JP6001014B2 - 耐熱性絶縁電線とその絶縁層の形成に用いる電着液 - Google Patents
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Description
浸漬法は平角電線の角部に塗料が付着し難く、角部の層厚が平坦部の層厚に比べて薄くなるという欠点がある。一方、電着法では平角電線の角部にも塗料が十分に電着するので角部にも平坦部と同じもしくはそれ以上の絶縁層を形成できる利点がある。
〔1〕耐熱性絶縁層を有する絶縁電線であって、該絶縁層中に耐熱性粒子を含有し、該耐熱性粒子が上記絶縁層の表面から0.5μmの層厚部分に密集していることを特徴とする耐熱性絶縁電線。
〔2〕上記絶縁層の表面から0.5μmの層厚部分に含まれる耐熱性粒子の量が、該絶縁層の中央部分に含まれる耐熱性粒子の量の2倍以上である上記[1]に記載する耐熱性絶縁電線。
〔3〕上記[1]または上記[2]に記載する上記絶縁層の形成に用いる電着液であって、樹脂粒子が分散した懸濁液に耐熱性粒子を分散させてなり、粘度100cP以下であって濁度1mg/L以上であることを特徴とする絶縁層形成用電着液。
〔4〕上記樹脂粒子の含有量が1〜30質量%であって、該樹脂粒子100質量部に対して上記耐熱性粒子が1〜100質量部含有されている上記[3]に記載する絶縁層形成用電着液。
〔5〕上記樹脂粒子の平均粒子径が1μm以下であり、上記耐熱性粒子の平均粒子径が500nm以下である上記[3]または上記[4]に記載する絶縁層形成用電着液。
〔6〕上記絶縁層の耐軟化温度上昇率が1.2以上の絶縁層を形成する上記[3]〜上記[5]の何れかに記載する絶縁層形成用電着液。
〔7〕上記樹脂粒子がアクリル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、またはポリアミドイミド樹脂である上記[3]〜上記[6]の何れかに記載する絶縁層形成用電着液。
〔8〕上記耐熱性粒子が金属酸化物微粒子またはシリカ微粒子の少なくとも一種である上記[3]〜上記[7]の何れかに記載する絶縁層形成用電着液。
本発明の耐熱性絶縁電線は、耐熱性絶縁層を有する絶縁電線であって、該絶縁層中に耐熱性粒子を含有し、該耐熱粒子が上記絶縁層の表面層厚部分に密集していることを特徴とする絶縁電線である。
〔実施例1〜実施例13〕
平均粒子径50nmのアクリル樹脂粒子を水に分散した樹脂粒子濃度20質量%の水懸濁液に、平均粒子径10nmまたは平均粒子径360nmのシリカ粒子を水に分散したシリカ粒子濃度30質量%および水70質量%のシリカゾルを混合して水分散型電着液を調製した。該電着液中の樹脂粒子100質量部に対するシリカ粒子の質量部を表1に示す。該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表1に示す。
なお、樹脂粒子濃度は表1の値になるように該電着液の水量を調整した。アクリル樹脂粒子およびシリカ粒子の平均粒子径はHORIBA社の動的光散乱式粒径分布測定装置(LB550)によって測定した。また、電着液の濁度は東京光電社の積分球式濁度計(ANA−148)で測定した。電着液の粘度はJIS(Z8803:2011−6)に従って細管粘度計により測定した。
この電着液を25℃の電着槽に入れ、電着槽にφ0.1mmの銅線を線速15m/minで通過させ、銅線を陽極とし、電着槽を陰極として通電し、銅線表面にアクリル樹脂とシリカ粒子を電着塗装した。電着後にDMFによるミスト処理を行い、これを焼付炉に通過させて加熱温度300℃、加熱時間10秒で焼付処理を行い、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁電線について、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比を表1に示した。
なお、可撓性はJIS(C3005:2000−4.20.1)に従って自己径巻付後、光学顕微鏡で絶縁層の剥離の有無を調べ、剥離なしを○印、剥離ありを×印で示した。耐軟化温度はJIS(C3216−6:2011−4)に従って測定した。耐軟化温度上昇率は耐軟化温度/絶縁層樹脂の耐軟化温度の式によって求めた。絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比は段落〔0013〕に記載したSi/C比率の測定方法と同様にして測定した。
