KR100797762B1 - 폴리아미드이미드계 절연 도료 조성물을 도포하여 형성된절연피막을 포함하는 절연 전선 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리아미드이미드계 절연 도료 조성물을 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선에 관한 것으로서, 자기윤활성이 우수한 실리콘계 화합물을 분자 구조에 포함하는 이미드계 화합물을 사용함으로서, 폴리아미드이미드가 갖고 있는 본래의 내마모성, 가소성, 절연성이 뛰어난 성질에 우수한 자기윤활성을 부여한다.
폴리아미드이미드*자기윤활성*가소성*절연전선

Description

폴리아미드이미드계 절연 도료 조성물을 도포하여 형성된 절연피막을 포함하는 절연 전선{Insulated wire containing insulated layer coated polyamideimide-based insulating varnish composition}
본 발명은 폴리아미드이미드계 절연 도료 조성물을 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리아미드이미드계 도료에 실록산 화합물로부터 제조된 실록산계 폴리이미드 화합물을 산 성분의 일부로 첨가하여 폴리아미드이미드를 제조함으로써 절연 피막을 구성하는 절연도료로서 본래의 가소성이 뛰어나고, 자기윤활성이 우수한 절연 전선에 관한 것이다.
절연전선의 제조시 빠른 권취로 인한 와이어 절연피막의 손상을 없애기 위하여 와이어 코팅의 최종 공정에 미끄럼성을 부여하여 코팅 작업의 속도를 최적화하고 불량을 최소화시키고 있다.
이전에는 전기모터나 발전기 등의 산업용 기기 등에 사용되는 절연전선의 제조시 빠른 권취로 인한 와이어 절연피막의 손상을 없애기 위하여 와이어 코팅의 최종공정에 미끄럼성이 있는 권취유를 첨가하거나, 권취 작업의 속도를 감소시켜 불량을 최소화하였다. 그러나 빠른 권취시의 와이어 손상 문제는 완벽하게 개선되기 어려우며, 권취유에 함유되어 있는 미끄럼성을 부여하는 슬립제들은 함침 바니시와의 접착성에 문제가 있어 업체에서 그 사용을 꺼리는 경우가 발생하였고, 작업속도 저하로 인한 생산비용의 증가를 없애기 위한 노력을 지속적으로 하여왔다.
특히, 근래 들어서는 자동차 내부에 장착되는 모든 전기장치들이 복잡해지고 경량화, 소형화되면서 그 작업성을 향상시키기 위한 노력들이 경주되어졌다.
고슬립성 폴리아미드이미드 절연전선에 도포되는 절연피막의 조성은 내가공성 및 슬립성을 동시에 만족시킬 수 있어 최근 요구되는 전동모타 등의 소형화 경량화에 따른 친환경자동차 및 미래지향적 자동차의 주요부품으로의 응용이 가능하며, 그 사용범위가 자동차에 국한되지 않고 일상에 사용되어지는 모든 전동기기를 사용하는 가전제품이나 산업용품 등의 다양한 용도로의 응용가능성이 크다.
최근의 기술은 기기의 소형화, 경량화의 경향이 있어 모터에 대해서도 보다 소형화, 경량화 되면서도 기능은 기존 제품에 비하여 월등히 우수한 고성능화가 절실히 요구되고 있다. 이 요구를 만족시키기 위해서는 모터의 코어에 의해 많은 절연전선을 권선할 필요가 있지만, 기존의 일반 와이어로는 코어의 슬롯 내에 절연전선을 강인하게 감게되어, 권선공정 중의 절연피막에 손상을 줄 위험성이 크다. 그리고, 절연피막에 손상이 생기면 레이어 불량이나 아스 불량 등이 발생하여, 모터의 전기특성에 심각한 영향을 일으키는 문제가 있다.
통상, 폴리아미드이미드계의 도료의 도포, 소부에 의해 형성된 절연피막을 가지는 절연전선이 상기 용도에 사용되어지고 있다.
