JP7107921B2 - 絶縁電線 - Google Patents
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Description
耐溶剤性の高いポリイミドは、ワニスとの親和性が低い。このため、単にポリイミド皮膜の表面にポリイミドを含有するワニスが塗布されても、焼き付け後の2つのポリイミド皮膜間の密着力は十分に向上しない。そして絶縁層を形成する絶縁皮膜間の密着力が低いと、この絶縁層を備える絶縁電線が巻線加工される際に、絶縁皮膜が剥離するおそれがある。
本開示によれば、絶縁層を形成する絶縁皮膜間の密着力を向上させることが可能な絶縁電線を提供することができる。
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る絶縁電線を説明する。
図1の絶縁電線1は、線状の金属導体2と、この金属導体2の外周面側に積層される絶縁層3とを備えている。また、絶縁電線1は、金属導体2及び絶縁層3間に積層される中間絶縁層4をさらに備えている。
金属導体2は、絶縁電線1の電気伝導を担う金属製の線状体であり、横断面視で円形に形成されている。金属導体2の断面形状は、円形に限定されず、例えば矩形、角丸長方形又は楕円形であってもよい。また、金属導体2は、1つの線状体であってもよいし、複数の細線を撚り合わせた撚り線体であってもよい。
中間絶縁層4は、金属導体2の外周を覆う被覆層であり、絶縁性を有している。中間絶縁層4は、図1に示すように、金属導体2の外周面に積層されているが、金属導体2の外周面側に積層されていればよく、金属導体2と中間絶縁層4との間に他の層が積層されていてもよい。
絶縁層3は、中間絶縁層4の外周を覆う被覆層であり、絶縁性を有している。絶縁層3は、図1では中間絶縁層4の外周面に積層されているが、金属導体2の外周面側に積層されていればよく、中間絶縁層4と絶縁層3との間に他の層が積層されていてもよい。
絶縁皮膜3a、絶縁皮膜3b及び絶縁皮膜3cは、ポリイミドを主成分とするポリイミド皮膜であり、沸点の異なる2種類以上の残留溶剤を含有している。なお、絶縁層3を形成する絶縁皮膜の全てがポリイミド皮膜でなくてもよく、2以上の絶縁皮膜の少なくとも1つが、ポリイミドを主成分とし、沸点の異なる2種類以上の残留溶剤を含有するポリイミド皮膜であればよい。
当該絶縁電線1は、積層構造を形成する絶縁皮膜3a、絶縁皮膜3b及び絶縁皮膜3cがポリイミド皮膜であり、このポリイミド皮膜が、ポリイミドを主成分とし、沸点の異なる2種類以上の残留溶剤を含有している。このため、当該絶縁電線1は、ポリイミド皮膜を形成する際のポリイミド皮膜形成用のワニスの急激な乾燥を抑制し、ポリイミド皮膜の表面の平滑化を促す。また、当該絶縁電線1は、ポリイミド皮膜に適切な量の2種類以上の残留溶剤を含有しているので、ポリイミド皮膜と他の絶縁皮膜形成用のワニスとの親和性を向上させる。したがって、当該絶縁電線1は、絶縁層3を形成する絶縁皮膜間の密着力を向上させることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
ポリイミド皮膜形成用ワニスは、以下のテトラカルボン酸二無水物、ジアミン及び溶剤を用いて調製した。ポリイミド皮膜形成用ワニスは、ポリアミド酸の原料となるテトラカルボン酸二無水物及びジアミンを等モル比で溶剤中に溶解させた後、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの縮合重合反応を促進することにより得た。原料となるテトラカルボン酸二無水物の組成及びジアミンの組成と使用した溶剤の組成とを表1に示す。なお、表1では、テトラカルボン酸二無水物の組成比及びジアミンの組成比をモル比で示し、溶剤の組成比を質量比で示している。
ポリアミド酸の原料となるテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いた。なお、表1ではこれらの酸無水物をPMDA及びBPDAとそれぞれ表示し、これらの合計が100となるように組成比を示している。
ポリアミド酸の原料となるジアミンとしては、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル及び4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニルを用いた。なお、表1ではこれらのジアミンをODA及びBAPBとそれぞれ表示し、これらの合計が100となるように組成比を示している。
溶剤としては、三菱ケミカル株式会社の「NMP」(N-メチルピロリドン、沸点202℃)、三菱ガス化学株式会社の「NMF」(モノメチルホルムアミド、沸点199℃)、三菱ガス化学株式会社の「DMAC」(N,N-ジメチルアセトアミド、沸点165℃)、東京化成工業株式会社の「D0722」(N,N-ジメチルホルムアミド、沸点153℃)、出光興産株式会社の「エクアミドM100」(β-アルコキシプロピオンアミド、沸点216℃)、東京化成工業株式会社の「E0358」(N-エチルピロリドン、沸点218℃)及び三菱ケミカル株式会社の「GBL」(γ-ブチロラクトン、沸点204℃)を用いた。なお、表1ではこれらをNMP、NMF、DMAc、DMF、M100、NEP及びγ-BLとそれぞれ表示し、これらの合計が100となるように組成比を示している。
