JPS63121213A - 潤滑性ポリウレタン絶縁電線および電磁リレ− - Google Patents

潤滑性ポリウレタン絶縁電線および電磁リレ−

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JPS63121213A
JPS63121213A JP26890486A JP26890486A JPS63121213A JP S63121213 A JPS63121213 A JP S63121213A JP 26890486 A JP26890486 A JP 26890486A JP 26890486 A JP26890486 A JP 26890486A JP S63121213 A JPS63121213 A JP S63121213A
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coating film
less
polyurethane insulated
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武内 明久
興膳 和一郎
中林 洋彦
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ00発明目的 (a)産業上の利用分野 本発明は電磁リレーなどの電気機器の励磁巻線に用いら
れる絶縁電線およびそれを用いた電磁リレーに関する。
特にリレー接点と駆動用コイルとが同一空間内に密閉さ
れた密閉型電磁リレーに用いられる絶縁電線およびそれ
を用いた密閉型電磁リレーに関するものである。
(b)従来の技術 従来、この種の絶縁電線は銅等の導体外周に有機溶剤に
溶解しな電気絶縁塗料を塗布−焼付し、さらにこの絶縁
皮膜の外周に電線の滑りを良くし、巻線時の断線を防止
するために、パラフィンあるいはオイルなどを潤滑剤と
して塗布して形成されている。電気絶縁塗料としてはポ
リウレタン系の塗料が多く用いられる。第1図にこの絶
縁電線の断面構造を示す。ここで符号lは導体、2は絶
縁皮膜および3は潤滑剤皮膜である。
(C)発明が解決しようとする問題点 この絶縁電線を第2図に示す様な密閉型の電磁リレーの
励磁巻線4に適用するとリレー動作に伴なって巻線4の
潤滑剤成分が揮発し、ガスとして密閉容器5内に充満し
、開閉動作する接点部材6の表面に付着またはアークに
より、カーボナイズし、接点部材の接触抵抗の増大をひ
き起す。
また巻線4の絶縁皮膜中に残留している溶剤や、ポリウ
レタン樹脂の原料である安定化インシアネートのマスク
剤に使用されている未反応フェノール系化合物および焼
付の際生成する皮膜の熱分解物等の低分子量の有機化合
物が揮発し、ガスとして密閉容器5内に充満し、開閉動
作する接点部材6の表面でカーボナイズし、接点部材の
接触抵抗の増大をひき起す。これらが密閉型電磁リレー
の信頼性を低下させる原因となる。
本発明の目的は励磁巻線を有する電磁リレーにおけるこ
の様な問題点を解消し得る絶縁電線を提供することにあ
る。
口0発明の構成 (、)問題点を解決するための手段 本発明者は前述の問題点解決のため検討した結果、ポリ
ウレタン絶縁電線の塗膜を280℃にて2分間加熱する
ことによって該塗膜から揮発する有機化合物のうち、フ
ェノール系化合物の合計量が該塗膜の0.2重量%以下
であり、かつ揮発する有機化合物の合計量が該塗膜の2
重量%以下であるポリウレタン絶縁電線のうえに、20
0℃における蒸気圧が1×10−1トール以下である有
機潤滑剤からなる皮膜を設けてなる潤滑性ポリウレタン
絶縁電線では前述の如き問題点を解決できることを見い
出し、本発明を完成させたものである。
本発明に用いるポリウレタン塗料は、分子中に活性水素
を有する化合物とイソシアネート化合物又は安定化イソ
