JPH0223961B2 - - Google Patents

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JPH0223961B2
JPH0223961B2 JP58100659A JP10065983A JPH0223961B2 JP H0223961 B2 JPH0223961 B2 JP H0223961B2 JP 58100659 A JP58100659 A JP 58100659A JP 10065983 A JP10065983 A JP 10065983A JP H0223961 B2 JPH0223961 B2 JP H0223961B2
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JP
Japan
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coating layer
composite coating
layer
resin
overcoat
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JP58100659A
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Japanese (ja)
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JPS5916210A (en
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Ryukichi Usuki
Yukio Endo
Kichizo Ito
Takao Tsuboi
Shin Kubota
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は電気機器の巻線に使用される耐熱絶
縁電線、すなわちいわゆる巻線用耐熱マグネツト
ワイヤーに関するもので、通常は従来のエナメル
巻線と同様に使用でき、かつ高温時にはセラミツ
ク絶縁層を形成して高温での連続使用をも可能に
したものである。 最近に至り巻線用の耐熱マグネツトワイヤーと
して、耐熱性に富むセラミツクによつて導体を被
覆した絶縁電線が使用されるようになつている。
しかしながらセラミツクは通常極めて硬くて脆い
から、セラミツクで被覆した電線は可撓性が著し
く乏しく、ほとんど曲げ加工等の成形加工が困難
であり、このため使用範囲が限られているのが実
情であつた。また前述の如く可撓性が乏しいこと
に起因して、取り扱い中や使用時の振動等により
長期間の使用においてセラミツク絶縁被覆にクラ
ツクが発生し、その結果使用中のヒートシヨツク
等により金属導体とセラミツク絶縁被覆との密着
性が悪くなり、セラミツク絶縁被覆が剥離したり
することがあり、このため耐熱特性が絶縁特性の
点でも未だ充分なものではなかつた。 ところで、マグネツトワイヤーを使用する電気
機器の種類やその使用条件によつては、平常時は
セラミツク絶縁被覆を要するほど高温とはならな
いが、間欠的に大きな負荷が加わることによる温
度上昇や異常発生的に高温になつた時にはじめて
セラミツク被覆を要するような場合があるが、従
来はこのような条件下でも通常のセラミツク絶縁
電線を使用していたから、前述のような問題を免
れ得ないのが実情であつた。そこでこの発明の発
明者等は、前述の如き条件に巧みに対応し得る耐
熱マグネツトワイヤーの開発を進めたところ、既
に特願昭53−152647号(特開昭55−80209号)で
提案しているように、常温の巻線加工時やその後
の常温に近い通常の使用温度においては従来の有
機質エナメル絶縁電線と同様な機械的、電気的特
性を示し、また異常な高温時にはじめてセラミツ
ク絶縁電線としての特性を示すようにした耐熱マ
グネツトワイヤーの開発に成功した。すなわちこ
の提案の製法により得られた耐熱マグネツトワイ
ヤーは、導体上に無機質微粉末とシリコン樹脂と
からなる混合物(または無機質微粉末、シリコン
樹脂およびその他の樹脂との混合物)の複合被覆
層が形成され、かつこの複合被覆層の上には可撓
性を有する保護用の樹脂層が形成されたもので、
高温時にはセラミツク絶縁層が形成されるように
したものである。この耐熱マグネツトワイヤー
は、その複合被覆層が予め人工的な焼成熱処理に
よりセラミツク化されていないものであるから、
巻付け加工時には複合被覆層およびその上の樹脂
層が可撓性に富むに加え、線同士の摩擦や対物摩
擦等が生じても、樹脂層の存在より複合被覆層の
剥離が防止されるから、通常の有機質エナメル絶
縁電線と同様に加工でき、かつ複合被覆層の樹脂
の耐熱温度以下の通常の使用条件下では通常の有
機質エナメル絶縁と同様な電気的・機械的特性を
示し、一方異常時に樹脂の耐熱温度以上の高温に
曝された場合や樹脂の耐熱温度以下の低温状態と
耐熱温度以上の高温状態とが繰返されるような場
合においては電気的特性の急激な低下や1時的な
低下を招くことなく複合被覆層がセラミツク化し
て、そのまま低温から高温の状態まで連続して使
用することができるものである。 しかるに前記提案の耐熱マグネツトワイヤーに
つきさらに検討を重ねたところ、次のような問題
があることが判明した。すなわち前記提案の電線
の導体上に被覆された複合被覆層においては無機
質微粉末粒子に対しシリコン樹脂(または変性シ
リコン樹脂さらにはシリコン樹脂と他の樹脂との
混合物)がバインダとして作用しており、したが
つて巻付け加工時にはその巻付け円周の外側に位
置する複合被覆層内の無機質粉末粒子間のバイン
ダ樹脂が伸ばされることになるが、この際複合被
覆層とその上に形成されているオーバーコート樹
脂層とが接着されている状態すなわち両層が連続
した状態で形成されていれば、複合被覆層内のバ
インダ樹脂が無機質粉末粒子間の伸びに耐えられ
ずに、バインダ樹脂に亀裂が生じた場合にはこれ
に伴つてオーバーコート樹脂にも亀裂が生じるお
それがあり、このため巻付け加工性が低下する問
題がある。そしてこの問題を解決するためには、
オーバーコート樹脂層に使用される樹脂として、
複合被覆層のシリコン樹脂等のバインダ樹脂より
も伸び特性が著しく良好でしかも強靭なものを選
ぶ必要が生じ、そのためオーバーコート樹脂とし
て使用される樹脂の選択の幅が著しく狭くなつて
使用目的に応じた最適な樹脂を使用できなくなる
おそれがある。また、前述の如く複合被覆層とそ
の上のオーバーコート樹脂層とが接着されていれ
ば、異常時などの高温において複合被覆層のバイ
ンダ樹脂が分解する際にオーバーコート樹脂層の
存在により分解ガスの放出が妨げられて、分解ガ
スの放出が困難となるから、高温に急速加熱され
たときには内部からの分解ガスの圧力が急激に上
昇してオーバーコート樹脂層および複合被覆層が
局部的に吹き飛ばされ、これにより導体が局部的
に露出して線間短絡が生ずる問題がある。 この発明は前記提案を改良して上述の巻付け加
工性の問題と高温加熱時の問題とを同時に解決で
きるようにすることを目的とするものであり、そ
の要旨は導体上に形成された複合被覆層すなわち
高温時にはセラミツク化される複合被覆層の上
に、該複合被覆層に対し接着されずに浮いた状態
または非接着に近い接着状態すなわち部分的にし
か接着していないかまたは簡単に複合被覆層から
剥離できる状態(以下この明細書ではこれらの状
態を含めて非接着状態と記す。)に保護用の樹脂
層を形成し、これによつて前述の諸問題を解決し
たものである。具体的には、この発明の耐熱マグ
ネツトワイヤーは、導体上に少なくともSiとTi,
B,Al,Pの1種以上と酸素とを骨格とするポ
リマー10〜200重量部とそのポリマーの分解温度
で半融もしくは溶融せずかつ電気的特性が優れた
粒径10μm以下の無機質微粉末100重量部とから
なる混合物の複合被覆層が形成され、かつこの複
合被覆層の上に、可撓性を有する樹脂層が複合被
覆層に対し非接着状態で設けられた、高温時には
セラミツク絶縁層が形成されることを特徴とする
