KR20060112594A - 부분-방전-저항성 절연 니스, 절연된 와이어 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

부분-방전-저항성 절연 니스는 용매에 분산된 폴리아미드-이미드 에나멜 니스 및 유기-실리카 졸을 갖는다. 용매는 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 갖는다. 절연된 와이어는 전도체, 및 전도체의 표면 상에 형성된 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름을 갖는다. 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 부분-방전-저항성 절연 니스로 이루어진다.
부분-방전-저항성 절연 니스, 절연된 와이어, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스, 유기-실리카 졸

Description

부분-방전-저항성 절연 니스, 절연된 와이어 및 그의 제조 방법{PARTIAL-DISCHARGE-RESISTANT INSULATING VARNISH, INSULATED WIRE AND METHOD OF MAKING THE SAME}
본 발명에 따른 바람직한 구현양태는, 하기 도면을 참조하여 다음과 같이 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 구현양태에서 절연된 와이어를 나타내는 단면도이고;
도 2는 본 발명에 따른 다른 바람직한 구현양태에서 절연된 와이어를 나타내는 단면도이고;
도 3은 본 발명에 따른 다른 바람직한 구현양태에서 절연된 와이어를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 전도체
2: 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름
3: 유기 절연 코팅 필름
본 출원은 일본 특허출원 2005-126810호를 기초로 하며, 그의 전체내용이 여기에서 참고문헌으로 인용된다.
본 발명은 부분-방전-저항성 절연 니스, 절연된 와이어, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용매 성분으로서 γ-부티로락톤의 혼합물, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스 및 유기-실리카 졸을 포함하는 부분-방전-저항성 절연 니스; 부분-방전-저항성 절연 니스의 필름이 전도체 상에 형성되어진, 절연된 와이어; 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
와이어 또는 케이블의 절연재 또는 와이어들 사이에서 미세한 틈이 존재할 때, 그 부분에 전기장이 집중되어 약한 방전을 일으켜서 부분 방전이 발생한다. 발생된 부분 방전으로 인하여, 절연재가 열화된다. 또한, 열화의 진행으로 인하여, 고장이 발생할 것이다.
특히, 모터 또는 변압기를 위해 사용되는 감은 선에서, 예를 들어 에나멜 니스가 전도체 위에 코팅된 다음 소성되어 그 위에 코팅 필름을 형성한 에나멜 와이어에서, 주로 와이어들 사이(코팅 필름의 사이) 또는 코팅 필름과 코어의 사이에서 부분 방전이 발생할 수 있다. 즉, 주로 수지 코팅 필름에서의 분자 사슬의 절단 또는 하전된 입자의 충돌에 의해 일어나는 열 발생으로 인하여, 코팅 필름의 부식이 진행될 수도 있다. 그 결과, 고장이 발생할 수도 있다.
최근들어, 에너지 절감 또는 조절가능한 속도를 위해 사용되는 인버터-급전 모터 시스템에서, 인버터 서지(가파른 과전압)가 발생되어 모터 고장을 일으키는 많은 경우가 보고되어 있다. 모터 고장은 인버터 서지의 과전압으로 인한 부분 방전에 의해 유발되는 것으로 밝혀졌다.
부분 방전 부식을 막기 위하여, 실리카 및 티타니아와 같은 무기 절연 입자가 유기 용매를 가진 내열성 수지 용액에 분산되어 있는 에나멜 니스로 이루어진 절연재를 갖는, 에나멜 입힌 와이어가 공지되어 있다. 이러한 무기 절연 입자는 부분 방전 저항성을 가진 에나멜 입힌 와이어를 제공할 수 있고, 열 전도성의 증가, 열 팽창의 감소, 및 강도 증가에 더욱 기여할 수 있다.
수지 용액 중에서 무기 절연 입자로서의 실리카 미립자를 분산시키는 공지된 방법은, 예컨대 실리카 미립자 분말을 수지 용액에 첨가 및 분산시키는 방법, 및 수지 용액과 실리카 졸(예를 들어, JP-A-2001-307557)을 혼합하는 방법이다. 실리카 입자 분말을 그것에 첨가하는 방법에 비하여, 실리카졸을 사용하는 방법은 혼합을 촉진시킬 수 있고 실리카가 잘 분산되는 니스를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 실리카 졸은 수지 용액과의 높은 친화성을 필요로 한다.
