TW201925270A - 絕緣皮膜形成用樹脂、塗料、電沉積液、絕緣導體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,其特徵為包含末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,及末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺中之至少一者。塗料係包含上述之絕緣皮膜形成用樹脂、與溶劑。電沉積液係包含上述之絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒、與水、與貧溶媒、與鹼。絕緣導體之製造方法係具有:將上述之塗料塗佈在導體的表面,於前述導體的表面形成塗佈層之步驟、與加熱前述塗佈層,將經生成之絕緣皮膜燒附在前述導體之步驟的方法,或具有:將上述之電沉積液電沉積在導體的表面,於前述導體的表面形成電沉積層之步驟、與加熱前述電沉積層,將經生成之絕緣皮膜燒附在前述導體之步驟的方法。
Description
本發明係關於絕緣皮膜形成用樹脂、塗料、電沉積液、絕緣導體之製造方法。 本案係根據2017年11月21日,日本所申請之日本特願2017-223537號主張優先權,並將其內容援用於此。
將銅線等之導體以絕緣皮膜被覆之絕緣導體,使用在電動機或變壓器等之各種電氣機器用之電線圈。作為絕緣導體之絕緣皮膜的材料,正被廣泛利用在聚醯胺醯亞胺或聚醯亞胺等之樹脂。
作為絕緣導體之製造方法,已知有塗佈法與電沉積法。塗佈法係將包含絕緣皮膜形成用之樹脂與溶劑之塗料,塗佈在導體的表面,形成塗佈層,其次,加熱塗佈層,將經生成之絕緣皮膜燒附在導體之方法。電沉積法係將包含絕緣皮膜形成用之樹脂與極性溶媒與水與貧溶媒與鹼之電沉積液,電沉積在導體的表面,形成電沉積層,其次,加熱電沉積層,將經生成之絕緣皮膜燒附在導體之方法。
絕緣導體曝露於高溫環境下時,有因導體之氧化或絕緣皮膜之劣化,導致降低導體與絕緣皮膜的密著性的情況。
專利文獻1中,記載有作為可形成與於高溫環境下之導體的密著性高之絕緣皮膜的塗料(絕緣塗料),係添加沸點為160℃以上之碳數為10以上之化合物,即添加選自由一級醇、二級醇、一級硫醇及二級硫醇所構成之群組中之至少1種的還原劑的絕緣塗料。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1中,記載有作為可形成與於高溫環境下之導體的密著性高之絕緣皮膜的塗料(絕緣塗料),係添加沸點為160℃以上之碳數為10以上之化合物,即添加選自由一級醇、二級醇、一級硫醇及二級硫醇所構成之群組中之至少1種的還原劑的絕緣塗料。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本國專利第5871439號公報(A)
[發明欲解決之課題]
專利文獻1所記載之絕緣塗料中,藉由於使用該絕緣塗料所製造之絕緣導體的絕緣皮膜中殘留還原劑,並以該殘留之還原劑抑制導體的氧化,而成為可維持於高溫環境下之導體與絕緣皮膜的密著性。然而,殘留還原劑之絕緣皮膜,於高溫環境下長期間保存時,有絕緣皮膜中所殘留之還原劑漸漸揮發,藉由還原劑之導體的氧化抑制效果消失之虞。
此發明係鑑於前述之事情而完成者,其目的為提供一種即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體之密著性優異之絕緣皮膜的絕緣皮膜形成用樹脂、與塗料、與電沉積液、與絕緣導體之製造方法。
[用以解決課題之手段]
[用以解決課題之手段]
為了解決上述之課題,本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,其特徵為包含末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,及末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺中之至少一者。
根據本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺由於末端為OH基或SH基,具有高還原力,藉由以使用此絕緣皮膜形成用樹脂所形成之絕緣皮膜,被覆導體,可抑制於高溫環境下之導體的氧化,藉此變成可抑制因導體之氧化導致導體與絕緣皮膜的密著性降低。又,改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺,與自以往作為還原劑利用之化合物進行比較,由於沸點溫度高,且於高溫環境下之安定性高,即使於高溫環境下長期間保存,藉由OH基或SH基之導體的氧化抑制效果亦難以消失。因此,根據本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,使得即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
於此,在本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,較佳為前述改質聚醯胺醯亞胺及前述改質聚醯亞胺係重量平均分子量為10×104
以上30×104
以下的範圍,或數平均分子量為2×104
以上5×104
以下的範圍。
此情況下,由於改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺的分子量大,即使於高溫環境下長期間保存亦難以引起揮發。據此,即使於高溫環境下長期間保存,亦可更確實形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
此情況下,由於改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺的分子量大,即使於高溫環境下長期間保存亦難以引起揮發。據此,即使於高溫環境下長期間保存,亦可更確實形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