平均粒子径100nmのジルコニア粒子を水に分散したジルコニア粒子濃度30質量%および水70質量%のジルコニアゾル、または平均粒子径50nmのアルミナ粒子を水に分散したアルミナ粒子濃度30質量%および水70質量%のアルミナゾルを用いた以外は実施例1〜実施例13と同様にして水分散型電着液を調製した。該電着液中の樹脂粒子100質量部に対するジルコニア粒子またはアルミナ粒子の質量部を表2に示す。該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表2に示す。なお、樹脂粒子濃度は表2の値になるように該電着液の水量を調整した。アクリル樹脂粒子およびシリカ粒子の平均粒子径、電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁電線について、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比を表2に示した。可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比は段落〔0013〕に記載したSi/C比率の測定方法において、実施例14〜実施例18はSiをZrに置き換え、実施例19〜実施例23はSiをAlに置き換えて同様に測定した。
平均粒子径200nmのポリエステルイミド樹脂粒子を水に分散した樹脂粒子濃度20質量%の水懸濁液に、平均粒子径10nmのシリカ粒子を水に分散したシリカ粒子濃度30質量%および水70質量%のシリカゾルを混合して水分散型電着液を調製した。該電着液中の樹脂粒子100質量部に対するシリカ粒子の質量部を表3に示す。電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表3に示す。なお、樹脂粒子濃度は表3の値になるように該電着液の水量を調整した。ポリエステルイミド樹脂粒子およびシリカ粒子の平均粒子径、該電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁電線について、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比を表3に示した。可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
平均粒子径400nmのポリイミド樹脂粒子を水に分散した樹脂粒子濃度20質量%の水懸濁液に、平均粒子径10nmのシリカ粒子を水に分散したシリカ粒子濃度30質量%および水70質量%のシリカゾルを混合して水分散型電着液を調製した。該電着液中の樹脂粒子100質量部に対するシリカ粒子の質量部を表3に示す。該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表3に示す。なお、樹脂粒子濃度は表3の値になるように該電着液の水量を調整した。ポリイミド樹脂粒子およびシリカ粒子の平均粒子径、電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁電線について、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比を表3に示した。
なお、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
平均粒子径300nmのポリアミドイミド樹脂粒子を水に分散した樹脂粒子濃度20質量%の水懸濁液に、平均粒子径10nmのシリカ粒子を水に分散したシリカ粒子濃度30質量%および水70質量%のシリカゾルを混合して水分散型電着液を調製した。該電着液中の樹脂粒子100質量部に対するシリカ粒子の質量部を表4に示す。該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表4に示す。なお、樹脂粒子濃度は表4の値になるように該電着液の水量を調整した。ポリイミド樹脂粒子およびシリカ粒子の平均粒子径、電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁電線について、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比を表4に示した。
なお、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率、および絶縁層中央部分の耐熱性粒子量に対する絶縁層表面層厚部分の耐熱性粒子量の比は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
