JP6708192B2 - 絶縁電線の製造方法 - Google Patents
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Description
図1A及びBは、実施形態に係る製造方法で製造する絶縁電線10を示す。絶縁電線10は、図1Aに示すように上下面及び両側面が平坦面に形成された断面形状が扁平な矩形のものであってもよく、また、図1Bに示すように上下面が平坦面に形成され且つ両側面が外側に膨出した曲面に形成された断面形状が扁平なものであってもよい。これらの絶縁電線10は、例えば、スマートフォン等で使用される小型インダクタ等に用いられるものである。
実施形態に係る絶縁電線10の製造方法は、図2に示すように、伸線加工工程、冷間加工工程、焼鈍工程、油分除去工程、及び絶縁被覆工程を含む。なお、これらの工程は、それぞれの工程をバッチ式で行ってもよく、また、全ての工程を連続式で行ってもよく、更には、例えば伸線加工工程及び冷間加工工程を連続式で行った後、焼鈍工程のみをバッチ式で行い、それ以降の油分除去工程及び絶縁被覆工程を連続式で行う場合のようにバッチ式と連続式とを組み合わせて行ってもよい。
伸線加工工程では、母線としての荒引線を細径化して横断面が円形の丸線に伸線加工する。伸線加工としては、一般的には、荒引線を伸線ダイスに通す加工が挙げられる。荒引線の外径は例えば8.0mmであり、伸線後の丸線の外径は例えば0.05mm以上0.2mm以下である。なお、伸線加工は通常は多段階で行い、例えば、まず外径が8.0mmの荒引き線を外径が2.6mm以上3.2mm以下となるように伸線し、次いで0.6mm以上0.8mm以下となるように伸線し、更に0.05mm以上0.2mm以下となるように伸線する。
冷間加工工程では、伸線工程で伸線した丸線を、外周面に平行な一対の平坦面を含む平角導線11に冷間加工する。冷間加工としては、例えば、丸線を圧延機のローラー間に通す圧延加工、丸線をダイスに通す加工等が挙げられる。図1Aに示すような上下面及び両側面が平坦面に形成された断面形状が扁平な矩形の絶縁電線10を製造する場合、丸線を厚さ方向及び幅方向のそれぞれで圧延加工することにより同様の断面形状の平角導線11を得ることができる。また、図1Bに示すような上下面が平坦面に形成され且つ両側面が外側に膨出した曲面に形成された断面形状が扁平の絶縁電線10を製造する場合、丸線を厚さ方向で圧延加工することにより同様の断面形状の平角導線11を得ることができる。
焼鈍工程では、熱処理により、平角導線11を形成する金属の結晶粒度や0.2%耐力等の物性調整を行う。この焼鈍工程での熱処理は、長さ方向の特性を均一化させる観点からはバッチ式で行うことが好ましく、その場合、冷間加工工程後の平角導線11を巻回したボビンを熱処理炉に投入後、所定の昇温速度で炉内の温度を所定の保持温度まで高め、その保持温度で所定の保持時間を保持した後、所定の降温速度で炉内の温度を低下させることが好ましい。ここで、昇温速度は例えば20℃/h以上2000℃/h以下である。保持温度(焼鈍温度)は例えば150℃以上1000℃以下である。保持時間(焼鈍時間)は例えば1秒以上100時間以下である。降温速度は例えば10℃/h以上2000℃/h以下である。また、熱処理を連続式で行う場合、熱処理条件は、例えば焼鈍温度500℃以上900℃以下及び焼鈍時間1秒以上60秒以下である。熱処理は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
油分除去工程では、平角導線11の外周面に付着した油分を洗浄除去する。この油分除去工程での洗浄は、例えば、平角導線11を洗浄液に浸漬して引き上げた後、窒素ガス等の不活性ガスを吹き付けて平角導線11の外周面に付着した洗浄液を飛散させることにより行うことができる。ここで、洗浄液としては、例えば、水(温水)、有機溶剤等が挙げられる。洗浄液を水とする場合、水温は例えば10℃以上60℃以下である。洗浄液には洗剤を含めてもよい。
絶縁被覆工程では、図3A及びBに示すように、平角導線11を、電着バス21に入れた電着ワニスVに連続的に通して、表面にワニス膜Mを付着させて電着塗装した後、乾燥炉22に通して液状成分を飛散させるのに続いて、焼付炉23に通して加熱する。これにより、平角導線11の表面にワニス膜Mを焼き付けて平角導線11の表面を被覆する膜厚が15μm以下の絶縁被覆層12を形成する。このときの平角導線11の線速は、好ましくは1m/min以上50m/min以下、より好ましくは5m/min以上40m/min以下である。
以下の実施例1〜7及び比較例1〜5の絶縁電線の作製実験を行った。それぞれの構成については表1及び2にも示す。
固形分のポリアミドイミド(PAI)樹脂1.9質量%及び着色剤0.1質量%、分散媒の水88質量%及び水溶性溶剤10質量%(NMP:9.2質量%+DMF:0.8質量%)、並びに中和剤のAE0.07質量%を含有するO/W型分散液の電着ワニスを調整した。この電着ワニスにおける固形分の含有量は2.0質量%、50%径(D50)は200nm、液温20℃における粘度は5.0mPa・s、pHは7.4、液温は20℃であった。
実施例2では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を15質量%(NMP:13.8質量%+DMF:1.2質量%)としたことを除いて実施例1と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は5.0であった。
