JPH0933507A - エナメル線の残留有機溶剤測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、エナメル線の残留有機溶剤を
迅速且つ高精度で測定することができるエナメル線の残
留有機溶剤測定方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は、供試エナメル線を外周に試料管
加熱ヒーターが設置されている試料管内に入れてから該
試料管加熱ヒーターを加熱して供試エナメル線から残留
有機溶剤を揮発させ、該揮発残留有機溶剤をキャリアー
ガスを介してトラップ管内に送り込んで揮発残留有機溶
剤を冷却、トラップし、然る後該トラップ管を加熱し該
トラップ管内にトラップされていた残留有機溶剤を再度
揮発させてガスクロマトグラフィー分析装置に送り出し
て分析することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエナメル線の残留有
機溶剤測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エナメル線用塗料は樹脂オリゴマーをク
レゾール、キシロール等の有機溶剤に溶解して成るもの
である。

【０００３】エナメル線はこのようなエナメル線用塗料
を導線上に４〜１５程度繰り返し塗布、焼き付けするこ
とにより製造される。

【０００４】この焼付け作業では、まず塗料中のクレゾ
ール、キシロール等の有機溶剤の蒸発し、次に三次元熱
硬化反応が起こるようになっている。従って焼き付け製
造されたエナメル線のエナメル皮膜内にはクレゾール、
キシロール等の有機溶剤は殆どないものとして扱われて
いる。

【０００５】一方、最近の電気機器では電気機器コイル
の巻線作業の高速化、その巻線して得られた電気機器コ
イルの加熱処理温度の高温化が一段と進み、それに伴い
エナメル線のエナメル皮膜内に残留する極微量の有機溶
剤、ポリウレタンエナメル線用塗料の中のイソシアネー
ト安定化用フェノール化合物の残留等が問題となってき
ている。

【０００６】例えば、巻線して得られた電気機器コイル
を大電流で通電加熱するとマグネットワイヤのエナメル
線エナメル皮膜内に残留する極微量の有機溶剤が揮発
し、その電気機器コイル通電加熱処理作業現場の作業環
境を汚染するのである。

【０００７】更に、このようにして通電加熱処理して得
られた電気機器コイルを電気接点リレー等にして長期間
使用すると、その使用温度下で極微量の有機溶剤、イソ
シアネート安定化用フェノール化合物等が揮発してリレ
ー接点等に付着し、その結果接点動作不良を起こす懸念
がある。

【０００８】このような訳でエナメル線エナメル皮膜内
に残留する極微量の有機溶剤やイソシアネート安定化用
フェノール化合物等を一段と低減することが要求され、
そしてそれに伴いエナメル線エナメル皮膜内に残留する
極微量の有機溶剤やイソシアネート安定化用フェノール
化合物等を迅速且つ高精度で測定できるエナメル線の残
留有機溶剤測定方法が要求されるようになってきてい
る。

【０００９】エナメル線の残留有機溶剤測定方法として
は従来よりキャピラリカラムを使用したガスクロマトグ
ラフィー分析やガスマススペクトルグラフィー分析が行
われている。

【００１０】しかしながら従来のキャピラリーカラムを
使用したガスクロマトグラフィー分析やガスマススペク
トルグラフィー分析では高精度で測定することが困難で
あった。

【００１１】例えば、ヘッドレスベース法ではガスシー
ルパッキンの耐熱性が制限されることから供試エナメル
線の加熱温度が２００℃以下に制限され、その結果供試
エナメル線中に含まれる２００℃以上で揮散する残留有
機溶剤を完全に定量することが困難である。また、供試
エナメル線の加熱温度が２００℃以下に制限されること
から供試エナメル線の加熱時間を長くする必要があり、
その結果測定時間が長くかかるという欠点がある。更
に、このように供試エナメル線の加熱時間を長くする
と、揮発した揮発物質が取瓶内面に再吸着し、その結果
測定精度が低下するという難点がある。

