絶縁電線及びその製造方法、並びに、電気コイル及びモータ
【課題】可とう性や摩擦特性等の機械特性や、耐熱軟化性等の耐熱性に優れると共に、低誘電率であって部分放電開始電圧の高い絶縁皮膜を有する絶縁電線、その製造方法、及びこの絶縁電線からなる電気コイル、この電気コイルを用いたモータを提供する。
【解決手段】導体と、前記導体を被覆する絶縁皮膜よりなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と、（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂を、塗布、焼付けして形成された絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線、その製造方法、及びこの絶縁電線からなる電気コイル、この電気コイルを用いたモータ。
【解決手段】導体と、前記導体を被覆する絶縁皮膜よりなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と、（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂を、塗布、焼付けして形成された絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線、その製造方法、及びこの絶縁電線からなる電気コイル、この電気コイルを用いたモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用コイルの巻線等として用いられる絶縁電線及びその製造方法、並びにこの絶縁電線を用いる電気コイル及びこの電気コイルを用いるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転電機のコイルに高電圧が印加されると、そのコイルの巻線である絶縁電線の絶縁皮膜表面で部分放電（コロナ放電）が発生しやすくなる。部分放電の発生により、局部的な温度上昇やオゾン等の発生が引きおこされやすくなり、その結果絶縁皮膜が劣化し、絶縁電線ひいてはモータの寿命が短くなるという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、部分放電を抑制するために、部分放電開始電圧の高い絶縁電線が求められている。特許文献１には、導体を被覆する絶縁層の外層に、熱融着樹脂を塗布、焼付けし、巻線作業後熱融着させる方法が提案されている。絶縁電線の絶縁皮膜中や絶縁電線間にある微小な空隙を熱融着により埋めて、空隙部分への電界集中を抑制し、部分放電開始電圧を向上させる方法である。しかし、この方法には、巻線作業後の熱融着工程が必要になるという問題がある。
【０００４】
部分放電開始電圧を向上させる手段として、絶縁皮膜を低誘電率化させる方法も公知であり、低誘電率の絶縁材料としてポリイミド樹脂、フッ素樹脂やポリスルホン樹脂が知られている。ポリイミド樹脂は、低誘電率であるとともに、絶縁皮膜に求められる硬さ等の機械的強度や、高温環境でも軟化しない耐熱軟化性を有している点で好ましい材料であるが、高価であり、コストの上昇をまねく問題がある。又、近年は、部分放電開始電圧のより高い絶縁電線が求められるようになっており、ポリイミド樹脂よりさらに低誘電率の樹脂が望まれている。一方、フッ素樹脂やポリスルホン樹脂は、低誘電率であるが、軟らかく、熱軟化温度や機械的強度が低いため、巻線用絶縁皮膜の形成には不適当な材料である。
【特許文献１】特開平１０−２６１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、可とう性や摩擦特性等の機械特性や、耐熱軟化性等の耐熱性に優れると共に、低誘電率であって部分放電開始電圧の高い絶縁皮膜を有する絶縁電線を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、絶縁材料として、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる樹脂と、フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる低誘電率の樹脂との混合樹脂を使用することにより、部分放電開始電圧が高いとの優れた電気的特性と、耐熱性、機械的強度を両立できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、その請求項１として、導体と、前記導体を被覆する絶縁皮膜よりなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が、
（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と、
（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂を、
塗布、焼付けして形成された絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線、を提供する。
【０００８】
絶縁皮膜を構成する（Ａ）ポリアミドイミド樹脂及びポリイミド樹脂は、耐熱性に優れた樹脂（耐熱性樹脂）であり、長期絶縁耐熱温度が１５０℃以上の樹脂である。長期絶縁耐熱温度が１５０℃以上の樹脂を用いることにより、高温での長期使用に耐える絶縁電線がより得やすくなる。ここで長期絶縁耐熱温度とは、ＪＩＳＣ３００３−１９９９の耐熱指標により示される耐熱温度であり、所定の温度で２００００時間熱処理した後の絶縁破壊電圧が、所定の試験電圧であるときの当該所定の温度を言う。（Ａ）としては、１種類の樹脂を単独で使用してもよいが、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【０００９】
一方、（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂は、低い誘電率を有する樹脂（低誘電率樹脂）である。（Ｂ）としては、１種類の樹脂を単独で使用してもよいが、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１０】
混合樹脂は、（Ａ）と（Ｂ）とを混合することにより得られるが、混合方法としては、通常の樹脂の混合と同様に行うことができる。例えば、溶剤に（Ａ）と（Ｂ）を共に添加し溶解する方法、（Ａ）の溶液と（Ｂ）の溶液を混合する方法が挙げられる。ただし、（Ｂ）がフッ素樹脂を含む場合、フッ素樹脂は他の樹脂と混合しにくいので、溶剤を選択する必要がある。この点は、後述する。
【００１１】
ポリアミドイミド樹脂は、分子内にアミド結合とイミド結合を有する樹脂である。ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより合成することができるポリアミド酸を閉環した樹脂である。ポリイミド樹脂は、前記混合樹脂中にはポリアミド酸として含まれ、焼結の際に閉環してポリイミド樹脂となる。
【００１２】
ポリエステルイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジアミン（好ましくは芳香族ジアミン）とからなるイミド酸に、多価アルコールや酸（芳香族酸）を反応させてエステル基構造を導入したものである。
【００１３】
Ｈ種ポリエステル樹脂とは、芳香族ポリエステルのうちフェノール樹脂などを添加することによって樹脂を変性させたもので、耐熱クラスがＨ種であるものを言う。
【００１４】
ポリスルホン樹脂は、下記一般式で表わされ、透明性、高耐熱性、寸法安定性および耐候性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックである。
【００１５】
【化１】
【００１６】
式中、Ｒ４、Ｒ５は水素原子又はアルキル基等である。
【００１７】
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＰＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。中でも、耐熱性及び比誘電率の点からＰＴＦＥまたはＰＦＡ、ＦＥＰが好ましく用いられる。
【００１８】
上記の混合樹脂において、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の耐熱性樹脂（Ａ）と、フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の低誘電率樹脂（Ｂ）の混合比（重量比）は、７０：３０〜１０：９０の範囲が好ましい（請求項２）。この範囲内で、高い耐熱性を維持しながらより低い誘電率、より高い部分放電開始電圧が得られる。７０：３０より耐熱性樹脂（Ａ）の混合比が大きい場合は、誘電率が増大し、部分放電開始電圧が低下する傾向がある。一方、１０：９０より耐熱性樹脂（Ａ）の混合比が小さい場合、すなわち低誘電率樹脂（Ｂ）の混合比が大きい場合は、耐熱性が低下する傾向がある。
