JPH0272515A - 電気コイル製造用アルミニウム合金線の連続エナメル被覆方法 - 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】 本発明は、電気コイル製造に使用される組線状態のアル
ミニウム合金線の連続エナメル被覆方法に係る。

アルミニウムは銅と同様に電気の良導体であり且つ密度
が小さいので、電気装置特に送電産業用電気装置の製造
に使用されると装置をかなり軽量化しその結果かなりの
経済化が得られるという利点がある。このような理由か
ら、特に絶縁ケーブル及び絶縁線においては銅に代替し
てアルミニウムがある程度使用され始めた。

しかしながら、アルミニウムをエナメル被覆線に（受用
することに関しては現在の処まだ■著な進展はみられな
い。

絶縁配線においては多くの場合、線は絶縁用プラスチッ
ク材料のケーシングで単に被覆されている。該ケーシン
グは、押出によって製造され、金属基体に接着しないで
該金属基体を包囲しているので、例えば線の接続のため
に線の末端を露出させる必要があるときはケーシングを
容易に除去し得る。対照的に、エナメル被覆線の場合に
は、エナメルまたはワニスが皮膜の形態で絶縁効果を与
える。コイルが占めるスペースの址を最小にするために
前記皮膜の厚さは上述の場合よりもはるかに薄い、また
、例えば線をコイル形に巻回するときにエナメルまたは
ワニスの剥落を伴うことなく線が連続的に変形できるよ
うに、前記皮膜が金属コアに強力に接着していなければ
ならない。

現在の処、銅に関するエナメル被覆の問題は比較的十分
に解決されているが、アルミニウムに関しては事情が異
なる。実際、この金属は一最に薄い天然酸化物の層で被
覆されており、線が組線状態のときは該屑が潤滑剤を含
浸しており、これらの不純物はワニスの接着を妨害する
。

出願人等は上記のごとき実状に鑑み、アルミニウムの用
途の拡大を図って、前記欠点を是正する方法を研究した
。

このために出願人等は、自身の過去の業績、特に出願人
所有の米国特許第４．１９６，０６０号に記載の陽極酸
化方法に着目した。即ち、出願人等は、該方法がアルミ
ニウム線の表面に接触抵抗レベルが低く経時的に安定な
酸化物層を発達させる機能を果たすだけでなく、電気的
用途のエナメルまたはワニスの皮膜に強力な接着性を与
えるという意外な事実を知見した。

上記の知見に基づいて本発明は、５０〜８０℃における
溶液のコンダクタンスを０．０２〜０．１ジーメンスに
維持するに十分な量のリン酸と泡を形成することなく洗
浄及び乳化作用を行なう界面活性剤０．５〜３０．とを
含有する水溶液を収容したａｃ陽極酸化タンクを使用し
、アルミニウム合金線を移動モードで連続的に前記タン
クに１５秒未満通し、次いでエナメル被覆装置に通すこ
とを特徴とする電気コイル製造用アルミニウム合金線の
連続エナメル被覆方法を提供する。

従って本発明方法は主として以下のごとき特徴を有する
。

一エナメルの接着に適した酸化物層を形成するために比
較的一定のコンダクタンスをもつリン酸洛中で陽極酸化
を行なう。コンダクタンスレベルを常時測定し必要に応
じて酸を添加することによってコンダクタンスを一定に
維持する。

−洗浄及び乳化作用を行なう界面活性剤を使用する。

前記界面活性剤は、界面活性物質と洗浄物質とを含有す
る酸混合物から選択され得る。使用できる界面活性物質
は任意にイオン性でも非イオン性でもよく、アニオン性
及び／または両性でもよい。