폴리아미드-이미드 절연 재료가 내열성 중합체로서 사용될 때, 이것에 대한 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMAC), 디메틸이미다졸리디논(DMI) 등일 수 있다. 일반적으로, 주로 NMP를 함유하는 용매가 사용되고, DMF, 방향족 알킬벤젠 등으로 희석된다.
그러나, 통상적으로, 실리카 미립자를 분산시키기 위하여, NMP를 주 성분으로서 함유하는 용매를 가진 폴리아미드-이미드 에나멜 니스가 사용될 때, 실리카 미립자는 충분한 분산을 일으킬 수 없을 정도로 응집된다. 와이어 코팅 필름에서 와이어 코팅 필름의 부분 방전 저항성과 실리카 입자의 표면적 사이에 상관관계가 존재한다. 만일 불충분한 분산을 가진, 다시 말해서 많은 응집물을 가진 실리카-분산 에나멜 니스를 사용함으로써 코팅 필름을 형성한다면, 코팅 필름의 부분 방전 저항성이 감소되어야 한다. 따라서, 실리카 미립자는 코팅 필름에서의 응집없이 균일하게 분산될 필요가 있다.
다른 한편, 유기-실리카 졸이 실리카 원료로서 사용될 때, 이것은 DMAC, DMF, 알콜 및 케톤과 같은 유기 용매 내에 실리카 미립자를 분산함으로써 제조된다. 그러나, 이러한 유기-실리카 졸은 NMP에 용해되는 폴리아미드-이미드 수지와 낮은 친화성을 가지며, 따라서 응집물이 쉽게 발생될 것이다. 또한, 제한된 조건하에서 균일한 분산이 수득될 수 있다 하더라도, 품질, 안정성 및 재생산성을 장기간 유지하는데 문제가 발생할 수도 있다.
본 발명의 목적은, 부분 방전 저항성을 증진시키기 위하여 실리카 미립자를 균일하게 분산시켜 그의 응집을 막을 수 있는 부분-방전-저항성 절연 니스를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 부분-방전-저항성 절연 니스를 사용함으로써 전도체 상에서 코팅 필름이 형성된, 절연된 와이어를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 부분-방전-저항성 절연 니스 및 절연된 와이어를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
(1) 본 발명의 한가지 측면에 따르면, 부분-방전-저항성 절연 니스는, 용매에 분산된 폴리아미드-이미드 에나멜 니스 및 유기-실리카 졸을 포함하고, 여기에서 용매는 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함한다.
상기 발명에서, 다음과 같은 변형 또는 변화를 행할 수도 있다.
(i) 유기-실리카 졸의 실리카 성분은 폴리아미드-이미드 에나멜 니스의 수지 성분에 대해 중량 기준으로 1 내지 100phr (수지 100부당 부)이다.
(ii) 유기-실리카 졸은 100nm 이하의 평균 입자 크기를 갖는다.
(2) 본 발명의 다른 측면에 따르면, 절연된 와이어는
전도체; 및
전도체의 표면 상에 형성된 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름을 포함하고,
여기에서, 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 상기 기재된 바와 같은 부분-방전-저항성 절연 니스로 만들어진다.
상기 발명에서, 다음과 같은 변형 또는 변화를 행할 수도 있다.
(iii) 절연된 와이어는 전도체의 표면 상에 형성된 유기 절연 코팅 필름을 더 포함하고, 여기에서 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 유기 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성된다.
(iv) 절연된 와이어는 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성된 다른 유기 절연 코팅 필름을 더 포함한다.
(3) 본 발명의 다른 측면에 따르면, 부분-방전-저항성 절연 니스의 제조 방법은 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 유기-실리카 졸과 혼합하는 것을 포함하고,
여기에서, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스는 주 용매로서 γ-부티로락톤을 포함하고,
유기-실리카 졸은 주 분산 용매로서 γ-부티로락톤을 포함하며,
부분-방전-저항성 절연 니스는 용매의 총 량에 대해 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함한다.