【００１９】
本発明の絶縁電線の絶縁皮膜は、多層構造でもよく、前記（Ａ）と（Ｂ）の混合樹脂を塗布、焼付けして形成された絶縁層に加えて、本発明の趣旨を損ねない範囲で、他の絶縁層を有していてもよい。特に、前記絶縁皮膜は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を主体とする樹脂層をさらに有することが好ましい（請求項３）。ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を主体とする樹脂層は、例えば導体側に設けてもよいし、絶縁電線の外周側に設けてもよい。この樹脂層を、導体側に導体に接して設ける場合は、導体との密着性が良好であるために、巻線を曲げ加工したときの可とう性やコイル加工したときの耐摩耗特性等の機械的特性が向上する。又、潤滑材料を添加して巻線の外層に用いると、動摩擦係数が低下して滑り性が向上し、コイルの加工性が向上する。
【００２０】
前記（Ａ）と（Ｂ）の混合樹脂を塗布、焼付けして形成された絶縁層、及び他の絶縁層は、本発明の趣旨を損ねない範囲で、他の成分、例えば、潤滑剤等の各種添加剤や無機フィラー等を含んでいても良い。添加剤や無機フィラーは、従来の絶縁電線の絶縁層に用いられていたものと同様なものを使用することができる。
【００２１】
本発明の絶縁電線は、導体上に絶縁層を形成する方法により製造することができる。絶縁層を形成する方法は、導体上に前記混合樹脂を溶剤に分散又は溶解したワニスを、塗布し、焼付けする方法を挙げることができる。
【００２２】
前記混合樹脂を構成する樹脂としてフッ素樹脂を用いる場合、溶剤としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）が好ましい。フッ素樹脂は他の樹脂との混合が難しいが、フッ素樹脂をＮＭＰに分散した分散液を使用することで、他の樹脂と混合することができる。本発明は、前記の絶縁電線に加えて、その製造方法の好ましい態様として、導体上又は導体上に形成された絶縁層上に、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂及びポリイミド樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と（Ｂ）フッ素樹脂を含有する混合樹脂を、Ｎ−メチルピロリドンに溶解又は分散させたワニスを塗布し、焼付けする工程を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法（請求項４）を提供する。
【００２３】
（Ｂ）としてポリスルホン樹脂を用いる場合は、溶剤としてＮ−メチルピロリドンを挙げることができる。
【００２４】
ワニスの塗布、焼付けの条件は、従来の絶縁電線の場合と同様である。絶縁被覆が２以上の絶縁層からなる場合は、この工程を、樹脂の種類を変えて繰り返すことにより製造することができる。絶縁被覆や各絶縁層の厚さは、絶縁電線に求められる物性の程度や、導体の径等を考慮して決定される。通常、ＪＩＳ Ｃ３００３ ５項で示される２種〜０種である。
【００２５】
このようにして得られる本発明の絶縁電線の断面形状は、丸に限らず、平角、六角等の多角形状でも構わない。
【００２６】
本発明は、前記の絶縁電線に加えて、この絶縁電線を使用する電気コイル及びモータを提供する。すなわち、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲回してなることを特徴とする電気コイルであり、請求項６の発明は、請求項５に記載の電気コイルを有することを特徴とするモータである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の絶縁電線は、部分放電開始電圧が高く、部分放電による絶縁破壊の発生が抑制されたものである。又、耐熱性、機械的強度も優れた絶縁電線である。この絶縁電線を用いた本発明の電気コイル、及びこの電気コイルを用いた本発明のモータは、部分放電が抑制されているので、高電圧が印加されても絶縁破壊の発生が少なく、かつ耐熱性、機械的強度が優れた絶縁電線を用いており、従って製品の長い寿命を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明を実施するための具体的形態、特に最良の形態について、図や実施例により説明するが、本発明の範囲はこの形態や実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を損ねない範囲で、種々の変更を加えることができる。
【００２９】
図１は、本発明の絶縁電線の一例の断面図である。図１中の１は本発明の絶縁電線の一例を表す。図１に示されるように、絶縁電線１は、導体２と、導体２上に形成された絶縁皮膜３を有するが、絶縁皮膜３は、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂から形成された絶縁層４と、ポリエステルイミドを主体とする樹脂層５を有している。すなわち、図１の絶縁電線は、非必須の要素であるポリエステルイミドを主体とする樹脂層を有しており、請求項３の態様に該当するものである。
【００３０】
導体２としては、銅や銅合金の線がその代表例として挙げられるが、材質や構成は、電線に求められる導電性と強度を有する限りは特に限定されない。材質としては、銀線、アルミ線等の他の金属線や、錫めっき銅線、アルミ合金線、鋼心アルミ線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミ線等が挙げられる。導体の径やその断面形状も特に限定されない。断面形状は丸型に限られず、平角、六角等の多角形状でもよい。なお、高電圧を負荷するモータや電気コイル等の幅広い用途に適用するとの観点から、導体の直径は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍが好ましい。
【００３１】
絶縁皮膜を構成する樹脂であるポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネート成分と酸成分とを重合させる方法、ジアミン成分と酸成分とを反応させた後反応生成物を等モル量のジイソシアネート成分と重合させる方法、酸クロライドを含む酸成分とジアミン成分を重合させる方法等により製造することができる。
【００３２】
ここでジイソシアネート成分としては、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，３’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，４’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−４，４’−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイソシアネート、トリレン−２，４−ジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、ビフェニル−３，３’−ジイソシアネート、ビフェニル−３，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジクロロビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジクロロビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジクロロビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジブロモビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジブロモビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジエチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジエチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジエトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジエトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジエトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート等が挙げられる。