상기 폴리아마이드이미드는 일반적으로 이소시아네이트(Isocyanate;-NCO)와 산(Acid;-COOH) 성분 또는 산 무수물(Anhydride;-CO-O-CO-)의 반응으로 반응중간체인 카바메이트(Carbamate;-OC-O-OC-N-OC)를 거쳐 이산화탄소가 부가생성물로 발생되면서 아마이드(Amide;-NHCO-)와 이미드(Imide;-OC-N-CO-) 결합이 형성되는 반응을 통해 제조된다.
최근에의 소형, 경량으로 성능이 좋은 모터가 요구되어 거기에 대응하고자, 절연전선의 권선량이 한층 더 증대되는 경향이 있어 폴리아미드이미드계의 절연피막에서도 손상을 일으키는 경우가 많아졌다. 이러한 절연피막의 손상을 조금이라도 감소시키기 위하여 일반적으로 유기 또는 무기윤활제 등의 첨가제를 도료에 배합해, 절연피막의 표면에 윤활성을 부여하는 것이 검토되고 있지만, 이 방법만으로는 절연피막의 손상을 근본적으로 해결할 수 없다.
절연피막의 기계적 강도를 한층 더 향상시키면 절연피막이 손상되는 문제를 감소시킬 수 있지만, 단지 기계적 강도를 향상시키면 피막이 강직해 가소성이 뒤떨어져 전선을 구부렸을 때에 갈라지거나 박리하기 쉬워지는 크랙(Crack)이 발생하여, 절연전선의 가공성이 더욱 악화되는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물에 윤활성을 부여하기 위해 첨가하는 실리콘 계열의 화합물을 단순 첨가 하였을 때 윤활성은 좋아지지만 첨가제와 바니쉬의 주요 고분자 화합물의 비상용성 으로 인하여 불투명한 피막을 형성, 피막의 물리적 특성 저하, 윤활성 유지 기간 단축 등의 문제점이 있었던 점을 해결하기 위한 것으로서, 윤활성이 우수한 실록산 화합물로부터 폴리아미드이미드 바니쉬와의 상용성이 우수한 유도체를 합성하여 이를 산 성분으로 조성물에 첨가하여, 직접 폴리아미드이미드 내에 치환되도록 함으로서 윤활성이 우수하면서도 상기의 단점을 보완한 절연 전선을 개발하게 되었다.
따라서, 본 발명은 우수한 성질의 폴리아미드이미드 도료 조성물에 실록산계 이미드를 합성, 첨가시켜 자기 윤활성이 뛰어남으로서 빠른 권취 속에서도 와이어 손상을 최소로 할 수 있는 우수한 절연 전선을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 절연 전선은 도체 상에, 방향족 디이소시아네이트와 다음 화학식 1로 표시되는 실록산 구조를 가지는 폴리이미드 화합물을 포함하는 산 성분 또는 산무수물로부터 얻어진 폴리아미드이미드계 절연 도료 조성물을 도포하여 형성된 절연피막을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리아미드이미드계 도료 조성물의 자기윤활성 향상을 위하여 실록산 구조를 포함하는 실록산계 폴리이미드 화합물을 제조하고, 이를 폴리아미드이미드 제조시 산 성분의 일부로 첨가하여 폴리아미드이미드 도료 조성물을 제조하고, 이를 도포시켜 형성된 절연피막을 포함하는 절연전선에 관한 것이다.
본 발명의 절연 도료 조성물은 폴리아미드이미드를 주재료로 포함하는 것으로서, 여기에 용매 및 기타 도료 조성물에 통상 첨가되는 여러 가지 첨가제들을 포함한다.
본 발명의 폴리아미드이미드는 통상적인 제조방법에 따르는 바, 구체적으로 디이소시아네이트 성분과 산 성분 또는 산무수물의 반응에 의한다. 특별히 본 발명에서는 원하는 물성인 우수한 자기 윤활성을 얻기 위해 상기 산 성분으로서 실록산계 폴리이미드 화합물을 포함한다.