본 발명에서, 다음과 같은 변형 또는 변화를 행할 수도 있다.
(v) 폴리아미드-이미드 에나멜 니스는 용매의 총 량에 대해 60 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함하고,
(vi) 유기-실리카 졸은 분산 용매의 총 량에 대해 80 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함한다.
(4) 본 발명의 다른 측면에 따르면, 절연된 와이어의 제조 방법은
폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 유기-실리카 졸과 혼합함으로써 부분-방전-저항성 절연 니스를 제조하는 단계; 및
부분-방전-저항성 절연 니스를 전도체의 표면 상에 코팅한 다음, 니스를 소성시켜 전도체 상에 코팅 필름을 형성하는 단계를 포함하고,
여기에서, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스는 주 용매로서 γ-부티로락톤을 포함하고,
유기-실리카 졸은 주 분산 용매로서 γ-부티로락톤을 포함하고,
부분-방전-저항성 절연 니스는 용매의 총 량에 대해 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함한다.
상기 발명에서, 다음과 같은 변형 또는 변화를 행할 수도 있다.
(vii) 방법은 전도체의 표면 상에 유기 절연 코팅 필름을 형성하는 것을 더 포함하고, 여기에서 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 유기 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성된다.
<바람직한 구현양태의 상세한 설명>
유기-실리카 졸
본 발명에서 사용되는 유기-실리카 졸은, 부분 방전 저항성을 가진 코팅 필름을 효과적으로 제공하기 위하여, 바람직하게는 100nm 이하, 더욱 바람직하게는 30nm 이하의 평균 입자 직경(BET 방법에서)을 갖는다. 30nm 이하의 경우에, 유기-실리카 졸 자체는 증가된 투명성을 갖는다.
γ-부티로락톤이 유기-실리카 졸을 위한 주 분산 용매로서 사용될 때, 혼합시에 응집 또는 점도 증가를 방지하기 위하여 수지 용매와 졸의 친화성을 증가시킬 수 있다. 분산 용매는 안정성을 증가시키기 위하여 γ-부티로락톤과 혼합된 극성 용매, 예컨대 NMP 및 DMF, 방향족 탄화수소 또는 저급알콜을 함유할 수도 있다. 그러나, 혼합된 용매의 비율이 증가함에 따라, 수지 용액과의 친화성이 낮아질 것이다. 따라서, γ-부티로락톤의 비율은 바람직하게는 80% 이상이다.
알콕시실란의 가수분해에 의해 수득된 실리카 졸에 대해 용매 치환을 수행함으로써 또는 물유리(규산나트륨)의 이온 교환 과정에 의해 수득된 실리카 졸에 의하여 유기-실리카 졸이 제조될 수 있다. 그러나, 상기 방법 이외의 다른 방법에 의하여 유기-실리카 졸이 제조될 수도 있다.
분산을 위한 혼합 용매의 조성에 따라, 유기-실리카 졸에서의 수분의 적절한 양이 달라질 수도 있다. 그러나, 일반적으로, 양이 너무 많을 때, 졸의 안정성 또는 에나멜과의 친화성이 낮아질 것이다. 따라서, 유기-실리카 졸 내의 수분의 양은 바람직하게는 1.0% 이하이다.
상기 언급된 조성을 가진 용매에 분산된 유기-실리카 졸은 분산 성질이 뛰어나기 때문에, 20% 이상의 높은 실리카 농도를 가진 유기-실리카 졸이 얻어질 수 있다.
폴리아미드-이미드 에나멜 니스
주성분으로서 NMP(물질의 성질, 비용 또는 이용가능성의 측면에서 가장 전형적으로 사용됨)를 포함한 용매 중에서 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI) 및 트리멜리트 안히드라이드(TMA)를 등몰량으로 반응시키는 합성 반응에 의하여, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스가 제조될 수 있다. 그러나, 200℃ 이상의 내열성이 폴리아미드-이미드 에나멜 입힌 와이어에서 유지될 수 있다면, 방향족 이소시아네이트, 방향족 카르복실산 및 산 안히드라이드의 원료 구조가 구체적으로 제한되지 않는다. 따라서, 이것은 4,4'-디아미노디페닐메탄(DAM)과 같은 방향족 디아민을 트리멜리트산 클로라이드(TMAC)와 같은 산 클로라이드와 반응시키는 공지된 합성 방법에 의해서도 제조될 수 있다.
