絶縁電線及びその製造方法
【課題】耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れるとともに、可とう性にも優れる絶縁電線を提供する。
【解決手段】導体、及び、その外周を被覆する絶縁層を有する絶縁電線であって、前記絶縁層が、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記導体を、直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層と、前記下層上に前記下層に接して形成される上層を含み、前記上層は、ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されることを特徴とする絶縁電線。
【解決手段】導体、及び、その外周を被覆する絶縁層を有する絶縁電線であって、前記絶縁層が、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記導体を、直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層と、前記下層上に前記下層に接して形成される上層を含み、前記上層は、ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されることを特徴とする絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載モータ用の巻線等として使用される絶縁電線及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載モータの低コスト化やモータの性能向上に対応するため、車載モータ用の巻線について絶縁層の厚膜化が求められる場合がある。厚膜化が求められる場合、絶縁層の形成には、低コストでの厚膜化が可能で、外観の悪化等の問題が生じにくい熱可塑性樹脂の溶融押出による方法が試みられている。
【０００３】
車載モータ用の巻線の絶縁層には、優れた可とう性、電気特性等が求められる。又、絶縁電線を高温雰囲気下で使用しても長期にわたり電気特性や機械特性を保持するとの耐熱性も望まれる。
【０００４】
これらの特性を満たす熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルスルホン樹脂（以下、ＰＥＳとする。）、ポリエーテルイミド樹脂（以下、ＰＥＩとする。）、ポリスルホン樹脂（以下、ＰＳＵとする。）が知られている。例えば、特許文献１（特開平１１−６６９５８号公報、請求項１）や特許文献２（特開平１１−１７６２４４号公報、請求項１等）に、ＰＥＳを含んでなる樹脂により形成されている絶縁層を有する絶縁電線が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６６９５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７６２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＰＥＳ、ＰＥＩやＰＳＵ等の非晶性樹脂（結晶構造を持たない樹脂）は、耐薬品性に乏しく、含浸ワニス処理の際にクラックが発生しやすいとの問題がある。クラックは、残留応力が存在する樹脂に薬品が浸透しポリマー鎖が動き易くなる結果、局所的に応力が緩和され皮膜に亀裂が発生する現象と考えられ、ＰＥＳやＰＥＩのような非晶性樹脂に発生しやすい傾向がある。例えば、絶縁電線を捲線してコイルを形成し、エポキシ樹脂等の含浸ワニスに浸漬後、含浸ワニスを硬化するときに含浸ワニスの浸透を受けてクラックが発生しやすい。
【０００７】
耐薬品性に優れクラックが発生しにくい樹脂としては、緻密な結晶構造を有する結晶性樹脂を挙げることができる。しかし、結晶性樹脂は一般に接着性に乏しく、導体、あるいは導体の外周に絶縁層を有する絶縁電線と接着させることが困難であるため、曲げ加工時にクラックや浮き、シワが発生する等の問題、可とう性が劣るとの問題がある。また、押出製造方法（引落ダイス、充実ダイス）のうち、充実ダイスを用いれば接着性を向上させることが可能であるが、樹脂が延伸されず強度が発現しないため、可とう性が低下する問題がある。更に、充実ダイスの場合、導体サイズ、導体形状によっては絶縁層の膜厚制御が困難であるとの問題がある。
【０００８】
本発明は、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れるとともに、可とう性や接着性にも優れ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】
【０００９】
本発明者は、前記の課題を達成するため鋭意検討した結果、絶縁層の外周側を、耐薬品性に優れたポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、ＰＰＳとする。）又はポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下、ＰＥＥＫとする。）により形成するとともに、その層の内周側に接して、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成される層を設けることにより、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）、かつ可とう性や接着性にも優れた絶縁層が得られることを見出し、下記の構成からなる発明を完成した。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
導体、及び、その外周を被覆する絶縁層を有する絶縁電線であって、
前記絶縁層が、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層と、前記下層上に前記下層に接して形成される上層を含み、
前記上層は、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されることを特徴とする絶縁電線である。
【００１１】
本発明の絶縁電線は、絶縁層の外周側にＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成される層（上層）を有することを特徴とする。ＰＰＳやＰＥＥＫは、耐熱性及び耐薬品性に優れた結晶性樹脂であるので、本発明の絶縁電線の絶縁層もこの優れた効果を奏する。
【００１２】
上層は、ＰＰＳ又はＰＥＥＫのいずれか一方で形成されていてもよいし、又はＰＰＳ及びＰＥＥＫのポリマーブレンドであってもよい。なお、樹脂Ａ（この場合は、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる結晶性樹脂）を主体とするとは、樹脂Ａのみからなる場合、又は樹脂Ａに他の樹脂が本発明の趣旨を損ねない範囲で配合されている場合を意味し、通常、樹脂Ａを少なくとも５０重量％以上含む場合を意味し、好ましくは８０重量％以上含む場合を意味する。以下の例においても同じである。
