JPH02109201A - セラミクス被覆絶縁電線とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 高真空機器や高温使用機器などにおいて配線用電線や巻
線用電線等に用いられるセラミクス被覆絶縁電線の製造
方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の絶縁電線は、金属導体の外方を有機材料であるゴ
ムやプラスチック系の樹脂で絶縁した物が使用されてい
た。高温使用機器に対しては特に、その絶縁材料がポリ
イミド等が使用されている。

しかしながら、これらの耐熱温度は３００℃程度である
。また、真空機器用の絶縁電線に関しては、絶縁皮膜で
ある有機樹脂中に含まれる残存有機溶媒、分解ガス、及
び水分などの揮発成分のため高度の非ガス放出性を要求
される真空機器用絶縁電線などの用途には使用しにくか
った。更に、真空機器用絶縁電線は真空装置のベーキン
グ時の加熱に耐え得る耐熱性も必要である。

このため、無機材料を被覆した電線が検討されており、
例えば陽極酸化法を用いてアルミニウム導体の上に酸化
アルミウム皮膜を形成したアルマイト電線や、種々のセ
ラミクスを筒状ガイシに加工した物に導体を通したセラ
ミクス被覆絶縁電線がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の物は、絶縁層に使用する無機材料の基材に対する
付着力が不十分な点があり、例えば銅基材上に二酸化珪
素の薄膜をＣＶＤ法で形成した場合、手で擦っただけで
も膜が剥離する場合があった。

また陽極酸化法によるアルマイト電線などでは、基材が
アルミニウムに１種に限定され、かつその基材上に形成
される無機絶縁層も酸化アルミニウムに限定されていた
。このため種々の用途に適した基材と無機絶縁層との組
合せを選ぶことが不可能であるといった困難さがあった
。

この発明の目的はこのような問題点を解消し、種々の導
体上に種々の高付着性無機絶縁層を施した（真空機器用
）セラミクス被覆絶縁電線を提供することである。

［課題を解決するための手段及びその作用コこの発明に
従う絶縁電線では、導体と、導体の表面に形成される密
着層として機能する第１層と、この第１層の外方に形成
される絶縁性酸化物皮膜として機能する第２層を備えて
いる。

この発明に使用される導体としては、特に限定されない
が産業上の利用を考えて高導電性や低コストから銅、ス
テンレス、さらにアルミニウムを使用できる。

種々の金属に対してＩａ、ＩＩａ、Ｉ［［ａもしくはＩ
Ｖａ族のいわゆる塩基性の高い元素はＪａ＋ＩＩａ＋ｎ
ｌａもしくはＩＶａ族以外の金属元素と化学的な結合を
持ち易く、特に高酸性度を示す遷移金属元素とは１対１
の化合物をつくる傾向がある。このことを利用してまず
遷移金属などの金属基材上に少なくとも１種類のＩａ、
ＩＩａ、ｎｌａもしくはＩＶａ族のいわゆる塩基性の高
い元素金属の酸化物を含む第１層を形成し、さらにその
外層にＩＩＩｂもしくはＩＶｂ族の金属元素の酸化物を
含む第２層を形成する。この第１層は下地金属と高付着
力を存する密着層となり得る。さらにこの酸化物層であ
る第１層の」二に主絶縁体熱層である第２層を作成する
。

この第１層と第２層との付着性は、双方がともに金属酸
化物であることから高付着性を示す。

また、密着層である第１層の形成にはＩａ、ＩＩａ、Ｉ
ＩＩａもしくはＩａ族の少なくとも１種類の金属の化合
物を何機溶媒に溶解した溶液を塗布しさらに有機溶剤の
揮発及び残留有機物質の除去のため室温より高い温度で
放置する必要がある。又、この雰囲気は基材金属の融点
以上の高温であってはならない。この雰囲気中で塗布し
た溶液中に含まれる金属の化合物の分解は５００°Ｃ程
度で完全に終了しているが、しかしそれ以上の温度をか
けた場合基材と塗布した金属との反応が促進され基材金
属と第１層間の付着力が増加する。この事は第２層形成
の際にも適用される。