혼합시에 응집 또는 점도 증가를 막기 위하여 수지 용액과 졸의 친화성을 증가시킬 수 있도록, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 위한 용매는 주 성분으로서의 γ-부티로락톤일 수도 있다. 안정성을 증가시키기 위하여, 용매는 γ-부티로락톤과 혼합된 극성 용매, 예컨대 NMP 및 DMF, 방향족 탄화수소 또는 저급 알콜을 함유할 수도 있다. 그러나, 혼합된 용매의 비율이 증가할 때, 수지 용액과의 친화성이 저하될 것이다. 따라서, γ-부티로락톤의 비율은 바람직하게는 60% 이상이다.
폴리아미드-이미드를 위한 주 용매로서 γ-부티로락톤을 함유하는 폴리아미드-이미드 수지 용액을 제조하기 위하여, 임의의 공지된 방법, 예컨대 주 성분으로서 NMP를 포함하는 용매 중에서 합성된 폴리아미드-이미드 수지를 에탄올로 침전시켜 수지 분획만을 수집하고, 이어서 이것을 γ-부티로락톤에 재-용해시키는 방법; 주 성분으로 γ-부티로락톤을 포함한 용매 중에서 수지를 직접적으로 합성하는 방법; 및 DMF와 같은 저-비점 용매 중에서 합성된 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 증류 시에 γ-부티로락톤으로 용매-치환하는 방법을 사용할 수도 있다. 그러나, 100% γ-부티로락톤의 용매 중에서, 폴리아미드-이미드가 양호한 반응성으로 합성되지 않는다. 따라서, 아민 및 이미다졸린과 같은 촉매가 사용될 수 있다. 그러나, γ-부티로락톤이 NMP 등보다 낮은 수지의 용해도를 갖기 때문에, 비페닐 구조를 가진 화합물이 여기에서 사용될 수 없다.
유기-실리카 졸 및 폴리아미드-이미드 수지 용액의 혼합
이어서, 주 분산 용매 성분으로서 γ-부티로락톤을 가진 유기-실리카 졸을 주 용매 성분으로서 γ-부티로락톤을 가진 폴리아미드-이미드 수지 용액과 혼합한다. 얻어진 부분-방전-저항성 에나멜 니스를 위한 용매는, 안정성을 증진시키기 위하여, γ-부티로락톤과 혼합된 극성 용매, 예컨대 NMP 및 DMF, 방향족 탄화수소 또는 저급 알콜을 함유할 수 있다. 그러나, 혼합된 용매의 비율이 증가함에 따라, 에나멜 니스에서 실리카 입자의 분산 성질이 낮아질 것이다. 따라서, γ-부티로락톤의 비율은 용매의 총량에 대해 바람직하게는 50% 이상이다.
부분-방전-저항성 절연 니스
일반적으로, 용매 중에 잘 용해된 수지 물질은 이것이 착색될 때라도 투명성을 갖는다. 또한, 에나멜 입힌 와이어를 위한 절연 니스는, 이것이 분산된 상을 갖지 않을 때 일반적으로 투명성을 갖는다. 투명성이 분산 입자에 의해 소실되는 이유는, 분산 입자가 큰 크기를 갖기 때문에 가시광이 투과될 수 없기 때문이다. 따라서, 미립자가 균일하게 분산되는지 아닌지의 여부는 에나멜 니스의 투명성에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 유사하게, 실리카 미립자가 전도체 위에 코팅된 부분-방전-저항성 코팅 필름에 균일하게 분산되는지의 여부는 코팅 필름의 투명성에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 즉, 미리결정된 양의 실리카가 분산될 때, 부분 방전 저항성 성질의 효과는 코팅 필름의 투명성에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
본 발명의 구현양태에서, 주 성분으로서 NMP를 가진 통상적인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스 대신에, 주 용매로서 γ-부티로락톤을 가진 폴리아미드-이미드 에나멜 니스가 사용되고, 용매는 실리카 졸을 위한 분산 용매와 동일하다. 따라서, 혼합시에 실리카 입자들 간의 응집, 수지의 침전, 및 실리카와 수지 간의 응집이 방지될 수 있도록 친화성이 증가될 수 있다. 따라서, 투명성을 가진 균일한 니스 용액이 수득될 수 있다. 또한, 코팅 필름으로 형성될 때, 양호한 평활성을 가진 미세한 절연 코팅 필름이 수득될 수 있다.
