JPH0892507A - 潤滑性絶縁塗料、およびこれを用いた自己潤滑性絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潤滑性に優れ、保存安定性を向上させた潤滑
性絶縁塗料、およびこれを用いた自己潤滑性絶縁電線を
提供する。 【構成】 平均粒径２０μｍ以下の無機化合物と有機溶
剤との混合液にポリエチレン樹脂を加熱溶解してポリエ
チレン分散液を調整する。さらに、このポリエチレン分
散液を通常の絶縁塗料に配合して潤滑性絶縁塗料とす
る。この様に作成された潤滑性絶縁塗料を、導体上に、
直接または他の絶縁層を介して、塗布焼付けして、自己
潤滑性絶縁電線を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐加工性に優れ、分散
安定性を備えた潤滑性絶縁塗料、およびこれを用いた自
己潤滑性絶縁電線に関する。

【０００２】

【発明の背景】近年、モータ、トランスなどの電気機器
用のコイルを製造する場合、高速自動巻線機を使用し
て、高速かつ高密度で絶縁電線をコイル巻きする傾向が
ある。このコイル巻き作業の高速化に伴い、絶縁電線
は、高い張力を受けるために伸長され十分な特性が得ら
れないとか、巻線機のガイドなどと擦れ合い、その皮膜
が傷付けられて絶縁不良が生じることがあった。この様
な問題を解消するために、絶縁電線の最外層に潤滑性を
付与することで耐摩耗性や耐摩擦性を向上させ、皮膜の
損傷を防止してきた。

【０００３】例えば、導体上に、ポリウレタン樹脂やポ
リエステル樹脂等の通常の絶縁塗料を塗布焼付して、絶
縁電線を製造した後、その外周にナイロンを塗布した
り、セラック樹脂やモンタン酸ワックス、カルナバワッ
クス、ミツロウ、炭素数１７以上の脂肪酸およびそのエ
ステル類などのワックス、または、シリコーン樹脂、シ
リコーンオイル、フッ素系樹脂、ポリエチレンなどの滑
材を分散あるいは溶解した塗料を導体上に直接あるいは
他の絶縁層を介して塗布焼付けして、潤滑層を形成して
いた。しかし、前者の場合、潤滑性絶縁電線の軟化温度
が低下し易く、後者の場合、多量に添加すると潤滑性絶
縁層が不透明になり、密着性の低下することがあった。
また、添加剤の種類によっては、添加物が分離して沈殿
し、均一な塗料が得られないという問題が生じた。

【０００４】前述の中でポリエチレンを使用したものと
して、特公昭５３−９３９２号公報に示されているよう
に、滑材である低分子量ポリエチレンを、トルエン、キ
シレン、ナフサ等の溶剤に予め溶解もしくは微粒子分散
させたものを絶縁塗料に混合することが行われていた。
しかし、元来低分子量ポリエチレンは絶縁塗料や溶剤と
の相溶性に乏しいので、たとえ強力に攪拌して分散させ
たとしても再分離することがあった。

【０００５】この様な問題を解消するために、例えば、
特開平４−２６７００８号公報に示されているように、
部分けん化エステルワックスと、低分子量ポリエチレン
を有機溶剤に加熱溶解し、これを界面活性剤液に加えて
攪拌し、さらに微粉末シリカを添加して攪拌したものを
絶縁塗料に添加した電気絶縁用樹脂組成物が提案され
た。これは微粉末シリカを添加したことによるチキソト
ロピーの増大と、界面活性剤を添加したことによる効果
によって、加温した塗料中における滑材の分散安定性を
向上させたものであるが、いまだ安定性が十分であると
はいえず、調製後一定時間経過すると低分子量ポリエチ
レンが絶縁塗料の上層へ分離し、微粉末シリカは下層に
沈殿してしまうという欠点があった。

【０００６】これらの問題に鑑み本発明は、潤滑性に優
れ、保存安定性を向上させた潤滑性絶縁塗料、およびこ
れを用いた自己潤滑性絶縁電線を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明の潤滑性絶縁
塗料は、平均粒径２０μｍ以下の無機化合物と有機溶剤
との混合液にポリエチレン樹脂を加熱溶解したポリエチ
レン分散液を、絶縁塗料に配合したことを要旨とするも
のである。第２の発明の自己潤滑性絶縁電線は、平均粒
径２０μｍ以下の無機化合物と有機溶剤との混合液にポ
リエチレン樹脂を加熱溶解したポリエチレン分散液を、
絶縁塗料に配合して潤滑性絶縁塗料としたものを、導体
上に、直接または他の絶縁層を介して、塗布焼付けした
ことを要旨とするものである。

