絶縁被膜用塗料及びこれを用いた絶縁電線
【課題】 導体と導体表面に形成される絶縁被膜の密着強度、特に巻線加工が行われる前の状態だけでなく、巻線加工、ワニス含浸処理後も、優れた密着性を示すことができる絶縁被膜を形成できる絶縁被膜用塗料、および当該塗料を用いて形成される絶縁被膜を有する絶縁電線を提供する。
【解決手段】 プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する。前記ポリサルファイドポリマーは、末端がＳＨ基であり、主鎖が−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキレン基である）の繰り返し単位で構成されていることが好ましい。また、前記ポリサルファイドポリマーは、前記プライマー層構成樹脂１００質量部あたり０．５〜２５質量部含有されていることが好ましい。
【解決手段】 プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する。前記ポリサルファイドポリマーは、末端がＳＨ基であり、主鎖が−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキレン基である）の繰り返し単位で構成されていることが好ましい。また、前記ポリサルファイドポリマーは、前記プライマー層構成樹脂１００質量部あたり０．５〜２５質量部含有されていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットワイヤなどの絶縁被覆、特にプライマー層の形成に好適な絶縁被膜用塗料、さらに詳述すると、耐摩耗性、密着性等の初期の機械的強度及び高温保持後の密着強度に優れた絶縁被膜を形成できる絶縁被膜用塗料、及び当該塗料でプライマー層を形成した絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの巻線やトランスの巻線に用いられている絶縁電線としては、銅線に、ポリエステルイミド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステルなどの樹脂を焼付けてなる絶縁被膜を形成したものが一般に用いられている。
【０００３】
各種電気機器のコイルを形成する絶縁電線において、導線を被覆する絶縁被膜には、優れた絶縁性を発揮する前提として、導線に対する密着性、高い耐熱性、機械的強度、耐薬品性も有することが要求されている。特に、巻線加工工程においては、自動化、高速化が進み、自動巻線機を使用した場合、加工される電線に強い張力が加わりながら、屈曲、摩擦等を受けて巻線されるため、巻線の絶縁被膜を損傷する可能性が高くなる。さらに、各種電気機器の高出力化、または小型化、省電力化への要請に伴い、高占積率化も進み、巻線に加えられる加工負荷が厳しくなっている。
このような過酷な巻線加工に対して、絶縁被膜が損傷することを防止するために、耐巻線加工性に優れた被膜が求められている。
【０００４】
巻線加工性は、電線表面の潤滑性、耐摩耗性が大きく関与していると考えられている。このため、導体に絶縁被膜を形成し、さらにこの絶縁被膜上に、潤滑性、機械的強度に優れたポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などを上塗りして、表面潤滑性に優れた表層部を設けることで対処しているのが実情である。
【０００５】
例えば、特開平９−４５１４２号（特許文献１）では、絶縁被膜上に、ポリエステル又はポリエステルイミド塗料にワックス等の潤滑剤を配合した潤滑性ポリエステル又は潤滑性ポリエステルイミド層を設けている。
【０００６】
一方、導体と絶縁被膜の密着性を向上したするために、金属と錯化合物をつくることができる、アセチレン類、アルデヒド類、アミン類、メルカプタン類、およびチオ尿素類からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属不活性剤を添加した絶縁塗料が、特許第３７６６４４７号（特許文献２）に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−４５１４２号公報
【特許文献２】特許第３７６６４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、巻線加工は、年々、過酷になっている。また、巻線加工後にワニス含浸処理を行われる場合には、高温での加熱処理後も、優れた密着性を保持していることが求められる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導体と導体表面に形成される絶縁被膜の密着強度、特に巻線加工が行われる前の状態だけでなく、巻線加工、ワニス含浸処理後も、優れた密着性を示すことができる絶縁被膜を形成できる絶縁被膜用塗料、および当該塗料を用いて形成される絶縁被膜を有する絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明の絶縁被膜用塗料は、導体及び該導体上に形成されるプライマー層を有する絶縁電線の前記プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する。
【００１１】
前記ポリサルファイドポリマーは、末端がＳＨ基であり、主鎖が−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキレン基である）の繰り返し単位で構成されていることが好ましい。また、前記ポリサルファイドポリマーは、前記プライマー層構成樹脂１００質量部あたり０．５〜２５質量部含有されていることが好ましい。
【００１２】
前記プライマー層構成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる１種であることが好ましく、より好ましくはポリエステルイミド系樹脂である。
【００１３】
また、前記プライマー層構成樹脂には、硬化剤が含まれていてもよい。
【００１４】
本発明の絶縁電線は、導体；上記本発明の絶縁被膜用塗料を焼付、硬化してなるプライマー層；及び該プライマー層上に形成した少なくとも１層の上塗り層を有するものである。別の見地による本発明の絶縁電線は、導体表面に、ポリサルファイドポリマーの含有率が０．４９〜２０質量％であるプライマー層が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の絶縁電線塗料を用いて形成されるプライマー層は、ポリサルファイドポリマーの含有により、導体に対して優れた密着性を発揮でき、特に高温下であっても、優れた密着性を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、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、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およ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。
【００１７】
〔絶縁被膜用塗料〕
本発明の絶縁被膜用塗料は、導体及び該導体上に形成されるプライマー層を有する絶縁電線の前記プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する。
【００１８】
＜プライマー層構成樹脂＞
