熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線
【課題】耐熱性が高く、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに好適な熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線を提供する。
【解決手段】フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部を主成分とし、これにビスフェノールA系エポキシ樹脂３０〜５０重量部およびアミン系硬化触媒５〜１０重量部を添加し、これらを有機溶剤に溶解した熱硬化性自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜３を設けて熱硬化性自己融着絶縁電線５とする。
【解決手段】フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部を主成分とし、これにビスフェノールA系エポキシ樹脂３０〜５０重量部およびアミン系硬化触媒５〜１０重量部を添加し、これらを有機溶剤に溶解した熱硬化性自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜３を設けて熱硬化性自己融着絶縁電線５とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己融着塗料および自己融着絶縁電線に関する。更に詳しくは耐熱性、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル、スピンドルモーターコイル、空心コイル、ファンモーターコイル、ボイスコイル等を製造するのに好適な熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自己融着絶縁電線はコイル巻線時に加熱処理することにより容易に線間を固着出来る事から、上記各種コイル、例えばキャリッジコイル等に幅広く使用されている。従来の自己融着絶縁電線は、融点が１８０℃近辺の共重合ナイロン樹脂を主成分とし、これを有機溶剤に溶解して自己融着塗料とし、絶縁導体の外周に塗布・焼付けを行い製造していた。上記各種コイルの高性能化に伴い、コイルは使用環境として１００℃〜１４０℃の高温雰囲気中においても使用されている。そのため前記高温雰囲気中においても耐熱性が高く使用が十分可能な自己融着絶縁電線が要求されている。
自己融着塗料および自己融着絶縁電線に関しては、例えば下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平７−１６１２３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記融点が１８０℃近辺の共重合ナイロン樹脂を主成分とした自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けを行い製造した自己融着絶縁電線は１５０℃以上の高温雰囲気中において使用されると融着皮膜の劣化により接着力が低下するという耐熱性の点で問題があり、近年のモーター等の高性能化には対応出来なかった。
そこで、融点が２００℃近辺の共重合ナイロン樹脂を主成分として用い、また２次成分としてフェノール樹脂を用い、これらを有機溶剤に溶解した自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けを行い自己融着絶縁電線を製造していたが耐熱性は依然として不十分であり、１８０℃の高温雰囲気中に於いての使用には対応出来ないという問題があった。
本発明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するためになされたものであり、耐熱性が高く、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに好適な熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点として本発明は、フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部を主成分とし、これにビスフェノールA系エポキシ樹脂（以下、エポキシ樹脂ともいう）３０〜５０重量部およびアミン系硬化触媒５〜１０重量部を添加し、これらを有機溶剤に溶解した熱硬化性自己融着塗料にある。
上記第１観点の熱硬化性自己融着塗料では、絶縁導体の外周に塗布・焼付けされることよりフェノキシ系樹脂による熱溶融性とエポキシ樹脂による熱硬化性を有する熱硬化性融着皮膜が形成され、熱硬化性自己融着絶縁電線（以下、熱硬化性融着線ともいう）を製造することができる。前記熱硬化性融着皮膜中にはフェノキシ系樹脂、エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒が均一に分散された状態となる。
本発明において用いられるフェノキシ系樹脂は熱硬化性融着線を巻線したコイル巻線体 (融着線同士）を数分間の加熱処理、例えば１８０℃×５分間により仮接着（熱溶融接着）させるために用いられる主成分樹脂であり、例えばＹＰ−５０（東都化成社商品名：平均分子量 ６０，０００〜８０，０００）等の樹脂が挙げられる。
また本発明において用いられるエポキシ樹脂は硬化触媒との共存により前記仮接着したコイル巻線体を更に数時間の加熱処理、例えば１８０℃×４時間により熱硬化反応させて熱硬化接着させ、線間の接着を強固にするとともに融着皮膜に耐熱性を付与するために用いられる樹脂であり、例えばＪＥＲ(登録商標)１００９（ジャパンエポキシレジン社商品名 エポキシ当量２，４００〜３，３００）やＪＥＲ１０１０（ジャパンエポキシレジン社商品名 エポキシ当量３，０００〜５，０００）等の樹脂が挙げられる。
