WO2016017648A1 - 自己融着性絶縁電線及びコイル用電線 - Google Patents

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WO2016017648A1
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layer
expansion
heat
self
insulated wire
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PCT/JP2015/071397
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English (en)
French (fr)
Inventor
齋藤　秀明
修平 前田
菅原　潤
吉田　健吾
田村　康
雅晃 山内
Original Assignee
住友電気工業株式会社
住友電工ウインテック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/06—Insulation of windings

Definitions

  • the present invention relates to a self-bonding insulated wire and a coil wire.
  • varnish is impregnated in the gaps between the wires and between the wires and the core to fix the wires and between the wires and the core. It is common. However, it is difficult to ensure complete impregnation of the varnish, and there is a possibility that the fixing of the electric wire is partially insufficient. Moreover, man-hours increase by impregnation of the varnish, and the coil may be expensive.
  • a self-bonding insulated wire provided with a heat-sealing layer that is fused to each other around the conductor may be used.
  • a self-bonding insulated wire if the winding density of the wire is small, there is a risk of insufficient fusion between the wires or between the wire and the core. If the fusion layer is thickened, the density of the windings is lowered, and the volumetric efficiency of the coil may be lowered.
  • operativity at the time of inserting an electric wire in a motor may deteriorate because the film thickness of an electric wire becomes thick.
  • the self-bonding insulated wire disclosed in the above publication can be expanded by foaming of the heat-sealing layer to increase the contact pressure between the heat-sealing layers. Since the contact area between the heat-sealing layers is reduced, the fusing property may not be sufficiently improved.
  • the foaming agent may be detached from the heat-sealing layer, or a part of the heat-sealing layer may become brittle due to foaming.
  • the self-bonding insulated wire disclosed in the above publication has a partially non-uniform distribution of the fusion resin due to excessive flow of the heat-sealing layer, resulting in variations in the distance between the wires, which In some cases, the improvement effect of the insulation voltage expected by the fusion layer, that is, the partial discharge initiation voltage, cannot be sufficiently exhibited.
  • the present invention has been made on the basis of the circumstances as described above.
  • the self-bonding insulated wire and the bonding reliability between the wires are easy to bond between the wires and the fusion layer has sufficient strength. It is an object of the present invention to provide a coil electric wire that is highly resistant to dust generation.
  • a self-bonding insulated electric wire according to an aspect of the present invention made to solve the above-described problems includes a linear metal conductor, an insulating layer laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor, and the insulating layer.
  • An expansion layer that is laminated on the outer peripheral surface side and expands by heating, and a heat fusion layer that is laminated on the outer peripheral surface side of the expansion layer are provided.
  • the self-bonding insulated wire and coil wire according to one embodiment of the present invention are easy to fix between the wires, and the fusion layer has sufficient strength.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a self-bonding insulated wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a self-bonding insulated wire according to an embodiment different from FIG. 1 of the present invention.
  • the self-bonding insulated wire includes a linear metal conductor, an insulating layer laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor, and an outer peripheral surface side of the insulating layer, and is heated.
  • the self-bonding insulated electric wire has a heat-sealing layer laminated on the outer peripheral surface side of the expansion layer, so that it does not contain a component that contributes to expansion of a foaming agent or the like but can inhibit fusion. By fusing each other, high fusion properties are exhibited and the electric wires are easily fixed, and the heat fusion layer seals the expansion layer to prevent dust generation.
  • the expansion layer may have a matrix mainly composed of a synthetic resin and a chemical foaming agent or a thermally expandable microcapsule dispersed in the matrix.
  • the expansion rate can be increased by the chemical expansion agent or the thermally expandable microcapsules dispersed in the matrix.
  • the heat-sealing layers are more strongly bonded to each other, and the adhesion between the wires and between the wires and the core can be more reliably performed.
  • the average expansion coefficient of the expanded layer after heating is preferably 1.1 to 5 times. As described above, when the expansion coefficient of the expansion layer is within the above range, the adjacent heat-sealing layers can be more securely pressed and fused together, and tearing of the heat-sealing layer can be prevented.
  • the porosity of the expanded layer after heating is preferably 10% or more and 80% or less. As described above, by setting the porosity after heating the expansion layer within the above range, the expansion layer can be expanded more uniformly while ensuring the constant expansion rate and ensuring the continuity of the matrix of the expansion layer. The heat fusion layer can be surely fused.
  • the average thickness of the heat fusion layer is preferably 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less. As described above, by setting the average thickness of the heat-sealing layer within the above range, it is possible to ensure the fusion property and prevent an unnecessary increase in thickness (increase in diameter).
  • the coil electric wire according to one embodiment of the present invention is formed by expanding the expansion layer after the self-bonding insulated electric wire is wound and coiled.
  • the heat-sealing layer of the self-bonding insulated wire is fused to each other by expanding the expansion layer after being coiled and coiled in this way. High reliability of fixing.
  • a self-bonding insulated wire includes a linear metal conductor, an insulating layer laminated on an outer peripheral surface side of the metal conductor, and an outer peripheral surface side of the insulating layer, and is heated.
  • a self-fusible insulated wire comprising a heat-fusible layer that expands due to the heat-fusible layer, wherein the heat-fusible layer has a matrix mainly composed of a synthetic resin, and a chemical foaming agent or thermal expansibility dispersed in the matrix.
  • the thermal expansion layer has an average thickness expansion coefficient after heating of 1.1 times or more and 5 times or less.
  • the heat-fusible layer is formed by dispersing a chemical foaming agent or a heat-expandable microcapsule in a matrix mainly composed of a synthetic resin, and has an average thickness expansion coefficient of 1 after heating.
  • the insulation after fusion can be improved while ensuring the reliability of fusion between the heat-sealing layers particularly when a coil is formed.
  • the elastic modulus of the matrix of the heat fusion layer at the foaming start temperature of the chemical foaming agent or the thermally expandable microcapsule is preferably 1 kPa or more. As described above, by setting the elastic modulus of the matrix of the heat fusion layer within the above range, it is possible to promote substantially uniform expansion of the heat fusion layer and reliable fusion of the heat fusion layers.
  • the content of the chemical foaming agent or the thermally expandable microcapsule in the heat-sealing layer is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less. As described above, by setting the content of the chemical foaming agent or the heat-expandable microcapsule within the above range, the heat-fusion layer can be more uniformly expanded.
  • the average diameter of the pores formed in the thermal fusion layer by foaming the chemical foaming agent or the thermally expandable microcapsule is preferably 300 ⁇ m or less.
  • the heat-expandable microcapsule is thermally fused.
  • the heat fusion layer can be expanded more uniformly without hindering the fusion of the layers.
  • the porosity after heating of the heat sealing layer is preferably 10% or more and 80% or less.
  • the porosity after heating of the heat-sealing layer is preferably 10% or more and 80% or less.
  • the coil wire according to another aspect of the present invention is formed by subjecting the self-bonding insulated wire to a winding process and expanding the heat-sealing layer.
  • the coil wire can be easily fixed between the wires because the heat fusion layer of the self-bonding insulated wire is fused to each other by conducting the wire processing and expanding the heat fusion layer. High reliability of fixing.
  • the winding bundle according to an aspect of the present invention is a winding bundle formed by winding a plurality of the self-bonding insulated wires and bundling them.
  • the winding bundle has high reliability of heat fusion of the self-bonding insulated wire and high insulation after heat fusion, so that a highly reliable motor or the like can be formed.
  • the “average thickness expansion coefficient” means the ratio of the average thickness of the expanded layer after expansion by heating to the average thickness of the expanded layer before heating.
  • the “porosity” of the expansion layer is the percentage of the volume of the void (gas) in the expansion layer with respect to the apparent volume of the expansion layer, and the mass contained in the matrix of the expansion layer and the outer shell of the thermally expandable microcapsule This is an amount calculated by (V1 ⁇ V0) / V1 ⁇ 100, where V0 is the actual volume calculated from the density and V1, and V1 is the volume including the voids of the expanded layer.
  • the “average pore diameter” is a value obtained by measuring a cross section with a pore diameter distribution measuring device (for example, “Porous Material Automatic Pore Diameter Distribution Measuring System” manufactured by Porus Materials).
  • “Matrix elastic modulus” means a shear elastic modulus measured in accordance with JIS-K-6868-2 (1999).
  • the “foaming start temperature” is the temperature at which gas generation is confirmed from the chemical foaming agent, or the volume of the thermally expandable microcapsule is 1.05 times that before expansion (normal temperature, specifically 25 ° C.). Temperature.
  • the self-bonding insulated electric wire shown in FIG. 1 includes a linear metal conductor 1, an insulating layer 2 laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor 1, and an outer peripheral surface side of the insulating layer 2.
  • stacked on the outer peripheral surface side of this expansion layer 3 are provided.
  • the metal conductor 1 is, for example, a round wire having a circular cross section, but may be a rectangular wire having a square or rectangular cross section or a stranded wire obtained by twisting a plurality of strands.
  • the material of the metal conductor 1 is preferably a metal having high electrical conductivity and high mechanical strength.
  • metals include copper, copper alloys, aluminum, nickel, silver, iron, steel, and stainless steel.
  • the metal conductor 1 is a material in which these metals are formed in a linear shape, or a multilayer structure in which such a linear material is further coated with another metal, such as a nickel-coated copper wire, a silver-coated copper wire, a copper-coated wire. Aluminum wires, copper-coated steel wires, etc. can be used.
  • the lower limit of the average cross-sectional area of the metal conductor 1 is preferably 0.01 mm 2, 0.1 mm 2 is more preferable.
  • the upper limit of the average cross-sectional area of the metal conductor 1 is preferably 100 mm 2, 50 mm 2 is more preferable.
  • the coil can be formed relatively easily and inexpensively by the method of impregnating the conventional insulated wire with varnish, which is advantageous over the conventional insulated wire. May not be obtained.
  • the insulating layer 2 is formed of an insulating resin composition.
  • a resin composition which forms the insulating layer 2 For example, polyvinyl formal, thermosetting polyurethane, thermosetting acrylic, epoxy, thermosetting polyester, thermosetting polyester imide, thermosetting polyester amide imide, aromatic polyamide Mainly thermosetting resins such as thermosetting polyamideimide and thermosetting polyimide, and thermoplastic resins such as thermoplastic polyimide, polyphenylsulfone, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyetheretherketone and polyethersulfone. What is used as a component can be used.
  • the insulating resin layer may be a composite or laminate of two or more kinds of resins, or may be a composite or laminate of a thermosetting resin and a thermoplastic resin.
  • the glass transition temperature of the resin composition constituting the insulating layer 2 (in the case of a thermoplastic resin having a melting point, the melting point) is higher than the glass transition temperature of the matrix 5 of the expansion layer 3 and the thermal fusion layer 4 described later.
  • the lower limit of the average thickness of the insulating layer 2 is preferably 5 ⁇ m and more preferably 10 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the insulating layer 2 is preferably 200 ⁇ m, and more preferably 150 ⁇ m. If the average thickness of the insulating layer 2 is less than the lower limit, the insulating layer 2 may be broken and the metal conductor 1 may be insufficiently insulated. On the other hand, when the average thickness of the insulating layer 2 exceeds the upper limit, the volume efficiency of a coil or the like formed using the self-bonding insulated wire may be lowered.
  • the expansion layer 3 includes a matrix 5 mainly composed of a synthetic resin and a foaming agent 6 dispersed in the matrix 5.
  • the expansion layer 3 expands as a whole when the foaming agent 6 expands by heating.
  • the lower limit of the average thickness of the expanded layer 3 before heating is preferably 10 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the expanded layer 3 before heating is preferably 300 ⁇ m, and more preferably 200 ⁇ m. If the average thickness of the expansion layer 3 before heating is less than the lower limit, the self-bonding insulated wires may not be firmly fixed. Conversely, when the average thickness of the expansion layer 3 before heating exceeds the above upper limit, the volume efficiency of a coil or the like formed using the self-bonding insulated wire may be lowered.
  • the lower limit of the average thickness expansion coefficient after the expansion layer 3 is heated is 1.1 times, and preferably 2 times.
  • the upper limit of the average thickness expansion coefficient after heating of the expansion layer 3 is 5 times, and preferably 4 times.
  • the average thickness expansion coefficient after heating of the expansion layer 3 is less than the lower limit, when the self-bonding insulated wire is subjected to a winding process, the adjacent heat-bonding layers 4 are not sufficiently bonded to each other. There is a risk.
  • the average thickness expansion coefficient after heating of the expansion layer 3 exceeds the above upper limit, the density of the expansion layer 3 may be insufficient, and the strength of the self-bonding insulated wire may be insufficient. There is.
  • the expansion rate of the expansion layer 3 can be controlled by selecting the type and amount of the foaming agent 6 and the glass transition temperature (Tg) of the matrix 5.
  • the lower limit of the porosity after heating the expansion layer 3 is preferably 10% and more preferably 50%.
  • the upper limit of the porosity after heating of the expansion layer 3 is preferably 80% and more preferably 70%.
  • the porosity of the expanded layer 3 after heating is less than the lower limit, the contact pressure between the adjacent heat-sealing layers 4 may be insufficient, resulting in insufficient fusion.
