KR100868136B1 - 절연전선 - Google Patents

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KR100868136B1
KR100868136B1 KR1020070041512A KR20070041512A KR100868136B1 KR 100868136 B1 KR100868136 B1 KR 100868136B1 KR 1020070041512 A KR1020070041512 A KR 1020070041512A KR 20070041512 A KR20070041512 A KR 20070041512A KR 100868136 B1 KR100868136 B1 KR 100868136B1
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Abstract

본 발명은 절연전선에 관한 것이다. 본 발명은 절연전선에 있어서, 절연물의 분자구조 중에 도체와의 접착력을 강화시켜주는 극성기를 가지는 화합물을 포함하는 폴리아미드이미드 수지로 이루어진 밀착성 수지층과 상기 고밀착성 수지층의 상부에, 트리멜리트산 무수물과 함께 피로멜리트산 무수물을 적정한 비율로 포함하는 폴리아미드이미드 중합체로 이루어진 내열성 수지층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 폴리아미드이미드 수지와 도체와의 밀착성을 개선하고, 도체와의 접착력을 부여하여 절연전선의 가요성을 향상시킬 수 있으며, 동시에 절연체의 내열성이 우수하고, 고속작업시에도 절연피막의 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
절연전선, 폴리아미드이미드 수지, 밀착성, 내열성

Description

절연전선 {Insulated electric wire}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 도체의 외면을 감싼 본 발명의 일실시예에 따른 절연전선을 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
11: 도체 13: 밀착성 수지층
15: 내열성 수지층
본 발명은 절연전선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리아미드이미드 수지와 도체와의 밀착성을 개선하고, 도체와의 접착력을 부여하여 절연전선의 가요성을 향상시킬 수 있으며, 동시에 절연체의 내열성이 우수하고, 고속작업시에도 절연피막의 손상을 최소화할 수 있는 절연전선에 관한 것이다.
최근 전기 또는 전자 장치의 크기 축소와 중량 감소 경향이 증가함에 따라, 고성능을 갖는 더욱 작고 가벼운 모터가 요구되어 왔다. 이러한 요구조건을 만족시키기 위하여, 모토 코어의 둘레를 절연전선으로 감는 권선수를 증가시킬 필요가 있어 왔다. 좁은공간에 권선을 보다 많이 감기 위해 분포권 방식의 권선방식에서 집중권 방식의 권선 방법을 사용하는 분할코어를 사용하는 모터의 수요가 증대되어 왔다.
이러한 목적을 위해서는 절연전선을 코어 슬로트내에 보다 많은양으로 강제로 채워 넣어야 하는데, 이에 따라 모터에는 많은 전류량을 요구하게 된다. 상기와 같은 과다한 전류에 따라 절연피복물이 소손되어지는 경향이 있고, 특히 사용환경이 자동차 엔진룸과 같이 고온의 환경에 노출되어질 경우 더욱 심각하다 할 수 있다. 따라서, 과다한 전류의 요구에 따라 모터의 내열성에 대한 요구가 더욱 커지고 있다.
지금까지 사용되고 있는 모터의 경우, 양호한 기계적 강도를 갖는 폴리아미드이미드의 피복용 도료를 전도체상에 코팅하고 베이킹하여 형성된 양호한 열적특성을 갖는 절연전선을 주로 사용하여왔다. 상기 폴리아미드이미드는 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 및 트리멜리트산 무수물의 반응생성물이 일반적으로 사용된다.
최근에는 더욱 고성능이면서 더욱더 크기가 작고 중량이 가벼운 모터나 발전기가 요구되고 있다. 이러한 요구 조건을 만족시키기 위하여 절연전선의 권선수를 더욱 증가시킬 필요가 있으며, 이에 따라 폴리아미드이미드 기재 절연피복물 조차 도 가끔 손상된다.
절연피복물의 내열성을 더욱 증대시키기 위해서 폴리이미드 절연전선을 사용하는 경우가 있으나, 이 경우 절연전선을 제조할 때 이미드화가 진행되고 이에 따라 부산물로 물이 발생되어 절연전선을 제조하기 힘들다는 문제점이 있다. 따라서, 폴리이미드 절연전선은 우수한 절연특성 및 내열특성에도 불구하고 그 사용이 꺼려져 왔다.
