JPS5854444B2 - 耐熱性絶縁電線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性絶縁電線特に３００℃以上の高温で使用
できる耐熱性絶縁電線に関する。

従来より、耐熱性エナメル線として知られているものに
はポリイミド線、ポリアミドイミド線、ポリエステルイ
ミド線等があり、それぞれ２２０〜２５０’Ｃ，１８０
〜２２０°Ｃ，１５５〜１８０℃の耐熱性を有しており
、かなりの耐熱性を有すると言えるがいずれも有機物の
絶縁皮膜から成るため、４００℃位の高温になると分解
し、従って２５０℃位までの使用に限られていた。

一方ガラス糸を導体に巻きつけて絶縁したガラス巻線も
耐熱性絶縁電線として知られているが、このようなガラ
ス巻線には通常絶縁性の向上とほつれ防止の目的でガラ
ス糸とガラス糸の間に有機物の絶縁塗料が塗布されてお
り、そのため耐熱性はたかだか１８０℃位にとどまり、
更にスペースファクターに劣るという欠点があった。

近年原子力発電、地熱発電その他特殊用途に３００℃以
上の高温で使用できるマグネットワイヤーの要求があり
、無機物をコーティングした無機電線等が検討されてい
るが、このような無機電線は一般にポーラスであるため
可撓性、絶縁性が悪く実用化されていないのが現状であ
る。

一方本発明者らはケイ素、ホウ素、酸素を骨格とする、
電気絶縁塗料として使用できるポリボロシロキサン樹脂
について検討し、先に出願したが、このものは焼度を強
くすると耐熱性、耐湿性は充分満足するが、可撓性、電
気絶縁性が低下し、焼度を弱くすると逆の結果になり、
エナメル線として要求される全ての特性を満足するもの
は今だ得られていなかった。

本発明者らは上述のポリボロシロキサン樹脂に芳香族ポ
リイミド樹脂を混合すれば、３００℃以上の高温におい
ても使用でき、しかも可撓性、絶縁特性の低下のない絶
縁電線が得られることを見いだした。

本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、芳
香族ポリイミド樹脂溶液にポリボロシロキサン樹脂又は
その溶液を混合して成るワニス状樹脂溶液を導体上に直
接あるいは他の絶縁皮膜を介して塗布焼付けたことを特
徴とする耐熱性絶縁電線に関する。

本発明に使用する芳香族ポリイミド樹脂溶液は、例えば
特公昭４６−１７１４５号に記載されているように３．
３’、４．４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物と特殊な芳香族ジアミンとをクレゾール等のフェノ
ール系溶剤中で加熱重縮合させることにより得られるも
の（このようなものに例えば東芝ケミカル社製のＴＥ５
０５１がある）が適切で、他にパイルＭ Ｌ （ＤｕＰ
ｏｎｔ社製商品名）のような、ピロメリット酸二無水物
と４゜４′−ジアミノジフェニルエーテルとをＮ−メチ
ルピロリドン（ＮＭＰ）やジメチルアセトアミド（ＤＭ
Ａ ｃ ）等の特殊な極性溶剤中で１０℃前後の低温で
付加反応させて得られる、ワニス状態ではポリイミドの
先駆体であるポリアミド酸樹脂溶液であるものもあるが
、ワニスのライフが短いため低温保存を必要とする、高
価な特殊溶剤を使用する等の理由から前者のクレゾール
に溶かした芳香族ポリイミド樹脂溶液の方が好ましい。

本発明に使用するポリボロシロキサン樹脂は、（ａ）オ
ルトホウ酸、メタホウ酸、無水ホウ酸、ホウ酸メチルエ
ステル、ホウ砂等のホウ酸化合物と、（ｂ）ＳｉＸ４
、５ｉＲＸ３ 、５ｉＲＲ’Ｘ２で表わされるシラン化
合物（式中Ｒ，Ｒ’はメチル基又はフェニル基、Ｘは水
酸基又は塩素であって、Ｘが水酸基の場合はその脱水縮
合物も含む）とを１＝１０〜１０：１好ましくは１：３
〜３：１の当量モル比（モルに官能基の数を乗じたもの
）で５０〜８００℃に加熱して縮重合反応を行なわせて
得られる。

而して反応温度が３００℃以上の場合は不活性雰囲気下
で行なうのが望ましく、又反応を２段階に分けて行なっ
ても良い。

ポリボロシロキサン樹脂の製造に際しては（ｂ）の塩素
含有シランは塩化水素を発生し作業環境上好ましくない
のでシラノール化合物（ヒドロキシシラン）を使用する
のが望ましい゛。

又（ａ）のホウ酸化合物と（ｂ）のシラン化合物の全量
に対して、５重量饅以上のシリコーンオイルを添加して
重縮合反応を行なえば、電線皮膜とした場合により優れ
た可撓性を有するものが得られるのでその使用が望まし
い。

シリコーンオイルは２５℃における粘度が１．０センチ
ストークス好ましくは１０センチストークス以上のジメ
チルシリコーン又はメチルフェニルシリコーン又はそれ
らの混合物が適切である。

ポリボロシロキサン樹脂溶液は前記ポリボロシロキサン
樹脂をクレゾール等のフェノール系溶剤やＮ−メチルピ
ロリドン（ＮＭＰ）等の焼付可能な溶剤に溶解させて得
られる。

本発明においては芳香族ポリイミド樹脂溶液にポリボロ
シロキサン樹脂を添加溶解させてワニス状樹脂溶液とす
ることもできるが、溶液同士を混合する方がやりやすく
、その場合同種の溶剤を使用するのが望ましい。