<실시예>
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 구현양태에서 절연된 와이어를 나타내는 단면도이다.
절연된 와이어는 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름(2)이 전도체(1) 위에 형성된 구조를 갖는다. 이것은, 전도체(1) 주위에 상기 언급된 부분-방전-저항성 절연 니스를 코팅한 다음 이것을 소성함으로써 제조된다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 바람직한 구현양태에서 절연된 와이어를 나타내는 단면도이다.
이러한 절연된 와이어는, 기계적 성질 (미끄럼 성질, 긁힘-방지 성질 등)을 개선하기 위하여, 유기 절연 코팅 필름(3)이 도 1에 나타낸 것과 같이 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름(2) 주위에 더욱 형성되는 구조를 갖는다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 바람직한 구현양태에서 절연된 와이어를 나타내는 단면도이다.
이러한 절연된 와이어는 유기 절연 코팅 필름(4)이 전도체(1) 위에 형성되고, 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름(2)이 유기 절연 코팅 필름(4) 위에 형성되고, 유기 절연 코팅 필름(3)이 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름(2) 주위에 더욱 형성된다.
에나멜 입힌 와이어의 제조 방법
하기 설명된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5는 다음과 같이 제조된다.
먼저, 300중량부의 용매 성분이 폴리아미드-이미드 수지의 100중량부의 폴리아미드-이미드가 되도록 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 제조한다. 300중량부의 분산 용매 성분이 12nm의 평균 입자 직경을 가진 실리카 입자 100중량부가 되도록 유기-실리카 졸을 제조한다.
이어서, 부분-방전-저항성 절연 니스를 가진 폴리아미드-이미드 에나멜 니스에 유기-실리카 졸을 첨가한다. 이 공정에서, 30중량부의 실리카를 폴리아미드-이미드 에나멜 니스 중의 100중량부의 수지 부분에 첨가한 제제를 교반하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻는다.
얻어진 부분-방전-저항성 절연 니스를 0.8mm의 직경을 가진 구리 전도체 위에 코팅한 다음 소성하여, 30㎛의 코팅 필름 두께를 가진 에나멜 입힌 와이어를 얻는다. 에나멜 입힌 와이어를 치수, 외관 및 V-t 특징으로 평가한다.
한편, V-t 특징은 브레이크다운(breakdown) 전압과 브레이크다운 시간 간의 관계를 나타내는 특징이다. 10kHz의 사인 파를 가진 1kV 전압을 한 쌍의 꼬여진 에나멜 입힌 와이어 사이에 적용하고, 브레이크다운까지의 시간을 측정한다.
실시예 1
용매 성분의 100%가 γ-부티로락톤인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 γ-부티로락톤인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 100중량%이다.
실시예 2
용매 성분의 80%가 γ-부티로락톤이고 20%가 시클로헥사논인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 γ-부티로락톤인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 84.6중량%이다.
실시예 3
용매 성분의 85%가 γ-부티로락톤이고 15%가 NMP인 혼합 용매를 가진 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 γ-부티로락톤인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 89.7중량%이다.
실시예 4
100%의 용매 성분이 γ-부티로락톤인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 40%가 벤질 알콜이고 그의 60%가 용매 나프타인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 76.9중량%이다.
실시예 5
용매 성분의 67%가 γ-부티로락톤이고 10%가 DMF이고, 23%가 시클로헥사논인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 40%가 벤질 알콜이고 60%가 용매 나프타인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 51.3중량%이다.
비교예 1
용매 성분의 80%가 NMP이고 그의 20%가 DMF인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 DMF인 유기-실리카 졸과 혼합하여 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 0중량%이다.
비교예 2
용매 성분의 100%가 NMP인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 DMAC인 유기-실리카 졸과 혼합하여 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 0중량%이다.