【０００８】本発明におけるポリエチレン分散液は、平
均粒径２０μｍ以下の無機化合物を有機溶剤に添加した
混合液に、ポリエチレン樹脂を添加し、加熱溶解して生
成される。ポリエチレン樹脂としては、ハイワックス
（三井石油化学社製）、ヘキストワックス（ヘキストジ
ャパン社製）などを挙げることができる。

【０００９】本発明でポリエチレン樹脂と混合する無機
化合物は、平均粒径２０μｍ以下である必要がある。そ
の理由は、平均粒径２０μｍを越える場合には、自己潤
滑性絶縁電線の外観およびすべり性に悪影響を及ぼすた
めである。さらに電線の外観を良好とするには平均粒径
１μｍ以下が好ましい。この様な条件を備えた無機化合
物としては、オルガノシリカゾル（日産化学社製）、ア
ドマファイン（アドマテックス）、アエロジル（日本ア
エロジル）等の微粉末シリカや、酸化アルミニウム、酸
化チタン等の金属酸化物粉末を例示できる。

【００１０】上記のような無機化合物を、トルエン、キ
シレン、ナフサ等の有機溶剤に添加して混合液とし、こ
れにポリエチレン樹脂を加え加熱溶解した後、攪拌しな
がら急冷して、ポリエチレン分散液を作成する。本発明
のポリエチレン分散液は、あくまで無機化合物の存在下
でポリエチレン樹脂を有機溶剤に混合するもので、ポリ
エチレン樹脂を有機溶剤に分散した後、無機化合物を添
加したのでは本発明の目的は達成されない。本発明で
は、ポリエチレン分散液を作成する課程で、ポリエチレ
ン樹脂と無機化合物の複合体が生成すると考えられる。
この複合体は、比重が０．９２〜０．９７程度のポリエ
チレン樹脂粒子と、これより比重の大きい比重１．７〜
２．０程度の無機化合物との中間の比重をとるため、絶
縁塗料の比重（１．１〜１．２）とほぼ同等となり、後
にポリエチレン分散液を絶縁塗料に混合したときに、複
合体が絶縁塗料中で浮上したり沈殿すること無く安定化
する。また、このポリエチレン分散液を添加した潤滑性
絶縁塗料の粘度は、後から無機化合物を添加した塗料の
ように増大することはない。

【００１１】本発明のポリエチレン分散液を作成する場
合に、無機化合物は、ポリエチレン樹脂１００重量部に
対して、５〜２００重量部添加されるのが望ましい。添
加量が５重量部未満であったり、２００重量部を越える
場合には、生成した複合体の比重が絶縁塗料の比重と異
なってしまうので、ポリエチレン分散液の絶縁塗料に対
する安定性が低下して分離し易くなる。

【００１２】この様な調整がなされたポリエチレン分散
液を混合する絶縁塗料は、ポリエステル、ポリイミド、
ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエステルイミド
など通常エナメル線として使用される絶縁塗料であれば
とくに限定されない。さらに、ポリエチレン分散液と絶
縁塗料との配合比は、絶縁塗料の樹脂分１００重量部に
対して、ポリエチレン分散液の固形分が０．５〜２０重
量部であるのが好ましい。これは、０．５重量部未満で
あると、得られた潤滑性塗料あるいは自己潤滑性絶縁電
線の滑り性が十分ではなく、２０重量部をこえると電線
の外観が悪化し、均一なコイル巻きが困難となるためで
ある。

【００１３】

【作用】本発明では、まず、平均粒径２０μｍ以下の無
機化合物を有機溶剤に混合し、これにポリエチレン樹脂
を加熱溶解して、ポリエチレン樹脂と無機化合物との複
合体を生成し、ポリエチレン分散液とする。このポリエ
チレン分散液を絶縁塗料に混合することにより、安定性
が良好で、かつ優れた潤滑性を有する潤滑性絶縁塗料を
得ることができる。

【００１４】

【実施例】まず、ポリエチレン分散液の配合例を示す。 ［配合例１］キシレンに、後に加えるハイワックス２１
０Ｐ（三井石油化学社製）１００重量部に対してオルガ
ノシロキサン（固形分３０％の分散液）（日産化学社
製）を固形分３重量部となるように添加し、さらにその
混合液にハイワックス２１０Ｐを１００重量部添加し、
加熱溶解してから攪拌しながら急冷して、１０ｗｔ％の
ポリエチレン分散液を得た。