実施例3では、電着ワニスに流した電流値を60mAとして膜厚5μmの絶縁被覆層を形成させたことを除いて実施例1と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は2.0であった。
実施例4では、電着ワニスに流した電流値を60mAとして膜厚5μmの絶縁被覆層を形成させたことを除いて実施例2と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は2.9であった。
実施例5では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を20質量%(NMP:18.3質量%+DMF:1.7質量%)としたことを除いて実施例3と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は3.8であった。
実施例6では、平角導線の線速を20m/minとして膜厚8μmの絶縁被覆層を形成させたことを除いて実施例5と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は2.3であった。
実施例7では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を30質量%(NMP:27.5質量%+DMF:2.5質量%)としたことを除いて実施例6と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は3.5であった。
比較例1では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を5質量%(NMP:4.6質量%+DMF:0.4質量%)としたことを除いて実施例1と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は1.6であった。
比較例2では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を20質量%(NMP:18.3質量%+DMF:1.7質量%)としたことを除いて実施例1と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は6.5であった。
比較例3では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を30質量%(NMP:27.5質量%+DMF:2.5質量%)としたことを除いて実施例3と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は5.7であった。
比較例4では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を10質量%(NMP:9.2質量%+DMF:0.8質量%)としたことを除いて実施例6と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は1.2であった。
比較例5では、電着ワニスにおける水溶性有機溶剤の含有量を15質量%(NMP:13.8質量%+DMF:1.2質量%)としたことを除いて実施例6と同一操作を行った。ワニス膜において、固形分の含有量に対する水溶性有機溶剤の含有量の比は1.7であった。
実施例1〜7及び比較例1〜5のそれぞれで製造した絶縁電線の外観を目視により、絶縁被覆層の亀裂の有無、及び凹みの有無を確認した。そして、亀裂や凹みの有るものをA評価、無いものをB評価とした。
表1及び2は、実施例1〜7及び比較例1〜5のそれぞれで製造した絶縁電線の絶縁被覆層における亀裂及び凹みの有無の評価結果を示す。
11 平角導線
12 絶縁被覆層
21 電着バス
22 乾燥炉
23 焼付炉
M ワニス膜
V 電着ワニス
Claims (5)
- 導線を、帯電樹脂粒子を含む固形分並びに水及び水溶性有機溶剤の混合液を含有する電着ワニスに通して表面にワニス膜を付着させた後に加熱することにより、前記導線の表面に前記ワニス膜を焼き付けて前記導線の表面を被覆する膜厚が15μm以下の絶縁被覆層を形成する工程を含む絶縁電線の製造方法であって、
前記ワニス膜において、前記固形分の含有量に対する前記水溶性有機溶剤の含有量の比が1.8以上5.6以下である絶縁電線の製造方法。 - 請求項1に記載された絶縁電線の製造方法において、
前記電着ワニスにおける前記固形分の含有量が0.5質量%以上6.0質量%以下である絶縁電線の製造方法。 - 請求項1又は2に記載された絶縁電線の製造方法において、
前記電着ワニスにおける前記水溶性有機溶剤の含有量が5質量%以上40質量%以下である絶縁電線の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか記載された絶縁電線の製造方法において、
前記水溶性有機溶剤が、N−メチル−2−ピロリドン及び/又はジメチルホルムアミドを含む絶縁電線の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか記載された絶縁電線の製造方法において、
前記帯電樹脂粒子がポリアミドイミド樹脂で形成されている絶縁電線の製造方法。
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