【００３３】
前記ジイソシアネート成分と重合させる酸成分や酸クロライド成分としては、トリメリット酸、トリメリット酸無水物、トリメリット酸クロライド、又はトリメリット酸の誘導体である三塩基酸等が挙げられる。
【００３４】
前記ジアミン成分としては、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルスルフィド、ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノジフェニルヘキサフルオロプロパン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］エーテル、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］メタン、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］スルホン、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］プロパン等が挙げられる。前記ジイソシアネート成分、酸成分、酸クロライド、ジアミン成分は単独で使用することもできるが、複数の組合せで使用することもできる。前記の原料にから製造されるポリアミドイミド樹脂の中でも、特に、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートとトリメリット酸無水物とを重合させて得られるポリアミドイミド樹脂が好ましく用いられる。
【００３５】
絶縁皮膜を構成する樹脂であるポリイミド樹脂を構成するテトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物がある。脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボルナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【００３６】
また脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【００３７】
ポリイミド樹脂を構成するジアミン化合物成分としては脂環族ジアミン化合物、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン化合物がある。脂環族ジアミン化合物としては、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，２−シクロヘキサンジアミン化合物、１，３−シクロヘキサンジアミン化合物、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ−（５，５）ウンデカン４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジンなどが挙げられる。
【００３８】
脂肪族ジアミンとしては、ヘキサメチレンジアミン化合物、１，２−ジアミノテトラデカン、１，２−ジアミノヘプタデカン、１，２−ジアミノオクタデカン、１，９−ジアミノノナン、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジアミン化合物、１，１１−ジアミノウンデカン、アミノプロピル末端ジメチルシリコーン（ＬｏｗＭ．Ｗ．）、アミノプロピル末端ジメチルシリコーン（ＨｉｇｈＭ．Ｗ．）などが挙げられる。また芳香族ジアミン化合物として、例えばｐ−フェニレンジアミン化合物、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，３−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニル｝スルホン、２，２’−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン、２−ドデシルオキシ−１，４−ジアミノベンゼン、２，２’−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノベンズアニリドなどが挙げられる。
【００３９】
これらテトラカルボン酸二無水物や、ジアミン化合物は単独で使用することもできるが、複数の組合せで使用することもできる。
【００４０】
ポリエステルイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジアミン、ジオール等の多価アルコールや酸を公知の方法で反応させて得られる。ここで、トリカルボン酸無水物としては、トリメリット酸無水物、３，４，４’−ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、３，４，４’−ビフェニルトリカルボン酸無水物を挙げることができる。
【００４１】
ジアミンとしては、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，４−ジアミノナフタレン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン等が、好ましく使用される。
【００４２】
多価アルコールとしては、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパン、ソルビトール、マニトール、ジェペンタエリスリトール、ブタンジオール−１，４、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタンジオール−１，５、ネオペンチルグリコールブテン−２−ジオールー１，４、ブテン−２−ジオール−１，４，２，２，４，４−テトラメチルー１，３−シクロブタンジオール、ハイドロキノンジベータヒドロキシエチルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が用いられ、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートやエチレングリコールが好ましく使用される。
【００４３】
酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、アジピン酸、無水フタル酸、ヘミメリット酸、トリメシン酸、トリメリット酸、コハク酸、テトラクロル無水フタル酸、ヘキサクロルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、マレイン酸、セバシン酸等が用いられ、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましく使用される。
【００４４】
ポリエステルイミドとしては、日立化成社製の、商品名ＩＳＯＭＩＤ ４０ＳＭ−４５、４０ＨＡ−４５や、東特塗料社製の、商品名Ｎｅｏｈｅａｔ８６４５Ｈ２、８６４５ＡＹ等の市販品を使用することもできる。
【００４５】
Ｈ種ポリエステル樹脂としては、市販のＮＨ８２３９ＡＹ（東特塗料社製）、Ｉｓｏｎｅｌ２００（米スケネクタディインターナショナル社製 商品名）等を使用することができる。
【００４６】
ポリスルホン樹脂は、例えば、ビスフェノール化合物とビス（４−ハロゲン化フェニル）スルホンから合成することができ、又、ビスフェノール化合物のハロゲン化物とビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンから合成することもできる。
【００４７】