【００１３】
本発明の絶縁電線は、さらに、前記上層の内周側に前記上層に接して、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体とする層（下層）を設けることを特徴とする。ＰＰＳやＰＥＥＫ等の結晶性樹脂は、一般に接着性に乏しく、可とう性に劣る傾向があるが、非晶性樹脂であるシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体とする層を結晶性樹脂の層に接して設けることにより、接着性が向上し又可とう性に優れた絶縁層が得られる。
【００１４】
シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂とは、ＰＥＩ、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等のエンジニアリングプラスチック樹脂に、シロキサン基を導入して柔軟性を付与した樹脂である。エンジニアリングプラスチック樹脂に、シリコーン変性により柔軟性を付与したシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂は、高い耐熱性と良好な加工性（押出塗装性）とともに、優れた柔軟性を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記上層が、ＰＰＳを主体として形成されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線である。前記のように、絶縁層の上層は、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されるが、上層がＰＰＳを主体として形成される場合はコストメリットが大きいので好ましい。特に好ましくは、ＰＰＳのみにより形成される場合である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記ＰＰＳの結晶化度が２０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線である。本発明者は、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂の結晶化度を低下させると、これらの樹脂とシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂との接着力が向上することを見出した。中でも、結晶性樹脂がＰＰＳを主体とする樹脂であって、結晶化度が２０％以下の場合、接着力向上の効果が大きい。
【００１７】
すなわち、ＰＰＳを主体とする樹脂の場合は、通常の場合、結晶化度は２５％程度であるが、２０％以下とすることにより、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂からなる下層とＰＰＳからなる上層間の接着力を向上させることができる。特に、結晶化度１５％以下の場合、接着力が顕著に優れたものとなるので好ましい。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記上層が、引落ダイスを用いた溶融押出により形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線である。引落ダイスを用いる方法は層の割れが発生しにくく膜厚均一塗装には有利であるが、従来の絶縁電線に適用する場合、上層と下層の接着には不利であった。しかし、本発明の絶縁電線では、下層がシリコーン変性エンジニアリングプラスチックで形成されるので、接着に不利な引落ダイスの場合でも十分な接着力を奏することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂が、シリコーン変性ポリエーテルイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂及びシリコーン変性ポリカーボネート樹脂から選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の絶縁電線である。前記シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂の具体例としては、シリコーン変性ＰＥＩ、シリコーン変性ＰＩ及びシリコーン変性ポリカーボネート（シリコーン変性ＰＣ）を挙げることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲線して製造されたことを特徴とするモータである。本発明の絶縁電線は、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れ、さらに可とう性にも優れる絶縁層を有するので、モータの製造に好適に用いられる。
【００２１】
本発明の絶縁電線は、下層を構成する樹脂を、導体表面又はあらかじめ形成された他の層上に焼付け又は溶融押出して被覆した後、上層を構成する樹脂を溶融押出して、前記下層を被覆することにより製造することができる。特に、上層を構成する、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂を溶融押出する際に、溶融押出温度を、樹脂の融点よりも５０℃以上高い温度とし、溶融押出後、樹脂のガラス転位温度まで急激に冷却することにより、樹脂の結晶化を抑制し、結晶化度を低くすることができ、その結果接着力が向上するので好ましい。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、この好ましい製造方法に該当するものであり、
導体上に、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層を形成する工程と、前記下層上に、前記下層に接して上層を形成する工程を有する絶縁電線の製造方法であって、前記下層は、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記上層を形成する工程は、
ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂を、その融点より５０℃以上高い温度で溶融押出を行い前記下層上に塗布する工程、及び
塗布された樹脂の温度を、塗布後３０秒間に２３０℃以上低下させる冷却工程、を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法である。
【００２３】
この製造方法によれば、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂の結晶化を抑制することができる。特に樹脂が、ＰＰＳを主体とする樹脂の場合、結晶化度を２０％以下とすることができる。その結果、高い接着力が得られる。
【００２４】
