to the winding direction of the lower glass wound layer 3 to form the upper glass wound layer 4 to provide a glass having a double glass layer A wound copper wire is produced. The non-alkali glass yarn defined in JIS R3413 (glass yarn) is a yarn having a two-layer structure in which 200 twisted glass yarns having a diameter of 7 μm are bundled, and 14 in the lower layer and 12 in the upper layer. It is a bunch.

次に、Ｆ種（耐熱クラス１５５℃）の絶縁塗料（例えば、日立化成ＷＦ６５１）を均一に塗布し、絶縁塗料の焼付けを行う。 Next, an F type (heat resistance class 155 ° C.) insulating paint (for example, Hitachi Chemical WF651) is uniformly applied, and the insulating paint is baked.

具体的に、絶縁塗料の塗布は、例えば、ガラス糸が巻きつけられたガラス巻銅線を絶縁塗料の入っているタンク内を通過させて絶縁塗料を含浸させる絶縁塗料塗布装置を用いて行う。また、絶縁塗料の焼付けは、絶縁焼付け装置によって行われる。この絶縁塗料の焼付けは、絶縁塗料を塗布した後、温度４８０℃で炉長４ｍの絶縁塗料塗布装置の電気炉内を５．０ｍ／分の速度でガラス糸巻銅線を通過させることにより行った。 Specifically, the insulating paint is applied by using, for example, an insulating paint coating device that impregnates the insulating paint by passing a glass-wrapped copper wire wound with glass yarn through a tank containing the insulating paint. The insulating paint is baked by an insulating baking apparatus. The insulating paint was baked by passing the glass wound copper wire through the electric furnace of the insulating paint coating apparatus having a furnace length of 4 m at a temperature of 480 ° C. at a speed of 5.0 m / min after applying the insulating paint. .

次に、絶縁塗料が焼付けられたガラス糸巻銅線を放置して室温とした。 Next, the glass wound copper wire on which the insulating paint was baked was allowed to come to room temperature.

次に、上記の絶縁塗料の塗布、及び絶縁塗料の焼付けを３回繰り返して行い、絶縁膜５を形成してガラス糸巻銅線１を作製した。 Next, application of the above-mentioned insulating paint and baking of the insulating paint were repeated three times to form an insulating film 5 to produce a glass wound copper wire 1.

次に、作製したガラス糸巻銅線１をボビンに巻き付け、同一ボビンから長さ約４００ｍｍの試料を３本採り、それぞれを実施例７、実施例８及び実施例９とした。 Next, the produced glass wound copper wire 1 was wound around a bobbin, and three samples having a length of about 400 mm were taken from the same bobbin, which were designated as Example 7, Example 8, and Example 9, respectively.

（比較例１３〜比較例１５について）
比較例１３〜比較例１５のガラス糸巻銅線は、導体を作製するためにタフピッチ銅（ＴＰＣ：Tough-Pitch Copper）を用いた点と、上記の丸線を平角形状に成形するための熱間圧延加工工程を通った平角線材に対して温度３００℃、３０分の条件でバッチ式焼鈍による焼鈍工程を行った点と、を除いて、実施例７、実施例８及び実施例９と同様の条件でガラス糸巻銅線を作製した。 (Comparative Example 13 to Comparative Example 15)
The glass thread wound copper wires of Comparative Examples 13 to 15 are hot to form a round wire into the above-mentioned round wire, in which tough pitch copper (TPC) is used to produce a conductor. Same as Example 7, Example 8 and Example 9, except that the rectangular wire passed through the rolling process was subjected to an annealing process by batch annealing at a temperature of 300 ° C. for 30 minutes. A glass wound copper wire was produced under the conditions.

また、作製したガラス糸巻銅線をボビンに巻き付け、同一ボビンから長さ約４００ｍｍの試料を３本採り、それぞれを比較例１３、比較例１４及び比較例１５とした。 Moreover, the produced glass thread copper wire was wound around the bobbin, and three samples having a length of about 400 mm were taken from the same bobbin, which were designated as Comparative Example 13, Comparative Example 14 and Comparative Example 15, respectively.