本発明の塗料に含有されるプライマー層構成樹脂は、マグネットワイヤの絶縁被膜のうち、導体上に直接形成されるプライマー層を形成する樹脂で、従来より絶縁ワニスに用いられる公知の樹脂を用いることができる。例えば、ポリエステルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることができる。これらのうち、特に、耐熱性、耐軟化性、耐溶剤性などに優れるが、過酷な巻線加工性の指標となる耐摩耗性の向上が求められているポリエステルイミド系樹脂において、導体との密着性向上について顕著な効果を得ることができる。
【００１９】
プライマー層構成樹脂には、樹脂ベースポリマーの硬化剤が含まれていてもよい。
ベースポリマーの硬化剤としては、ベースポリマーの種類にもよるが、例えば、ポリエステルイミド等の末端にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＮＨ２基を有するようなポリマーの場合、イソシアネート系硬化剤が好ましく用いられる。
【００２０】
イソシアネート系硬化剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルへキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの炭素数３〜１２の脂肪族ジイソシアネート；１，４−シクロへキサンジイソシアネート（ＣＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチルシクロへキサンジイソシアネート、イソプロピデンジシクロヘキシル−４，４’−ジイソシアネート、１、３−ジイソシアナトメリルシクロへキサン（水添ＸＤＩ）、水添ＴＤＩ、２，５−ビス（イソシナートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ビス（イソシナートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタンなどの炭素数５〜１８の脂環式ジイソシアネート；キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート；これらのジイソシアネートの変性物などのイソシアネート基をブロックしたブロックイソシアネートが挙げられ、これらは、それぞれ単独又は２種以上混合して用いることができる。このようなイソシアネート系硬化剤は、通常、ポリエステルイミド１００質量部あたり、１〜２０質量部含有され得る。
【００２１】
末端にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、エポキシ基のように、アミンと反応できる官能基を有するベースポリマーでは、メラミン化合物が、硬化剤として用いられ得る。メラミン化合物としては、例えば、メチルメラミン、ブチル化メラミン、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独または２種以上混合して用いることができる。メラミン化合物は、通常、ポリエステルイミド１００質量部あたり、１〜２０質量部含有され得る。
【００２２】
この他、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤等の架橋剤を含有してもよく、ＯＨ基含有樹脂に対しては、テトラプロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラヘキシルチタネート等のチタンアルコキシドが好ましく用いられる。
【００２３】
プライマー層構成樹脂に代えて、硬化剤などを含んだ市販の樹脂を用いてもよい。さらに、市販の絶縁ワニスを用いることもできる。具体的には、日立化成工業製のＩｓｏｍｉｄ４０ＳＭ４５、大日精化社製のＥＨ４０２−４５、ＦＳ３０４、ＦＳ２０１、日触スケネクタディ社のアイソミッド、ゼネラルエレクトリック社製のイミデックス等のエステルイミドワニス；デユポン社製パイルＭＬ、東レ社製トレニース＃２０００、＃３０００当業者のポリイミド塗料；日立化成社製のＨＩ−４００、ＨＩ−４０５、ＨＩ−４０６等のポリアミドイミド塗料などが挙げられる。
【００２４】
＜ポリサルファイドポリマー＞
本発明で用いられるポリサルファイドポリマーとは、ジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）を主鎖中に有する液状ポリマーで、且つ末端がＳＨ基のポリマーである。
好ましくは、主鎖が、−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−の繰り返し単位を有するポリマーで、ゴム弾性を有する。
【００２５】
上記繰り返し単位において、Ｒ１、Ｒ２はメチレン、エチレン、プロピレン等の炭素数１〜４のアルキレン基であり、より好ましくは―Ｃ２Ｈ４−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−Ｓ−Ｓ−であり、ＨＳ−(Ｃ２Ｈ４−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−Ｓ−Ｓ)ｎ―Ｃ２Ｈ４−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−ＳＨで表わされるポリサルファイドポリマーである。
【００２６】
本発明で用いられるポリサルファイドポリマーは、特に限定しないが、重量平均分子量４００〜５００００であることが好ましく、より好ましくは８００〜１００００、さらに好ましくは８００〜８０００である。
【００２７】
このようなポリサルファイドポリマーは、機構は明らかではないが、絶縁被膜の導体に対する密着強度、特に絶縁被膜がプライマー層と該プライマー層上に形成された１層または２層以上の上塗り層とからなる場合に、耐摩耗強度を向上させることができる。ポリサルファイドポリマーの末端のＳＨ基が導体に対してキレート結合を形成し、他方の末端のＳＨ基が、絶縁被膜用塗料中の樹脂（プライマー層構成樹脂）の末端の官能基と反応して結合を形成するのではないかと思われる。すなわち、導体と絶縁被膜を構成する樹脂との間を、ポリサルファイドポリマーが架橋するような状態となっているのではないかと考えられる。ポリサルファイドポリマーはゴム弾性を有しているので、捲き線加工時に加えられる外的ストレス、すなわち、絶縁被膜に負荷された摩擦力に対して、絶縁被膜構成樹脂が追随することで、導体に対して、絶縁被膜（特に上塗り層）が相対的に移動するようなことがあっても、導体と絶縁被膜構成樹脂（特にプライマー層構成樹脂）との間に介在しているポリサルファイドポリマーが緩衝剤的役割をはたして、導体表面から絶縁被膜構成樹脂（特に上塗り層）が剥離することを防止できるのではないかと考えられる。
【００２８】
ポリサルファイドポリマーは、塗料に含まれるプライマー層構成樹脂１００質量部あたり、０．５〜２５質量部程度含まれることが好ましく、より好ましくは１．０〜２０質量部である。０．５質量部未満では、ポリサルファイドポリマーの添加効果が小さく、一方、多くなりすぎると、ポリサルファイドポリマーに含まれる硫黄により、導体、特に銅が硫化酸化されやすくなる。
【００２９】