また本発明において用いられるアミン系硬化触媒は前記エポキシ樹脂の熱硬化反応を促進させるために用いられる硬化触媒であり、例えばＪＥＲキュア ＳＴ１１（ジャパンエポキシレジン社商品名 アミン価３２５〜３６０）やＪＥＲキュア ＳＴ１２（ジャパンエポキシレジン社商品名 アミン価３４５〜３８５）等の硬化触媒が挙げられる。
前記フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部に対し、エポキシ樹脂の添加量を３０〜５０重量部と限定した理由は、この範囲内が前記コイル巻線体を仮接着させる際にフェノキシ系樹脂の熱溶融性を阻害せず、またエポキシ樹脂の熱硬化反応により線間の接着を更に強固にするとともに融着皮膜に耐熱性を付与するというバランスが良いためである。またアミン系硬化触媒の添加量を５〜１０重量部と限定した理由は、５重量部未満ではエポキシ樹脂の熱硬化反応が促進されず耐熱性が得られないためであり、また１０重量部を超えてもその効果が飽和してしまううえにコストアップとなってしまうためである。
【０００５】
第２の観点として本発明は、前記フェノキシ系樹脂は平均分子量が６０，０００〜８０，０００であり、またビスフェノールA系エポキシ樹脂はエポキシ当量が２，０００〜５，０００であり、またアミン系硬化触媒のアミン価が３００〜４００である熱硬化性自己融着塗料にある。
上記第２観点の熱硬化性自己融着塗料では、平均分子量が６０，０００〜８０，０００のフェノキシ系樹脂を用いることにより該融着塗料より得られた熱硬化性融着線同士の仮接着がより良好となる。またエポキシ当量が２，０００〜５，０００のエポキシ樹脂、アミン価が３００〜４００のアミン系硬化触媒を用いることにより融着塗料中においては硬化反応が起こらないために融着塗料の保存性が良く、また該融着塗料より得られた熱硬化性融着線を仮接着したコイル巻線体の熱硬化反応が良好に促進され、線間の接着を更に強固にするとともに融着皮膜に更なる耐熱性を付与することができる。従って、熱硬化性自己融着塗料としてより好適となる。
【０００６】
第３の観点として本発明は、前記第１観点または第２観点の何れかの熱硬化性自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜を設けた熱硬化性自己融着絶縁電線にある。
上記第３観点の熱硬化性自己融着絶縁電線では、上記第１観点または第２観点でも述べたように、前記熱硬化性融着皮膜中にはフェノキシ系樹脂、エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒が均一に分散された状態となり、コイル巻線体の仮接着が可能で、また仮接着したコイル巻線体の熱硬化接着も可能となる。
具体的には、コイル巻線体を数分間の加熱処理、例えば１８０℃×５分間により熱硬化性融着皮膜中に分散されているフェノキシ系樹脂が溶解して仮接着が行われ、次いで仮接着したコイル巻線体を数時間の加熱処理、例えば１８０℃×４時間により熱硬化性融着皮膜中に分散されているエポキシ樹脂とアミン系硬化触媒が熱硬化反応して熱硬化接着が行われ、線間の接着が強固で耐熱性が高いコイルを製造することができる。なおコイル巻線体を最初から数時間の加熱処理することにより仮接着と熱硬化接着を一体化して行うことも可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱硬化性自己融着塗料によれば、絶縁導体上に塗布・焼付けされることより熱溶融性と熱硬化性を有する熱硬化性融着皮膜が形成され、熱硬化性自己融着絶縁電線を製造することができる。
また本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線によれば、前記熱硬化性融着皮膜中にはフェノキシ系樹脂、エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒が均一に分散された状態となり、分散フェノキシ系樹脂によりコイル巻線体の仮接着が可能で、また分散エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒により仮接着したコイル巻線体の熱硬化接着が可能であり、線間の接着が強固で耐熱性が高いコイルを製造することが出来る。このコイルは、１８０℃の高温雰囲気中に於いての使用に対応出来、該高温雰囲気中に於いてもコイル形状を維持することが出来るようになる。
従って、本発明の熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線によれば耐熱性が高く、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに極めて好適となる。従って、本発明は産業上に寄与する効果が極めて大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の内容を、図に示す実施の形態(実施例)により更に詳細に説明する。また比較例についても説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線の一実施形態を示す断面図である(比較例にも使用)。図２は、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力を評価するためのＪＩＳＣ３００３に準拠したヘリカルコイルの融着試験を示す略図である。また図３は、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力試験結果を示すグラフ図である。
これらの図において、１は導体（銅線）、２は絶縁皮膜（ポリエステル絶縁皮膜）、３は熱硬化性融着皮膜、３ａは融着皮膜、５は熱硬化性自己融着絶縁電線、５ａは自己融着絶縁電線、１０はヘリカルコイル（試験コイル）、また２０は固定治具である。
