JPH02197019A - ガラス絶縁電線の製造方法 - 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〕 本発明は、可撓性の良好なガラス絶縁電線の製造方法に
関し、特に２００℃以上の高温度用巻線としての使用に
適したガラス絶縁電線の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

現代における産業技術の発展によって、２００℃以上の
高温度、例えば４００℃〜７００℃、で連続使用が可能
な超耐熱性の巻線が要求されている。かかる超耐熱性巻
線の絶縁層材料としては、従来より巻線用として使用さ
れてきた有機系の絶縁材料では耐熱性に限界がある。

巻線は、モータの回転子等に捲回使用されるので高度の
可撓性あるいは捲回可能性を具備する必要がある。現在
、可撓性を有するセラミ・ノク等の無機絶縁材料の研究
が進められているが、その成果は未だしの感があって、
半焼結状態ではある程度の可撓性を示すものが開発され
ているが、それでさえ焼結状態では剛直となる。

一方、金属をガラスと一緒に加熱線引きして金属コアの
」二にガラス層が被覆した複合体の製造技術、即ちティ
ラー法が従来より知られている。この技術は金属極細線
を製造することが目的であるので、線引きにて得た複合
体の表面を覆うガラス層は薬品処理によって溶解除去さ
れ、金属コアのみが製品として採取される。この場合、
複合体における表面のガラス層は、溶解除去し易いよう
に１０、ｃａｍ以下の極く薄層となるように線引が行わ
れるが、ガラス層がその程度の薄層であると、金属コア
とガラス層との複合体は小型のボビンに巻取れる程の可
撓性を示すことも知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところでティラー法を応用して巻線を製造しようとする
場合には、巻線の耐電圧強度上からガラス層は、少なく
とも２０μｍ、好ましくは３０〜１００μｌ程度の厚肉
とする必要があるが、かかる厚肉の複合体は可撓性が不
充分となる問題がある。

而して本発明が解決しようとする課題は、上記可撓性不
良の難点を解消することであり、これを換言すれば絶縁
層の構成材料としてガラスを使用して加熱線引法により
富度の可撓性を具備する絶縁電線を、特に巻線として実
用し得る絶縁電線を開発することである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は、導体となる金属と絶縁層となるガラスとを
一緒に加熱線引きして金属導体の上に所定厚さのガラス
絶縁層を有する状態に細線化し、次いでガラス絶縁層の
外表面に有機高分子の薄層をコーティングすることを特
徴とするガラス絶縁電線の製造方法により解決される。

〔発明の構成並びに作用〕

本発明においては、加熱線引きした後、ガラス絶縁層の
外表面に有機高分子の薄層をコーティングすることを特
徴とする。このコーティングによりガラス絶縁層は、た
とえ厚さが２０〜１００μｌ、あるいはそれ以上の厚肉
でも優れた可撓性を示すに至る。絶縁電線は、一般にそ
の製造時及び配線時や布設時に可撓性を要求されるが、
多くの場合において配線や布設の後は固定されるので可
撓性は実質問題にならない。本発明の方法で製造ｔた絶
縁電線は、ガラス絶縁層の外表面に有機高分子の薄層を
有するが、モータ等に捲回使用された後、たとえば５０
０℃前後の高温度で使用されて有機高分子層が焼失し、
可撓性を喪失しても実用上からは特に問題はない。

第１図は本発明におけるｌ実施例の方法を説明するフロ
ーチャートであり、第２図は本発明の他の実施例の方法
を説明するフローチャート部分図である。

第１図及び第２図において、導体用金属１１と絶縁層用
ガラス１２とからなる母材１の先端部を金属１１の融点
以上並びにガラス１２の作業点温度（約１０５ポイズの
粘度となる温度）以上の高温度に加熱して線引きし、金
属導体の周囲に所定厚さ、たとえば２０〜１００μｍの
ガラス絶縁層を有するガラス絶縁電線２を得る。ガラス
絶縁電線２は、次いで有機高分子塗布浴３をｉｌｌ！過
してそのガラス絶縁層の外表面に有機高分子の薄層がコ
ーティングされ、硬化処理装置４において有機高分子コ
ーティング層が加熱乾燥、加熱架橋、照射架橋等の手段
で硬化される。有機高分子コーティング層が施与された
ガラス絶縁電線２は、最後にモータ５により駆動されて
いるボビン６に巻取られる。ガラス絶縁電線２の外径は
モータ５の巻取り速度によって調節可能であり、ガラス
絶縁層の厚さは、母材１における金属１１とガラス１２
との断面積比を加減することで調節可能である。