なお、市販の絶縁ワニスには、金属導体との密着強度改善剤としては、例えば、特許第３７６６４４７号に開示されているような、金属と錯化合物を作ることができる金属不活性剤、アセチレン類、アルキノール類、アルデヒド類、アミン類、メルカプタン類及びチオ尿素類等の金属不活性剤を含有しているものがある。本発明で用いるポリサルファイドポリマーも、初期密着強度について、これらの密着強度改善剤と同程度以上の効果を得ることができる。さらに、現在公知の高密着ポリエステルイミドの弱点である、高温で長時間保持した場合の密着強度の低下の問題がないという有利な点もある。すなわち、ポリサルファイドポリマーを密着強度改善剤として用いる場合には、耐摩耗性が高密着ポリエステルイミドと同程度以上に向上しているにもかかわらず、高温で長時間保持しても、密着強度の低下が小さくて済み、含浸ワニス処理後も優れた密着強度を保持できるといった顕著な効果がある。
【００３０】
＜その他の成分＞
本発明の絶縁被膜用塗料には、プライマー層構成樹脂、ポリサルファイドポリマーの他、ポリサルファイドポリマーの硬化剤が含まれていてもよい。ポリサルファイドポリマーの硬化剤としては、パラキノンジオキシム、過酸化亜鉛、二酸化鉛、二酸化マンガン、過酸化カルシウムなどが挙げられる。
【００３１】
さらに、本発明の絶縁被膜用塗料には、有機溶剤が含まれる。本発明で用いられる有機溶剤としては、プライマー層構成樹脂を溶解できるものであればよく、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサエチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトンなどの極性有機溶媒をはじめ、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロへキサノンなどのケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチルなどのエステル類；ジエチルエステル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、ジエチレングリコールメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類；ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素化合物；ジクロロメタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素化合物；クレゾール、クロルフェノールなどのフェノール類；ピリジンなどの第三級アミンなどが挙げられ、これらの有機溶媒は、それぞれ単独で又は２種以上混合して用いることができる。
【００３２】
さらに必要に応じて、本発明の目的が阻害されない範囲で、顔料、染料、無機又は有機のフィラー、潤滑剤、酸化防止剤、レべリング剤等の各種添加剤が含有されていてもよい。
【００３３】
本発明の絶縁被膜用塗料は、プライマー層構成樹脂、ポリサルファイドポリマー及びその他の添加剤を配合し、固形分含有率３０〜６０質量％程度となるように、有機溶剤で希釈することにより製造される。
プライマー層構成樹脂として、市販の絶縁ワニスを用いる場合には、当該絶縁ワニスに、当該絶縁ワニスの固形分１００質量部に対して０．５〜２５質量部、好ましくは１．０〜２０質量部となるように、ポリサルファイドポリマーを添加することによっても製造できる。
【００３４】
以上のような組成を有する本発明の絶縁被膜用塗料は、絶縁被膜を形成できるだけでなく、ストレスが負荷した状態でも導体に対する密着性が優れているので、絶縁電線のプライマー層用塗料として用いることが有用である。
【００３５】
本発明の絶縁被膜用塗料を、導体に直接塗布した後、焼付けて硬化することによりプライマー層を形成できる。焼付温度としては、塗料に含まれる有機溶剤が揮発できる温度、さらに硬化剤が含まれている場合には、硬化剤とプライマー層構成樹脂のベースポリマーが反応できる温度で、当該樹脂ベースポリマーの種類にもより、適宜選択される。
【００３６】
〔絶縁電線〕
本発明の絶縁電線は、導体表面に、上記本発明の絶縁被膜用塗料で形成されるプライマー層を有するものである。
【００３７】
導体としては、通常、電線導体に用いられる公知の導体で、銅線、アルミニウム線などの金属導体が用いられる。
【００３８】
本発明の絶縁被膜用塗料の焼付は、ベースポリマーの種類により適宜選択されるが、例えば、ポリエステルイミド系塗料の場合、３５０〜５００℃程度の炉内を、１パスあたり１０秒〜３０秒間（１０回引きなら１００秒〜３００秒間）、通過させることにより行うことが好ましい。焼きつけにより、耐熱性、耐摩耗性にすぐれたプライマー層を得ることができる。
【００３９】
プライマー層の厚みは、特に限定しないが、１〜２０μｍが好ましく、より好ましくは１〜１０μｍである。プライマー層としては、この程度の厚みで十分だからである。
【００４０】
本発明の絶縁被膜用塗料を塗布、焼付して形成されるプライマー層は、塗料に含まれているプライマー層構成樹脂の硬化体とポリサルファイドポリマーとが含有されている。プライマー層におけるポリサルファイドポリマーの含有率は、塗料の全固形分に対するポリサルファイドポリマーの含有率に該当し、０．４９〜２０質量％程度が好ましく、より好ましくは１〜１７質量％程度である。
【００４１】
本発明の絶縁電線は、上記のようなプライマー層上に、少なくとも１層以上の上塗り層を有している。
上塗り層の組成としては特に限定せず、従来より絶縁被膜に用いられているポリエステルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノキシ系樹脂などを用いることができる。上塗り層構成樹脂は、プライマー層構成樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよく、絶縁電線の用途に応じて適宜選択される。
【００４２】
上塗り層の膜厚は１０〜３０μｍ程度が好ましい。また、上塗り層が２層以上で構成される場合、絶縁電線の最表層の上塗り層は、潤滑性を有する被膜、例えば、高潤滑ポリイミド、高潤滑アミドイミドなどで構成されることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
本発明を実施するための最良の形態を実施例により説明する。実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００４４】
〔測定評価方法〕
はじめに、本実施例で行なった評価方法について説明する。
【００４５】
（１）密着性
（１−１）初期
ＪＩＳ Ｃ３００３「８．１ａ）急激伸張」に準じて、作製した絶縁電線を急激伸張することにより切断し、切断していない部分の膜浮の導体長さ（ｍｍ）及び切断部分において被覆が剥がれたことにより露出した導体長さ（ｍｍ）を、それぞれ測定した。測定値が小さいほど、急伸切断面においても、被覆層が剥がれていないことを示し、密着性に優れていることを示している。
各絶縁電線について、３本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００４６】
（１−２）加熱後密着性
作成した絶縁電線を、１６０℃で６時間保持した後、（１−１）と同様の方法にして、急激伸長後の膜浮導体長さ（ｍｍ）を測定した。これは、含浸ワニス処理後の密着性の指標となり、膜浮導体長さが小さいほど、加熱処理後の密着性に優れていることを示す。
なお、各絶縁電線について、３本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００４７】
（２）耐摩耗性
ＪＩＳ Ｃ３００３−１９９９に記載の耐摩耗試験に準拠し、一方向摩耗値（ｇ）を測定した。どの程度の力が加わったときに被膜が破損するかを調べるもので、捲線時のストレスに対する被膜強度の指標となる。