溶融押出は、好ましくは引落ダイスを用いて行われる。引落ダイスを用いる方法によれば、層の割れが発生しにくく膜厚均一塗装には有利である。又、下層はシリコーン変性エンジニアリングプラスチックを主体として形成されるので、引落ダイスを用いても、十分な接着力を奏することができる。
【００２５】
溶融押出温度とは、引落ダイスを用いる場合は、ダイスの温度である。請求項７の発明は、この温度を、樹脂の融点よりも５０℃以上高い温度とすることを特徴とする。この温度より低い温度で溶融押出をすると、結晶化度は十分低くならず、ＰＰＳを主体とする樹脂の場合、２０％以下の結晶化度は得られにくくなる。
【００２６】
溶融押出温度は、好ましくは、樹脂の融点よりも７０〜９０℃高い温度である。溶融押出温度が高い程、樹脂の結晶化度を低くすることができる。しかし、溶融押出温度が高すぎる場合は樹脂の分解が生じる。そこで、この問題を防ぐため、樹脂の融点よりも９０℃高い温度以下とすることが好ましい。
【００２７】
請求項７の発明は、溶融押出後、塗布された樹脂を急冷することも特徴とする。具体的には、塗布後３０秒間に２３０℃以上、樹脂の温度を低下させることを特徴とする。好ましくは、塗布された樹脂を、４５０℃／分以上の冷却速度で、樹脂のガラス転位温度まで冷却する。この急冷により、樹脂の結晶化度がより低くなり、より高い接着力が得られる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、溶融押出を行い下層上に塗布する前記樹脂が、ＰＰＳを主体とする樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の絶縁電線の製造方法である。下層上に塗布する結晶性樹脂としてＰＰＳを主体とする樹脂を選択すると、コストメリットが大きい。又、より高い接着力が得られると考えられる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、ＰＰＳを主体とする樹脂の塗布が、前記樹脂のガラス転位点以上に加熱された前記下層上に行われることを特徴とする請求項８に記載の絶縁電線の製造方法である。ＰＰＳを主体とする樹脂を、下層表面に塗布する際に、下層の温度、すなわち下層が形成された電線の温度を、前記ＰＰＳを主体とする樹脂のガラス転位点以上に上げておくと、塗布の際下層が軟化するため、接着力をさらに向上させることができるので好ましい。より好ましくは、２５０℃以上に加熱された下層上にＰＰＳを主体とする樹脂を塗布する場合である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の絶縁電線の絶縁層は、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れる。さらにこの絶縁層は、可とう性や電線等への接着性にも優れ、曲げ加工等によりクラックや浮き、シワが発生しにくいとの特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の絶縁電線の一例の断面を模式的に示す模式断面図である。
【図２】本発明の絶縁電線の製造装置の一例を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明を実施するための形態につき説明するが、本発明の範囲はこの形態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は可能である。
【００３３】
図１は、本発明の絶縁電線の一例の断面を模式的に示す模式断面図である。図１に示されるように、絶縁電線１は、中心の導体２、その外周を導体２に接して被覆するエナメル層３（焼付層）、エナメル層３の外周をエナメル層３に接して被覆する下層４（シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成される層）、及び下層４の外周を下層４に接して被覆する上層５（ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成される層）からなり、エナメル層３、下層４及び上層５で絶縁層を構成している。
【００３４】
この例では、絶縁層はエナメル層３を含み、下層４はエナメル層３に接して形成されているが、絶縁層がエナメル層３を含まず、導体２の上に直接下層４が形成されていてもよい。すなわち下層４は、導体上に直接設けても良いし、他の樹脂層（この例ではエナメル層３）を介して設けても良い。又、上層５が下層４に接し下層４の外周側に形成されている限りは、絶縁層が、エナメル層３、下層４及び上層５以外の層を含んでいてもよい。
【００３５】
導体２の材質や形態は特に限定されない。単線でもよいし拠り線でもよい。断面形状も真円でもよいし他の形状でもよい。その太さも限定されない。材質も、通常の電線に使用されるものであれば、いかなるものでもよい。
【００３６】
エナメル層３を形成する絶縁樹脂としては、従来用いられているものを使用することができ、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ＰＥＩ、ポリアミド等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いても良いし、複数種を併用して用いても良い。これらの樹脂を溶剤に溶解したワニスを導体に塗布、焼付けすることでエナメル層３を形成する。
【００３７】
下層４の構成成分であるシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂としては、市販品も用いることができる。例えば、シリコーン変性ＰＥＩの市販品としては、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製のシルテム１５００（曲げ弾性率：３８０ＭＰａ）、シルテム１６００（Ｔｇ：１９５℃、曲げ弾性率：１２５０ＭＰａ）、シルテム１７００（Ｔｇ：２００℃、曲げ弾性率：２１５０ＭＰａ）等を挙げることができる。
【００３８】
上層５の構成成分であるＰＰＳ、ＰＥＥＫとしては、市販品も用いることができる。例えば、ＰＰＳとしてはフォートロン０２２０Ａ９やＤＩＣ−ＰＰＳ ＦＺ−２１００、トレリナＡ９００、ＰＥＥＫとしては、ビクトレックスＰＥＥＫ ４５０Ｇ、キータスパイアＰＥＥＫ ＫＴ−８８０ＮＴ等の市販品を挙げることができる。
【００３９】
前記絶縁層には無機フィラーを添加しても良い。無機フィラーを添加することにより、亀裂の伝播を抑制し、耐含浸ワニス性をさらに向上できる。また無機フィラーを添加することにより、機械強度を向上できる。無機フィラーとしては、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、クレー、タルク等が挙げられ、これらから選ばれた無機フィラーが好ましく使用される。中でも酸化チタン及びシリカが好ましく、特に酸化チタンが、樹脂への分散性の理由で好ましい。無機フィラーの添加量としては、絶縁層を構成する樹脂１００重量部に対して０．５〜３０重量部が好ましい。
【００４０】