ものである。 以下この発明の耐熱マグネツトワイヤーをより
詳細に説明する。まずこの発明のマグネツトワイ
ヤーの複合被覆層に使用される前述のポリマー、
すなわちSiとTi,B,Al,Pの1種以上と酸素
とを骨格とするポリマーは、複合被覆層のバイン
ダとして作用し、しかも異常時等の高温により焼
成された時の分解後の生成物質が無機質微粉末の
結合剤として作用してより強固なセラミツク層を
生成させる作用を果たすものであり、例えば、そ
の骨格が−Si−O−Ti,−Si−O−Al−,−Si−
O−B−等からなるポリマーである。また場合に
よつてはこのようなポリマーとメチルメタクリレ
ート、アクリロニトリル等の有機モノマーやアル
キツド樹脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、メ
ラミン樹脂等の樹脂との共重物や混合物等をバイ
ンダとして使用することもできる。また複合被覆
層のバインダとしては前述のようなポリマーを単
独で用いても良いが、特に機械的強度等を配慮し
てこれに他の極脂例えばエポキシ樹脂、ポリカー
ボネート、フエノール樹脂等を混合して用いるこ
ともできる。 一方、無機質微粉末としては、バインダとして
使用される前記ポリマーの分解温度付近で半融ま
たは溶融しない無機質微粉末であつて電気的特性
が優れたものを用いる必要がある。例えば、結晶
質粉末、ガラス質粉末またはこれらの混合粉末が
使用され、より具体的には、アルミナ(Al2O3)、
チタン酸バリウム(BaTiO3)ジルコン
(ZrSiO4)、ステアタイト(MgSiO3)、シリカ
(SiO2)、ベリリア(BeO)、マグネシア(MgO)
やクレー、あるいは高融点のガラスフリツト等の
酸化物、ボロンナイトライト(BN)等の窒化物
またはこれらの混合物等を使用することができ
る。これらの無機質微粉末としては、その粒径が
10μm以下のものを用いる必要がある。その理由
は次の通りである。すなわち、一般に電気機器の
巻線は定尺の巻枠に巻付けるために高い寸法精度
が要求されるが、10μmを越えるような粗い粒を
用いた場合、被覆層全体の厚みを正確にコントロ
ールできなくなり、高い外径寸法精度が得られな
くなつて巻線として不適当となる。また10μmを
越える粗い無機質微粉末を用いた場合、被覆層表
面(後述するオーバーコート樹脂層の表面)の凹
凸が大きくなつて、巻枠に巻付ける際や巻線を機
器に組込む際の擦れに対して著しく弱くなり、そ
の結果擦れによつて被覆層が破れ、導体が露出し
てしまうような事態を招くおそれがある。一方無
機質粉末として10μm以下の微粉末を使用すれ
ば、上述のような問題を生じることなく、寸法精
度が高くしかも擦れに対して強い、巻線に適した
マグネツトワイヤーを得ることができる。また無
機質粉末の粒度分布は均一であつても良いが、複
合被覆層が可及的に緻密な構造となるよう大径の
粒子と小径の粒子とがうまく組合された状態とし
ても良く、さらにはリン片状や繊維状のものを用
いても良い。なお前記複合被覆層を形成する無機
質粉末と前述のポリマーとの混合物、または無機
質粉末と前述のポリマーとその他の樹脂とからな
る混合物は、無機質粉末に対し前記ポリマーやそ
の他の樹脂からなるバインダが少な過ぎれば被覆
層の可撓性が不足してコイル巻加工が困難とな
り、また逆にバインダが多ぎれば使用時において
高温に急速加熱された場合にバインダ樹脂の分解
に伴つて発生するガス量が多くなるため被覆層が
飛ばされる等の問題が生じ、この結果高温時の電
気的特性(絶縁特性)が低下するおそれがある。
このような理由から、混合物の配合比は、無機質
粉末100重量部に対し前記ポリマーが10〜200重量
部、好ましくは20〜60重量部となるように決定す
る。 そして上述のような場合被覆層を導体上に形成
するためには、前記混合物を導体上に押出被覆し
ても良いし、あるいは前記混合物に希釈剤を無機
質粉末100重量部に対して20〜300重量部程度加え
て溶液状にし、これを導体上にコーテイングして
も良い。なお後者の場合、希釈剤としては前記ポ
リマーよりも低粘度で反応性または未反応性のポ
リシキロサン、各種変性シロキサン、その他熱分
解して電気絶縁性の残渣物を生成する無機重合
物、低重合度の有機ポリマー、あるいはキシレ
ン、トルエン等の有機溶剤などが用いられる。ま
た導体上にコーテイングまたは押出被覆された混
合物は通常は加熱硬化(ただし半硬化情態も含
む)させることが望ましいが、場合によつては未
硬化の状態のままでも良い。 そしてこの被覆層は、単層あるいは多層に施さ
れ、また場合によつては先ず導体直上に前記同様
なポリマーからなる薄層、またはそのポリマーと
複合被覆層に用いられているその他の樹脂との混
合物の薄層を形成し、その薄層の上に前記複合被
覆層を形成しても良い。 このような構成においては、複合被覆層中のバ
インダ成分が複合被覆層と導体との間に薄く介在
するため、複合被覆層が導体に強固に結合されて
耐摩耗性、可撓性が向上し、またマグネツトワイ
ヤー使用中に高温に曝されて複合被覆層がセラミ
ツク化した場合、前記薄層の分解生成物質が導体
表面とセラミツク層との間に結合剤として残るか
ら、この場合にも耐摩耗性が向上する。なお前記
薄層の厚みは1〜5μm程度が望ましく、これ以
上厚くした場合には高温により薄層の前記ポリマ
ー等が分解した際に分解ガスの脱出時の発泡によ
りピンホールが多数生じてしまうおそれがある。
なおまた、場合によつては導体直上に前述の薄層
を形成し、その薄層の上に前記複合被覆層を形成
し、その複合被覆層の上に再び前記同様の薄層を
形成したものでも良く、さらに前記薄層と複合被
覆層を交互に複数層形成した構成としても良い。 なおまた、複合被覆層の厚みは5〜100μmと
することが望ましく、5μm未満では使用時にお
いて高温に加熱されることにより複合被覆層がセ
ラミツク化した場合、そのセラミツク層の厚みが
不足して高温における絶縁性能が不足し、また
10μmを越えれば可撓性が低下すると共に複合被
覆層が軟質化して耐摩耗性が低下する等の問題が
生じる。なお、複合被覆層がコーテイングまたは
押出被覆される導体としては、ニツケル、銀など
の耐熱性の金属や合金のメツキ銅線やニツケルク
ラツド銅線あるいはステンレスクラツド銅線、銀
線、銀合金線、白金線、金線、ニクロム線等、耐
熱性導体を使用することが望ましいが、極く短時
間のみ高温に曝されるような場合や非酸化性の雰
囲気で使用される場合には銅線や耐熱アルミ合金
線を使用することができる。 前述のごとき複合被覆層の上には、該複合被覆
層に対し非接着の状態で保護用の樹脂層がオーバ
ーコートされる。このように形成されるオーバー
コート樹脂層は巻付け等の加工性と高温時の特性
との両者を満足させるためのもので、まず加工特
性の点からはコイル巻加工時等における線同士の
摩擦や対物摩擦により複合被覆層が剥離してしま
うことを防止して、巻付け加工特性を良好にする
ためのものであり、より具体的にはコイル巻加工
に充分耐え得る程度の可撓性と耐摩耗性とに優れ
たものであることが望ましい。一方耐熱性の点か
らは、通常の使用温度における長時間の使用に耐
えるような耐熱性のものであり、そして特に異常
時に急速に温度上昇するような条件で使用される
ような場合には、熱軟化性の優れた耐熱性の樹
脂、すなわちポリイミド、アミドイミド樹脂、エ
ステルイミド樹脂、ポリヒダントイン、耐熱性ポ
リエステル、ポリバラバン酸等の樹脂を用いるこ
とが望ましい。また一方、温度が前述のように急
速に上昇しないような場合、すなわち間欠的な温
度上昇や、ゆるやかな温度上昇等の場合には、ウ
レタン樹脂、フツ素樹脂、ポリオレフイン、ポリ
アミド、ホルマール樹脂等が使用できる。そして
オーバーコート樹脂層の厚みは、1〜100μmと
することが望ましい。これは1μm未満ではコイ
ル巻加工時の摩擦に対して弱く、また100μmを
越えれば、分解性が良くない樹脂の場合には分解
時にセラミツク層の剥離を招く場合があり、かつ
スペースフアクターが低下する等の問題が生じ
る。そしてまたこのオーバーコート樹脂層は1層