主絶縁層の形成には膜厚が要求されるためゾルゲル法に
より粘調な溶液を作成しこれを塗布焼成してもよい。

以」二、密着層、主絶縁層きも溶液を使用した方法で作
成するために、その薄膜の形成には簡単な設備でよくか
つ高速で線状物質にコーティングが可能である。

［実施例１コ 線径０．８ｍｍφの銅線をまず０．ＩＮの硝酸、次にｃ
ｌ）ｂ５０（三菱瓦斯化学制）の５０％溶液で処理した
のちにジルコニウムブトキシド１０モル％のイソプロピ
ルアルコール溶液を第１図に示す装置を用いて塗布焼成
する。

第１図の装置は金属線条体１が脱油俗情２のローラ４．
４′にガイドされながら、脱油液３によって表面を洗浄
された後、乾燥炉５によって乾燥される。その後、ロー
ラ６．７を経由して塗布装置８．ダイス９によって表面
に塗布されたのち、焼付炉工０によって焼付けられる。

ここで、表面に何回かに亙って塗布するが、その場合は
ローラ７及び１１の案内によって必要回数だけ塗布焼き
付けされたのち、巻取装置１２に巻き取られる。

なお、第１図は例示的に示すもので、これに限定される
ものではない。

ここで加熱温度は炉温で５００’Ｃ１その線速は２０ｍ
／分、繰り返し回数３回、形成膜厚は膜厚０．６μｍで
ある。　その後、テトラブチルオルトシリケイト８モル
％、水３２モル％、イソプロピルアルコール６０モル％
の混合溶液に硝酸をテトラブチルオルトシリケイトのモ
ル数に対し１００分の３の量を滴下し２時間８０℃で反
応させた溶液を同じく第１図の装置を用いてさらにその
上にコーティングする。炉温５００℃線速２０ｍ／分、
繰り返し回数１０回、膜厚１０　ＩＩ　ｍである。

この皮膜はＪＴＳ　　Ｃ３００３−１０の耐摩耗試験に
も７００ｇ荷重で３０回の成績であった。

以上のようにして得られた、絶縁電線を、長さ３０ｃｍ
採り、これに約５０ｍｍ間隔の４カ所にそれぞれ約１．
０ｍｍの部分に密接して厚さ０．０２ｍｍの白金箔を巻
き付け、導体金属箔間に交流６０Ｈｚ、２００Ｖで、真
空チャンバー（１×１０　”’ｔｏｒｒ）中でテストし
た。この結果、５００℃の加熱テストにおいても皮膜の
外観には何の変化も認められず、かつ漏洩電流が０．８
ｍｍ、Ａで絶縁性も維持した。また、この電線を底面積
１５００ｃｍ′高さ５０ｏ、の円筒状真空チャンバー中
に、２ｍ投入し排気！５０￥にターボ分子ポンプ（日型
アネルバ製）で減圧したところ試料を投じない場合は１
０−’ｔｏｒｒまで１時間３０分装したが、本試料を投
じた場合でもこの真空度までの到達時間は１時間３０分
と有意な差はみられなかった。

［実施例２コ 、ＩＪｉ［０，６Ｉφのアルミニウム線をまずＯ，ＩＮ
の弗酸で処理したのちにナフテン酸バリウム１０モル％
のトルエン溶液を第１図に示す装置を用いて塗布焼成す
る。この場合加熱温度は炉温で５００℃、その線速は２
０ｍ／分、繰り返し回数３回、膜厚０．６μｍである。

　その後、テリブトキシアルミニウム５モル％、トリエ
タノールアミン１０モル％、水５モル％、イソプロピル
アルコール８０モル％の混合溶液を５０″０１時間反応
させた溶液を同じく第１図の装置を用いて更にその上に
コーティングする、炉温５００℃線速２０ｍ／分、繰り
返し回数１０回、膜厚６μｍである。この皮膜はＪＩＳ
　　Ｃ３００３−１０の耐摩耗試験にも７００ｇ荷重で
４０回の成績であった。