【００１２】また、キューリーポイントパイロライザを
使用して短時間で供試エナメル線エナメル皮膜を熱分解
して残存有機溶剤を分離し、その分離した残存有機溶剤
をガスクロマトグラフィー分析やガスマススペクトルグ
ラフィー分析で分析する方法では、カラム内にその供試
エナメル線エナメル皮膜の分解物質が蓄積して測定精度
を低下させる難点があった。このためキューリーポイン
トパイロライザを使用するときには熱分解生成物質をト
ラップ除去する装置を付けたりする必要があった。

【００１３】更にまた自己融着性エナメル線の融着層塗
膜の残存有機溶剤の測定する方法において、融着層塗膜
を取り出し、残存有機溶剤と異なる低沸点の有機溶剤で
膨潤、溶解させ、その溶液についてガスマススペクトル
グラフィー分析する方法では、その融着層塗膜の分離作
業、残存有機溶剤と異なる低沸点の有機溶剤による膨
潤、溶解作業が必要であり、その結果測定時間が長くか
かるという難点があった。しかも自己融着性エナメル線
の融着層塗膜は焼き付けたものであるから焼付度の高い
ものは有機溶剤溶解性が悪く、その結果測定精度が低下
するという難点があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、エナメル線の残留有機
溶剤を迅速且つ高精度で測定することができるエナメル
線の残留有機溶剤測定方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、供試エナメル線を外周に試料管加熱ヒーターが設
置されている試料管内に入れてから該試料管加熱ヒータ
ーを加熱して供試エナメル線から残留有機溶剤を揮発さ
せ、その揮発残留有機溶剤をキャリアーガスを介してト
ラップ管内に送り込んで揮発残留有機溶剤を冷却、トラ
ップし、然る後そのトラップ管を加熱し該トラップ管内
にトラップされていた残留有機溶剤を再度揮発させてガ
スクロマトグラフィー分析装置に送り出して分析するこ
とを特徴とするエナメル線の残留有機溶剤測定方法にあ
る。

【００１６】本発明のエナメル線の残留有機溶剤測定方
法は、上記のように一連の連続測定設備で供試エナメル
線の中に含まれる残留有機溶剤を一切逃すことなく且つ
測定機器内に付着させることなく完全に揮発させてから
トラップし、それからトラップ物質を完全に再揮発させ
て行うことからガスクロマトグラフィー分析装置に送り
出して残留有機溶剤成分を分析することから、残留有機
溶剤成分を迅速且つ高精度で測定することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明のエナメル線の残留
有機溶剤測定方法の一実施例を図面により説明する。

【００１８】図１は本発明のエナメル線の残留有機溶剤
測定方法の一実施例を示した正面説明図である。

【００１９】図１において１は試料管、２は試料管加熱
ヒーター、３はトラップ管加熱ヒーター、４はトラップ
管、５は液体窒素、６はキャピラリーカラム、７はガス
クロマトグラフィー分析装置本体、８は基礎台である。

【００２０】次に、この図１により本発明のエナメル線
の残留有機溶剤測定方法の一実施例について説明する。

【００２１】．まず、試料管１内に供試エナメル線を
入れ、そしてその試料管１内にキャリアーガスを流入さ
せておきながら試料管加熱ヒーター２を加熱する。

【００２２】．試料管加熱ヒーター２の加熱により試
料管１内に入れられた供試エナメル線から残留有機溶剤
が揮発する。

【００２３】．そして揮発した残留有機溶剤は試料管
１内に連続的に送り込まれているキャリアーガスにより
トラップ管４内に送り込むようにする。

【００２４】この揮発した残留有機溶剤をキャリアーガ
スを介してトラップ管４内に送り込むときには、トラッ
プ管４の外周にあるトラップ管加熱ヒーター３は電源を
切っておき、そして液体窒素冷却装置５内には液体窒素
を入れておくようにする。