又,在本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,較佳為前述改質聚醯胺醯亞胺係鍵結末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。
此情況下,改質聚醯胺醯亞胺由於具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基,故還原力提高。
此情況下,改質聚醯胺醯亞胺由於具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基,故還原力提高。
又,在本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,較佳為前述改質聚醯胺醯亞胺為下述之一般式(1)表示之化合物。
【化1】
(式中,X1
及X2
分別獨立為O或S,L1
及L2
分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基,Y1
係X1
為S時,則為SH,X1
為O時,則為OH,Y2
係X2
為S時,則為SH,X2
為O時,則為OH,n為30以上之整數)。
此情況下,改質聚醯胺醯亞胺由於末端之OH基或SH基與伸烷基鍵結,故進一步提高還原力。
又,在本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,較佳為前述改質聚醯亞胺係鍵結末端為NCO基之聚醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。
此情況下,改質聚醯亞胺由於具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基,故還原力提高。
此情況下,改質聚醯亞胺由於具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基,故還原力提高。
又,在本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,較佳為前述改質聚醯亞胺為下述之一般式(2)表示之化合物。
【化2】
(式中,Ar為4價芳香族基,R1
及R2
分別獨立為2價有機基,X3
及X4
分別獨立為O或S,L3
及L4
分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基,Y3
係X3
為S時,則為SH,X3
為O時,則為OH,Y4
係X4
為S時,則為SH,X4
為O時,則為OH,m為30以上之整數)。
此情況下,改質聚醯亞胺由於末端之OH基或SH基與伸烷基鍵結,故進一步提高還原力。
本發明之塗料,其係包含絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒之塗料,其特徵為前述絕緣皮膜形成用樹脂為前述之絕緣皮膜形成用樹脂。
根據本發明之塗料,作為絕緣皮膜形成用樹脂,由於包含前述之絕緣皮膜形成用樹脂,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
根據本發明之塗料,作為絕緣皮膜形成用樹脂,由於包含前述之絕緣皮膜形成用樹脂,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
使用本發明之前述之塗料之絕緣導體的製造方法,其特徵為具有:將前述之塗料塗佈在導體的表面,於前述導體的表面形成塗佈層之步驟、與加熱前述塗佈層,將經生成之絕緣皮膜燒附在前述導體之步驟。
根據本發明之絕緣導體之製造方法,由於將使用前述之塗料所生成之絕緣皮膜燒附在導體,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可製造導體與絕緣皮膜的密著性優異之絕緣導體。
根據本發明之絕緣導體之製造方法,由於將使用前述之塗料所生成之絕緣皮膜燒附在導體,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可製造導體與絕緣皮膜的密著性優異之絕緣導體。
本發明之電沉積液,其係包含絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒、與水、與貧溶媒、與鹼之電沉積液,其特徵為前述絕緣皮膜形成用樹脂為前述之絕緣皮膜形成用樹脂。
根據本發明之電沉積液,作為絕緣皮膜形成用樹脂,由於包含前述之絕緣皮膜形成用樹脂,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
根據本發明之電沉積液,作為絕緣皮膜形成用樹脂,由於包含前述之絕緣皮膜形成用樹脂,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
使用本發明之前述之電沉積液之絕緣導體的製造方法,其特徵為具有:將前述之電沉積液電沉積在導體的表面,於前述導體的表面形成電沉積層之步驟、與加熱前述電沉積層,將經生成之絕緣皮膜燒附在前述導體之步驟。
根據本發明之絕緣導體之製造方法,由於將使用前述之電沉積液所生成之絕緣皮膜燒附在導體,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可製造導體與絕緣皮膜的密著性優異之絕緣導體。
[發明效果]
根據本發明之絕緣導體之製造方法,由於將使用前述之電沉積液所生成之絕緣皮膜燒附在導體,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可製造導體與絕緣皮膜的密著性優異之絕緣導體。
[發明效果]
根據本發明,變成可提供一種即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜的絕緣皮膜形成用樹脂、與塗料、與電沉積液、與絕緣導體之製造方法。
於以下,針對本發明之一實施形態之絕緣皮膜形成用樹脂、塗料、電沉積液、絕緣導體之製造方法進行說明。
在本實施形態,所謂「絕緣導體」,係於表面形成絕緣皮膜之導體(被塗裝體)。作為導體之例,可列舉銅線、鋁線、鋼線、銅合金線、鋁合金線等。絕緣皮膜的膜厚通常為10μm以上70μm以下的範圍。