シアネート化合物とを溶剤に溶解させてなる塗料であり
、さらに潤滑剤、顔料、染料、硬化剤、フィラー等の添
加物を含むことも可能である。
また本発明に用いる200℃における蒸気圧が1x10
−1)−−ル以下である有機潤滑剤としては、潤滑性の
点からポリオレフィン系が好ましく、その内でもポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンがより好
ましい。これらのポリマーは、骨格が直鎖状のものだけ
でなく、分岐構造を含むものもまた使用することができ
る。その中でも潤滑性の点から分子量2000以上の直
鎖状ポリエチレンが最も好ましい。
絶縁電線の塗膜から揮発する有機化合物は、該塗膜を2
80℃にて2分間加熱し、気化したガスをガスクロマト
グラフあるいは質量分析装置等を用いて測定し、インチ
グレーター等を分析装置に付設して揮発する有機化合物
を各成分毎に定量することにより求められる。
より具体的には、次の様な方法にて行なった。
まず20 m7程度の絶縁電線を精秤し、サンプルトシ
た。ガスクロマトグラフ(日立製作所f!163型)に
直結した熱分解炉(日立製KP−1型)を280℃に保
温し、この炉内にサンプル片を挿入した。
加熱によってサンプル片の塗膜より揮発する有機化合物
はキアリャーガス(高純度窒素ガス)と伴に、ガスクロ
マトグラフに装着した1mの分離用カラムに導入された
。サンプル片は熱分解炉に挿入してから2分間後に取り
出した。分離カラムにて各成分毎に分離された有機化合
物は水素炎イオン化検出器にて検知し、その信号をイン
チグレーター(システムインスツルメンツ社製5000
 E型)にてカウントした。得られたカウント値と、あ
らかじめ測定した各有機化合物の標準溶液から得られた
カウント値とから、有機化合物の揮発量を定量し、さら
にサンプル片の重量より求まる絶縁塗膜の重量から、塗
膜より揮発した有機化合物の割合(重量%)を求めた。
また、絶縁電線の外周に施された潤滑剤や絶縁電線から
揮発する有機化合物が、電磁リレーの電気接点部材の接
触抵抗に及ぼす影響を調査するために第8図に示す実験
装置を用いた。第3図の装置では、試料7から揮発し密
閉容器8内に充満するガスが、コイル9によって開閉動
作する電気接点部材lOの表面でカーボナイズし、接触
抵抗を増大させる。この電気接点部材lOの接触抵抗の
増大程度を四端子接触抵抗測定311で調べる実験装置
である。この接触抵抗の増大するまでの接点動作回数に
よって試料7の電気接点部材に及ぼす影響を把握するこ
とができる。なお本実験は120℃の雰囲気中にて行な
った。発明者は上記実験を種々の潤滑剤及びポリウレタ
ン絶縁電線に対して行なった。
(b)作 用 これらの試験の結果、電磁リレーの接点部材の接触抵抗
の増大は潤滑剤の蒸気圧と相関性があり、また絶縁電線
の皮膜から揮発するフェノール系化合物の量と相関性が
あることが明らかとなった。また揮発する有機化合物の
合計量にも影響する。なおこの場合の揮発量は、単位重
量あたりの絶縁皮膜からの発生量で比較した。
さて、フェノール系の化合物はポリウレタン塗料の溶剤
として一般的に用いられるうえに、ウレタンの原料であ
る安定化イソシアネートのマスク剤としても用いられる
。またその他の揮発性の有機物はフェノール系以外の塗
料溶剤およびウレタン皮膜を構成する材料が焼付時の熱
分解によって分解し発生する。これらの揮発性の有機化
合物のうち、フェノール系化合物は、ウレタン線を製造
する際の焼付を十分に行なえば減少していく。またその
他の塗料溶剤についても同様に減少していく。
しかしウレタン皮膜の熱分解物は、焼付度が甘い場合は
少量であるが、十分に行なうと増大していく傾向にある
。そのため、絶縁電線の皮膜から揮発するフェノール系
化合物を減少させ、かつ揮発性の有機化合物の合計をも