の場合に限らず、電線の使用目的に応じ多層に形
成でき、また種々の他の樹脂を組合わせて多層に
形成しても良い。例えば熱軟化特性と耐摩耗特性
を必要とするような場合には、耐熱特性の優れた
ポリイミド等をまず被覆し、次いでポリアミドイ
ミド、ホルマール樹脂、ポリアミド等の機械的特
性の優れたものを被覆する複数層の構成とするこ
とが望ましい。 そして、前述の如くオーバーコート樹脂層を複
合被覆層の上に非接着状態で形成するためには、
オーバーコート層の樹脂として複合被覆層に対し
接着性の悪いもの例えば複合被覆層の前記ポリマ
ーに対し接着性の悪いポリイミド、テフロン、ア
ミドイミド樹脂等を使用し、この樹脂を複合被覆
層上に塗覆するか、また線心に伸長力を加えなが
ら塗覆すると良い。あるいは予め複合被覆層上に
潤滑性を有する微粉末例えばBN、MoS2
MoS3,WS2,PbO、窒化シリコン、フツ化黒
鉛、黒鉛、雲母等の無機物やフツ素樹脂等の有機
物をそのまま、あるいはバインダ樹脂と混合して
塗布しておき、その上からオーバーコート樹脂を
コーテイングあるいは巻回、チユービング、押出
被覆する。さらにはオーバーコート樹脂層をその
樹脂のテープ状のものを巻付けるか縦添えするこ
とにより形成しても良く、この場合には、テープ
巻時のテンシヨンを調節することによりオーバー
コート樹脂テープが複合被覆層上に強く締め付け
られないようにするかあるいはイボ付きテープの
ようなものを用いれば良い。またこのようなテー
プ巻の場合には必要に応じてテープの重なり部分
を種々の方法で接着することも行なわれる。そし
てまたオーバーコート樹脂層として中空なチユー
ブ状のものを使用して、このチユーブを複合被覆
層の外側に外挿させても良い。また場合によつて
は複合被覆層とオーバーコート樹脂層との間に、
これら両層の内少なくとも一方の層に対し非接着
性となる別の層を介在させて、オーバーコート樹
脂層を複合被覆層に対し非接着状態としても良
い。なお、前述のように形成されたオーバーコー
ト樹脂層の上には、巻付け加工等における電線の
滑り特性を良好にするため、潤滑性を与えるよう
な材料からなる減摩層を設けても良い。 以上詳述したごとき耐熱マグネツトワイヤーを
電気機器に使用する際には、通常はコイル巻加工
が行なわれるが、コイル巻加工時には複合被覆層
はセラミツク化されておらず、したがつて可撓性
に富むからこの作業が容易に行なえることにな
る。しかもこの複合被覆層の上に設けられた可撓
性を有するオーバーコート樹脂層は、複合被覆層
に対し非接着の状態で形成されているから、巻付
け加工時にその湾曲半径外側の複合被覆層が伸ば
された際にも、オーバーコート樹脂層は複合被覆
層に対し独立に伸ばされ、したがつて複合被覆層
に亀裂が生じてもオーバーコート樹脂層はその全
体の変形量がその樹脂自身の変形限界内であれば
亀裂が生じることはない。したがつて電線全体と
しての加工性は極めて良好であり、従来の通常の
有機質エナメル絶縁電線と同様に小径のコイル巻
加工を行なうことができる。そしてオーバーコー
ト樹脂層が複合被覆層に接着されている場合と比
較してそれほど伸び特性が靭性が高くない樹脂を
オーバーコート樹脂層に用いても前述の如く良好
な加工特性が得られるから、オーバーコート樹脂
層の選択の幅が広く、したがつて使用目的に応じ
て最適な樹脂を使用することができる。なお、前
記オーバーコート樹脂層の存在により複合被覆層
が直接外面に露出しないことになるから、コイル
巻加工時における線同士の摩擦や対物摩擦により
複合被覆層が剥離してしまうようなことがない。 そしてこの発明のマグネツトワイヤーからなる
巻線を複合被覆層の前記ポリマーやオーバーコー
ト樹脂の耐熱温度以下の常温に近い温度で使用し
ている場合には、複合被覆層はセラミツク化され
ておらず、かつその上にオーバーコート樹脂層が
そのまま存在しているから、その機械的特性は従
来の通常の有機質エナメル絶縁電線と同様であ
り、したがつて機械的な振動が加わる状態で使用
しても絶縁被覆が剥離したりすることがなく、ま
たその電気的特性も従来の通常の有機質エナメル
絶縁電線と同程度となる。したがつて通常の使用
温度がオーバーコート樹脂等の耐熱温度以下とな
るような電気機器に対しては従来の有機質エナメ
ル絶縁電線とほぼ同様に使用することができる。 一方、高温に温度上昇した場合、複合被覆層を
構成する前記ポリマーなどが分解し、その有機分
が消失してシリカやシリカとの複合酸化物が生成
され、このシリカ等の分解生成物が無機質微粉末
の結合剤として作用して強固なセラミツク層が生
成される。このばあい、セラミツク化は、分解の
途中で1時的あるいは急激な電気的特性の低下な
しに行なわれ、かつ生成されたセラミツク層は高
温での電気的特性(絶縁特性)がきわめて良好で
あるから、高温に温度上昇した場合でも電気的特
性が低下することなくそのまま連続使用できるこ
とになる。そして特にこの発明の耐熱マグネツト
ワイヤーにおいては、オーバーコート樹脂層が高
温時にセラミツク化する複合被覆層に対し非接着
の状態で設けられているから、前記ポリマーなど
の複合被覆層のバインダが分解する際に未だオー
バーコート樹脂層が分解消失していなくても、複
合被覆層からの分解ガスが複合被覆層とオーバー
コート樹脂層との間にトラツプされるから、急激
な温度上昇によつて分解が急速に進行した場合で
もその分解ガスの発生によりオーバーコート樹脂
層と複合被覆層が吹き飛ばされて導体が露出して
しまうような事態の発生を防止することができ
る。このため、オーバーコート樹脂層に使用され
る樹脂としては、耐熱性に優れていて比較的分解
消失しにくい樹脂等、使用目的に応じて種々の樹
脂を用いることができる。 なお、機器の異常による過負荷等によつて急速
に温度上昇してバインダーとしての前述のポリマ
ーが分解していく過程で、複合層中の無機質粉末
が溶融もしくは半融して複合層が流動状態となつ
てしまつた場合、バインダー樹脂としての前記ポ
リマーの分解ガスの圧力によつてその流動層自体
が飛散し、その結果セラミツク化した層が局部的
に剥離した状態となり、導体が局部的に露出して
その後の長時間使用に耐えられなくなるが、本発
明の場合前述のように前記ポリマーの分解温度付
近で半融もしくは溶融しない無機質粉末を用いて
いるため、急激な昇温による無機質高分子の分解
過程で無機質粉末が軟化流動状態とならず、した
がつて前記ポリマーの分解ガスが粉末粒子間の隙
間から容易に放出され、複合層が飛散することが
防止される。すなわちセラミツク化した層が局部
的に剥離した状態となることがなく、その後の使
用に充分に耐えることができる。また急速な温度
上昇時に無機質粉末が溶融もしくは半融して複合
層が軟化流動状態となれば、隣り合う線の複合層
同士がくつついてしまい、セラミツク化した後の
急熱や急冷により断線したり被覆層が剥離したり
する原因となるが、本発明の場合前述のようにバ
インダーとしての前記ポリマーの分解温度(通常
は500℃前後)よりも高い高融点の無機質粉末を
用いているため、このような線同士のくつつきを
防止して、急熱や急冷に耐えることができる。さ
らに、前記ポリマーの分解時には無機質粉末が軟
化流動状態とならず、前記ポリマーの分解残渣物
質によつて無機質粉末が結合されてセラミツク化
されるため、セラミツク層は多孔質(但し多孔質
であつても粒子が固く結合された状態)となり、
その結果セラミツク化された後の急熱や急冷によ
つて歪が蓄積され難く、その意味からも急熱や急
冷に対して充分に耐えることができるのである。 以下にこの発明の実施例を比較例とともに記
す。 [実施例 1] ボロジフエニルシロキサン重合体 38重量部 メチルフエニルシリコーン 12重量部 N−メチルピロリドン 40重量部 キシレン 10重量部 アルミナ(平均粒径3.5μm) 100重量部 からなるスラリー状の混合物を1.0mmφのニツケ
ルメツキ銅線からなる導体上に塗布し、その後
350〜450℃の範囲内に制御された炉中で硬化させ
て、−Si−O−B−の骨格を有するポリマーをバ
インダーとする複合被覆層を導体上に17μmの厚