이후 권선 제조시 부산물을 없앤 폴리이미드 절연전선이 개발되었으나, 상기 폴리이미드 절연전선의 경우에는 현재와 같은 집중권 방식의 모터에 적용하기에는 피막 밀착성이 부족하고 윤활성이 부족하여 절연체의 손상으로 말미암아 적용하기에 다소 무리가 따른다.
또한 종래 폴리이미드 절연전선의 경우 우수한 내열특성을 나타내지만 현재 사용되어지는 고속 권선기의 적용이 늘어나고, 더 강한 텐션과 정해진 슬롯에 더 많은 절연전선을 넣고자 하는 요구에는 다소 적용이 어려운 점이 있었다.
따라서, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 노력이 관련 업계에서 지속되어 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출되었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 내열성 향상을 위한 폴리이미드 절연전선 제조시 부산물의 발생을 없애고, 동시에 피막과의 밀착성 및 윤활성 부족 현상으로 인한 절연체의 손상 문제를 해결하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 절연전선을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 절연전선은, 절연물인 폴리아미드이미드 체인 중 이미드기 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 폴리아미드이미드 수지로 이루어진 고밀착성 수지층; 및 상기 고밀착성 수지층의 상부에 형성되는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체로 이루어진 고내열성 수지층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112007032144915-pat00001
상기 화학식 1에 포함된 R1 및 R2는 각각 독립적으로 이미드기(Imide기) 및 이미드기-알킬렌기 중 어느 하나이며, 이때 상기 알킬렌기는 메틸렌 및 에틸렌 중 선택된 어느 하나이고,
상기 화학식 1에 포함된 A는
Figure 112007032144915-pat00002
,
Figure 112007032144915-pat00003
,
Figure 112007032144915-pat00004
,
Figure 112007032144915-pat00005
,
Figure 112007032144915-pat00006
, 및
Figure 112007032144915-pat00007
중 선택된 어느 하나이고, 이때 상기 A로 선택되는 물질의 화학식 내에 표시된 R4는 각각 독립적으로 메틸 및 에틸 중 선택된 어느 하나의 알킬기이다.
[화학식 3]
Figure 112007032144915-pat00008
상기 화학식 3에 포함된 m, n은 각 단량체의 몰분율로써, 0.5≤m≤0.9이고, 0.1≤n≤0.5이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 절연전선은, 절연물인 폴리아미드이미드 체인 중 이미드기 사이에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 폴리아미드이미드 수지로 이루어진 고밀착성 수지층; 및 상기 고밀착성 수지층의 상부에 형성되는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체로 이루어진 고내열성 수지층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Figure 112007032144915-pat00009
상기 화학식 2에 포함된 R1 및 R2는 각각 독립적으로 이미드기(Imide기) 및 이미드기-알킬렌기 중 어느 하나이며, 이때 상기 알킬렌기는 메틸렌 및 에틸렌 중 선택된 어느 하나이고,
상기 화학식 2에 포함된 R3는 메틸렌, 에틸렌 및 프로필렌 중 선택된 어느 하나의 알킬렌기이고,
상기 화학식 2에 포함된 A는
Figure 112007032144915-pat00010
,
Figure 112007032144915-pat00011
,
Figure 112007032144915-pat00012
,
Figure 112007032144915-pat00013
,
Figure 112007032144915-pat00014
, 및
Figure 112007032144915-pat00015
중 선택된 어느 하나이고, 이때 상기 A로 선택되는 물질의 화학식 내에 표시된 R4는 각각 독립적으로 메틸 및 에틸 중 선택된 어느 하나의 알킬기이다.
[화학식 3]
Figure 112007032144915-pat00016
상기 화학식 3에 포함된 m, n은 각 단량체의 몰분율로써, 0.5≤m≤0.9이고, 0.1≤n≤0.5이다.
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서 R4는 이미다졸기에 R4가 2개 결합된 형태일 수 있다.
상기 폴리아미드이미드 중합체는 그 분자량이 30,000 내지 90,000인 것이 바람직하다.
상기 절연전선은 상기 고내열성 수지층 상부에 자기윤활 폴리아미드이미드 수지층이 더 형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있 을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서는 고속권취 및 굴곡강도가 큰 집중권 방식의 모터에서 발생되기 쉬운 절연전선의 도체와 피막의 들뜸현상을 개선하기 위해서 도체와의 밀착력을 증대시키면서 아울러 폴리이미드 절연전선의 내열도를 유지하고, 고속작업시에도 절연피막의 손상을 최소화할 수 있는 절연전선을 제공할 수 있다.