在本實施形態,所謂「絕緣導體」,係於表面形成絕緣皮膜之導體(被塗裝體)。作為導體之例,可列舉銅線、鋁線、鋼線、銅合金線、鋁合金線等。絕緣皮膜的膜厚通常為10μm以上70μm以下的範圍。
<絕緣皮膜形成用樹脂>
本實施形態之絕緣皮膜形成用樹脂,係包含末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,及末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺中之至少一者。亦即,絕緣皮膜形成用樹脂,係包含末端為OH基之OH基改質聚醯胺醯亞胺、末端為SH基之SH基改質聚醯胺醯亞胺、末端為OH基之OH基改質聚醯亞胺、末端為SH基之SH基改質聚醯亞胺。此等之樹脂可一種單獨使用,亦可組合二種以上使用。
本實施形態之絕緣皮膜形成用樹脂,係包含末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,及末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺中之至少一者。亦即,絕緣皮膜形成用樹脂,係包含末端為OH基之OH基改質聚醯胺醯亞胺、末端為SH基之SH基改質聚醯胺醯亞胺、末端為OH基之OH基改質聚醯亞胺、末端為SH基之SH基改質聚醯亞胺。此等之樹脂可一種單獨使用,亦可組合二種以上使用。
改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺的末端之OH基或SH基係用作還原劑,還原導體的表面所生成之氧化物,有抑制因導體的氧化導致絕緣皮膜之密著性的降低之效果。改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺所包含之OH基或SH基的量,相對於改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺100g,較佳為0.005莫耳以上0.02莫耳以下的範圍。使用OH基或SH基的量為上述的範圍之改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺所形成之絕緣皮膜,可更確實抑制於高溫環境下之導體的氧化。
改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺係重量平均分子量定為10×104
以上30×104
以下的範圍,且數平均分子量定為2×104
以上5×104
以下的範圍。使用重量平均分子量及數平均分子量為上述的範圍之改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺所形成之絕緣皮膜,即使於高溫環境下長期間保存,亦難以引起揮發。又,重量平均分子量未滿10×104
,且數平均分子量未滿2×104
時,有形成無發泡之膜厚均一性優異之絕緣皮膜變困難之虞。另一方面,重量平均分子量超過30×104
,且數平均分子量超過5×104
之改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺,有合成困難,且製造成本提高之虞。
(末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺)
末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,較佳為鍵結末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。亦即,改質聚醯胺醯亞胺,較佳為於末端具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基。源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基,氫容易脫離。因此,具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基之改質聚醯胺醯亞胺,還原力提高。
末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,較佳為鍵結末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。亦即,改質聚醯胺醯亞胺,較佳為於末端具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基。源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基,氫容易脫離。因此,具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基之改質聚醯胺醯亞胺,還原力提高。
末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺可藉由異氰酸酯法製造。異氰酸酯法係使偏苯三酸酐與二異氰酸酯化合物反應之方法。藉由異氰酸酯法所製造之聚醯胺醯亞胺係於末端具有源自二異氰酸酯化合物之NCO基。
直鏈狀二醇,係具有於直鏈狀烴當中之2個碳原子,取代1個羥基之構造的化合物。直鏈狀二醇較佳為碳原子數為2~12的範圍。作為直鏈狀二醇之例,可列舉1,2-乙烷二醇、1,3-丙烷二醇、1,4-丁烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己二醇、1,7-庚烷二醇、1,8-辛烷二醇。
直鏈狀二硫醇,係具有於直鏈狀烴當中之2個碳原子,取代1個羥基之構造的化合物。直鏈狀二硫醇較佳為碳原子數為2~12的範圍。作為直鏈狀二醇之例,可列舉1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇、1,5-戊烷二硫醇、1,6-己二硫醇、1,7-庚烷二硫醇、1,8-辛烷二硫醇。