【０００９】
（１）熱硬化性自己融着塗料（比較例は自己融着塗料）の調製
本発明の熱硬化性自己融着塗料の実施形態（実施例）１〜５について表１の熱硬化性自己融着塗料配合組成表を用いて説明する。また比較例１、２の自己融着塗料についても同時に説明する。
【００１０】
【表１】
【実施例１】
【００１１】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を９４．８ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を５９．３ｇ、有機溶剤としてクレゾール／キシロール＝１／１混合溶剤（以下混合溶剤という）を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例２】
【００１２】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を１００．７ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を５３．４ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例３】
【００１３】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてYP−５０を１０６．７ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を４７．４ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例４】
【００１４】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を１１２．６ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を４１．５ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のJERキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例５】
【００１５】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を１１８．５ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を３５．６ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【００１６】
―比較例１―
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分の共重合ナイロン樹脂としてグリロン(登録商標)ＣＲ８（エムス・ケミージャパン社商品名）（融点約２００℃）を７５．８ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８７０ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を５０℃まで冷却し、これにフェノール樹脂としてヒタノール１１４０を５４．２ｇ添加し、撹拌して濃度１３％の自己融着塗料を調製した。
【００１７】
―比較例２―
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分の共重合ナイロン樹脂としてグリロンＣＲ８を１０８．３ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８７０ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を５０℃まで冷却し、これにフェノール樹脂としてヒタノール１１４０を２１．７ｇ添加し、撹拌して濃度１３％の自己融着塗料を調製した。
【００１８】
（２）熱硬化性自己融着絶縁電線（比較例は自己融着絶縁電線）の製造
本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線の実施形態（実施例）について図１を用いて説明する。また比較例の自己融着絶縁電線についても同時に説明する。
【実施例６】
【００１９】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例１の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例７】
【００２０】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例２の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例８】
【００２１】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例３の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例９】
【００２２】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例４の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例１０】
【００２３】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例５の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【００２４】
―比較例３―