無機フィラーは市販品を用いることもできる。例えば、酸化チタンとしては、古河機械金属社製の、ＦＲ−８８（平均粒径０．１９μｍ）、ＦＲ−４１（平均粒径０．２１μｍ）、ＲＬＸ−Ａ（平均粒径３〜４μｍ）等を挙げることができる。又、シリカとしては、龍森社製のＵＦ−００７（平均粒径５μｍ）、５Ｘ（平均粒径１．５μｍ）、アルミナとしては、岩谷産業社製のＲＡ−３０（平均粒径０．１μｍ）、炭酸カルシウムとしては白石工業社製のＶｉｇｏｔ−１５（平均粒径０．１５μｍ）、備北粉化工業社製のソフトン（平均粒径３μｍ）等を挙げることができる。
【００４１】
本発明の絶縁電線の絶縁層には、本発明の目的とする作用効果を損なわない範囲で、さらに、通常使用される添加剤、加工助剤、着色剤等を含めることができる。
【００４２】
前記のように、本発明の絶縁電線は、下層を構成する樹脂を、導体表面又はあらかじめ形成された他の層上に焼付け又は溶融押出して被覆した後、上層を構成する樹脂を溶融押出して被覆することにより製造することができる。例えば、導体２の表面上にエナメル層３を構成する樹脂を焼付けしてエナメル層３を形成し、次にエナメル層３の表面上に下層４を構成する樹脂を焼付け又は溶融押出して下層４を形成し、さらに下層４の表面上に上層５を構成する樹脂を溶融押出して上層５を形成することにより、図１で示される絶縁電線を得ることができる。
【００４３】
溶融押出の条件や使用する装置等は、従来の絶縁電線の製造における熱可塑性樹脂の押出による絶縁層の形成の場合と同様な条件、装置を採用することができる。
【００４４】
このようにして製造された絶縁電線は、自動車に搭載されるモータ等の巻線等として、好適に用いられる。
【００４５】
次に、本発明の絶縁電線１を好適に製造するための製造装置について、図２に基づいて説明する。図２に示すように、製造装置は、加熱炉１１、被覆装置１２、保温炉１３、冷却水槽１４、及びドライヤーゾーン１５を備えている。
【００４６】
被覆装置１２には、押出機ゾーン２３が設けられている。心線６は巻出し部２１に巻き取られて保管されているが、巻出し部２１より、図中の矢印の方向に繰り出され押出機ゾーン２３を通る。押出機ゾーン２３内に設けられている押出機により、心線６の表面上に絶縁層の各層（エナメル層３、下層４又は上層５等の層）を構成する樹脂が押出され、心線６が当該樹脂により被覆され被覆電線７が形成される。ここで、心線６とは、導体の線、又はその表面上にあらかじめ他の樹脂層（エナメル層３、下層４等）が形成された導体線である。押出機ゾーン２３内に設けられている押出機としては、単軸押出機等、公知の押出機を用いることができる。
【００４７】
なお、他の樹脂層が形成されている場合、押出により形成される層と当該他の樹脂層（下地）との接着を向上させるために、押出直前に電線を熱風機等で予備加熱しておくことが好ましい。特に、上層５を形成する際には、押出直前に電線を加熱することにより、下層４の樹脂を軟化させることで、接着力を向上できるので好ましい。そこで、図２に示す例では、被覆装置１２の前に、加熱炉１１が設けられている。
【００４８】
被覆装置１２を出た被覆電線７は、冷却水槽１４を通ることにより冷却され絶縁層の樹脂が固化される。被覆装置１２を出た被覆電線の、冷却による被覆内残留応力を低減させるために、保温炉等に通して除冷しても良い。そこで、図２に示す例では、被覆装置１２と冷却水槽１４の間に保温炉１３が設けられている。しかし、上層５を形成する場合は、樹脂の溶融押出後急冷することが好ましいので、保温炉１３を通さずに、空冷することが好ましい。
【００４９】
その後、被覆電線７は、ドライヤーゾーン１５に送られて乾燥され、本発明の絶縁電線１となる。乾燥の方法としては、例えば、ドライヤーゾーン１５で被覆電線７に冷風を当てて水分を除去する方法、ドライヤーゾーン１５に設けられた乾燥炉を５０〜８０℃程度に設定し被覆電線７を１〜３分位で通す方法、ドライヤーゾーン１５を通る被覆電線７に、ドライヤー温風を数十秒間当てる方法等が挙げられる。自然乾燥すなわち空冷区間を数十秒通す方法でもよい。ドライヤーゾーン１５を出た絶縁電線１は、リール１７に巻き取られる。
【実施例】
【００５０】
次に本発明をより具体的に説明するための実施例を示すが、実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００５１】
実施例１〜４、比較例１〜３
［絶縁電線の作製］
１．７×３．２ｍｍφの平角銅線の外周に、ポリアミドイミド樹脂を４０μｍの厚さで、更にその上に、接着層（請求項１の下層に該当）として表１又は表２に示す各種樹脂を５μｍの厚さで焼付被覆したエナメル線を心線として用いた。この心線に、押出機（２５Ｖ−２４Ｄ−ＨＢ、２５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４、三葉製作所社製）により、ＰＰＳ（東レ社製）を、引落ダイスを用いて押出塗装し、厚さ１００μｍの押出層（請求項１の上層に該当）を形成した（線速１０ｍ／分、心線温度２５０℃）。得られた絶縁電線のそれぞれについて、以下に示す評価を行った。なお、比較例３では、押出塗装の際、引落ダイスの代わりに充実ダイスを用いた。その結果を表１又は表２に示す。
【００５２】
（押出層／接着層の接着力測定）
得られた絶縁電線の押出層皮膜に、その長手方向に沿って長さ２ｃｍほどの２本の切れ込みを０．５ｍｍ間隔で入れ、２本の切れ込みの間の押出層皮膜の一端をピンセットでめくって、熱機械試験機（ＴＭＡ：サーマルメカニカルアナルシス、セイコー電子社製）を用いて押出層皮膜の１８０°剥離試験を行い、接着力（ｇ／ｍｍ）を測定した。その結果を、以下に示す基準に従って、表１又は表２に示す。
【００５３】
○：１０ｇ／ｍｍ以上、 △：０〜１０ｇ／ｍｍ、 ×：０ｇ／ｍｍ
【００５４】
（可とう性試験）
得られた絶縁電線について、プレスエッジワイズ曲げ（曲げ半径２ｍｍ、９０°曲げ、プレス機を用いて電線に圧縮力をかけて曲げる方法）を行い、押出層の皮膜の割れの有無、ならびに押出層／接着層間の浮きの有無を確認した。なお、割れや浮きの有無の確認は、皮膜の断面を研磨し、その断面を１６０倍の顕微鏡で観察して行った。その結果を以下に示す基準に従って、表１又は表２に示す。
【００５５】
○：割れ、浮き無し、 ×：割れ又は／及び浮き有り
【００５６】
【表１】
【００５７】
［表１中で使用した原材料］
＊１：酸二無水物モノマーとジアミンモノマー(シリコーンジアミンを含む)をγ−ブチロラクトン溶剤中、１６０℃で４時間加熱することで合成した。
＊２：シルテム１５００（曲げ強度：１８ＭＰａ、曲げ弾性率：３８０ＭＰａ）（Ｄ７９０ ２３℃、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製）
＊３：シルテム１７００（曲げ強度：９４ＭＰａ、曲げ弾性率：２１５０ＭＰａ）（Ｄ７９０ ２３℃、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製）