以」二のようにして得られた、絶縁電線を、長さ３０ｃ
ｍ採り、これに約５０ｍｍ間隔の４カ所にそれぞれ約１
０ｍｍの部分に密接して厚さ０．０２ｍｍの白金箔を巻
き付け、導体金属箔間に交流６０Ｈｚ、２００Ｖで、真
空チャンバー（１×１Ｑ−’ｔｏｒｒ）中でテストした
。この結果、５００℃の加熱テストにおいても皮膜の外
観には何の変化も認められず、かつ漏洩電流が１ｍｒｎ
Ａで絶縁性も維持した。また、この電線を底面積１５０
０ｍｍ、５Ｑｃｍの円筒状真空チャンバー中に、２０ｍ
投入し排気量５０跣タ一ボ分子ポンプ（日型アネルバ製
）で減圧したところ試料を投じない場合は１０’ｔｏｒ
ｒまで１時間３０分装したが、本試料を投じた場合でも
この真空度までの到達時間は１時間３５分とを意な差は
みられなかった。

［比較例コ 線径０．８ｍｍφの銅線をまず０．ＩＮの硝酸、次にｃ
ｐｂ５０　（三菱瓦斯化学制）の５０％溶液で処理した
のちに、テトラブチルオルトシリケイト８モル％、水３
２モル％、イソプロピルアルコール６０モル％の混合溶
液に硝酸をテトラブチルオルトシリケイトのモル数に対
し１００分の３の量を摘果し２時間８０　’Ｃで反応さ
せた溶液を同じく第１図の装置を用いてさらにその上に
コーティングする、炉温５００℃線速２０ｍ／分、繰返
し回数１０回、膜厚１０μｍである。この絶縁電線はス
コッチテープで粘着テストをしたところすべてψｊｌｌ
ｌた。

［発明の効果コ 本願発明に於ける絶縁電線は高温・真空状態においても
剥離することがなく、良好な絶縁性を確保しうる効果は
極めて膏効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明のセラミクス被覆絶縁電線の製造装置
の概略図である。図中の番号は １：金属線条体　　　２：脱油温情 ３：脱油浴 ４．４’　　　６．７、ｉｆローラ ５：乾燥炉５ ８：塗布装置 １０：焼付炉 ｌｌ−

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基材上に I ａ，IIａ，IIIａもしくはIVａ族
   の少なくとも１種類の金属の化合物を有機溶媒に溶解し
   た溶液を塗布しその金属を含む第１層を形成し、さらに
   その外層にIIIｂもしくはIVｂ族の少なくとも１種類の
   金属の化合物を有機溶媒に溶解した溶液を塗布しその金
   属を含む金属酸化物の薄膜を形成してなることを特徴と
   するセラミクス被覆絶縁電線。
2. （２）金属基材上に第１層として形成する薄膜には、特
   に酸化ジルコニウム、酸化カルシウムを含む請求項１記
   載のセラミクス被覆絶縁電線。
3. （３）第１層の外層に形成する第２層の薄膜には、特に
   酸化珪素、酸化アルミウムを含む請求項１記載のセラミ
   クス絶縁電線。
4. （４）金属基材上に形成する第１層及び第２層の薄膜形
   成の際に使用する金属の化合物は特に金属のアルコキシ
   ド、金属カルボン酸エステルである請求項１、２又は３
   記載のセラミクス絶縁電線。
5. （５）金属基材として特に遷移金属もしくはアルミニウ
   ムを使用する請求項１、２、３又は４記載のセラミクス
   被覆絶縁電線。
6. （６）請求項１における１層及び第２層の薄膜の形成に
   は溶液を塗布した後、室温以上、基材金属の融点より低
   い温度の雰囲気下で放置することを特徴とするセラミク
   ス絶縁電線の製造方法。
7. （７）請求項１における第１層及び第２層の薄膜の形成
   には I ａ，IIＡ，IIIａもしくはIVａ族の少なくとも１
   種類の金属のアルコキシドを、もしくはIIIｂもIVｂ族
   の少なくとも１種類の金属のアルコキシドを有機溶媒に
   溶解し加水分解及び脱水縮合反応を行なわせた塗布溶液
   を用いた請求項６記載のセラミクス絶縁電線の製造方法
   。