作為鍵結聚醯胺醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基之方法,例如可使用將聚醯胺醯亞胺與直鏈狀二醇於溶劑中混合,將所得之混合液於50℃以上80℃以下的溫度進行加熱之方法。又,作為鍵結聚醯胺醯亞胺之NCO基與直鏈狀二硫醇之SH基之方法,例如可使用將聚醯胺醯亞胺與直鏈狀二硫醇於溶劑中混合,將所得之混合液於50℃以上80℃以下的溫度進行加熱之方法。
末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,較佳為下述之一般式(1)表示之化合物。與碳原子數為2~12的範圍之伸烷基鍵結之OH基或SH基,氫容易脫離。因此,具有與碳原子數為2~12的範圍之伸烷基鍵結之OH基或SH基的改質聚醯胺醯亞胺,還原力提高。
【化3】
式中,X1
及X2
分別獨立為O或S。X1
及X2
較佳為相同。
L1 及L2 分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基。L1 及L2 較佳為相同。
Y1 係X1 為S時,則為SH,X1 為O時,則為OH,Y2 係X2 為S時,則為SH,X2 為O時,則為OH。
n為30以上之整數。
L1 及L2 分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基。L1 及L2 較佳為相同。
Y1 係X1 為S時,則為SH,X1 為O時,則為OH,Y2 係X2 為S時,則為SH,X2 為O時,則為OH。
n為30以上之整數。
(末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺)
末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺,較佳為鍵結末端為NCO基之聚醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。亦即,改質聚醯亞胺較佳為於末端具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基。源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基,氫容易脫離。因此,具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基之改質聚醯亞胺,還原力提高。
末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺,較佳為鍵結末端為NCO基之聚醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。亦即,改質聚醯亞胺較佳為於末端具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基。源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基,氫容易脫離。因此,具有源自直鏈狀二醇之OH基或源自直鏈狀二硫醇之SH基的SH基之改質聚醯亞胺,還原力提高。
末端為NCO基之聚醯亞胺可藉由異氰酸酯法製造。異氰酸酯法係使羧酸二酐與二異氰酸酯化合物反應之方法。藉由異氰酸酯法所製造之聚醯亞胺,係於末端具有源自二異氰酸酯化合物之NCO基。
與聚醯亞胺之NCO基鍵結之直鏈狀二醇及直鏈狀二硫醇,可使用與改質聚醯胺醯亞胺的情況相同者。
作為鍵結聚醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基之方法,例如可使用將聚醯亞胺與直鏈狀二醇於溶劑中混合,將所得之混合液於50℃以上80℃以下的溫度進行加熱之方法。又,作為鍵結聚醯亞胺之NCO基與直鏈狀二硫醇之SH基之方法,例如可使用將聚醯亞胺與直鏈狀二硫醇於溶劑中混合,將所得之混合液於50℃以上80℃以下的溫度進行加熱之方法。
末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺,較佳為下述之一般式(2)表示之化合物。與碳原子數為2~12的範圍之伸烷基鍵結之OH基或SH基,氫容易脫離。因此,具有與碳原子數為2~12的範圍之伸烷基鍵結之OH基或SH基的改質聚醯亞胺,還原力提高。
【化4】
式中,Ar為4價芳香族基。
R1 及R2 分別獨立為2價有機基。2價有機基較佳為組合2價芳香族基,或2價芳香族基與2價連結基之基。2價芳香族基較佳為伸苯基。組合2價芳香族基與2價連結基之基,較佳為2價芳香族基與2價連結基與2價芳香族基依此順序連結之基。作為2價連結基之例,可列舉碳原子數為1~12的範圍之伸烷基、羰基(-CO-)、氧基(-O-)、可被碳原子數為1~8的範圍之烷基取代之亞胺基(-NR-:惟,R為氫原子或碳原子數為1~8個的範圍之烷基)、硫基(-S-)、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(-SO2 -)等。
R1 及R2 分別獨立為2價有機基。2價有機基較佳為組合2價芳香族基,或2價芳香族基與2價連結基之基。2價芳香族基較佳為伸苯基。組合2價芳香族基與2價連結基之基,較佳為2價芳香族基與2價連結基與2價芳香族基依此順序連結之基。作為2價連結基之例,可列舉碳原子數為1~12的範圍之伸烷基、羰基(-CO-)、氧基(-O-)、可被碳原子數為1~8的範圍之烷基取代之亞胺基(-NR-:惟,R為氫原子或碳原子數為1~8個的範圍之烷基)、硫基(-S-)、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(-SO2 -)等。
X3
及X4
分別獨立為O或S。X3
及X4
較佳為相同。
L3 及L4 分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基。L3 及L4 較佳為相同。
Y3 係X3 為S時,則為SH,X3 為O時,則為OH,Y4 係X4 為S時,則為SH,X4 為O時,則為OH。
m為30以上之整數。
L3 及L4 分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基。L3 及L4 較佳為相同。