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記比較例１の自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして融着皮膜（３ａ）を設け、自己融着絶縁電線（５ａ）を製造してボビンに巻き取った。
【００２５】
―比較例４―
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記比較例２の自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして融着皮膜（３ａ）を設け、自己融着絶縁電線（５ａ）を製造してボビンに巻き取った。
【００２６】
（３）熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに自己融着絶縁電線の一般特性
前記実施例６〜１０の熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに比較例３、４の自己融着絶縁電線の一般特性試験を行った。その結果を下記表２に示す。なお融着性については３ｍｍφ（導体径の１０倍）のマンドレル(巻付け棒)に２０ターン巻付けて製作したヘリカルコイル体を融着条件１８０℃×５分間で仮接着してヘリカルコイル（試験コイル）とし、接着力(平均値)を測定したものである。
表２より明らかな様に、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線は一般特性が良好なことが分かる。
【００２７】
【表２】
【００２８】
（４）熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに自己融着絶縁電線の耐熱融着力評価
前記実施例６〜１０の熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに比較例３、４の自己融着絶縁電線について、上記と同様のヘリカルコイルを用い、熱雰囲気中における耐熱融着力を評価した。具体的には、１８０℃の熱雰囲気中にヘリカルコイルを２〜１２時間放置し、図２に示す様にＪＩＳＣ３００３に準拠したヘリカルコイルの融着試験を行ったものである。その試験結果を図３のグラフ図に示す。なお、実施例７、９については図示していないが、それぞれ実施例５，８、実施例８，１０のほぼ中間であった。
図３のグラフ図より明らかな様に、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線（ヘリカルコイル）は１８０℃の熱雰囲気中において４時間放置後には接着力が大幅に上昇し、更に放置時間の経過とともに接着力が上昇しているが、８時間を経過すると接着力が飽和してしまうことが分かる。これは４時間放置後には熱硬化性融着皮膜中に分散されているエポキシ樹脂とアミン系硬化触媒の熱硬化反応がかなり促進され、更に放置することにより熱硬化反応は更に促進されるが、８時間を経過すると熱硬化反応は殆んど終了してしまうものと考えられる。また１０、１２時間経過後にも接着力が低下しないので、融着皮膜の劣化がないことが分かる。
従って、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線は１８０℃の高温雰囲気中において耐熱融着力が極めて優れているため、耐熱性が極めて高いことが分かる。
一方、比較例の自己融着絶縁電線（ヘリカルコイル）は１８０℃の高温雰囲気中において、放置時間の経過とともに接着力が大幅に低下しており耐熱融着力が劣っているため、耐熱性が低いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の熱硬化性自己融着塗料は耐熱融着力が優れた熱硬化性自己融着絶縁電線の製造に好適となる。また本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線は耐熱融着力が極めて優れているためコイルの耐熱性が極めて高くなり、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに好適であり、高性能なモーター等への使用に極めて好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線の一実施形態を示す断面図である(比較例にも使用)。
【図２】本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力を評価するためのＪＩＳＣ３００３に準拠したヘリカルコイルの融着試験を示す略図である。
【図３】本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力試験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 導体（銅線）
２ 絶縁皮膜（ポリエステル絶縁皮膜）
３ 熱硬化性融着皮膜
３ａ 融着皮膜
５ 熱硬化性自己融着絶縁電線
５ａ 自己融着絶縁電線
１０ ヘリカルコイル（試験コイル）
２０ 固定治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己融着塗料および自己融着絶縁電線に関する。更に詳しくは耐熱性、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル、スピンドルモーターコイル、空心コイル、ファンモーターコイル、ボイスコイル等を製造するのに好適な熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自己融着絶縁電線はコイル巻線時に加熱処理することにより容易に線間を固着出来る事から、上記各種コイル、例えばキャリッジコイル等に幅広く使用されている。従来の自己融着絶縁電線は、融点が１８０℃近辺の共重合ナイロン樹脂を主成分とし、これを有機溶剤に溶解して自己融着塗料とし、絶縁導体の外周に塗布・焼付けを行い製造していた。上記各種コイルの高性能化に伴い、コイルは使用環境として１００℃〜１４０℃の高温雰囲気中においても使用されている。そのため前記高温雰囲気中においても耐熱性が高く使用が十分可能な自己融着絶縁電線が要求されている。
