WO2019102929A1 - 自己融着性樹脂組成物及び自己融着性絶縁電線 - Google Patents

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WO2019102929A1
WO2019102929A1 PCT/JP2018/042298 JP2018042298W WO2019102929A1 WO 2019102929 A1 WO2019102929 A1 WO 2019102929A1 JP 2018042298 W JP2018042298 W JP 2018042298W WO 2019102929 A1 WO2019102929 A1 WO 2019102929A1
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WO
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self
resin composition
bonding
bonding resin
fusion
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Application number
PCT/JP2018/042298
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English (en)
French (fr)
Inventor
齋藤 秀明
雅晃 山内
吉田 健吾
田村 康
Original Assignee
住友電工ウインテック株式会社
住友電気工業株式会社
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Filing date
Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/08Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08L71/10Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/06Polysulfones; Polyethersulfones
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02Disposition of insulation

Definitions

  • the present invention relates to a self-bonding resin composition and a self-bonding insulated wire.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-226293 filed on Nov. 24, 2017 and Japanese Patent Application No. 2017-226294 filed on Nov. 24, 2017, and is described in the aforementioned Japanese Patent Application. The entire contents of the description are incorporated.
  • a coil used for a motor or the like of an automobile is manufactured by winding an insulated wire around a core and then fixing the insulated wire to the core in order to suppress vibration during use.
  • a process of fixing the insulated wire to the core a process of impregnating a gap in the coil with a varnish is common.
  • a self-bonding insulated wire is an insulated wire provided with a heat bonding layer on the outer peripheral surface side of an insulating layer covering a conductor, and is fused to another adjacent object through the heat bonding layer which melts by heating. Do. However, when the self-bonding insulated wire is used for a high output coil such as a motor of an automobile, the heat bonding layer may be softened by the heat generation of the coil itself.
  • the self-bonding insulating wire of Patent Document 1 uses a self-bonding resin composition containing a phenoxy resin as a main component and having a modulus of 1 MPa to 200 MPa at 200 ° C. after curing treatment for the heat-sealing layer Since the elastic modulus at 200 ° C. of the self-bonding resin composition after the curing process is in an appropriate range, the heat-sealing layer after the curing process maintains the adhesion at high temperature.
  • the self-bonding resin composition according to one aspect of the present invention is a self-bonding resin composition containing a phenoxy resin as a main component, which contains an inorganic filler and has a modulus of 10 MPa at 200 ° C. after curing treatment. It is 200 MPa or less.
  • the self-bonding resin composition according to another aspect of the present invention contains a mixture of phenoxy resin and polyether sulfone as a main component, and the glass transition temperature after curing treatment is 125 ° C. or more and 185 ° C. or less.
  • 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 the self-bonding insulated wire of FIG.
  • the present disclosure has been made based on the above-mentioned circumstances, and is a self-bonding resin composition capable of achieving both processing resistance before curing and heat resistance after curing, and the self-fusion.
  • An object of the present invention is to provide a self-bonding insulating wire using a resin composition as a heat-sealing layer.
  • the self-bonding resin composition according to the aspect of the present disclosure has sufficient flexibility before curing treatment, is excellent in processing resistance, and can exhibit good heat resistance after curing treatment.
  • the self-bonding resin composition according to one aspect of the present invention (hereinafter, also referred to as “self-bonding resin composition (I)”) is a self-bonding resin composition containing a phenoxy resin as a main component And an inorganic filler, and the elastic modulus at 200 ° C. after curing treatment is 10 MPa or more and 200 MPa or less.
  • the self-bonding resin composition (I) is mainly composed of a phenoxy resin excellent in adhesion and contains an inorganic filler. Since the inorganic filler added to the self-bonding resin composition improves the elastic modulus of the self-bonding resin composition, the self-bonding resin composition (I) is cured according to the content of the inorganic filler. The elastic modulus under high temperature after treatment can be suitably controlled. In addition, since the self-bonding resin composition (I) is a phenoxy resin as a main component, and the elastic modulus at 200 ° C.
  • the self-bonding resin composition (I) is excellent in processing resistance before curing treatment, and can exhibit good heat resistance after curing treatment.
  • the main component refers to the component with the highest content, and usually represents a component of 50% by mass or more.
  • the elastic modulus means a storage elastic modulus measured according to JIS-K-0129 (2005) using a dynamic viscoelasticity measuring device.
  • the said self-bonding resin composition (I) can make an elastic modulus into the suitable range, ensuring the fluidity
  • the average particle diameter of the said inorganic filler is 1 micrometer or less. Therefore, the said self-bonding resin composition (I) can disperse
  • the inorganic filler is preferably a silica filler. Since the silica filler is a common material, handling of the material becomes easy in the production of the self-bonding resin composition (I).
  • the elastic modulus at 200 ° C. after curing treatment is preferably 10 MPa or more and 60 MPa or less.
  • the self-bonding resin composition (I) exhibits good fluidity at the time of fusion and shows sufficient adhesion at high temperature after curing treatment .
  • the self-bonding resin composition according to another aspect of the present invention (hereinafter, also referred to as "self-bonding resin composition (II)”) has a mixture of phenoxy resin and polyether sulfone as a main component, and is cured
  • the glass transition temperature after the treatment is 125 ° C. or more and 185 ° C. or less.
  • the present inventors know that the glass transition temperature of this mixture is increased by mixing polyethersulfone with a phenoxy resin which is excellent in processing resistance before curing treatment but has a low glass transition temperature. I got it. Therefore, the inventors of the present invention show excellent fusion bonding property of the self-bonding resin composition containing the mixture as a main component, and can maintain sufficient adhesion even under high temperature after curing treatment.
  • the self-bonding resin composition (II) was found by searching for various conditions.
  • the self-fusion-bonding resin composition (II) exhibits high adhesion at a high temperature after curing because the glass transition temperature after curing is 125 ° C. or higher.
  • the self-bonding resin composition (II) contains a mixture of phenoxy resin and polyether sulfone as a main component, and exhibits sufficient fluidity at the time of fusion. The reason is considered to be that this mixture has a sea-island structure in which polyether sulfone is finely dispersed in phenoxy resin. That is, the said self-bonding resin composition (II) can hold
  • the self-bonding resin composition (II) is excellent in processing resistance before curing treatment, and can exhibit good heat resistance after curing treatment.
  • the content of the said polyether sulfone with respect to 100 mass parts of said phenoxy resins is 10 mass parts or more and 70 mass parts or less.
  • the self-bonding resin composition (II) exhibits good fluidity at the time of fusion and sufficient adhesion at high temperature after curing treatment. Show.
  • a self-bonding insulated wire comprises 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
  • a self-bonding insulating wire comprising a heat bonding layer, wherein the heat bonding layer is composed of the self-bonding resin composition (I) or the self-bonding resin composition (II).
  • the heat-bonding layer of the self-bonding insulated wire is composed of the self-bonding resin composition, and therefore, the processing resistance is excellent.
  • the heat-bonding layer is composed of the above self-bonding resin composition (I)
  • the elastic modulus at high temperature of the heat-bonding layer after curing treatment can be suitably controlled.
  • the self-bonding insulated wire in which the heat-bonding layer is composed of the above-mentioned self-bonding resin composition (II) is heat after curing without impairing the fluidity of the heat-bonding layer at the time of bonding.
  • the adhesion of the fusion layer at high temperature can be maintained.
  • the self-bonding insulated wire exhibits good heat resistance.
  • the heat sealing layer preferably contains a thermally expandable or thermally decomposable foaming agent dispersed in the self-bonding resin composition.
  • the self-fusion-bonding insulated wire exhibits high fusion property because the heat-fusion layer expands at the time of fusion.
  • the self-bonding insulated wire 1 of FIG. 1 comprises a linear metal conductor 2, an insulating layer 3 laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor 2, and heat laminated on the outer peripheral surface side of the insulating layer 3.
  • a fusion layer 4 is provided.
  • the heat sealing layer 4 is made of a self-bonding resin composition described later.
  • the metal conductor 2 is a metal linear body responsible for the electrical conduction of the self-bonding insulated wire 1, and as shown in FIG. 1, is formed circular in a cross-sectional view.
  • the cross-sectional shape of the metal conductor 2 is not limited to a circle, and may be, for example, a rounded rectangle or an oval. Further, the metal conductor 2 may be a single linear body as shown in FIG. 1 or may be a stranded wire body in which a plurality of thin wires are twisted.
  • the metal conductor 2 As a material of the metal conductor 2, for example, a metal such as copper, aluminum, nickel, silver, iron or the like or an alloy thereof is used, but it is preferable to use copper or aluminum from the viewpoint of conductivity and processability.
  • the metal conductor 2 may have a multilayer structure in which a coating made of another metal is laminated on the outer peripheral surface of the linear body made of metal.
  • the average cross-sectional area of the metal conductor 2 As a lower limit of the average cross-sectional area of the metal conductor 2, 0.01 mm 2 is preferable, and 0.1 mm 2 is more preferable. On the other hand, preferably 100 mm 2 as the upper limit of the average cross-sectional area of the metal conductor 2, 50 mm 2 is more preferable. If the average cross-sectional area of the metal conductor 2 does not reach the above lower limit, the electric resistance of the metal conductor 2 may increase, and heat generation may occur when using the self-bonding insulated wire 1. Conversely, when the average cross-sectional area of the metal conductor 2 exceeds the above-mentioned upper limit, the cross-sectional area of the self-bonding insulating wire 1 becomes large, and the coil etc. manufactured using the self-bonding insulating wire 1 becomes large. There is a fear.
  • the average cross-sectional area indicates an average value of cross-sectional areas in any five cross-sectional views.
  • the insulating layer 3 is a covering layer covering the outer periphery of the metal conductor 2 and has an insulating property.
  • the insulating layer 3 is laminated on the outer peripheral surface of the metal conductor 2 in FIG. 1, but may be laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor 2, and another layer may be provided between the metal conductor 2 and the insulating layer 3. May be stacked.
  • the insulating layer 3 is formed of a resin composition containing a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a mixture thereof as a main component.