ビスフェノール化合物としては、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−３−メチルブタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−４−メチルペンタン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−３−エチルヘキサン、３，３−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ペンタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ヘプタン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ヘプタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）オクタン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）オクタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ノナン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ノナン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）デカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）デカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ウンデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ウンデカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ドデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ドデカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）トリデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）トリデカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）テトラデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）テトラデカン、及び２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ペンタデカン等が挙げられ、これらは２種以上が混合されていてもよい。また、ビス（４−ハロゲン化フェニル）スルホンとしては、ビス（４−クロロフェニル）プロパンが挙げられる。
【００４８】
本発明の電気コイルは、前記のようにして得られた絶縁電線を捲回して得ることができる。捲回は、従来の絶縁電線から電気コイルを得る場合と同様な方法や条件で行うことができる。又、本発明の電気コイルを回転子や固定子として、本発明のモータを構成することができる。回転子や固定子として使用する方法は、従来の電気コイルをモータに使用する場合と同様である。
【００４９】
部分放電抑制効果を低下させない範囲内において、絶縁皮膜３の外層、すなわち絶縁電線の最外層に、絶縁電線表面に潤滑性を付与するための表面潤滑層を設けてもよい。表面潤滑層を設けると、絶縁電線１を捲回して電気コイルを形成する際の作業性が向上するとともに、絶縁電線表面に傷が生じにくくなるので好ましい。表面潤滑層としては、流動パラフィン、固形パラフィンといったパラフィン類の塗膜も使用できる。又、本発明の絶縁電線には、必要に応じて、難燃層等を設けてもよい。
【実施例】
【００５０】
先ず、実施例において絶縁皮膜の形成に用いた樹脂ワニスを示す。
（樹脂ワニス）
・ポリアミドイミド樹脂： 日立化成社製 商品名ＨＩ−４０６、固形分３３重量％
・ポリイミド樹脂： Ｉ．Ｓ．Ｔ．社製、商品名Ｐｙｒｅ−ＭＬ、固形分１５重量％
・ポリエステルイミド樹脂：アルタナ社製 商品名ＩＳＯＭＩＤ ４０ＳＭ−４５、固形分４５重量％
・フッ素樹脂： 喜多村社製、４フッ化エチレン樹脂ＮＭＰ分散液、商品名ＫＤ−１０００ＡＳ
・ポリスルホン樹脂： ソルベイアドバンストポリマーズ社製、商品名Ｐ−１７００ＮＴ１１
【００５１】
（混合樹脂ワニスの作成）
攪拌器を取り付けたフラスコ中に、表１に示す樹脂を、表１に示す混合比（固形分換算、重量比）で投入し、室温で１時間、プロペラ攪拌混合し、混合樹脂ワニスを得た。
【００５２】
実施例１〜１２
（絶縁電線の作製）
直径１．０ｍｍの銅導体上に、上記のようにして得られた混合樹脂ワニスを塗布し、縦型焼付炉にて焼付けして絶縁層（絶縁皮膜）を形成し絶縁電線を作製した。なお、絶縁電線の仕上外径は１．０６８ｍｍ、絶縁皮膜の厚みは３４μｍであった。作製された絶縁電線において、常態における外観の異常等は観察されなかった。
【００５３】
比較例１、２
混合樹脂ワニスの代わりに表１に示す樹脂ワニスを単独で用いた以外は、実施例１〜１２と同様にして絶縁電線を作製した。なお、絶縁電線の仕上外径は１．０６８ｍｍ、絶縁層（絶縁皮膜）の厚みは３４μｍであった。
【００５４】
実施例１３〜１５
（絶縁電線の作製）
直径１．０ｍｍの銅導体上に、ＩＳＯＭＩＤ ４０ＳＭ−４５を塗布し、縦型焼付炉にて焼付けして厚み３０μｍの絶縁層Ａ（ポリエステルイミド樹脂からなる樹脂層）形成した。その後その上に上記のようにして得られた混合樹脂ワニスを塗布し、縦型焼付炉にて焼付けして厚み４μｍの絶縁層Ｂ（絶縁層Ａとともに絶縁皮膜を構成する。）を形成し、絶縁電線を作製した。作製された絶縁電線において、常態における外観の異常等は観察されなかった。
【００５５】
比較例３、４
絶縁層Ａの厚みを３４μｍとし、混合樹脂ワニスの代わりに表１に示す樹脂ワニスを単独で用いた以外は、実施例１３〜１５と同様にして絶縁電線を作製した。
【００５６】
以上のようにして作製した各絶縁電線について、次に示す測定方法により比誘電率及び部分放電開始電圧を測定した。その結果を、表１〜４に示す。
【００５７】
（比誘電率の測定方法）
作製した絶縁電線の表面に、幅１０ｃｍの銀ペースト（藤倉化成社製、商品名ドータイトＤ５５０）で電極を塗布し、その両側に１ｃｍ間隔で幅１ｃｍのガード電極を形成した。ガード電極を接地し、電極と導体間の静電容量を絶縁抵抗計（横河ヒューレットパッカード社製、商品名４３２９Ａ）を用いて測定し、静電容量値と絶縁皮膜の膜厚から比誘電率を算出した。
【００５８】
（部分放電開始電圧測定）
ＪＩＳ−Ｃ３００３−１９９９に規定された２個撚り法に準拠して、部分放電試験機（三菱電線工業社製、商品名ＱＭ−５０）を用いて測定した。具体的には、図２に示すように、巻線２本を撚り合わせ、２本の巻線の両端に交流電圧を印加する。電圧を７０Ｖ／ｓｅｃの速さで上げ、放電量が１００ｐＣに達したときの電圧を測定値とする。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
表１〜３の結果より明らかなように、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂に、フッ素樹脂やポリスルホン樹脂を混合することにより、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂単独の場合より部分放電開始電圧を向上させることができる。この傾向は、表４の結果より明らかなように、絶縁皮膜の下層にポリエステルイミド樹脂の層を設けた場合も同じである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の絶縁電線の一例の断面図である。
【図２】部分放電開始電圧測定用試験体を説明する図である。
【符号の説明】
【００６５】
１． 絶縁電線
２． 導体
３． 絶縁皮膜
４． 絶縁層
５． ポリエステルイミドを主体とする樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用コイルの巻線等として用いられる絶縁電線及びその製造方法、並びにこの絶縁電線を用いる電気コイル及びこの電気コイルを用いるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転電機のコイルに高電圧が印加されると、そのコイルの巻線である絶縁電線の絶縁皮膜表面で部分放電（コロナ放電）が発生しやすくなる。部分放電の発生により、局部的な温度上昇やオゾン等の発生が引きおこされやすくなり、その結果絶縁皮膜が劣化し、絶縁電線ひいてはモータの寿命が短くなるという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、部分放電を抑制するために、部分放電開始電圧の高い絶縁電線が求められている。特許文献１には、導体を被覆する絶縁層の外層に、熱融着樹脂を塗布、焼付けし、巻線作業後熱融着させる方法が提案されている。絶縁電線の絶縁皮膜中や絶縁電線間にある微小な空隙を熱融着により埋めて、空隙部分への電界集中を抑制し、部分放電開始電圧を向上させる方法である。しかし、この方法には、巻線作業後の熱融着工程が必要になるという問題がある。
【０００４】