먼저, 본 발명의 실록산계 폴리이미드 화합물은 다음 화학식 1로 표시될 수 있는 바, 이는 다음 화학식 2로 표시되는 실록산기를 포함하는 디아민 화합물과 산 성분 또는 산무수물을 반응시켜 얻을 수 있다.
Figure 112007021716783-pat00001
상기 식에서, n은 5 ~ 500 이며, Ar은 방향족 혹은 알킬화 방향족 작용기로서, 다음 화학구조 중에서 선택된 것이다.
Figure 112007021716783-pat00002
Figure 112007021716783-pat00003
상기 식에서, n은 5 내지 500 이다.
본 발명의 실록산계 폴리이미드 화합물 제조시 사용되는 산 성분 또는 산무수물로는 트리멜리트산 언하이드라이드, 1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸란카르복실산(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofurancarboxylic acid), 3-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)-벤조익산(3-(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)-benzoic acid), 3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)카보닐]-벤조익산( 3-[(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)carbonyl]-benzoic acid), 4-[1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아 이소벤조푸라닐)옥시]-벤조익산( 4-[1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)oxy]-benzoic acid), 3-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)-벤조익산( 3-(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)-benzoic acid), 4-[4-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]-벤조익산( 4-[4-(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)oxy]phenoxy]-benzoic acid), 3-[4-[1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]-벤조익산( 3-[4-[1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)oxy]phenoxy]-benzoic acid), 4-[1-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)1-메틸에틸]-벤조익산( 4-[1-(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)-1-methylethyl]-benzoic acid), 3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)다이메틸실릴]-벤조익산( 3-[(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)dimethylsilyl]-benzoic acid), 1,2,7-나프탈렌트리카르복실산(1,2,7-naphthalenetricaboxylic acid), 3-[3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]벤조익산( 3-[3-[(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)oxy]phenoxy]-benzoic acid), 4-[3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]벤조익산(4-[3-[(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofuranyl)oxy]phenoxy]-benzoic acid), 4-(p-카르복시벤조일)-프탈릭 언하이드라이드(4-(p-carboxybenzoyl)-phthalic anhydride), 1,2,5-나프탈렌트리카르복실릭 언하이드라이드(1,2,5-naphthalenetricarboxylic anhydride), 3,4,4'-트리카르복실산 다이페닐 에테르 언하이드라이드(3,4,4'-tricarboxylic acid diphenyl ether anhydride), 바이페닐- 2,2',3-트리카르복실산 언하이드라이드(biphenyl-2,2',3-tricaboxylic acid anhydride), 사이클릭 2,3-언하이드라이드(cyclic 2,3-anhydride), 및 1,3,5,10-테트라하이드로-1,3,5,10-테트라옥소-안트라[2,3-c]푸란-7-카르복실산(1,3,5,10-tetrahydro-1,3,5,10-tetraoxo-anthra[2,3-c]furan-7-carboxylic acid)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 본 발명의 실록산계 폴리이미드 화합물의 반응식을 나타내면 다음과 같은 바, 실리콘을 함유한 디아민 화합물과 산 성분 또는 산무수물을 이용하여 말단에 카르복실기를 포함하는 실록산계 폴리이미드 화합물을 제조할 수 있으며, 이 중합 반응은 통상의 폴리이미드를 제조하는 반응 방법에 준하여 수행될 수 있으나 실리콘계 화합물의 용해도를 고려하여 반응용매를 톨루엔, 벤젠, 크실렌 등을 사용함이 바람직하다.
이 반응을 자세히 설명하면, 다음 반응식 1에서와 같이 화학식 2로 표시되는 실리콘계 화합물을 자일렌에 녹여 질소분위기하에서 카르복시산 및 산무수물을 포함하는 화합물을 첨가하여 상온에서 24시간 정도 반응을 수행한다. 얻어진 아미드산 중간체를 175℃에서 24시간 정도 반응시켜 이미드로 전환시킨다. 탈수반응을 효율적으로 반응을 수행하기 위해 톨루엔, o-다이클로로벤젠 등의 공비용매 (azeotropic agent)를 사용함이 바람직하다.