＊４：レキサンＥＸＬ１４１４（曲げ強度：９２ＭＰａ、曲げ弾性率：２２３３ＭＰａ）（Ｄ７９０ ２３℃、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製）
【００５８】
【表２】
【００５９】
表１、２より明らかなように、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂からなる接着層（下層）を設けた実施例１〜４では、接着力、可とう性がいずれも優れている絶縁電線が得られている。一方、接着層（下層）を設けてはいるが、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂以外により接着層を形成している比較例１〜２では可とう性に劣る結果が得られている。更に、充実ダイスを用いた比較例３では、接着力は向上し、可とう性試験で浮きは発生しないものの、割れが発生し、可とう性に劣る結果が得られている。
【００６０】
実施例５〜７
［絶縁電線の作製］
１．７×３．２ｍｍφの平角銅線の外周にポリアミドイミド樹脂を４０μｍの厚さで、更にその上に接着層（請求項１の下層に該当）として、シリコーン変性ＰＥＩ（シルテム１７００）を５μｍの厚さで焼付被覆したエナメル線を心線として用いた。この心線を、加熱炉（図２における１１）に通して表３に示す線温（接着層の温度）まで加熱した後、押出機（２５Ｖ−２４Ｄ−ＨＢ、２５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４、三葉製作所社製）により、ＰＰＳ（東レ社製、融点２８０℃）を、引落ダイスを用い、表３に示す押出機ダイス温度、線速１０ｍ／分で押出塗装して、厚さ１００μｍの押出層（請求項１の上層に該当）を形成した。
【００６１】
ダイスより押出された電線を、３０秒間（０．５分）空冷し（図２における保温炉１３は通さない）、その後冷却水槽（図２における１４）に導入して６０℃となるまで水冷した。３０秒間の空冷後の絶縁電線の温度を、表３に「空冷時到達温度」として示す。又、（押出機ダイス温度−空冷時到達温度）／０．５分を平均冷却速度として表３に示す。
【００６２】
得られた絶縁電線のそれぞれについて、以下に示す評価を行った。その結果を表３に示す。
【００６３】
（押出層結晶化度）
ＰＰＳ皮膜のみをカッターで切り取り、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＤＳＣ（示差走査熱量測定）測定を行い、１３０℃付近に見られる再結晶化に伴う発熱ピーク（ピーク１とする）、及び、２８０℃付近に見られる結晶融解に伴う吸熱ピーク（ピーク２とする）を観測する。ピーク１及びピーク２の面積（熱量）から、以下の式で結晶化度を算出する。
結晶化度［％］
＝（ピーク２の面積−ピーク１の面積）［Ｊ／ｇ］／１４６．２［Ｊ／ｇ］×１００
なお、上記式中、１４６．２Ｊ／ｇとは、仮にＰＰＳが１００％結晶化した際の結晶融解熱である。又、ＤＳＣ測定は、示差走査熱量計 ＤＳＣ２２０Ｃ（セイコー電子工業社製）を用いて行った。
【００６４】
（接着力）
前記の（押出層／接着層の接着力測定）と同じ方法にて接着力（ｇ／ｍｍ）を測定した。その測定値を表３に示す。
【００６５】
（耐加工性）
得られた絶縁電線を１％伸長してまっすぐにした後、曲げ半径２．０ｍｍで９０°に曲げ、曲げ部にΦ４．８ｍｍの丸棒を当て、３８ｋＮ／ｃｍ２の一定加重でプレスして、押出層の皮膜の割れの有無を確認した。なお、割れの有無の確認は、皮膜の断面を研磨し、その断面を１６０倍の顕微鏡で観察して行った。その結果を以下に示す基準に従って、表３に示す。
○：割れ無し、 △：小さな割れ有り、 ×：割れ有り
【００６６】
【表３】
【００６７】
表３に示す結果より、押出機ダイス温度（溶融押出の温度）が、樹脂の融点（２８０℃）より５０℃以上高く、溶融押出後３０秒間での絶縁電線の温度低下が２３０℃以上である実施例６、７では、樹脂の結晶化度は２０％以下と低く、優れた接着力が得られている。一方、押出機ダイス温度が樹脂の融点より４０℃高く、溶融押出後３０秒間での絶縁電線の温度低下が２２０℃である実施例５では、樹脂の結晶化度は２５％であり、接着力及び耐加工性は、実施例６、７より劣っていた。
【符号の説明】
【００６８】
１、 絶縁電線
２、 導体
３、 エナメル層
４、 下層
５、 上層
６、 心線
７、 被覆電線
１１、加熱炉
１２、被覆装置
１３、保温炉
１４、冷却水槽
１５、ドライヤーゾーン
１７、リール
２１、巻出し部
２３、押出機ゾーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載モータ用の巻線等として使用される絶縁電線及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載モータの低コスト化やモータの性能向上に対応するため、車載モータ用の巻線について絶縁層の厚膜化が求められる場合がある。厚膜化が求められる場合、絶縁層の形成には、低コストでの厚膜化が可能で、外観の悪化等の問題が生じにくい熱可塑性樹脂の溶融押出による方法が試みられている。
【０００３】
車載モータ用の巻線の絶縁層には、優れた可とう性、電気特性等が求められる。又、絶縁電線を高温雰囲気下で使用しても長期にわたり電気特性や機械特性を保持するとの耐熱性も望まれる。
【０００４】
これらの特性を満たす熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルスルホン樹脂（以下、ＰＥＳとする。）、ポリエーテルイミド樹脂（以下、ＰＥＩとする。）、ポリスルホン樹脂（以下、ＰＳＵとする。）が知られている。例えば、特許文献１（特開平１１−６６９５８号公報、請求項１）や特許文献２（特開平１１−１７６２４４号公報、請求項１等）に、ＰＥＳを含んでなる樹脂により形成されている絶縁層を有する絶縁電線が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６６９５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７６２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＰＥＳ、ＰＥＩやＰＳＵ等の非晶性樹脂（結晶構造を持たない樹脂）は、耐薬品性に乏しく、含浸ワニス処理の際にクラックが発生しやすいとの問題がある。クラックは、残留応力が存在する樹脂に薬品が浸透しポリマー鎖が動き易くなる結果、局所的に応力が緩和され皮膜に亀裂が発生する現象と考えられ、ＰＥＳやＰＥＩのような非晶性樹脂に発生しやすい傾向がある。例えば、絶縁電線を捲線してコイルを形成し、エポキシ樹脂等の含浸ワニスに浸漬後、含浸ワニスを硬化するときに含浸ワニスの浸透を受けてクラックが発生しやすい。
【０００７】