  • a thermosetting resin for example, polyvinyl formal, thermosetting polyurethane, thermosetting acrylic, epoxy, thermosetting polyester, thermosetting polyester imide, thermosetting polyester amidimide, aromatic polyamide, thermosetting polyamide imide, thermosetting polyimide, etc. Used.
  • thermoplastic resin for example, thermoplastic polyimide, polyphenyl sulfone, polyphenylene sulfide, polyether imide, polyether ether ketone, polyether sulfone and the like are used.
  • a hardening agent may be added to the insulating layer 3 as needed.
  • the lower limit of the average thickness of the insulating layer 3 is preferably 5 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m. On the other hand, as a maximum of average thickness of insulating layer 3, 250 micrometers is preferred and 200 micrometers is more preferred. If the average thickness of the insulating layer 3 is less than the above lower limit, the strength of the insulating layer 3 may be insufficient. Conversely, if the average thickness of the insulating layer 3 exceeds the above upper limit, the space factor of the coil formed of the self-bonding insulated wire 1 may be reduced.
  • the average thickness indicates an average value of any five thicknesses in one cross-sectional view.
  • the insulating layer 3 is formed by applying a solution obtained by dissolving the above-described resin composition in a volatile solvent on the outer peripheral surface of the metal conductor 2 and then evaporating the solvent by heating and curing the resin composition. Be done.
  • the heat sealing layer 4 is an adhesive layer for connecting the self-bonding insulated wire 1 to another adjacent one, and is disposed to cover the outer periphery of the insulating layer 3.
  • the heat sealing layer 4 is laminated on the outer peripheral surface of the insulating layer 3 in FIG. 1, but may be laminated on the outer peripheral surface side of the insulating layer 3, and between the insulating layer 3 and the heat sealing layer 4 Other layers may be laminated on the Moreover, it is preferable that the heat sealing layer 4 constitutes the outermost layer of the self-bonding insulated wire 1.
  • the lower limit of the average thickness of the thermal bonding layer 4 is preferably 10 ⁇ m, more preferably 15 ⁇ m, and still more preferably 20 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the thermal bonding layer 4 is preferably 150 ⁇ m, more preferably 125 ⁇ m, and still more preferably 100 ⁇ m. If the average thickness of the heat-bonding layer 4 is less than the above-mentioned lower limit, the adhesion between the self-bonding insulated wire 1 and other adjacent members may be insufficient. Conversely, if the average thickness of the heat-bonding layer 4 exceeds the upper limit, the space factor of the coil formed of the self-bonding insulated wire 1 may be reduced.
  • the heat sealing layer 4 is formed of a melt obtained by dissolving the raw material of the self-bonding resin composition (I) or the self-bonding resin composition (II) described later in a volatile solvent as the outer periphery of the insulating layer 3 After applying to a surface, it is formed by evaporating the solvent by heating and fixing the self-bonding resin composition in a dry state. That is, the heat-bonding layer 4 is made of the self-bonding resin composition (I) or the self-bonding resin composition (II) which is before curing treatment and in which the solvent is volatilized.
  • the self-bonding resin composition (I) contains phenoxy resin as a main component.
  • phenoxy resin for example, a bisphenol A phenoxy resin, a bisphenol S phenoxy resin, a bisphenol F phenoxy resin, a modified phenoxy resin, a copolymer of these, or the like is used.
  • phenoxy resins structural units derived from bisphenol A type epoxy from the viewpoint of processing resistance before curing treatment and the height of fluidity and adhesion at high temperature after curing treatment and Those having a structural unit derived from bisphenol S-type phenoxy are preferable.
  • the lower limit of the content of the phenoxy resin in the self-bonding resin composition (I) is preferably 50% by mass, more preferably 55% by mass, and still more preferably 60% by mass.
  • an upper limit of content of the phenoxy resin in self-bonding resin composition (I) 95 mass% is preferable, 90 mass% is more preferable, and 85 mass% is more preferable.
  • the content is less than the above lower limit, there is a possibility that the process resistance before the curing treatment becomes insufficient. More specifically, the flowability of the self-bonding resin composition (I) at the time of fusion may be insufficient.
  • the content exceeds the above upper limit the heat resistance at high temperatures may be insufficient. More specifically, due to the content of the phenoxy resin having a low glass transition temperature being too large, the self-bonding resin composition (I) after curing may be softened at high temperature.
  • the self-bonding resin composition (I) contains an inorganic filler.
  • an inorganic filler for example, silica, alumina, talc or the like is used.
  • the inorganic filler is preferably a silica filler.
  • the inorganic filler is more preferably a nanosilica filler.
  • an inorganic filler to 100 mass parts of phenoxy resin As a minimum of content of an inorganic filler to 100 mass parts of phenoxy resin, 5 mass parts is preferred, 10 mass parts is more preferred, and 15 mass parts is still more preferred. On the other hand, as an upper limit of content of an inorganic filler to 100 mass parts of phenoxy resin, 50 mass parts is preferred, 45 mass parts is more preferred, and 40 mass parts is still more preferred. If the content is less than the above lower limit, the heat resistance at high temperature may be insufficient. More specifically, the elastic modulus at high temperature of the self-bonding resin composition (I) after the curing treatment is not sufficiently improved, and the high temperature of the self-bonding resin composition (I) after the curing treatment is There is a risk that the adhesion below will be insufficient.
  • the content exceeds the upper limit there is a possibility that the processability before the curing treatment may be reduced. More specifically, the flexibility of the self-bonding resin composition (I) may be insufficient, and the self-bonding resin composition (I) at the time of fusion does not flow and Wearability may be insufficient.
  • the average particle diameter of the inorganic filler is preferably as small as possible from the viewpoint of uniform dispersibility in the phenoxy resin, and is more than 0 ⁇ m.
  • the upper limit of the average particle diameter of the inorganic filler is preferably 5 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m, and still more preferably 0.5 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the inorganic filler exceeds the above upper limit, the inorganic filler may not be uniformly dispersed in the phenoxy resin.
  • the average particle diameter refers to, for example, a volume average particle diameter (D50) determined by a particle size distribution measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus.
  • the self-bonding resin composition (I) may contain a curing agent.
  • a thermosetting curing agent or a latent curing agent is preferable.
  • a thermosetting compound such as an epoxy compound, cyanate resin, ester imide resin, phenol resin, urethane resin, unsaturated ester resin, urea resin, imide resin, or a combination thereof is used.
  • polyfunctional epoxy compounds are preferable from the viewpoint of improving the heat resistance under high temperature and from the viewpoint of improving the modulus of elasticity of the self-bonding resin composition (I) after curing treatment under high temperature .
  • the polyfunctional epoxy compound refers to a compound having three or more epoxy groups in one molecule.
  • the polyfunctional epoxy compounds include, for example, three or four phenol novolac epoxy resins, cresol novolac epoxy resins, triphenylmethane epoxy resins, diphenyl sulfone epoxy resins, triazine ring epoxy resins, etc. in one molecule.
  • An epoxy compound having an epoxy group is used.
  • the self-bonding insulated wire 1 provided with the heat bonding layer 4 made of the self-bonding resin composition (I) is processed into, for example, a coil, a wire harness or the like. A hardening process is given to the coil after processing, a wire harness, etc.
  • the curing treatment is a heat treatment for curing the self-fusion-bonding resin composition (I) constituting the heat-fusion layer 4 in a state in which it is fused to another adjacent material. By this heat treatment, the heat fusion layer 4 of the self-bonding insulating wire 1 is fixed to the core of the coil, or the heat bonding layers 4 of the plurality of self-bonding insulating wires 1 are fixed. it can.
  • the lower limit of the elastic modulus at 200 ° C. after curing treatment of the self-bonding resin composition (I) is preferably 10 MPa, more preferably 15 MPa, and still more preferably 20 MPa.
  • 200MPa is preferred, 60MPa is more preferred, and 40MPa is still more preferred.
  • the elastic modulus is less than the lower limit, the heat resistance at high temperature may be insufficient. More specifically, there is a possibility that the adhesion at high temperature of the self-bonding resin composition after curing treatment may be insufficient.
  • the above elastic modulus exceeds the above upper limit, the resin becomes too hard and there is a possibility that the process resistance before the curing treatment becomes insufficient. More specifically, the flowability of the self-bonding resin composition at the time of bonding may be insufficient.
  • the said self-bonding resin composition (I) is excellent in process resistance before hardening treatment, and can exhibit favorable heat resistance after hardening treatment. More specifically, since the self-bonding resin composition (I) contains an inorganic filler which is mainly composed of a phenoxy resin excellent in adhesion and improves the elastic modulus, the inorganic filler is contained. By the amount, the elastic modulus at high temperature after the curing treatment can be suitably controlled. Further, since the inorganic filler is dispersed in a phenoxy resin having a low glass transition temperature, the self-bonding resin composition (I) ensures sufficient fluidity even when curing is performed at a low temperature. can do.
  • the self-bonding resin composition (I) does not need to be fused at a high temperature, and can prevent an adjacent object to be fused at the time of fusion from being damaged by high heat.
  • the self-bonding resin composition (I) is a phenoxy resin as a main component, and the elastic modulus at 200 ° C. after curing treatment is 10 MPa or more and 200 MPa or less, the flowability during fusion is impaired. It is possible to maintain the adhesion at high temperatures.
  • the heat-bonding layer 4 of the self-bonding insulated wire 1 is composed of the self-bonding resin composition (I), so it is excellent in processing resistance and elastic at high temperature after curing treatment.
  • the rate can be suitably controlled.
  • the elastic modulus at 200 ° C. after curing treatment of heat fusion layer 4 is 10 MPa or more and 200 MPa or less, the flowability of heat fusion layer 4 at the time of fusion is impaired. It is possible to maintain the adhesion of the heat-bonding layer 4 under high temperature after the curing process. Thus, the self-bonding insulated wire 1 exhibits good heat resistance.
  • the self-bonding resin composition (II) is mainly composed of a mixture of phenoxy resin and polyether sulfone.
