JPH0512923A - 絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導体上にセラミックスまたはセラミックス前
駆体からなる下引層を有し、高度の耐熱性、機械的特
性、外観等に優れた絶縁電線を提供すること。 【構成】 導体上にセラミックスまたはセラミックス前
駆体からなる下引層と熱硬化性樹脂からなる上引層を有
する絶縁電線において、下引層と上引層との間に熱可塑
性樹脂を含む樹脂層からなる中間層を形成してなること
を特徴とする絶縁電線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁電線に関し、さら
に詳しくは、耐熱性に優れた被覆層を有する絶縁電線に
関する。

【０００２】

【従来の技術】絶縁電線は、一般に、導体、絶縁体およ
び保護被覆からなり、絶縁体と保護被覆とは同種の材料
から形成されている場合もある。最近の耐熱性樹脂の開
発や新しい製造方法の開発によって、絶縁電線の性能が
向上し、種類も増えている。

【０００３】ところが、電気・電子機器に用いられる絶
縁電線、特に、自動車電装品や化学プラントの特殊な高
温雰囲気下で使用されるモーター等の静止コイルまたは
可動コイル等では、従来では予想されなかったような高
温雰囲気の条件下でも正常な機能を果たすことが要求さ
れてきている。例えば、絶縁電線の絶縁体が有機樹脂の
場合には熱分解して、レアー・ショートが生じるような
過負荷時でも、これらの電気・電子機器を正常に運転す
ることが望まれている。したがって、このような用途に
用いられる絶縁電線は、従来にもまして高度の耐熱性が
要求される。

【０００４】このような要求に対し、超耐熱電線として
セラミックス絶縁電線が応用され始めている。例えば、
導体上にセラミックスまたは高温時にセラミックス化す
るセラミックス前駆体を塗布焼付けした絶縁電線が提案
されている（特公昭５７−１２２４８号）。セラミック
ス前駆体を用いた焼付け線では、過負荷が生じた場合
に、電線自体の発熱でセラミックス前駆体がセラミック
ス化してレアー・ショートが防止される。

【０００５】しかしながら、セラミックス被膜は脆く、
亀裂を生じて導体から脱落し易い。一方、セラミックス
前駆体は、非常に柔らかいため機械的強度が乏しく、絶
縁電線をコイル巻する際に被膜が削れおちるという問題
があった。

【０００６】そこで、セラミックス前駆体の被膜上（下
引層）に、熱硬化型ポリイミド等の耐熱性有機樹脂層
（上引層）を形成することにより機械的特性を向上させ
ることが提案されているが（特公昭６１−３０５２
号）、高温時における樹脂の分解に伴ってセラミックス
化した被膜も亀裂を生じて脱落するという新たな問題が
生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、導体
上にセラミックスまたはセラミックス前駆体からなる下
引層を有し、高度の耐熱性、機械的特性、外観等に優れ
た絶縁電線を提供することにある。

【０００８】本発明者らは、上記問題を解決するために
鋭意検討を重ねた結果、導体上にセラミックスまたはセ
ラミックス前駆体からなる下引層と熱硬化性樹脂からな
る上引層を有する絶縁電線において、下引層と上引層と
の間に熱可塑性樹脂を含む樹脂層からなる中間層を形成
することにより、熱硬化性樹脂からなる上引層が熱分解
しても、下引層に亀裂が生ぜず、しかも全体として良好
な性能を有する絶縁電線の得られることを見出した。

【０００９】また、中間層として、熱可塑性樹脂と熱硬
化性樹脂を混合した樹脂組成物を用いることにより、よ
り優れた外観を有する絶縁電線が得られる。

【００１０】このような中間層を設けることにより、上
引層の熱硬化性樹脂が熱分解する際の衝撃が緩和され、
セラミックスまたはセラミックス前駆体からなる下引層
が亀裂を生じて脱落することがなくなると推定される。
本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、導体上にセラミックスまたはセラミックス前駆体か
らなる下引層と熱硬化性樹脂からなる上引層を有する絶
縁電線において、下引層と上引層との間に熱可塑性樹脂
を含む樹脂層からなる中間層を形成してなることを特徴
とする絶縁電線が提供される。以下、本発明を詳細に説
明する。

【００１２】（中間層）本発明の中間層を形成する樹脂
層に含まれる熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、具
体例としては、例えば、６ナイロン、６６ナイロン、共
重合ナイロン、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹
脂、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアリ
レート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、
ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセ
タール、熱可塑性ポリアミドイミド、あるいはこれらの
混合物等が挙げられる。