自己融着塗料および自己融着絶縁電線に関しては、例えば下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平７−１６１２３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記融点が１８０℃近辺の共重合ナイロン樹脂を主成分とした自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けを行い製造した自己融着絶縁電線は１５０℃以上の高温雰囲気中において使用されると融着皮膜の劣化により接着力が低下するという耐熱性の点で問題があり、近年のモーター等の高性能化には対応出来なかった。
そこで、融点が２００℃近辺の共重合ナイロン樹脂を主成分として用い、また２次成分としてフェノール樹脂を用い、これらを有機溶剤に溶解した自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けを行い自己融着絶縁電線を製造していたが耐熱性は依然として不十分であり、１８０℃の高温雰囲気中に於いての使用には対応出来ないという問題があった。
本発明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するためになされたものであり、耐熱性が高く、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに好適な熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点として本発明は、フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部を主成分とし、これにビスフェノールA系エポキシ樹脂（以下、エポキシ樹脂ともいう）３０〜５０重量部およびアミン系硬化触媒５〜１０重量部を添加し、これらを有機溶剤に溶解した熱硬化性自己融着塗料にある。
上記第１観点の熱硬化性自己融着塗料では、絶縁導体の外周に塗布・焼付けされることよりフェノキシ系樹脂による熱溶融性とエポキシ樹脂による熱硬化性を有する熱硬化性融着皮膜が形成され、熱硬化性自己融着絶縁電線（以下、熱硬化性融着線ともいう）を製造することができる。前記熱硬化性融着皮膜中にはフェノキシ系樹脂、エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒が均一に分散された状態となる。
本発明において用いられるフェノキシ系樹脂は熱硬化性融着線を巻線したコイル巻線体 (融着線同士）を数分間の加熱処理、例えば１８０℃×５分間により仮接着（熱溶融接着）させるために用いられる主成分樹脂であり、例えばＹＰ−５０（東都化成社商品名：平均分子量 ６０，０００〜８０，０００）等の樹脂が挙げられる。
また本発明において用いられるエポキシ樹脂は硬化触媒との共存により前記仮接着したコイル巻線体を更に数時間の加熱処理、例えば１８０℃×４時間により熱硬化反応させて熱硬化接着させ、線間の接着を強固にするとともに融着皮膜に耐熱性を付与するために用いられる樹脂であり、例えばＪＥＲ(登録商標)１００９（ジャパンエポキシレジン社商品名 エポキシ当量２，４００〜３，３００）やＪＥＲ１０１０（ジャパンエポキシレジン社商品名 エポキシ当量３，０００〜５，０００）等の樹脂が挙げられる。
また本発明において用いられるアミン系硬化触媒は前記エポキシ樹脂の熱硬化反応を促進させるために用いられる硬化触媒であり、例えばＪＥＲキュア ＳＴ１１（ジャパンエポキシレジン社商品名 アミン価３２５〜３６０）やＪＥＲキュア ＳＴ１２（ジャパンエポキシレジン社商品名 アミン価３４５〜３８５）等の硬化触媒が挙げられる。
前記フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部に対し、エポキシ樹脂の添加量を３０〜５０重量部と限定した理由は、この範囲内が前記コイル巻線体を仮接着させる際にフェノキシ系樹脂の熱溶融性を阻害せず、またエポキシ樹脂の熱硬化反応により線間の接着を更に強固にするとともに融着皮膜に耐熱性を付与するというバランスが良いためである。またアミン系硬化触媒の添加量を５〜１０重量部と限定した理由は、５重量部未満ではエポキシ樹脂の熱硬化反応が促進されず耐熱性が得られないためであり、また１０重量部を超えてもその効果が飽和してしまううえにコストアップとなってしまうためである。
【０００５】
第２の観点として本発明は、前記フェノキシ系樹脂は平均分子量が６０，０００〜８０，０００であり、またビスフェノールA系エポキシ樹脂はエポキシ当量が２，０００〜５，０００であり、またアミン系硬化触媒のアミン価が３００〜４００である熱硬化性自己融着塗料にある。
上記第２観点の熱硬化性自己融着塗料では、平均分子量が６０，０００〜８０，０００のフェノキシ系樹脂を用いることにより該融着塗料より得られた熱硬化性融着線同士の仮接着がより良好となる。またエポキシ当量が２，０００〜５，０００のエポキシ樹脂、アミン価が３００〜４００のアミン系硬化触媒を用いることにより融着塗料中においては硬化反応が起こらないために融着塗料の保存性が良く、また該融着塗料より得られた熱硬化性融着線を仮接着したコイル巻線体の熱硬化反応が良好に促進され、線間の接着を更に強固にするとともに融着皮膜に更なる耐熱性を付与することができる。従って、熱硬化性自己融着塗料としてより好適となる。