耐薬品性に優れクラックが発生しにくい樹脂としては、緻密な結晶構造を有する結晶性樹脂を挙げることができる。しかし、結晶性樹脂は一般に接着性に乏しく、導体、あるいは導体の外周に絶縁層を有する絶縁電線と接着させることが困難であるため、曲げ加工時にクラックや浮き、シワが発生する等の問題、可とう性が劣るとの問題がある。また、押出製造方法（引落ダイス、充実ダイス）のうち、充実ダイスを用いれば接着性を向上させることが可能であるが、樹脂が延伸されず強度が発現しないため、可とう性が低下する問題がある。更に、充実ダイスの場合、導体サイズ、導体形状によっては絶縁層の膜厚制御が困難であるとの問題がある。
【０００８】
本発明は、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れるとともに、可とう性や接着性にも優れ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】
【０００９】
本発明者は、前記の課題を達成するため鋭意検討した結果、絶縁層の外周側を、耐薬品性に優れたポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、ＰＰＳとする。）又はポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下、ＰＥＥＫとする。）により形成するとともに、その層の内周側に接して、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成される層を設けることにより、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）、かつ可とう性や接着性にも優れた絶縁層が得られることを見出し、下記の構成からなる発明を完成した。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
導体、及び、その外周を被覆する絶縁層を有する絶縁電線であって、
前記絶縁層が、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層と、前記下層上に前記下層に接して形成される上層を含み、
前記上層は、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されることを特徴とする絶縁電線である。
【００１１】
本発明の絶縁電線は、絶縁層の外周側にＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成される層（上層）を有することを特徴とする。ＰＰＳやＰＥＥＫは、耐熱性及び耐薬品性に優れた結晶性樹脂であるので、本発明の絶縁電線の絶縁層もこの優れた効果を奏する。
【００１２】
上層は、ＰＰＳ又はＰＥＥＫのいずれか一方で形成されていてもよいし、又はＰＰＳ及びＰＥＥＫのポリマーブレンドであってもよい。なお、樹脂Ａ（この場合は、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる結晶性樹脂）を主体とするとは、樹脂Ａのみからなる場合、又は樹脂Ａに他の樹脂が本発明の趣旨を損ねない範囲で配合されている場合を意味し、通常、樹脂Ａを少なくとも５０重量％以上含む場合を意味し、好ましくは８０重量％以上含む場合を意味する。以下の例においても同じである。
【００１３】
本発明の絶縁電線は、さらに、前記上層の内周側に前記上層に接して、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体とする層（下層）を設けることを特徴とする。ＰＰＳやＰＥＥＫ等の結晶性樹脂は、一般に接着性に乏しく、可とう性に劣る傾向があるが、非晶性樹脂であるシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体とする層を結晶性樹脂の層に接して設けることにより、接着性が向上し又可とう性に優れた絶縁層が得られる。
【００１４】
シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂とは、ＰＥＩ、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等のエンジニアリングプラスチック樹脂に、シロキサン基を導入して柔軟性を付与した樹脂である。エンジニアリングプラスチック樹脂に、シリコーン変性により柔軟性を付与したシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂は、高い耐熱性と良好な加工性（押出塗装性）とともに、優れた柔軟性を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記上層が、ＰＰＳを主体として形成されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線である。前記のように、絶縁層の上層は、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されるが、上層がＰＰＳを主体として形成される場合はコストメリットが大きいので好ましい。特に好ましくは、ＰＰＳのみにより形成される場合である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記ＰＰＳの結晶化度が２０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線である。本発明者は、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂の結晶化度を低下させると、これらの樹脂とシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂との接着力が向上することを見出した。中でも、結晶性樹脂がＰＰＳを主体とする樹脂であって、結晶化度が２０％以下の場合、接着力向上の効果が大きい。
【００１７】
すなわち、ＰＰＳを主体とする樹脂の場合は、通常の場合、結晶化度は２５％程度であるが、２０％以下とすることにより、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂からなる下層とＰＰＳからなる上層間の接着力を向上させることができる。特に、結晶化度１５％以下の場合、接着力が顕著に優れたものとなるので好ましい。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記上層が、引落ダイスを用いた溶融押出により形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線である。引落ダイスを用いる方法は層の割れが発生しにくく膜厚均一塗装には有利であるが、従来の絶縁電線に適用する場合、上層と下層の接着には不利であった。しかし、本発明の絶縁電線では、下層がシリコーン変性エンジニアリングプラスチックで形成されるので、接着に不利な引落ダイスの場合でも十分な接着力を奏することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂が、シリコーン変性ポリエーテルイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂及びシリコーン変性ポリカーボネート樹脂から選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の絶縁電線である。前記シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂の具体例としては、シリコーン変性ＰＥＩ、シリコーン変性ＰＩ及びシリコーン変性ポリカーボネート（シリコーン変性ＰＣ）を挙げることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲線して製造されたことを特徴とするモータである。本発明の絶縁電線は、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れ、さらに可とう性にも優れる絶縁層を有するので、モータの製造に好適に用いられる。