  • the lower limit of the content of the mixture in the self-bonding resin composition is preferably 50% by mass, more preferably 55% by mass, and still more preferably 60% by mass.
  • the upper limit of the content of the mixture in the self-bonding resin composition (II) may be 100% by mass, but as the upper limit, 90% by mass is preferable, and 85% by mass is more preferable. If the content is less than the above lower limit, there is a possibility that the process resistance before the curing treatment becomes insufficient.
  • the content of polyether sulfone to 100 mass parts of phenoxy resin As a minimum of content of polyether sulfone to 100 mass parts of phenoxy resin, 10 mass parts is preferred, 20 mass parts is more preferred, and 30 mass parts is still more preferred. On the other hand, as an upper limit of the above-mentioned content, 70 mass parts is preferred, 60 mass parts is more preferred, and 50 mass parts is still more preferred.
  • the content is less than the above lower limit, the glass transition temperature of the self-bonding resin composition (II) after curing treatment does not sufficiently increase, and the self-bonding resin composition (II) after curing treatment The adhesion at high temperatures may be insufficient. Conversely, if the content exceeds the above upper limit, the flexibility of the self-bonding resin composition (II) may be insufficient, and the self-bonding resin composition at the time of fusion (II) ) May be insufficient.
  • the phenoxy resin contains, in the same or different polymer, a polymer component having a first structural unit derived from bisphenol S-type phenoxy and a second structural unit derived from bisphenol-type epoxy other than the first structural unit ing.
  • the second structural unit include structural units derived from bisphenol A phenoxy, bisphenol F phenoxy, and modified phenoxy.
  • the lower limit of the content ratio of the first structural unit to the total of the first structural unit and the second structural unit in the polymer component is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, and still more preferably 30 mol%.
  • the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 80 mol%, and still more preferably 70 mol%.
  • the self-bonding resin composition (II) may contain a curing agent.
  • a thermosetting curing agent or a latent curing agent is preferable.
  • a thermosetting compound such as an epoxy compound, cyanate resin, ester imide resin, phenol resin, urethane resin, unsaturated ester resin, urea resin, imide resin, or a combination thereof is used.
  • polyfunctional epoxy compounds are preferable from the viewpoint of improving the elastic modulus at high temperature of the self-bonding resin composition (II) after the curing treatment.
  • the polyfunctional epoxy compound refers to a compound having three or more epoxy groups in one molecule.
  • the polyfunctional epoxy compounds include, for example, three or four phenol novolac epoxy resins, cresol novolac epoxy resins, triphenylmethane epoxy resins, diphenyl sulfone epoxy resins, triazine ring epoxy resins, etc. in one molecule.
  • An epoxy compound having an epoxy group is used.
  • the self-bonding insulated wire 1 provided with the heat bonding layer 4 made of the self-bonding resin composition (II) is processed into, for example, a coil, a wire harness or the like. A hardening process is given to the coil after processing, a wire harness, etc.
  • the curing treatment is a heat treatment for curing the self-fusion-bonding resin composition (II) constituting the heat-fusion layer 4 in a state in which it is fused to another adjacent material. By this heat treatment, the heat fusion layer 4 of the self-bonding insulating wire 1 is fixed to the core of the coil, or the heat bonding layers 4 of the plurality of self-bonding insulating wires 1 are fixed. it can.
  • glass transition temperature before hardening treatment of self-fusion-bonding resin composition (II) 100 ° C is preferred, 105 ° C is more preferred, and 110 ° C is still more preferred.
  • an upper limit of the above-mentioned glass transition temperature 165 ° C is preferred, 160 ° C is more preferred, and 155 ° C is still more preferred. If the glass transition temperature is less than the above lower limit, the glass may flow too much during the curing treatment and may not be able to maintain a predetermined shape. In addition, there is a possibility that the adhesion of the self-bonding resin composition (II) after curing treatment at high temperature may be insufficient.
  • the glass transition temperature exceeds the above upper limit, the coating and drying process on the conductor may not be sufficiently wet with the underlying conductor or the resin film, and the adhesion may be insufficient.
  • the flexibility of the self-bonding resin composition (II) before curing treatment and the fluidity of the self-bonding resin composition (II) at the time of fusion may be insufficient.
  • glass transition temperature after hardening treatment of self-fusion-bonding resin composition (II) As a minimum of glass transition temperature after hardening treatment of self-fusion-bonding resin composition (II), 125 ° C is preferred, 130 ° C is more preferred, and 135 ° C is still more preferred. On the other hand, as an upper limit of the above-mentioned glass transition temperature, 185 ° C is preferred, 180 ° C is more preferred, and 175 ° C is still more preferred. If the glass transition temperature is less than the above lower limit, the adhesion at high temperature of the self-bonding resin composition (II) after curing treatment may be insufficient. Conversely, when the glass transition temperature exceeds the above upper limit, the flexibility of the self-bonding resin composition (II) after curing treatment and the fluidity of the self-bonding resin composition (II) at the time of fusion May be insufficient.
  • the self-bonding resin composition (II) is excellent in processability before curing treatment and can exhibit good heat resistance after curing treatment. More specifically, since the glass transition temperature after the curing treatment is 125 ° C. or more, the self-bonding resin composition (II) exhibits high adhesion at high temperatures after the curing treatment.
  • the self-bonding resin composition (II) contains a mixture of phenoxy resin and polyether sulfone as a main component, and exhibits sufficient fluidity at the time of fusion. For this reason, the said self-bonding resin composition (II) can hold
  • the self-bonding resin composition (II) exhibits good fluidity at the time of fusion and It shows sufficient adhesion at high temperature after curing treatment.
  • the self-bonding resin composition (II) is after curing treatment
  • the glass transition temperature can be suitably raised.
  • the heat-bonding layer 4 of the self-bonding insulating electric wire 1 is composed of the self-bonding resin composition (II), so it is excellent in processing resistance and the heat-bonding layer 4 at the time of bonding.
  • the adhesion of the heat-sealable layer 4 at high temperature after the curing treatment can be maintained without impairing the flowability of the Thus, the self-bonding insulated wire 1 exhibits good heat resistance.
  • the heat-bonding layer 4 of the self-bonding insulated wire 1 contains a phenoxy resin as a main component, and the self-bonding resin composition (I) containing an inorganic filler or phenoxy resin and polyether sulfone
  • the composition comprising the self-bonding resin composition (II) containing the mixture as a main component has been described, the heat-bonding layer is the one in the self-bonding resin composition (I) or the self-bonding resin A thermally expandable or pyrolyzable foaming agent dispersed in the composition (II) may be included. That is, as shown in FIG.
  • the self-bonding insulated wire 10 includes the linear metal conductor 2, the insulating layer 3 laminated on the outer peripheral surface side of the metal conductor 2, and the outer peripheral surface of the insulating layer 3.
  • the heat fusion layer 14 may be configured to include a thermally expandable or thermally decomposable foaming agent 16 dispersed in the self-fusion resin composition 15 with the heat fusion layer 14 laminated on the side.
  • the foaming agent 16 for example, a chemical foaming agent, thermally expandable microcapsules, or thermally decomposable particles are used.
  • the self-bonding insulated wire may further include the heat sealing layer 4 on the outer peripheral surface side of the heat sealing layer 14.
  • the self-bonding insulated wire is fixed to the other adjacent member through the heat bonding layer 4 having higher strength than the heat bonding layer 14, so the self-bonding insulated wire The adhesion between the two and other neighbors is improved.
  • Phenoxy resin As monomers of bisphenols used for synthesis of phenoxy resin, bisphenol S phenoxy, bisphenol A phenoxy and bisphenol F phenoxy were adopted. In addition, in Table 1, these are displayed as bis S, bis A, and bis F, respectively, and the composition ratio is shown so that the sum total of these may be set to 100.
  • Inorganic filler As the inorganic filler, a nano silica filler having an average particle diameter of 0.03 ⁇ m was used.
  • a polyfunctional epoxy compound As a curing agent, a polyfunctional epoxy compound was used.
  • polyfunctional epoxy compounds “YDCN-704” ( ⁇ -cresol novolac-type polyfunctional epoxy resin) of Nippon Steel Sumikin Chemical Co., Ltd., “jER1031S” (quaternary epoxy resin) of Mitsubishi Chemical Corporation, and “TEPIC of Nissan Chemical Co., Ltd.” “PAS” (trifunctional triazine ring-containing modified epoxy) was used.
  • Foaming agent As a foaming agent, a thermally degradable chemical foaming agent (azodicarbonamide) was used.
  • the dry self-fusion resin composition is cured by heating for 30 minutes under conditions of 180 ° C. to 220 ° C., and the elasticity of the self-fusion resin composition after curing treatment at 200 ° C. The rate was measured.
  • the elastic modulus at 200 ° C. of the self-bonding resin composition is measured by a dynamic viscoelasticity measurement (DMA) tensile mode in accordance with JIS-K-0129 (2005) using a dynamic viscoelasticity measurement apparatus. It was measured.
  • DMA dynamic viscoelasticity measurement
  • the maximum shear stress of the self-bonding resin composition at 200 ° C. was measured as follows. First, the varnish was heated in a state of being applied between two parallel metal plates, and a self-fusion resin composition in a dry state was obtained between the two parallel metal plates. The dry self-bonding resin composition was cured by heating for 30 minutes under conditions of 180 ° C. or more and 220 ° C. or less to prepare a sample in which two metal plates were adhered. And the shear test was implemented under 200 degreeC using the produced sample, and the maximum shear force of the self-bonding resin composition after hardening processing was measured. Finally, the maximum shear stress was calculated based on this measured value and the adhesion area of the self-bonding resin composition and the metal plate.
  • a self-bonding insulated wire was manufactured by sequentially laminating an insulating layer with an average thickness of 40 ⁇ m and a thermal bonding layer with an average thickness of 40 ⁇ m on the outer peripheral surface of a copper wire with a diameter of 1.0 mm. Polyester imide was used for the formation material of the insulating layer. Moreover, the self-bonding resin composition of the dry state which comprises a heat sealing
  • the self-bonding insulating wire is wound 30 times around a cylinder having a diameter three times the diameter of the self-bonding insulating wire, and whether or not a crack occurs in the heat-sealing layer The method to confirm was adopted.