なお、各絶縁電線について、９本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００４８】
（３）軟化温度
ＪＩＳ Ｃ３００３「エナメル銅線及びエナメルアルミニウム線試験方法」に準じて、軟化温度（℃）を測定した。ＪＩＳに規定する荷重（７００ｇ）、２倍荷重（１４００ｇ）及び３倍荷重のそれぞれについて、電線が導通したときの温度（軟化温度）を測定した。
なお、各絶縁電線について、４本ずつ測定した結果の最大値と最小値の平均値を示す。
【００４９】
（４）絶縁破壊電圧
作製した絶縁電線２本を用いて撚り線を作成し、これをＪＩＳ Ｃ２００２ １０に準じて、絶縁破壊電圧（Ｖ）を測定し、１０個のサンプルの測定値を平均して平均絶縁破壊電圧を求めた。
なお、各絶縁電線１０本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００５０】
（５）可とう性
絶縁電線を、初期長さに対して２０％伸長し、伸長後、ＪＩＳ Ｃ３００３ ７．１．１可とう性試験に準拠して試験した。具体的には、絶縁電線の自己径（１ｄ）を有する丸棒に沿って電線を、電線と電線とが接触するように３０回巻き付けた後、亀裂の有無を観察し、亀裂個数を数えた。
巻きつける丸棒の径を絶縁電線の自己径の２倍（２ｄ）、３倍（３ｄ）についても同様にして巻きつけた後の亀裂個数を数えた。
【００５１】
（６）ヒートショック試験
絶縁電線を、初期長さに対して２０％伸長し、伸長後、ＪＩＳ Ｃ３００３ ２０の耐衝撃試験に準拠して試験した。具体的には、２４０℃で１時間加熱した後、絶縁電線の自己径（１ｄ）を有する丸棒に沿って電線を、電線と電線とが接触するように３０回巻き付けた後、亀裂の有無を観察し、亀裂個数を数えた。
巻きつける丸棒の径を絶縁電線の自己径の２倍（２ｄ）、３倍（３ｄ）についても同様にして巻きつけた後の亀裂個数を数えた。
【００５２】
〔エステルイミド系絶縁被膜用塗料及び絶縁電線の製造〕
Ｎｏ．１−５：
汎用エステルイミド系ワニス（日立化成工業社製のIsomid４０ＳＭ４５）に含まれる固形分１００質量部に対して、液状ポリサルファイドとして東レファインケミカル社のチオコールＬＰ３（商品名）を、表１に示す量だけ添加し、３０℃で６０分間混合して、絶縁被膜用塗料を調製した。
調製した絶縁被膜用塗料を、径０．８９８ｍｍ又は０．８９９ｍｍの銅線に塗布、焼付け（炉内温度３５０〜５００℃）、被膜厚み３μｍのプライマー層を形成した。
次いで、汎用エステルイミド（日立化成工業社のIsomid４０ＳＭ４５）を塗布、焼付て被膜厚み２５μｍの２層目を形成し、さらに汎用アミドイミドワニス（日立化成工業のＨＩ−４０６Ｅ−３４）を塗布、焼きつけて厚み５μｍの３層目を形成し、さらに高潤滑アミドイミド樹脂（住友電工ウインテック）を塗布、焼きつけて厚み２μｍの４層目を形成し、表１に示す被膜総厚みを有する絶縁電線を作成した。
作成した絶縁電線の密着性、耐摩耗性、絶縁破壊電圧、軟化温度、可とう性、耐ヒートショックを、上記評価方法に従って測定評価した。結果を表１に示す。
【００５３】
Ｎｏ．６：
プライマー層を、市販の汎用エステルイミド系ワニス（日立化成工業社製のIsomid４０ＳＭ４５）のみで形成した以外は、Ｎｏ．１と同様にして、絶縁電線を作成した。作製した絶縁電線の密着性、耐摩耗性、絶縁破壊電圧、軟化温度、可とう性、耐ヒートショックを、上記評価方法に従って測定評価した。結果を表１に示す。
【００５４】
Ｎｏ．７：
プライマー層を、市販の高密着ポリエステルイミド系塗料（大日精化社製のＥＨ４０２−４５）のみで形成した以外は、Ｎｏ．１と同様にして、絶縁電線を作成した。作製した絶縁電線の密着性、耐摩耗性、絶縁破壊電圧、軟化温度、可とう性、耐ヒートショックを、上記評価方法に従って測定評価した。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１において、Ｎｏ．６とＮｏ．７との比較からわかるように、汎用エステルイミド系ワニスでプライマー層を形成した絶縁電線（Ｎｏ．６）では、一方向摩耗、耐軟化度、可とう性、ヒートショックのいずれについても、高密着エステルイミド系ワニスでプライマー層を形成した絶縁電線（Ｎｏ．７）よりも劣っていた。しかしながら、高密着エステルイミド系ワニスで形成されたプライマー層を有する絶縁電線（Ｎｏ．７）は、機械的強度の点で汎用エステルイミド系ワニスで形成されたプライマー層を有する絶縁電線よりも優れている反面、１６０℃で６時間といった加熱処理後の密着性試験では、１５０ｍｍもの膜浮きが生じ、汎用エステルイミド系ワニスで形成されるプライマー層を有する絶縁電線では認められないレベルまで低下した。
【００５７】
一方、Ｎｏ．１〜５は、汎用エステルイミドにポリサルファイドポリマーを添加した絶縁被膜用塗料を用いてプライマー層を形成した絶縁電線であり、ポリサルファイドの添加量の増大に従って、初期密着性、初期機械的強度が向上していた。さらに、加熱処理後の密着性についても、初期密着性より若干低下したものの、問題となるほどではなかった。従って、プライマー層にポリサルファイドポリマーを含有させることにより、初期の機械的強度及び加熱処理後の密着性の双方を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の絶縁被膜用塗料は、初期密着性、耐摩耗性、耐熱性に優れ、しかも高温、長時間保持した後も優れた密着性を保持しているので、過酷な巻き線加工、ワニス含浸処理が行われるマグネットワイヤ、例えば、小型化、省電力化の要請に応えるモータの巻線やトランスのコイル用絶縁電線として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットワイヤなどの絶縁被覆、特にプライマー層の形成に好適な絶縁被膜用塗料、さらに詳述すると、耐摩耗性、密着性等の初期の機械的強度及び高温保持後の密着強度に優れた絶縁被膜を形成できる絶縁被膜用塗料、及び当該塗料でプライマー層を形成した絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの巻線やトランスの巻線に用いられている絶縁電線としては、銅線に、ポリエステルイミド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステルなどの樹脂を焼付けてなる絶縁被膜を形成したものが一般に用いられている。
【０００３】
各種電気機器のコイルを形成する絶縁電線において、導線を被覆する絶縁被膜には、優れた絶縁性を発揮する前提として、導線に対する密着性、高い耐熱性、機械的強度、耐薬品性も有することが要求されている。特に、巻線加工工程においては、自動化、高速化が進み、自動巻線機を使用した場合、加工される電線に強い張力が加わりながら、屈曲、摩擦等を受けて巻線されるため、巻線の絶縁被膜を損傷する可能性が高くなる。さらに、各種電気機器の高出力化、または小型化、省電力化への要請に伴い、高占積率化も進み、巻線に加えられる加工負荷が厳しくなっている。
このような過酷な巻線加工に対して、絶縁被膜が損傷することを防止するために、耐巻線加工性に優れた被膜が求められている。
【０００４】
巻線加工性は、電線表面の潤滑性、耐摩耗性が大きく関与していると考えられている。このため、導体に絶縁被膜を形成し、さらにこの絶縁被膜上に、潤滑性、機械的強度に優れたポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などを上塗りして、表面潤滑性に優れた表層部を設けることで対処しているのが実情である。