部分放電開始電圧を向上させる手段として、絶縁皮膜を低誘電率化させる方法も公知であり、低誘電率の絶縁材料としてポリイミド樹脂、フッ素樹脂やポリスルホン樹脂が知られている。ポリイミド樹脂は、低誘電率であるとともに、絶縁皮膜に求められる硬さ等の機械的強度や、高温環境でも軟化しない耐熱軟化性を有している点で好ましい材料であるが、高価であり、コストの上昇をまねく問題がある。又、近年は、部分放電開始電圧のより高い絶縁電線が求められるようになっており、ポリイミド樹脂よりさらに低誘電率の樹脂が望まれている。一方、フッ素樹脂やポリスルホン樹脂は、低誘電率であるが、軟らかく、熱軟化温度や機械的強度が低いため、巻線用絶縁皮膜の形成には不適当な材料である。
【特許文献１】特開平１０−２６１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、可とう性や摩擦特性等の機械特性や、耐熱軟化性等の耐熱性に優れると共に、低誘電率であって部分放電開始電圧の高い絶縁皮膜を有する絶縁電線を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、絶縁材料として、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる樹脂と、フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる低誘電率の樹脂との混合樹脂を使用することにより、部分放電開始電圧が高いとの優れた電気的特性と、耐熱性、機械的強度を両立できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、その請求項１として、導体と、前記導体を被覆する絶縁皮膜よりなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が、
（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と、
（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂を、
塗布、焼付けして形成された絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線、を提供する。
【０００８】
絶縁皮膜を構成する（Ａ）ポリアミドイミド樹脂及びポリイミド樹脂は、耐熱性に優れた樹脂（耐熱性樹脂）であり、長期絶縁耐熱温度が１５０℃以上の樹脂である。長期絶縁耐熱温度が１５０℃以上の樹脂を用いることにより、高温での長期使用に耐える絶縁電線がより得やすくなる。ここで長期絶縁耐熱温度とは、ＪＩＳＣ３００３−１９９９の耐熱指標により示される耐熱温度であり、所定の温度で２００００時間熱処理した後の絶縁破壊電圧が、所定の試験電圧であるときの当該所定の温度を言う。（Ａ）としては、１種類の樹脂を単独で使用してもよいが、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【０００９】
一方、（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂は、低い誘電率を有する樹脂（低誘電率樹脂）である。（Ｂ）としては、１種類の樹脂を単独で使用してもよいが、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１０】
混合樹脂は、（Ａ）と（Ｂ）とを混合することにより得られるが、混合方法としては、通常の樹脂の混合と同様に行うことができる。例えば、溶剤に（Ａ）と（Ｂ）を共に添加し溶解する方法、（Ａ）の溶液と（Ｂ）の溶液を混合する方法が挙げられる。ただし、（Ｂ）がフッ素樹脂を含む場合、フッ素樹脂は他の樹脂と混合しにくいので、溶剤を選択する必要がある。この点は、後述する。
【００１１】
ポリアミドイミド樹脂は、分子内にアミド結合とイミド結合を有する樹脂である。ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより合成することができるポリアミド酸を閉環した樹脂である。ポリイミド樹脂は、前記混合樹脂中にはポリアミド酸として含まれ、焼結の際に閉環してポリイミド樹脂となる。
【００１２】
ポリエステルイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジアミン（好ましくは芳香族ジアミン）とからなるイミド酸に、多価アルコールや酸（芳香族酸）を反応させてエステル基構造を導入したものである。
【００１３】
Ｈ種ポリエステル樹脂とは、芳香族ポリエステルのうちフェノール樹脂などを添加することによって樹脂を変性させたもので、耐熱クラスがＨ種であるものを言う。
【００１４】
ポリスルホン樹脂は、下記一般式で表わされ、透明性、高耐熱性、寸法安定性および耐候性に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックである。
【００１５】
【化１】
【００１６】
式中、Ｒ４、Ｒ５は水素原子又はアルキル基等である。
【００１７】
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＰＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。中でも、耐熱性及び比誘電率の点からＰＴＦＥまたはＰＦＡ、ＦＥＰが好ましく用いられる。
【００１８】
上記の混合樹脂において、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の耐熱性樹脂（Ａ）と、フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の低誘電率樹脂（Ｂ）の混合比（重量比）は、７０：３０〜１０：９０の範囲が好ましい（請求項２）。この範囲内で、高い耐熱性を維持しながらより低い誘電率、より高い部分放電開始電圧が得られる。７０：３０より耐熱性樹脂（Ａ）の混合比が大きい場合は、誘電率が増大し、部分放電開始電圧が低下する傾向がある。一方、１０：９０より耐熱性樹脂（Ａ）の混合比が小さい場合、すなわち低誘電率樹脂（Ｂ）の混合比が大きい場合は、耐熱性が低下する傾向がある。
【００１９】
本発明の絶縁電線の絶縁皮膜は、多層構造でもよく、前記（Ａ）と（Ｂ）の混合樹脂を塗布、焼付けして形成された絶縁層に加えて、本発明の趣旨を損ねない範囲で、他の絶縁層を有していてもよい。特に、前記絶縁皮膜は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を主体とする樹脂層をさらに有することが好ましい（請求項３）。ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を主体とする樹脂層は、例えば導体側に設けてもよいし、絶縁電線の外周側に設けてもよい。この樹脂層を、導体側に導体に接して設ける場合は、導体との密着性が良好であるために、巻線を曲げ加工したときの可とう性やコイル加工したときの耐摩耗特性等の機械的特性が向上する。又、潤滑材料を添加して巻線の外層に用いると、動摩擦係数が低下して滑り性が向上し、コイルの加工性が向上する。
【００２０】
前記（Ａ）と（Ｂ）の混合樹脂を塗布、焼付けして形成された絶縁層、及び他の絶縁層は、本発明の趣旨を損ねない範囲で、他の成分、例えば、潤滑剤等の各種添加剤や無機フィラー等を含んでいても良い。添加剤や無機フィラーは、従来の絶縁電線の絶縁層に用いられていたものと同様なものを使用することができる。
【００２１】
本発明の絶縁電線は、導体上に絶縁層を形成する方法により製造することができる。絶縁層を形成する方法は、導体上に前記混合樹脂を溶剤に分散又は溶解したワニスを、塗布し、焼付けする方法を挙げることができる。
【００２２】
前記混合樹脂を構成する樹脂としてフッ素樹脂を用いる場合、溶剤としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）が好ましい。フッ素樹脂は他の樹脂との混合が難しいが、フッ素樹脂をＮＭＰに分散した分散液を使用することで、他の樹脂と混合することができる。本発明は、前記の絶縁電線に加えて、その製造方法の好ましい態様として、導体上又は導体上に形成された絶縁層上に、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂及びポリイミド樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と（Ｂ）フッ素樹脂を含有する混合樹脂を、Ｎ−メチルピロリドンに溶解又は分散させたワニスを塗布し、焼付けする工程を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法（請求項４）を提供する。
【００２３】
（Ｂ）としてポリスルホン樹脂を用いる場合は、溶剤としてＮ−メチルピロリドンを挙げることができる。
【００２４】