  • the porosity after heating of the expansion layer 3 exceeds the upper limit, the strength of the expansion layer 3 after expansion may be insufficient.
  • the matrix 5 of the expansion layer 3 is composed of a resin composition that exhibits fluidity at the decomposition temperature of the foaming agent 6. That is, the glass transition temperature of the resin composition constituting the matrix 5 is close to the decomposition temperature of the foaming agent 6 and is, for example, 50 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
  • the expansion of the expansion layer 3 can be made uniform and the expansion coefficient can be easily controlled to a desired value.
  • the “expansion start temperature of the expansion layer” refers to a temperature at which the apparent volume of the expansion layer is 1.05 times that before expansion (normal temperature: 25 ° C.).
  • the “decomposition temperature” of the foaming agent 6 is a temperature at which generation of gas from the foaming agent 6 is confirmed or a temperature at which the volume of the foaming agent 6 is 1.05 times that before expansion (normal temperature: 25 ° C.).
  • thermoplastic resin such as phenoxy resin, polyamide, butyral resin
  • phenoxy resin is preferably used.
  • thermosetting resin it can be used as a main component of the resin composition which comprises the matrix 5 by adjusting hardening conditions and making it a semi-hardened state.
  • the resin composition which comprises the matrix 5 may contain additives, such as an adhesion improving agent.
  • phenoxy resin examples include resins mainly composed of bisphenol A, bisphenol S, and bisphenol F, and modified phenoxy resins. Since the phenoxy resin can be cured after the fusion treatment by adding a curing agent, sufficient strength of the expansion layer is ensured even when a thermally expandable microcapsule that forms relatively large pores is used. be able to.
  • polyamide resin examples include various copolymer polyamides, 6-nylon, 6,6-nylon, and 6,10-nylon.
  • butyral resin examples include polyvinyl butyral.
  • thermoplastic resins that can be used as the main component of the resin composition constituting the matrix 5 include, for example, copolyester, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, thermoplastic polyurethane, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polysulfone, poly Examples include ether imide, polyether ether ketone, polyether ketone, polyether sulfone, polyphenyl sulfone, semi-aromatic polyamide, thermoplastic polyamide imide, and thermoplastic polyimide.
  • Foaming agent 6 As the foaming agent 6, a chemical foaming agent or a physical foaming agent can be used.
  • the chemical foaming agent used as the foaming agent 6 is decomposed by heating to generate, for example, nitrogen gas, carbon dioxide gas, carbon monoxide, ammonia gas, etc., and an organic foaming agent or an inorganic foaming agent can be used. .
  • organic blowing agent examples include azo blowing agents such as azodicarbonamide (A.D.C.A) and azobisisobutyronitrile (A.I.B.N), such as dinitrosopentamethylenetetramine (D P.T), N, N′dinitroso-N, N′-dimethylterephthalamide (DNDMTA), and the like, for example, P-toluenesulfonyl hydrazide (TS H), P, P-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide (O.B.S.H), benzenesulfonyl hydrazide (B.S.H), and other hydrazides, and trihydrazinotriazine (T.H. T), acetone-P-sulfonylhydrazone and the like are exemplified, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • azo blowing agents such as azodicarbonamide (A
  • Examples of the inorganic foaming agent include sodium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, sodium borohydride, sodium boron hydride, silicon oxyhydride and the like.
  • an inorganic foaming agent has a slower gas generation rate than an organic foaming agent, and adjustment of gas generation is difficult. Therefore, an organic foaming agent is preferable as the chemical foaming agent.
  • the lower limit of the decomposition temperature of the chemical foaming agent is preferably 60 ° C, more preferably 70 ° C.
  • the upper limit of the decomposition temperature of the chemical foaming agent is preferably 250 ° C and more preferably 200 ° C.
  • the decomposition temperature of the chemical foaming agent is less than the above lower limit, the chemical foaming agent may unintentionally foam during production of the self-bonding insulated wire, during transportation, or during storage.
  • the decomposition temperature of the chemical foaming agent exceeds the above upper limit, an excessive heat load is applied to the motor parts other than the coil in the expansion process, and the energy cost required for foaming the foaming agent is increased. May be excessive.
  • the expansion layer 3 may contain a foaming aid together with a chemical foaming agent.
  • the foaming aid is not particularly limited as long as it promotes thermal decomposition of the chemical foaming agent.
  • the vulcanization accelerator, filler, vulcanization acceleration aid, PVC stabilizer, anti-aging agent, vulcanization Agents, urea compounds and the like Such a foaming aid accelerates the decomposition of the chemical foaming agent and lowers the foaming temperature.
  • Examples of the vulcanization accelerator include guanidine, aldehyde-ammonia, sulfenamide, thiuram, xanthate, aldehyde-amine, thiazole, thiourea, dithiocarbamate, and the like.
  • Examples of the filler include silica, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium silicate, aluminum carbonate, talc, barium sulfate, aluminum sulfate, and calcium sulfate.
  • vulcanization accelerators include zinc white, activated zinc white, zinc carbonate, magnesium oxide, lead monoxide, basic lead carbonate, calcium hydroxide, stearic acid, oleic acid, lauric acid, diethylene glycol, di- Examples thereof include n-butylamine, dicyclohexylamine, diethanolamine, and organic amine.
  • stabilizer for PVC include tribasic lead sulfate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimaleate, zinc stearate, cadmium stearate, barium stearate, calcium stearate and the like.
  • Examples of the anti-aging agent include naphthylamine, diphenylamine, P-phenylene, quinoline, monophenol, polyphenol, thiobisphenol, and phosphite esters.
  • Examples of the vulcanizing agent include Thaik and ammonium sulfur benzoate.
  • Other chemicals include phthalic anhydride, salicylic acid, benzoic acid, antimony trioxide, white petrolatum, titanium oxide, cadmium oxide, borax, glycerin, dibutyltin dimaleate and the like.
  • zinc oxide, tribasic lead sulfate, and various vulcanization accelerators are preferable as the foaming aid.
  • the lower limit of the blending amount of these foaming aids with respect to 100 parts by weight of the chemical foaming agent is preferably 5 parts by weight, and more preferably 50 parts by weight.
  • the upper limit of the blending amount of the foaming aid is preferably 200 parts by weight, and more preferably 150 parts by weight.
  • Examples of the physical foaming agent used as the foaming agent 6 include thermally expandable microcapsules and microballoons.
  • the thermally expandable microcapsule has a core material (inner package) made of an internal foaming agent and an outer shell that encloses the core material, and the outer shell expands due to the expansion of the core material.
  • the microballoon seals pressurized gas in the outer shell, and the outer shell is thermally decomposed by heating to release the gas.
  • a thermal expansion microcapsule that can promote relatively uniform expansion of the expansion layer 3 by forming closed cells is preferable.
  • the internal foaming agent of the heat-expandable microcapsules may be any one that expands or generates gas when heated, and the principle thereof does not matter.
  • As the internal foaming agent of the thermally expandable microcapsule for example, a low boiling point liquid, a chemical foaming agent and a mixture thereof can be used.
  • alkanes such as butane, i-butane, n-pentane, i-pentane and neopentane, and freons such as trichlorofluoromethane are preferably used.
  • a thermally decomposable substance such as azobisisobutyronitrile that generates N 2 gas by heating is preferably used.
  • the decomposition temperature of the internal foaming agent of the thermally expandable microcapsule that is, the boiling point of the low-boiling liquid or the thermal decomposition temperature of the chemical foaming agent is equal to or higher than the softening temperature of the outer shell of the thermally expandable microcapsule described later.
  • the lower limit of the decomposition temperature of the internal foaming agent of the thermally expandable microcapsule is preferably 60 ° C., more preferably 70 ° C.
  • the upper limit of the decomposition temperature of the internal foaming agent of the thermally expandable microcapsule is preferably 250 ° C., more preferably 200 ° C. If the decomposition temperature of the internal foaming agent of the thermally expandable microcapsule is less than the above lower limit, the thermally expandable microcapsule may expand unintentionally during the production of the self-bonding insulated wire, during transportation or storage. is there.
  • the outer shell of the thermally expandable microcapsule is formed of a stretchable material that can expand without breaking when the internal foaming agent expands to form a microballoon containing the generated gas.
  • a resin composition mainly composed of a polymer such as a thermoplastic resin is usually used.
  • thermoplastic resin used as the main component of the outer shell of the thermally expandable microcapsule is formed from monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylonitrile, acrylic acid, methacrylic acid, acrylate, methacrylate, styrene, etc. Polymers formed from two or more types of monomers are preferably used.
  • An example of a preferred thermoplastic resin is an acrylonitrile copolymer.
  • the decomposition temperature of the internal foaming agent is 70 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
  • the lower limit of the average diameter of the thermally expandable microcapsules before heating is preferably 1 ⁇ m and more preferably 5 ⁇ m.
  • the upper limit of the average diameter of the thermally expandable microcapsules before heating is preferably 50 ⁇ m, and more preferably 40 ⁇ m.
  • the expansion layer 3 may be unnecessarily thick or the expansion of the expansion layer 3 may be nonuniform.
  • the “average diameter” of the thermally expandable microcapsule is an average value of the maximum diameter in a plan view when 10 or more samples of the thermally expandable microcapsule are observed with a microscope and the diameter in a direction perpendicular to the maximum diameter. It shall be said.
  • the lower limit of the content in the expansion layer 3 of the thermally expandable microcapsule is preferably 0.5% by mass and more preferably 1% by mass with respect to the resin component of the matrix 5 of the expansion layer.
  • an upper limit of the content rate in the expansion layer 3 of a thermally expansible microcapsule 10 mass% is preferable and 6 mass% is more preferable.
  • the content rate in the expansion layer 3 of a thermally expansible microcapsule is less than the said minimum, the expansion rate of the expansion layer 3 is small, and there exists a possibility that the adhering between the said self-fusing insulated wires may become inadequate.
  • the content of the thermally expandable microcapsule in the expanded layer 3 exceeds the upper limit, the matrix 5 is relatively decreased, which may result in insufficient strength and fusibility of the expanded layer 3. .
  • the lower limit of the ratio of the average diameter of the thermally expandable microcapsule to the average thickness of the expansion layer 3 is preferably 1/16, and more preferably 1/8.
  • the upper limit of the ratio of the average diameter of the thermally expandable microcapsule to the average thickness of the expansion layer 3 is preferably 9/10, and more preferably 8/10.
  • the thermally expandable microcapsule when the average diameter of the thermally expandable microcapsule exceeds the above upper limit, the thermally expandable microcapsule may protrude from the matrix 5 and the expandable layer 3 may not be sufficiently expanded. There is a possibility that it cannot expand uniformly.
  • the lower limit of the expansion coefficient of the thermally expandable microcapsule is preferably 3 times, more preferably 5 times.
  • the upper limit of the expansion coefficient of the thermally expandable microcapsule is preferably 20 times, and more preferably 10 times.
  • the expansion coefficient of the thermally expandable microcapsule is less than the lower limit, the expansion coefficient of the expansion layer 3 may be insufficient.
  • the expansion coefficient of the thermally expandable microcapsule exceeds the above upper limit, the matrix 5 of the expanded layer 3 cannot follow the thermally expandable microcapsule, and the expanded layer 3 may not be expanded as a whole.
  • the “expansion coefficient” of the thermally expandable microcapsule means a ratio of the maximum value of the average diameter during heating to the average diameter before heating of the thermally expandable microcapsule.
  • the heat-sealing layer 4 is composed of a resin composition that exhibits fluidity and fusibility at the expandable temperature of the expansion layer 3.
  • the same resin as the matrix 5 of the expansion layer 3 can be used.
  • the lower limit of the average thickness of the heat fusion layer 4 is preferably 5 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the heat fusion layer 4 is preferably 200 ⁇ m, and more preferably 150 ⁇ m.
  • the average thickness of the heat-fusible layer 4 is less than the above lower limit, there is a possibility that the adhesion between the self-bonding insulated wires is insufficient.
  • the average thickness of the heat-fusible layer 4 exceeds the above upper limit, the diameter of the self-bonding insulated wire becomes unnecessarily large, and a coil formed using the self-bonding insulated wire, etc. There is a risk that the volumetric efficiency of the resin becomes low.
  • the self-bonding insulated electric wire includes a step of applying a thermosetting resin composition for forming an insulating layer to the outer peripheral surface side of the metal conductor 1, and heating. A step of curing the applied thermosetting resin composition for forming an insulating layer, and an expansion in which a foaming agent 6 is dispersed in a matrix 5 diluted with a solvent on the outer peripheral surface side of the thermosetting resin composition for forming an insulating layer.
  • the step of applying the layer forming composition, the step of volatilizing the solvent and drying the composition for forming the expansion layer, and the formation of the heat-fusible layer diluted with the solvent on the outer peripheral surface side of the dried composition for forming the expansion layer Can be produced by a method comprising: a step of applying the composition for heating, and a step of evaporating the solvent and drying the composition for forming the heat-fusible layer.
  • thermosetting resin composition application process for insulating layer formation the insulating layer forming thermosetting resin composition is applied to the outer peripheral surface side of the metal conductor 1.