【００１５】［配合例２］配合例１において、オルガノ
シロキサンの配合量を、ハイワックス２１０Ｐ１００重
量部に対して固形分５重量部とする。

【００１６】［配合例３］配合例１において、オルガノ
シロキサンの配合量を、ハイワックス２１０Ｐ１００重
量部に対して固形分３０重量部とする。

【００１７】［配合例４］配合例１において、オルガノ
シロキサンの配合量を、ハイワックス２１０Ｐ１００重
量部に対して固形分６０重量部とする。

【００１８】［配合例５］配合例１において、オルガノ
シロキサンの配合量を、ハイワックス２１０Ｐ１００重
量部に対して固形分１００重量部とする。

【００１９】［配合例６］配合例１において、オルガノ
シロキサンの配合量を、ハイワックス２１０Ｐ１００重
量部に対して固形分２００重量部とする。

【００２０】［配合例７］配合例１において、オルガノ
シロキサンの配合量を、ハイワックス２１０Ｐ１００重
量部に対して固形分２５０重量部とする。

【００２１】［配合例８］キシレンにハイワックス２１
０Ｐを添加し、加熱溶解した後、攪拌しながら急冷し、
これに、オルガノシロキサンを、ハイワックス１００重
量部に対しその固形分３０重量部となるように添加し、
１０ｗｔ％ポリエチレン分散液を作成した。

【００２２】次に本発明の実施例を述べる。 ［実施例１］ポリアミドイミドワニス（ＨＩ−４０５
日立化成社製）に配合例２で調整したポリエチレン分散
液を、ポリアミドイミドワニスの樹脂分１００重量部に
対し、ポリエチレン分散液の固形分５重量部になるよう
に添加し、均一になるまで攪拌して潤滑性絶縁塗料とし
た。

【００２３】［実施例２］配合例３で調整したポリエチ
レン分散液を、上記実施例１と同様に添加して潤滑性絶
縁塗料とした。

【００２４】［実施例３］配合例４で調整したポリエチ
レン分散液を、上記実施例１と同様に添加して潤滑性絶
縁塗料とした。

【００２５】［実施例４］配合例５で調整したポリエチ
レン分散液を、上記実施例１と同様に添加して潤滑性絶
縁塗料とした。

【００２６】［実施例５］配合例６で調整したポリエチ
レン分散液を、上記実施例１と同様に添加して潤滑性絶
縁塗料とした。

【００２７】［実施例６］ポリアミドイミドワニス（Ｈ
Ｉ−４０５ 日立化成社製）に配合例２で調整したポリ
エチレン分散液を、ポリアミドイミドワニスの樹脂分１
００重量部に対し、ポリエチレン分散液の固形分０．５
重量部になるように添加し、均一になるまで攪拌して潤
滑性絶縁塗料とした。導体径１．０ｍｍの銅線上に、ポ
リエステルイミドワニス（ｉｓｏｍｉｄ４０ＳＨ 日触
スケネクタディ社製）を数回塗布焼き付けし、その上に
前記潤滑性絶縁塗料を２回塗布焼付けし、皮膜厚さ４０
μｍの自己潤滑性絶縁電線を作成した。

【００２８】［実施例７］配合例４で調整したポリエチ
レン分散液をポリアミドイミドワニスの樹脂分１００重
量部に対し固形分３重量部とし、これ以外は上記実施例
６と同様にして自己潤滑性絶縁電線とした。

【００２９】［実施例８］配合例４で調整したポリエチ
レン分散液をポリアミドイミドワニスの樹脂分１００重
量部に対し固形分２０重量部とし、これ以外は上記実施
例６と同様にして自己潤滑性絶縁電線とした。

【００３０】［比較例１］ポリアミドイミドワニス（Ｈ
Ｉ−４０５ 日立化成社製）に配合例２で調整したポリ
エチレン分散液を、ポリアミドイミドワニスの樹脂分１
００重量部に対し、ポリエチレン分散液の固形分０．１
重量部になるように添加し、均一になるまで攪拌して潤
滑性絶縁塗料とした。導体径１．０ｍｍの銅線上に、ポ
リエステルイミドワニス（ｉｓｏｍｉｄ４０ＳＨ 日触
スケネクタディ社製）を数回塗布焼き付けし、その上に
前記潤滑性絶縁塗料を２回塗布焼付けし、皮膜厚さ４０
μｍの自己潤滑性絶縁電線を作成した。