さで形成した。次いで導体に伸長率1%程度の張
力を与えながら複合被覆層上にポリイミド塗料を
塗布、焼付けして、約14μm厚のオーバーコート
層を非接着の状態で設けた耐熱マグネツトワイヤ
ーを得た。 [実施例 2] メチルフエニルシリコーン 48重量部 テトラブチルチタネート 6重量部 キシレン 50重量部 10%ブタノール水 1重量部 アルミナ(平均粒径3.5μm) 100重量部 からなるスラリー状の混合物を実施例1と同様に
1.0mmφのニツケルメツキ銅線からなる導体上に
塗布して加熱硬化させ、−Si−O−Ti−の骨格を
有するポリマーをバインダーとする複合被覆層を
導体上に17μmの厚さで形成した。次いでその複
合被覆層の上に、実施例1と同様にしてポリイミ
ドのオーバーコート層を非接着の状態で16μm厚
で設けた耐熱マグネツトワイヤーを得た。 [実施例 3] 実施例2におけるテトラブチルチタネート
(C4H9O)4Tiの代りにアルミニウムイソプロポキ
サイドAl[OCH(CH323を6重量部用いた混合
物を、実施例1と同様に1.0mmφのニツケルメツ
キ銅線からなる導体上に塗布して加熱硬化させ、
−Si−O−Al−の骨格を有するポリマーをバイ
ンダーとする複合被覆層を17μmの厚さで形成し
た。次いでその複合被覆層の上に、実施例1と同
様にしてポリイミドのオーバーコート層を非接着
の状態で14μm厚で設けた耐熱マグネツトワイヤ
ーを得た。 [実施例 4] 実施例2におけるテトラブチルチタネートの代
りにリン酸トリn−ブチル(C4H9O)3POを6重
量部用いた混合物を、実施例1と同様に1.0mmφ
のニツケルメツキ銅線からなる導体上に塗布して
加熱硬化させ、−Si−O−P−の骨格を有するポ
リマーをバインダーとする複合被覆層を17μmの
厚さで形成した。次いでその複合被覆層の上に
10μm厚のポリエチレンフイルムを重ね巻きし、
その後150℃の炉中で加熱してフイルム同士を融
着させることにより、ポリエチレンからなるオー
バーコート層を非接着の状態で設けた耐熱マグネ
ツトワイヤーを得た。 [実施例 5] 実施例1と同様にして導体上に複合被覆層を形
成した後、厚さ30μmのポリエステルテープを複
合被覆層上に重ね巻きし、次いでポリエステルワ
ニスを塗布してテープ同士を接着させることによ
り、導体上にポリエステルからなるオーバーコー
ト層を非接着の状態で設けた耐熱マグネツトワイ
ヤーを得た。 [実施例 6] メチルフエニルシリコーン 48重量部 キシレン 25重量部 ベンジルアルコール 20重量部 アルミナ(平均粒径3.5μm) 100重量部 からなる組成物を充分に混合してスラリー状の組
成物とした後、この中にテトラブチルチタネート
の50%キシレン溶液3重量部を加えて充分に混合
し、さらにこの中にホウ酸トリn−ブチルの50%
キシレン溶液2重量部を添加して充分に混合した
後、直ちに1.0mmφのニツケルメツキ銅線に塗布
し、その後300〜450℃の炉中で連続的に加熱硬化
させて、Si,Ti,B,Oを骨格としたポリマー
をバインダーとする複合被覆層を18μmの厚さで
導体上に形成させた。次いで導体に伸長率約1%
程度の張力を加えながら複合被覆層上にポリイミ
ド塗料を塗布した後、300〜450℃の炉中で加熱硬
化させて、約15μ厚のオーバーコート層を非接着
の状態で設けた耐熱マグネツトワイヤーを得た。 [実施例 7] 実施例6で用いたメチルフエニルシリコーン、
キシレン、ベンジルアルコール、およびアルミナ
からなるスラリー状組成物に、さらに50%ホウ酸
トリn−ブチル(C4H9O)3Bのキシレン溶液3重
量部を添加して混合した後、直ちに1.0mmφのニ
ツケルメツキ銅線上に塗布して加熱し、溶剤で溶
解しない程度に部分硬化させた。次いでこの線を
30%アルミニウムトリn−ブトキサイドAl
(OC4H93のキシレン溶液中に浸漬して含浸させ、
その後300〜450℃の炉中で連続的に加熱して、
Si,B,Al,Oを骨格としたポリマーをバイン
ダーとする複合被覆層を導体上に18μmの厚さで
形成した。その後実施例6と同様に導体に伸長を
加えながら、複合被覆層の表面に第1層としてポ
リイミドを12μm、第2層としてホルマールを5μ
m厚で形成して、2層構成のオーバーコート層を
非接着の状態で設けた耐熱マグネツトワイヤーを
得た。 [実施例 8] メチルフエニルシリコーン 50重量部 キシレン 30重量部 ベンジルアルコール 20重量部 アルミナ(平均粒径3.5μm) 100重量部 からなるスラリー状組成物に30%ブチルチタネー
トのキシレン溶液6重量部を添加して充分に混合
した後、この中に30%ホウ酸トリn−ブチルのキ
シレン溶液5重量部を添加して混合し、これを直
ちに1.0mmφのニツケルメツキ銅線上に塗布して
加熱し、部分的に硬化させた。さらにその後この
線を50%リン酸トリn−ブチルのキシレン溶液中
に浸漬して含浸させて、Si,Ti,P,Oを骨格
としたポリマーをバインダーとする複合被覆層を
18μmの厚さで導体上に形成させた。次いでこの
複合被覆層の上にポリイミド樹脂からなるオーバ
ーコート層を実施例6と同様にして非接着の状態
で15μm厚に形成して、この発明の耐熱マグネツ
トワイヤーを得た。 [実施例 9] ボロジフエニルシロキサン重合体 56重量部 N−メチルピロリドン 70重量部 アルミナ(平均粒径4.7μm) 100重量部 からなるスラリー状の混合物を1.0mmφのニツケ
ルメツキ銅線からなる導体上に塗布し、その後
350〜450℃の範囲内に制御された炉中で硬化させ
て、−Si−O−B−の骨格を有するポリマーをバ
インダーとする複合被覆層を厚さ約15μmで形成
した。次いで導体に伸長率1%程度の張力を与え
ながら複合被覆層上にポリイミド塗料を塗布、焼
付けして約20μm厚さに形成し、さらにこの上に
ホルマール樹脂を約5μmの厚さで被覆し、全体
で約25μmの厚さのオーバーコート層を非接着の
状態で設けた耐熱マグネツトワイヤーを得た。 [比較例] 実施例1と同様にして導体上に複合被覆層を形
成した後、オーバーコート被膜としてウレタン樹
脂を6μm厚で被覆したマグネツトワイヤーを得
た。この場合のオーバーコート被膜は、複合被覆
層に対して接着された状態となつている。 以上の実施例1〜9および比較例の耐熱マグネ
ツトワイヤーについて、オーバーコート層の状
態、可撓性および耐熱性について試験した。結果
は第1表に示す通りである。但し、急速加熱によ
る耐熱特性はそれぞれの温度に設定した炉中に前
記マグネツトワイヤーの2コ撚りした試料を入れ
て、オーバーコート樹脂が完全に分解消失した後
の状態で評価した。 また第1表中において、「可撓性」の各欄の数
値は、試料数20に対する不良発生数を示す。さら
に「急速加熱による複合被覆層の飛び」の欄の評
価は次の通りである。 〇印…被覆層の飛びなし。 △印…部分的に飛びが生じる。 ×印…被覆層に飛びが生じ導体が露出。
This invention relates to a heat-resistant insulated wire used for winding electrical equipment, that is, a so-called heat-resistant magnet wire for winding.It can normally be used in the same way as a conventional enamel winding wire, and forms a ceramic insulating layer at high temperatures. This makes continuous use possible at high temperatures. Recently, insulated wires whose conductors are coated with highly heat-resistant ceramics have come to be used as heat-resistant magnet wires for winding.