【０００５】
例えば、特開平９−４５１４２号（特許文献１）では、絶縁被膜上に、ポリエステル又はポリエステルイミド塗料にワックス等の潤滑剤を配合した潤滑性ポリエステル又は潤滑性ポリエステルイミド層を設けている。
【０００６】
一方、導体と絶縁被膜の密着性を向上したするために、金属と錯化合物をつくることができる、アセチレン類、アルデヒド類、アミン類、メルカプタン類、およびチオ尿素類からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属不活性剤を添加した絶縁塗料が、特許第３７６６４４７号（特許文献２）に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−４５１４２号公報
【特許文献２】特許第３７６６４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、巻線加工は、年々、過酷になっている。また、巻線加工後にワニス含浸処理を行われる場合には、高温での加熱処理後も、優れた密着性を保持していることが求められる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導体と導体表面に形成される絶縁被膜の密着強度、特に巻線加工が行われる前の状態だけでなく、巻線加工、ワニス含浸処理後も、優れた密着性を示すことができる絶縁被膜を形成できる絶縁被膜用塗料、および当該塗料を用いて形成される絶縁被膜を有する絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明の絶縁被膜用塗料は、導体及び該導体上に形成されるプライマー層を有する絶縁電線の前記プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する。
【００１１】
前記ポリサルファイドポリマーは、末端がＳＨ基であり、主鎖が−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキレン基である）の繰り返し単位で構成されていることが好ましい。また、前記ポリサルファイドポリマーは、前記プライマー層構成樹脂１００質量部あたり０．５〜２５質量部含有されていることが好ましい。
【００１２】
前記プライマー層構成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる１種であることが好ましく、より好ましくはポリエステルイミド系樹脂である。
【００１３】
また、前記プライマー層構成樹脂には、硬化剤が含まれていてもよい。
【００１４】
本発明の絶縁電線は、導体；上記本発明の絶縁被膜用塗料を焼付、硬化してなるプライマー層；及び該プライマー層上に形成した少なくとも１層の上塗り層を有するものである。別の見地による本発明の絶縁電線は、導体表面に、ポリサルファイドポリマーの含有率が０．４９〜２０質量％であるプライマー層が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の絶縁電線塗料を用いて形成されるプライマー層は、ポリサルファイドポリマーの含有により、導体に対して優れた密着性を発揮でき、特に高温下であっても、優れた密着性を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、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、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およ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。
【００１７】
〔絶縁被膜用塗料〕
本発明の絶縁被膜用塗料は、導体及び該導体上に形成されるプライマー層を有する絶縁電線の前記プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する。
【００１８】
＜プライマー層構成樹脂＞
本発明の塗料に含有されるプライマー層構成樹脂は、マグネットワイヤの絶縁被膜のうち、導体上に直接形成されるプライマー層を形成する樹脂で、従来より絶縁ワニスに用いられる公知の樹脂を用いることができる。例えば、ポリエステルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることができる。これらのうち、特に、耐熱性、耐軟化性、耐溶剤性などに優れるが、過酷な巻線加工性の指標となる耐摩耗性の向上が求められているポリエステルイミド系樹脂において、導体との密着性向上について顕著な効果を得ることができる。
【００１９】
プライマー層構成樹脂には、樹脂ベースポリマーの硬化剤が含まれていてもよい。
ベースポリマーの硬化剤としては、ベースポリマーの種類にもよるが、例えば、ポリエステルイミド等の末端にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＮＨ２基を有するようなポリマーの場合、イソシアネート系硬化剤が好ましく用いられる。
【００２０】
イソシアネート系硬化剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルへキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの炭素数３〜１２の脂肪族ジイソシアネート；１，４−シクロへキサンジイソシアネート（ＣＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、メチルシクロへキサンジイソシアネート、イソプロピデンジシクロヘキシル−４，４’−ジイソシアネート、１、３−ジイソシアナトメリルシクロへキサン（水添ＸＤＩ）、水添ＴＤＩ、２，５−ビス（イソシナートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ビス（イソシナートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタンなどの炭素数５〜１８の脂環式ジイソシアネート；キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート；これらのジイソシアネートの変性物などのイソシアネート基をブロックしたブロックイソシアネートが挙げられ、これらは、それぞれ単独又は２種以上混合して用いることができる。このようなイソシアネート系硬化剤は、通常、ポリエステルイミド１００質量部あたり、１〜２０質量部含有され得る。
【００２１】
末端にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、エポキシ基のように、アミンと反応できる官能基を有するベースポリマーでは、メラミン化合物が、硬化剤として用いられ得る。メラミン化合物としては、例えば、メチルメラミン、ブチル化メラミン、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独または２種以上混合して用いることができる。メラミン化合物は、通常、ポリエステルイミド１００質量部あたり、１〜２０質量部含有され得る。
【００２２】