ワニスの塗布、焼付けの条件は、従来の絶縁電線の場合と同様である。絶縁被覆が２以上の絶縁層からなる場合は、この工程を、樹脂の種類を変えて繰り返すことにより製造することができる。絶縁被覆や各絶縁層の厚さは、絶縁電線に求められる物性の程度や、導体の径等を考慮して決定される。通常、ＪＩＳ Ｃ３００３ ５項で示される２種〜０種である。
【００２５】
このようにして得られる本発明の絶縁電線の断面形状は、丸に限らず、平角、六角等の多角形状でも構わない。
【００２６】
本発明は、前記の絶縁電線に加えて、この絶縁電線を使用する電気コイル及びモータを提供する。すなわち、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲回してなることを特徴とする電気コイルであり、請求項６の発明は、請求項５に記載の電気コイルを有することを特徴とするモータである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の絶縁電線は、部分放電開始電圧が高く、部分放電による絶縁破壊の発生が抑制されたものである。又、耐熱性、機械的強度も優れた絶縁電線である。この絶縁電線を用いた本発明の電気コイル、及びこの電気コイルを用いた本発明のモータは、部分放電が抑制されているので、高電圧が印加されても絶縁破壊の発生が少なく、かつ耐熱性、機械的強度が優れた絶縁電線を用いており、従って製品の長い寿命を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明を実施するための具体的形態、特に最良の形態について、図や実施例により説明するが、本発明の範囲はこの形態や実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を損ねない範囲で、種々の変更を加えることができる。
【００２９】
図１は、本発明の絶縁電線の一例の断面図である。図１中の１は本発明の絶縁電線の一例を表す。図１に示されるように、絶縁電線１は、導体２と、導体２上に形成された絶縁皮膜３を有するが、絶縁皮膜３は、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂から形成された絶縁層４と、ポリエステルイミドを主体とする樹脂層５を有している。すなわち、図１の絶縁電線は、非必須の要素であるポリエステルイミドを主体とする樹脂層を有しており、請求項３の態様に該当するものである。
【００３０】
導体２としては、銅や銅合金の線がその代表例として挙げられるが、材質や構成は、電線に求められる導電性と強度を有する限りは特に限定されない。材質としては、銀線、アルミ線等の他の金属線や、錫めっき銅線、アルミ合金線、鋼心アルミ線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミ線等が挙げられる。導体の径やその断面形状も特に限定されない。断面形状は丸型に限られず、平角、六角等の多角形状でもよい。なお、高電圧を負荷するモータや電気コイル等の幅広い用途に適用するとの観点から、導体の直径は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍが好ましい。
【００３１】
絶縁皮膜を構成する樹脂であるポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネート成分と酸成分とを重合させる方法、ジアミン成分と酸成分とを反応させた後反応生成物を等モル量のジイソシアネート成分と重合させる方法、酸クロライドを含む酸成分とジアミン成分を重合させる方法等により製造することができる。
【００３２】
ここでジイソシアネート成分としては、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，３’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−３，４’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−４，４’−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイソシアネート、トリレン−２，４−ジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、ビフェニル−３，３’−ジイソシアネート、ビフェニル−３，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジクロロビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジクロロビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジクロロビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジブロモビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジブロモビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジエチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジエチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジエトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，２’−ジエトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジエトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート等が挙げられる。
【００３３】
前記ジイソシアネート成分と重合させる酸成分や酸クロライド成分としては、トリメリット酸、トリメリット酸無水物、トリメリット酸クロライド、又はトリメリット酸の誘導体である三塩基酸等が挙げられる。
【００３４】
前記ジアミン成分としては、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルスルフィド、ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノジフェニルヘキサフルオロプロパン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］エーテル、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］メタン、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］スルホン、４，４’−［ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル］プロパン等が挙げられる。前記ジイソシアネート成分、酸成分、酸クロライド、ジアミン成分は単独で使用することもできるが、複数の組合せで使用することもできる。前記の原料にから製造されるポリアミドイミド樹脂の中でも、特に、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートとトリメリット酸無水物とを重合させて得られるポリアミドイミド樹脂が好ましく用いられる。
【００３５】
絶縁皮膜を構成する樹脂であるポリイミド樹脂を構成するテトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物がある。脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボルナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【００３６】
また脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【００３７】
ポリイミド樹脂を構成するジアミン化合物成分としては脂環族ジアミン化合物、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン化合物がある。脂環族ジアミン化合物としては、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，２−シクロヘキサンジアミン化合物、１，３−シクロヘキサンジアミン化合物、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ−（５，５）ウンデカン４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジンなどが挙げられる。