  • a method of applying the thermosetting resin composition for forming an insulating layer to the outer peripheral surface side of the metal conductor for example, a liquid composition tank storing a liquid thermosetting resin composition for forming an insulating layer and a coating die are used. Examples thereof include a method using a coating apparatus provided. According to this coating apparatus, the liquid composition adheres to the outer peripheral surface of the conductor as the conductor passes through the liquid composition tank, and then passes through the coating die so that the liquid composition has a substantially uniform thickness. To be applied.
  • a primer treatment layer may be formed on the outer peripheral surface of the metal conductor 1 by a known method.
  • thermosetting resin composition curing process for insulating layer formation the insulating layer forming thermosetting resin composition is cured by heating to form the insulating layer 2.
  • the apparatus used for this heating is not particularly limited, but for example, a cylindrical baking furnace that is long in the running direction of the conductor can be used.
  • the heating method is not particularly limited, but can be performed by a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, high frequency heating, or the like.
  • heating temperature it is set as 300 to 600 degreeC, for example.
  • the insulating layer forming thermosetting resin composition coating step and the insulating layer forming thermosetting resin composition curing step may be repeated a plurality of times. In this way, the thickness of the insulating layer can be increased sequentially. At this time, the hole diameter and the number of repetitions of the coating die are appropriately adjusted according to the conductor diameter and the target coating film thickness of the insulating layer.
  • the expansion layer forming composition application step the expansion layer forming composition in which the foaming agent 6 is dispersed in a solution obtained by diluting the resin composition constituting the matrix 5 with a solvent is applied to the outer peripheral surface side of the insulating layer 2.
  • a coating method it can be made to be the same as that of the said thermosetting resin composition application
  • the expansion layer 3 is formed by drying the expansion layer forming composition by volatilizing the solvent at a temperature lower than the decomposition temperature of the foaming agent 6.
  • a drying method it can be performed by a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, high-frequency heating, or the like.
  • the heat sealing layer forming composition application step the heat sealing layer forming composition obtained by diluting the resin composition constituting the heat sealing layer 4 with a solvent is applied to the outer peripheral surface side of the expansion layer 3.
  • a coating method the same method as the thermosetting resin composition application process for insulating layer formation and the composition application process for expansion layer formation can be used.
  • the heat-sealable layer-forming composition drying step the heat-sealable layer-forming composition is dried to evaporate the solvent at a temperature lower than the decomposition temperature of the foaming agent 6 to form the heat-sealable layer 4.
  • a drying method it can be performed by a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, high-frequency heating, or the like.
  • a coil wire according to another embodiment of the present invention is formed by subjecting the above self-bonding insulated wire to a winding process and expanding the expansion layer 3.
  • a method using heat generated by energization of the metal conductor 1 can be applied in addition to a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, and high frequency heating. it can.
  • the self-bonding insulated electric wire includes the heat-sealing layer 4 laminated on the outer peripheral surface side of the expansion layer 3, the heat-bonding layers 4 or the heat-fusion layer 4 It can be fused by crimping between the cores. Since the heat-sealing layer 4 does not contain a foaming agent, it has sufficient strength and can easily and reliably adhere between the wires and between the wires and the core.
  • the self-bonding insulated wire covers the expansion layer 3 with the heat-sealing layer 4, it can prevent dust from falling off the foaming agent or the like of the expansion layer 3.
  • the coil electric wire formed by subjecting the self-bonding insulated wire to a wire processing and expanding the expansion layer 3 can be easily fused between the thermal fusion layer 4 and between the thermal fusion layer 4 and the core.
  • it is reliable and has high reliability in the adhesion between wires and between the wire and the core.
  • the self-bonding insulated electric wire shown in FIG. 2 is formed by laminating a linear metal conductor 1, an insulating layer 2 laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor 1, and an outer peripheral surface side of the insulating layer 2. And a thermal fusion layer 4a that expands.
  • the metal conductor 1 and the insulating layer 2 in the self-bonding insulated wire of FIG. 2 can be the same as the metal conductor 1 and the insulating layer 2 in the self-bonding insulated wire of FIG.
  • the heat sealing layer 4a includes a matrix 5a mainly composed of a synthetic resin and a foaming agent 6 dispersed in the matrix 5a.
  • the heat-sealing layer 4a expands when the foaming agent 6 expands when heated, and expands as a whole.
  • the lower limit of the average thickness of the heat-fusible layer 4a before heating is preferably 10 ⁇ m, and more preferably 20 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the heat-fusible layer 4a before heating is preferably 300 ⁇ m, and more preferably 200 ⁇ m.
  • the lower limit of the average thickness expansion coefficient after heating of the heat-fusible layer 4a is 1.1 times, and preferably 2 times.
  • the upper limit of the average thickness expansion coefficient after heating of the heat-fusible layer 4a is 5 times, and preferably 4 times.
  • the expansion coefficient of the heat-sealing layer 4a can be controlled by selecting the type and amount of the foaming agent 6 and the elastic modulus of the matrix 5a at the foaming start temperature of the foaming agent.
  • the lower limit of the average diameter of the holes formed in the heat-fusible layer 4a by foaming of the foaming agent 6 by heating is preferably 1 ⁇ m, and more preferably 5 ⁇ m.
  • the upper limit of the average diameter of the holes formed in the heat-sealing layer 4a is preferably 300 ⁇ m, and more preferably 200 ⁇ m.
  • the lower limit of the porosity after heating of the heat-fusible layer 4a is preferably 10%, more preferably 50%.
  • the upper limit of the porosity after heating of the heat-fusible layer 4a is preferably 80%, and more preferably 70%.
  • the porosity after heating of the heat-fusible layer 4a is less than the above lower limit, the contact pressure between the adjacent heat-fusible layers 4a may be insufficient and the fusion may be insufficient.
  • the porosity after heating of the heat sealing layer 4a exceeds the upper limit, the strength of the heat sealing layer 4a after expansion may be insufficient.
  • the lower limit of the elastic modulus of the matrix 5a at the foaming start temperature of the foaming agent 6 is preferably 1 kPa.
  • the elastic modulus of the matrix 5a at the foaming start temperature of the foaming agent 6 is less than the lower limit, the heat-fusible layer 4a may flow more than necessary during expansion and the formation of the fusible layer may be uneven.
  • a thermoplastic resin such as a phenoxy resin, polyamide, or butyral resin
  • a phenoxy resin is preferably used.
  • a thermosetting resin it can be used as a semi-cured state or a cured state by combining with a curing agent.
  • the resin composition which comprises the matrix 5a may also contain additives, such as an adhesion improving agent.
  • the matrix 5a of the heat-fusible layer 4a becomes a semi-cured state or a cured state by the heat at the time of forming the heat-fusible layer 4a. ing. Furthermore, it is completely cured by heating during the foaming process.
  • the elastic modulus of the matrix decreases with an increase in temperature in an uncured state, but starts to increase as the temperature further increases and the curing reaction proceeds. It is preferable to perform the foaming reaction in a state where the elastic modulus of the matrix is increased to 1 kPa or more because the foaming ratio and the foaming diameter can be easily controlled.
  • phenoxy resin examples include resins mainly composed of bisphenol A, bisphenol S, and bisphenol F, and modified phenoxy resins. Since the phenoxy resin can be cured after the fusion treatment by adding a curing agent, sufficient strength of the expansion layer is ensured even when a thermally expandable microcapsule that forms relatively large pores is used. be able to.
  • polyamides examples include various copolymer polyamides, 6-nylon, 6,6-nylon, 6,10-nylon, and the like.
  • butyral resin examples include polyvinyl butyral.
  • the self-bonding insulated electric wire includes a step of applying a thermosetting resin composition for forming an insulating layer to the outer peripheral surface side of the metal conductor 1, and heating.
  • the step of curing the applied thermosetting resin composition for forming an insulating layer and the foaming agent 6 in a matrix 5a diluted with a solvent were dispersed on the outer peripheral side of the cured thermosetting resin composition for forming an insulating layer. It can be produced by a method comprising a step of applying a composition for forming a heat-fusible layer and a step of volatilizing a solvent and drying the composition for forming a heat-fusible layer.
  • thermosetting resin composition application process for insulating layer formation the insulating layer forming thermosetting resin composition is applied to the outer peripheral surface side of the metal conductor 1.
  • a method of applying the thermosetting resin composition for forming an insulating layer to the outer peripheral surface side of the metal conductor for example, a liquid composition tank storing a liquid thermosetting resin composition for forming an insulating layer and a coating die are used. Examples thereof include a method using a coating apparatus provided. According to this coating apparatus, when the metal conductor 1 is inserted through the liquid composition tank, the liquid composition adheres to the outer peripheral surface of the metal conductor, and then passes through the coating die so that the liquid composition is substantially uniform. It is applied to a proper thickness.
  • a primer treatment layer may be formed on the outer peripheral surface of the metal conductor 1 by a known method.
  • thermosetting resin composition curing process for insulating layer formation the insulating layer forming thermosetting resin composition is cured by heating to form the insulating layer 2.
  • the apparatus used for this heating is not particularly limited, but a cylindrical baking furnace that is long in the traveling direction of the metal conductor 1 can be used.
  • the heating method is not particularly limited, but can be performed by a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, high frequency heating, or the like.
  • heating temperature it is set as 300 to 600 degreeC, for example.
  • the insulating layer forming thermosetting resin composition coating step and the insulating layer forming thermosetting resin composition curing step may be repeated a plurality of times. In this way, the thickness of the insulating layer can be increased sequentially. At this time, the hole diameter of the coating die and the number of repetitions are appropriately adjusted according to the diameter of the metal conductor and the target coating thickness of the insulating layer.
  • the heat sealing layer forming composition coating step the heat sealing layer forming composition in which the foaming agent 6 is dispersed in a solution obtained by diluting the resin composition constituting the matrix 5 a with a solvent is used as the outer peripheral surface of the insulating layer 2. Apply to the side.
  • the method for applying the composition for forming a heat-fusible layer can be the same as the step for applying the thermosetting resin composition for forming an insulating layer.
  • the process for drying the composition for forming the heat-fusible layer In the heat sealing layer forming composition drying step, the solvent is evaporated at a temperature lower than the expansion start temperature of the foaming agent 6 to dry the heat sealing layer forming composition, so that the heat sealing layer 4a is formed.
  • a drying method it can be performed by a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, high-frequency heating, or the like.
  • a coil wire according to another embodiment of the present invention is formed by subjecting the above-mentioned self-bonding insulated wire to a winding process and expanding the heat sealing layer 4a.
  • a heating method for expanding the heat-sealing layer 4a for example, it can be performed by a conventionally known method such as hot air heating, infrared heating, high-frequency heating, etc., or a method using heat generated by energization of the metal conductor 1 Is applicable.
  • a winding bundle according to another embodiment of the present invention is formed by winding and bundling a plurality of self-bonding insulated wires.
  • the heat-sealing layer 4a is formed by dispersing the foaming agent 6 in the matrix 5a mainly composed of a synthetic resin. It can expand relatively uniformly.
  • the self-bonding insulated electric wire has an average thickness expansion coefficient of the heat fusion layer 4a of 1.1 times or more and 5 times or less. Adhesion between the self-bonding insulated wires by fusion is easy and reliable, the distance between the metal conductors 1 is not reduced at the time of fusion, and constant holes can be formed between the metal conductors 1. .
  • the coil electric wire formed by subjecting the self-bonding insulated wire to the wire processing and expanding the heat-bonding layer 4a has high reliability of heat-bonding between the heat-bonding layers 4a and is a metal conductor.
  • the insulation between 1 is high.
  • the winding bundle formed by winding and bundling a plurality of the self-bonding insulated wires for example, firmly fixes the winding bundles together, and connects the winding bundle and its support and surrounding components. It can be firmly fixed. As a result, the self-bonding insulated wires can be reliably fused to improve mechanical strength and electrical insulation.
  • the metal conductor and the insulation layer between the metal conductor and the insulation layer, between the insulation layer and the expansion layer, between the insulation layer and the heat fusion layer, or between the expansion layer and the heat fusion layer.
  • Further layers such as a primer treatment layer may be provided.
  • Primer treatment layer is a layer provided in order to improve the adhesiveness between layers, for example, can be formed with a well-known resin composition.
  • the resin composition forming the primer treatment layer is, for example, one or more kinds of resins among polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyester and phenoxy resin. It is good to include.
  • the resin composition forming the primer treatment layer may contain an additive such as an adhesion improver.
  • the resin composition forming the primer treatment layer may contain other resins such as an epoxy resin, a phenoxy resin, a melamine resin and the like together with the above resin.
  • each resin contained in the resin composition forming the primer treatment layer a commercially available liquid composition (insulating varnish) may be used.
  • the lower limit of the average thickness of the primer treatment layer is preferably 1 ⁇ m, and more preferably 2 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the primer treatment layer is preferably 20 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m.
  • a primer treatment layer is provided between the insulating layer and the expansion layer, between the insulation layer and the heat-fusion layer, or between the expansion layer and the heat-fusion layer, based on the known technique, A resin composition having high adhesiveness is selected.
  • the main resin of the heat-fusion layer and the main component of the matrix of the expansion layer are made of the same resin rather than providing a primer treatment layer. It is preferable.