Y3 係X3 為S時,則為SH,X3 為O時,則為OH,Y4 係X4 為S時,則為SH,X4 為O時,則為OH。
m為30以上之整數。
<塗料>
本實施形態之塗料係包含上述之本實施形態的絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒。絕緣皮膜形成用樹脂較佳為溶解在極性溶媒。
本實施形態之塗料係包含上述之本實施形態的絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒。絕緣皮膜形成用樹脂較佳為溶解在極性溶媒。
極性溶媒若為可溶解改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺者,則並未特別限制。作為極性溶媒之例,可列舉N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸伸丙酯、二甲基亞碸、4-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑酮等之非質子性溶劑等。
塗料所包含之絕緣皮膜形成用樹脂與極性溶媒的摻合比,較佳為以質量比為5~30/70~95(=絕緣皮膜形成用樹脂/極性溶媒樹脂溶劑)。又,塗料的黏度較佳為於25℃為1000~10000mPa・s。
塗料於不損害本發明效果的範圍可包含添加劑。作為添加劑,例如可列舉安定劑、可塑劑、消泡劑、阻燃劑等。
<使用塗料之絕緣導體之製造方法>
上述之塗料可作為藉由塗佈法製造絕緣導體時之原料使用。使用塗料之本實施形態之絕緣導體之製造方法,係具有:將塗料塗佈在導體的表面,於導體的表面形成塗佈層之步驟(塗佈步驟)、與加熱塗佈層,將經生成之絕緣皮膜燒附在導體之步驟(加熱步驟)。
上述之塗料可作為藉由塗佈法製造絕緣導體時之原料使用。使用塗料之本實施形態之絕緣導體之製造方法,係具有:將塗料塗佈在導體的表面,於導體的表面形成塗佈層之步驟(塗佈步驟)、與加熱塗佈層,將經生成之絕緣皮膜燒附在導體之步驟(加熱步驟)。
在塗佈步驟,作為將塗料塗佈在導體的表面之方法,並未特別限制,可使用浸漬法(Dip法)或噴霧法等之一般作為塗料之塗佈方法利用之方法。
在加熱步驟,塗佈層的加熱溫度較佳為200℃以上600℃以下的範圍。
在加熱步驟,塗佈層的加熱溫度較佳為200℃以上600℃以下的範圍。
<電沉積液>
本實施形態之電沉積液係包含上述之本實施形態的絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒、與水、與貧溶媒、與鹼。貧溶媒係相對於絕緣皮膜形成用樹脂,為溶解度低之溶媒。電沉積液由於包含水、與貧溶媒,故絕緣皮膜形成用樹脂以微粒子的狀態分散在電沉積液。絕緣皮膜形成用樹脂的粒子較佳為平均粒子徑為400nm以下。絕緣皮膜形成用樹脂粒子的平均粒徑係使用動態光散射粒徑分布測定裝置(堀場製作所股份有限公司製、LB-550)所測定之體積基準平均粒徑。
本實施形態之電沉積液係包含上述之本實施形態的絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒、與水、與貧溶媒、與鹼。貧溶媒係相對於絕緣皮膜形成用樹脂,為溶解度低之溶媒。電沉積液由於包含水、與貧溶媒,故絕緣皮膜形成用樹脂以微粒子的狀態分散在電沉積液。絕緣皮膜形成用樹脂的粒子較佳為平均粒子徑為400nm以下。絕緣皮膜形成用樹脂粒子的平均粒徑係使用動態光散射粒徑分布測定裝置(堀場製作所股份有限公司製、LB-550)所測定之體積基準平均粒徑。
於電沉積液使用之極性溶媒,較佳為絕緣皮膜形成用樹脂為可溶且親水性。作為極性溶媒之例,可列舉N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸伸丙酯、二甲基亞碸、4-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑酮等。
作為貧溶媒之例,可列舉異丙基醇、1-甲氧基-2-丙醇、環己酮等。
作為鹼之例,可列舉N,N-二甲基胺基乙醇、三乙基胺、三丙基胺、三乙醇胺、咪唑等。
電沉積液所包含之絕緣皮膜形成用樹脂與極性溶媒與水與貧溶媒與鹼的摻合比,較佳為以質量比為1~20/60~80/10~20/5~15/0.01~0.5(=絕緣皮膜形成用樹脂/極性溶媒/水/貧溶媒/鹼)。又,電沉積液的黏度較佳為於25℃為3~20mPa・s。
電沉積液較佳為藉由於包含絕緣皮膜形成用樹脂與溶劑與貧溶媒與鹼水之混合液,滴下水來調製。水之滴下,較佳為將混合液邊以8000rpm以上12000rpm以下的速度攪拌邊進行。
電沉積液於不損害本發明效果的範圍可包含添加劑。作為添加劑,例如可列舉安定劑、可塑劑、消泡劑、阻燃劑等。
<使用電沉積液之絕緣導體之製造方法>
上述之電沉積液,可作為藉由電沉積法製造絕緣導體時之原料使用。使用電沉積液之本實施形態之絕緣導體的製造方法,係具有將電沉積液電沉積在導體的表面,於導體的表面形成電沉積層之步驟(電沉積步驟)、與加熱電沉積層,將經生成之絕緣皮膜燒附在導體之步驟(加熱步驟)。
上述之電沉積液,可作為藉由電沉積法製造絕緣導體時之原料使用。使用電沉積液之本實施形態之絕緣導體的製造方法,係具有將電沉積液電沉積在導體的表面,於導體的表面形成電沉積層之步驟(電沉積步驟)、與加熱電沉積層,將經生成之絕緣皮膜燒附在導體之步驟(加熱步驟)。
在電沉積步驟,作為將電沉積液電沉積在導體的表面之方法,可使用於電沉積液浸漬對向電極與導體,其次,將對向電極作為陰極,將導體作為陽極,施加直流電壓之方法。施加之直流電壓較佳為1V以上600V以下的範圍。直流電壓施加時之電沉積液的溫度較佳為5℃以上60℃以下的範圍。直流電壓的施加時間較佳為0.01秒以上30秒以下的範圍。
在加熱步驟,電沉積層的加熱溫度較佳為200℃以上600℃以下的範圍。
在加熱步驟,電沉積層的加熱溫度較佳為200℃以上600℃以下的範圍。