例えば芳香族ポリイミド樹脂溶液の溶剤がクレゾール等
のフェノール系溶剤の場合は、ポリボロシロキサン樹脂
溶液もフェノール系溶剤を使用するのが望ましく、又Ｎ
ＭＰ 。

ＤＭｌ’−ｃ等の極性溶剤の場合は、ポリボロシロキサ
ン樹脂溶液もＮＭＰ、ＤＭＡｃを使用するのが望ましい
。

その理由は異種の溶剤が混入するとポリイミドの溶解性
が異なり、分離、沈殿するからである。

本発明においては芳香族ポリイミド樹脂溶液とポリボロ
シロキサン樹脂又は樹脂溶液の混合比率は要求される特
性に応じて適宜選択することができる。

例えば機械特性はあまり必要でないが耐熱性が非常に要
求される場合はポリボロシロキサン樹脂の比率を大きく
すればよく、逆の場合は芳香族ポリイミドの比率を大き
くすればよい。

しかしながら芳香族ポリイミドのクレゾール溶液を使用
する場合はポリボロシロキサン樹脂固形分が全体の樹脂
固形分の７０％より多くなるとポリイミド樹脂の沈殿が
生じやすいのでポリボロシロキサン樹脂固形分は７０％
以下が好ましい。

本願発明におけるこれら混合物の特性は、それぞれ単独
の特性の相和平均ではなく、両者混合により特性は著し
く改善される。

次に実施例について説明する。

〔実施例 １〕 ジフェニルジヒドロキシシラン５０．０モルφとホウ酸
３４．０モルφとジメチルシリコーンオイル（平均分子
量３８４）１６モルφとを温度計、攪絆機およびコンデ
ンサーを備えた反応容器に入れ、常温から徐々に４００
℃まで温度をあげてゆき（６時間）、更に４００℃で２
時間反応させて縮重合させた。

この生成物をクレゾールに溶解し不揮発分３９．８係（
３００℃×１時間）、３００℃における粘度が３．２ポ
イズのポリボロシロキサン樹脂のクレゾール溶液（Ａ１
）を得た。

このポリボロシロキサン樹脂溶液と芳香族ポリイミド樹
脂溶液であるＴＥ５０５１を全体の樹脂固形分の重量に
対してそれぞれの樹脂固形分が４０％と６０饅となるよ
う混合し本願発明に係るワニスを得た。

このワニスは不揮発分２１．３φ（２５０℃×１．５時
間）、３０℃における粘度が３２，４ポイズであった。

このワニスを１．０ｍＴＩｔφのＮｉメッキ銅線（メッ
キ厚２μ）に、炉長７．２ｍの縦型焼付機を用い、焼付
温度４５０℃、線速６ｍ／分で８回塗布焼付けることに
より、３０μの塗膜厚を有する外観の良好な絶縁電線を
得た。

得られた絶縁電線の特性についての試験結果は次の通り
であった。

可撓性（合格倍径） ｌｄ破壊電圧（２
ケ撚法） ７．８ｋＶピンホール（個／ ５
ｍ ） ０耐湿性（１００％湿度２４
７．０ｋＶ時間放置後の破壊電圧） 熱軟化温度（荷重７’００９ ６００℃以上昇温法２
℃／分） 過電流特性（β値）３８ 〔実施例 ２，３〕 実施例１で得たポリボロシロキサン樹脂溶液をＴＥ５０
５１と、全体の樹脂固形分の重量に対してそれぞれの樹
脂固形分が１０％、９０φ（実施例２）、５０％、５０
％（実施例３）となるよう混合しワニスを得た。

このワニスの特性及び第１表の焼付条件で製造した絶縁
電線の特性についての試験結果は第１表の通りであった
。

〔実施例 ４〜２４〕 第２表に示す各成分を実施例１と同様の反応条件で反応
させてポリボロシロキサン樹脂を製造し第２表に示す溶
剤に溶解させてポリボロシロキサン樹脂溶液（＆２〜慮
７）を得た。

このポリボロシロキサン樹脂溶成のそれぞれを第３表に
示す芳香族ポリイミド樹脂溶液と混合してワニスを得、
第３表に示す焼付条件で塗布焼付けて絶縁電線を得た。

得られた絶縁電線の特性を同表に示した。

なお参考例としてあげたものはポリボロシロキサン樹脂
溶液又は芳香族ポリイミド樹脂溶液単独の場合を示す。

又参考例１の（ト）内の値はさらに同一炉温で空焼を８
回した場合を示す。

以上の実施例から明らかなように本願発明に係る絶縁電
線は熱軟化温度は従来の耐熱エナメル線のそれに比べて
はるかに高く、しかも機械特性、電気特性は従来のもの
と遜色ない。

又エナメル線であるからガラス巻線のようなスペースフ
ァクターの問題がなく極めて有効である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芳香族ポリイミド樹脂溶液にポリボロシロキサン樹
   脂又はその溶液を混合して成るワニス状樹脂溶液を導体
   上に直接あるいは他の絶縁皮膜を介して塗布焼付けたこ
   とを特徴とする耐熱性絶縁電線 ２ 芳香族ポリイミド樹脂溶液とポリボロシロキサン樹
   脂溶液はともにクレゾール溶液である特許請求の範囲第
   １項記載の耐熱性絶縁電線。 ３ ポリボロシロキサン樹脂はシリコーンオイル、フェ
   ニル又はメチルシラノールおよびホウ酸化合物の縮重合
   物より戒る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の耐熱
   性絶縁電線。