【００２１】
本発明の絶縁電線は、下層を構成する樹脂を、導体表面又はあらかじめ形成された他の層上に焼付け又は溶融押出して被覆した後、上層を構成する樹脂を溶融押出して、前記下層を被覆することにより製造することができる。特に、上層を構成する、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂を溶融押出する際に、溶融押出温度を、樹脂の融点よりも５０℃以上高い温度とし、溶融押出後、樹脂のガラス転位温度まで急激に冷却することにより、樹脂の結晶化を抑制し、結晶化度を低くすることができ、その結果接着力が向上するので好ましい。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、この好ましい製造方法に該当するものであり、
導体上に、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層を形成する工程と、前記下層上に、前記下層に接して上層を形成する工程を有する絶縁電線の製造方法であって、前記下層は、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記上層を形成する工程は、
ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂を、その融点より５０℃以上高い温度で溶融押出を行い前記下層上に塗布する工程、及び
塗布された樹脂の温度を、塗布後３０秒間に２３０℃以上低下させる冷却工程、を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法である。
【００２３】
この製造方法によれば、ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂の結晶化を抑制することができる。特に樹脂が、ＰＰＳを主体とする樹脂の場合、結晶化度を２０％以下とすることができる。その結果、高い接着力が得られる。
【００２４】
溶融押出は、好ましくは引落ダイスを用いて行われる。引落ダイスを用いる方法によれば、層の割れが発生しにくく膜厚均一塗装には有利である。又、下層はシリコーン変性エンジニアリングプラスチックを主体として形成されるので、引落ダイスを用いても、十分な接着力を奏することができる。
【００２５】
溶融押出温度とは、引落ダイスを用いる場合は、ダイスの温度である。請求項７の発明は、この温度を、樹脂の融点よりも５０℃以上高い温度とすることを特徴とする。この温度より低い温度で溶融押出をすると、結晶化度は十分低くならず、ＰＰＳを主体とする樹脂の場合、２０％以下の結晶化度は得られにくくなる。
【００２６】
溶融押出温度は、好ましくは、樹脂の融点よりも７０〜９０℃高い温度である。溶融押出温度が高い程、樹脂の結晶化度を低くすることができる。しかし、溶融押出温度が高すぎる場合は樹脂の分解が生じる。そこで、この問題を防ぐため、樹脂の融点よりも９０℃高い温度以下とすることが好ましい。
【００２７】
請求項７の発明は、溶融押出後、塗布された樹脂を急冷することも特徴とする。具体的には、塗布後３０秒間に２３０℃以上、樹脂の温度を低下させることを特徴とする。好ましくは、塗布された樹脂を、４５０℃／分以上の冷却速度で、樹脂のガラス転位温度まで冷却する。この急冷により、樹脂の結晶化度がより低くなり、より高い接着力が得られる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、溶融押出を行い下層上に塗布する前記樹脂が、ＰＰＳを主体とする樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の絶縁電線の製造方法である。下層上に塗布する結晶性樹脂としてＰＰＳを主体とする樹脂を選択すると、コストメリットが大きい。又、より高い接着力が得られると考えられる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、ＰＰＳを主体とする樹脂の塗布が、前記樹脂のガラス転位点以上に加熱された前記下層上に行われることを特徴とする請求項８に記載の絶縁電線の製造方法である。ＰＰＳを主体とする樹脂を、下層表面に塗布する際に、下層の温度、すなわち下層が形成された電線の温度を、前記ＰＰＳを主体とする樹脂のガラス転位点以上に上げておくと、塗布の際下層が軟化するため、接着力をさらに向上させることができるので好ましい。より好ましくは、２５０℃以上に加熱された下層上にＰＰＳを主体とする樹脂を塗布する場合である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の絶縁電線の絶縁層は、耐熱性、耐含浸ワニス性（耐薬品性）に優れる。さらにこの絶縁層は、可とう性や電線等への接着性にも優れ、曲げ加工等によりクラックや浮き、シワが発生しにくいとの特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の絶縁電線の一例の断面を模式的に示す模式断面図である。
【図２】本発明の絶縁電線の製造装置の一例を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明を実施するための形態につき説明するが、本発明の範囲はこの形態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は可能である。
【００３３】
図１は、本発明の絶縁電線の一例の断面を模式的に示す模式断面図である。図１に示されるように、絶縁電線１は、中心の導体２、その外周を導体２に接して被覆するエナメル層３（焼付層）、エナメル層３の外周をエナメル層３に接して被覆する下層４（シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成される層）、及び下層４の外周を下層４に接して被覆する上層５（ＰＰＳ及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成される層）からなり、エナメル層３、下層４及び上層５で絶縁層を構成している。