【００２５】キャリアーガスを介してトラップ管４内に
送り込まれた揮発残留有機溶剤は液体窒素冷却装置５内
にある液体窒素により冷却され、トラップ管４内にトラ
ップされる。

【００２６】．次に、供試エナメル線から残留有機溶
剤の揮発がなくなった時点で試料管加熱ヒーター２の電
源を切って加熱を停止する。

【００２７】．次に、液体窒素冷却装置５内の液体窒
素を抜き、冷却を終りとする。

【００２８】．次に、トラップ管加熱ヒーター３の電
源を入れてトラップ管４を加熱する。

【００２９】このトラップ管４の加熱により当該トラッ
プ管４内にトラップされていた残留有機溶剤は再度揮発
し、連続的に送り込まれているキャリアーガスによりガ
スクロマトグラフィー分析装置本体７のキャピラリーカ
ラム６内に送り込まれる。

【００３０】．次に、キャピラリーカラム６内に送り
込まれた残留有機溶剤はキャピラリーカラム６内に充填
されているカラム材により有機溶剤成分毎に順次分離さ
れながらガスクロマトグラフィー分析装置本体７に送り
込まれる。

【００３１】．ガスクロマトグラフィー分析装置本体
７に有機溶剤成分毎に順次分離されながら送り込まれた
有機溶剤はここで成分毎に順次定量される。

【００３２】このように本発明のエナメル線の残留有機
溶剤測定方法の一実施例では、 ．外周に試料管加熱ヒーター２が設置されている試料
管１内に供試エナメル線を入れ、その試料管加熱ヒータ
ー２を加熱して供試エナメル線から残留有機溶剤を揮発
させ、 ．次にその揮発した残留有機溶剤をキャリアーガスを
介して外周にトラップ管加熱ヒーター３と液体窒素冷却
装置５とが設置してあり且つそのトラップ管加熱ヒータ
ー３電源が切り、その液体窒素冷却装置５内に液体窒素
が入っている状態つなっているトラップ管４内に送り込
んで揮発残留有機溶剤を液体窒素により冷却、トラップ
し、 ．次にその液体窒素冷却装置５内の液体窒素を抜いて
からトラップ管加熱ヒーター３の電源を入れて加熱を入
れてトラップ管４を加熱し、当該トラップ管４内にトラ
ップされていた残留有機溶剤を再度揮発させてキャリア
ーガスを介してキャピラリーカラム６内に送り出し、 ．次にキャピラリーカラム６内に送り込まれた残留有
機溶剤をキャピラリーカラム６内に充填されているカラ
ム材により有機溶剤成分毎に順次分離してかららガスク
ロマトグラフィー分析装置本体７に送り込み、 ．最後に成分毎に順次分離されながら送り込まれた残
留有機溶剤をガスクロマトグラフィー分析装置本体７に
て定量する、ようになっていることから、従来のように
試料管１内やトラップ管４内に再吸着して測定誤差を与
えることがなく、またこれらの揮発、トラップ、再揮発
が一連の連続設備で行うことから揮発成分を一切逃すこ
となく高精度で測定することができる。更に、パッキン
類についても揮発、トラップ、再揮発が一連の連続設備
で行い且つフェラル類についてのみ使用することとなる
から加熱温度を上げることができ、その結果短時間に迅
速測定することができる。

【００３３】ここにおいて試料管加熱ヒーター２の加熱
温度は、エナメル線のエナメル皮膜内に含まれる残留有
機溶剤の沸点より高く、またエナメル線のエナメル皮膜
の熱軟化点よりも高く、そしてエナメル線のエナメル皮
膜の熱分解点よりも低いことが要求される。

【００３４】ここにおいて試料管加熱ヒーター２の加熱
温度をエナメル線のエナメル皮膜の熱分解点よりも低く
するのは、加熱温度がエナメル線のエナメル皮膜の熱分
解点よりも高いとキャピラリーカラム６を詰まらせるこ
とになるからである。