【００３１】［比較例２］配合例３で調整したポリエチ
レン分散液をポリアミドイミドワニスの樹脂分１００重
量部に対し固形分１００重量部とし、これ以外は上記比
較例１と同様にして自己潤滑性絶縁電線とした。

【００３２】［比較例３］導体径１．０ｍｍの銅線上
に、ポリエステルイミドワニス（ｉｓｏｍｉｄ４０ＳＨ
日触スケネクタディ社製）を数回塗布焼き付けし、そ
の上にポリアミドイミドワニス（ＨＩ−４０５ 日立化
成社製）を２回塗布焼付けし、皮膜厚さ４０μｍの絶縁
電線を作成した。

【００３３】［比較例４］ポリアミドイミドワニス（Ｈ
Ｉ−４０５ 日立化成社製）に配合例１で調整したポリ
エチレン分散液を、ポリアミドイミドワニスの樹脂分１
００重量部に対し、ポリエチレン分散液の固形分３重量
部になるように添加し、均一になるまで攪拌して潤滑性
絶縁塗料とした。

【００３４】［比較例５］配合例７で調整したポリエチ
レン分散液をポリアミドイミドワニスに添加し、均一に
なるまで攪拌して潤滑性絶縁塗料とした。

【００３５】［比較例６］配合例８で調整したポリエチ
レン分散液をポリアミドイミドワニスに添加し、均一に
なるまで攪拌して潤滑性絶縁塗料とした。

【００３６】実施例６〜８，比較例１〜３の電線につい
て、可とう性、耐摩耗、絶縁破壊、すべり性について試
験を行った。可とう性は、ＪＩＳ Ｃ ３００３ ８．
１（２）、耐摩耗は、ＪＩＳ Ｃ ３００３ １０、絶
縁破壊は、ＪＩＳ Ｃ ３００３ １１に準じて行っ
た。すべり性の試験は、潤滑性絶縁電線から所定の長さ
のサンプル１を採取し、これを約１％引き伸ばして真っ
直ぐにして、図１に示すような試験装置の水平台２およ
びスライダ３に取り付ける。スライダ３には一定の荷重
（Ｗ１）が課せられ、また、サンプルの一端部には可変
荷重（Ｗ２）が課せられる。その可変荷重（Ｗ２）を次
第に大きくしていき、スライダがすべり出したときの荷
重（Ｗ２）を求める。これらから下記式のように静摩擦
係数が得られる。 静摩擦係数（μ）＝Ｗ２／Ｗ１

【００３７】

【表１】

【００３８】上記試験結果から、無機化合物の１種であ
るオルガノシロキサンは、ポリエチレン樹脂１００重量
部に対して、５〜２００重量部添加されるのが望まし
く、その添加量が５重量部未満であったり、２００重量
部を越える場合には、５０℃にて１日以上放置した場合
に分離することが解った。また、絶縁塗料に添加される
ポリエチレン分散液の固形分は、０．５重量部より少な
いか、２０重量部より多い場合には、すべり性が十分発
揮されないことが解った。比較例６のように、無機化合
物の添加量が規定の範囲内であっても、有機溶剤にポリ
エチレン樹脂を加えた後に無機化合物を添加したので
は、本発明の目的は達成されず、潤滑性絶縁塗料は分離
してしまうことが確認された。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、無機化合物をあらかじめ有機
溶剤に添加し、さらにポリエチレン樹脂を溶解させてか
ら絶縁塗料と混合して潤滑性絶縁塗料とするので、塗料
中でポリエチレン樹脂や無機化合物が分離すること無
く、保存安定性に優れる。また、これを用いた自己潤滑
性絶縁電線は、潤滑性、可とう性、耐摩耗性に優れ、高
速コイル巻き時に絶縁皮膜が損傷するのを防止し、コイ
ル用絶縁電線として好適である。さらに、界面活性剤の
ような添加剤を配合しないので、絶縁特性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 すべり性を試験する装置を示す図。

【符号の説明】

１……サンプル ２……水平台 ３……スライダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均粒径２０μｍ以下の無機化合物と有機
   溶剤との混合液にポリエチレン樹脂を加熱溶解したポリ
   エチレン分散液を、絶縁塗料に配合したことを特徴とす
   る潤滑性絶縁塗料。
2. 【請求項２】平均粒径２０μｍ以下の無機化合物と有機
   溶剤との混合液にポリエチレン樹脂を加熱溶解したポリ
   エチレン分散液を、絶縁塗料に配合して潤滑性絶縁塗料
   としたものを、導体上に、直接または他の絶縁層を介し
   て、塗布焼付けしたことを特徴とする自己潤滑性絶縁電
   線。