【００３８】
脂肪族ジアミンとしては、ヘキサメチレンジアミン化合物、１，２−ジアミノテトラデカン、１，２−ジアミノヘプタデカン、１，２−ジアミノオクタデカン、１，９−ジアミノノナン、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジアミン化合物、１，１１−ジアミノウンデカン、アミノプロピル末端ジメチルシリコーン（ＬｏｗＭ．Ｗ．）、アミノプロピル末端ジメチルシリコーン（ＨｉｇｈＭ．Ｗ．）などが挙げられる。また芳香族ジアミン化合物として、例えばｐ−フェニレンジアミン化合物、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，３−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス−（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニル｝スルホン、２，２’−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン、２−ドデシルオキシ−１，４−ジアミノベンゼン、２，２’−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノベンズアニリドなどが挙げられる。
【００３９】
これらテトラカルボン酸二無水物や、ジアミン化合物は単独で使用することもできるが、複数の組合せで使用することもできる。
【００４０】
ポリエステルイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジアミン、ジオール等の多価アルコールや酸を公知の方法で反応させて得られる。ここで、トリカルボン酸無水物としては、トリメリット酸無水物、３，４，４’−ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、３，４，４’−ビフェニルトリカルボン酸無水物を挙げることができる。
【００４１】
ジアミンとしては、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，４−ジアミノナフタレン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン等が、好ましく使用される。
【００４２】
多価アルコールとしては、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパン、ソルビトール、マニトール、ジェペンタエリスリトール、ブタンジオール−１，４、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタンジオール−１，５、ネオペンチルグリコールブテン−２−ジオールー１，４、ブテン−２−ジオール−１，４，２，２，４，４−テトラメチルー１，３−シクロブタンジオール、ハイドロキノンジベータヒドロキシエチルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が用いられ、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートやエチレングリコールが好ましく使用される。
【００４３】
酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、アジピン酸、無水フタル酸、ヘミメリット酸、トリメシン酸、トリメリット酸、コハク酸、テトラクロル無水フタル酸、ヘキサクロルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、マレイン酸、セバシン酸等が用いられ、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましく使用される。
【００４４】
ポリエステルイミドとしては、日立化成社製の、商品名ＩＳＯＭＩＤ ４０ＳＭ−４５、４０ＨＡ−４５や、東特塗料社製の、商品名Ｎｅｏｈｅａｔ８６４５Ｈ２、８６４５ＡＹ等の市販品を使用することもできる。
【００４５】
Ｈ種ポリエステル樹脂としては、市販のＮＨ８２３９ＡＹ（東特塗料社製）、Ｉｓｏｎｅｌ２００（米スケネクタディインターナショナル社製 商品名）等を使用することができる。
【００４６】
ポリスルホン樹脂は、例えば、ビスフェノール化合物とビス（４−ハロゲン化フェニル）スルホンから合成することができ、又、ビスフェノール化合物のハロゲン化物とビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンから合成することもできる。
【００４７】
ビスフェノール化合物としては、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−３−メチルブタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−４−メチルペンタン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−３−エチルヘキサン、３，３−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ペンタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ヘプタン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ヘプタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）オクタン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）オクタン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ノナン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ノナン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）デカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）デカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ウンデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ウンデカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ドデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ドデカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）トリデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）トリデカン、２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）テトラデカン、１，１−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）テトラデカン、及び２，２−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）ペンタデカン等が挙げられ、これらは２種以上が混合されていてもよい。また、ビス（４−ハロゲン化フェニル）スルホンとしては、ビス（４−クロロフェニル）プロパンが挙げられる。
【００４８】
本発明の電気コイルは、前記のようにして得られた絶縁電線を捲回して得ることができる。捲回は、従来の絶縁電線から電気コイルを得る場合と同様な方法や条件で行うことができる。又、本発明の電気コイルを回転子や固定子として、本発明のモータを構成することができる。回転子や固定子として使用する方法は、従来の電気コイルをモータに使用する場合と同様である。
【００４９】
部分放電抑制効果を低下させない範囲内において、絶縁皮膜３の外層、すなわち絶縁電線の最外層に、絶縁電線表面に潤滑性を付与するための表面潤滑層を設けてもよい。表面潤滑層を設けると、絶縁電線１を捲回して電気コイルを形成する際の作業性が向上するとともに、絶縁電線表面に傷が生じにくくなるので好ましい。表面潤滑層としては、流動パラフィン、固形パラフィンといったパラフィン類の塗膜も使用できる。又、本発明の絶縁電線には、必要に応じて、難燃層等を設けてもよい。