  • the manufacturing method of the self-bonding insulated wire is not limited to the above-described method.
  • the main component of the insulating layer is a thermoplastic resin
  • a method of diluting with a solvent and drying in the same manner as the laminating method of the expansion layer and the heat-fusible layer, or a molten resin composition with a coating die A method of applying and cooling and curing can be applied.
  • the self-bonding insulated wire can be used for other purposes such as arranging a plurality of insulated wires in parallel.
  • Self-fusing insulation is obtained by laminating an insulating layer with an average thickness of 40 ⁇ m, an expansion layer with an average thickness of 15 ⁇ m, and a thermal fusion layer with an average thickness of 12.5 ⁇ m in this order on a copper wire with a diameter of 1.0 mm.
  • Electric wire No. 1 to 18 were prototyped.
  • the insulating layer, the expansion layer, and the heat fusion layer were each coated with a resin composition having the composition shown in Tables 1 and 2 using a coating die, and dried (baked) using a horizontal furnace having a furnace length of 3 m.
  • the drying temperature of the expansion layer and the heat-sealing layer was set to a temperature at which the foaming agent of the expansion layer can be maintained below the decomposition temperature.
  • Resin A1 is a varnish (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) whose main component is polyesterimide
  • resin A2 is a varnish whose main component is polyamideimide
  • resin A3 is a varnish whose main component is polyimide
  • resin A4 is a varnish whose main component is polyetherketone
  • resin A5 is a varnish whose main component is polyphenylene sulfide
  • resin A6 is a varnish whose main component is polyphenylenesulfone
  • resin A7 is a polyetherimide. Is a varnish mainly composed of
  • Resin B1 is a phenoxy resin “YPS-007A30” manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal
  • resin B2 is a butyral resin “Denka Butyral # 3000” manufactured by Denki Kagaku Kogyo
  • resin B3 is a copolymer nylon “Daiamide T” manufactured by Daicel-Evonik.
  • the foaming agent B1 is a chemical foaming agent “Neoselbon N # 1000M” (decomposition temperature: 160 ° C.) manufactured by Eiwa Chemical Industry Co., Ltd.
  • the foaming agent B2 is a chemical foaming agent “Vinole AC # 3C-K2” manufactured by Eiwa Chemical Industry Co., Ltd.
  • foaming agent B3 is Matsumoto Yushi Seiyaku's thermally expandable microcapsule “Matsumoto Microsphere FN-100SD” (decomposition temperature: 130 ° C.)
  • blowing agent B4 is Matsumoto Yushi Is a heat-expandable microcapsule “Matsumoto Microsphere FN-180SD” (decomposition temperature: 150 ° C.)
  • the foaming agent B5 is Matsumoto Yushi Seiyaku's heat-expandable microcapsule “Matsumoto Microsphere FN-260D” ( Decomposition temperature: 195 ° C.)
  • the foaming agent B6 is a thermally expandable microcapsule “Expancel 920DU” manufactured by Nippon Philite Co., Ltd.
  • the curing agent is polyisocyanate “MILLIONATE MS-50” manufactured by Nippon Polyurethane Industry.
  • Resin composition for forming a heat-fusible layer As the resin composition for forming a heat-fusible layer, a resin C and a curing agent were blended and dissolved in a solvent “Hisolv DM” manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd. so as to have a solid content of 25% by mass.
  • Resin C is a phenoxy resin “YPS-007A30” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd.
  • a curing agent is a polyisocyanate “MILLIONATE MS-50” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.
  • a self-bonding insulated wire is attached to a stainless steel rod having a diameter of 6.4 mm to produce an air-core helical coil, and the decomposition temperature of the foaming agent used while applying a compressive force of 400 gf in the axial direction to the air-core helical coil. Then, a three-point bending test according to JIS-K7171 (2008) was performed to measure the bending stress of the air-core coil.
  • Self-bonding insulated wire No. Nos. 1 to 18 had sufficient insulation before expansion of the expansion layer, and sufficient adhesion after expansion of the expansion layer. Among them, self-bonding insulated wire No. Nos. 1 to 18 had good flexibility before expansion of the expansion layer.
  • ⁇ Self-fusing insulated wire No. 19-26> By laminating an insulating layer having an average thickness of 40 ⁇ m and a heat sealing layer having an average thickness of 40 ⁇ m in this order on a copper wire having a diameter of 1.0 mm, the self-bonding insulated wire No. 19-26 were prototyped.
  • the insulating layer and the heat-sealing layer were each coated with a resin composition having the composition shown in Table 1 using a coating die, and a furnace temperature of 200 ° C. and a linear velocity of 4.8 m / min using a horizontal furnace with a furnace length of 3 m.
  • the product was dried (baked) under the following conditions.
  • a varnish mainly composed of polyesterimide As the resin composition for forming an insulating layer, a varnish mainly composed of polyesterimide, a varnish mainly composed of polyamideimide, a varnish mainly composed of polyimide or a varnish mainly composed of polyetheretherketone was used.
  • composition for forming a heat-fusible layer As a resin component of the matrix of the composition for forming a heat-fusible layer, a polyhydroxy polyether (phenoxy resin) having a glass transition temperature of 130 ° C. (“YPS-007A30” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd.), polyamideimide, polyesterimide, or heat resistance Polyurethane was used. A novolac type epoxy resin (“YDCN-704” manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation) or polyisocyanate (“MILLIONATE MS-50” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was used as a curing agent for the matrix of the composition for forming a heat-fusible layer.
  • YPS-007A30 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd.
  • a novolac type epoxy resin (“YDCN-704” manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation) or polyisocyanate (“
  • a foaming agent for the composition for forming a heat-fusible layer a chemical foaming agent having a foaming start temperature of 190 ° C. (“Vinhole AC # 3C-K2” from Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.) or a heat having a foaming start temperature of 180 ° C.
  • An expandable microcapsule (“EM501” from Sekisui Chemical Co., Ltd.) was used.
  • Self-bonding insulated wire No Before and after the thermal fusion layer was expanded by heating 19 to 26, the average thickness of the thermal fusion layer was measured, and the average thickness expansion coefficient was calculated. Specifically, the thermal foam layer of the self-bonding insulated wire is expanded by heating in a 180 ° C hot air circulating thermostat for 2 hours, and the wire diameter before and after expansion is measured with a micrometer. As a result, the average thickness expansion coefficient of the heat-fusible layer was calculated. As shown in Table 1, self-bonding insulated wire No. Although the heat sealing layers 19 to 25 expanded moderately, the self-bonding insulated wire No. 26 did not swell at all. This is because the self-bonding insulated electric wire No. It is considered that the temperature at which the elastic modulus of the matrix of the 26 heat-sealable layer rises to 1 kPa or higher is higher than the expansion start temperature of the foaming agent.
  • the porosity of the heat-sealing layer was calculated based on the measured value of the average thickness before and after the expansion. As shown in Table 1, self-bonding insulated wire No. The porosity of the heat-sealed layer after expansion of 19 to 25 was in the range of 65% to 76%. On the other hand, as described above, the self-bonding insulated wire No. 1 which could not be expanded by heating was used. In No. 26, voids were not formed, so the porosity was 0%.