（実施例７〜実施例９及び比較例１３〜比較例１５のガラス糸巻銅線の軟化特性について）
図８は、ガラス糸巻銅線を所定の角度で折り曲げた時点における測定装置の概略図である。図９は、ガラス糸巻銅線のスプリングバック角度を測定中の測定装置の概略図である。 (About the softening characteristic of the glass wound copper wire of Examples 7-Example 9 and Comparative Examples 13-15)
FIG. 8 is a schematic view of the measuring apparatus at the time when the glass thread wound copper wire is bent at a predetermined angle. FIG. 9 is a schematic view of a measuring apparatus that is measuring the springback angle of the glass wound copper wire.

上記の製造方法にて作製された実施例７〜実施例９及び比較例１３〜比較例１５のガラス糸巻銅線の軟化特性を測定するため、ＪＩＳＣ３００６−１９９１０．２で規定する軟らかさ試験を図８及び図９に示す測定装置６を用いて実施した。 In order to measure the softening characteristics of the glass wound copper wires of Examples 7 to 9 and Comparative Examples 13 to 15 produced by the above manufacturing method, the softness test defined by JIS C3006-199 10.2. Was carried out using the measuring apparatus 6 shown in FIGS.

図８及び図９に示す測定装置６は、クランプ６０と、レバーアーム６１と、分度器６２と、を備えて概略構成されている。 The measuring device 6 shown in FIGS. 8 and 9 is schematically configured to include a clamp 60, a lever arm 61, and a protractor 62.

クランプ６０は、ガラス糸巻銅線の試料７を挟んで固定するものである。 The clamp 60 fixes the sample 7 of the glass thread wound copper wire.

レバーアーム６１は、板形状を有し、支点を中心に回転可能に構成されている。また、レバーアーム６１は、例えば、支点から、試料７の導体の厚みの４０倍の点に刃６１０を有する。ここで、導体２の厚みは、図７の紙面の鉛直方向の厚みである。このレバーアーム６１が、支点を中心に回転することにより、クランプ６０の付け根から試料７が折れ曲がる。 The lever arm 61 has a plate shape and is configured to be rotatable around a fulcrum. The lever arm 61 has a blade 610 at a point 40 times the thickness of the conductor of the sample 7 from the fulcrum, for example. Here, the thickness of the conductor 2 is the thickness in the vertical direction of the paper surface of FIG. When the lever arm 61 rotates around the fulcrum, the sample 7 is bent from the base of the clamp 60.

分度器６２は、後述する試料７のスプリングバック角度を測定するものである。 The protractor 62 measures a springback angle of the sample 7 described later.

軟らかさ試験は、次のように行われる。まず、実施例７〜実施例９及び比較例１３〜比較例１５の試料７を真っすぐにした後、一部をクランプ６０に固定し、図８に示すように、試料７を２〜５秒かけて３０度曲げる。次に、試料７が３０°の位置に達した後、２秒以内にレバーアーム６１を元の位置に戻す。次に、刃６１０が試料から離れた後、図９に示すように、刃６１０が試料７を曲げることなく接触するまでレバーアーム６１を移動させ、接触した試料７のスプリングバック角度を分度器６２で測定する。 The softness test is performed as follows. First, after straightening the sample 7 of Example 7 to Example 9 and Comparative Example 13 to Comparative Example 15, a part was fixed to the clamp 60, and the sample 7 was taken for 2 to 5 seconds as shown in FIG. Bend 30 degrees. Next, after the sample 7 reaches the 30 ° position, the lever arm 61 is returned to the original position within 2 seconds. Next, after the blade 610 moves away from the sample, as shown in FIG. 9, the lever arm 61 is moved until the blade 610 contacts the sample 7 without bending, and the spring back angle of the contacted sample 7 is determined by the protractor 62. taking measurement.

また、「伸び％」の測定方法は、ＪＩＳＣ３００６−１９９９９で規定する方法を採用した。更に、「導体寸法」及び「両側絶縁厚さ」については、ＪＩＳＣ３００６−１９９９９で規定する５．１．２．１．２及び５．１．５に規定する方法を採用した。 Moreover, the method prescribed | regulated by JISC3006-19999 was employ | adopted for the measuring method of "elongation%". Furthermore, the method defined in 5.1.2.1.2 and 5.1.5 defined in JIS C3006-19999 was adopted for “conductor dimensions” and “insulation thickness on both sides”.