減少させるためには、絶縁電線製造時の塗料の焼付度を
コントロールする必要がある。さらに市販のポリウレタ
ン系塗料のなかにはフェノール系化合物の揮発量を所定
の値以下にするための焼付条件においては、すでに絶縁
皮膜の熱分解が著しく発生し、所定の値以下にすること
が不可能となる塗料も存在する。この様な塗料において
は、どの様な焼付条件で製造したとしても電磁リレー用
の励起巻線としては使用できない。以上述べた如く、本
発明に利用できるポリウレタン系絶縁電線を製造するた
めには、製造時の焼付度のコントロールとともに適切な
絶縁塗料を選択する必要がある。
この様にして、選ばれた特定のポリウレタン系絶縁塗料
を、限定された焼付条件で導体上に塗布焼付けし得られ
た絶縁電線を用いて、前述の第2図に示した揮発性ガス
の影響を調査したところ、揮発性の有機化合物のうちフ
ェノール系化合物の量が0.2%以下であり、かつ揮発
性の有機化合物の合計量が2%以下であれば、接点部材
の接触抵抗の増大が発生するまでには、実用上の目安で
ある500万回以上の接点部の開閉が可能であることが
明らかとなった。
また、より望ましい条件としてフェノール系化合物の量
が0.1%以下であり、かつ揮発する有機化合物の合計
量が1%以下であれば、1000万回以上の開閉を行な
った後でも、接触部材の接触抵抗の増大は発生しないこ
とを見い出した。またこれらの接点部材の開閉回数は通
常の絶縁電線を使用して同様な試験を行なった場合の開
閉回数300万回程度に比較すると著しく改良されてい
ることが見い出された。
この様にして得られたポリウレタン絶縁電線のうえに設
ける有機潤滑剤についても、皿々の有機潤滑剤を用いて
接点部材の接触抵抗の増大程度を比・狡したところ、有
機潤滑剤の有する蒸気圧が大きく影響することが明らか
となった。すなわち200℃における蒸気圧が1×10
−1トール以下の有機潤滑剤であれば、接点部材に対す
る悪影響がないことを見い出した。
以上説明した内容をより具体的に示すため、実施例を用
いて説明を行なうが、本発明は実施例の内容に限定され
るものではない。
(C)実施例 く比較例1〜5〉 東特塗料(株)製ポリウレタン系絶縁塗料(TPU K
5−101 )  を導体径50 μmの丸鋼線上に1
4回塗布焼付を行ない、線速350m/min  で絶
縁電線を製造した。この際電線の焼付温度を変更し、焼
付度の異なる種々の絶縁電線を得た。これらの絶縁電線
を280℃に保たれている電気炉に2分間挿入し、揮発
する有機化合物を電気炉に直結させた水素炎型イオン化
検出器付ガスクロマトグラフに送りこみ、成分毎に分離
させ、インチグレーターにより定量を行なった。測定結
果を第1表に示す。またこれらの絶縁電線を、前述の第
2図に示した装置の密閉容器内に入れ、接点部材の接触
抵抗の経時変化を測定した。接点の接触抵抗の比較は、
同一条件で試験を行なった4つの接点部材の接触抵抗値
の平均が100mΩになるまでの開閉回数で行なった。
なお接点部材の初期接触抵抗値は20mΩであった。測
定結果を第1表に示す。この表から明らかな如く、この
絶縁塗料では、フェノール系化合物の合計量が塗膜の0
.2重量%以下であり、かつ揮発する有機化合物の合計
量が塗膜の2重量%以下である様な条件を満たさない。
また接点部材の接触抵抗値は、どの例においても目漂と
する500万回を越えない。
〈実施例1〜7および比較例6〜8〉 オート化学工業(株)製ポリウレタン系絶縁塗料(AP
U−2138K)を用いて比較例1〜5と同様にして焼
付度の異なる種々の絶縁電線を得た。
これらの絶縁電線を用いて、前述と同様な方法で揮発す
る有機化合物の定量を行ない、また接点部材に及ぼす影
響を測定した。測定結果を第2表に示す。
この表から明らかな如く、フェノール系化合物量が0.