【００１３】これらの熱可塑性樹脂の中でも、耐熱性の
観点から、ガラス転移温度が１６０℃以上の熱可塑性樹
脂を用いることが好ましく、特に、耐熱性が良いポリエ
ーテルスルホンが最も好ましい。ガラス転移温度が１６
０℃以下であると、絶縁電線作成時の熱硬化性樹脂の焼
付け工程において、中間層の被膜自身が劣化するという
問題点がある。

【００１４】本発明の中間層を形成する樹脂層は、熱可
塑性樹脂のみでもよいが、熱可塑性樹脂の流動性を改良
し、かつ、絶縁電線の外観を改良するために、熱硬化性
樹脂を添加することが好ましい。

【００１５】この熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリ
ウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリア
ミドイミド、ポリイミド等が挙げられる。これらの中で
も、耐熱性の観点からみて特に熱硬化型ポリイミドが好
ましい。

【００１６】さらに、下記一般式で表わされる繰り返し
単位を有するポリイミドが電線の外観を改良する上でよ
り好ましい。

【００１７】

【化２】

【００１８】ポリイミドなどの熱硬化性樹脂の使用割合
は、熱可塑性樹脂：熱硬化性樹脂（重量比）が２０：８
０〜８０：２０の範囲が好ましく、４０：６０〜６０：
４０の範囲がより好ましい。熱可塑性樹脂の使用割合が
過小であると、高温時にセラミックス前駆体からなる下
引層に亀裂が生じ、逆に、過大であると、上引層の熱硬
化性樹脂被膜を焼付けする際に中間層が流れて、得られ
る絶縁電線の外観が悪くなることがある。また、中間層
に無機微粉末を添加し、より下引層の亀裂、脱落を防ぐ
こともできる。

【００１９】中間層は、通常、上記樹脂成分を有機溶剤
に溶解ないしは分散させた塗料として、下引層の上に塗
布し、あるいは塗布・焼付けして、被膜とする方法によ
り形成する。溶剤としては、中間層の樹脂を溶解するも
のであればいかなるものでも使用できるが、Ｎ−メチル
−２ピロリドン（以下、ＮＭ２Ｐと略記）、ジメチルホ
ルムアミド（以下、ＤＭＦと略記）、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミド（以下、ＤＭＡＣと略記）が好ましく、そ
の中でも、ＤＭＡＣが表面張力が小さく、下引層とはじ
きにくくより好ましい。

【００２０】（下引層）本発明で用いる下引層の材質
は、セラミックスまたは高温時にセラミックスになるセ
ラミックス前駆体ならいかなるものでも使用できる。例
えば、（１）シリコーン樹脂やシリコーンゴム等に無機
粉末を加えたもの、（２）金属アルコキシドを加水分
解、脱水縮合せしめた化合物、（３）金属アルコキシド
を加水分解、脱水縮合せしめた化合物に、可撓性を付与
するために有機樹脂を添加したものなどが挙げられる。

【００２１】無機粉末としては、特に限定はなく、例え
ば、マイカ、アルミナ、シリカ、チタン酸バリウム、ジ
ルコン、ベリリア、マグネシア、クレー等が挙げられる
が、マイカが成膜性の観点から好ましい。

【００２２】金属アルコキシドとしては、例えば、三ア
ルコキシホウ素、二アルコキシマグネシウム、三アルコ
キシアルミニウム、二アルコキシケイ素、三アルコキシ
ケイ素、四アルコキシケイ素、四アルコキシチタン、四
アルコキシジルコニウムなどを挙げることができる。

【００２３】このようなセラミックスまたはセラミック
ス前駆体からなる下引層は、各成分を有機溶剤に分散さ
せた塗料として塗布し、焼付けるなどの周知の方法によ
り導体上に形成することができる。下引層の形成に当た
っては、原料成分を完全にセラミックス化してもよい
し、あるいはセラミックス化させないでセラミックス前
駆体としてもよい。

【００２４】（上引層）本発明においては、中間層の上
に熱硬化性樹脂からなる上引層を形成する。熱硬化性樹
脂としては、特に限定されず、例えば、熱硬化型のポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリエステルイミド等が挙げられるが、特にこれら
の中でも、機械的特性や熱的特性の点から熱硬化型のポ
リイミドおよびポリアミドイミドが好ましい。

【００２５】これらの熱硬化性樹脂は、通常、有機溶剤
に溶解ないしは分散させて塗料とし、これを中間層の上
に、塗布・焼付けする方法により下引層を形成する。焼
付け塗装用のワニスとして市販されているものを用いて
もよい。