実施例７〜実施例９及び比較例１３〜比較例１５の試料７を上記の軟らかさ試験で測定した結果を表３に示す。 Table 3 shows the results of measuring the samples 7 of Examples 7 to 9 and Comparative Examples 13 to 15 in the above softness test.

この表３に示すように、実施例７のスプリングバック角度は３．５°であり、実施例８のスプリングバック角度は３．５°であり、実施例９のスプリングバック角度は４．０°であった。また、比較例１３のスプリングバック角度は３．５°であり、比較例１４のスプリングバック角度は４．０°であり、比較例１５のスプリングバック角度は４．０°であった。この測定結果より、実施例７〜実施例９の試料７であるガラス糸巻銅線は、最終線径に到達した後、焼鈍工程を実施していないにも関わらず、最終線径に到達した後、焼鈍工程を実施した無酸素銅（ＯＦＣ：Oxygen Free Copper）を使用した比較例１３〜比較例１５のガラス糸巻銅線と同等レベルのスプリングバック角度を示した。 As shown in Table 3, the springback angle of Example 7 is 3.5 °, the springback angle of Example 8 is 3.5 °, and the springback angle of Example 9 is 4.0 °. Met. Further, the spring back angle of Comparative Example 13 was 3.5 °, the spring back angle of Comparative Example 14 was 4.0 °, and the spring back angle of Comparative Example 15 was 4.0 °. From this measurement result, after the glass thread wound copper wire which is the sample 7 of Example 7 to Example 9 reaches the final wire diameter, the glass wire wound copper wire reaches the final wire diameter even though the annealing process is not performed. The spring back angles of the same level as those of the glass wound copper wires of Comparative Examples 13 to 15 using oxygen-free copper (OFC: Oxygen Free Copper) subjected to the annealing process were shown.

また、実施例７〜実施例９は、「導体寸法」及び「両側絶縁厚さ」が比較例１３〜比較例１５と同じであり、「伸び％」が比較例１３〜比較例１５とほぼ同等であった。 In Examples 7 to 9, “conductor dimensions” and “insulation thickness on both sides” are the same as those in Comparative Examples 13 to 15, and “elongation%” is substantially the same as in Comparative Examples 13 to 15. Met.

上記の結果から所定の酸素含有量及び所定の硫黄含有量の銅材料にチタン（Ｔｉ）を微量、添加した素材を平角銅線に用いることにより、従来行われていた平角銅線の加工歪みを除去する焼鈍工程を実施しなくても、下層ガラス糸巻層３と上層ガラス糸巻層４の形成後の絶縁塗料焼付け工程における熱量で、硬質銅線を十分に焼き鈍し、軟質銅線に変質させることができることがわかる。 From the above results, by using a raw material in which a small amount of titanium (Ti) is added to a copper material having a predetermined oxygen content and a predetermined sulfur content for a rectangular copper wire, the processing strain of a rectangular copper wire that has been conventionally performed can be reduced. Even if the annealing step to be removed is not performed, the hard copper wire can be sufficiently annealed and transformed into a soft copper wire by the amount of heat in the insulating paint baking step after the formation of the lower glass wound layer 3 and the upper glass wound layer 4. I understand that I can do it.

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、銅の高純度化（９９．９９９９質量％以上）処理を要さず、安価な連続鋳造圧延法により高い導電率を実現することができるので、低コスト化ができる。ガラス糸巻銅線は、高い導電率の素材から形成されるので、放熱性の向上により半導体素子の温度上昇を抑制でき信頼性が向上する。添加したチタン（Ｔｉ）が不純物である硫黄（Ｓ）をトラップするので、銅母相（マトリックス）が高純度化し、素材の軟質特性が向上する。 (Effect of embodiment)
The glass wound copper wire according to the present embodiment does not require copper purification (99.9999% by mass or more), and can achieve high conductivity by an inexpensive continuous casting and rolling method. Cost can be reduced. Since the glass wound copper wire is formed of a material having high conductivity, the temperature rise of the semiconductor element can be suppressed by improving the heat dissipation, and the reliability is improved. Since the added titanium (Ti) traps sulfur (S), which is an impurity, the copper matrix (matrix) is highly purified, and the soft properties of the material are improved.