본 발명의 절연전선은 도체의 외면을 감싸도록 형성되는 고밀착성 수지층과, 상기 고밀착성 수지층의 상부에 형성되는 고내열성 수지층을 포함한다.
이하 본 발명의 절연전선을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
a) 고밀착성 수지층
상기 절연전선의 고밀착성 수지층은 체인 중 이미드기 사이에 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 포함하는 폴리아미드이미드 수지로 이루어진다.
상기 고밀착성 수지층을 이루는 폴리아미드이미드 수지는 디아민류와 산 무수물과의 부가중합에 의하여 이미드화된 산을 제조하고, 이를 디이소시아네이트 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 디아민류는 트리아진류를 사용할 수 있으며, 구체적으로 2,4-디아미노-6-[2-(2-메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트라이진(2,4-diamino-6-[2-(2-methyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[2-(2-에틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-(2-ethyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[1-(2-언데실-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[1-(2-undecyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-tirazine), 2,4-디아미노-6-[2-(2-이미다졸일)에 틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-(2-imidazolyl)ethyl]-s-trazine), 2,4-디아미노-6-[2-(1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-(1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-(2-에틸-4-이미다졸일)-2-트리아진(2,4-diamino-6-(2-ethyl-4-imidazolyl)-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[2-(4-메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-(4-methyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-(2-에틸-5-메틸-4-이미다졸일)-s-트리아진(2,4-diamino-6-(2-ethyl-5-methyl-4-imidazolyl)-s-triazine), 2,4-디아미노-6-(4-에틸-2-메틸-1-이미다졸일)-s-트리아진(2,4-diamino-6-(4-ethyl-2-methyl-1-imidazolyl)-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[3-(2-메틸-1-이미다졸일)프로필]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[3-(2-methyl-1-imidazolyl)propyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[4-(2-이미다졸일)부틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[4-(2-imidazolyl)butyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[2-메틸-1-이미다졸일)프로필]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-methyl-1-imidazolyl)propyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[1-메틸-2-(2-메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[1-methyl-2-(2-methyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[2-(2,5-디메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-(2,5-dimethyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[2-(2,4-디메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(2,4-diamino-6-[2-(2,4-dimethyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine), 2,4-디아미노-6-[2-에틸-4-메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진( 2,4-diamino-6-[2-(2-ethyl-4-methyl-1-imidazolyl)ethyl]-s-triazine) 등을 사용할 수 있으며, 특히 2,4-디아미 노-6-[2-(2-메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진(MZA)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산 무수물은 종래의 폴리아믹산의 산 무수물로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 트리멜리트산 무수물(trimellitic anhydride, 이하 TMA), 피로메릿산 무수물(PMDA), 3,4,3',4'-비페닐 테트라 카르본산 무수물(BPDA), 3,4,3',4'-벤조페논 테트라 카르본산 무수물(BTDA), 3,4,3',4'-디페닐 술폰 테트라 카르본산 무수물(DSDA) 등의 방향족산 무수물이 있다.
상기 디아민류와 산 무수물은 1:1 내지 1:2의 비율로 부가중합하여 이미드화된 산을 얻을 수 있다.
상기 이미드화된 산과 반응시키는 디이소시아네이트 화합물은 디페닐메탄-3,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-3,3'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, MDI), 디페닐에테르-3,4'-디이소시아이트, 디페닐에테르-3,3'-디이소시아네이트, 2,3'-톨루엔 디이소시아네이트, 2,4'-톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크릴센 디이소시아네이트 등을 사용할 수 있다.
이때, 상기 이미드화된 산과 디이소시아네이트 화합물은 당량비로 0.8:1 내지 1:0.8의 비율로 반응시키는 것이 좋다.
상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 이미드기 사이에 포함하는 폴리아미드이미드 수지의 제조방법을 하기 반응식 1에 따라 설명한다. 하기 반응식 1은 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 이미드기 사이에 포함하는 폴리아 미드이미드 수지를 제조하기 위한 일실시예일 뿐, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 이미드기 사이에 포함하는 폴리아미드이미드 수지의 제조가 하기 반응식 1에만 한정되는 것은 아니다.