本発明においては、後記する通り種々の導体用金属と絶
縁層形成用ガラスとの組み合わせが可能であるが、母材
１を線引きする温度において多くの場合、溶融金属の粘
度はガラスの粘度より低くてその差が過大であると、ガ
ラスの高粘度により母材１からの溶融金属の円滑な排出
が阻害されることがある。このような場合は、第２閏に
示すように母材１全体をガラス１２は形態を保持するが
内部の金属１１は溶融する高温度に維持し、母材１の上
端を加圧ポンプ７に接続して溶融金属１１を軽く加圧す
るとよい。この時の加圧力を加減することによってガラ
ス絶縁層の厚さを調節することができる。他の方法とし
て、ガラス管内に導体用金属塊を入れ、これを誘導加熱
コイルで加熱熔融したものを母材として用いてもよい。

この場合、加熱溶融した金属は磁界と金属の作り出す渦
電流のためにガラス管内で小滴状を保ち、一定位置に浮
遊する。この小滴を底のガラスと一緒に線引することも
できる。更に他の線引方法として、特公昭４７−５１９
２４号明細書に記載された２重坩堝を使用するのもよい
。

本発明において製造されるガラス絶縁電線に要求される
耐電圧値は、該電線の使用目的によって異なるが、たと
えばモータ用巻線として使用される場合は２００〜７０
０Ｖ程度である。なお大気は１ｍｍあたり約５０００Ｖ
の耐電圧強度があるのでガラス絶縁層の厚みを一例とし
て５０μ請とすることにより、隣接するガラス絶縁層の
５０μ−との和、即ち１００μ−の導体間距離が確保し
得て大気１００μ菌間隔に対応する耐電圧強度約５００
ｖを達成することができる。従って、本発明で製造され
るガラス絶縁電線を巻線として使用する場合、ガラス絶
縁層の厚さは２０〜７０μｍ程度とすればよい。

導体となる金属１１としては、銅やアルミニウム等の従
来の巻線に使用されてきた金属でもよいが、−層耐熱性
に優れたもの例えば、Ｃｕ−（：ｒ合金、Ｃｕ−Ｚｒ合
金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ａｓ−０合金、Ｃｕ−Ａｓ
−Ｐ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金等の銅合金類、Ａｌ−Ｚｒ合
金、Ａｌ−Ｚｒ−Ｃｕ合金等のアルミニウム合金類、鉄
、ニッケル、銀、金、白金あるいはそれら各金属の合金
類等も好ましい。

絶縁層形成用ガラスとしては、特別低融点のものや導電
性のものは論外として、前記した線間耐電圧強度につい
ての説明から明らかな通り、少なくとも使用される高温
度においても隣接導体同士の直接接触が生じないように
スペーサの作用をなし得るだけの耐熱性があり、且つ上
記の高温度において通常の電気絶縁性があれば特に制限
がなく各種のものが使用出来る。たとえば、酸化珪素、
酸化硼素、酸化ゲルマニウム、５酸化燐、５酸化砒素等
のガラス形成性酸化物の１種または２種以上を主成分と
し、必要により酸化ナトリウム、酸化カリ、酸化カルシ
ウム、酸化バリウム等のガラス修飾酸化物、酸化ベリリ
ウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄等のガラス
形成−修飾中間酸化物等を含む多成分系ガラス類、たと
えばシリカ−ソーダー石灰−ガラス、シリカ−アルミナ
−マグネシア−ガラス、パイレックスガラス、バイコー
ルガラス等である。（なお本発明においては上記したガ
ラス形成性酸化物、ガラス修飾酸化物、及びガラス形成
−修飾中間酸化物等の区分は、Ｚａｃｈａｒｉａｓｅｎ
のガラス形成条件に従ったものである。以下において、
上記３種類の酸化物をガラス製造用酸化物と総称する。