However, since ceramics are usually extremely hard and brittle, electric wires coated with ceramics have extremely poor flexibility and are difficult to bend or otherwise form, and as a result, their range of use is limited. . Furthermore, due to the lack of flexibility as mentioned above, cracks may occur in the ceramic insulation coating during long-term use due to vibrations during handling or use, and as a result, the metal conductor may crack due to heat shock during use. The adhesion with the ceramic insulation coating deteriorates, and the ceramic insulation coating sometimes peels off, so that the heat resistance and insulation properties are still not sufficient. By the way, depending on the type of electrical equipment that uses the magnet wire and its usage conditions, the temperature may not reach a high enough temperature to require ceramic insulation coating under normal conditions, but the temperature may rise or abnormalities may occur due to the intermittent application of a large load. Ceramic insulated wires are sometimes required only when the wires reach high temperatures, but the reality is that ordinary ceramic insulated wires have been used even under these conditions, so the problems described above cannot be avoided. It was hot. Therefore, the inventors of this invention proceeded with the development of a heat-resistant magnet wire that can skillfully meet the above conditions, and have already proposed it in Japanese Patent Application No. 53-152647 (Japanese Patent Application Laid-open No. 55-80209). As shown in Fig. 2, it shows mechanical and electrical properties similar to conventional organic enamel insulated wires during winding processing at room temperature and at normal operating temperatures close to room temperature, and ceramic insulated wires show the same mechanical and electrical properties as conventional organic enamel insulated wires at abnormally high temperatures. We have successfully developed a heat-resistant magnet wire that exhibits the following characteristics. In other words, in the heat-resistant magnet wire obtained by the proposed manufacturing method, a composite coating layer of a mixture of inorganic fine powder and silicone resin (or a mixture of inorganic fine powder, silicone resin, and other resins) is formed on the conductor. and a flexible protective resin layer is formed on this composite coating layer,
A ceramic insulating layer is formed at high temperatures. This heat-resistant magnet wire has a composite coating layer that has not been made into ceramic through artificial firing heat treatment.
During the winding process, the composite coating layer and the resin layer on it are highly flexible, and even if friction between wires or object friction occurs, the presence of the resin layer prevents the composite coating layer from peeling off. , can be processed in the same way as ordinary organic enamel insulated wires, and exhibits the same electrical and mechanical properties as ordinary organic enamel insulation under normal usage conditions below the heat resistance temperature of the resin in the composite coating layer. When exposed to high temperatures that exceed the resin's heat-resistant temperature, or when a low temperature state that is below the resin's heat-resistant temperature and a high-temperature state that is above the resin's heat-resistant temperature are repeated, the electrical characteristics may suddenly or temporarily deteriorate. The composite coating layer becomes ceramic without causing any damage, and can be used continuously from low to high temperatures as it is. However, upon further study of the heat-resistant magnet wire proposed above, it was found that the following problems existed. That is, in the composite coating layer coated on the conductor of the proposed electric wire, silicone resin (or modified silicone resin, or a mixture of silicone resin and other resins) acts as a binder for the inorganic fine powder particles. Therefore, during the winding process, the binder resin between the inorganic powder particles in the composite coating layer located outside the wrapping circumference is stretched, but at this time, the composite coating layer and the binder resin formed on it are stretched. If the overcoat resin layer is bonded to the overcoat resin layer, that is, if both layers are formed in a continuous state, the binder resin in the composite coating layer will not be able to withstand the elongation between the inorganic powder particles, causing cracks in the binder resin. If this occurs, there is a risk that cracks will occur in the overcoat resin as well, resulting in a problem that the winding processability will deteriorate. And to solve this problem,
As a resin used for the overcoat resin layer,
It has become necessary to select a binder resin that has significantly better elongation properties and is tougher than the binder resin such as silicone resin for the composite coating layer, and as a result, the range of resins to be used as the overcoat resin has become significantly narrower, depending on the purpose of use. Otherwise, you may not be able to use the most suitable resin. In addition, if the composite coating layer and the overcoat resin layer thereon are bonded together as described above, when the binder resin of the composite coating layer decomposes at high temperatures such as during abnormal times, the presence of the overcoat resin layer will cause decomposed gas to be released. When heated rapidly to high temperatures, the pressure of the cracked gas from inside rises rapidly and the overcoat resin layer and composite coating layer are locally blown away. This poses a problem in that the conductor is locally exposed and a short circuit occurs between the lines. The purpose of this invention is to improve the above-mentioned proposal so as to simultaneously solve the above-mentioned problem of winding processability and the problem of high-temperature heating. On top of the coating layer, that is, the composite coating layer that becomes ceramic at high temperatures, the composite coating layer is in a state where it is floating without being bonded to the composite coating layer, or in an adhesive state that is close to non-bonding, that is, it is only partially bonded or is easily composited. The above-mentioned problems are solved by forming a protective resin layer in a state where it can be peeled off from the coating layer (hereinafter, in this specification, this state will be referred to as a non-adhesive state). Specifically, the heat-resistant magnet wire of the present invention includes at least Si and Ti on the conductor.
10 to 200 parts by weight of a polymer whose skeleton is one or more of B, Al, and P and oxygen, and an inorganic fine powder with a particle size of 10 μm or less that is half-melted or does not melt at the decomposition temperature of the polymer and has excellent electrical properties. A composite coating layer is formed of a mixture consisting of 100 parts by weight, and a flexible resin layer is provided on the composite coating layer in a non-adhesive state to the composite coating layer. It is characterized by the formation of The heat-resistant magnet wire of the present invention will be explained in more detail below. First, the above-mentioned polymer used in the composite coating layer of the magnet wire of this invention,
In other words, the polymer whose skeleton is Si, one or more of Ti, B, Al, and P, and oxygen acts as a binder for the composite coating layer, and also acts as a binder for the composite coating layer, and also produces substances after decomposition when fired at high temperatures such as during abnormal times. acts as a binder for inorganic fine powder to form a stronger ceramic layer. For example, the skeleton is -Si-O-Ti, -Si-O-Al-, -Si-
It is a polymer consisting of O-B-, etc. In some cases, copolymers or mixtures of such polymers with organic monomers such as methyl methacrylate and acrylonitrile, and resins such as alkyd resins, phenolic resins, epoxy resins, and melamine resins may also be used as binders. . In addition, as the binder for the composite coating layer, the above-mentioned polymer may be used alone, but in consideration of mechanical strength, etc., it may be mixed with other polar resins such as epoxy resin, polycarbonate, phenolic resin, etc. It can also be used. On the other hand, as the inorganic fine powder, it is necessary to use an inorganic fine powder that is half-melted or does not melt near the decomposition temperature of the polymer used as the binder and has excellent electrical properties. For example, crystalline powder, vitreous powder, or a mixed powder thereof is used, and more specifically, alumina (Al 2 O 3 ),
Barium titanate (BaTiO 3 ), zircon (ZrSiO 4 ), steatite (MgSiO 3 ), silica (SiO 2 ), beryllia (BeO), magnesia (MgO)
or clay, oxides such as high melting point glass frit, nitrides such as boron nitrite (BN), or mixtures thereof. These inorganic fine powders have a particle size of
It is necessary to use a material with a diameter of 10 μm or less. The reason is as follows. In other words, high dimensional accuracy is generally required for electrical equipment windings because they are wound onto reel frames of a fixed length, but when coarse grains exceeding 10 μm are used, the thickness of the entire coating layer cannot be precisely controlled. As a result, high dimensional accuracy of the outer diameter cannot be obtained, making it unsuitable for use as a winding wire. Furthermore, when coarse inorganic fine powder exceeding 10 μm is used, the unevenness of the coating layer surface (the surface of the overcoat resin layer described later) becomes large, resulting in friction when winding it around a winding frame or when installing the winding wire into equipment. As a result, there is a risk that the coating layer will be torn due to rubbing and the conductor will be exposed. On the other hand, if a fine powder of 10 .mu.m or less is used as the inorganic powder, it is possible to obtain a magnet wire suitable for winding, which has high dimensional accuracy and is resistant to abrasion, without causing the above-mentioned problems. Further, the particle size distribution of the inorganic powder may be uniform, but it may also be a state in which large-diameter particles and small-diameter particles are well combined so that the composite coating layer has a structure as dense as possible. A flaky or fibrous material may also be used. Note that the mixture of the inorganic powder and the above-mentioned polymer that forms the composite coating layer, or the mixture of the inorganic powder, the above-mentioned polymer, and other resin, contains less binder made of the polymer or other resin than the inorganic powder. If there is too much binder, the flexibility of the coating layer will be insufficient, making it difficult to wind the coil, and conversely, if there is too much binder, the amount of gas generated as the binder resin decomposes will increase when rapidly heated to high temperatures during use. As the amount increases, problems such as the coating layer being blown away may occur, and as a result, electrical properties (insulating properties) at high temperatures may deteriorate.