  • Self-bonding insulated wire No. 19 to 26 were attached to a stainless steel rod having a diameter of 6.4 mm to produce an air-core helical coil, and the air-core helical coil was subjected to a compressive force of 400 gf in the axial direction for 20 minutes at the decomposition temperature of the blowing agent used. After heat treatment, a three-point bending test is performed at a temperature of 180 ° C. in accordance with JIS-K7171 (2008) to measure the bending stress of the air-core coil. did. As shown in Table 1, self-bonding insulated wire No. Nos. 19 to 26 all had a sufficient fixing force.
  • the temperature of the elastic modulus of the sample 26 resin is 1 kPa or higher is as high as 241 ° C., and the elastic modulus near the foaming temperature (180 ° C.) is estimated to be lower than 1 kPa. Therefore, although the decomposition reaction of the foaming agent occurs, the matrix resin tends to flow, so that bubbles are removed from the surface of the resin, and it seems that voids cannot be formed in the fusion layer.
  • the self-bonding insulated wire according to the present invention can be suitably used for forming a coil, a motor or the like.

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Abstract

　本発明は、電線間を固着しやすく、発塵し難い自己融着性絶縁電線を提供することを課題とする。　本発明の一態様に係る自己融着性絶縁電線は、線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層と、この絶縁層の外周面側に積層され、加熱により膨張する膨張層と、この膨張層の外周面側に積層される熱融着層とを備える。上記膨張層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルとを有するとよい。上記膨張層の加熱後の平均厚さ膨張率としては、１．１倍以上５倍以下が好ましい。上記膨張層の加熱後の空隙率としては、１０％以上８０％以下が好ましい。上記熱融着層の平均厚さとしては、５μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。

Description

自己融着性絶縁電線及びコイル用電線
　本発明は、自己融着性絶縁電線及びコイル用電線に関する。
　絶縁電線を用いて例えばモーター用コイルを製造する場合、コアに電線を捲回した後、電線同士の隙間及び電線とコアとの隙間にワニスを含浸させて電線間及び電線－コア間を固着させるのが一般的である。しかしながら、ワニスの完全な含浸を担保することは難しく、電線の固定が部分的に不十分となるおそれがある。また、ワニスの含浸により工数が増え、コイルが高価となるおそれがある。
　これに対し、モーター製造工程の簡略化のために導体の外周に互いに融着し合う熱融着層を設けた自己融着性絶縁電線が使用されることがある。このような自己融着性絶縁電線を使用する場合、電線の捲回密度が小さいと、電線間又は電線－コア間の融着が不十分となるおそれがあり、融着性を高めるために熱融着層を厚くすると捲線の密度が低下してコイルの体積効率が低くなるおそれがある。また電線の皮膜厚が厚くなることにより、電線をモーターに挿入する際の作業性が悪化するおそれがある。
　そこで、熱融着層に発泡剤を添加し、捲線加工後に熱融着層を発泡させて電線間の融着性を向上させる技術が提案されている（特開平４－８７２１４号公報参照）。
特開平４－８７２１４号公報
　上記公報に開示される自己融着性絶縁電線は、熱融着層の発泡により膨張して熱融着層同士の当接圧力を高めることができるが、熱融着層に含まれる発泡剤が熱融着層同士の当接面積を減少させるため、融着性を十分に向上できない場合がある。また、上記公報に開示される自己融着性絶縁電線は、発泡剤が熱融着層から脱離したり、発泡により熱融着層の一部が脆くなるおそれもある。
　また、上記公報に開示される自己融着性絶縁電線は、熱融着層が流動しすぎるために融着樹脂の分布が部分的に不均一となり、その結果電線間の距離がばらつき、本来自己融着層により期待できる絶縁電圧、つまり部分放電開始電圧（Ｐａｒｔｉａｌ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ　Ｖｏｌｔａｇｅ）の向上効果を十分発揮できない場合がある。
　本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、電線間を固着しやすく、かつ融着層が十分な強度を有する自己融着性絶縁電線及び電線間の固着の信頼性が高く発塵し難いコイル用電線を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る自己融着性絶縁電線は、線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層と、この絶縁層の外周面側に積層され、加熱により膨張する膨張層と、この膨張層の外周面側に積層される熱融着層とを備える。
　本発明の一態様に係る自己融着性絶縁電線及びコイル用電線は、電線間を固着しやすくかつ融着層が十分な強度を有する。
図１は、本発明の一実施形態の自己融着性絶縁電線を示す模式的断面図である。 図２は、本発明の図１とは異なる実施形態の自己融着性絶縁電線を示す模式的断面図である。
［本発明の実施形態の説明］
　本発明の一態様に係る自己融着性絶縁電線は、線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層と、この絶縁層の外周面側に積層され、加熱により膨張する膨張層と、この膨張層の外周面側に積層される熱融着層とを備える。
　当該自己融着性絶縁電線は、膨張層の外周面側に熱融着層が積層されているので、発泡剤等の膨張に寄与するものの融着を阻害し得る成分を含まない熱融着層同士が融着することにより高い融着性を発揮して電線間の固着が容易であると共に、熱融着層が膨張層を封止して発塵を防止する。
　上記膨張層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルとを有するとよい。このように、膨張層がマトリックス中に化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルを分散したものであることによって、膨張率を大きくすることができる。その結果、熱融着層同士をより強く圧着し、電線間及び電線－コア間の固着をより確実にできる。
　上記膨張層の加熱後の平均厚さ膨張率としては、１．１倍以上５倍以下が好ましい。このように、膨張層の膨張率が上記範囲内であることによって、隣接する熱融着層同士をより確実に圧着して融着できると共に、熱融着層の断裂を防止することができる。
　上記膨張層の加熱後の空隙率としては、１０％以上８０％以下が好ましい。このように、膨張層の加熱後の空隙率を上記範囲内とすることによって、一定の膨張率を確保しつつ膨張層のマトリックスの連続性を担保して膨張層をより均一に膨張させることで、熱融着層の融着を確実にすることができる。
　上記熱融着層の平均厚さが５μｍ以上２００μｍ以下であるとよい。このように、熱融着層の平均厚さを上記範囲内とすることによって、融着性を確保すると共に不必要な厚さの増加（大径化）を防止できる。
　本発明の一態様に係るコイル用電線は、当該自己融着性絶縁電線を捲線加工してコイル化した後に、膨張層を膨張させて形成される。
　当該コイル用電線は、このように捲線加工してコイル化した後に膨張層を膨張させることで自己融着性絶縁電線の熱融着層が互いに融着するので、電線同士及び電線－コア間の固着の信頼性が高い。
　本発明の別の態様に係る自己融着性絶縁電線は、線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層と、この絶縁層の外周面側に積層され、加熱により膨張する熱融着層とを備える自己融着性絶縁電線であって、上記熱融着層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルとを有し、上記熱融着層の加熱後の平均厚さ膨張率が１．１倍以上５倍以下である。
　当該自己融着性絶縁電線は、熱融着層が合成樹脂を主成分とするマトリックス中に化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルを分散して形成され、加熱後の平均厚さ膨張率が１．１倍以上５倍以下であることによって、特にコイルを形成する場合の熱融着層同士の融着の信頼性を確保しつつ、融着後の絶縁性を向上することができる。
　上記化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルの発泡開始温度における上記熱融着層のマトリックスの弾性率としては、１ｋＰａ以上が好ましい。このように、熱融着層のマトリックスの弾性率を上記範囲内とすることによって、熱融着層の略均一な膨張と、熱融着層同士の確実な融着とを促進できる。
　上記熱融着層における化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルの含有率としては、１質量％以上１５質量％以下が好ましい。このように、化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルの含有率を上記範囲内とすることによって、熱融着層のより均一な膨張が可能となる。
　上記化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルの発泡により上記熱融着層に形成される空孔の平均径としては、３００μｍ以下が好ましい。このように、化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルの発泡により形成される膨張後の熱融着層の空孔の平均径を上記上限以下とすることによって、熱膨張性マイクロカプセルが熱融着層の融着を阻害せず、熱融着層をより均一に膨張させられる。
　上記熱融着層の加熱後の空隙率としては、１０％以上８０％以下が好ましい。このように、熱融着層の加熱後の空隙率を上記範囲内とすることによって、上記膨張率を達成しつつ膨張時に熱融着層のマトリックスの連続性を確保して、熱融着層同士の融着の信頼性をより向上することができる。
　本発明の別の態様に係るコイル用電線は、当該自己融着性絶縁電線を捲線加工し、熱融着層を膨張させて形成される。
　当該コイル用電線は、このように、捲線加工して熱融着層を膨張させることで、自己融着性絶縁電線の熱融着層が互いに融着するので電線間を容易に固着できるため、固着の信頼性が高い。
　本発明の一態様に係る巻線束は、複数の当該自己融着性絶縁電線を捲線加工して束ねることにより形成される巻線束である。
　当該巻線束は、このように、自己融着性絶縁電線の熱融着の信頼性が高く、熱融着後の絶縁性が高いので、信頼性が高いモーター等を形成できる。
　ここで、「平均厚さ膨張率」とは、加熱による膨張後の膨張層の平均厚さの加熱前の膨張層の平均厚さに対する比を意味する。また、膨張層の「空隙率」とは、膨張層のみかけの体積に対する膨張層内の空隙（気体）の容積の百分率であり、膨張層のマトリックス及び熱膨張性マイクロカプセルの外殻の含有質量と密度とから算出される実体積をＶ０、膨張層の空隙を含む体積をＶ１とするとき、（Ｖ１－Ｖ０）／Ｖ１×１００で算出される量である。また、「空孔の平均径」とは、細孔直径分布測定装置（例えばＰｏｒｕｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」）により断面を測定することにより得られる値である。また、「マトリックスの弾性率」とは、ＪＩＳ－Ｋ－６８６８－２（１９９９）に準拠して測定されるせん断弾性率を意味する。また、「発泡開始温度」とは、化学発泡剤から気体の発生が確認される温度、又は熱膨張性マイクロカプセルの体積が、膨張前（常温、具体的には２５℃）の１．０５倍となる温度をいう。
［本発明の実施形態の詳細］
　以下、本発明に係る自己融着性絶縁電線の一つの実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
［第一実施形態］
　図１の自己融着性絶縁電線は、線状の金属導体１と、この金属導体１の外周面側に積層される絶縁層２と、この絶縁層２の外周面側に積層され、加熱により膨張する膨張層３と、この膨張層３の外周面側に積層される熱融着層４とを備える。
＜金属導体＞
　金属導体１は、例えば断面が円形状の丸線とされるが、断面が正方形状又は長方形状の平角線や、複数の素線を撚り合わせた撚り線であってもよい。
　金属導体１の材質としては、導電率が高くかつ機械的強度が大きい金属が好ましい。このような金属としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム、ニッケル、銀、鉄、鋼、ステンレス鋼等が挙げられる。金属導体１は、これらの金属を線状に形成した材料や、このような線状の材料にさらに別の金属を被覆した多層構造のもの、例えばニッケル被覆銅線、銀被覆銅線、銅被覆アルミ線、銅被覆鋼線等を用いることができる。
　金属導体１の平均断面積の下限としては、０．０１ｍｍ２が好ましく、０．１ｍｍ２がより好ましい。一方、金属導体１の平均断面積の上限としては、１００ｍｍ２が好ましく、５０ｍｍ２がより好ましい。金属導体１の平均断面積が上記下限に満たない場合、金属導体１に対する膨張層３の体積が大きくなり、当該自己融着性絶縁電線を用いて形成されるコイル等の体積効率が低くなるおそれがある。逆に、金属導体１の平均断面積が上記上限を超える場合、従来の絶縁電線にワニスを含浸する方法でも比較的容易かつ安価にコイルを形成できるため、従来の絶縁電線に対して有利性が得られないおそれがある。
＜絶縁層＞
　絶縁層２は、絶縁性を有する樹脂組成物で形成される。絶縁層２を形成する樹脂組成物としては、特に限定されないが、例えばポリビニールホルマール、熱硬化ポリウレタン、熱硬化アクリル、エポキシ、熱硬化ポリエステル、熱硬化ポリエステルイミド、熱硬化ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリアミド、熱硬化ポリアミドイミド、熱硬化ポリイミド等の熱硬化性樹脂や、例えば熱可塑性ポリイミド、ポリフェニルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等の熱可塑性樹脂を主成分とするものが使用できる。絶縁樹脂層は２種類以上の樹脂の複合体又は積層体であってもよく、また熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体又は積層体であってもよい。
　絶縁層２を構成する樹脂組成物のガラス転移温度（融点を有する熱可塑性樹脂の場合はその融点）は、後述する膨張層３のマトリックス５及び熱融着層４のガラス転移温度よりも高い。
　絶縁層２の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、絶縁層２の平均厚さの上限としては、２００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。絶縁層２の平均厚さが上記下限に満たない場合、絶縁層２に破れが生じ、金属導体１の絶縁が不十分となるおそれがある。逆に、絶縁層２の平均厚さが上記上限を超える場合、当該自己融着性絶縁電線を用いて形成されるコイル等の体積効率が低くなるおそれがある。
＜膨張層＞
　膨張層３は、合成樹脂を主成分とするマトリックス５と、このマトリックス５中に分散する発泡剤６とを有する。
　膨張層３は、加熱により発泡剤６が膨張することによって全体的に膨張する。