【００３５】一般に、試料管加熱ヒーター２の加熱温度
は１５０〜４００℃の範囲から設定される。

【００３６】なお、市販のガスクロマトグラフィー分析
装置としてはクロムバック社のサーマルディソープショ
ンコールドトラップインジェクター装置（ＴＣＴ）、日
立製作所のガスクロマトグラフィー分析装置等がある。

【００３７】また、コールドトラップの冷却温度はトラ
ップ管の種類にもよるが、メチルシリコーン系カラム材
を使用したときには−３０℃以下とすることが望まし
い。

【００３８】次に、実際の分析例について説明する。

【００３９】（供試エナメル線の用意）まず、導体径φ
０．２mmの銅線にポリウレタンエナメル線用塗料を繰り
返し塗布焼付けしてＪＩＳ−Ｃ３００３で定める１種エ
ナメル皮膜厚さのポリウレタンエナメル線を得た。

【００４０】次に、得られたポリウレタンエナメル線の
上層に共重合ポリアミド樹脂系融着塗料を繰り返し塗布
焼付けしてＪＩＳ−Ｃ３００３で定める０種厚さの自己
融着性ポリウレタンエナメル線を得た。この得られた自
己融着性ポリウレタンエナメル線を供試エナメル線とし
た。

【００４１】（分析回数）分析回数は上記の供試エナメ
ル線を５０回測定し、その測定地のばらつきをみた。

【００４２】（分析に供したガスクロマトグラフィー分
析装置）分析に供したガスクロマトグラフィー分析装置
は日立製作所のＧ−３０００型ＦＩＤ検出器付ガスクロ
マトグラフィー分析装置を用いた。

【００４３】昇温速度、ＦＩＤ感度、キャリアーガスの
種類と流量等はいずれも同一条件で分析した。

【００４４】（キャピラリーカラム）キャピラリーカラ
ムはＧＬサイエンス社のＴＣ−１型の６０ｍ・φ０．２
５mmを使用した。

【００４５】（実施例１）図１に示す装置にて次の条件
で行った。

【００４６】 試料管加熱ヒーター２の加熱条件 ；３２０℃で１５分 コールドトラップ条件 ；液体窒素浸漬冷却 トラップ管加熱ヒーター３の加熱条件；液体窒素抜き後３５０℃で５分 分析は供試エナメル線の塗膜のフェノール類（フェノー
ル、クレゾール、キシレノール等）に限定して測定し
た。

【００４７】（実施例２）クロムパック社ＴＣＴにより
次の条件で行った。

【００４８】 試料管加熱ヒーターの加熱条件 ；２８０℃で１０分 コールドトラップ条件 ；−１００℃ トラップ管加熱ヒーターの加熱条件 ；冷却停止後３００℃で５分 分析は供試エナメル線の塗膜のフェノール類（フェノー
ル、クレゾール、キシレノール等）に限定して測定し
た。

【００４９】（比較例１）ヘッドベース法を用い、試料
加熱条件１５０℃で１時間行って揮発させた。次にその
揮発物をガスクロマトグラフィー分析装置によりフェノ
ール類（フェノール、クレゾール、キシレノール等）に
限定して測定した。

【００５０】（比較例２）ヘッドベース法を用い、試料
加熱条件２００℃で１時間行って揮発させた。次に、そ
の揮発物をガスクロマトグラフィー分析装置によりフェ
ノール類（フェノール、クレゾール、キシレノール等）
に限定して測定した。

【００５１】（比較例３）キューリーポイントパイロラ
イザ法を使用し、試料加熱条件５００℃で１時間行って
揮発させた。次にその揮発物をガスクロマトグラフィー
分析装置によりフェノール類（フェノール、クレゾー
ル、キシレノール等）に限定して測定した。表１にこれ
らの実施例及び比較例の測定結果を示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１からわかるように比較例１、２では設
備性能上の制約があって加熱温度を上げることができな
く、その結果供試エナメル線の塗膜内に残留するフェノ
ール類を完全に揮発させることができない。その上比較
例１、２では揮発物質のが取瓶内に再吸着する難点があ
る。このため測定値はいずれも小さい値を示した。

