JPH0562526A - 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無機微
粉末を含む有機樹脂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
の間に無機微粉末を含む有機樹脂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】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。

【００１０】

【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無機微粉末を
含む有機樹脂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。

【００１１】（中間層）本発明で使用する無機微粉末
は、いかなるものでもよく特に限定されない。具体的に
は、例えば、アルミナ、アタパルジャイト、カオリンク
レー、火山灰、カーボンブラック、グラファイト、けい
酸、けい酸カルシウム、けい藻土、酸化マグネシウム、
酸化チタン、酸化鉄、水酸化マグネシウム、水酸化アル
ミニウム、セリサイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、タルク、長石粉、二硫化モリブデン、バライト、
蛭石、マイカ、ロウ石クレー、石膏等が挙げられるが、
上引層が熱により分解するショックを和らげる効果、絶
縁性を考えるとマイカが特に好ましい。

【００１２】無機微粉末の添加量は、有機樹脂１００重
量部に対して、１〜７０重量部、好ましくは５〜５０重
量部、より好ましくは１０〜３０重量部である。無機微
粉末の添加量が１重量部未満では、下引層の亀裂および
脱落防止の効果が少なく、逆に７０重量部を越えると、
中間層が脆くなり、密着性も低下する。

【００１３】本発明の中間層に用いる有機樹脂は、特に
限定されないが、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
ド等の熱硬化性樹脂が挙げられる。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。

【００１４】また、熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を添加
すると、さらに安定して下引層の亀裂および脱落を防止
することが可能になりより好ましい。熱可塑性樹脂の具
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。

【００１５】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。

【００１６】熱可塑性樹脂を添加する場合には、その使
用割合は、熱可塑性樹脂：熱硬化性樹脂（重量比）が２
０：８０〜８０：２０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ることがあり、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。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。

【００１７】（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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】（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。

【００２２】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。

【００２３】（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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】

【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。

【００２７】［比較例１］キシレンにシリコーン樹脂と
マイカを５０：５０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２．６ｍｍのニッケルめっき銅線に塗布・焼付けし、
厚さ３０μｍの被膜（下引層）を形成し、次いで、その
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
２０μｍの被膜（上引層）を形成して、絶縁電線を得
た。

【００２８】［実施例１］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。一方、パイヤＭＬ
（ポリイミド）にマイカを１５部加えて混合し、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１０μｍの被膜（中間層）を形成した。さらに、中間
層の上にパイヤＭＬ（ポリイミド）を塗布・焼付けし
て、厚さ１０μｍの被膜（上引層）を形成し、絶縁電線
を得た。

【００２９】［実施例２］マイカの添加量を１部にした
以外は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３０】［実施例３］マイカの添加量を５部にした
以外は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３１】［実施例４］マイカの添加量を３０部にし
た以外は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３２】［実施例５］マイカの添加量を５０部にし
た以外は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３３】［実施例６］マイカの添加量を７０部にし
た以外は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３４】［実施例７］マイカをアルミナに代えた以
外は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３５】［実施例８］マイカをけい酸に代えた以外
は実施例１と同様にして絶縁電線を得た。

【００３６】［実施例９］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。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
ドンに２０％濃度となるように溶解し、ＰＥＳ／ポリイ
ミドの比が５／５になるようにパイタＭＬ（ポリイミ
ド）を加え、さらにマイカを１５部添加して塗料Ｃを調
製した。

【００３７】この塗料Ｃを先の下引層の被膜上に塗布・
焼付けし１０μｍの被膜を得、さらに、パイヤＭＬ（ポ
リイミド）を塗布・焼付けし厚さ１０μｍの被膜を形成
し、絶縁電線を得た。

【００３８】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、絶縁電線を所定の倍率に伸長した後、被
膜の浮き、きれつの有無を見る密着性、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にまとめた。表１から明ら
かなごとく、中間層に無機微粉末を添加した有機樹脂層
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。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、無機微粉末を含む有機
樹脂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 (3)

【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無
   機微粉末を含む有機樹脂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】 無機微粉末の添加量が有機樹脂１００重
   量部に対して１〜７０重量部である請求項１記載の絶縁
   電線。
3. 【請求項３】 無機微粉末がマイカである請求項１記載
   の絶縁電線。