  • A indicates that no cracking occurred in the heat seal layer, and “-” indicates that the test was not performed.
  • No. 1 to No. As shown in Table 1, in the self-bonding resin composition of No. 8, the content of nano silica filler is 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of phenoxy resin, and the elastic modulus at 200 ° C. is 10 MPa. It is in the range of 60 MPa or less. No. 1 to No.
  • the self-bonding resin composition of No. 8 had a maximum shear stress at 200 ° C. of 0.5 MPa or more, and it was confirmed that cracking did not occur even in a flexibility test. That is, no. 1 to No.
  • the self-bonding resin composition of No. 8 exhibits sufficient adhesion at 200.degree.
  • the self-fusion-bonding resin composition of No. 8 is excellent in process resistance before curing treatment and exhibits good heat resistance after curing treatment, and these self-fusion-bonding resin compositions are heat-fused layer It can be said that the self-bonding insulated wire used in the above shows good heat resistance.
  • self-bonding resin composition No. 11 self-bonding resin composition is an example which does not contain a nano silica filler.
  • No. 9 self-bonding resin composition 11 The self-bonding resin composition of No. 11 had a maximum shear stress at 200 ° C. of 0.3 MPa or less, and it was confirmed that the adhesion strength at 200 ° C. was not sufficient.
  • the self-bonding resin composition of 10 is an example in which the content of the nanosilica filler is more than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenoxy resin.
  • the self-fusion-bonding resin composition of No. 10 did not flow sufficiently at the time of curing, and therefore the maximum shear stress measurement test could not be performed. That is, no. It was confirmed that the self-bonding resin composition of No. 10 had insufficient fluidity at the time of bonding.
  • Phenoxy resin As monomers of bisphenols used for synthesis of phenoxy resin, bisphenol S phenoxy, bisphenol A phenoxy and bisphenol F phenoxy were adopted. In addition, in Table 2, these are displayed as bis S, bis A, and bis F, respectively, and the composition ratio is shown so that the sum total of these may be set to 100.
  • Polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU) and polyphenylsulfone (PPSU) were used as sulfones to be mixed with phenoxy resin.
  • PES polyethersulfone
  • PSU polysulfone
  • PPSU polyphenylsulfone
  • the polyether sulfone "Sumika Excel 5003 PS” of Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used.
  • polysulfone Solvay "U-Dell P-3500” was used.
  • polyphenyl sulfone Solvay "Radel R-5000” was used.
  • a polyfunctional epoxy compound As a curing agent, a polyfunctional epoxy compound was used.
  • polyfunctional epoxy compounds “YDCN-704” ( ⁇ -cresol novolac-type polyfunctional epoxy resin) of Nippon Steel Sumikin Chemical Co., Ltd., “jER1031S” (quaternary epoxy resin) of Mitsubishi Chemical Corporation, and “TEPIC of Nissan Chemical Co., Ltd.” “PAS” (trifunctional triazine ring-containing modified epoxy) was used.
  • Foaming agent As a foaming agent, a thermally degradable chemical foaming agent (azodicarbonamide) was used.
  • the elastic modulus of the dry self-bonding resin composition was measured, and the glass transition temperature of the self-bonding resin composition before curing treatment was determined from the measurement results.
  • a curing treatment was performed by heating for 30 minutes under conditions of 180 ° C. or more and 220 ° C. or less.
  • the elastic modulus of the self-bonding resin composition after curing treatment was measured, and the glass transition temperature of the self-bonding resin composition was determined from the measurement results.
  • the elastic modulus of the self-bonding resin composition was measured by a dynamic viscoelasticity measurement (DMA) tensile mode using a dynamic viscoelasticity measurement apparatus in accordance with JIS-K-0129 (2005).
  • the glass transition temperature of the self-bonding resin composition was determined from the inflection point of the elastic modulus obtained by the measurement.
  • the maximum shear stress of the self-bonding resin composition at 200 ° C. was measured as follows. First, the varnish was heated in a state of being applied between two parallel metal plates, and a self-fusion resin composition in a dry state was obtained between the two parallel metal plates. The dry self-bonding resin composition was cured by heating for 30 minutes under conditions of 180 ° C. or more and 220 ° C. or less to prepare a sample in which two metal plates were adhered. And the shear test was implemented under 200 degreeC using the produced sample, and the maximum shear force of the self-bonding resin composition after hardening processing was measured. Finally, the maximum shear stress was calculated based on this measured value and the adhesion area of the self-bonding resin composition and the metal plate.
  • a self-bonding insulated wire was manufactured by sequentially laminating an insulating layer with an average thickness of 40 ⁇ m and a thermal bonding layer with an average thickness of 40 ⁇ m on the outer peripheral surface of a copper wire with a diameter of 1.0 mm. Polyester imide was used for the formation material of the insulating layer. Moreover, the self-bonding resin composition of the dry state which comprises a heat sealing
  • the self-bonding insulating wire is wound 30 times around a cylinder having a diameter three times the diameter of the self-bonding insulating wire, and whether or not a crack occurs in the heat-sealing layer The method to confirm was adopted.
  • A indicates that cracking did not occur in the heat sealing layer
  • B indicates that cracking in the heat sealing layer indicates B
  • "-" indicates that the test was not performed.
  • the 19 self-bonding resin composition has a polyether sulfone content of 10 parts by mass to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenoxy resin, and is a glass before curing treatment
  • the transition temperature is in the range of 100 ° C. to 165 ° C.
  • the glass transition temperature after the curing treatment is in the range of 125 ° C. to 185 ° C.
  • No. 12 to No. The 19 self-bonding resin composition was confirmed to have a maximum shear stress of 1.0 MPa or more at 200 ° C., and no cracking occurred even in the flexibility test. That is, no. 12 to No.
  • the self-fusion bonding resin composition of No. 19 is excellent in process resistance before curing treatment and exhibits good heat resistance after curing treatment, and these self-fusion bonding resin compositions are heat-fused layer It can be said that the self-bonding insulated wire used in the above shows good heat resistance.
  • No. 20-No. No. 22 self-bonding resin composition is an example which does not contain polyether sulfone.
  • the self-bonding resin composition of No. 23 is an example in which the content of polyether sulfone is less than 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of phenoxy resin. No. 1 having a glass transition temperature of less than 125 ° C. after curing treatment. 20-No. It was confirmed that the self-bonding resin composition of No. 23 had a maximum shear stress at 200 ° C. of not more than 0.6 MPa, and the adhesion at 200 ° C. was not sufficient.
  • the self-bonding resin composition of 25 is an example in which the content of polyether sulfone is more than 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of phenoxy resin, the glass transition temperature before the hardening treatment is more than 165 ° C., and after the hardening treatment Has a glass transition temperature above 185 ° C. No. 24 to No.
  • the 25 self-bonding resin compositions were confirmed to generate cracks in the heat sealing layer in the flexibility test. Also, no. No. 25 self-bonding resin composition did not flow sufficiently at the time of curing and did not adhere to the metal plate, so that the maximum shear stress measurement test could not be performed. Therefore, no. 24 to No. It can be said that the self-bonding resin composition 25 is insufficient in flexibility and fluidity at the time of fusion.
  • No. No. 26 is an example in which polysulfone is mixed with phenoxy resin.
  • the self-bonding resin composition of 27 is an example in which polyphenyl sulfone is mixed with phenoxy resin. It is believed that polysulfone and polyphenylsulfone do not form a finely dispersed sea-island structure in phenoxy resin. No. 26 to No. Although the self-bonding resin composition of No. 27 had a maximum shear stress of 1.2 MPa at 200 ° C., it was confirmed in the flexibility test that a crack occurs in the heat-sealing layer.
  • No. No. 28 self-bonding resin composition is an example which made bisphenol S type phenoxy less than 10 mol% about the monomer of bisphenols used for the synthesis
  • the self-bonding resin composition of 29 is an example in which the content of bisphenol S-type phenoxy is more than 90 mol% for this monomer. No. It was confirmed that the self-bonding resin composition of No. 28 had a maximum shear stress at 200 ° C. of 0.7 MPa, and that the adhesion at 200 ° C. was not sufficient. Also, no. The self-bonding resin composition of No. 29 did not flow sufficiently at the time of curing and did not adhere to the metal plate, so that the maximum shear stress measurement test could not be performed.