この他、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤等の架橋剤を含有してもよく、ＯＨ基含有樹脂に対しては、テトラプロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラヘキシルチタネート等のチタンアルコキシドが好ましく用いられる。
【００２３】
プライマー層構成樹脂に代えて、硬化剤などを含んだ市販の樹脂を用いてもよい。さらに、市販の絶縁ワニスを用いることもできる。具体的には、日立化成工業製のＩｓｏｍｉｄ４０ＳＭ４５、大日精化社製のＥＨ４０２−４５、ＦＳ３０４、ＦＳ２０１、日触スケネクタディ社のアイソミッド、ゼネラルエレクトリック社製のイミデックス等のエステルイミドワニス；デユポン社製パイルＭＬ、東レ社製トレニース＃２０００、＃３０００当業者のポリイミド塗料；日立化成社製のＨＩ−４００、ＨＩ−４０５、ＨＩ−４０６等のポリアミドイミド塗料などが挙げられる。
【００２４】
＜ポリサルファイドポリマー＞
本発明で用いられるポリサルファイドポリマーとは、ジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）を主鎖中に有する液状ポリマーで、且つ末端がＳＨ基のポリマーである。
好ましくは、主鎖が、−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−の繰り返し単位を有するポリマーで、ゴム弾性を有する。
【００２５】
上記繰り返し単位において、Ｒ１、Ｒ２はメチレン、エチレン、プロピレン等の炭素数１〜４のアルキレン基であり、より好ましくは―Ｃ２Ｈ４−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−Ｓ−Ｓ−であり、ＨＳ−(Ｃ２Ｈ４−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−Ｓ−Ｓ)ｎ―Ｃ２Ｈ４−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−ＳＨで表わされるポリサルファイドポリマーである。
【００２６】
本発明で用いられるポリサルファイドポリマーは、特に限定しないが、重量平均分子量４００〜５００００であることが好ましく、より好ましくは８００〜１００００、さらに好ましくは８００〜８０００である。
【００２７】
このようなポリサルファイドポリマーは、機構は明らかではないが、絶縁被膜の導体に対する密着強度、特に絶縁被膜がプライマー層と該プライマー層上に形成された１層または２層以上の上塗り層とからなる場合に、耐摩耗強度を向上させることができる。ポリサルファイドポリマーの末端のＳＨ基が導体に対してキレート結合を形成し、他方の末端のＳＨ基が、絶縁被膜用塗料中の樹脂（プライマー層構成樹脂）の末端の官能基と反応して結合を形成するのではないかと思われる。すなわち、導体と絶縁被膜を構成する樹脂との間を、ポリサルファイドポリマーが架橋するような状態となっているのではないかと考えられる。ポリサルファイドポリマーはゴム弾性を有しているので、捲き線加工時に加えられる外的ストレス、すなわち、絶縁被膜に負荷された摩擦力に対して、絶縁被膜構成樹脂が追随することで、導体に対して、絶縁被膜（特に上塗り層）が相対的に移動するようなことがあっても、導体と絶縁被膜構成樹脂（特にプライマー層構成樹脂）との間に介在しているポリサルファイドポリマーが緩衝剤的役割をはたして、導体表面から絶縁被膜構成樹脂（特に上塗り層）が剥離することを防止できるのではないかと考えられる。
【００２８】
ポリサルファイドポリマーは、塗料に含まれるプライマー層構成樹脂１００質量部あたり、０．５〜２５質量部程度含まれることが好ましく、より好ましくは１．０〜２０質量部である。０．５質量部未満では、ポリサルファイドポリマーの添加効果が小さく、一方、多くなりすぎると、ポリサルファイドポリマーに含まれる硫黄により、導体、特に銅が硫化酸化されやすくなる。
【００２９】
なお、市販の絶縁ワニスには、金属導体との密着強度改善剤としては、例えば、特許第３７６６４４７号に開示されているような、金属と錯化合物を作ることができる金属不活性剤、アセチレン類、アルキノール類、アルデヒド類、アミン類、メルカプタン類及びチオ尿素類等の金属不活性剤を含有しているものがある。本発明で用いるポリサルファイドポリマーも、初期密着強度について、これらの密着強度改善剤と同程度以上の効果を得ることができる。さらに、現在公知の高密着ポリエステルイミドの弱点である、高温で長時間保持した場合の密着強度の低下の問題がないという有利な点もある。すなわち、ポリサルファイドポリマーを密着強度改善剤として用いる場合には、耐摩耗性が高密着ポリエステルイミドと同程度以上に向上しているにもかかわらず、高温で長時間保持しても、密着強度の低下が小さくて済み、含浸ワニス処理後も優れた密着強度を保持できるといった顕著な効果がある。
【００３０】
＜その他の成分＞
本発明の絶縁被膜用塗料には、プライマー層構成樹脂、ポリサルファイドポリマーの他、ポリサルファイドポリマーの硬化剤が含まれていてもよい。ポリサルファイドポリマーの硬化剤としては、パラキノンジオキシム、過酸化亜鉛、二酸化鉛、二酸化マンガン、過酸化カルシウムなどが挙げられる。
【００３１】
さらに、本発明の絶縁被膜用塗料には、有機溶剤が含まれる。本発明で用いられる有機溶剤としては、プライマー層構成樹脂を溶解できるものであればよく、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサエチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトンなどの極性有機溶媒をはじめ、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロへキサノンなどのケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチルなどのエステル類；ジエチルエステル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、ジエチレングリコールメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類；ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素化合物；ジクロロメタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素化合物；クレゾール、クロルフェノールなどのフェノール類；ピリジンなどの第三級アミンなどが挙げられ、これらの有機溶媒は、それぞれ単独で又は２種以上混合して用いることができる。
【００３２】
さらに必要に応じて、本発明の目的が阻害されない範囲で、顔料、染料、無機又は有機のフィラー、潤滑剤、酸化防止剤、レべリング剤等の各種添加剤が含有されていてもよい。
【００３３】
本発明の絶縁被膜用塗料は、プライマー層構成樹脂、ポリサルファイドポリマー及びその他の添加剤を配合し、固形分含有率３０〜６０質量％程度となるように、有機溶剤で希釈することにより製造される。
プライマー層構成樹脂として、市販の絶縁ワニスを用いる場合には、当該絶縁ワニスに、当該絶縁ワニスの固形分１００質量部に対して０．５〜２５質量部、好ましくは１．０〜２０質量部となるように、ポリサルファイドポリマーを添加することによっても製造できる。
【００３４】