【０００６】
第３の観点として本発明は、前記第１観点または第２観点の何れかの熱硬化性自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜を設けた熱硬化性自己融着絶縁電線にある。
上記第３観点の熱硬化性自己融着絶縁電線では、上記第１観点または第２観点でも述べたように、前記熱硬化性融着皮膜中にはフェノキシ系樹脂、エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒が均一に分散された状態となり、コイル巻線体の仮接着が可能で、また仮接着したコイル巻線体の熱硬化接着も可能となる。
具体的には、コイル巻線体を数分間の加熱処理、例えば１８０℃×５分間により熱硬化性融着皮膜中に分散されているフェノキシ系樹脂が溶解して仮接着が行われ、次いで仮接着したコイル巻線体を数時間の加熱処理、例えば１８０℃×４時間により熱硬化性融着皮膜中に分散されているエポキシ樹脂とアミン系硬化触媒が熱硬化反応して熱硬化接着が行われ、線間の接着が強固で耐熱性が高いコイルを製造することができる。なおコイル巻線体を最初から数時間の加熱処理することにより仮接着と熱硬化接着を一体化して行うことも可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱硬化性自己融着塗料によれば、絶縁導体上に塗布・焼付けされることより熱溶融性と熱硬化性を有する熱硬化性融着皮膜が形成され、熱硬化性自己融着絶縁電線を製造することができる。
また本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線によれば、前記熱硬化性融着皮膜中にはフェノキシ系樹脂、エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒が均一に分散された状態となり、分散フェノキシ系樹脂によりコイル巻線体の仮接着が可能で、また分散エポキシ樹脂およびアミン系硬化触媒により仮接着したコイル巻線体の熱硬化接着が可能であり、線間の接着が強固で耐熱性が高いコイルを製造することが出来る。このコイルは、１８０℃の高温雰囲気中に於いての使用に対応出来、該高温雰囲気中に於いてもコイル形状を維持することが出来るようになる。
従って、本発明の熱硬化性自己融着塗料および熱硬化性自己融着絶縁電線によれば耐熱性が高く、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに極めて好適となる。従って、本発明は産業上に寄与する効果が極めて大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の内容を、図に示す実施の形態(実施例)により更に詳細に説明する。また比較例についても説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線の一実施形態を示す断面図である(比較例にも使用)。図２は、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力を評価するためのＪＩＳＣ３００３に準拠したヘリカルコイルの融着試験を示す略図である。また図３は、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力試験結果を示すグラフ図である。
これらの図において、１は導体（銅線）、２は絶縁皮膜（ポリエステル絶縁皮膜）、３は熱硬化性融着皮膜、３ａは融着皮膜、５は熱硬化性自己融着絶縁電線、５ａは自己融着絶縁電線、１０はヘリカルコイル（試験コイル）、また２０は固定治具である。
【０００９】
（１）熱硬化性自己融着塗料（比較例は自己融着塗料）の調製
本発明の熱硬化性自己融着塗料の実施形態（実施例）１〜５について表１の熱硬化性自己融着塗料配合組成表を用いて説明する。また比較例１、２の自己融着塗料についても同時に説明する。
【００１０】
【表１】
【実施例１】
【００１１】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を９４．８ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を５９．３ｇ、有機溶剤としてクレゾール／キシロール＝１／１混合溶剤（以下混合溶剤という）を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例２】
【００１２】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を１００．７ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を５３．４ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例３】
【００１３】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてYP−５０を１０６．７ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を４７．４ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例４】
【００１４】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を１１２．６ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を４１．５ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のJERキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【実施例５】