根據成為如以上般構成的本實施形態之絕緣皮膜形成用樹脂,由於改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺具有高還原力,藉由以使用此絕緣皮膜形成用樹脂所形成之絕緣皮膜被覆導體,可抑制於高溫環境下之導體的氧化,藉此,可抑制因導體的氧化導致導體與絕緣皮膜的密著性的降低。又,改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺,與自以往作為還原劑利用之化合物進行比較,由於沸點溫度高,且於高溫環境下之安定性高,即使於高溫環境下長期間保存,導體的氧化抑制效果亦難以消失。因此,根據本發明之絕緣皮膜形成用樹脂,使得即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
又,在本實施形態之絕緣皮膜形成用樹脂,由於改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺,重量平均分子量定為10×104
以上30×104
以下的範圍,且數平均分子量定為2×104
以上5×104
以下的範圍時較大,即使於高溫環境下長期間保存亦難以引起揮發。據此,變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可更確實形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。
根據本實施形態之塗料,作為絕緣皮膜形成用樹脂,由於包含上述之本實施形態的絕緣皮膜形成用樹脂,變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。又,根據使用此塗料之本實施形態的絕緣導體之製造方法,由於將使用上述之本實施形態的塗料所生成之絕緣皮膜燒附在導體,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可製造導體與絕緣皮膜的密著性優異之絕緣導體。
根據本實施形態之電沉積液,作為絕緣皮膜形成用樹脂,由於包含上述之本實施形態的絕緣皮膜形成用樹脂,變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜。又,使用此電沉積液之本實施形態的絕緣導體之製造方法,由於將使用上述之本實施形態的電沉積液所生成之絕緣皮膜燒附在導體,故變成即使於高溫環境下長期間保存,亦可製造導體與絕緣皮膜的密著性優異之絕緣導體。
以上,雖針對本發明之實施形態進行說明,但本發明並非被限定於此,於未脫離該發明之技術思想的範圍可適宜變更。
例如,於本實施形態,改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺雖重量平均分子量定為10×104 ~30×104 的範圍,且數平均分子量定為2×104 ~5×104 的範圍,但重量平均分子量與數平均分子量兩者不需要一定要滿足此範圍。惟,較佳為重量平均分子量及數平均分子量之任一者滿足上述的範圍。
[實施例]
例如,於本實施形態,改質聚醯胺醯亞胺及改質聚醯亞胺雖重量平均分子量定為10×104 ~30×104 的範圍,且數平均分子量定為2×104 ~5×104 的範圍,但重量平均分子量與數平均分子量兩者不需要一定要滿足此範圍。惟,較佳為重量平均分子量及數平均分子量之任一者滿足上述的範圍。
[實施例]
於以下,將本發明之作用效果藉由實施例進行說明。
<本發明例1>
(1)末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺的合成
於具備攪拌機、冷卻管、氮導入管及溫度計之2升的四口燒瓶,放入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)122g(1.23莫耳)、與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯69g(0.28莫耳)、與偏苯三酸酐52g(0.27莫耳),進行攪拌而得到混合液。將所得之混合液邊攪拌邊昇溫至180℃,以此溫度攪拌1.5小時進行反應,生成末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺(PAI)後,加入N-甲基-2-吡咯烷酮336g(3.39莫耳)進行稀釋,然後冷卻至60℃,而得到聚醯胺醯亞胺溶液(PAI/NMP=20/80質量%)。
(1)末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺的合成
於具備攪拌機、冷卻管、氮導入管及溫度計之2升的四口燒瓶,放入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)122g(1.23莫耳)、與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯69g(0.28莫耳)、與偏苯三酸酐52g(0.27莫耳),進行攪拌而得到混合液。將所得之混合液邊攪拌邊昇溫至180℃,以此溫度攪拌1.5小時進行反應,生成末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺(PAI)後,加入N-甲基-2-吡咯烷酮336g(3.39莫耳)進行稀釋,然後冷卻至60℃,而得到聚醯胺醯亞胺溶液(PAI/NMP=20/80質量%)。
(2)OH基改質聚醯胺醯亞胺的合成
於上述(1)所得之聚醯胺醯亞胺溶液加入1,6-己烷二醇1.6g(0.01莫耳),於60℃攪拌12小時,使聚醯胺醯亞胺之NCO基與1,6-己烷二醇進行胺基甲酸酯鍵結,生成OH基改質聚醯胺醯亞胺,而得到OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液。
於上述(1)所得之聚醯胺醯亞胺溶液加入1,6-己烷二醇1.6g(0.01莫耳),於60℃攪拌12小時,使聚醯胺醯亞胺之NCO基與1,6-己烷二醇進行胺基甲酸酯鍵結,生成OH基改質聚醯胺醯亞胺,而得到OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液。
(3)電沉積液之調製