Figure 112007021716783-pat00004
본 발명에서는 상기 제조된 실록산계 폴리이미드 화합물을 산 성분 또는 산무수물의 일부로 포함하여, 이를 디이소시아네이트와 반응시켜 폴리아미드이미드를 제조한다.
폴리아미드이미드 제조시 사용되는 디이소시아네이트는 바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 바이페닐-3,3'-디이소시아네이트, 바이페닐-3,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디에틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-다이메틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-다이에틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디 및 메톡시비페닐-4,4'-디이소시아네이트 중에서 선택된 방향족 디이소시아네이트를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물과 혼용될 수 있는 다른 디이소시아네이트로는, 다이페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 다이페닐메탄-3,3'-디이소시아네이트, 다이페닐메탄, 3,4'-디이소시아네이트, 다이페닐에테르-4,4'-디이소시아네이트, 벤조페논-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐설폰-4,4'-디이소시아네이트, 트릴렌-2,4-디이소시아네이트, 트릴렌-2,6-디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, p-크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌-2,6-디이소시아네이트, 4,4'-[2,2-비스(vis)(4-페녹시페닐)프로판]디이소시아네이트, 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트, 및 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방향족 디이소시아네이트는 전체 디이소시아네이트 성분 중 10 내지 90몰%의 범위로 포함되는 것이 바람직한 바, 10몰% 미만일 경우는 내마모 특성의 효과가 적고, 90몰%를 초과할 경우 사슬 내의 강직 구조의 함량이 너무 높아져 가소성이 저하되어 크랙 등의 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 제조된 실록산계 폴리이미드 화합물 이외에, 산 성분의 구체적인 예를 들면, 삼염기산인 트리멜리트산, 무수트리멜리트산, 및 트리멜리트산 클로라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 트리멜리트산 유도체; 피로멜리트산이무수물, 비페닐테트라카르복실산이무수물, 테레프탈산, 이소프탈산, 술포테레프탈산, 디스트르산, 2,5-티오펜디카르복실산, 4,5-펜안트렌디카르복실산, 벤조페논-4,4'-디카르복실산, 프탈디이미드카르복실산, 비페닐디카르복실산, 및 아디픽산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 실록산계 폴리이미드 화합물은 전체 산 성분 중 0.0001 내지 10몰%로 포함되는 것이 바람직하며, 0.0001몰% 미만에서는 슬립성의 효과가 적고, 10몰%를 초과할 경우 기본적인 폴리아미드이미드의 내열성, 기계적 성질 등의 일반적인 특성을 저하시킬 수 있다.
본 발명에 따른 폴리아미드이미드의 제조과정을 구체적으로 살피면, 상기 디이소시아네이트 성분과, 실록산계 폴리이미드 화합물을 포함한 산 성분 또는 산 무수물을 적당한 유기용매 중에서 0~180℃의 온도로 1~24시간 반응시키면 디이소시아네이트 성분과 산 성분 또는 산 무수물과의 공중합체로 폴리아미드이미드가 유기용매 중에 용해 또는 분산된 폴리아미드이미드 절연 도료 조성물을 얻을 수 있다. 본 발명의 산 성분 또는 산 무수물과 이소시아네이트는 1:1의 당량비로 반응시키는 것이 바람직하다.
상기 유기용매로는, 특별히 한정되지는 않지만, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸 포름아마이드, 자이렌 등의 극성 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 폴리아미드이미드는 전체 절연 도료 조성물 중 10 내지 50 중량%로 포함되는 것이 코팅작업성 면에서 바람직하다.
이러한 절연 도료 조성물은 통상의 도료 조성물에 포함되는 용제, 유·무기물 및 기타 여타의 첨가제를 포함할 수 있음은 물론이다
한편, 본 발명은 상기 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물을 전선의 표면에 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선을 포함한다. 본 발명의 절연 전선은, 상기 폴리아미드이미드계 도료를 전선의 표면에 도포시킨 다음, 용제를 소부 시켜 절연피막이 형성됨으로써 제조된다.