【００１５】
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分のフェノキシ系樹脂としてＹＰ−５０を１１８．５ｇ、熱硬化用の材料のビスフェノールA系エポキシ樹脂としてＪＥＲ１００９を３５．６ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８４０ｇ入れ、４０〜５０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を室温まで冷却し、これに硬化触媒としてアミン系硬化触媒のＪＥＲキュア ＳＴ１１を５．９ｇ添加し、撹拌して濃度１６％の熱硬化性自己融着性塗料を調製した。
【００１６】
―比較例１―
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分の共重合ナイロン樹脂としてグリロン(登録商標)ＣＲ８（エムス・ケミージャパン社商品名）（融点約２００℃）を７５．８ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８７０ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を５０℃まで冷却し、これにフェノール樹脂としてヒタノール１１４０を５４．２ｇ添加し、撹拌して濃度１３％の自己融着塗料を調製した。
【００１７】
―比較例２―
撹拌機、温度計及び冷却管をつけた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、表１の配合組成表に従って、主成分の共重合ナイロン樹脂としてグリロンＣＲ８を１０８．３ｇ、有機溶剤として混合溶剤を８７０ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間加熱撹拌して樹脂を溶解した後、この樹脂溶液を５０℃まで冷却し、これにフェノール樹脂としてヒタノール１１４０を２１．７ｇ添加し、撹拌して濃度１３％の自己融着塗料を調製した。
【００１８】
（２）熱硬化性自己融着絶縁電線（比較例は自己融着絶縁電線）の製造
本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線の実施形態（実施例）について図１を用いて説明する。また比較例の自己融着絶縁電線についても同時に説明する。
【実施例６】
【００１９】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例１の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例７】
【００２０】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例２の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例８】
【００２１】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例３の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例９】
【００２２】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例４の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【実施例１０】
【００２３】
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記実施例５の熱硬化性自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜（３）を設け、熱硬化性自己融着絶縁電線（５）を製造してボビンに巻き取った。
【００２４】
―比較例３―
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記比較例１の自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして融着皮膜（３ａ）を設け、自己融着絶縁電線（５ａ）を製造してボビンに巻き取った。
【００２５】
―比較例４―
導体径０．３００ｍｍの銅線（１）にポリエステル絶縁塗料を外径が０．３２０ｍｍとなるように塗布・焼付けしてポリエステル絶縁皮膜（２）を設け、さらに絶縁導体上に、前記比較例２の自己融着塗料をダイスにより皮膜厚が５μｍとなるように４回掛で塗布・焼付けして融着皮膜（３ａ）を設け、自己融着絶縁電線（５ａ）を製造してボビンに巻き取った。
【００２６】
（３）熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに自己融着絶縁電線の一般特性
前記実施例６〜１０の熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに比較例３、４の自己融着絶縁電線の一般特性試験を行った。その結果を下記表２に示す。なお融着性については３ｍｍφ（導体径の１０倍）のマンドレル(巻付け棒)に２０ターン巻付けて製作したヘリカルコイル体を融着条件１８０℃×５分間で仮接着してヘリカルコイル（試験コイル）とし、接着力(平均値)を測定したものである。
表２より明らかな様に、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線は一般特性が良好なことが分かる。
【００２７】
【表２】
【００２８】
（４）熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに自己融着絶縁電線の耐熱融着力評価