將上述(2)所得之OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液25g於1,3-二甲基-2-咪唑酮50g進一步稀釋。其次,加入1-甲氧基-2-丙醇8g作為貧溶媒,加入三丙基胺0.2g作為鹼,充分攪拌而得到混合液。將所得之混合液以10000rmp之高速邊攪拌邊滴下水17g加入,而得到OH基改質聚醯胺醯亞胺微粒子分散之電沉積液。
將上述(2)所得之OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液25g於1,3-二甲基-2-咪唑酮50g進一步稀釋。其次,加入1-甲氧基-2-丙醇8g作為貧溶媒,加入三丙基胺0.2g作為鹼,充分攪拌而得到混合液。將所得之混合液以10000rmp之高速邊攪拌邊滴下水17g加入,而得到OH基改質聚醯胺醯亞胺微粒子分散之電沉積液。
(4)絕緣銅線之製造
於上述(3)所得之電沉積液,浸漬對向電極之銅板與被塗裝體之銅線(圓線),將銅板連接在陰極,將銅線連接在陽極。其次,於銅板(陰極)與銅線(陽極)之間施加500V之直流電壓,於銅線的表面形成電沉積層。而且,將具有此電沉積層之銅線於250℃之馬弗爐靜置3分鐘,實施乾燥、燒附,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
於上述(3)所得之電沉積液,浸漬對向電極之銅板與被塗裝體之銅線(圓線),將銅板連接在陰極,將銅線連接在陽極。其次,於銅板(陰極)與銅線(陽極)之間施加500V之直流電壓,於銅線的表面形成電沉積層。而且,將具有此電沉積層之銅線於250℃之馬弗爐靜置3分鐘,實施乾燥、燒附,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
<本發明例2>
在本發明例1(2),除了於聚醯胺醯亞胺溶液取代1,6-己烷二醇,改加入1,3-丙烷二醇0.76g(0.01莫耳)之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液。而且,在本發明例1(3),除了使用所得之OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液25g之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製電沉積液,使用此電沉積液,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
在本發明例1(2),除了於聚醯胺醯亞胺溶液取代1,6-己烷二醇,改加入1,3-丙烷二醇0.76g(0.01莫耳)之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液。而且,在本發明例1(3),除了使用所得之OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液25g之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製電沉積液,使用此電沉積液,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
<比較例1>
在本發明例1(3),除了取代OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液,改使用本發明例1(1)所得之聚醯胺醯亞胺溶液之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製電沉積液,使用此電沉積液,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
在本發明例1(3),除了取代OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液,改使用本發明例1(1)所得之聚醯胺醯亞胺溶液之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製電沉積液,使用此電沉積液,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
<比較例2>
在本發明例1(3),除了取代OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液,改使用本發明例1(1)所得之聚醯胺醯亞胺溶液,進而將聚醯胺醯亞胺樹脂溶液25g以1,3-二甲基-2-咪唑酮50g進一步稀釋後,一起將1-甲氧基丙醇8g、三丙基胺0.2g作為添加劑,加入香葉醇3g之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製電沉積液,使用此電沉積液,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
在本發明例1(3),除了取代OH基改質聚醯胺醯亞胺溶液,改使用本發明例1(1)所得之聚醯胺醯亞胺溶液,進而將聚醯胺醯亞胺樹脂溶液25g以1,3-二甲基-2-咪唑酮50g進一步稀釋後,一起將1-甲氧基丙醇8g、三丙基胺0.2g作為添加劑,加入香葉醇3g之外,其他與本發明例1同樣進行,來調製電沉積液,使用此電沉積液,製造絕緣銅線。所得之絕緣銅線係以無發泡之膜厚均一性優異之皮膜厚度40μm的聚醯胺醯亞胺絕緣皮膜被覆。
[聚醯胺醯亞胺的分子量]
將於本發明例1、2使用之OH基改質聚醯胺醯亞胺及於比較例1、2使用之聚醯胺醯亞胺的重量平均分子量與數平均分子量,使用高速GPC裝置(東曹股份有限公司製:HLC-8320GPC),使用兩親媒性且排除限界分子量4×107 以上之管柱,在差示折射儀將經檢出之數值進行標準聚苯乙烯換算來測定。尚,移動相中,使用於二甲基乙醯胺添加溴化鋰與磷酸作為吸著抑制劑者。
將於本發明例1、2使用之OH基改質聚醯胺醯亞胺及於比較例1、2使用之聚醯胺醯亞胺的重量平均分子量與數平均分子量,使用高速GPC裝置(東曹股份有限公司製:HLC-8320GPC),使用兩親媒性且排除限界分子量4×107 以上之管柱,在差示折射儀將經檢出之數值進行標準聚苯乙烯換算來測定。尚,移動相中,使用於二甲基乙醯胺添加溴化鋰與磷酸作為吸著抑制劑者。