界面活性剤の例は特に、炭素原子４〜２０個を有する過
フッ素化直鎖または分枝鎖を含む有機ポリフッ素化誘導
体、ポリエトキシル化脂肪アルコール、置換フェノール
、アルキル鎖に例えば炭素原子８〜９１！ｌｉＩを含む
アルキルスルホネートである。洗浄物質としてはグリコ
ール及びポリエチレングリコールを使用し得る。使用さ
れる界面活性剤は、媒体に導入されると泡を形成するこ
となく該媒体の表面張力を大幅に減少させる必要があり
、また処理される線を被覆している潤滑剤残渣を懸濁化
する必要がある０例えば界面活性剤が３０９７１の割合
で添加されたとき、　７０℃の１００ｇ／ＮのＨ，ＰＯ
，を含有するリン酸水溶液の表面張力が３０ｘ　１０−
’Ｎ、＋ｗに近い値に低下するのが好ましい。

界面活性剤に含まれる界面活性物質は極めて少量、例え
ば前記フッ素化誘導体に関しては３重量％未満、エトキ
シル化脂肪アルコールに関しては５〜１０重量％のオー
ダ、置換フェノールまたはアルキルスルホネートに関し
ては数重量％のオーダである。ポリエチレングリコール
またはグリコールは数％の割合、例えば２〜５％存在し
得る。界面活性剤の使用量は一般に０．５〜３０Ｆｌ／
１であり、最適量は組成に応じて決定される。

陽極酸化電解質の主成分の種類及び濃度レベルと界面活
性剤の存在とは本発明の必須要件であるが、その他の陽
極酸化条件は臨界的でなく、いかなる場合にも５秒未満
だけ持続する高速処理ができるという条件さえ充足でき
ればよい８例えば、電圧は通常と同様に、浴の特性値、
装置の形態、移動速度、及び、方法の最も重要な電気的
パラメータである電流密度に依存する。

強制循環のない浴における電流密度の値が２〜２〇八／
ｃＩ１１２、好ましくは６〜１２八／ｅｌ＋１２である
とき、浴の強制循環を使用することによって電流密度を
諷著に増加させ得る。電圧は一般に４〜４５Ｖである。

また、温度も臨界的でない、温度は主として、装置構成
材料の種類及び使用界面活性剤の特性値によって決定さ
れる。浸漬電極は、浴に対して不活性の材料例えば黒鉛
から形成されるのが好ましい。

上記のごとく、処理時間は極めて短く一般には３〜１０
秒である。このため、例えば［液体電流フィード法」と
呼ばれる公知の手順を使用し、長さ５ｍのタンクで毎分
１００ｍの高速で線を浴に通すことによって線を連続処
理することが可能である。

本発明方法を線引き処理後の線、即ち線の表面が使用潤
滑剤及びその他の不純物の多少とも連続的な皮膜で被覆
されているような線に直接使用してもよい。

本発明方法は銅をエナメル被覆すべく設計された連続エ
ナメル被覆ラインに十分に適合する。層線状態の線の繰
出し装置と適当な機械的特性を与えるべく線を再熱する
炉との間に陽極酸化タンクを挿入するだけでよい、複数
の線を同時に通過させるように設計されたこの種の連続
エナメル被覆ラインはフランス特許第１，４０３，５４
１号に記載されている。

銅に通常使用されるいかなる種類のワニスまたはエナメ
ルも使用でき、特にポリウレタン、ポリエステル、ポリ
エステルイミド、ポリビニル、ポリアミド及びホルムバ
ール（Ｆｏｒｍｖａｒ）から形成される物質に属するも
のを使用できる。これらのワニスは通常、厚さ５０Ｉｌ
−の薄膜の形状で連続層としてデポジットされる。かか
る線は適当な溶媒中にワニスを局部的に溶解させること
によって容易に接続できる。即ち、前記のごときワニス
の溶解によって、陽極酸化処理され初期の低い接触抵抗
性と経時的安定性とを維持している金属を露出させる。

本発明によってエナメル被覆されたアルミニウム線はエ
ナメルと金属との完全な接着によってずぐれた絶縁性を
示す。

線自体の直径の回りで線を巻回するような苛酷な試験ま
たは線が破断するまで引張力を作用させる試験において
もエナメルの亀裂、剥離または剥落は全く観察されなか
った。更に、線の表面に被覆用ワニスが極めてしっかり
と接着しているので、電動機及び変圧器のコイル巻線が
通常浸漬される液体溶媒及び油に対する皮膜の化学的不
活性が改良されている。