【００２６】（絶縁電線）本発明で用いる導体として
は、融点および耐酸化性の点から、ニッケルめっきを施
した銅線が望ましい。本発明においては、導体上に、直
接または所望により他の絶縁物を介して、セラミックス
またはセラミックス前駆体からなる下引層を形成し、そ
の上に中間層を形成する。そして、絶縁電線の加工性や
耐劣化性向上のため、熱硬化性樹脂からなる上引層を形
成する。

【００２７】各層の厚みは、導体の直径や各層を形成す
る原料成分の種類、所望の耐熱性の程度等により適宜設
定することができる。下引層の厚みは、通常、全膜厚の
１／１０〜９／１０、好ましくは２／１０〜７／１０で
あり、中間層と上引層の膜厚比は、通常、２０：８０〜
７０：３０である。

【００２８】図１に本発明の絶縁電線の断面略図を示
す。本発明の絶縁電線は、導体１上に下引層２、中間層
３および上引層４が順次形成されてた構造を有してい
る。

【００２９】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて、本発明
についてさらに具体的に説明するが、本発明は、これら
の実施例のみに限定されるものではない。なお、これら
の例において、比、部および％は、特に断りのない限り
重量基準である。

【００３０】［比較例１］キシレンにシリコーン樹脂と
マイカを７０：３０の比率で、固形分濃度が６０％にな
るように分散して塗料Ａを調製した。この塗料Ａを、直
径０．６ｍｍのニッケルめっき銅線に塗布・焼付けし、
厚さ８μｍの被膜（下引層）を形成した。次いで、下引
層の上にパイヤＭＬ（熱硬化型ポリイミド・ワニス；デ
ュポン社製商品名Ｐｙｒｅ ＭＬ）を塗布・焼付けし、
厚さ１６μｍの被膜（上引層）を形成して、絶縁電線を
得た。

【００３１】［実施例１］比較例１の塗料Ａを直径０．
６ｍｍのニッケルめっき銅線に塗布・焼付けし、厚さ８
μｍの被膜（下引層）を形成した。一方、ポリエーテル
スルホン（以下、ＰＥＳと略記）をＮ−メチル−２−ピ
ロリドン（ＮＭ２Ｐ）に２０％濃度となるように溶解
し、さらに、ＰＥＳ：ポリイミドの比が５：５になるよ
うにパイヤＭＬ（ポリイミド）を加えて混合し、塗料Ｂ
を調製した。この塗料Ｂを先の下引層上に塗布・焼付け
し４μｍの被膜（中間層）を形成した。次に、中間層の
上にパイヤＭＬ（ポリイミド）を塗布・焼付けし、厚さ
１６μｍの被膜（上引層）を形成して、絶縁電線を得
た。

【００３２】［実施例２］ジエチレングリコールモノメ
チルエーテル（１５モル）にテトラエトキシシラン（２
モル）と水（８モル）とを溶解し、さらに６１％の硝酸
（０．０１モル）を加え、８０℃で５時間撹拌し反応
（加水分解、脱水縮合）させた。

【００３３】得られた反応混合物に、テトラエトキシシ
ランを加水分解、脱水縮合させて得た化合物１００部に
対し、１００部（固型分）のポリイミド（パイヤＭＬ）
を添加混合して塗料Ｃを調製した。この塗料Ｃを実施例
１と同様にして直径０．６ｍｍのニッケルめっき銅線に
塗布・焼付けして下引層を形成した。さらに、塗料Ｂお
よびパイヤＭＬ（ポリイミド）を順に塗布・焼付けし
て、中間層および上引層を形成し、絶縁電線を得た。

【００３４】［実施例３］ＰＥＳ：ポリイミドの比を１
０：０にし、他は実施例１と同様にして絶縁電線を得
た。

【００３５】［実施例４］ＰＥＳ：ポリイミドの比を
３：７にし、他は実施例１と同様にして絶縁電線を得
た。

【００３６】［実施例５］ＰＥＳ：ポリイミドの比を
７：３にし、他は実施例１と同様にして絶縁電線を得
た。

【００３７】［実施例６］ＰＥＳをポリエーテルイミド
（以下、ＰＥＩと略記）に代えた以外は、実施例１と同
様にして絶縁電線を得た。

【００３８】［実施例７］上引層を形成する熱硬化性樹
脂をポリアミドイミドに代えた以外は、実施例１と同様
にして絶縁電線を得た。

【００３９】［実施例８］比較例１の塗料Ａを直径２．
６ｍｍのニッケルめっき銅線に塗布・焼付けし、厚さ３
０μｍの被膜（下引層）を形成した。

【００４０】ＮＭ２Ｐ ８００ｇに３，３′，４，４′
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（以下、Ｂ
ＴＤＡと略記）８７．９ｇを加えて混合した後、窒素置
換しながらＢＴＤＡと当量になるように２，２−ビス
〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン
（以下、ＢＡＰＰと略記）１１２．３ｇを徐々に添加
し、１５℃で３時間混合し、ポリイミドＡ溶液を得た。