以上のような組成を有する本発明の絶縁被膜用塗料は、絶縁被膜を形成できるだけでなく、ストレスが負荷した状態でも導体に対する密着性が優れているので、絶縁電線のプライマー層用塗料として用いることが有用である。
【００３５】
本発明の絶縁被膜用塗料を、導体に直接塗布した後、焼付けて硬化することによりプライマー層を形成できる。焼付温度としては、塗料に含まれる有機溶剤が揮発できる温度、さらに硬化剤が含まれている場合には、硬化剤とプライマー層構成樹脂のベースポリマーが反応できる温度で、当該樹脂ベースポリマーの種類にもより、適宜選択される。
【００３６】
〔絶縁電線〕
本発明の絶縁電線は、導体表面に、上記本発明の絶縁被膜用塗料で形成されるプライマー層を有するものである。
【００３７】
導体としては、通常、電線導体に用いられる公知の導体で、銅線、アルミニウム線などの金属導体が用いられる。
【００３８】
本発明の絶縁被膜用塗料の焼付は、ベースポリマーの種類により適宜選択されるが、例えば、ポリエステルイミド系塗料の場合、３５０〜５００℃程度の炉内を、１パスあたり１０秒〜３０秒間（１０回引きなら１００秒〜３００秒間）、通過させることにより行うことが好ましい。焼きつけにより、耐熱性、耐摩耗性にすぐれたプライマー層を得ることができる。
【００３９】
プライマー層の厚みは、特に限定しないが、１〜２０μｍが好ましく、より好ましくは１〜１０μｍである。プライマー層としては、この程度の厚みで十分だからである。
【００４０】
本発明の絶縁被膜用塗料を塗布、焼付して形成されるプライマー層は、塗料に含まれているプライマー層構成樹脂の硬化体とポリサルファイドポリマーとが含有されている。プライマー層におけるポリサルファイドポリマーの含有率は、塗料の全固形分に対するポリサルファイドポリマーの含有率に該当し、０．４９〜２０質量％程度が好ましく、より好ましくは１〜１７質量％程度である。
【００４１】
本発明の絶縁電線は、上記のようなプライマー層上に、少なくとも１層以上の上塗り層を有している。
上塗り層の組成としては特に限定せず、従来より絶縁被膜に用いられているポリエステルイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノキシ系樹脂などを用いることができる。上塗り層構成樹脂は、プライマー層構成樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよく、絶縁電線の用途に応じて適宜選択される。
【００４２】
上塗り層の膜厚は１０〜３０μｍ程度が好ましい。また、上塗り層が２層以上で構成される場合、絶縁電線の最表層の上塗り層は、潤滑性を有する被膜、例えば、高潤滑ポリイミド、高潤滑アミドイミドなどで構成されることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
本発明を実施するための最良の形態を実施例により説明する。実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００４４】
〔測定評価方法〕
はじめに、本実施例で行なった評価方法について説明する。
【００４５】
（１）密着性
（１−１）初期
ＪＩＳ Ｃ３００３「８．１ａ）急激伸張」に準じて、作製した絶縁電線を急激伸張することにより切断し、切断していない部分の膜浮の導体長さ（ｍｍ）及び切断部分において被覆が剥がれたことにより露出した導体長さ（ｍｍ）を、それぞれ測定した。測定値が小さいほど、急伸切断面においても、被覆層が剥がれていないことを示し、密着性に優れていることを示している。
各絶縁電線について、３本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００４６】
（１−２）加熱後密着性
作成した絶縁電線を、１６０℃で６時間保持した後、（１−１）と同様の方法にして、急激伸長後の膜浮導体長さ（ｍｍ）を測定した。これは、含浸ワニス処理後の密着性の指標となり、膜浮導体長さが小さいほど、加熱処理後の密着性に優れていることを示す。
なお、各絶縁電線について、３本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００４７】
（２）耐摩耗性
ＪＩＳ Ｃ３００３−１９９９に記載の耐摩耗試験に準拠し、一方向摩耗値（ｇ）を測定した。どの程度の力が加わったときに被膜が破損するかを調べるもので、捲線時のストレスに対する被膜強度の指標となる。
なお、各絶縁電線について、９本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００４８】
（３）軟化温度
ＪＩＳ Ｃ３００３「エナメル銅線及びエナメルアルミニウム線試験方法」に準じて、軟化温度（℃）を測定した。ＪＩＳに規定する荷重（７００ｇ）、２倍荷重（１４００ｇ）及び３倍荷重のそれぞれについて、電線が導通したときの温度（軟化温度）を測定した。
なお、各絶縁電線について、４本ずつ測定した結果の最大値と最小値の平均値を示す。
【００４９】
（４）絶縁破壊電圧
作製した絶縁電線２本を用いて撚り線を作成し、これをＪＩＳ Ｃ２００２ １０に準じて、絶縁破壊電圧（Ｖ）を測定し、１０個のサンプルの測定値を平均して平均絶縁破壊電圧を求めた。
なお、各絶縁電線１０本ずつ測定した結果の平均値を示す。
【００５０】
（５）可とう性
絶縁電線を、初期長さに対して２０％伸長し、伸長後、ＪＩＳ Ｃ３００３ ７．１．１可とう性試験に準拠して試験した。具体的には、絶縁電線の自己径（１ｄ）を有する丸棒に沿って電線を、電線と電線とが接触するように３０回巻き付けた後、亀裂の有無を観察し、亀裂個数を数えた。
巻きつける丸棒の径を絶縁電線の自己径の２倍（２ｄ）、３倍（３ｄ）についても同様にして巻きつけた後の亀裂個数を数えた。
【００５１】
（６）ヒートショック試験
絶縁電線を、初期長さに対して２０％伸長し、伸長後、ＪＩＳ Ｃ３００３ ２０の耐衝撃試験に準拠して試験した。具体的には、２４０℃で１時間加熱した後、絶縁電線の自己径（１ｄ）を有する丸棒に沿って電線を、電線と電線とが接触するように３０回巻き付けた後、亀裂の有無を観察し、亀裂個数を数えた。
巻きつける丸棒の径を絶縁電線の自己径の２倍（２ｄ）、３倍（３ｄ）についても同様にして巻きつけた後の亀裂個数を数えた。
【００５２】
〔エステルイミド系絶縁被膜用塗料及び絶縁電線の製造〕
Ｎｏ．１−５：
汎用エステルイミド系ワニス（日立化成工業社製のIsomid４０ＳＭ４５）に含まれる固形分１００質量部に対して、液状ポリサルファイドとして東レファインケミカル社のチオコールＬＰ３（商品名）を、表１に示す量だけ添加し、３０℃で６０分間混合して、絶縁被膜用塗料を調製した。
調製した絶縁被膜用塗料を、径０．８９８ｍｍ又は０．８９９ｍｍの銅線に塗布、焼付け（炉内温度３５０〜５００℃）、被膜厚み３μｍのプライマー層を形成した。
次いで、汎用エステルイミド（日立化成工業社のIsomid４０ＳＭ４５）を塗布、焼付て被膜厚み２５μｍの２層目を形成し、さらに汎用アミドイミドワニス（日立化成工業のＨＩ−４０６Ｅ−３４）を塗布、焼きつけて厚み５μｍの３層目を形成し、さらに高潤滑アミドイミド樹脂（住友電工ウインテック）を塗布、焼きつけて厚み２μｍの４層目を形成し、表１に示す被膜総厚みを有する絶縁電線を作成した。
作成した絶縁電線の密着性、耐摩耗性、絶縁破壊電圧、軟化温度、可とう性、耐ヒートショックを、上記評価方法に従って測定評価した。結果を表１に示す。
【００５３】
Ｎｏ．６：