비교예 3
용매 성분의 50%가 γ-부티로락톤이고 50%가 NMP인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 DMF인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 38.5중량%이다.
비교예 4
용매 성분의 80%가 NMP이고 20%가 DMF인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를, 분산 용매 성분의 100%가 γ-부티로락톤인 유기-실리카 졸과 혼합하여, 부분-방전-저항성 절연 니스를 얻었다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 23.1중량%이다.
비교예 5
용매 성분의 80%가 NMP이고 20%가 DMF인 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 수득하였다. 용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양은 0중량%이다.
하기 표 1a 및 1b는, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서의 니스의 성질, 및 니스를 사용함으로써 제조된 에나멜 입힌 와이어의 성질(치수, 외관 및 V-t 특징)을 나타낸다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
에나멜 니스의 조성 폴리아미드-이미드 수지 100 100 100 100 100
용매의 조성 γ-부티로락톤 300 240 260 300 200
NMP 40
DMF 30
시클로헥산 60 70
유기-실리카 졸의 조성 실리카 30 30 30 30 30
분산 용매의 조성 γ-부티로락톤 36 36
페닐카르비놀 54 54
용매 나프타
DMF
DMAC
용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양(중량%) 100 84.6 89.7 76.9 51.3
부분-방전-저항성 절연 니스의 성질 외관 투명 투명 투명 투명 투명
안정성 양호 양호 양호 양호 양호
에나멜 입힌 와이어의 성질 치수(mm) 전도체 직경 0.800 0.800 0.800 0.800 0.800
코팅 필름 두께 0.030 0.031 0.030 0.030 0.030
직경 밖의 마감 0.860 0.861 0.860 0.860 0.860
외관 투명 투명 투명 투명 투명
V-t 특징[h] 10kHz-1.0kV 연장되지 않음 80.3 78.2 79.4 76.8 77.0
20% 연장됨 44.6 45.3 45.8 42.8 46.7
비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
에나멜 니스의 조성 폴리아미드-이미드 수지 100 100 100 100 100
용매의 조성 γ-부티로락톤 150
NMP 240 300 150 240 240
DMF 60 60 60
시클로헥산
유기-실리카 졸의 조성 실리카 30 30 30 30 -
분산 용매의 조성 γ-부티로락톤
페닐카르비놀
용매 나프타 90 90
DMF 90
DMAC
용매의 총량에 대한 γ-부티로락톤의 양(중량%) 0 0 38.5 23.1 0
부분-방전-저항성 절연 니스의 성질 외관 응집/혼탁 응집/혼탁 응집/혼탁 응집/혼탁 투명
안정성 침전 침전 침전 침전 양호
에나멜 입힌 와이어의 성질 치수(mm) 전도체 직경 0.800 0.800 0.800 0.800 0.800
코팅 필름 두께 0.031 0.030 0.030 0.030 0.030
직경 밖의 마감 0.861 0.860 0.860 0.860 0.860
외관 백색화 백색화 백색화 백색화 투명
V-t 특징[h] 10kHz-1.0kV 연장되지 않음 5.0 4.9 5.0 5.2 1.2
20% 연장됨 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9
표 1의 결과로부터, 용매의 총 량에 대해 50중량% 이상의 γ-부티로락톤을 가진 실시예 1 내지 5에서의 부분-방전-저항성 절연 니스가, 투명하고 양호한 안정성을 가짐을 알 수 있다. 반대로, 용매의 총 량에 대해 50중량% 미만의 γ-부티로락톤을 가진 비교예 1 내지 4에서의 부분-방전-저항성 절연 니스는, 응집되고 뿌옇고, 침전 안정성이 양호하지 못함을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 5에서 에나멜 입힌 와이어는, 비교예 1 내지 5에 비하여, 외관이 투명하고 V-t 특징이 뛰어남을 알 수 있다.
또한, γ-부티로락톤이 용매 성분의 60% 이상인 에나멜 니스 조성물을 가진 실시예 1 내지 5에서의 부분-방전-저항성 절연 니스는 외관이 투명하고 안정성이 뛰어나다는 것을 알아내었다. 또한, 니스를 사용한 에나멜 입힌 와이어는 외관이 투명하고 V-t 특징이 뛰어남을 알아내었다.