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Abstract

本発明の一態様に係る自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂を主成分とする自己融着性樹脂組成物であって、無機フィラーを含み、硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下である。

Description

自己融着性樹脂組成物及び自己融着性絶縁電線
 本発明は、自己融着性樹脂組成物及び自己融着性絶縁電線に関する。
 本出願は、2017年11月24日出願の日本出願第2017-226293号及び2017年11月24日出願の日本出願第2017-226294号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
 自動車のモーター等に用いられるコイルは、使用時の振動を抑制するために、コアに絶縁電線を巻き付けた後、コアに対して絶縁電線を固定することにより製造される。コアに対して絶縁電線を固定する処理としては、コイル内の隙間にワニスを含浸させる処理が一般的である。
 コイル内の隙間にワニスを含浸させる処理は、多くの作業工程を必要とするだけでなく、ワニスに含まれる溶剤の揮発により作業環境を悪化させる。そこで、このワニスを含浸させる処理を省くことが可能な絶縁電線として、自己融着性絶縁電線が開発されている。
 自己融着性絶縁電線は、導体を被覆する絶縁層の外周面側に熱融着層を備えている絶縁電線であり、加熱により融解する熱融着層を介して他の隣接物に融着する。ところが、自己融着性絶縁電線は、自動車のモーター等の高出力のコイルに用いられると、コイル自体の発熱によって熱融着層が軟化する可能性がある。
 そこで、高温下における固着力の優れた熱融着層を備える自己融着性絶縁電線が提案されている(特許文献1)。特許文献1の自己融着性絶縁電線は、フェノキシ樹脂を主成分とし、硬化処理後の200℃における弾性率が1MPa以上200MPa以下である自己融着性樹脂組成物を熱融着層に用いるものであり、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物の200℃での弾性率が適切な範囲内にあることで、硬化処理後の熱融着層が高温下での固着力を保持する。
特開2017-128667号公報
 本発明の一態様に係る自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂を主成分とする自己融着性樹脂組成物であって、無機フィラーを含み、硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下である。
 本発明の別の態様に係る自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分とし、硬化処理後のガラス転移温度が、125℃以上185℃以下である。
図1は、本発明の一実施形態に係る自己融着性絶縁電線を示す模式的断面図である。 図2は、図1の自己融着性絶縁電線とは異なる実施形態に係る自己融着性絶縁電線を示す模式的断面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
 特許文献1に記載された自己融着性樹脂組成物は、硬化処理前の状態での耐加工性と硬化後の耐熱性を好適に制御することは困難である。
 本開示は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、硬化処理前の状態での耐加工性と硬化後の耐熱性を両立できる自己融着性樹脂組成物及びこの自己融着性樹脂組成物を熱融着層に用いる自己融着性絶縁電線を提供することを目的とする。
[本開示の効果]
 本開示の態様に係る自己融着性樹脂組成物は、硬化処理前は十分な可撓性を有し、耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮することができる。
[本発明の実施形態の説明]
 最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
 本発明の一態様に係る自己融着性樹脂組成物(以下、「自己融着性樹脂組成物(I)」ともいう)は、フェノキシ樹脂を主成分とする自己融着性樹脂組成物であって、無機フィラーを含み、硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下である。
 本発明者らは、鋭意検討の結果、自己融着性樹脂組成物に無機フィラーが添加されることで自己融着性樹脂組成物の弾性率が向上することを知得した。当該自己融着性樹脂組成物(I)は、融着性に優れたフェノキシ樹脂を主成分とし、かつ無機フィラーを含んでいる。自己融着性樹脂組成物に添加される無機フィラーは、自己融着性樹脂組成物の弾性率を向上させるので、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、無機フィラーの含有量により硬化処理後の高温下での弾性率を好適に制御できる。また、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、主成分がフェノキシ樹脂であり、硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下であるので、融着時の流動性を損なうことなく硬化処理後の高温下での固着力を保持できる。このように、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、硬化処理前は耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮することができる。ここで、主成分とは、最も含有量の多い成分を示し、通常50質量%以上の成分を示す。また、弾性率とは、動的粘弾性測定装置を用い、JIS-K-0129(2005)に準拠して測定される貯蔵弾性率を示す。
 上記フェノキシ樹脂100質量部に対する上記無機フィラーの含有量が5質量部以上50質量部以下であるとよい。これにより、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、融着時の流動性を確保しつつ弾性率を好適な範囲内とすることができる。
 上記無機フィラーの平均粒径が1μm以下であるとよい。これにより、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、無機フィラーを適切に分散させることができる。
 上記無機フィラーがシリカフィラーであるとよい。シリカフィラーは、一般的な材料であるので、当該自己融着性樹脂組成物(I)の製造において材料の取り扱いが容易となる。
 硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上60MPa以下であるとよい。高温下での弾性率がこの範囲内であると、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、融着時に良好な流動性を示しかつ硬化処理後の高温下において十分な固着力を示す。
 本発明の別の態様に係る自己融着性樹脂組成物(以下、「自己融着性樹脂組成物(II)」ともいう)は、フェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分とし、硬化処理後のガラス転移温度が、125℃以上185℃以下である。
 本発明者らは、鋭意検討の結果、硬化処理前の耐加工性には優れるがガラス転移温度が低いフェノキシ樹脂にポリエーテルスルホンを混合することでこの混合物のガラス転移温度が上昇することを知得した。そこで、本発明者らは、この混合物を主成分とする自己融着性樹脂組成物について、優れた融着性を示し、硬化処理後の高温下においても十分な固着力を保持することが可能な条件を探索することにより当該自己融着性樹脂組成物(II)を見出した。
 当該自己融着性樹脂組成物(II)は、硬化処理後のガラス転移温度が、125℃以上であるので、硬化処理後の高温下において高い固着力を示す。また、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、フェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分としており、融着時に十分な流動性を示す。この理由としては、この混合物がフェノキシ樹脂にポリエーテルスルホンを微分散した海島構造を持つためと考えられる。つまり、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、融着時の流動性を損なうことなく硬化処理後の高温下での固着力を保持できる。このように、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、硬化処理前は耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮することができる。
 上記フェノキシ樹脂100質量部に対する上記ポリエーテルスルホンの含有量が10質量部以上70質量部以下であるとよい。ポリエーテルスルホンの含有量が適切な範囲内であると、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、融着時に良好な流動性を示しかつ硬化処理後の高温下において十分な固着力を示す。
 上記フェノキシ樹脂が、同一又は異なる重合体中に、ビスフェノールS型フェノキシに由来する第1構造単位と、上記第1構造単位以外のビスフェノール型エポキシに由来する第2構造単位とを有する重合体成分を含有し、上記重合体成分における上記第1構造単位及び上記第2構造単位の合計に対する上記第1構造単位の含有割合が10モル%以上90モル%以下であるとよい。フェノキシ樹脂に含まれる重合体成分中のビスフェノールS型フェノキシに由来する構造単位の含有割合が適切な範囲内であると、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、硬化処理後のガラス転移温度を好適に上昇させることができる。
 本発明のさらに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、上記自己融着性樹脂組成物(I)又は自己融着性樹脂組成物(II)から構成される。
 当該自己融着性絶縁電線は、熱融着層が上記自己融着性樹脂組成物から構成されるので、耐加工性に優れる。加えて、熱融着層が上記自己融着性樹脂組成物(I)から構成される場合には、硬化処理後の熱融着層の高温下での弾性率を好適に制御できる。また、熱融着層が上記自己融着性樹脂組成物(I)から構成される自己融着性絶縁電線は、硬化処理後の熱融着層の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下であるので、融着時の熱融着層の流動性を損なうことなく硬化処理後の熱融着層の高温下での固着力を保持できる。また、熱融着層が上記自己融着性樹脂組成物(II)から構成される自己融着性絶縁電線は、融着時の熱融着層の流動性を損なうことなく硬化処理後の熱融着層の高温下での固着力を保持できる。このように、当該自己融着性絶縁電線は良好な耐熱性を示す。
 上記熱融着層が、上記自己融着性樹脂組成物中に分散する熱膨張性又は熱分解性の発泡剤を含むとよい。当該自己融着性絶縁電線は、融着時に熱融着層が膨張するので、高い融着性を示す。
[本発明の実施形態の詳細]
 以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る自己融着性樹脂組成物及び自己融着性絶縁電線を説明する。
[自己融着性絶縁電線]
 図1の自己融着性絶縁電線1は、線状の金属導体2と、この金属導体2の外周面側に積層される絶縁層3と、この絶縁層3の外周面側に積層される熱融着層4とを備えている。また、熱融着層4は、後述する自己融着性樹脂組成物から構成されている。
<金属導体>
 金属導体2は、自己融着性絶縁電線1の電気伝導を担う金属製の線状体であり、図1に示すように、横断面視で円形に形成されている。金属導体2の断面形状は、円形に限定されず、例えば角丸長方形であってもよいし、楕円形であってもよい。また、金属導体2は、図1に示すような1つの線状体であってもよいし、複数の細線を撚り合わせた撚り線体であってもよい。
 金属導体2の材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、銀、鉄等の金属又はこれらの合金が用いられるが、導電性及び加工性の観点から、銅又はアルミニウムが用いられると好ましい。また、金属導体2は、金属製の線状体の外周面に他の金属製の被膜を積層した多層構造を有していてもよい。