상기 전선의 표면에 도포되는 절연피막의 두께에 대해서는 본 발명에서는 특정하게 한정되지 않고, 사용되는 절연전선의 용도에 따라 변경 가능하다.
절연피막의 기재(Base)에는 해당 절연피막 및 전선과의 밀착성의 좋은 재료로부터 된 기재층을 마련할 수도 있다. 이러한 기재층(일차 코팅층: 밀착바니시)으로는, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에스테르이미드계, 폴리에스테르아미드이미드계, 폴리아미드이미드계, 폴리이미드계등 종래 알려져 있는 여러 가지의 절연도료의 도포, 소부에 의해 형성되는 절연막을 들 수 있다. 그 중에서 전선이나 절연피막과의 내열성, 혹은 피막의 기계적 강도 등의 관점으로 볼 때, 폴리아미드이미드계 기재층이 특히 바람직하다.
또한, 절연피막의 상층에는 절연피막의 표면에 윤활성을 부여하기 위하여 표면윤활층을 갖는 것이 좋다. 표면윤활층으로서는, 유동 파라핀, 고형 파라핀 등의 파라핀류를 사용할 수 있지만, 내구성 등을 고려하면, 각종 왁스, 폴리에틸렌, 불소 수지, 실리콘 수지 등의 윤활제를 바인더수지에 적용시킨 표면윤활층이 보다 바람직하다.
실리콘계 화합물은 단순히 첨가한 도료 조성물로 피막한 절연전선의 경우 실리콘계 화합물을 첨가하지 않은 도료 조성물로 피막한 절연전선 보다 뛰어난 윤활성을 부여받을 수 있다. 하지만 단순한 첨가로서는 도료의 투명성 저하 및 분산 상 태로서의 균일한 혼합에 있어 문제가 되어 균제도가 불균일한 단점이 있으나, 본 발명과 같이 실리콘계 화합물에 이미드기를 도입하여 폴리이미드아미드 절연 도료의 제조에 이용하므로써 위의 단점을 보완할 수 있어, 뛰어난 자기 윤활성을 가지면서도 투명함은 유지되는 더욱 향상된 성질의 코팅막을 얻을 수 있다.
제조예 1 : 실록산계 폴리이미드 화합물의 제조
온도계, 교반기, 질소투입관, 냉각관을 구비한 플라스크에 질소가스를 흘리면서 300.31g(0.03몰)의 실록산 구조를 포함하는 디아민 화합물(FM3325, 일본 Chisso사 제품)을 자일렌 125g에 넣어 교반시켰다. 그 다음, 11.53g(0.06몰)의 트리멜리트산 언하이드라이드(이하, TMA라고 한다)을 넣어 상온에서 24시간 반응하며 점도를 관찰하였다. 이후 딘스탁트랩에 톨루엔을 넣어 채우고, 상기 혼합물에 톨루엔 20g을 넣어 딘스탁트랩 설치 후 175℃에서 교반하며 24시간 동안 반응시켰다. N-메틸-2-피롤리돈으로 희석시킨 후 냉각하여 40%의 실리콘이 화합되어 있는 이미드 화합물을 얻었다.
제조예 2 : 실록산계 폴리이미드 화합물의 제조
상기 산무수물 성분으로 트리멜리트산 언하이드라이드 대신에 3,4,4'-트리카르복실산 다이페닐 에테르 언하이드라이드 (3,4,4'-Tricarboxylic acid diphenyl ether anhydride, TCDEA라고 한다)을 17.05g(0.06몰)로 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법에 따라 40%의 실리콘이 화합되어 있는 이미드 화합물 을 얻었다.
실시예 1
온도계, 냉각관, 염화칼슘 충전관, 교반기, 질소투입관을 구비한 플라스크에 매분 150ml의 질소가스를 흘리면서 192.12g(1mol)의 TMA와 상기 제조예 1에서 합성한 실록산계 폴리이미드 화합물 10.35g(0.0004 몰), 디페닐메탄디이소시아네이트(이하, MDI라 한다) 250.26g(1mol)를 투입하였다.