완벽하고 분명한 개시를 위하여 본 발명을 특정한 구현양태에 관해 설명하였으나, 첨부된 청구의 범위는 그에 한정되는 것이 아니라, 여기에 개시된 기본적인 기술에 속하는 기술분야의 당업자에게 생각될 수 있는 모든 변형 및 대안적인 구성을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
유기-실리카 졸을 균일하게 분산시켜 그의 응집을 방지할 수 있기 때문에, 증가된 부분 방전 저항성을 가진 부분-방전-저항성 절연 니스가 수득될 수 있다.
균일하게 분산된 실리카를 가진 절연 코팅 필름이 형성될 수 있도록 균일하게 분산된 유기-실리카 졸을 가진 부분-방전-저항성 절연 니스로 반도체를 코팅하기 때문에, 절연된 와이어는 부분 방전 부식을 덜 받을 수 있다. 그 결과, 절연된 와이어를 다양한 인버터-급전 시스템에 적용하여, 그것을 가진 전기 부품의 수명을 상당히 연장시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 용매에 분산된 폴리아미드-이미드 에나멜 니스 및 유기-실리카 졸을 포함하고,
    여기에서 용매는 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함하는 것인, 부분-방전-저항성 절연 니스.
  2. 제1항에 있어서, 유기-실리카 졸의 실리카 성분이 폴리아미드-이미드 에나멜 니스의 수지 성분에 대해 중량기준으로 1 내지 100 phr (수지의 100부당 부)인, 부분-방전-저항성 절연 니스.
  3. 제1항에 있어서, 유기-실리카 졸이 100nm 이하의 평균 입자 크기를 갖는 것인, 부분-방전-저항성 절연 니스.
  4. 전도체; 및
    전도체의 표면 상에 형성된 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름을 포함하고,
    여기에서 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 제1항에 정의된 부분-방전-저항성 절연 니스로 이루어진 것인, 절연된 와이어.
  5. 제4항에 있어서, 전도체의 표면 상에 형성된 유기 절연 코팅 필름을 더 포함 하고,
    여기에서 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 유기 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성된 것인, 절연된 와이어.
  6. 제4항에 있어서, 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성된 다른 유기 절연 코팅 필름을 더 포함하는 절연된 와이어.
  7. 제5항에 있어서, 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성된 다른 유기 절연 코팅 필름을 더 포함하는 절연된 와이어.
  8. 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 유기-실리카 졸과 혼합하는 것을 포함하고,
    여기에서 폴리아미드-이미드 에나멜 니스는 γ-부티로락톤을 주 용매로서 포함하고,
    유기-실리카 졸은 γ-부티로락톤을 주 분산 용매로서 포함하며,
    부분-방전-저항성 절연 니스는 그의 용매의 총량에 대해 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함하는 것인, 부분-방전-저항성 절연 니스의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 폴리아미드-이미드 에나멜 니스가 그의 용매의 총량에 대해 60 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함하는 것인 방법.
  10. 제8항에 있어서, 유기-실리카 졸이 그의 분산 용매의 총량에 대해 80 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함하는 것인 방법.
  11. 폴리아미드-이미드 에나멜 니스를 유기-실리카 졸과 혼합함으로써 부분-방전-저항성 절연 니스를 제조하는 단계; 및
    부분-방전-저항성 절연 니스를 전도체의 표면 상에 코팅한 다음, 니스를 소성시켜 전도체 위에 코팅 필름을 형성하는 단계를 포함하고,
    여기에서 폴리아미드-이미드 에나멜 니스는 γ-부티로락톤을 주 용매로서 포함하고,
    유기-실리카 졸은 γ-부티로락톤을 주 분산 용매로서 포함하며,
    부분-방전-저항성 절연 니스는 그의 용매의 총량에 대해 50 내지 100중량%의 γ-부티로락톤을 포함하는 것인, 절연된 와이어의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 전도체의 표면 상에 유기 절연 코팅 필름을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    여기에서 부분-방전-저항성 절연 코팅 필름은 유기 절연 코팅 필름의 표면 상에 형성되는 것인 방법.
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