平均粒子径50nmのアクリル樹脂粒子、または平均粒子径200nmのポリエステルイミド樹脂粒子、または平均粒子径400nmのポリイミド樹脂粒子、または平均粒子径300nmのポリアミドイミド樹脂粒子をおのおの水に分散した樹脂粒子濃度20質量%の水懸濁液を電着液として用いた。該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表5に示す。なお、樹脂粒子濃度は表5の値になるように該電着液の水量を調整した。上記樹脂粒子の平均粒子径、電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁電線について、可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率を表5に示した。可撓性、耐軟化温度、耐軟化温度上昇率は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。
比較例1〜比較例4は電着法によって絶縁層が形成されたが、耐熱性粒子を含まないので、耐軟化温度が上昇せず、耐軟化温度上昇率は何れも1である。
ポリエステルイミド樹脂が溶解した塗料を用い、この塗料を撹拌しながら、平均粒子径10nmのシリカ粒子をキシレンとブタノールの混合液に分散させたシリカゾルを上記塗料に混合し、塗料の樹脂分100質量部に対してシリカ粒子が20質量部になるように分散させた。
該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂濃度を表5に示す。なお、樹脂粒子濃度は表5の値になるように該電着液のキシレンとブタノール量を調整した。電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして絶縁層の形成を試みたが、電着液の濁度0.01mg/L未満および粘度1000cPを超えるので、電着によって絶縁層は形成されなかった。
平均粒子径200nmのポリエステルイミド樹脂粒子を水に分散した樹脂粒子濃度40質量%の水懸濁液に、平均粒子径10nmのシリカ粒子を水に分散したシリカ粒子濃度30質量%および水70質量%のシリカゾルを上記ポリエステルイミド樹脂100質量部に対してシリカ粒子1質量部になるように混合してなる電着液を用いた。該電着液の濁度、粘度、液の状態、樹脂粒子濃度、樹脂粒子の平均粒子径を表5に示す。なお、樹脂粒子濃度は表5の値になるように該電着液の水量を調整した。上記樹脂粒子の平均粒子径、電着液の濁度および粘度は実施例1〜実施例13と同様にして測定した。この電着液を用い、実施例1〜実施例13と同様にして絶縁層の形成を試みたが、樹脂粒子濃度が高く電着液の粘度が高すぎるので液が固化し、電着できなかった。
トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレート変性ポリエステルイミドが溶解した塗料を用い、この塗料を撹拌しながら、平均粒子径10nmのシリカ粒子をキシレンとブタノールの混合液に分散させたシリカゾルを上記塗料に混合し、塗料の樹脂分100質量部に対してシリカ粒子が20質量部になるように分散させた。この塗料を用い、実施例1〜実施例13と同様にして電着法によって絶縁層の形成を試みたが、樹脂成分が溶解した液であるため電着法では絶縁層を形成することができなかった。
20絶縁層
30耐熱性粒子
Claims (8)
- 耐熱性絶縁層を有する絶縁電線であって、該絶縁層中に耐熱性粒子を含有し、該耐熱性粒子が上記絶縁層の表面から0.5μmの層厚部分に密集していることを特徴とする耐熱性絶縁電線。
- 上記絶縁層の表面から0.5μmの層厚部分に含まれる耐熱性粒子の量が、該絶縁層の中央部分に含まれる耐熱性粒子の量の2倍以上である請求項1に記載する耐熱性絶縁電線。
- 請求項1または請求項2に記載する上記絶縁層の形成に用いる電着液であって、樹脂粒子が分散した懸濁液に耐熱性粒子を分散させてなり、粘度100cP以下であって濁度1mg/L以上であることを特徴とする絶縁層形成用電着液。
- 上記樹脂粒子の含有量が1〜30質量%であって、該樹脂粒子100質量部に対して上記耐熱性粒子が1〜100質量部含有されている請求項3に記載する絶縁層形成用電着液。
- 上記樹脂粒子の平均粒子径が1μm以下であり、上記耐熱性粒子の平均粒子径が500nm以下である請求項3または請求項4に記載する絶縁層形成用電着液。
- 上記絶縁層の耐軟化温度上昇率が1.2以上の絶縁層を形成する請求項3〜請求項5の何れかに記載する絶縁層形成用電着液。
- 上記樹脂粒子がアクリル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、またはポリアミドイミド樹脂である請求項3〜請求項6の何れかに記載する絶縁層形成用電着液。
- 上記耐熱性粒子が金属酸化物微粒子またはシリカ微粒子の少なくとも一種である請求項3〜請求項7の何れかに記載する絶縁層形成用電着液。
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