[반응식 1]
Figure 112007032144915-pat00017
상기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')}-에틸-s-트리아진(MZA)을 2 몰의 트리멜리트산 무수물(TMA)과 반응시켜 이미드화된 산을 제조한 후, 상기 제조한 이미드화된 산을 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, MDI)와 반응시켜 폴리아미드이미드(polyamideimide, PAI) 수지를 제조할 수 있다. 이 폴리아미드이미드 수지는 극 성 폴리머를 함유하여 도체와의 접착력 향상을 도모할 수 있다.
일반적으로 폴리아미드이미드 수지를 이용한 절연전선의 경우 내마모성이 강화되어지면 가요성(flexibility)과 접착성이 감소하게 되는데, 본 발명에서는 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 폴리아미드이미드 수지의 이미드기 사이에 포함하도록 함으로써 절연전선의 내마모성을 향상시킴과 동시에 가요성(flexibility) 및 구리동선과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
b) 고내열성 수지층
상기 폴리아미드이미드 수지로 이루어지는 고밀착성 수지층의 상부에 형성되는 고내열성 수지층은 상기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체로 이루어진다.
상기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체 내의 트리멜리트산 무수물과 피로멜리트산 무수물을 적절한 비율로 조절함으로써 중합체가 함유하는 이미드 작용기의 비율을 조절함으로써 내열성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 트리멜리트산 무수물과 피로멜리트산 무수물은 5:5 내지 9:1의 몰 비율로 사용되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7:3의 몰 비율로 사용되는 것이다. 트리멜리트산 무수물의 비율이 상기 비율보다 높아질 경우에는 충분한 내열성을 확보하지 못하여 바람직하지 않으며, 상기 비율보다 낮아질 경우에는 이미드 작용기로 인하여 점도가 현저히 상승하게 되어 바람직하지 않다.
또한, 상기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체는 그 분자량이 30,000 내지 90,000인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 35,000 내지 45,000인 것이다. 상기 폴리아미드이미드 중합체의 분자량이 상기 범위일 경우에는 에나멜 동선에 요구되는 충분한 내열성을 확보할 수 있으며, 또한 분자량의 증가에 의한 점도의 향상을 최소화할 수 있어서 상기 폴리아미드이미드 중합체를 에나멜 동선에 도포하는 공정에서의 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체는 하기 반응식 2와 같이, 고극성 용매하에서 트리멜리트산 무수물(화학식 4) 및 피로멜리트산 무수물(화학식 5)을 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(화학식 6)와 반응시켜 제조할 수 있다.
[반응식 2]
Figure 112007032144915-pat00018
상기 반응성 2의 고극성 용매로는 당업계에서 사용되던 통상의 용매, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드 등을 사용할 수 있다.
상기 고밀착성 수지층 및 상기 고밀착성 수지층 상부에 형성되는 고내열성 수지층으로 이루어지는 본 발명의 절연전선은 통상의 자기윤활층이 고내열성 수지층에 더 형성될 수도 있다. 이때 고밀착성 수지층, 고내열성 수지층 및 자기윤활 수지층은 0.1∼0.9 : 0.9∼0.1 : 0.1의 비율로 그 두께를 형성하는 것이 좋다.
이하 본 발명의 일실시예에 따른 절연전선을 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 도체의 외면을 감싼 본 발명의 일실시예에 따른 절연전선을 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 절연전선(10)은 도체(11)의 외면을 감싸도록 형성되며, 도체(11)를 중심축으로 하면서 도체(11)의 외면과 접하여 배치된 고밀착성 수지층(13)과 상기 고밀착성 수지층(13)의 상부에 형성되는 고내열성 수지층(15)으로 이루어진다.
상기 고밀착성 수지층(13)과 고내열성 수지층(15)은 전술한 바와 동일한 의미로 해석된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예와 이에 대비되는 비교예를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
합성예 1. 고밀착성 폴리아미드이미드 바니쉬 제조
상온에서 잘 건조된 교반기와 콘덴서를 장착한 4구 플라스크에 N-메틸피롤리돈(N-methyl pyrrolidone) 675 중량부를 투입하고, 2,4-디아미노-6-[2-2-메틸-1-이미다졸일)에틸]-s-트리아진 109.65 중량부를 투입하여 교반을 시작하였다. 여기에 트리멜리트산 무수물(trimellictic diangydride, TMA) 192.12 중량부를 투입하고 260 ℃까지 8 시간에 걸쳐 승온반응시키고 부산물로 18 중량부의 물을 배출하고 이미드기를 가지는 산을 제조하였다. 그 다음, 상기 이미드기를 가지는 산을 다시 상온으로 냉각시킨 후, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI)를 투입하여 80 ℃에서 3 시간, 이후 140 ℃까지 3 시간에 걸쳐 승온하고, 140 ℃에서 3 시간 가열하여 폴리아미드이미드 수지 용액을 수득하였다. 여기에 솔베트나프타, 크실렌 등을 첨가하여 고형분이 20 %인 고밀착성 폴리아미드이미드 바니시를 수득하였다.