また、本実施の形態に係るガラス糸巻銅線は、平角銅線の焼鈍工程を省略することができるため、硬質銅線の周りにガラス糸束を巻き付ける製造方法を採用することができ、焼鈍工程において消費する電力等のエネルギー費用、焼鈍工程の設備費用、設備メンテナンス費用、焼鈍工程にかかる時間及び人件費等を削減することができる。 Moreover, since the glass thread wound copper wire which concerns on this Embodiment can skip the annealing process of a flat copper wire, the manufacturing method which winds a glass thread bundle around a hard copper wire can be employ | adopted, and an annealing process Energy costs such as power consumption, equipment costs for the annealing process, equipment maintenance costs, time required for the annealing process, and labor costs can be reduced.

以上、本発明の実施の形態及びその変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 As mentioned above, although embodiment of this invention and its modification were demonstrated, embodiment and modification which were described above do not limit the invention which concerns on a claim. In addition, it should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and the modifications are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

１…ガラス糸巻銅線
１ａ…ガラス糸巻銅線
２…導体
３…下層ガラス糸巻層
３ａ…ガラス糸巻層
４…上層ガラス糸巻層
５…絶縁膜
６…測定装置
７…試料
６０…クランプ
６１…レバーアーム
６２…分度器
６１０…刃 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass wound copper wire 1a ... Glass wound copper wire 2 ... Conductor 3 ... Lower glass wound layer 3a ... Glass wound layer 4 ... Upper glass wound layer 5 ... Insulating film 6 ... Measuring apparatus 7 ... Sample 60 ... Clamp 61 ... Lever arm 62 ... Protractor 610 ... Blade

Claims

Conductors,
A glass yarn wound layer formed by winding a glass yarn bundle around the conductor;
An insulating layer obtained by impregnating the glass spool layer with an insulating paint;
With
The conductor comprises a pure copper, includes a following oxygen 30 mass ppm exceed 2mass ppm, and the following Ti 4 mass ppm or 55 mass ppm as added pressure element, and less sulfur than 2mass ppm 12 mass ppm, and the balance being unavoidable impurities der is, and
A step of producing a dilute copper alloy material as a molten metal at a molten copper temperature of 1200 ° C. or higher and 1320 ° C. or lower, forming the dilute copper alloy material as an ingot rod, and then hot rolling at a rolling roll temperature of 880 ° C. or lower and 550 ° C. or higher. glass yarn copper Ru der those obtained through.

The sulfur (S) and a part of Ti are TiO, TiO ₂ , TiS, or a compound having a Ti—O—S bond, or the TiO, TiO ₂ , TiS, or Ti—O—S bond. included as aggregates of compounds having a glass yarn copper wire of claim 1, the remainder of the previous SL T i and S are contained as a solid solution.

The TiO, the TiO ₂ , the TiS, the compound having an Ti—O—S bond or an aggregate is distributed in crystal grains,
The TiO has a size of 200 nm or less;
The TiO ₂ has a size of 1000 nm or less;
The TiS has a size of 200 nm or less;
The compound or aggregate having the Ti—O—S bond has a size of 300 nm or less,
The glass wound copper wire according to claim 2 , wherein particles having a diameter of 500 nm or less are 90% or more in a ratio of the number of particles in all dispersed particles .

And pure copper, viewed including the following oxygen 30 mass ppm exceed 2mass ppm, and the following Ti 4 mass ppm or 55 mass ppm as added pressure element, and less sulfur than 2mass ppm 12 mass ppm, and the balance is unavoidable impurities A conductor production process for producing a hard conductor obtained by processing a diluted copper alloy wire into a final wire diameter;
A glass wound layer forming step of forming a glass wound layer by winding a glass yarn bundle around the outer periphery of the hard conductor;
An insulating layer forming step of forming an insulating layer by applying an insulating material on the glass spool layer;
A baking step of baking the insulating layer;
Including
In the conductor production step, a dilute copper alloy material is produced as a molten metal at a molten copper temperature of 1200 ° C. or more and 1320 ° C. or less by SCR continuous casting and rolling, and then hot rolling after the dilute copper alloy material is used as an ingot rod. Including the step of producing the diluted copper alloy wire,
The hot rolling in the step of producing the diluted copper alloy wire is performed at a temperature of the rolling roll of 880 ° C. or lower and 550 ° C. or higher,
The said baking process bakes the said insulating layer, The manufacturing method of the glass wound copper wire which changes the said hard conductor into a soft conductor with the calorie | heat amount which generate | occur | produces at the said baking process.