【００５４】そして１回測定した供試エナメル線につい
て、もう１回同じ測定条件で測定したところフェノール
類が０．３（mg／供試エナメル線塗膜ｇ）検出された。

【００５５】１回目の測定値と２回目の測定値とを合計
すると、フェノール類は０．７（mg／供試エナメル線塗
膜ｇ）となるが、このフェノール類０．７（mg／供試エ
ナメル線塗膜ｇ）は実施例１、２で測定した測定値より
も小さい。つまり比較例１、２の測定方法では２回の測
定をしても正確なる測定が困難である。

【００５６】比較例３の測定方法では供試エナメル線塗
膜の熱分解物によりカラムに詰まり、その結果測定値が
低くなる。この詰まりの大きい樹脂材料はポリアミド系
材料である。

【００５７】これらに対して実施例１、２では５０回測
定値の平均値が安定しており、ばらつきがなく高精度で
測定できることがわかる。

【００５８】また、この実施例１、２の測定条件の差は
加熱条件のみであるが、これら二者の測定値はほぼ同一
で、供試エナメル線塗膜の残留有機溶剤の全量を完全に
揮発させて、高精度で測定できたことがわかる。

【００５９】念の為実施例１、２より一段と加熱条件を
上げてみたが、測定結果はほぼ同じであった。

【００６０】更に、実施例１、２で測定した１回測定し
た供試エナメル線について、もう１回同じ測定条件で測
定したが、フェノール類は全く検出されなかった。

【００６１】本発明においてトラップカラムのカラム材
は特に限定されなく、リテンションタイムが近接してい
るフェノール類、キシロール、ソンベントナフサ等を分
離できるものならよい。

【００６２】またこのトラップカラム本体材質はトラッ
プ後に加熱するため耐熱性が高いものがよい。

【００６３】供試エナメル線の加熱条件は塗膜の熱軟化
温度により適宜変える必要があるが、少なくとも残留有
機溶剤の沸点以上の温度で且つ供試エナメル線の塗膜の
熱軟化温度以上でしかも熱分解温度以下であることが必
要である。通常の加熱温度は供試エナメル線の加熱条件
は塗膜の熱軟化温度＋５０〜１５０℃である。

【００６４】

【発明の効果】本発明のエナメル線の残留有機溶剤測定
方法によれば、エナメル線の塗膜に残留する有機溶剤を
迅速且つ高精度で測定することができるものであり、工
業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエナメル線の残留有機溶剤測定方法の
一実施例を示した正面説明図である。

【符号の説明】

１ 試料管 ２ 試料管加熱ヒーター ３ トラップ管加熱ヒーター ４ トラップ管 ５ 液体窒素 ６ キャピラリーカラム ７ ガスクロマトグラフィー分析装置本体 ８ 基礎台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 33/32 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供試エナメル線を外周に試料管加熱ヒータ
   ーが設置されている試料管内に入れてから該試料管加熱
   ヒーターを加熱して供試エナメル線から残留有機溶剤を
   揮発させ、該揮発残留有機溶剤をキャリアーガスを介し
   てトラップ管内に送り込んで揮発残留有機溶剤を冷却、
   トラップし、然る後該トラップ管を加熱し該トラップ管
   内にトラップされていた残留有機溶剤を再度揮発させて
   ガスクロマトグラフィー分析装置に送り出して分析する
   ことを特徴とするエナメル線の残留有機溶剤測定方法。
2. 【請求項２】試験エナメル線の加熱温度が残留有機溶剤
   の沸点以上で且つエナメル線塗膜の熱分解開始温度以下
   であることを特徴とする請求項１記載のエナメル線の残
   留有機溶剤測定方法。