2%以上では500万回の接点開閉の以前に接点の接触
抵抗値が100mΩ以上となる。より望ましくは、フェ
ノール系化合物量が0.1%以下であれば1000万回
以上の接点開閉回数の後でも接触抵抗値の増大が発生し
ない。また絶縁皮膜から揮発する有機化合物の合計量に
ついても2%以上の存在は接点の接触抵抗の増大を促進
する。より望ましくは1%以下である。
く比較例9〉 直径50μの銅導体にボリウレクン系絶縁塗料(オート
化学製APU−2138K)を450℃の焼付温度にて
14回塗布焼付けて絶縁電線を得た。この絶縁電線の表
面に流動パラフィン(200℃における蒸気圧0.4ト
ール)を塗布した。塗布後の絶縁電線の一定量をn−ヘ
キサンで洗浄し、抽出された流動パラフィンの重量を求
め、絶縁電線に対する塗布量を計算したところ、0.0
6μmの厚みで塗布されていた。
この絶縁電線を前述の第3図に示した装置の密閉容器内
に入れ、接点部材の接触抵抗の経時変化を測定した。接
点の接触抵抗の比較は、同一条件で試験を行なった4つ
の接点部材の接触抵抗値の平均がloomΩになるまで
の開閉回数で行なった。
なお接点部材の初期接触抵抗値は20mΩであった。結
果を第3表に示す。
く比較例10> 比較例9で得た絶縁電線の表面にスピンドル油(200
℃における蒸気圧は3トール)を塗布した。比較例9の
場合と同様にして求めた塗布厚は0.05μmであった
。比較例9と同様の方法で行なつた接点部材に及ぼす影
響の調査結果を第3表に示す。
く比較例11> 比較例9で得た絶縁電線の表面にn−ヘキサンで溶解し
た固型パラフィン(200℃における蒸気圧は0.4ト
ール)を塗布し、乾燥した。塗布厚は0.03μmであ
った。第3表に接点部材に及ぼす影響の調査結果を示す
〈実施例8〉 比較例9で得た絶縁電線の表面にキシレンに加熱溶解さ
せた平均分子量2000のポリエチレン(200℃にお
ける蒸気圧は0.1トール以下)を塗布し乾燥した。塗
布厚は0.1μmであった。第3表に接点部材に及ぼす
影響の調査結果を示す。
〈実施例9〉 比較例9で得た絶縁電線の表面に芳香族ナフサに加熱溶
解させた平均分子量8000のポリエチレン(200℃
における蒸気圧は0.1トール以下)を塗布し乾燥した
。塗布厚は0.08μmであった。
第3表に接点部材に及ぼす影響の調査結果を示す。
〈実施例10> 比□較例9で得た絶縁電線の表面にキシレンに加熱溶解
させた平均分子量3000のポリプロピレン(200℃
における蒸気圧は0.1トール以下)を塗布し、乾燥し
た。塗布厚は0.10μmであった。
第3表に接点部材に及ぼす影響の調査結果を示す。
〈実施例11> 比較例9で得た絶縁電線の表面にシクロヘキサンに加熱
溶解させた平均分子量10000  のポリメチルペン
テンポリマー(200℃における蒸気圧は0.lトール
以下)を塗布し乾燥した。塗布厚は0.09μmであっ
た。第3表に接点部材に及ぼす影響の調査結果を示す。
第  1  表 第  2  表 第  3  表
【図面の簡単な説明】
第1図は絶縁電線の断面図、第2図は絶縁電線の適用例
を示す電磁リレーの構成図、第3図は本発明の実施例に
よる絶縁電線を評価する実験装置を示す図である。 ■導体 2 絶縁皮膜 3 潤滑剤皮膜 4 励磁巻線 5 密閉容器 6 接点部材 7試料 8 密閉容器 9 励磁巻線 lO接点部材 11 四端子接触抵抗測定器 手  続  補  正  古 昭和62年1月12日 特許庁長官  黒 1)明 雄  殿 2 発明の名称 潤滑性ポリウレタン絶縁電線および電磁リレー□ 1 補正をする者 事件との関係      特許出願人 任 所    大阪市東区北浜5丁目15番地名 称(
213>住友電気工業株式会社社 長   川   上