그 다음, 상기 플라스크에 1196.06g의 N-메틸-2-피롤리돈을 넣어 교반기로 교반하면서 85℃로 2시간 동안 가열 승온하고, 3시간동안 유지한 뒤 130℃로 1시간 동안 온도 상승한 후, 점도를 관찰하였다. 그리고 1시간 경과한 단계에서 가열을 멈추고 N-메틸-2-피롤리돈, 자이렌, N,N-디메틸포름아마이드 용제를 순서대로 투입 교반하고 냉각하여, 27%의 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다.
상기 도료 조성물을 동선 표면에 통상의 조건에 따라 도포시켜 절연전선을 제작하였다.
실시예 2
상기 제조예 1에서 합성한 실록산계 폴리이미드의 함량을 20.7g(0.0008몰)으로 변량 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 27%의 폴리아미드이미드계 도료 조성물 및, 절연전선을 제조하였다.
실시예 3
상기 제조예 1에서 합성한 실록산계 폴리이미드의 함량을 41.4g(0.0016몰)으로 변량 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 27%의 폴리아미드이미드계 도료 조성물 및, 절연전선을 제조하였다.
실시예 4
상기 제조예 2에서 합성한 실록산계 폴리이미드를 21.07g(0.0008몰)으로 변량 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 27%의 폴리아미드이미드계 도료 조성물 및, 절연전선을 제조하였다.
비교예 1
온도계, 냉각관, 염화칼슘 충전관, 교반기, 질소투입관을 구비한 플라스크에 매분 150ml의 질소가스를 흘리면서 192.12g(1mol)의 TMA와 MDI 256.26g(1mol)를 투입하였다. 그 다음, 상기 혼합물에 1196.06g의 N-메틸-2-피롤리돈을 넣어 교반기로 교반하면서 85℃로 2시간 동안 가열 승온하고, 3시간동안 유지한 뒤 130℃로 1시간 동안 온도 상승한 후, 점도를 관찰하였다. 그리고 1시간 경과한 단계에서 가열을 멈추고 N-메틸-2-피로리돈, 자이렌, N,N-디메틸포름아마이드 용제를 순서대로 투입 교반하고 냉각하여, 27%의 폴리아미드이미드계 도료 조성물을 얻었다.
비교예 2
비교예 2에서는 상기 비교예 1에서 제조된 폴리아미드이미드계 도료 조성물에, 종래 통상적으로 사용되던 폴리에틸렌계 왁스(P-400, 일본 삼정석화사)를 상기 폴리아미드이미드 수지의 고형분 함량 100중량부에 대하여 2중량부를 분산시켜 도료 조성물을 제조하고, 그 도료를 동선 표면에 통상의 조건에 따라 절연전선을 제작하였다.
비교예 3
상기 비교예 1에서 얻어진 폴리아미드이미드계 도료 조성물에, 실록산 구조를 포함하는 디아민 화합물(FM3325, 일본 Chisso사 제품)을 상기 폴리아미드이미드 수지의 고형분 함량 100중량부에 대하여 3중량부를 단순 혼합시켜 도료 조성물을 제조한 후, 그 도료를 동선 표면에 통상의 조건에 따라 절연전선을 제작하였다.
상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 절연전선에 대하여 다음과 같은 물성시험을 실시하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
- 외관평가 : 각 절연 전선의 외관을 육안으로 관찰하였다.