　膨張層３の加熱前の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。一方、膨張層３の加熱前の平均厚さの上限としては、３００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。膨張層３の加熱前の平均厚さが上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線同士の固着が不十分となるおそれがある。逆に、膨張層３の加熱前の平均厚さが上記上限を超える場合、当該自己融着性絶縁電線を用いて形成されるコイル等の体積効率が低くなるおそれがある。
　膨張層３の加熱後の平均厚さ膨張率の下限としては、１．１倍であり、２倍が好ましい。一方、膨張層３の加熱後の平均厚さ膨張率の上限としては、５倍であり、４倍が好ましい。膨張層３の加熱後の平均厚さ膨張率が上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線を捲線加工したときに、隣接し合う熱融着層４同士の融着が不十分となるおそれがある。逆に、膨張層３の加熱後の平均厚さ膨張率が上記上限を超える場合、膨張層３の密度が不十分となることにより却って当該自己融着性絶縁電線の強度が不十分となるおそれがある。膨張層３の膨張率は発泡剤６の種類及び量、並びにマトリックス５のガラス転移温度（Ｔｇ）を選択することにより制御できる。
　膨張層３の加熱後の空隙率の下限としては、１０％が好ましく、５０％がより好ましい。一方、膨張層３の加熱後の空隙率の上限としては、８０％が好ましく、７０％がより好ましい。膨張層３の加熱後の空隙率が上記下限に満たない場合、隣接する熱融着層４間の当接圧力が不足して融着が不十分となるおそれがある。逆に、膨張層３の加熱後の空隙率が上記上限を超える場合、膨張した後の膨張層３の強度が不十分となるおそれがある。
（マトリックス）
　膨張層３のマトリックス５は、発泡剤６の分解温度で流動性を示す樹脂組成物で構成される。つまり、マトリックス５を構成する樹脂組成物のガラス転移温度は、発泡剤６の分解温度に近く、例えば５０℃以上２５０℃以下である。このように、マトリックス５が発泡剤６の発泡温度領域において流動性を示す樹脂であることによって、膨張層３の膨張を均一にできると共に膨張率を所望の値に制御することが容易となる。なお、「膨張層の膨張開始温度」とは、膨張層のみかけの体積が、膨張前（常温：２５℃）の１．０５倍となる温度をいう。なお、発泡剤６の「分解温度」とは、発泡剤６からのガスの発生が確認される温度又は発泡剤６の体積が膨張前（常温：２５℃）の１．０５倍となる温度をいう。
　このマトリックス５を構成する樹脂組成物の主成分としては、例えばフェノキシ樹脂、ポリアミド、ブチラール樹脂等の熱可塑性樹脂が使用でき、中でもフェノキシ樹脂が好適に使用される。また、上記熱可塑性樹脂にエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、イソシアネートなどを添加することにより架橋させて、一部熱硬化タイプにすることも可能である。さらに、熱硬化性樹脂であっても硬化条件を調整して半硬化状態とすることにより、マトリックス５を構成する樹脂組成物の主成分として使用することができる。あるいは熱硬化性樹脂であっても、熱硬化性樹脂の硬化状態を制御することによって発泡剤６の発泡温度領域において流動性を示すものであれば使用することができる。また、マトリックス５を構成する樹脂組成物は、密着向上剤等の添加剤を含んでもよい。
　上記フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦを主成分とした樹脂や変性フェノキシ樹脂が例示される。フェノキシ樹脂は、硬化剤の添加により融着処理後に硬化させることが可能であることから、比較的大きな空孔を形成する熱膨張性マイクロカプセルを使用した場合でも膨張層の強度を十分に確保することができる。
　上記ポリアミド樹脂としては、例えば各種共重合ポリアミド、６－ナイロン、６，６－ナイロン、６，１０－ナイロン等が例示される。
　上記ブチラール樹脂としては、例えばポリビニルブチラール等が例示される。
　マトリックス５を構成する樹脂組成物の主成分として使用可能なその他の熱可塑性樹脂としては、例えば共重合ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、半芳香族ポリアミド、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド等が例示される。
（発泡剤）
　発泡剤６としては、化学発泡剤又は物理発泡剤を用いることができる。
〈化学発泡剤〉
　発泡剤６として用いられる化学発泡剤は、加熱することにより分解して、例えば窒素ガス、炭酸ガス、一酸化炭素、アンモニアガス等を発生するものであり、有機発泡剤又は無機発泡剤が使用できる。
　有機発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド（Ａ．Ｄ．Ｃ．Ａ）、アゾビスイソブチロニトリル（Ａ．Ｉ．Ｂ．Ｎ）等のアゾ系発泡剤、例えばジニトロソペンタメチレンテトラミン（Ｄ．Ｐ．Ｔ）、Ｎ，Ｎ’ジニトロソ－Ｎ，Ｎ’－ジメチルテレフタルアミド（Ｄ．Ｎ．Ｄ．Ｍ．Ｔ．Ａ）等のニトロソ系発泡剤、例えばＰ－トルエンスルホニルヒドラジド（Ｔ．Ｓ．Ｈ）、Ｐ，Ｐ－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ）、ベンゼンスルホニルヒドラジド（Ｂ．Ｓ．Ｈ）等のヒドラジド系、他にはトリヒドラジノトリアジン（Ｔ．Ｈ．Ｔ）、アセトン－Ｐ－スルホニルヒドラゾンなどが例示され、これらを単独で、又は二種類以上合わせて使用できる。
　また、無機発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、ホウ化水素ナトリウム、ソジウムボロンハイドライド、シリコンオキシハイドライド等が例示される。一般的に無機発泡剤は、ガス発生速度が有機発泡剤より緩慢でありガス発生の調整が難しい。そのため、化学発泡剤としては、有機発泡剤が好ましい。
　マトリックス５の膨張層３における含有率に対する化学発泡剤の含有量の下限としては、０．１質量％が好ましく、１質量％がより好ましい。一方、上記化学発泡剤の含有量の上限としては、３５質量％が好ましく、２０質量％がより好ましい。上記化学発泡剤の含有量が上記下限に満たない場合、膨張層３の膨張率が不十分となるおそれがある。逆に、上記化学発泡剤の含有量が上記上限を超える場合、膨張層３の機械的強度が不足するおそれがある。
　化学発泡剤の分解温度の下限としては、６０℃が好ましく、７０℃がより好ましい。一方、化学発泡剤の分解温度の上限としては、２５０℃が好ましく、２００℃がより好ましい。化学発泡剤の分解温度が上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線製造時、輸送時又は保管時に化学発泡剤が意図せず発泡してしまうおそれがある。逆に、化学発泡剤の分解温度が上記上限を超える場合、膨張工程でコイル以外のモーター部品に過剰な熱負荷がかかるために悪影響が出たり、発泡剤を発泡させるために必要なエネルギーコストが過大となるおそれがある。
　膨張層３には、化学発泡剤と共に、発泡助剤を配合してもよい。発泡助剤としては、化学発泡剤の熱分解を促進するものであれば特に限定されず、例えば加硫促進剤、充填剤、加硫促進助剤、ＰＶＣ用安定剤、老化防止剤、加硫剤、尿素化合物等が挙げられる。このような発泡助剤は、化学発泡剤の分解を促進し、発泡温度を低下させる。
　加硫促進剤としては、例えばグアジニン系、アルデヒド－アンモニア系、スルフェンアミド系、チウラム系、ザンテート系、アルデヒド－アミン系、チアゾール系、チオ尿素系、ジチオカルバメート系のもの等が挙げられる。充填剤としては、例えばシリカ、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、タルク、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば亜鉛華、活性亜鉛華、炭酸亜鉛、酸化マグネシウム、一酸化鉛、塩基性炭酸鉛、水酸化カルシウム、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、ジエチレングルコール、ジ－ｎ－ブチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジエタノールアミン、有機アミン等が挙げられる。ＰＶＣ用安定剤としては、例えば三塩基性硫酸鉛、ジブチルすずジラウレート、ジブチルすずジマレート、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム等が挙げられる。老化防止剤としては、例えばナフチルアミン系、ジフェニルアミン系、Ｐ－フェニレン系、キノリン系、モノフェノール系、ポリフェノール系、チオビスフェノール系、亜りん酸エステル系のもの等が挙げられる。加硫剤としては、例えばタイク、硫黄安息香酸アンモニウム等が挙げられる。その他薬品として無水フタル酸、サリチル酸、安息香酸、三酸化アンチモン、白色ワセリン、酸化チタン、酸化カドミウム、ホウ砂、グリセリン、ジブチルチンジマレート等が挙げられる。発泡助剤としては、これらの中でも、亜鉛華、三塩基性硫酸鉛、及び各種加硫促進剤が好ましい。
　これらの発泡助剤の化学発泡剤１００質量部に対する配合量の下限としては、５質量部が好ましく、５０質量部がより好ましい。一方、上記発泡助剤の配合量の上限としては、２００質量部が好ましく、１５０質量部がより好ましい。上記発泡助剤の配合量が上記下限に満たない場合、化学発泡剤を分解させる効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記発泡助剤の配合量が上記上限を超える場合、当該自己融着性絶縁電線の製造時や保管時等に膨張層３が意図せず膨張してしまうおそれがある。
〈物理発泡剤〉
　発泡剤６として用いられる物理発泡剤としては、例えば熱膨張性マイクロカプセル、ミクロバルーン等が挙げられる。上記熱膨張性マイクロカプセルは、内部発泡剤からなる芯材（内包物）と、この芯材を包む外殻とを有し、芯材の膨張によって外殻が膨張する。一方、上記ミクロバルーンは、外殻内に加圧したガスを封止しており、加熱により外殻が熱分解してガスを解放する。
　中でも、発泡剤６として用いられる物理発泡剤としては、独立気泡を形成することにより膨張層３の比較的均一な膨張を促進できる熱膨張マイクロカプセルが好ましい。
　熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤は、加熱により膨張又は気体を発生するものであればよく、その原理は問わない。熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤としては、例えば低沸点液体、化学発泡剤及びこれらの混合物を使用することができる。
　上記低沸点液体としては、例えばブタン、ｉ－ブタン、ｎ－ペンタン、ｉ－ペンタン、ネオペンタン等のアルカンや、トリクロロフルオロメタン等のフレオン類などが好適に用いられる。
　上記化学発泡剤としては、加熱によりＮ２ガスを発生するアゾビスイソブチロニトリル等の熱分解性を有する物質が好適に用いられる。
　熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤の分解温度、つまり低沸点液体の沸点又は化学発泡剤の熱分解温度としては、後述する熱膨張性マイクロカプセルの外殻の軟化温度以上とされる。
　より詳しくは、熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤の分解温度の下限としては、６０℃が好ましく、７０℃がより好ましい。一方、熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤の分解温度の上限としては、２５０℃が好ましく、２００℃がより好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤の分解温度が上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線製造時、輸送時又は保管時に熱膨張性マイクロカプセルが意図せず膨張してしまうおそれがある。逆に、熱膨張性マイクロカプセルの内部発泡剤の分解温度が上記上限を超える場合、膨張工程でコイル以外のモーター部品に過剰な熱負荷がかかるために悪影響が出たり、熱膨張性マイクロカプセルを膨張させるために必要なエネルギーコストが過大となるおそれがある。
　一方、熱膨張性マイクロカプセルの外殻は、上記内部発泡剤の膨張時に破断することなく膨張し、発生したガスを包含するマイクロバルーンを形成できる延伸性を有する材質から形成される。この熱膨張性マイクロカプセルの外殻を形成する材質としては、通常は、熱可塑性樹脂等の高分子を主成分とする樹脂組成物が用いられる。
　熱膨張性マイクロカプセルの外殻の主成分とされる熱可塑性樹脂としては、例えば塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリレート、メタアクリレート、スチレン等の単量体から形成された重合体、あるいは２種以上の単量体から形成された共重合体が好適に用いられる。好ましい熱可塑性樹脂の一例としては、アクリロニトリル系共重合体が挙げられ、この場合の内部発泡剤の分解温度は、７０℃以上２５０℃以下とされる。
　加熱前の熱膨張性マイクロカプセルの平均径の下限としては、１μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、加熱前の熱膨張性マイクロカプセルの平均径の上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。加熱前の熱膨張性マイクロカプセルの平均径が上記下限に満たない場合、十分な膨張率が得られないおそれがある。逆に、加熱前の熱膨張性マイクロカプセルの平均径が上記上限を超える場合、膨張層３が不必要に厚くなるおそれや、膨張層３の膨張が不均一になるおそれがある。なお、熱膨張性マイクロカプセルの「平均径」とは、熱膨張性マイクロカプセルの１０以上のサンプルを顕微鏡観察した際の平面視における最大径とこの最大径に直交する方向の径との平均値をいうものとする。
　熱膨張性マイクロカプセルの膨張層３における含有率の下限としては、膨張層のマトリックス５の樹脂成分に対して、０．５質量％が好ましく、１質量％がより好ましい。一方、熱膨張性マイクロカプセルの膨張層３における含有率の上限としては、１０質量％が好ましく、６質量％がより好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの膨張層３における含有率が上記下限に満たない場合、膨張層３の膨張率が小さく、当該自己融着性絶縁電線間の固着が不十分となるおそれがある。逆に、熱膨張性マイクロカプセルの膨張層３における含有率が上記上限を超える場合、相対的にマトリックス５が少なくなることにより、膨張層３の強度及び融着性が不十分となるおそれがある。
　熱膨張性マイクロカプセルの平均径の膨張層３の平均厚さに対する比の下限としては、１／１６が好ましく、１／８がより好ましい。一方、熱膨張性マイクロカプセルの平均径の膨張層３の平均厚さに対する比の上限としては、９／１０が好ましく、８／１０がより好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの平均径が上記下限に満たない場合、外殻の厚さが不足して膨張時に破れるおそれや、内容積が小さくなり発泡剤が不足して十分に膨張できないおそれがある。逆に、熱膨張性マイクロカプセルの平均径が上記上限を超える場合、熱膨張性マイクロカプセルがマトリックス５から突出して、膨張層３を十分に膨張させられないおそれや、膨張層３が部分的に膨張して均一に膨張できないおそれがある。
　熱膨張性マイクロカプセルの膨張率の下限としては、３倍が好ましく、５倍がより好ましい。一方、熱膨張性マイクロカプセルの膨張率の上限としては、２０倍が好ましく、１０倍がより好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの膨張率が上記下限に満たない場合、膨張層３の膨張率が不十分となるおそれがある。逆に、熱膨張性マイクロカプセルの膨張率が上記上限を超える場合、膨張層３のマトリックス５が熱膨張性マイクロカプセルに追従することができず、膨張層３を全体的に膨張させられないおそれがある。なお、熱膨張性マイクロカプセルの「膨張率」とは、熱膨張性マイクロカプセルの加熱前の平均径に対する加熱時の平均径の最大値の比をいう。
＜熱融着層＞
　熱融着層４は、膨張層３の膨張可能温度で流動性及び融着性を示す樹脂組成物で構成される。この熱融着層４を構成する樹脂組成物の主成分としては、上記膨張層３のマトリックス５と同様の樹脂を用いることができる。
　熱融着層４の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、熱融着層４の平均厚さの上限としては、２００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。熱融着層４の平均厚さが上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線間の固着が不十分となるおそれがある。逆に、熱融着層４の平均厚さが上記上限を超える場合、当該自己融着性絶縁電線の径が不必要に大きくなり、当該自己融着性絶縁電線を用いて形成されるコイル等の体積効率が低くなるおそれがある。
［自己融着性絶縁電線の製造方法］