   哲   部4、代理人 住  所    大阪市此花区島屋1丁目1番3号住友
電気工業株式会社内 (ffi話大阪 461−1031) 6、補正の対象 明細畜牛発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書@12頁第3行目 「・・・絶縁電線を得た。」の後に次の文章を挿入しま
す。 「これらの絶縁電線の表面にキシレンに加熱溶解させた
平均分子量2000のポリエチレン(200℃における
蒸気圧は0.1トール以下)を塗布し乾燥した。塗布厚
は0.1μm であった。コ(2)明細書第12頁第9
行目 「前述の第2」を「前述の第3」に補正します。 (3)明細書第13頁第5行目 「・・・絶縁電線を得た。」の後に次の文章を挿入しま
す。 [これらの絶縁電線の表面にキシレンに加熱溶解させた
平均分子量2000のポリエチレン(200°Cにおけ
る蒸気圧は0.1トール以下]を塗布し乾燥した。塗布
厚は0.1μm であった。コ(4)明MJ書第15頁
第19行目 「o、08pmJをro、1μmJに補正します。 (5)明細書第16頁第5行目 「Q、10μm」を「0.1μm」に補正します。 (6)明細書第16頁第12行目 「0.09μ77NをrO,1μmJに補正シマス。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリウレタン絶縁電線の塗膜を280℃にて2分
    間加熱することによつて該塗膜から揮発する有機化合物
    のうち、フェノール系化合物の合計量が該塗膜の0.2
    重量%以下であり、かつ揮発する有機化合物の合計量が
    該塗膜の2重量%以下であるポリウレタン絶縁電線のう
    えに、200℃における蒸気圧が1×10^−^1トー
    ル以下である有機潤滑剤からなる皮膜を設けてなること
    を特徴とする潤滑性ポリウレタン絶縁電線。
  2. (2)フェノール系化合物の合計量が該塗膜の0.1重
    量%以下であるポリウレタン絶縁電線を用いた特許請求
    の範囲第1項記載の潤滑性ポリウレタン絶縁電線。
  3. (3)揮発する有機化合物の合計量が該塗膜の1重量%
    以下であるポリウレタン絶縁電線を用いた特許請求の範
    囲第1項記載の潤滑性ポリウレタン絶縁電線。
  4. (4)フェノール系化合物の合計量が該塗膜の0.1重
    量%以下であり、かつ揮発する有機化合物の合計量が該
    塗膜の1重量%以下であるポリウレタン絶縁電線を用い
    た特許請求の範囲第1項記載の潤滑性ポリウレタン絶縁
    電線。
  5. (5)有機潤滑剤がポリオレフィン系炭化水素である特
    許請求の範囲第1項記載の潤滑性ポリウレタン絶縁電線
  6. (6)ポリオレフィン系炭化水素がポリエチレン、ポリ
    プロピレン、ポリメチルペンテンである特許請求の範囲
    第5項記載の潤滑性ポリウレタン絶縁電線。
  7. (7)ポリウレタン絶縁電線の塗膜を280℃にて2分
    間加熱することによつて該塗膜から揮発する有機化合物
    のうち、フェノール系化合物の合計量が該塗膜の0.2
    重量%以下であり、かつ揮発する有機化合物の合計量が
    該塗膜の2重量%以下であるポリウレタン絶縁電線のう
    えに、200℃における蒸気圧が1×10^−^1トー
    ル以下である有機潤滑剤からなる皮膜を設けてなる潤滑
    性ポリウレタン絶縁電線を用いて得られることを特徴と
    する電磁リレー。
  8. (8)電磁リレーが密閉型電磁リレーである特許請求の
    範囲第7項記載の電磁リレー。
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