For this reason, the blending ratio of the mixture is determined such that the amount of the polymer is 10 to 200 parts by weight, preferably 20 to 60 parts by weight, per 100 parts by weight of the inorganic powder. In the above case, in order to form a coating layer on the conductor, the mixture may be extruded and coated on the conductor, or the mixture may be added with a diluent in an amount of 20 to 300 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic powder. It is also possible to add about parts by weight to form a solution and coat the conductor with this solution. In the latter case, the diluent may be a reactive or unreactive polysiloxane with a lower viscosity than the polymer, various modified siloxanes, other inorganic polymers that produce electrically insulating residues when thermally decomposed, or low polymerization degrees. Organic polymers, or organic solvents such as xylene and toluene are used. Further, although it is usually desirable that the mixture coated or extruded onto the conductor be cured by heating (including a semi-cured state), it may be left in an uncured state in some cases. This coating layer may be applied in a single layer or in multiple layers, and in some cases, a thin layer of the same polymer as above, or a combination of that polymer and another resin used in the composite coating layer, may be applied directly on the conductor. A thin layer of the mixture may be formed and the composite coating layer may be formed on the thin layer. In such a configuration, the binder component in the composite coating layer is thinly interposed between the composite coating layer and the conductor, so the composite coating layer is firmly bonded to the conductor, improving wear resistance and flexibility. In addition, if the composite coating layer becomes ceramic due to exposure to high temperatures during use of the magnet wire, the decomposition products of the thin layer will remain as a binder between the conductor surface and the ceramic layer, so the resistance will be low in this case as well. Improves abrasion resistance. The thickness of the thin layer is preferably about 1 to 5 μm; if it is thicker than this, there is a risk that many pinholes will occur due to foaming when the decomposed gas escapes when the thin layer of polymer etc. decomposes due to high temperatures. There is.
Furthermore, in some cases, the above-mentioned thin layer is formed directly on the conductor, the above-mentioned composite coating layer is formed on the thin layer, and the above-mentioned similar thin layer is formed again on the composite coating layer. Alternatively, a plurality of the thin layers and composite coating layers may be alternately formed. Furthermore, it is desirable that the thickness of the composite coating layer is 5 to 100 μm. If the thickness is less than 5 μm, if the composite coating layer turns into ceramic due to being heated to high temperature during use, the thickness of the ceramic layer will be insufficient and the high temperature will be reduced. Insulation performance is insufficient, and
If the thickness exceeds 10 μm, problems such as a decrease in flexibility and a softening of the composite coating layer, such as a decrease in wear resistance, will occur. Conductors coated or extruded with a composite coating layer include plated copper wires made of heat-resistant metals and alloys such as nickel and silver, nickel clad copper wires, stainless steel clad copper wires, silver wires, silver alloy wires, and platinum wires. It is desirable to use heat-resistant conductors such as wire, gold wire, nichrome wire, etc.; Aluminum alloy wire can be used. A protective resin layer is overcoated on the composite coating layer as described above in a non-adhesive state to the composite coating layer. The overcoat resin layer formed in this way is intended to satisfy both processability such as winding and properties at high temperatures.First of all, from the viewpoint of processing properties, friction between wires during coil winding etc. This is to prevent the composite coating layer from peeling off due to friction and object friction, and to improve the winding properties. It is desirable that the material has excellent wear resistance. On the other hand, in terms of heat resistance, it is heat resistant enough to withstand long-term use at normal operating temperatures, and especially when used under conditions where the temperature rises rapidly during abnormal conditions. It is desirable to use a heat-resistant resin with excellent heat-softening properties, ie, a resin such as polyimide, amide-imide resin, esterimide resin, polyhydantoin, heat-resistant polyester, or polybalabanic acid. On the other hand, when the temperature does not rise rapidly as mentioned above, that is, when the temperature rises intermittent or slowly, urethane resins, fluorine resins, polyolefins, polyamides, formal resins, etc. Can be used. The thickness of the overcoat resin layer is preferably 1 to 100 μm. If it is less than 1 μm, it will be weak against friction during coil winding, and if it exceeds 100 μm, the ceramic layer may peel off during decomposition if the resin has poor degradability, and the space factor will decrease. Problems such as Moreover, this overcoat resin layer is not limited to one layer, but can be formed into multiple layers depending on the intended use of the electric wire, or may be formed into multiple layers by combining various other resins. For example, if heat softening properties and wear resistance properties are required, first coat with a polyimide etc. with excellent heat resistance properties, then coat with a material with excellent mechanical properties such as polyamideimide, formal resin, polyamide etc. It is desirable to have a multilayer structure. As mentioned above, in order to form the overcoat resin layer on the composite coating layer in a non-adhesive state,
Use a resin for the overcoat layer that has poor adhesion to the composite coating layer, such as polyimide, Teflon, or amide-imide resin that has poor adhesiveness to the polymer in the composite coating layer, and coat this resin on the composite coating layer. Alternatively, it is better to coat the wire while applying stretching force to the wire core. Alternatively, a fine powder with lubricating properties such as BN, MoS 2 ,
Inorganic substances such as MoS 3 , WS 2 , PbO, silicon nitride, graphite fluoride, graphite, mica, etc., and organic substances such as fluororesin are applied as is or mixed with binder resin, and overcoat resin is applied on top. Coating or winding, tubing, extrusion coating. Furthermore, the overcoat resin layer may be formed by winding or vertically attaching a tape-shaped piece of the resin. In this case, the overcoat resin tape can be formed by adjusting the tension when winding the tape. Make sure not to tighten it too hard on the covering layer, or use something like wart tape. Furthermore, in the case of such tape winding, the overlapping portions of the tapes may be adhered by various methods as necessary. Furthermore, a hollow tube-like material may be used as the overcoat resin layer, and this tube may be inserted outside the composite coating layer. In some cases, between the composite coating layer and the overcoat resin layer,
The overcoat resin layer may be made non-adhesive to the composite coating layer by interposing another layer that is non-adhesive to at least one of these layers. Note that an anti-friction layer made of a material that provides lubricity may be provided on the overcoat resin layer formed as described above, in order to improve the sliding characteristics of the wire during winding, etc. . When heat-resistant magnet wires such as those detailed above are used in electrical equipment, they are usually coil-wound, but during the coil-winding process, the composite coating layer is not made into a ceramic material, so it is not flexible. This work can be done easily because of the abundance of Moreover, since the flexible overcoat resin layer provided on this composite coating layer is formed in a non-adhesive state to the composite coating layer, the composite coating layer on the outside of the curved radius during the winding process Even when the overcoat resin layer is stretched, the overcoat resin layer is stretched independently of the composite coating layer. Therefore, even if a crack occurs in the composite coating layer, the overcoat resin layer will be deformed by the amount of deformation of the resin itself. No cracks will occur within the deformation limits. Therefore, the workability of the electric wire as a whole is extremely good, and it can be wound into a small diameter coil in the same manner as conventional organic enamel insulated electric wires. Even if the overcoat resin layer is made of a resin whose elongation properties and toughness are not so high compared to when the overcoat resin layer is bonded to the composite coating layer, good processability can be obtained as described above. There is a wide range of choices for the coating resin layer, so the most suitable resin can be used depending on the purpose of use. Furthermore, due to the presence of the overcoat resin layer, the composite coating layer is not directly exposed to the outside surface, so there is no possibility that the composite coating layer will peel off due to friction between wires or object friction during coil winding. . When the winding made of the magnet wire of this invention is used at a temperature close to room temperature, which is below the heat resistance temperature of the polymer or overcoat resin of the composite coating layer, the composite coating layer is not ceramicized. , and because the overcoat resin layer remains on top of it, its mechanical properties are