プライマー層を、市販の汎用エステルイミド系ワニス（日立化成工業社製のIsomid４０ＳＭ４５）のみで形成した以外は、Ｎｏ．１と同様にして、絶縁電線を作成した。作製した絶縁電線の密着性、耐摩耗性、絶縁破壊電圧、軟化温度、可とう性、耐ヒートショックを、上記評価方法に従って測定評価した。結果を表１に示す。
【００５４】
Ｎｏ．７：
プライマー層を、市販の高密着ポリエステルイミド系塗料（大日精化社製のＥＨ４０２−４５）のみで形成した以外は、Ｎｏ．１と同様にして、絶縁電線を作成した。作製した絶縁電線の密着性、耐摩耗性、絶縁破壊電圧、軟化温度、可とう性、耐ヒートショックを、上記評価方法に従って測定評価した。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１において、Ｎｏ．６とＮｏ．７との比較からわかるように、汎用エステルイミド系ワニスでプライマー層を形成した絶縁電線（Ｎｏ．６）では、一方向摩耗、耐軟化度、可とう性、ヒートショックのいずれについても、高密着エステルイミド系ワニスでプライマー層を形成した絶縁電線（Ｎｏ．７）よりも劣っていた。しかしながら、高密着エステルイミド系ワニスで形成されたプライマー層を有する絶縁電線（Ｎｏ．７）は、機械的強度の点で汎用エステルイミド系ワニスで形成されたプライマー層を有する絶縁電線よりも優れている反面、１６０℃で６時間といった加熱処理後の密着性試験では、１５０ｍｍもの膜浮きが生じ、汎用エステルイミド系ワニスで形成されるプライマー層を有する絶縁電線では認められないレベルまで低下した。
【００５７】
一方、Ｎｏ．１〜５は、汎用エステルイミドにポリサルファイドポリマーを添加した絶縁被膜用塗料を用いてプライマー層を形成した絶縁電線であり、ポリサルファイドの添加量の増大に従って、初期密着性、初期機械的強度が向上していた。さらに、加熱処理後の密着性についても、初期密着性より若干低下したものの、問題となるほどではなかった。従って、プライマー層にポリサルファイドポリマーを含有させることにより、初期の機械的強度及び加熱処理後の密着性の双方を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の絶縁被膜用塗料は、初期密着性、耐摩耗性、耐熱性に優れ、しかも高温、長時間保持した後も優れた密着性を保持しているので、過酷な巻き線加工、ワニス含浸処理が行われるマグネットワイヤ、例えば、小型化、省電力化の要請に応えるモータの巻線やトランスのコイル用絶縁電線として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体及び該導体上に形成されるプライマー層を有する絶縁電線の前記プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、
前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する絶縁被膜用塗料。
【請求項２】
前記ポリサルファイドポリマーは、末端がＳＨ基であり、主鎖が
−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキレン基である）の繰り返し単位で構成されている請求項１に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項３】
前記ポリサルファイドポリマーは、前記プライマー層構成樹脂１００質量部あたり０．５〜２５質量部含有されている請求項１又は２に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項４】
前記プライマー層構成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項５】
前記プライマー層構成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂である請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項６】
前記プライマー層構成樹脂には、硬化剤が含まれている請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項７】
導体；請求項１〜６のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料を焼付、硬化してなるプライマー層；及び該プライマー層上に形成した少なくとも１層の上塗り層を有する絶縁電線。
【請求項８】
導体表面に、ポリサルファイドポリマーの含有率が０．４９〜２０質量％であるプライマー層が形成されている絶縁電線。
【請求項１】
導体及び該導体上に形成されるプライマー層を有する絶縁電線の前記プライマー層の形成に用いられる絶縁被膜用塗料であって、
前記プライマー層を構成する樹脂およびポリサルファイドポリマーを含有する絶縁被膜用塗料。
【請求項２】
前記ポリサルファイドポリマーは、末端がＳＨ基であり、主鎖が
−Ｒ１−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−Ｒ１−Ｓ−Ｓ−（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキレン基である）の繰り返し単位で構成されている請求項１に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項３】
前記ポリサルファイドポリマーは、前記プライマー層構成樹脂１００質量部あたり０．５〜２５質量部含有されている請求項１又は２に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項４】
前記プライマー層構成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂からなる群より選ばれる１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項５】
前記プライマー層構成樹脂は、ポリエステルイミド系樹脂である請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項６】
前記プライマー層構成樹脂には、硬化剤が含まれている請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料。
【請求項７】
導体；請求項１〜６のいずれか１項に記載の絶縁被膜用塗料を焼付、硬化してなるプライマー層；及び該プライマー層上に形成した少なくとも１層の上塗り層を有する絶縁電線。
【請求項８】
導体表面に、ポリサルファイドポリマーの含有率が０．４９〜２０質量％であるプライマー層が形成されている絶縁電線。
【公開番号】特開２０１０−７０６７２（Ｐ２０１０−７０６７２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４０６３１（Ｐ２００８−２４０６３１）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（３０９０１９５３４）住友電工ウインテック株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（３０９０１９５３４）住友電工ウインテック株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
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