- 정마찰계수 : 길이 약 1.2m의 시료 2개와 길이 약 0.3m의 시료 2개를 준비하고 시험기 경사대에 1.2m의 시료의 한쪽 끝을 고정하여 고정부위의 반대편 쪽 시료를 매듭을 만들어 1%의 하중을 가한다. 시료가 팽팽하게 신장되면 나머지 한쪽도 고정하고 미끄럼판에 같은 방법으로 0.3m의 시료를 팽팽하게 취부한다. 경사대의 미세 조정 핸들로 눈금의 영점을 조정한 뒤 수평으로 유지된 경사대에 미끄럼판을 시료 가 서로 직각으로 접촉이 되도록 올려놓는다. 수동 조작으로써 조정 핸들을 돌려 경사대를 서서히 기울여 미끄럼판이 일정 각도에서 미끄러지면 조정 핸들에서 손을 놓고 눈금을 읽는다. 이때 움직이기 시작할 때의 눈금 표시부가 가르키는 각도를 읽어 정마찰계수를 구한다. 즉, 마찰계수가 적을수록 윤활성이 좋음을 알 수가 있다.
정마찰계수(미끄럼성) 시험 외관
실시예 1 0.050 양호
실시예 2 0.043 양호
실시예 3 0.034 양호
실시예 4 0. 037 양호
비교예 1 0.120 양호
비교예 2 0.060 약간 혼탁함
비교예 3 0.035 불투명
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명과 같이 실록산계 폴리이미드 화합물을 산 성분의 일부로 포함시켜 폴리아미드이미드의 구조 내에 포함시킴으로써 외관이 불량한 문제가 없고, 정마찰계수가 우수하여 자기윤활성이 좋아짐을 알 수 있다. 비교예 3의 경우 정마찰계수 값은 우수하나, 와이어 색상이 불투명하여 실제 사용하기에는 부적합하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 폴리아미드이미드를 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선에서, 윤활제의 단순한 첨가로 만든 도료보다 실록산이 포함되어 있는 이미드구조의 화합물의 첨가가 더욱 외관상 뛰어나며, 자기 윤활성이 뛰어나 마모성이 향상된 절연 전선에 관한 것이다.

Claims (4)

  1. 도체 상에, 방향족 디이소시아네이트와 산 성분 또는 산무수물로서 다음 화학식 1로 표시되는 실록산 구조를 가지는 폴리이미드 화합물을 포함하는 조성으로부터 얻어진 폴리아미드이미드계 절연 도료 조성물을 도포하여 형성된 절연피막을 포함하는 절연 전선.
    화학식 1
    Figure 112007021716783-pat00005
    이고, n은 5 내지 500이다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 실록산 구조를 가지는 폴리이미드 화합물은 다음 화학식 2로 표시되는 실록산기를 포함하는 디아민 화합물과 산 성분 또는 산무수물의 반응으로 제조된 것을 특징으로 하는 절연 전선.
    화학식 2
    Figure 112007021716783-pat00006
    상기 식에서, n은 5 내지 500 이다.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 실록산 구조를 포함하는 폴리이미드 화합물은 전체 산 성분 또는 산무수물 중 0.0001 내지 10몰%로 포함되는 것을 특징으로 하는 절연 전선.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 산 성분 또는 산 무수물은 트리멜리트산 언하이드라이드, 1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸란카르복실산, 3-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)-벤조익산, 3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)카보닐]-벤조익산, 4-[1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소 벤조푸라닐)옥시]-벤조익산, 3-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)-벤조익산, 4-[4-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]-벤조익산, 3-[4-[1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]-벤조익산, 4-[1-(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)1-메틸에틸]-벤조익산, 3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)다이메틸실릴]-벤조익산, 3-[3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]벤조익산, 4-[3-[(1,3-디하이드로-1,3-다이옥소-5-아이소벤조푸라닐)옥시]페녹시]벤조익산, 4-(p-카르복시벤조일)-프탈릭 언하이드라이드, 1,2,5-나프탈렌트리카르복실릭 언하이드라이드, 3,4,4'-트리카르복실산 다이페닐 에테르 언하이드라이드, 바이페닐-2,2',3-트리카르복실산 언하이드라이드, 사이클릭 2,3-언하이드라이드, 및 1,3,5,10-테트라하이드로-1,3,5,10-테트라옥소-안트라[2,3-c]푸란-7-카르복실산(1,3,5,10-tetrahydro-1,3,5,10-tetraoxo-anthra[2,3-c]furan-7-carboxylic acid)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 하는 절연 전선.
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