　当該自己融着性絶縁電線は、絶縁層２の主成分が熱硬化性樹脂である場合、金属導体１の外周面側に絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、加熱により塗布した絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を硬化する工程と、上記絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物の外周面側に、溶媒で希釈したマトリックス５中に発泡剤６を分散した膨張層形成用組成物を塗布する工程と、溶媒を揮発させて膨張層形成用組成物を乾燥する工程と、乾燥した膨張層形成用組成物の外周面側に溶媒で希釈した熱融着層形成用組成物を塗布する工程と、溶媒を揮発させて熱融着層形成用組成物を乾燥する工程とを備える方法により製造できる。
＜絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程＞
　絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程では、金属導体１の外周面側に絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を塗布する。絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を金属導体１の外周面側に塗布する方法としては、例えば液状の絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を貯留した液状組成物槽と塗布ダイスとを備える塗布装置を用いた方法を挙げることができる。この塗布装置によれば、導体が液状組成物槽内を挿通することで液状組成物が導体外周面側に付着し、その後塗布ダイスを通過することで、この液状組成物が略均一な厚さに塗布される。なお、この絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物の塗布に先駆けて金属導体１の外周面にプライマー処理層を公知の方法で形成してもよい。
＜絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物硬化工程＞
　絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物硬化工程では、加熱することによって絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、絶縁層２を形成する。この加熱に用いる装置としては、特に限定されないが、例えば導体の走行方向に長い筒状の焼付炉を用いることができる。加熱方法は特に限定されないが、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる。また、加熱温度としては、例えば３００℃以上６００℃以下とされる。
　上記絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程と絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物硬化工程とは、複数回繰り返して行ってもよい。このようにすることで、絶縁層の厚さを順次増加させていくことができる。このとき、塗布ダイスの孔径と繰り返し回数とは、導体径及び絶縁層の狙い塗布膜厚にあわせて適宜調整される。
＜膨張層形成用組成物塗布工程＞
　膨張層形成用組成物塗布工程では、マトリックス５を構成する樹脂組成物を溶媒で希釈した溶液に発泡剤６を分散した膨張層形成用組成物を、上記絶縁層２の外周面側に塗布する。塗布方法としては、上記絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程と同様とすることができる。
＜膨張層形成用組成物を乾燥工程＞
　膨張層形成用組成物を乾燥工程では、発泡剤６の分解温度よりも低い温度で溶媒を揮発させることにより、膨張層形成用組成物を乾燥して、膨張層３を形成する。乾燥方法としては、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる。
＜熱融着層形成用組成物塗布工程＞
　熱融着層形成用組成物塗布工程では、熱融着層４を構成する樹脂組成物を溶媒で希釈した熱融着層形成用組成物を、上記膨張層３の外周面側に塗布する。塗布方法としては、上記絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程及び膨張層形成用組成物塗布工程と同様の方法を用いることができる。
＜熱融着層形成用組成物乾燥工程＞
　熱融着層形成用組成物乾燥工程では、発泡剤６の分解温度よりも低い温度で溶媒を揮発させることにより、熱融着層形成用組成物を乾燥して、熱融着層４を形成する。乾燥方法としては、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる。
［コイル用電線］
　本発明の別の実施形態に係るコイル用電線は、上述の自己融着性絶縁電線を捲線加工し、膨張層３を膨張させて形成される。
　膨張層３を膨張させるための加熱方法としては、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる他、金属導体１への通電により発生する熱を用いる方法が適用できる。
［利点］
　当該自己融着性絶縁電線は、膨張層３の外周面側に積層される熱融着層４を備えるので、膨張層３の膨張に伴って熱融着層４同士又は熱融着層４とコア間を圧着して融着させられる。熱融着層４は、発泡剤を含まないため、十分な強度を有し、容易かつ確実に電線間及び電線－コア間を固着することができる。
　また、当該自己融着性絶縁電線は、膨張層３を熱融着層４で覆っているため、膨張層３の発泡剤等の落脱を防止して発塵を抑制できる。
　従って、当該自己融着性絶縁電線を捲線加工し、膨張層３を膨張させて形成される当該コイル用電線は、熱融着層４間及び熱融着層４－コア間の融着が容易かつ確実で、電線間及び電線－コア間の固着の信頼性が高い。
［第二実施形態］
　図２の自己融着性絶縁電線は、線状の金属導体１と、この金属導体１の外周面側に積層される絶縁層２と、この絶縁層２の外周面側に積層され、加熱により膨張する熱融着層４ａとを備える。
　図２の自己融着性絶縁電線における金属導体１及び絶縁層２は、図１の自己融着性絶縁電線における金属導体１及び絶縁層２と同様とすることができる。
＜熱融着層＞
　熱融着層４ａは、合成樹脂を主成分とするマトリックス５ａと、このマトリックス５ａ中に分散する発泡剤６とを有する。
　熱融着層４ａは、加熱されることで発泡剤６が膨張することにより発泡し、全体的に膨張する。
　図２の自己融着性絶縁電線における熱融着層４ａの発泡剤６は、図１の自己融着性絶縁電線における膨張層３の発泡剤６と同様とすることができる。
　熱融着層４ａの加熱前の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。一方、熱融着層４ａの加熱前の平均厚さの上限としては、３００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。熱融着層４ａの加熱前の平均厚さが上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線同士の固着が不十分となるおそれがある。逆に、熱融着層４ａの加熱前の平均厚さが上記上限を超える場合、当該自己融着性絶縁電線を用いて形成されるコイル等の体積効率が低くなるおそれがある。
　熱融着層４ａの加熱後の平均厚さ膨張率の下限としては、１．１倍であり、２倍が好ましい。一方、熱融着層４ａの加熱後の平均厚さ膨張率の上限としては、５倍であり、４倍が好ましい。熱融着層４ａの加熱後の平均厚さ膨張率が上記下限に満たない場合、当該自己融着性絶縁電線を捲線加工したときに、隣接し合う熱融着層４ａ同士の融着が不十分となるおそれがある。逆に、熱融着層４ａの加熱後の平均厚さ膨張率が上記上限を超える場合、熱融着層４ａの密度が不十分となることにより却って当該自己融着性絶縁電線の強度が不十分となるおそれがある。熱融着層４ａの膨張率は発泡剤６の種類及び量、並びに発泡剤の発泡開始温度でのマトリックス５ａの弾性率を選択することにより制御できる。
　加熱による発泡剤６の発泡によって熱融着層４ａに形成される空孔の平均径の下限としては、１μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、上記熱融着層４ａに形成される空孔の平均径の上限としては、３００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。上記熱融着層４ａに形成される空孔の平均径が上記下限に満たない場合、十分な膨張率が得られないおそれがある。逆に、上記熱融着層４ａに形成される空孔の平均径が上記上限を超える場合、熱融着層４ａが不必要に厚くなるおそれや、熱融着層４ａの膨張が不均一になるおそれがある。
　熱融着層４ａの加熱後の空隙率の下限としては、１０％が好ましく、５０％がより好ましい。一方、熱融着層４ａの加熱後の空隙率の上限としては、８０％が好ましく、７０％がより好ましい。熱融着層４ａの加熱後の空隙率が上記下限に満たない場合、隣接する熱融着層４ａ間の当接圧力が不足して融着が不十分となるおそれがある。逆に、熱融着層４ａの加熱後の空隙率が上記上限を超える場合、膨張した後の熱融着層４ａの強度が不十分となるおそれがある。
（マトリックス）
　発泡剤６の発泡開始温度におけるマトリックス５ａの弾性率の下限としては、１ｋＰａが好ましい。発泡剤６の発泡開始温度におけるマトリックス５ａの弾性率が上記下限に満たない場合、膨張時に熱融着層４ａが必要以上に流動して融着層の形成が不均一となるおそれがある。
　マトリックス５ａを構成する樹脂組成物の主成分としては、例えばフェノキシ樹脂、ポリアミド、ブチラール樹脂等の熱可塑性樹脂が使用でき、中でもフェノキシ樹脂が好適に使用される。また、上記熱可塑性樹脂にエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、イソシアネートなどを添加することにより架橋させて、一部熱硬化タイプにすることも可能である。さらに、熱硬化性樹脂の場合は硬化剤と組み合わせることで半硬化状態又は硬化状態として使用することができる。また、マトリックス５ａを構成する樹脂組成物は、密着向上剤等の添加剤を含んでもよい。
　マトリックス５ａを構成する樹脂組成物として熱硬化性樹脂と硬化剤とを組み合わせた場合、熱融着層４ａのマトリックス５ａは熱融着層４ａの形成時の熱によって半硬化状態又は硬化状態となっている。さらに発泡処理時の加熱により完全に硬化する。マトリックスの弾性率は、未硬化の状態では温度上昇に伴って下がるが、さらに温度上昇して硬化反応が進むと上昇に転じる。マトリックスの弾性率が１ｋＰａ以上に上昇した状態で発泡反応を行うことが、発泡倍率や発泡径を制御しやすいので好ましい。
　上記フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦを主成分とした樹脂や変性フェノキシ樹脂が例示される。フェノキシ樹脂は、硬化剤の添加により融着処理後に硬化させることが可能であることから、比較的大きな空孔を形成する熱膨張性マイクロカプセルを使用した場合でも膨張層の強度を十分に確保することができる。
　上記ポリアミドとしては、例えば各種共重合ポリアミド、６－ナイロン、６，６－ナイロン、６，１０－ナイロン等が例示される。
　上記ブチラール樹脂としては、例えばポリビニルブチラール等が例示される。
　マトリックス５ａを構成する樹脂組成物の主成分として使用可能なその他の熱可塑性樹脂としては、例えば共重合ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、半芳香族ポリアミド、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド等が例示される。
［自己融着性絶縁電線の製造方法］
　当該自己融着性絶縁電線は、絶縁層２の主成分が熱硬化性樹脂である場合、金属導体１の外周面側に絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、加熱により塗布した絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を硬化する工程と、硬化した絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物の外周側面側に、溶媒で希釈したマトリックス５ａ中に発泡剤６を分散した熱融着層形成用組成物を塗布する工程と、溶媒を揮発させて熱融着層形成用組成物を乾燥する工程と備える方法により製造できる。
＜絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程＞
　絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程では、金属導体１の外周面側に絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を塗布する。絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を金属導体１の外周面側に塗布する方法としては、例えば液状の絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を貯留した液状組成物槽と塗布ダイスとを備える塗布装置を用いた方法を挙げることができる。この塗布装置によれば、金属導体１が液状組成物槽内を挿通することで液状組成物が金属導体外周面側に付着し、その後塗布ダイスを通過することで、この液状組成物が略均一な厚さに塗布される。なお、この絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物の塗布に先駆けて金属導体１の外周面にプライマー処理層を公知の方法で形成してもよい。
＜絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物硬化工程＞
　絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物硬化工程では、加熱することによって絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物を硬化させて、絶縁層２を形成する。この加熱に用いる装置としては、特に限定されないが、例え金属導体１の走行方向に長い筒状の焼付炉を用いることができる。加熱方法は特に限定されないが、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる。また、加熱温度としては、例えば３００℃以上６００℃以下とされる。
　上記絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程と絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物硬化工程とは、複数回繰り返して行ってもよい。このようにすることで、絶縁層の厚さを順次増加させていくことができる。このとき、塗布ダイスの孔径と繰り返し回数とは、金属導体の径及び絶縁層の狙い塗布膜厚にあわせて適宜調整される。
＜熱融着層形成用組成物塗布工程＞
　熱融着層形成用組成物塗布工程では、マトリックス５ａを構成する樹脂組成物を溶媒で希釈した溶液に発泡剤６を分散した熱融着層形成用組成物を、上記絶縁層２の外周面側に塗工する。熱融着層形成用組成物の塗布方法としては、上記絶縁層形成用熱硬化性樹脂組成物塗布工程と同様とすることができる。
＜熱融着層形成用組成物乾燥工程＞
　熱融着層形成用組成物乾燥工程では、発泡剤６の膨張開始温度よりも低い温度で溶媒を蒸発させることにより、熱融着層形成用組成物を乾燥して、熱融着層４ａを形成する。乾燥方法としては、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる。
［コイル用電線］
　本発明の別の実施形態に係るコイル用電線は、上述の自己融着性絶縁電線を捲線加工し、熱融着層４ａを膨張させて形成される。
　熱融着層４ａを膨張させるための加熱方法としては、例えば熱風加熱、赤外線加熱、高周波加熱等、従来公知の方法により行うことができる他、金属導体１への通電により発生する熱を用いる方法が適用できる。
［巻線束］
　本発明の別の実施形態に係る巻線束は、複数の当該自己融着性絶縁電線を捲線加工して束ねることにより形成される。
［利点］
　当該自己融着性絶縁電線は、熱融着層４ａが合成樹脂を主成分とするマトリックス５ａ中に発泡剤６を分散して形成されていることによって、発泡剤６の膨張に伴って確実かつ比較的均一に膨張することができる。
　また、当該自己融着性絶縁電線は、熱融着層４ａの平均厚さ膨張率が１．１倍以上５倍以下であることによって、特にコイルを形成する場合の熱融着層４ａ同士の融着による当該自己融着性絶縁電線間の固着が容易かつ確実であり、融着時に金属導体１間の距離が小さくならず、かつ金属導体１間に一定の空孔を形成することができる。
　従って、当該自己融着性絶縁電線を捲線加工し、熱融着層４ａを膨張させて形成される当該コイル用電線は、熱融着層４ａ間の融着の信頼性が高く、かつ金属導体１間の絶縁性が高い。
　また、複数の当該自己融着性絶縁電線を捲線加工して束ねることにより形成される当該巻線束は、例えば巻線束同士を強固に固着させると共に、巻線束とその支持体及び周りの部品とを強固に固着させることができる。その結果、当該自己融着性絶縁電線同士が確実に融着して機械的強度及び電気的絶縁性を向上させることができる。
［その他の実施形態］
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　例えば、当該自己融着性絶縁電線において、金属導体と絶縁層との間、絶縁層と膨張層との間、絶縁層と熱融着層との間又は膨張層と熱融着層との間にプライマー処理層等のさらなる層が設けられてもよい。