 金属導体2の平均断面積の下限としては、0.01mmが好ましく、0.1mmがより好ましい。一方、金属導体2の平均断面積の上限としては100mmが好ましく、50mmがより好ましい。金属導体2の平均断面積が上記下限に満たないと、金属導体2の電気抵抗が増大し、自己融着性絶縁電線1の使用時における発熱が大きくなるおそれがある。逆に、金属導体2の平均断面積が上記上限を超えると、自己融着性絶縁電線1の断面積が大きくなり、自己融着性絶縁電線1を用いて製造されるコイル等が大型化するおそれがある。ここで、平均断面積とは、任意の5つの横断面視における断面積の平均値を示す。
<絶縁層>
 絶縁層3は、金属導体2の外周を覆う被覆層であり、絶縁性を有している。絶縁層3は、図1では金属導体2の外周面に積層されているが、金属導体2の外周面側に積層されていればよく、金属導体2と絶縁層3との間に他の層が積層されていてもよい。
 絶縁層3は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はこれらの混合物を主成分とする樹脂組成物で形成されている。熱硬化性樹脂としては、例えばポリビニルホルマール、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が用いられる。また、熱可塑性樹脂としては、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が用いられる。なお、絶縁層3には、必要に応じて硬化剤が添加されてもよい。
 絶縁層3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3の平均厚さの上限としては、250μmが好ましく、200μmがより好ましい。絶縁層3の平均厚さが上記下限に満たないと、絶縁層3の強度が不足するおそれがある。逆に、絶縁層3の平均厚さが上記上限を超えると、自己融着性絶縁電線1で形成されるコイルの占積率が低下するおそれがある。ここで、平均厚さとは、1つの横断面視における任意の5か所の厚さの平均値を示す。
 絶縁層3は、揮発性の溶剤中に上述の樹脂組成物を溶解させた溶解物を金属導体2の外周面に塗布した後、加熱によって溶剤を揮発させるとともに樹脂組成物を硬化させることにより形成される。
<熱融着層>
 熱融着層4は、自己融着性絶縁電線1を他の隣接物に接続するための接着層であり、絶縁層3の外周を覆うように配設されている。熱融着層4は、図1では絶縁層3の外周面に積層されているが、絶縁層3の外周面側に積層されていればよく、絶縁層3と熱融着層4との間に他の層が積層されていてもよい。また、熱融着層4は、自己融着性絶縁電線1の最外層を構成していると好ましい。
 熱融着層4の平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、15μmがより好ましく、20μmがさらに好ましい。一方、熱融着層4の平均厚さの上限としては、150μmが好ましく、125μmがより好ましく、100μmがさらに好ましい。熱融着層4の平均厚さが上記下限に満たないと、自己融着性絶縁電線1と他の隣接物との間の固着力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と、自己融着性絶縁電線1で形成されるコイルの占積率が低下するおそれがある。
 熱融着層4は、揮発性の溶剤中に後述の自己融着性樹脂組成物(I)又は自己融着性樹脂組成物(II)の原料を溶解させた溶解物を絶縁層3の外周面に塗布した後、加熱によって溶剤を揮発させるとともに自己融着性樹脂組成物を乾燥状態で固着させることにより形成される。つまり、熱融着層4は、硬化処理前であり、かつ溶剤を揮発させた自己融着性樹脂組成物(I)又は自己融着性樹脂組成物(II)から構成されている。
(自己融着性樹脂組成物(I))
 自己融着性樹脂組成物(I)は、フェノキシ樹脂を主成分としている。フェノキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールS型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、変性フェノキシ樹脂又はこれらの共重合体等が用いられる。これらのフェノキシ樹脂の中でも、硬化処理前の耐加工性の観点及び硬化処理後の高温下での流動性の高さ及び固着力の高さの観点から、ビスフェノールA型エポキシに由来する構造単位とビスフェノールS型フェノキシに由来する構造単位とを有するものが好ましい。
 自己融着性樹脂組成物(I)におけるフェノキシ樹脂の含有量の下限としては、50質量%が好ましく、55質量%がより好ましく、60質量%がさらに好ましい。一方、自己融着性樹脂組成物(I)におけるフェノキシ樹脂の含有量の上限としては、95質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、85質量%がさらに好ましい。上記含有率が上記下限未満であると、硬化処理前の耐加工性が不十分となるおそれがある。より具体的には、融着時の自己融着性樹脂組成物(I)の流動性が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有率が上記上限を超えると、高温下での耐熱性が不十分となるおそれがある。より具体的には、ガラス転移温度の低いフェノキシ樹脂の含有量が多すぎることに起因して、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(I)が高温下で軟化するおそれがある。
 自己融着性樹脂組成物(I)は、無機フィラーを含んでいる。無機フィラーの材料としては、例えばシリカ、アルミナ、タルク等が用いられる。特に、取り扱いの容易性の観点から、無機フィラーが、シリカフィラーであると好ましい。また、フェノキシ樹脂中への均一分散性の観点から、無機フィラーが、ナノシリカフィラーであるとより好ましい。
 フェノキシ樹脂100質量部に対する無機フィラーの含有量の下限としては、5質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましい。一方、フェノキシ樹脂100質量部に対する無機フィラーの含有量の上限としては、50質量部が好ましく、45質量部がより好ましく、40質量部がさらに好ましい。上記含有量が上記下限未満であると、高温下での耐熱性が不十分となるおそれがある。より具体的には、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(I)の高温下での弾性率が十分に向上せず、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(I)の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、硬化処理前の耐加工性が低下するおそれがある。より具体的には、自己融着性樹脂組成物(I)の可撓性が不十分となるおそれがあるとともに、融着時の自己融着性樹脂組成物(I)が流動せず、融着性が不十分となるおそれがある。
 無機フィラーの平均粒径は、フェノキシ樹脂中への均一分散性の観点から小さいほど好ましく、0μm超である。一方、無機フィラーの平均粒径の上限としては、5μmが好ましく、1μmがより好ましく、0.5μmがさらに好ましい。無機フィラーの平均粒径が上記上限を超えると、無機フィラーがフェノキシ樹脂中へ均一に分散されないおそれがある。ここで、平均粒径とは、例えばレーザ回折式の粒度分布測定装置によって測定される粒度分布により求められる体積平均粒子径(D50)を示す。
 自己融着性樹脂組成物(I)は、硬化剤を含んでいてもよい。硬化剤としては、熱硬化型の硬化剤又は潜在性硬化剤が好ましい。このような硬化剤としては、例えばエポキシ化合物、シアネート樹脂、エステルイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、不飽和エステル樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂等の熱硬化性化合物又はこれらを組み合わせたものが用いられる。これらの硬化剤の中でも、高温下での耐熱性向上の観点及び硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(I)の高温下での弾性率の向上の観点から、多官能エポキシ化合物が好ましい。ここで、多官能エポキシ化合物とは、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する化合物を示す。多官能エポキシ化合物としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジフェニルスルホン型エポキシ樹脂、トリアジン環型エポキシ樹脂等の1つの分子内に3つまたは4つのエポキシ基を有するエポキシ化合物等が用いられる。
[自己融着性絶縁電線の使用方法]
 自己融着性樹脂組成物(I)から構成されている熱融着層4を備える自己融着性絶縁電線1は、例えばコイル、ワイヤーハーネス等に加工される。加工後のコイル、ワイヤーハーネス等には、硬化処理が施される。硬化処理は、熱融着層4を構成している自己融着性樹脂組成物(I)を他の隣接物に融着させた状態で硬化させるための加熱処理である。この加熱処理により、コイルのコアに自己融着性絶縁電線1の熱融着層4を固着させたり、複数の自己融着性絶縁電線1の熱融着層4同士を固着させたりすることができる。
 自己融着性樹脂組成物(I)の硬化処理後の200℃における弾性率の下限としては、10MPaが好ましく、15MPaがより好ましく、20MPaがさらに好ましい。一方、上記弾性率の上限としては、200MPaが好ましく、60MPaがより好ましく、40MPaがさらに好ましい。上記弾性率が上記下限未満であると、高温下での耐熱性が不十分となるおそれがある。より具体的には、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記弾性率が上記上限を超えると、樹脂が硬くなりすぎて硬化処理前の耐加工性が不十分となるおそれがある。より具体的には、融着時の自己融着性樹脂組成物の流動性が不十分となるおそれがある。
(利点)
 当該自己融着性樹脂組成物(I)は、硬化処理前は耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮することができる。より具体的には、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、融着性に優れたフェノキシ樹脂を主成分とし、かつ弾性率を向上させる無機フィラーを含んでいるので、無機フィラーの含有量により硬化処理後の高温下での弾性率を好適に制御できる。また、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、ガラス転移温度の低いフェノキシ樹脂中に無機フィラーを分散させているので、低温で硬化処理を行う場合であっても十分な流動性を確保することができる。このため、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、高温で融着させる必要がなく、融着時に融着の対象となる隣接物が高熱によって破損することを防止できる。また、当該自己融着性樹脂組成物(I)は、主成分がフェノキシ樹脂であり、硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下であるので、融着時の流動性を損なうことなく高温下での固着力を保持できる。
 当該自己融着性絶縁電線1の熱融着層4は、上記自己融着性樹脂組成物(I)から構成されているので、耐加工性に優れ、かつ硬化処理後の高温下での弾性率を好適に制御できる。また、当該自己融着性絶縁電線1は、熱融着層4の硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下であるので、融着時の熱融着層4の流動性を損なうことなく硬化処理後の熱融着層4の高温下での固着力を保持できる。このように、当該自己融着性絶縁電線1は良好な耐熱性を示す。
(自己融着性樹脂組成物(II))
 自己融着性樹脂組成物(II)は、フェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分としている。自己融着性樹脂組成物における混合物の含有量の下限としては、50質量%が好ましく、55質量%がより好ましく、60質量%がさらに好ましい。一方、自己融着性樹脂組成物(II)における混合物の含有量の上限は100質量%であってよいが、この上限としては、90質量%が好ましく、85質量%がより好ましい。上記含有量が上記下限未満であると、硬化処理前の耐加工性が不十分となるおそれがある。また、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有量が好ましい上記上限を超えると、高温下での流動性が不十分となるおそれがあるとともに融着力が不十分となるおそれがある。加えて、他の添加物を加えることが困難となり、自己融着性樹脂組成物(II)の設計自由度が低下するおそれがある。