【実施例】
【００５０】
先ず、実施例において絶縁皮膜の形成に用いた樹脂ワニスを示す。
（樹脂ワニス）
・ポリアミドイミド樹脂： 日立化成社製 商品名ＨＩ−４０６、固形分３３重量％
・ポリイミド樹脂： Ｉ．Ｓ．Ｔ．社製、商品名Ｐｙｒｅ−ＭＬ、固形分１５重量％
・ポリエステルイミド樹脂：アルタナ社製 商品名ＩＳＯＭＩＤ ４０ＳＭ−４５、固形分４５重量％
・フッ素樹脂： 喜多村社製、４フッ化エチレン樹脂ＮＭＰ分散液、商品名ＫＤ−１０００ＡＳ
・ポリスルホン樹脂： ソルベイアドバンストポリマーズ社製、商品名Ｐ−１７００ＮＴ１１
【００５１】
（混合樹脂ワニスの作成）
攪拌器を取り付けたフラスコ中に、表１に示す樹脂を、表１に示す混合比（固形分換算、重量比）で投入し、室温で１時間、プロペラ攪拌混合し、混合樹脂ワニスを得た。
【００５２】
実施例１〜１２
（絶縁電線の作製）
直径１．０ｍｍの銅導体上に、上記のようにして得られた混合樹脂ワニスを塗布し、縦型焼付炉にて焼付けして絶縁層（絶縁皮膜）を形成し絶縁電線を作製した。なお、絶縁電線の仕上外径は１．０６８ｍｍ、絶縁皮膜の厚みは３４μｍであった。作製された絶縁電線において、常態における外観の異常等は観察されなかった。
【００５３】
比較例１、２
混合樹脂ワニスの代わりに表１に示す樹脂ワニスを単独で用いた以外は、実施例１〜１２と同様にして絶縁電線を作製した。なお、絶縁電線の仕上外径は１．０６８ｍｍ、絶縁層（絶縁皮膜）の厚みは３４μｍであった。
【００５４】
実施例１３〜１５
（絶縁電線の作製）
直径１．０ｍｍの銅導体上に、ＩＳＯＭＩＤ ４０ＳＭ−４５を塗布し、縦型焼付炉にて焼付けして厚み３０μｍの絶縁層Ａ（ポリエステルイミド樹脂からなる樹脂層）形成した。その後その上に上記のようにして得られた混合樹脂ワニスを塗布し、縦型焼付炉にて焼付けして厚み４μｍの絶縁層Ｂ（絶縁層Ａとともに絶縁皮膜を構成する。）を形成し、絶縁電線を作製した。作製された絶縁電線において、常態における外観の異常等は観察されなかった。
【００５５】
比較例３、４
絶縁層Ａの厚みを３４μｍとし、混合樹脂ワニスの代わりに表１に示す樹脂ワニスを単独で用いた以外は、実施例１３〜１５と同様にして絶縁電線を作製した。
【００５６】
以上のようにして作製した各絶縁電線について、次に示す測定方法により比誘電率及び部分放電開始電圧を測定した。その結果を、表１〜４に示す。
【００５７】
（比誘電率の測定方法）
作製した絶縁電線の表面に、幅１０ｃｍの銀ペースト（藤倉化成社製、商品名ドータイトＤ５５０）で電極を塗布し、その両側に１ｃｍ間隔で幅１ｃｍのガード電極を形成した。ガード電極を接地し、電極と導体間の静電容量を絶縁抵抗計（横河ヒューレットパッカード社製、商品名４３２９Ａ）を用いて測定し、静電容量値と絶縁皮膜の膜厚から比誘電率を算出した。
【００５８】
（部分放電開始電圧測定）
ＪＩＳ−Ｃ３００３−１９９９に規定された２個撚り法に準拠して、部分放電試験機（三菱電線工業社製、商品名ＱＭ−５０）を用いて測定した。具体的には、図２に示すように、巻線２本を撚り合わせ、２本の巻線の両端に交流電圧を印加する。電圧を７０Ｖ／ｓｅｃの速さで上げ、放電量が１００ｐＣに達したときの電圧を測定値とする。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
表１〜３の結果より明らかなように、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂に、フッ素樹脂やポリスルホン樹脂を混合することにより、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂単独の場合より部分放電開始電圧を向上させることができる。この傾向は、表４の結果より明らかなように、絶縁皮膜の下層にポリエステルイミド樹脂の層を設けた場合も同じである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の絶縁電線の一例の断面図である。
【図２】部分放電開始電圧測定用試験体を説明する図である。
【符号の説明】
【００６５】
１． 絶縁電線
２． 導体
３． 絶縁皮膜
４． 絶縁層
５． ポリエステルイミドを主体とする樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、前記導体を被覆する絶縁皮膜よりなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が、
（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と、
（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂を、
塗布、焼付けして形成された絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記混合樹脂における（Ａ）と（Ｂ）との混合比（重量比）が、７０：３０〜１０：９０の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記絶縁皮膜が、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を主体とする樹脂層をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
導体上又は導体上に形成された絶縁層上に、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂及びポリイミド樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と（Ｂ）フッ素樹脂を含有する混合樹脂を、Ｎ−メチルピロリドンに溶解又は分散させたワニスを塗布し、焼付けする工程を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲回してなることを特徴とする電気コイル。
【請求項６】
請求項５に記載の電気コイルを有することを特徴とするモータ。
【請求項１】
導体と、前記導体を被覆する絶縁皮膜よりなる絶縁電線であって、前記絶縁皮膜が、
（Ａ）ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と、
（Ｂ）フッ素樹脂及びポリスルホン樹脂から選ばれる１種以上の樹脂との混合樹脂を、
塗布、焼付けして形成された絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記混合樹脂における（Ａ）と（Ｂ）との混合比（重量比）が、７０：３０〜１０：９０の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記絶縁皮膜が、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂及びＨ種ポリエステル樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を主体とする樹脂層をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
導体上又は導体上に形成された絶縁層上に、（Ａ）ポリアミドイミド樹脂及びポリイミド樹脂から選ばれる１種以上の樹脂と（Ｂ）フッ素樹脂を含有する混合樹脂を、Ｎ−メチルピロリドンに溶解又は分散させたワニスを塗布し、焼付けする工程を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲回してなることを特徴とする電気コイル。
【請求項６】
請求項５に記載の電気コイルを有することを特徴とするモータ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−６７５２１（Ｐ２０１０−６７５２１Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３７９５（Ｐ２００８−２３３７９５）
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【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３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【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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