本発明を以下の実施例によって説明する。

火）１例」＝− アルミニウム協会標準のアルミニウム合金１３７０−５
０の直径１．Ｌａｍの線をクラス１１、グレード２のポ
リエステルイミドワニスでエナメル被覆した。

表面処理しないでエナメル被覆した線はそれ自体の直径
の回りで巻回されると多数のエナメル剥落箇所を生じる
。

表面処理した線は同じ試験で亀裂を全く生じない。

大Ｊ色−伊Ｌ？− 直径１．７１の合金１３７０−５０の線をクラスＥ、グ
レード２のＦｏｒｍｖａｒワニスでエナメル被覆した。

表面処理しないでエナメル被覆した線は破断伸び後にそ
れ自体の直径の回りで巻回されるとワニスが完全に剥離
する。

本発明で処理後に同じ条件下にエナメル被覆した線は亀
裂を全く生じない。

実４１刊ｙ 長さ２．５閑のタンクを備えた工業用装置を使用し、合
金１３７０−５０（直径０．５〜５ｍｍ）及び１３４０
−５０（直径０．１〜０．５ｍｍ）の線をエナメル被覆
した。タンク通過速度として直径３■の線の毎分１２ｍ
から直径１１の線の毎分４０瞳までを用いた。処理後に
線を洗い、乾燥炉に入れ、次いで従来のマルチパスエナ
メル被覆機に導入し、Ｆｏｒｍｖａｒまたはポリエステ
ルイミド型の電気絶縁性の種々のワニス層を各バス毎に
重合した。

このように製造されたエナメル被覆アルミニウム線はエ
ナメル被覆銅線の標準試験、即ち断裂引張（ａｂｒｕｐ
ｔ　ｔｅｎｓｉｏｎ）試験、マンドレル巻回試験、重圧
下破壊試験、熱可塑性試験及び熱衝撃試験において合格
特性を示した。

特に、エナメル被覆線を２つの母線に沿って長さ５０ｃ
ｍにわたって露出させ対称軸に沿って捩る捩り試験に関
しては、以下の結果が観察された。

−非処理線では約５０回捩った後にエナメルが剥離する
。

本発明で処理した線では、一般に皮膜の破壊が生じる捩
り回数に相当する１００回以上捩った後にも剥離は皆無
である。

上記の性能レベルはエナメル被覆銅線の性能レベルに匹
敵し、電動機、変圧器及びその他の電気コイルの分野で
銅線に代わるアルミニウム線をそれほどの設備投資を要
せずにエナメル被覆できるので、エネルギ節約という今
日的な要請に十分に応えるものである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）５０〜８０℃における溶液のコンダクタンスを０
   ．０２〜０．１ジーメンスに維持するに十分な量のリン
   酸と泡を形成することなく洗浄及び乳化作用を行なう界
   面活性剤０．５〜３０ｇとを含有する水溶液を収容した
   ａｃ陽極酸化タンクを使用し、アルミニウム合金線を移
   動モードで連続的に前記タンクに１５秒未満通し、次い
   でエナメル被覆装置に通すことを特徴とする電気コイル
   製造用アルミニウム合金線の連続エナメル被覆方法。
2. （２）液体電流フィードによって陽極酸化電流を線に供
   給することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. （３）陽極酸化電流の密度が２〜２０Ａ／ｄｍ＾２であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. （４）界面活性剤が、グリコール及びポリエチレングリ
   コールから成るグループに属する少なくとも１種の物質
   と有機ポリフッ素化誘導体、ポリエトキシル化脂肪アル
   コール、置換フェノール及びアルキルスルホネートから
   成るグループに属する少なくとも１種の物質とから形成
   されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. （５）エナメルが、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ
   エステルイミド、ポリビニル、ポリイミド及びホルムバ
   ールから成るグループに属することを特徴とする請求項
   １に記載の方法。
6. （６）エナメルの厚さが５０μｍ未満であることを特徴
   とする請求項１に記載の方法。