 フェノキシ樹脂100質量部に対するポリエーテルスルホンの含有量の下限としては、10質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましい。一方、上記含有量の上限としては、70質量部が好ましく、60質量部がより好ましく、50質量部がさらに好ましい。上記含有量が上記下限未満であると、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)のガラス転移温度が十分に上昇せず、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、自己融着性樹脂組成物(II)の可撓性が不十分となるおそれがあるとともに、融着時の自己融着性樹脂組成物(II)の流動性が不十分となるおそれがある。
 フェノキシ樹脂は、同一又は異なる重合体中に、ビスフェノールS型フェノキシに由来する第1構造単位と、第1構造単位以外のビスフェノール型エポキシに由来する第2構造単位とを有する重合体成分を含有している。第2構造単位としては、例えばビスフェノールA型フェノキシ、ビスフェノールF型フェノキシ、変性フェノキシに由来する構造単位が挙げられる。
 この重合体成分における第1構造単位及び第2構造単位の合計に対する第1構造単位の含有割合の下限としては、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、70モル%がさらに好ましい。上記含有割合が上記下限未満であると、導体または下層樹脂との密着性が不十分となるおそれがある。加えて、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)のガラス転移温度が十分に上昇しないおそれや、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有割合が上記上限を超えると、硬化処理前の耐加工性が不十分となるおそれがある。より具体的には、融着時の自己融着性樹脂組成物(II)の流動性が不十分となるおそれがある。
 自己融着性樹脂組成物(II)は、硬化剤を含んでいてもよい。硬化剤としては、熱硬化型の硬化剤又は潜在性硬化剤が好ましい。このような硬化剤としては、例えばエポキシ化合物、シアネート樹脂、エステルイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、不飽和エステル樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂等の熱硬化性化合物又はこれらを組み合わせたものが用いられる。これらの硬化剤の中でも、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の高温下での弾性率の向上の観点から、多官能エポキシ化合物が好ましい。ここで、多官能エポキシ化合物とは、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する化合物を示す。多官能エポキシ化合物としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジフェニルスルホン型エポキシ樹脂、トリアジン環型エポキシ樹脂等の1つの分子内に3つまたは4つのエポキシ基を有するエポキシ化合物等が用いられる。
[自己融着性絶縁電線の使用方法]
 自己融着性樹脂組成物(II)から構成されている熱融着層4を備える自己融着性絶縁電線1は、例えばコイル、ワイヤーハーネス等に加工される。加工後のコイル、ワイヤーハーネス等には、硬化処理が施される。硬化処理は、熱融着層4を構成している自己融着性樹脂組成物(II)を他の隣接物に融着させた状態で硬化させるための加熱処理である。この加熱処理により、コイルのコアに自己融着性絶縁電線1の熱融着層4を固着させたり、複数の自己融着性絶縁電線1の熱融着層4同士を固着させたりすることができる。
 自己融着性樹脂組成物(II)の硬化処理前のガラス転移温度の下限としては、100℃が好ましく、105℃がより好ましく、110℃がさらに好ましい。一方、上記ガラス転移温度の上限としては、165℃が好ましく、160℃がより好ましく、155℃がさらに好ましい。上記ガラス転移温度が上記下限未満であると、硬化処理時に流れすぎて所定の形状を保持できいないおそれがある。加えて、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記ガラス転移温度が上記上限を超えると、導体への塗布乾燥工程で十分に下地の導体あるいは樹脂皮膜と濡れず、密着力が不十分となるおそれがある。加えて、硬化処理前の自己融着性樹脂組成物(II)の可撓性や融着時の自己融着性樹脂組成物(II)の流動性が不十分となるおそれがある。
 自己融着性樹脂組成物(II)の硬化処理後のガラス転移温度の下限としては、125℃が好ましく、130℃がより好ましく、135℃がさらに好ましい。一方、上記ガラス転移温度の上限としては、185℃が好ましく、180℃がより好ましく、175℃がさらに好ましい。上記ガラス転移温度が上記下限未満であると、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の高温下での固着力が不十分となるおそれがある。逆に、上記ガラス転移温度が上記上限を超えると、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物(II)の可撓性や融着時の自己融着性樹脂組成物(II)の流動性が不十分となるおそれがある。
(利点)
 当該自己融着性樹脂組成物(II)は、硬化処理前は耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮することができる。より具体的には、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、硬化処理後のガラス転移温度が、125℃以上であるので、硬化処理後の高温下において高い固着力を示す。また、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、フェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分としており、融着時に十分な流動性を示す。このため、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、融着時の流動性を損なうことなく硬化処理後の高温下での固着力を保持できる。特に、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、フェノキシ樹脂100質量部に対するポリエーテルスルホンの含有量が10質量部以上70質量部以下であるので、融着時に良好な流動性を示しかつ硬化処理後の高温下において十分な固着力を示す。
 また、当該自己融着性樹脂組成物(II)は、フェノキシ樹脂に含まれる重合体成分中のビスフェノールS型フェノキシに由来する構造単位の含有割合を適切な範囲内としているので、硬化処理後のガラス転移温度を好適に上昇させることができる。
 当該自己融着性絶縁電線1の熱融着層4は、上記自己融着性樹脂組成物(II)から構成されているので、耐加工性に優れ、かつ融着時の熱融着層4の流動性を損なうことなく硬化処理後の熱融着層4の高温下での固着力を保持できる。このように、当該自己融着性絶縁電線1は良好な耐熱性を示す。
[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、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 上記実施形態では、自己融着性絶縁電線1の熱融着層4が、フェノキシ樹脂を主成分とし、無機フィラーを含む自己融着性樹脂組成物(I)又はフェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分とする自己融着性樹脂組成物(II)から構成されているものについて説明したが、熱融着層は、自己融着性樹脂組成物中(I)又は自己融着性樹脂組成物(II)に分散する熱膨張性又は熱分解性の発泡剤を含んでいてもよい。すなわち、図2に示すように、自己融着性絶縁電線10が、線状の金属導体2と、この金属導体2の外周面側に積層される絶縁層3と、この絶縁層3の外周面側に積層される熱融着層14とを備え、熱融着層14が、自己融着性樹脂組成物15中に分散する熱膨張性又は熱分解性の発泡剤16を含む構成としてもよい。発泡剤16としては、例えば化学発泡剤、熱膨張性のマイクロカプセル、又は熱分解性の粒子が用いられる。自己融着性絶縁電線がこのような構成であれば、熱融着層が融着時に膨張するので、自己融着性絶縁電線を他の隣接物に適切に融着させることができる。
 また、自己融着性絶縁電線は、熱融着層14の外周面側に熱融着層4をさらに備えていてもよい。このような構成であれば、自己融着性絶縁電線は、熱融着層14よりも強度の高い熱融着層4を介して他の隣接物と固着されるため、自己融着性絶縁電線と他の隣接物との固着力が向上する。
 以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[No.1~No.11の自己融着性樹脂組成物の調製]
 No.1~No.11の自己融着性樹脂組成物は、以下の材料を用いて調製した。これらの自己融着性樹脂組成物の組成を表1に示す。なお、表1に示すフェノキシ樹脂以外の成分の含有量は、フェノキシ樹脂100質量部に対する含有量を示している。
(フェノキシ樹脂)
 フェノキシ樹脂の合成に使用されるビスフェノール類のモノマーとしては、ビスフェノールS型フェノキシ、ビスフェノールA型フェノキシ及びビスフェノールF型フェノキシを採用した。なお、表1ではこれらをビスS、ビスA及びビスFとそれぞれ表示し、これらの合計が100となるように組成比を示している。
(無機フィラー)
 無機フィラーとしては、平均粒径が0.03μmのナノシリカフィラーを用いた。
(硬化剤)
 硬化剤としては、多官能エポキシ化合物を用いた。多官能エポキシ化合物としては、新日鉄住金化学株式会社の「YDCN-704」(α―クレゾールノボラック型多官能エポキシ)、三菱化学株式会社の「jER1031S」(4官能エポキシ)及び日産化学株式会社の「TEPIC-PAS」(3官能トリアジン環含有変性エポキシ)を用いた。
(発泡剤)
 発泡剤としては、熱分解性の化学発泡剤(アゾジカルボンアミド)を用いた。
[自己融着性樹脂組成物の試験]
 上述の材料を揮発性の溶剤中に溶解させて自己融着性樹脂組成物を含むワニスを得た。このワニスを加熱することにより溶解物中の溶剤を揮発させて乾燥状態の自己融着性樹脂組成物を得た。No.1~No.11の自己融着性樹脂組成物について、200℃下での弾性率及び200℃下での最大せん断応力を測定する試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。なお、表1では、試験を実施できなかったものを「-」としている。
(弾性率測定試験)
 乾燥状態の自己融着性樹脂組成物に対し、180℃以上220℃以下の条件下で30分間加熱する硬化処理を行い、硬化処理後の自己融着性樹脂組成物の200℃下での弾性率を測定した。自己融着性樹脂組成物の200℃下での弾性率は、動的粘弾性測定装置を用い、JIS-K-0129(2005)に準拠して動的粘弾性測定(DMA)の引張モードにより測定した。
(最大せん断応力測定試験)
 自己融着性樹脂組成物の200℃下での最大せん断応力は、以下の要領で測定した。まず、上記ワニスを2枚の平行な金属板の間に塗布した状態で加熱し、2枚の平行な金属板の間に乾燥状態の自己融着性樹脂組成物を得た。乾燥状態の自己融着性樹脂組成物に対し、180℃以上220℃以下の条件下で30分間加熱する硬化処理を行い、2枚の金属板を接着させたサンプルを作製した。そして、作製したサンプルを用い、200℃下でせん断試験を実施して硬化処理後の自己融着性樹脂組成物の最大せん断力を測定した。最後にこの測定値と自己融着性樹脂組成物及び金属板の接着面積とに基づいて最大せん断応力を算出した。
[自己融着性絶縁電線の試験]
 直径1.0mmの銅線の外周面に、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り、自己融着性絶縁電線を製造した。絶縁層の形成材料にはポリエステルイミドを用いた。また、熱融着層を構成する乾燥状態の自己融着性樹脂組成物は、No.1~No.11の自己融着性樹脂組成物とした。そして、製造した自己融着性絶縁電線について、可撓性試験を行った。この測定結果を表1に示す。
(可撓性試験)