합성예 2. 고내열성 폴리아미드이미드 바니쉬 제조
상온에서 잘 건조된 교반기와 콘덴서를 장착한 4구 플라스크에 N-메틸피롤리돈 700 중량부를 투입하고, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 250 중량부, 트리멜리트산 무수물(TMA) 80 중량부 및 피로멜리틱산 무수물 110 중량부를 투입하고 교반하면서 160 ℃까지 8 시간에 걸쳐 승온반응시키고 부산물로 이산화탄소를 배출하여 고내열성 폴리아미드이미드 수지 용액을 수득하였다. 여기에 솔베트나프타, 크실렌 등을 첨가하고 고형분이 20 %인 고내열성 폴리아미드이미드 바니시를 수득하였다.
합성예 3. 일반적인 폴리아미드이미드 바니쉬 제조
상온에서 잘 건조된 교반기와 콘덴서를 장착한 4구 플라스크에 N-메틸피롤리돈 800 중량부를 투입하고, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 250 중량부 및 트리멜리트산 무수물(TMA) 210 중량부를 투입하고 교반하면서 160 ℃까지 8 시간에 걸쳐 승온반응시키고 부산물로 이산화탄소를 배출하여 폴리아미드이미드 수지 용액을 수득하였다. 여기에 솔베트나프타, 크실렌 등을 첨가하고 고형분이 25 %인 폴 리아미드이미드 바니시를 수득하였다.
합성예 4. 자기윤활 폴리아미드이미드 바니시 제조
상온에서 잘 건조된 교반기와 콘덴서를 장착한 4구 플라스크에 N-메틸피롤리돈 800 중량부를 투입하고, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 250 중량부 및 트리멜리트산 무수물(TMA) 211 중량부를 투입하여 교반을 시작하면서 160 ℃까지 8 시간에 걸쳐 승온반응시키고 부산물로 이산화탄소를 배출하여 말단이 산이나 산무수물로 끝나는 폴리아미드이미드 수지 용액을 수득하였다.
이후, 별도의 상온에서 잘 건조된 교반기와 콘덴서를 장착한 4구 플라스크에 독일 바이어(Bayer)사의 데스모듈(desmodur-L) 656 중량부를 투입하고, 말단이 OH로 끝나는 실리콘 수지(분자량 1036, OH가 1.6 중량%) 2072 중량부를 투입하고 상온에서 6 시간 동안 반응시켜 말단이 실리콘과 이소시아네이트로 끝나는 다관능 실리콘 유도체를 수득하였다.
그 다음, 상기 얻어진 폴리아미드이미드 수지용액 100 중량부에 다관능 실리콘 유도체 4.5 중량부를 투입하고 100 ℃에서 3 시간에 걸쳐 반응시켜 자기윤활 폴리아미드이미드 바니쉬를 수득하였다.
상기 합성예 1 내지 4에서 제조한 폴리아미드이미드 바니시를 이용하여 도체경이 1.30 ㎜인 동선에 하기 표 1과 같은 조성의 절연체를 도포한 후, 이태리 SICME사의 에나밀 코팅기를 이용하여 절연전선을 제조하였다.
Figure 112007032144915-pat00019
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 절연전선을 KSC-3106에 의거하여 하기 표 2의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112007032144915-pat00020
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6이 경우 고밀착성 폴리아미드이미드 수지를 사용함으로써 유연성이 증대되어 피막흠성이 거의 나타나지 않았으며, 도체와의 밀착성 또한 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 6의 경우 고밀착성 수지층 상부에 고내열성 폴리아미드이미드 수지층을 형성함으로써 내연화, 내열충격 및 정마찰계수 또한 우수함을 확인할 수 있었다.