similar to conventional organic enamel insulated wires, so even when used under conditions of mechanical vibration. The insulation coating does not peel off, and its electrical characteristics are comparable to conventional organic enamel insulated wires. Therefore, it can be used in almost the same way as conventional organic enamel insulated wires for electrical equipment whose normal operating temperature is below the heat resistance temperature of overcoat resins and the like. On the other hand, when the temperature rises to a high temperature, the polymers that make up the composite coating layer decompose, their organic components disappear, and silica and composite oxides with silica are generated, and the decomposition products of this silica etc. are inorganic. It acts as a binder for the fine powder to form a strong ceramic layer. In this case, ceramification occurs without temporary or rapid deterioration of electrical properties during decomposition, and the produced ceramic layer has extremely good electrical properties (insulating properties) at high temperatures. Therefore, even if the temperature rises to a high temperature, the electrical characteristics can be used continuously without deterioration. In particular, in the heat-resistant magnet wire of the present invention, since the overcoat resin layer is provided in a non-adhesive state to the composite coating layer that turns into ceramic at high temperatures, the binder of the composite coating layer such as the polymer decomposes. Even if the overcoat resin layer has not yet decomposed and disappeared, the decomposition gas from the composite coating layer will be trapped between the composite coating layer and the overcoat resin layer, so a sudden rise in temperature will cause the decomposition to occur. Even if the decomposition progresses rapidly, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the overcoat resin layer and composite coating layer are blown away and the conductor is exposed due to the generation of decomposition gas. Therefore, as the resin used for the overcoat resin layer, various resins can be used depending on the purpose of use, such as resins that have excellent heat resistance and are relatively difficult to decompose and disappear. In addition, in the process where the aforementioned polymer as a binder decomposes due to rapid temperature rise due to overload due to equipment abnormality, the inorganic powder in the composite layer melts or half-melts, and the composite layer becomes in a fluid state. If this occurs, the pressure of the decomposed gas of the polymer as the binder resin will scatter the fluidized bed itself, resulting in the ceramic layer being locally peeled off and the conductor being locally exposed. However, in the case of the present invention, as mentioned above, since an inorganic powder that is half-melted or does not melt near the decomposition temperature of the polymer is used, the inorganic polymer cannot be used for a long time due to rapid temperature rise. During the decomposition process, the inorganic powder does not become softened and fluidized, so that the decomposition gas of the polymer is easily released from the gaps between the powder particles, and the composite layer is prevented from scattering. That is, the ceramic layer does not peel off locally, and can sufficiently withstand subsequent use. In addition, if the inorganic powder melts or half-melts during a rapid temperature rise and the composite layer becomes soft and fluid, the composite layers of adjacent wires will stick together, and the wires may break due to rapid heating or cooling after turning into ceramic. This may cause the coating layer to peel off, but in the case of the present invention, as mentioned above, this inorganic powder is used as a binder with a high melting point higher than the decomposition temperature of the polymer (usually around 500°C). It prevents the wires from sticking together and can withstand sudden heat and cold. Furthermore, when the polymer is decomposed, the inorganic powder does not become softened and fluidized, and the inorganic powder is bonded to form a ceramic by the decomposition residue of the polymer. particles are tightly bound together),
As a result, it is difficult for distortion to accumulate due to rapid heating or cooling after being made into ceramic, and from this point of view, it can sufficiently withstand rapid heating or cooling. Examples of the present invention will be described below along with comparative examples. [Example 1] A slurry-like mixture consisting of borodiphenylsiloxane polymer 38 parts by weight methylphenyl silicone 12 parts by weight N-methylpyrrolidone 40 parts by weight xylene 10 parts by weight alumina (average particle size 3.5 μm) 100 parts by weight Apply it on a conductor made of 1.0mmφ nickel plated copper wire, and then
The conductor was cured in a furnace controlled at a temperature of 350 to 450° C. to form a composite coating layer with a thickness of 17 μm on the conductor using a polymer having a -Si-O-B- skeleton as a binder. Next, a polyimide paint was applied onto the composite coating layer while applying tension to the conductor at an elongation rate of about 1%, and baked to obtain a heat-resistant magnet wire having an overcoat layer of about 14 μm thick in a non-adhesive state. [Example 2] Methyl phenyl silicone 48 parts by weight Tetrabutyl titanate 6 parts by weight Xylene 50 parts by weight 10% butanol water 1 part by weight Alumina (average particle size 3.5 μm) A slurry-like mixture consisting of 100 parts by weight was prepared in Example 1. alike
It was coated on a conductor made of nickel-plated copper wire with a diameter of 1.0 mm and cured by heating to form a composite coating layer having a thickness of 17 μm on the conductor using a polymer having a -Si-O-Ti- skeleton as a binder. Next, a heat-resistant magnet wire was obtained in which a polyimide overcoat layer was provided in a non-adhesive state with a thickness of 16 μm on the composite coating layer in the same manner as in Example 1. [Example 3] A mixture in which 6 parts by weight of aluminum isopropoxide Al[OCH(CH 3 ) 2 ] 3 was used instead of tetrabutyl titanate (C 4 H 9 O) 4 Ti in Example 2 was used in Example 1. Similarly, it is applied onto a conductor made of nickel-plated copper wire with a diameter of 1.0 mm and cured by heating.
A composite coating layer with a thickness of 17 μm was formed using a polymer having a -Si-O-Al- skeleton as a binder. Next, a heat-resistant magnet wire was obtained in which a polyimide overcoat layer was provided in a non-adhesive state with a thickness of 14 μm on the composite coating layer in the same manner as in Example 1. [Example 4] A mixture in which 6 parts by weight of tri-n-butyl phosphate (C 4 H 9 O) 3 PO was used instead of tetrabutyl titanate in Example 2 was prepared in the same way as in Example 1, with a diameter of 1.0 mm.
The composite coating layer was coated on a conductor made of nickel plated copper wire and cured by heating to form a composite coating layer with a thickness of 17 μm using a polymer having a -Si-O-P- skeleton as a binder. Then on top of that composite coating layer
Wrapped with 10 μm thick polyethylene film,
Thereafter, the films were fused together by heating in a 150° C. oven to obtain a heat-resistant magnet wire provided with an overcoat layer made of polyethylene in a non-adhesive state. [Example 5] After forming a composite coating layer on a conductor in the same manner as in Example 1, a 30 μm thick polyester tape was wrapped around the composite coating layer, and then polyester varnish was applied to bond the tapes together. By doing so, a heat-resistant magnet wire was obtained in which an overcoat layer made of polyester was provided on the conductor in a non-adhesive state. [Example 6] After thoroughly mixing a composition consisting of 48 parts by weight of methylphenyl silicone, 25 parts by weight of xylene, 25 parts by weight of benzyl alcohol, and 100 parts by weight of alumina (average particle size: 3.5 μm) to form a slurry composition. Add 3 parts by weight of a 50% xylene solution of tetrabutyl titanate to this and mix thoroughly, and then add 50% of tri-n-butyl borate to this.
After adding 2 parts by weight of the xylene solution and thoroughly mixing, it was immediately applied to a 1.0 mmφ nickel-plated copper wire, and then continuously heated and hardened in a furnace at 300 to 450°C to form Si, Ti, B, and O. A composite coating layer having a polymer backbone and a binder was formed on the conductor to a thickness of 18 μm. Next, the conductor has an elongation rate of about 1%.
A heat-resistant magnet wire with a non-adhesive overcoat layer approximately 15μ thick, which is applied by applying a polyimide paint onto the composite coating layer while applying a certain amount of tension, and then curing it by heating in an oven at 300 to 450℃. I got it. [Example 7] Methylphenyl silicone used in Example 6,
After adding and mixing 3 parts by weight of a 50% tri-n-butyl borate (C 4 H 9 O) 3 B xylene solution to the slurry composition consisting of xylene, benzyl alcohol, and alumina, immediately It was applied onto nickel plated copper wire and heated to partially cure it to the extent that it would not dissolve in the solvent. Then this line
30% aluminum tri-n-butoxide Al
Impregnated by immersion in a xylene solution of ( OC4H9 ) 3 ,
After that, it is heated continuously in a furnace at 300-450℃,
A composite coating layer having a binder of a polymer with Si, B, Al, and O skeletons was formed on the conductor to a thickness of 18 μm. Then, as in Example 6, while stretching the conductor, a first layer of polyimide of 12 μm and a second layer of formal of 5 μm were applied to the surface of the composite coating layer.