【００４１】ＮＭ２ＰにＰＥＳを２０％濃度となるよう
に溶解し、次いでＰＥＳ：ポリイミドの樹脂比が５：５
になるようにポリイミドＡを加えて塗料Ｂを得た。この
塗料Ｂを先の被膜上に塗布・焼付けし１０μｍの被膜
（中間層）を得、さらに、パイヤＭＬを塗布・焼付けし
厚さ１０μｍの被膜（上引層）を形成して、絶縁電線を
得た。

【００４２】［実施例９］ＮＭ２Ｐ ８００ｇにＢＴＤ
Ａ ８７．９ｇを加え混合した後、窒素置換しながらＢ
ＴＤＡと当量となるように２，２−ビス〔４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕スルフォン（以下、ＢＡＰ
Ｓと略記）１１８．３ｇを徐々に添加し、１５℃で３時
間混合し、ポリイミドＢ溶液を得た。中間層に使用した
ポリイミドＡに代えてポリイミドＢを用いたこと以外は
実施例８と同様にして絶縁電線を得た。

【００４３】［実施例１０］ＤＭＡＣ ８００ｇにＢＴ
ＤＡ ８７．９ｇを加え混合した後、窒素置換しながら
ＢＴＤＡと当量となるように２，２−ビス〔４−（４−
アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン（以下、ＢＡＰ
Ｐと略記）１１２．３ｇを徐々に添加して、１５℃で３
時間混合し、ポリイミドＣ溶液を得た。中間層に使用し
たポリイミドＡに代えてポリイミドＣを用い、さらに溶
剤をＮＭ２ＰからＤＭＡＣに代えたこと以外は実施例８
と同様にして絶縁電線を得た。

【００４４】［実施例１１］実施例１で使用した塗料Ｂ
を用いて中間層を形成したこと以外は実施例８と同様に
して絶縁電線を得た。以上の実施例および比較例で得ら
れた絶縁電線について、その外観、６００℃で１時間熱
処理（６００℃×１Ｈｒ）後のセラミックス被膜の残存
性を評価した結果を表１および表２にまとめた。

【００４５】表１および表２から明らかなごとく、中間
層を形成させることにより、６００℃×１Ｈｒ後のセラ
ミックス被膜の残存性が良好になることがわかる。

【００４６】

【表１】 （注）ＰＥＳ：ポリエーテルスルホン ＰＥＩ：ポリエーテルイミド

【００４７】

【表２】 （注）ＭＬ：パイヤＭＬ（熱硬化型ポリイミド・ワニ
ス；デュポン社製）

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性樹脂を含む樹
脂層からなる中間層を設けることにより、高温時あるい
は過負荷時のセラミックス被膜の脱落がなく、耐熱性に
優れた絶縁電線を提供することができる。したがって、
本発明の絶縁電線は、高温雰囲気下で使用される電気・
電子機器用として特に好適であり、その工業的価値は大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の絶縁電線の断面略図である。

【符合の説明】

１：導体 ２：下引層 ３：中間層 ４：上引層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体上にセラミックスまたはセラミック
   ス前駆体からなる下引層と熱硬化性樹脂からなる上引層
   を有する絶縁電線において、下引層と上引層との間に熱
   可塑性樹脂を含む樹脂層からなる中間層を形成してなる
   ことを特徴とする絶縁電線。
2. 【請求項２】 中間層を形成する樹脂層に含まれる熱可
   塑性樹脂が１６０℃以上のガラス転移温度を有するもの
   である請求項１記載の絶縁電線。
3. 【請求項３】 中間層を形成する樹脂層が１６０℃以上
   のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂と、熱硬化型の
   ポリイミドおよびポリアミドイミドからなる群より選ば
   れる少なくとも１種の熱硬化性樹脂とを、両者の重量比
   （熱可塑性樹脂：熱硬化性樹脂）２０：８０〜８０：２
   ０の範囲内で含有する樹脂組成物から形成されたもので
   ある請求項１記載の絶縁電線。
4. 【請求項４】 ポリイミドが下記一般式で表わされる繰
   り返し単位を有するポリマーである請求項３記載の絶縁
   電線。 【化１】