）またガラス形成性酸化物のみからなる単成分ガラス類
、たとえば天然石英ガラス、合成石英ガラス等、少量の
ドーパントを含むドープド単成分ガラス類、たとえばハ
ロゲン、酸化硼素、酸化ゲルマニウム、あるいはその他
のガラス製造用酸化物、水分（またはＯＨ）等のドーパ
ントの１種または２種以上を含む合成石英ガラス等が例
示できる。なお多成分系ガラスであれ、単成分系ガラス
であれ、ガラス製造用酸化物並びにハロゲンと水分（ま
たはＯＨ）以外の物質（本発明においては、かかる物質
を不純物とする）の含有量が多いガラスは、一般に線引
後の可撓性が不良となり易い傾向がある。従って、本発
明において使用するガラスは、不純物の含有量が１重量
％以下、特にＯ，１重量％以下のものが好ましい、特に
好ましいガラスは、純度９９．９重量％以上の高純度の
ガラス製造用酸化物を使用して製造した多成分系ガラス
類、純度９９．９重量％以上の高純度の合成石英ガラス
及びドープド合成石英ガラス等である。

本発明においては、金属１１の融点とガラスの作業点温
度とに大きな差があっても、前記した溶融金属を加圧し
つつ線引する方法を採用することで所望サイズの絶縁電
線の製造が可能となるが、−船釣には両温度差が２００
℃以内、特に５０℃以内となるように両材料を選択する
ことが好ましい。

線引後、金属とガラスのどちらか一方の急速な固化及び
熱収縮により金属導体の断線、あるいはガラスのヒビ割
れの問題が生じる場合があるが、かかる場合は、線引工
程と有機高分子塗布浴３との間に徐冷炉を設けて徐冷す
ることが好ましい。

また使用する金属とガラスの各熱膨張係数が大きく相違
する場合も金属導体の断線、あるいはガラスのヒビ割れ
の問題が生じる場合があるが、かかる場合は２重坩堝の
ノズル形状や母材の形状を予め設定して線引後の金属導
体の断面形状が厚さ１００μｍ以下、好ましくは５０μ
ｍ以下の薄いテープ状となるようにする、あるいは線引
後の金属導体の外径が１００μｍ以下、好ましくは５０
μ鋼以下の細線となるようにするとよい。このような薄
材あるいは細線とすることにより、金属導体の応力緩和
効果が大となって上記した問題が解消する。

本発明においては、加熱線引きして得たガラス絶縁１！
線２の表面に有機高分子の薄層がコーティングされる。

この際の有機高分子としては、特に制限がなく、熱可塑
性有機高分子、熱硬化性有機高分子、紫外線硬化性有機
高分子、電子線硬化性有機窩分子等、あるいはそれらの
前駆体、天然の有機高分子等が用いられる。熱可塑性を
機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、ナイロン等、熱硬化性有機高分子としては、エ
ポキシ樹脂、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミ
ド、ポリウレタン等、紫外線硬化性有機高分子としては
、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ウレ
タンエポキシアクリレート等である。天然の有機高分子
としては、膠、澱粉、アラビアゴム、漆等である。熱可
塑性有機高分子は、その加熱溶融物を使用してもよく、
適当な有機溶剤の溶液として使用してもよい、天然の有
機高分子は多くの場合、水溶液、水分散液の形態で用い
られる。熱硬化性有機高分子や紫外線硬化性有機高分子
はその前駆体が液体である場合はそのまま使用してよく
、また適当な有機溶剤の溶液として使用してもよい。巻
線の製造に従来使用されている各種の絶縁ワニス類も好
適である。