（プライマー処理層）
　プライマー処理層は、層間の密着性を高めるために設けられる層であり、例えば公知の樹脂組成物により形成することができる。
　金属導体と絶縁層との間にプライマー処理層を設ける場合、このプライマー処理層を形成する樹脂組成物は、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエステル及びフェノキシ樹脂の中の一種又は複数種の樹脂を含むとよい。また、プライマー処理層を形成する樹脂組成物は、密着向上剤等の添加剤を含んでもよい。このような樹脂組成物によって金属導体と絶縁層との間にプライマー処理層を形成することで、金属導体と絶縁層との間の密着性を向上することが可能であり、その結果、当該自己融着性絶縁電線の可とう性、耐摩耗性、耐傷性、耐加工性等の特性を効果的に高めることができる。
　また、プライマー処理層を形成する樹脂組成物は、上記樹脂と共に他の樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂等を含んでもよい。
　また、プライマー処理層を形成する樹脂組成物に含まれる各樹脂として、市販の液状組成物（絶縁ワニス）を使用してもよい。
　プライマー処理層の平均厚さの下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。一方、プライマー処理層の平均厚さの上限としては、２０μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。プライマー処理層の平均厚さが上記下限に満たない場合、金属導体との十分な密着性を発揮できないおそれがある。逆に、プライマー処理層の平均厚さが上記上限を超える場合、当該自己融着性絶縁電線が不必要に大径化するおそれがある。
　また、絶縁層と膨張層との間、絶縁層と熱融着層との間又は膨張層と熱融着層との間にプライマー処理層を設ける場合も、公知技術に基づいて、各層に対して高い接着性を有する樹脂組成物が選択される。なお、膨張層と熱融着層間との接着性を向上させる方法としては、プライマー処理層を設けることよりも、熱融着層の主成分と膨張層のマトリックスの主成分とを同じ樹脂とすることが好ましい。
　また、当該自己融着性絶縁電線の製造方法は、上述の方法に限られない。例えば、絶縁層の主成分を熱可塑性樹脂とする場合には、上記膨張層及び熱融着層の積層方法と同様に溶剤で希釈して乾燥する方法や、溶融した樹脂組成物を塗布ダイスで塗布して冷却硬化させる方法等が適用できる。また、絶縁層、膨張層及び熱融着層を例えば吹付塗装等のさらに他の方法により積層してもよい。
　また、当該自己融着性絶縁電線は、コイルを形成する以外にも、複数の絶縁電線を平行に配置した状態とするような他の用途にも使用することができる。
　以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
＜自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１～１８＞
　直径１．０ｍｍの銅線に、平均厚さ４０μｍの絶縁層、平均厚さ１５μｍの膨張層、及び平均厚さ１２．５μｍの熱融着層をこの順に積層することによって、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１～１８を試作した。絶縁層、膨張層及び熱融着層は、それぞれ表１及び２に記載する組成の樹脂組成物を塗布ダイスを用いて塗布し、炉長３ｍの横炉を用いて乾燥（焼付）した。なお、膨張層及び熱融着層の乾燥温度は、膨張層の発泡剤を分解温度以下に維持できる温度とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（絶縁層形成用樹脂組成物）
　絶縁層形成用樹脂としては、樹脂Ａ１～Ａ７のいずれかを使用した。樹脂Ａ１はポリエステルイミドを主成分とするワニス（大日精化工業社製）であり、樹脂Ａ２はポリアミドイミドを主成分とするワニスであり、樹脂Ａ３はポリイミドを主成分とするワニスであり、樹脂Ａ４はポリエーテルケトンを主成分とするワニスであり、樹脂Ａ５はポリフェニレンスルファイドを主成分とするワニスであり、樹脂Ａ６はポリフェニレンサルフォンを主成分とするワニスであり、樹脂Ａ７はポリエーテルイミドを主成分とするワニスである。
（膨張層形成用樹脂組成物）
　膨張層形成用樹脂組成物としては、樹脂Ｂ１～Ｂ３のいずれかと、発泡剤１～７のいずれかと、硬化剤とを配合し、東邦化学工業社の溶剤「ハイソルブＤＭ」に固形分２５質量％となるよう溶解したものを用いた。樹脂Ｂ１は新日鉄住金社のフェノキシ樹脂「ＹＰＳ－００７Ａ３０」であり、樹脂Ｂ２は電気化学工業社のブチラール樹脂「デンカブチラール＃３０００」であり、樹脂Ｂ３はダイセル・エボニック社の共重合ナイロン「ダイアミドＴ－２５１」である。また、発泡剤Ｂ１は永和化成工業社の化学発泡剤「ネオセルボンＮ＃１０００Ｍ」（分解温度：１６０℃）であり、発泡剤Ｂ２は永和化成工業社の化学発泡剤「ビニホールＡＣ＃３Ｃ－Ｋ２」（分解温度：２００℃）であり、発泡剤Ｂ３は松本油脂製薬社の熱膨張性マイクロカプセル「マツモトマイクロスフェアーＦＮ－１００ＳＤ」（分解温度：１３０℃）であり、発泡剤Ｂ４は松本油脂製薬社の熱膨張性マイクロカプセル「マツモトマイクロスフェアーＦＮ－１８０ＳＤ」（分解温度：１５０℃）であり、発泡剤Ｂ５は松本油脂製薬社の熱膨張性マイクロカプセル「マツモトマイクロスフェアーＦＮ－２６０Ｄ」（分解温度：１９５℃）であり、発泡剤Ｂ６は日本フィライト社の熱膨張性マイクロカプセル「Ｅｘｐａｎｃｅｌ９２０ＤＵ４０」（分解温度：１２８℃）であり、発泡剤Ｂ７は積水化学社の熱膨張性マイクロカプセル「ＡＤＶＡＮＣＥＬＬ　ＥＭ５０１」（分解温度：１７０℃）である。硬化剤は日本ポリウレタン工業社のポリイソシアネート「ＭＩＬＬＩＯＮＡＴＥ　ＭＳ－５０」である。
（熱融着層形成用樹脂組成物）
　熱融着層形成用樹脂組成物としては、樹脂Ｃと硬化剤とを配合し、東邦化学工業社の溶剤「ハイソルブＤＭ」に固形分２５質量％となるよう溶解したものを用いた。樹脂Ｃは新日鉄住金社のフェノキシ樹脂「ＹＰＳ－００７Ａ３０」であり、硬化剤は日本ポリウレタン工業社のポリイソシアネート「ＭＩＬＬＩＯＮＡＴＥ　ＭＳ－５０」である。
＜評価＞
　以上のようにして得られた自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１～１８について、膨張層の膨張前の可とう性及び絶縁性、膨張層の膨張率、並びに膨張層の膨張後の固着力を評価した。この評価結果は、表１及び２に合わせて示す。
（可とう性）
　自己融着性絶縁電線を１０％予備伸張した後、銅線の３倍径（直径３ｍｍ）の棒状体に捲き付けて空芯ヘリカルコイルを作製し、３０ターン中の皮膜割れ（熱融着層に顕在する割れ）の発生有無を目視により確認し、皮膜割れが発見されなかったものを「Ａ」、皮膜割れが発見されたものを「Ｂ」とした。
（絶縁性）
　ＪＩＳ－Ｃ３００３に従い、２個撚り法にて作製した電線の絶縁破壊電圧を測定した。試験片の長さ１２ｃｍの間を規定のより回数に撚り合わせ、線間に交流電圧を加え５００Ｖ／秒で昇圧し、破壊したときの電圧を求め、規定の電圧以上となったものを「Ａ」、規定の電圧未満であったものを「Ｂ」とした。
（膨張率）
　上記可とう性の評価と同様にヘリカルコイルを作成し、１８０℃で２０分間加熱処理したものと加熱処理をしていないものとを切断し、自己融着性絶縁電線断面を光学顕微鏡により観察して膨張層の厚さをそれぞれ複数箇所測定して平均し、次の計算式により膨張率を算出した。
　膨張率＝（加熱処理した膨張層の平均厚さ）／（未加熱処理の膨張層の平均厚さ）
（固着力）
　自己融着性絶縁電線を直径６．４ｍｍのステンレス棒に捲き付けて空芯ヘリカルコイルを作製し、この空芯ヘリカルコイルに軸方向に４００ｇｆの圧縮力を作用させながら使用した発泡剤の分解温度で２０分間加熱処理した後、ＪＩＳ－Ｋ７１７１（２００８）に準拠した３点曲げ試験を行い、空芯コイルの曲げ応力を測定した。
　自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１～１８は、膨張層の膨張前に十分な絶縁性を有し、かつ膨張層の膨張後に十分な固着力を有していた。中でも自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１～１８は、膨張層の膨張前の可とう性も良好であった。
＜自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６＞
　直径１．０ｍｍの銅線に、平均厚さ４０μｍの絶縁層及び平均厚さ４０μｍの熱融着層をこの順に積層することによって、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６を試作した。絶縁層及び熱融着層は、それぞれ表１に記載する組成の樹脂組成物を塗布ダイスを用いて塗布し、炉長３ｍの横炉を用いて炉温２００℃、線速４．８ｍ／分の条件で乾燥（焼付）した。
（絶縁層形成用樹脂組成物）
　絶縁層形成用樹脂組成物としては、ポリエステルイミドを主成分とするワニス、ポリアミドイミドを主成分とするワニス、ポリイミドを主成分とするワニス又はポリエーテルエーテルケトンを主成分とするワニスを使用した。
（熱融着層形成用組成物）
　熱融着層形成用組成物のマトリックスの樹脂成分としては、ガラス転移温度が１３０℃のポリヒドロキシポリエーテル（フェノキシ樹脂）（新日鉄住金社の「ＹＰＳ－００７Ａ３０」）、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド又は耐熱ポリウレタンを使用した。熱融着層形成用組成物のマトリックスの硬化剤としてはノボラック型エポキシ樹脂（新日鉄住金社の「ＹＤＣＮ－７０４」）又はポリイソシアネート（日本ポリウレタン工業社の「ＭＩＬＬＩＯＮＡＴＥ　ＭＳ－５０」）を使用した。また、熱融着層形成用組成物の発泡剤としては、発泡開始温度が１９０℃の化学発泡剤（永和化成工業社の「ビニホールＡＣ＃３Ｃ－Ｋ２」）又は発泡開始温度が１８０℃の熱膨張性マイクロカプセル（積水化学社の「ＥＭ５０１」）を使用した。
（マトリックス弾性率の温度依存性）
　自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６のマトリックスについて、別途、発泡剤を含まない状態で乾燥、固化させたマトリックスを調整し、徐々に温度を上げて弾性率が１ｋＰａとなる温度を測定したところ、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２２のマトリックスでは１３７℃、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２３のマトリックスでは１１６℃、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２４のマトリックスでは１８１℃、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２５のマトリックスでは１４３℃、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２６のマトリックスでは２４１℃であった。なお、「弾性率が１ｋＰａとなる温度」は、ユービーエム社の粘弾性測定装置を用いて測定した。
（可とう性及び絶縁性の評価）
　自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６について、加熱により熱融着層を膨張させる前の可とう性及び絶縁性を確認し、良好であったものを「Ａ」、不良であったものを「Ｂ」たとした。なお、可とう性は、２０％伸長後に自己径巻きで巻線を３０ターン巻付けて、割れ及び浮きがないか目視で確認し、割れ及び浮きがなければ良好とした。また、絶縁性は、絶縁破壊電圧をＪＩＳ－Ｃ３００３－５（２０１１）に従い、２個撚り線の線間に交流電圧を加え５００Ｖ／秒で昇圧し、絶縁破壊したときの電圧を測定し、この絶縁破壊電圧が規格値以上のものを良好とした。この結果、表１に示すように、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６のいずれも、可とう性及び絶縁性が共に良好であった。
（熱融着層の平均厚さ膨張率）
　自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６を加熱して熱融着層を膨張させる前後において、熱融着層の平均厚さを測定し、平均厚さ膨張率を算出した。具体的には、１８０℃の熱風循環型恒温槽で２時間加熱することにより自己融着性絶縁電線の熱発泡層を膨張させ、マイクロメーターで膨張前の線径と膨張後の線径を測定することにより、熱融着層の平均厚さ膨張率を算出した。表１に示すように、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２５の熱融着層は、適度に膨張したが、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２６は、まったく膨張しなかった。これは、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２６の熱融着層のマトリックスの弾性率が１ｋＰａ以上に上昇する温度が発泡剤の膨張開始温度よりも高いことに起因すると考えられる。
（平均空孔径）
　加熱後の自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６について、熱融着層に形成された空孔の平均径を測定した。なお、この空孔の平均径の測定は、熱融着層の断面をＰｏｒｕｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」を用いて測定した。表１に示すように、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２５の熱融着層に形成される空孔の平均径は、１００μｍから１３０μｍの範囲内であった。一方、上述のように加熱により膨張させることができなかった自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２６は、空孔が形成されなかったので、空孔の平均径を測定することができなかった。
（空隙率）
　また、加熱後の自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６について、上記膨張前後の平均厚さの測定値を基に、熱融着層の空隙率を算出した。表１に示すように、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２５の膨張後の熱融着層の空隙率は、６５％から７６％の範囲内であった。一方、上述のように加熱により膨張させることができなかった自己融着性絶縁電線Ｎｏ．２６は、空孔が形成されなかったので空隙率は０％とされる。
（固着力）
　自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６を直径６．４ｍｍのステンレス棒に捲き付けて空芯ヘリカルコイルを作製し、この空芯ヘリカルコイルに軸方向に４００ｇｆの圧縮力を作用させながら使用した発泡剤の分解温度で２０分間加熱処理した後、温度１８０℃でＪＩＳ－Ｋ７１７１（２００８）に準拠した３点曲げ試験を行い、空芯コイルの曲げ応力を測定し、これを自己融着性絶縁電線間の固着力の指標とした。表１に示すように、自己融着性絶縁電線Ｎｏ．１９～２６は、いずれも十分な固着力を有していた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　Ｎｏ．２６のサンプルのマトリックス樹脂は弾性率が１ｋＰａ以上となる温度が２４１℃と高く、発泡温度（１８０℃）付近での弾性率は１ｋＰａより低いと推測される。そのため、発泡剤の分解反応は起こるがマトリックス樹脂が流れやすいために樹脂表面から気泡が抜け、融着層内に空隙を形成できなかったと思われる。
　本発明に係る自己融着性絶縁電線は、コイルやモーター等を形成するために好適に利用することができる。
１　金属導体
２　絶縁層
３　膨張層
４，４ａ　熱融着層
５，５ａ　マトリックス
６　発泡剤

Claims (6)

  1. 　線状の金属導体と、この金属導体の外周面側に積層される絶縁層と、この絶縁層の外周面側に積層され、加熱により膨張する膨張層と、この膨張層の外周面側に積層される熱融着層とを備える自己融着性絶縁電線。
  2. 　上記膨張層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する化学発泡剤又は熱膨張性マイクロカプセルとを有する請求項１に記載の自己融着性絶縁電線。
  3. 　上記膨張層の加熱後の平均厚さ膨張率が１．１倍以上５倍以下である請求項１又は請求項２に記載の自己融着性絶縁電線。
  4. 　上記膨張層の加熱後の空隙率が１０％以上８０％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自己融着性絶縁電線。
  5. 　上記熱融着層の平均厚さが５μｍ以上２００μｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自己融着性絶縁電線。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の自己融着性絶縁電線を捲線加工し、膨張層を膨張させて形成されるコイル用電線。
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