前記実施例６〜１０の熱硬化性自己融着絶縁電線ならびに比較例３、４の自己融着絶縁電線について、上記と同様のヘリカルコイルを用い、熱雰囲気中における耐熱融着力を評価した。具体的には、１８０℃の熱雰囲気中にヘリカルコイルを２〜１２時間放置し、図２に示す様にＪＩＳＣ３００３に準拠したヘリカルコイルの融着試験を行ったものである。その試験結果を図３のグラフ図に示す。なお、実施例７、９については図示していないが、それぞれ実施例５，８、実施例８，１０のほぼ中間であった。
図３のグラフ図より明らかな様に、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線（ヘリカルコイル）は１８０℃の熱雰囲気中において４時間放置後には接着力が大幅に上昇し、更に放置時間の経過とともに接着力が上昇しているが、８時間を経過すると接着力が飽和してしまうことが分かる。これは４時間放置後には熱硬化性融着皮膜中に分散されているエポキシ樹脂とアミン系硬化触媒の熱硬化反応がかなり促進され、更に放置することにより熱硬化反応は更に促進されるが、８時間を経過すると熱硬化反応は殆んど終了してしまうものと考えられる。また１０、１２時間経過後にも接着力が低下しないので、融着皮膜の劣化がないことが分かる。
従って、本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線は１８０℃の高温雰囲気中において耐熱融着力が極めて優れているため、耐熱性が極めて高いことが分かる。
一方、比較例の自己融着絶縁電線（ヘリカルコイル）は１８０℃の高温雰囲気中において、放置時間の経過とともに接着力が大幅に低下しており耐熱融着力が劣っているため、耐熱性が低いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の熱硬化性自己融着塗料は耐熱融着力が優れた熱硬化性自己融着絶縁電線の製造に好適となる。また本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線は耐熱融着力が極めて優れているためコイルの耐熱性が極めて高くなり、高性能化が要求される各種コイル、例えばキャリッジコイル等を製造するのに好適であり、高性能なモーター等への使用に極めて好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線の一実施形態を示す断面図である(比較例にも使用)。
【図２】本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力を評価するためのＪＩＳＣ３００３に準拠したヘリカルコイルの融着試験を示す略図である。
【図３】本発明の熱硬化性自己融着絶縁電線(比較例は自己融着絶縁電線)の耐熱融着力試験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 導体（銅線）
２ 絶縁皮膜（ポリエステル絶縁皮膜）
３ 熱硬化性融着皮膜
３ａ 融着皮膜
５ 熱硬化性自己融着絶縁電線
５ａ 自己融着絶縁電線
１０ ヘリカルコイル（試験コイル）
２０ 固定治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部を主成分とし、これにビスフェノールA系エポキシ樹脂３０〜５０重量部およびアミン系硬化触媒５〜１０重量部を添加し、これらを有機溶剤に溶解したことを特徴とする熱硬化性自己融着塗料。
【請求項２】
前記フェノキシ系樹脂は平均分子量が６０，０００〜８０，０００であり、またビスフェノールA系エポキシ樹脂はエポキシ当量が２，０００〜５，０００であり、またアミン系硬化触媒のアミン価が３００〜４００であることを特徴とする請求項１記載の熱硬化性自己融着塗料。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２の何れかに記載の熱硬化性自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜を設けたことを特徴とする熱硬化性自己融着絶縁電線。
【請求項１】
フェノキシ系樹脂８０〜１００重量部を主成分とし、これにビスフェノールA系エポキシ樹脂３０〜５０重量部およびアミン系硬化触媒５〜１０重量部を添加し、これらを有機溶剤に溶解したことを特徴とする熱硬化性自己融着塗料。
【請求項２】
前記フェノキシ系樹脂は平均分子量が６０，０００〜８０，０００であり、またビスフェノールA系エポキシ樹脂はエポキシ当量が２，０００〜５，０００であり、またアミン系硬化触媒のアミン価が３００〜４００であることを特徴とする請求項１記載の熱硬化性自己融着塗料。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２の何れかに記載の熱硬化性自己融着塗料を絶縁導体の外周に塗布・焼付けして熱硬化性融着皮膜を設けたことを特徴とする熱硬化性自己融着絶縁電線。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１９７０５０（Ｐ２００９−１９７０５０Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３７２１４（Ｐ２００８−３７２１４）
【出願日】平成２０年２月１９日（２００８．２．１９）
【出願人】（０００００３４１４）東京特殊電線株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１９日（２００８．２．１９）
【出願人】（０００００３４１４）東京特殊電線株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
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