 可撓性試験としては、自己融着性絶縁電線の3倍の直径を有する筒体の周りに自己融着性絶縁電線を30回巻き付けて、熱融着層に割れが発生するか否かを確認する手法を採用した。なお、表1では、熱融着層に割れが発生しなかったものをAとし、試験を行わなかったものを「-」としている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 No.1~No.8の自己融着性樹脂組成物は、表1に示すように、フェノキシ樹脂100質量部に対するナノシリカフィラーの含有量が5質量部以上50質量部以下であり、200℃下での弾性率が10MPa以上60MPa以下の範囲内である。No.1~No.8の自己融着性樹脂組成物は、200℃下での最大せん断応力が0.5MPa以上でありかつ可撓性試験においても割れが発生しないことが確認された。つまり、No.1~No.8の自己融着性樹脂組成物は、200℃下において十分な固着力を示し、これらの自己融着性樹脂組成物を熱融着層に用いた自己融着性絶縁電線は、十分な可撓性を有するといえる。これらの結果から、No.1~No.8の自己融着性樹脂組成物は、硬化処理前は耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮すること、及びこれらの自己融着性樹脂組成物を熱融着層に用いた自己融着性絶縁電線は、良好な耐熱性を示すことがいえる。
 No.9の自己融着性樹脂組成物及びNo.11の自己融着性樹脂組成物は、ナノシリカフィラーを含まない例である。200℃下での弾性率が10MPa未満であるNo.9の自己融着性樹脂組成物及びNo.11の自己融着性樹脂組成物は、200℃下での最大せん断応力が0.3MPa以下であり、200℃下での固着力が十分でないことが確認された。
 No.10の自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂100質量部に対するナノシリカフィラーの含有量が50質量部超の例である。No.10の自己融着性樹脂組成物は、硬化処理時に十分に流動しなかったため最大せん断応力測定試験を行えなかった。つまり、No.10の自己融着性樹脂組成物は、融着時の流動性が不十分であることが確認された。
[No.12~No.29の自己融着性樹脂組成物の調製]
 No.12~No.29の自己融着性樹脂組成物は、以下の材料を用いて調製した。これらの自己融着性樹脂組成物の組成を表2に示す。なお、表2に示すフェノキシ樹脂以外の成分の含有量は、フェノキシ樹脂100質量部に対する含有量を示している。
(フェノキシ樹脂)
 フェノキシ樹脂の合成に使用されるビスフェノール類のモノマーとしては、ビスフェノールS型フェノキシ、ビスフェノールA型フェノキシ及びビスフェノールF型フェノキシを採用した。なお、表2ではこれらをビスS、ビスA及びビスFとそれぞれ表示し、これらの合計が100となるように組成比を示している。
(スルホン)
 フェノキシ樹脂と混合するスルホンとして、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリスルホン(PSU)及びポリフェニルスルホン(PPSU)を用いた。ポリエーテルスルホンとしては、住友化学株式会社の「スミカエクセル5003PS」を用いた。ポリスルホンとしては、ソルベイ社の「ユーデルP-3500」を用いた。ポリフェニルスルホンとしては、ソルベイ社の「レーデルR-5000」を用いた。
(硬化剤)
 硬化剤としては、多官能エポキシ化合物を用いた。多官能エポキシ化合物としては、新日鉄住金化学株式会社の「YDCN-704」(α―クレゾールノボラック型多官能エポキシ)、三菱化学株式会社の「jER1031S」(4官能エポキシ)及び日産化学株式会社の「TEPIC-PAS」(3官能トリアジン環含有変性エポキシ)を用いた。
(発泡剤)
 発泡剤としては、熱分解性の化学発泡剤(アゾジカルボンアミド)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[自己融着性樹脂組成物の試験]
 上述の材料を揮発性の溶剤中に溶解させて自己融着性樹脂組成物を含むワニスを得た。このワニスを加熱することにより溶解物中の溶剤を揮発させて乾燥状態の自己融着性樹脂組成物を得た。No.12~No.29の自己融着性樹脂組成物について、硬化処理前のガラス転移温度、硬化処理後のガラス転移温度及び200℃下での最大せん断応力を測定する試験を行った。これらの測定結果を表3に示す。なお、表3では、試験を実施できなかったものを「-」としている。
(ガラス転移温度測定試験)
 乾燥状態の自己融着性樹脂組成物の弾性率を測定し、測定結果から硬化処理前の自己融着性樹脂組成物のガラス転移温度を決定した。次に、180℃以上220℃以下の条件下で30分間加熱する硬化処理を行った。硬化処理後の自己融着性樹脂組成物の弾性率を測定し、測定結果から自己融着性樹脂組成物のガラス転移温度を決定した。自己融着性樹脂組成物の弾性率は、動的粘弾性測定装置を用い、JIS-K-0129(2005)に準拠して動的粘弾性測定(DMA)の引張モードにより測定した。自己融着性樹脂組成物のガラス転移温度は、測定により得られた弾性率の変曲点から決定した。
(最大せん断応力測定試験)
 自己融着性樹脂組成物の200℃下での最大せん断応力は、以下の要領で測定した。まず、上記ワニスを2枚の平行な金属板の間に塗布した状態で加熱し、2枚の平行な金属板の間に乾燥状態の自己融着性樹脂組成物を得た。乾燥状態の自己融着性樹脂組成物に対し、180℃以上220℃以下の条件下で30分間加熱する硬化処理を行い、2枚の金属板を接着させたサンプルを作製した。そして、作製したサンプルを用い、200℃下でせん断試験を実施して硬化処理後の自己融着性樹脂組成物の最大せん断力を測定した。最後にこの測定値と自己融着性樹脂組成物及び金属板の接着面積とに基づいて最大せん断応力を算出した。
[自己融着性絶縁電線の試験]
 直径1.0mmの銅線の外周面に、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り、自己融着性絶縁電線を製造した。絶縁層の形成材料にはポリエステルイミドを用いた。また、熱融着層を構成する乾燥状態の自己融着性樹脂組成物は、No.12~No.29の自己融着性樹脂組成物とした。そして、製造した自己融着性絶縁電線について、可撓性試験を行った。この測定結果を表3に示す。
(可撓性試験)
 可撓性試験としては、自己融着性絶縁電線の3倍の直径を有する筒体の周りに自己融着性絶縁電線を30回巻き付けて、熱融着層に割れが発生するか否かを確認する手法を採用した。なお、表3では、熱融着層に割れが発生しなかったものをAとし、熱融着層に割れが発生したものをBとし、試験を行わなかったものを「-」としている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 No.12~No.19の自己融着性樹脂組成物は、表2及び表3に示すように、フェノキシ樹脂100質量部に対するポリエーテルスルホンの含有量が10質量部以上70質量部以下であり、硬化処理前のガラス転移温度が100℃以上165℃以下の範囲内であり、硬化処理後のガラス転移温度が125℃以上185℃以下の範囲内である。No.12~No.19の自己融着性樹脂組成物は、200℃下での最大せん断応力が1.0MPa以上でありかつ可撓性試験においても割れが発生しないことが確認された。つまり、No.12~No.19の自己融着性樹脂組成物は、200℃下において十分な固着力を示し、これらの自己融着性樹脂組成物を熱融着層に用いた自己融着性絶縁電線は、十分な可撓性を有するといえる。これらの結果から、No.12~No.19の自己融着性樹脂組成物は、硬化処理前は耐加工性に優れるとともに、硬化処理後は良好な耐熱性を発揮すること、及びこれらの自己融着性樹脂組成物を熱融着層に用いた自己融着性絶縁電線は、良好な耐熱性を示すことがいえる。
 No.20~No.22の自己融着性樹脂組成物は、ポリエーテルスルホンを含まない例であり、No.23の自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂100質量部に対するポリエーテルスルホンの含有量が10質量部未満の例である。硬化処理後のガラス転移温度が125℃未満であるNo.20~No.23の自己融着性樹脂組成物は、200℃下での最大せん断応力が0.6MPa以下であり、200℃下での固着力が十分でないことが確認された。
 No.24~No.25の自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂100質量部に対するポリエーテルスルホンの含有量が70質量部超の例であり、硬化処理前のガラス転移温度が165℃超であり、硬化処理後のガラス転移温度が185℃超である。No.24~No.25の自己融着性樹脂組成物は、可撓性試験において熱融着層に割れが発生することが確認された。また、No.25の自己融着性樹脂組成物は、硬化処理時に十分に流動せず、金属板に接着しなかったため最大せん断応力測定試験を行えなかった。したがって、No.24~No.25の自己融着性樹脂組成物は、可撓性や融着時の流動性が不十分であるといえる。
 No.26の自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂に対してポリスルホンを混合した例であり、No.27の自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂に対してポリフェニルスルホンを混合した例である。ポリスルホン及びポリフェニルスルホンは、フェノキシ樹脂に微分散した海島構造を形成しないと考えられる。No.26~No.27の自己融着性樹脂組成物は、200℃下での最大せん断応力が1.2MPaであるものの、可撓性試験において熱融着層に割れが発生することが確認された。
 No.28の自己融着性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂の合成に使用されるビスフェノール類のモノマーについて、ビスフェノールS型フェノキシを10モル%未満とした例であり、No.29の自己融着性樹脂組成物は、このモノマーについて、ビスフェノールS型フェノキシを90モル%超とした例である。No.28の自己融着性樹脂組成物は、200℃下での最大せん断応力が0.7MPaであり、200℃下での固着力が十分でないことが確認された。また、No.29の自己融着性樹脂組成物は、硬化処理時に十分に流動せず、金属板に接着しなかったため最大せん断応力測定試験を行えなかった。
 1,10 自己融着性絶縁電線
 2 金属導体
 3 絶縁層
 4,14 熱融着層
 15 自己融着性樹脂組成物
 16 発泡剤

Claims (10)

  1.  フェノキシ樹脂を主成分とする自己融着性樹脂組成物であって、
     無機フィラーを含み、
     硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上200MPa以下である自己融着性樹脂組成物。
  2.  上記フェノキシ樹脂100質量部に対する上記無機フィラーの含有量が5質量部以上50質量部以下である請求項1に記載の自己融着性樹脂組成物。
  3.  上記無機フィラーの平均粒径が1μm以下である請求項1又は請求項2に記載の自己融着性樹脂組成物。
  4.  上記無機フィラーがシリカフィラーである請求項1、請求項2又は請求項3に記載の自己融着性樹脂組成物。
  5.  硬化処理後の200℃における弾性率が10MPa以上60MPa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樹脂組成物。
  6.  フェノキシ樹脂とポリエーテルスルホンとの混合物を主成分とし、
     硬化処理後のガラス転移温度が、125℃以上185℃以下である自己融着性樹脂組成物。
  7.  上記フェノキシ樹脂100質量部に対する上記ポリエーテルスルホンの含有量が10質量部以上70質量部以下である請求項6に記載の自己融着性樹脂組成物。
  8.  上記フェノキシ樹脂が、同一又は異なる重合体中に、ビスフェノールS型フェノキシに由来する第1構造単位と、上記第1構造単位以外のビスフェノール型エポキシに由来する第2構造単位とを有する重合体成分を含有し、
     上記重合体成分における上記第1構造単位及び上記第2構造単位の合計に対する上記第1構造単位の含有割合が10モル%以上90モル%以下である請求項6又は請求項7に記載の自己融着性樹脂組成物。
  9.  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、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の自己融着性樹脂組成物から構成される自己融着性絶縁電線。
  10.  上記熱融着層が、上記自己融着性樹脂組成物中に分散する熱膨張性又は熱分解性の発泡剤を含む請求項9に記載の自己融着性絶縁電線。
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