No.1~No.15のポリイミド皮膜形成用ワニスを直径1.0mmの銅線の外周面に塗布した後、焼き付けによって大部分の溶剤を揮発させるとともに溶剤中のポリアミド酸をイミド化して平均厚さ3μmのポリイミド皮膜を形成した。そして、このポリイミド皮膜形成用ワニスの塗布及び焼き付けを20回繰り返して平均厚さ60μmの絶縁層を形成し、No.1~No.15の絶縁電線を作製した。この絶縁電線について、ポリイミド皮膜に対する残留溶剤それぞれの含有量と絶縁層の比誘電率とを測定した。また、この絶縁電線について剥離試験を行った。これらの測定結果及び試験結果を表2に示す。
ポリイミド皮膜に対する残留溶剤の含有量は、ガスクロマトグラフ法により測定した。
絶縁層の比誘電率の測定は、絶縁電線の表面の3か所に銀ペーストを塗布した後、常温下においてこの銀ペーストと銅線との間の静電容量をLCRメータで測定し、測定した静電容量の値と絶縁層の厚みから比誘電率を算出した。
剥離試験は、絶縁電線を長手方向に20%予備伸張した後、この絶縁電線と同じ直径を有する鉄芯の周りに絶縁電線を30回巻き付けて、絶縁層に割れや剥離が発生するか否かを確認する手法を採用した。なお、表2では、絶縁層に割れや剥離が発生しなかったものをAとし、絶縁層に割れや剥離が発生したものをBとしている。
2 金属導体
3 絶縁層
3a,3b,3c 絶縁皮膜
4 中間絶縁層
Claims (8)
- 線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層とを備える絶縁電線であって、
上記絶縁層が、2以上の絶縁皮膜の積層構造を有し、
上記2以上の絶縁皮膜の全てが、ポリイミドを主成分とするポリイミド皮膜であり、
上記絶縁層が、沸点の異なる2種類以上の残留溶剤を含有し、
上記絶縁層に対する上記残留溶剤それぞれの含有量が、0.001質量%以上0.1質量%未満であり、
上記絶縁層に対する上記2種類以上の残留溶剤の合計含有量が、0.002質量%以上0.1質量%以下である絶縁電線。 - 上記絶縁層に対する上記2種類以上の残留溶剤の合計含有量が0.08質量%以下である請求項1に記載の絶縁電線。
- 上記ポリイミド皮膜中の上記ポリイミドが、ピロメリット酸二無水物に由来する構造単位及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位の少なくともいずれかを含む請求項1又は請求項2に記載の絶縁電線。
- 上記ポリイミド皮膜中の上記ポリイミドが、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位及び4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニルに由来する構造単位の少なくともいずれかを含む請求項1、請求項2又は請求項3に記載の絶縁電線。
- 上記金属導体と上記絶縁層との間に積層される中間絶縁層を備えており、
上記中間絶縁層が、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はこれらの混合物を主成分とする樹脂組成物から形成されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の絶縁電線。 - 上記樹脂組成物が、ポリアミドイミドを主成分とする請求項5に記載の絶縁電線。
- 上記中間絶縁層の平均厚さが、5μm以上250μm以下である請求項5又は請求項6に記載の絶縁電線。
- 線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層とを備える絶縁電線であって、
上記絶縁層が、2以上の絶縁皮膜の積層構造を有し、
上記2以上の絶縁皮膜の全てが、ポリイミドを主成分とするポリイミド皮膜であり、
上記絶縁層が、沸点の異なる2種類以上の残留溶剤を含有しており、
上記絶縁層に対する上記残留溶剤それぞれの含有量が、0.001質量%以上0.1質量%未満であり、
上記絶縁層に対する上記2種類以上の残留溶剤の合計含有量が、0.002質量%以上0.1質量%以下であり、
上記ポリイミド皮膜中の上記ポリイミドが、ピロメリット酸二無水物に由来する構造単位及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位の少なくともいずれかを含んでおり、
上記ポリイミド皮膜中の上記ポリイミドが、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位及び4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニルに由来する構造単位の少なくともいずれかを含む絶縁電線。
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