[絕緣銅線之耐熱性評估]
於矩形銅線(長度300mm×寬度10mm),使用於本發明例1、2及比較例1、2調製之電沉積液,形成絕緣皮膜,而得到絕緣銅線。絕緣銅線除了使用矩形銅線作為銅線之外,其他與本發明例1(4)同樣進行來製造。將所得之絕緣導線之絕緣皮膜的厚度示於表1。
於矩形銅線(長度300mm×寬度10mm),使用於本發明例1、2及比較例1、2調製之電沉積液,形成絕緣皮膜,而得到絕緣銅線。絕緣銅線除了使用矩形銅線作為銅線之外,其他與本發明例1(4)同樣進行來製造。將所得之絕緣導線之絕緣皮膜的厚度示於表1。
其次,將所得之絕緣銅線於300℃加熱3分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘之各時間。針對加熱後之絕緣銅線(試驗片),將矩形銅線與絕緣皮膜的密著性(浮動長度)及絕緣皮膜的彈性率藉由下述之方法測定。將其結果示於表1。
密著性係依照JIS C 3216-3(繞線試驗方法-第3部:機械的特性)之「5.5密著試驗」所規定之方法進行測定。於試驗片(長度300mm×寬度10mm)之長度方向的中央,從絕緣皮膜表面,放入到達銅線表面之切口,其次,將試驗片使用桌上型精密萬能試驗機(島津製作所股份有限公司製、AutographAGS-10kNX),以每1秒5±1mm的速度,使伸長率伸長至15%為止後,觀察放入試驗片之切口的周圍,測定從銅線浮出之絕緣皮膜的長度(浮動長度)。尚,浮動長度的測定係對於試驗片的全面進行,將於各面所測定之浮動長度當中最大的長度記載於表1。
彈性率係依照JIS K 7127(塑膠-拉伸特性之試驗方法-第3部:薄膜及薄片的試驗條件)所記載之方法進行測定。從試驗片(長度300mm×寬度10mm),剝取絕緣被膜片(長度150mm、寬度10mm)。而且,將經剝取之緣被膜片的彈性率以試驗速度5mm/分鐘的條件測定。
使用包含末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺的比較例1之電沉積液所製造之絕緣銅線,於300℃加熱3分鐘時之絕緣皮膜的浮動長度為20mm以上,大幅降低於高溫環境下之矩形銅線與絕緣皮膜的密著性。
使用包含末端為NCO基之聚醯胺與香葉醇的比較例2之電沉積液所製造之絕緣銅線,於300℃加熱3分鐘時之絕緣皮膜的浮動長度雖為0.5mm,但於300℃加熱30分鐘時之絕緣皮膜的浮動長度為20mm以上,可維持矩形銅線與絕緣皮膜的密著性的時間很短。
使用包含末端為NCO基之聚醯胺與香葉醇的比較例2之電沉積液所製造之絕緣銅線,於300℃加熱3分鐘時之絕緣皮膜的浮動長度雖為0.5mm,但於300℃加熱30分鐘時之絕緣皮膜的浮動長度為20mm以上,可維持矩形銅線與絕緣皮膜的密著性的時間很短。
對此,使用包含末端為OH基之OH基改質聚醯胺醯亞胺的本發明例1、2之電沉積液所製造之絕緣銅線,於300℃加熱60分鐘時之絕緣皮膜的浮動長度為1.5mm以下。又,使用本發明例1、2之電沉積液所製造之絕緣銅線,彈性率亦與比較例1、2為相同程度,可邊維持彈性率,邊維持矩形銅線與絕緣皮膜的密著性的時間顯著增長。
[產業上之可利用性]
[產業上之可利用性]
變成可提供一種即使於高溫環境下長期間保存,亦可形成與導體的密著性優異之絕緣皮膜的絕緣皮膜形成用樹脂、與塗料、與電沉積液、與絕緣導體之製造方法。
Claims (10)
- 一種絕緣皮膜形成用樹脂,其特徵為包含末端為OH基或SH基之改質聚醯胺醯亞胺,及末端為OH基或SH基之改質聚醯亞胺中之至少一者。
- 如請求項1之絕緣皮膜形成用樹脂,其中,前述改質聚醯胺醯亞胺及前述改質聚醯亞胺係重量平均分子量為10×104 ~30×104 的範圍,或數平均分子量為2×104 ~5×104 的範圍。
- 如請求項1或2之絕緣皮膜形成用樹脂,其中,前述改質聚醯胺醯亞胺係鍵結末端為NCO基之聚醯胺醯亞胺的NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。
- 如請求項3之絕緣皮膜形成用樹脂,其中,前述改質聚醯胺醯亞胺為下述之一般式(1)表示之化合物, (式中,X1 及X2 分別獨立為O或S,L1 及L2 分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基,Y1 係X1 為S時,則為SH,X1 為O時,則為OH,Y2 係X2 為S時,則為SH,X2 為O時,則為OH,n為30以上之整數)。
- 如請求項1或2之絕緣皮膜形成用樹脂,其中,前述改質聚醯亞胺係鍵結末端為NCO基之聚醯亞胺之NCO基與直鏈狀二醇之OH基或直鏈狀二硫醇之SH基者。
- 如請求項5之絕緣皮膜形成用樹脂,其中,前述改質聚醯亞胺為下述之一般式(2)表示之化合物, (式中,Ar為4價芳香族基,R1 及R2 分別獨立為2價有機基,X3 及X4 分別獨立為O或S,L3 及L4 分別獨立為碳原子數為2~12的範圍之伸烷基,Y3 係X3 為S時,則為SH,X3 為O時,則為OH,Y4 係X4 為S時,則為SH,X4 為O時,則為OH,m為30以上之整數)。
- 一種塗料,其係包含絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒之塗料,其特徵為前述絕緣皮膜形成用樹脂為如請求項1~6中任一項所記載之絕緣皮膜形成用樹脂。
- 一種絕緣導體之製造方法,其特徵為具有: 將如請求項7所記載之塗料塗佈在導體的表面,於前述導體的表面形成塗佈層之步驟、與 加熱前述塗佈層,將經生成之絕緣皮膜燒附在前述導體之步驟。
- 一種電沉積液,其係包含絕緣皮膜形成用樹脂、與極性溶媒、與水、與貧溶媒、與鹼之電沉積液,其特徵為前述絕緣皮膜形成用樹脂為如請求項1~6中任一項所記載之絕緣皮膜形成用樹脂。
- 一種絕緣導體之製造方法,其特徵為具有: 將如請求項9所記載之電沉積液電沉積在導體的表面,於前述導體的表面形成電沉積層之步驟、與 加熱前述電沉積層,將經生成之絕緣皮膜燒附在前述導體之步驟。
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