施与される有機高分子層の厚さは可能な限り薄いほうが
好ましく、５００μ−以下、特に１〜２００μｍの範囲
が好ましい、最も好ましくは２〜５０μｍ程度である。

施与された有機高分子が熱可塑性有機高分子の場合は、
必要の応じて乾燥処理を施すのみでよいが、硬化性有機
高分子の場合は、加熱、照射等の処理を行って架橋固化
される。更に本発明においては、かく施与された有機高
分子層を２００〜６００℃程度の高温度でチャー化処理
を施したものも好ましく、かかるチャー化層も本発明で
言う有機高分子の薄層コーティングの範晴に含める。特
に好ましいチャー化層は、熱または照射により硬化した
有機高分子層を３００〜４００℃未満で３０秒〜３０分
、または４００〜５００℃で１０〜６０秒間加熱処理し
て得たものである。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の方法を一層詳細に説明する
。以下において、部、％とあるは、それぞれ重量部、重
量％を意味するものとする。

実施例ｌ ５ｉＯｚ６８．０％、Ａｌｚ　Ｏｘ　２．３％、Ｆｅｘ
　　ｏｘ　　０．　１％、Ｎａｇ　　ｏｓ。　５％、Ｋ
、０４、０％、Ｍｇ０６．　７％、ＣａＯ２，８％、Ａ
ｓｇ　Ｏｓ　Ｏ，１％、Ｂａ０７．０％（いずれの酸化
物も純度９９．９％以上）からなる内径３ｍｍ１肉厚５
ｍｍの多成分ガラスチューブ内に外径３ｍｍの純アルミ
ニウム捧を挿入した母材を８５０℃で線引きしてアルミ
ニウム導体外径３０μｍ、ガラス絶縁層厚さ５０μｌの
ガラス絶縁１線を得、線引直後にガラス絶縁層上に紫外
線硬化性のウレタンアクリレート塗料を３０μｌ厚で塗
布し、続いてウレタンアクリレート塗料層を紫外線照射
により硬化して目的のガラス絶縁電線を得た。

実施例２ 内径３ｍｍ、肉厚５ｍｍの高純度（不純物含有量０．０
０１％以下）硼珪酸ガラスのチューブ内に純銅塊を入れ
、硼珪酸ガラスチューブ全体を１１００℃に保持して内
部の銅を溶融状態にもたらし、該溶融銅を軽く加圧した
状態でチューブ先端部のみを１３００℃に加熱して線引
し、銅導体外径３０μｍ、ガラス絶縁層厚さ５０μｍの
ガラス絶縁電線を得、線引直後にガラス絶縁層上に紫外
線硬化性のウレタンエポキシアクリレート塗料を２０μ
ｍ厚で塗布し、続いて塗料層を紫外線照射により硬化し
て目的のガラス絶縁電線を得た。

実施例３ 純度９９．９９％の酸化硼素ドープ合成石英ガラスから
なる内径５ｍｍ、肉厚５ｍｍのチューブ内に外径５ｍｍ
の白金棒を挿入した母材を２０００℃で線引きして白金
導体外径５０μｍ１ガラス絶縁層厚さ５０μｍのガラス
絶縁電線を得、線引直後にガラス絶縁層上にエポキシ樹
脂を１０μＭ厚で塗布し、続いて加熱処理してエポキシ
樹脂を硬化して目的のガラス絶縁電線を得た。

実施例１〜３で得たガラス絶縁電線のいずれも直径１．
Ｏｍｍのボビンに巻付は出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ある実施例の方法を説明するフローチャ
ートであり、第２図は本発明の他の実施例の方法を説明
するフローチャート部分図である。 １　　母材 導体となる金属 絶縁層となるガラス ガラス絶縁線電線 有機高分子塗布浴 硬化処理装置 モータ ボビン 加圧ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体となる金属と絶縁層となるガラスとを一緒に
   加熱線引きして金属導体の上に所定厚さのガラス絶縁層
   を有する状態に細線化し、次いでガラス絶縁層の外表面
   に有機高分子の薄層をコーティングすることを特徴とす
   るガラス絶縁電線の製造方法。
2. （２）絶縁層となるガラスとして純度９９．９重量％以
   上の合成石英ガラス、純度９９．９重量％以上のドープ
   ド石英ガラス、あるいは純度９９．９重量％以上の多成
   分ガラスを用いることを特徴とする第１請求項に記載の
   ガラス絶縁電線の製造方法。