A heat-resistant magnet wire having a thickness of m and having a two-layer overcoat layer in a non-adhesive state was obtained. [Example 8] Methyl phenyl silicone 50 parts by weight Xylene 30 parts by weight Benzyl alcohol 20 parts by weight 6 parts by weight of a 30% butyl titanate solution in xylene was added to a slurry composition consisting of 100 parts by weight of alumina (average particle size 3.5 μm). After adding and thoroughly mixing, 5 parts by weight of a 30% tri-n-butyl borate xylene solution was added and mixed, and this was immediately coated on a 1.0 mmφ nickel-plated copper wire and heated. hardened. Furthermore, this wire is then immersed in a xylene solution of 50% tri-n-butyl phosphate to form a composite coating layer containing a polymer with a skeleton of Si, Ti, P, and O as a binder.
It was formed on a conductor with a thickness of 18 μm. Next, on this composite coating layer, an overcoat layer made of polyimide resin was formed in a non-adhesive state to a thickness of 15 μm in the same manner as in Example 6 to obtain a heat-resistant magnet wire of the present invention. [Example 9] A slurry-like mixture consisting of 56 parts by weight of borodiphenylsiloxane polymer, 70 parts by weight of N-methylpyrrolidone, and 100 parts by weight of alumina (average particle size: 4.7 μm) was placed on a conductor made of nickel-plated copper wire of 1.0 mmφ. apply and then
The mixture was cured in a furnace controlled within the range of 350 to 450°C to form a composite coating layer with a thickness of about 15 μm using a polymer having a -Si-O-B- skeleton as a binder. Next, while applying tension to the conductor with an elongation rate of about 1%, polyimide paint is applied onto the composite coating layer and baked to form a thickness of about 20 μm, and formal resin is further coated on top of this to a thickness of about 5 μm. A heat-resistant magnet wire was obtained which was provided with an overcoat layer having a total thickness of about 25 μm in a non-adhesive state. [Comparative Example] A composite coating layer was formed on a conductor in the same manner as in Example 1, and then a magnet wire was obtained which was coated with a 6 μm thick urethane resin as an overcoat film. In this case, the overcoat film is adhered to the composite coating layer. The heat-resistant magnet wires of Examples 1 to 9 and Comparative Examples above were tested for the state of the overcoat layer, flexibility, and heat resistance. The results are shown in Table 1. However, the heat resistance properties due to rapid heating were evaluated after the overcoat resin had completely decomposed and disappeared by placing two twisted samples of the magnet wire in a furnace set at each temperature. Furthermore, in Table 1, the numerical values in each column of "Flexibility" indicate the number of defects generated for 20 samples. Furthermore, the evaluation in the column "Flashing of composite coating layer due to rapid heating" is as follows. 〇mark: No flaking of the coating layer. △ mark: Partial skipping occurs. × mark: The coating layer is broken and the conductor is exposed.

【表】 第1表に示す結果から明らかなように、複合被
覆層に対して、オーバーコートの樹脂層を非接着
状態に構成したこの発明の実施例の耐熱マグネツ
トワイヤーでは、従来のエナメル線と同様に10%
伸長後の自己径巻付けに耐える可撓性が得られる
とともに、急激な温度上昇に対しても複合被覆層
の剥離や飛びが生じ難い効果が得られた。これに
対して比較例のようにオーバーコート層が接着さ
れている場合は可撓性および高温時の特性上問題
があることが判る。 以上説明した通り、この発明の耐熱マグネツト
ワイヤーは、少なくとも無機質微粉末とSiとTi,
B,Al,Pの1種以上の元素と酸素とを骨格と
するポリマーとからなる混合物の複合被覆層が導
体上に形成されかつこの複合被覆層の上に可撓性
を有する樹脂層が複合被覆層に対し非接着の状態
で形成されたものであつて、前記複合被覆層が人
工的なある決められた条件での焼成熱処理により
予めセラミツク化されておらず、使用中の高温時
にはじめてセラミツク化されるようにしたもので
ある。したがつて既に提案している特願昭53−
152647号(特開昭55−80209号)の発明による耐
熱マグネツトワイヤーと同様に巻枠等の巻付け基
材の変形や酸化の問題が生じることがなく、かつ
通常の有機質エナメル絶縁電線と同様にコイル巻
加工等の加工を容易に行なうことができ、また樹
脂の耐熱温度以下の通常の使用温度では有機質エ
ナメル絶縁電線と同様に長時間連続使用すること
ができ、かつ使用中に異常等により高温となつた
場合には複合被覆層がセラミツク化し、これによ
り低温から高温まで電気的特性が低下することな
く連続使用することができ、またセラミツク化し
た後に繰返し急熱や急冷が加わつても充分に耐え
ることができる等の効果が得られるほか、この発
明のマグネツトワイヤーにおいては特に複合被覆
層とその上に樹脂層とが非接着の状態となつてい
るから、前記提案による耐熱絶縁電線と比較し、
巻付け加工における加工性が特に良好であり、か
つオーバーコートする樹脂としても、この発明で
は複合被覆層がセラミツク化する際の分解ガスに
より導体の一部が露出してしまうような事態がな
いので種々の樹脂が使用でき、したがつて使用目
的等に応じた最適な樹脂を使用してより良好な特
性を得ることができる等の効果を有するものであ
る。
[Table] As is clear from the results shown in Table 1, the heat-resistant magnet wire of the embodiment of the present invention, in which the resin layer of the overcoat is configured in a non-adhesive state to the composite coating layer, is different from that of the conventional enameled wire. as well as 10%
Flexibility to withstand self-radial winding after elongation was obtained, and the composite coating layer was less likely to peel or fly even when the temperature rose rapidly. On the other hand, it can be seen that when the overcoat layer is bonded as in the comparative example, there are problems in terms of flexibility and properties at high temperatures. As explained above, the heat-resistant magnet wire of the present invention contains at least inorganic fine powder, Si, Ti,
A composite coating layer of a mixture consisting of one or more elements of B, Al, and P and a polymer having oxygen as a skeleton is formed on the conductor, and a flexible resin layer is formed on the composite coating layer. The composite coating layer is formed in a non-adhesive state with respect to the coating layer, and the composite coating layer has not been made into ceramic by artificial firing heat treatment under certain predetermined conditions, and only becomes ceramic at high temperatures during use. It was designed to be Therefore, the patent application already proposed in 1973-
Similar to the heat-resistant magnet wire invented in No. 152647 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-80209), there is no problem of deformation or oxidation of the winding base material such as the winding frame, and it is similar to ordinary organic enamel insulated wire. It can be easily processed such as coil winding, and it can be used continuously for long periods of time like organic enamel insulated wire at normal operating temperatures below the heat resistance temperature of the resin, and there is no risk of abnormalities during use. When exposed to high temperatures, the composite coating layer turns into a ceramic, allowing continuous use from low to high temperatures without deteriorating its electrical properties, and even after being turned into a ceramic, it can withstand repeated rapid heating and cooling. In addition, in the magnet wire of the present invention, the composite coating layer and the resin layer thereon are in a non-adhesive state. Compare,
It has particularly good workability in winding, and even as an overcoat resin, this invention prevents a part of the conductor from being exposed due to decomposition gas when the composite coating layer turns into ceramic. Various resins can be used, and therefore, it is possible to obtain better characteristics by using the resin most suitable for the purpose of use.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 導体上にSiとTi,B,Al,Pの1種以上の
元素と酸素とを骨格とするポリマー10〜200部と
そのポリマーの分解温度付近で半融もしくは溶融
せずかつ電気的特性が優れた粒径10μm以下の無
機質微粉末100部とからなる混合物の複合被覆層
が形成され、かつこの複合被覆層の上に、可撓性
を有する樹脂層が複合被覆層に対し非接着の状態
で設けられた、高温時にはセラミツク絶縁層が形
成されることを特徴とする耐熱マグネツトワイヤ
ー。
1 10 to 200 parts of a polymer whose skeleton is Si, one or more elements of Ti, B, Al, and P and oxygen on a conductor, and a material that is half-melted or does not melt near the decomposition temperature of the polymer and has electrical characteristics. A composite coating layer of a mixture consisting of 100 parts of fine inorganic powder with an excellent particle size of 10 μm or less is formed, and a flexible resin layer is placed on the composite coating layer in a non-adhesive state to the composite coating layer. A heat-resistant magnet wire characterized in that a ceramic insulating layer is formed at high temperatures.
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