반면, 전 피막층에 일반적인 폴리아미드이미드 수지를 사용한 비교예 1의 경우에는 일방향 내마모성 및 절연파괴성이 불량하게 나타남과 유연성을 나타내는 피막흠성 및 내충격에도 문제점이 발견됨을 확인할 수 있었으며, 전 피막층을 고내열성 폴리아미드이미드 수지로 제조한 비교예 2의 경우에는 유연성 부족으로 피막흠성 및 내열충격성이 불량하게 나타남을 확인할 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면 폴리아미드이미드 수지와 도체와의 밀착성을 개선하고, 도체와의 접착력을 부여하여 절연전선의 가요성을 향상시킬 수 있으며, 동시에 절연체의 내열성이 우수하고, 고속작업시에도 절연피막의 손상을 최소화할 수 있다.

Claims (6)

  1. 절연전선에 있어서,
    절연물인 폴리아미드이미드 체인 중 이미드기 사이에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 폴리아미드이미드 수지로 이루어진 밀착성 수지층; 및
    상기 밀착성 수지층의 상부에 형성되는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체로 이루어진 내열성 수지층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연전선.
    [화학식 1]
    Figure 112008032949526-pat00021
    상기 화학식 1에 포함된 R1 및 R2는 각각 독립적으로 이미드기(Imide기) 및 이미드기-알킬렌기 중 어느 하나이며, 이때 상기 알킬렌기는 메틸렌 및 에틸렌 중 선택된 어느 하나이고,
    상기 화학식 1에 포함된 A는
    Figure 112008032949526-pat00022
    ,
    Figure 112008032949526-pat00023
    ,
    Figure 112008032949526-pat00024
    ,
    Figure 112008032949526-pat00025
    ,
    Figure 112008032949526-pat00026
    , 및
    Figure 112008032949526-pat00027
    중 선택된 어느 하나이고, 이때 상기 A로 선택되는 물질의 화학식 내에 표시된 R4는 각각 독립적으로 메틸 및 에틸 중 선택된 어느 하나의 알킬기이다.
    [화학식 3]
    Figure 112008032949526-pat00028
    상기 화학식 3에 포함된 m, n은 각 단량체의 몰분율로써, 0.5≤m≤0.9이고, 0.1≤n≤0.5이다.
  2. 절연전선에 있어서,
    절연물인 폴리아미드이미드 체인 중 이미드기 사이에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 폴리아미드이미드 수지로 이루어진 밀착성 수지층; 및
    상기 밀착성 수지층의 상부에 형성되는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리아미드이미드 중합체로 이루어진 내열성 수지층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연전선.
    [화학식 2]
    Figure 112008032949526-pat00029
    상기 화학식 2에 포함된 R1 및 R2는 각각 독립적으로 이미드기(Imide기) 및 이미드기-알킬렌기 중 어느 하나이며, 이때 상기 알킬렌기는 메틸렌 및 에틸렌 중 선택된 어느 하나이고,
    상기 화학식 2에 포함된 R3는 메틸렌, 에틸렌 및 프로필렌 중 선택된 어느 하나의 알킬렌기이고,
    상기 화학식 2에 포함된 A는
    Figure 112008032949526-pat00030
    ,
    Figure 112008032949526-pat00031
    ,
    Figure 112008032949526-pat00032
    ,
    Figure 112008032949526-pat00033
    ,
    Figure 112008032949526-pat00034
    , 및
    Figure 112008032949526-pat00035
    중 선택된 어느 하나이고, 이때 상기 A로 선택되는 물질의 화학식 내에 표시된 R4는 각각 독립적으로 메틸 및 에틸 중 선택된 어느 하나의 알킬기이다.
    [화학식 3]
    Figure 112008032949526-pat00036
    상기 화학식 3에 포함된 m, n은 각 단량체의 몰분율로써, 0.5≤m≤0.9이고, 0.1≤n≤0.5이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 R4는, 이미다졸기에 R4가 2개 결합된 형태인 것을 특징으로 하는 절연전선.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리아미드이미드 중합체는, 그 분자량이 30,000 내지 90,000인 것을 특징으로 하는 절연전선.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연전선은, 상기 내열성 수지층 상부에 자기윤활 폴리아미드이미드 수지층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 절연전선.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연전선은, 밀착성 수지층, 내열성 수지층 및 자기윤활 수지층의 두께가 0.1∼0.9 : 0.9∼0.1 : 0.1의 비율인 것을 특징으로 하는 절연전선.
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