【００３４】
この例では、絶縁層はエナメル層３を含み、下層４はエナメル層３に接して形成されているが、絶縁層がエナメル層３を含まず、導体２の上に直接下層４が形成されていてもよい。すなわち下層４は、導体上に直接設けても良いし、他の樹脂層（この例ではエナメル層３）を介して設けても良い。又、上層５が下層４に接し下層４の外周側に形成されている限りは、絶縁層が、エナメル層３、下層４及び上層５以外の層を含んでいてもよい。
【００３５】
導体２の材質や形態は特に限定されない。単線でもよいし拠り線でもよい。断面形状も真円でもよいし他の形状でもよい。その太さも限定されない。材質も、通常の電線に使用されるものであれば、いかなるものでもよい。
【００３６】
エナメル層３を形成する絶縁樹脂としては、従来用いられているものを使用することができ、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ＰＥＩ、ポリアミド等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いても良いし、複数種を併用して用いても良い。これらの樹脂を溶剤に溶解したワニスを導体に塗布、焼付けすることでエナメル層３を形成する。
【００３７】
下層４の構成成分であるシリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂としては、市販品も用いることができる。例えば、シリコーン変性ＰＥＩの市販品としては、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製のシルテム１５００（曲げ弾性率：３８０ＭＰａ）、シルテム１６００（Ｔｇ：１９５℃、曲げ弾性率：１２５０ＭＰａ）、シルテム１７００（Ｔｇ：２００℃、曲げ弾性率：２１５０ＭＰａ）等を挙げることができる。
【００３８】
上層５の構成成分であるＰＰＳ、ＰＥＥＫとしては、市販品も用いることができる。例えば、ＰＰＳとしてはフォートロン０２２０Ａ９やＤＩＣ−ＰＰＳ ＦＺ−２１００、トレリナＡ９００、ＰＥＥＫとしては、ビクトレックスＰＥＥＫ ４５０Ｇ、キータスパイアＰＥＥＫ ＫＴ−８８０ＮＴ等の市販品を挙げることができる。
【００３９】
前記絶縁層には無機フィラーを添加しても良い。無機フィラーを添加することにより、亀裂の伝播を抑制し、耐含浸ワニス性をさらに向上できる。また無機フィラーを添加することにより、機械強度を向上できる。無機フィラーとしては、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、クレー、タルク等が挙げられ、これらから選ばれた無機フィラーが好ましく使用される。中でも酸化チタン及びシリカが好ましく、特に酸化チタンが、樹脂への分散性の理由で好ましい。無機フィラーの添加量としては、絶縁層を構成する樹脂１００重量部に対して０．５〜３０重量部が好ましい。
【００４０】
無機フィラーは市販品を用いることもできる。例えば、酸化チタンとしては、古河機械金属社製の、ＦＲ−８８（平均粒径０．１９μｍ）、ＦＲ−４１（平均粒径０．２１μｍ）、ＲＬＸ−Ａ（平均粒径３〜４μｍ）等を挙げることができる。又、シリカとしては、龍森社製のＵＦ−００７（平均粒径５μｍ）、５Ｘ（平均粒径１．５μｍ）、アルミナとしては、岩谷産業社製のＲＡ−３０（平均粒径０．１μｍ）、炭酸カルシウムとしては白石工業社製のＶｉｇｏｔ−１５（平均粒径０．１５μｍ）、備北粉化工業社製のソフトン（平均粒径３μｍ）等を挙げることができる。
【００４１】
本発明の絶縁電線の絶縁層には、本発明の目的とする作用効果を損なわない範囲で、さらに、通常使用される添加剤、加工助剤、着色剤等を含めることができる。
【００４２】
前記のように、本発明の絶縁電線は、下層を構成する樹脂を、導体表面又はあらかじめ形成された他の層上に焼付け又は溶融押出して被覆した後、上層を構成する樹脂を溶融押出して被覆することにより製造することができる。例えば、導体２の表面上にエナメル層３を構成する樹脂を焼付けしてエナメル層３を形成し、次にエナメル層３の表面上に下層４を構成する樹脂を焼付け又は溶融押出して下層４を形成し、さらに下層４の表面上に上層５を構成する樹脂を溶融押出して上層５を形成することにより、図１で示される絶縁電線を得ることができる。
【００４３】
溶融押出の条件や使用する装置等は、従来の絶縁電線の製造における熱可塑性樹脂の押出による絶縁層の形成の場合と同様な条件、装置を採用することができる。
【００４４】
このようにして製造された絶縁電線は、自動車に搭載されるモータ等の巻線等として、好適に用いられる。
【００４５】
次に、本発明の絶縁電線１を好適に製造するための製造装置について、図２に基づいて説明する。図２に示すように、製造装置は、加熱炉１１、被覆装置１２、保温炉１３、冷却水槽１４、及びドライヤーゾーン１５を備えている。
【００４６】
被覆装置１２には、押出機ゾーン２３が設けられている。心線６は巻出し部２１に巻き取られて保管されているが、巻出し部２１より、図中の矢印の方向に繰り出され押出機ゾーン２３を通る。押出機ゾーン２３内に設けられている押出機により、心線６の表面上に絶縁層の各層（エナメル層３、下層４又は上層５等の層）を構成する樹脂が押出され、心線６が当該樹脂により被覆され被覆電線７が形成される。ここで、心線６とは、導体の線、又はその表面上にあらかじめ他の樹脂層（エナメル層３、下層４等）が形成された導体線である。押出機ゾーン２３内に設けられている押出機としては、単軸押出機等、公知の押出機を用いることができる。
【００４７】
なお、他の樹脂層が形成されている場合、押出により形成される層と当該他の樹脂層（下地）との接着を向上させるために、押出直前に電線を熱風機等で予備加熱しておくことが好ましい。特に、上層５を形成する際には、押出直前に電線を加熱することにより、下層４の樹脂を軟化させることで、接着力を向上できるので好ましい。そこで、図２に示す例では、被覆装置１２の前に、加熱炉１１が設けられている。
【００４８】
被覆装置１２を出た被覆電線７は、冷却水槽１４を通ることにより冷却され絶縁層の樹脂が固化される。被覆装置１２を出た被覆電線の、冷却による被覆内残留応力を低減させるために、保温炉等に通して除冷しても良い。そこで、図２に示す例では、被覆装置１２と冷却水槽１４の間に保温炉１３が設けられている。しかし、上層５を形成する場合は、樹脂の溶融押出後急冷することが好ましいので、保温炉１３を通さずに、空冷することが好ましい。
【００４９】
その後、被覆電線７は、ドライヤーゾーン１５に送られて乾燥され、本発明の絶縁電線１となる。乾燥の方法としては、例えば、ドライヤーゾーン１５で被覆電線７に冷風を当てて水分を除去する方法、ドライヤーゾーン１５に設けられた乾燥炉を５０〜８０℃程度に設定し被覆電線７を１〜３分位で通す方法、ドライヤーゾーン１５を通る被覆電線７に、ドライヤー温風を数十秒間当てる方法等が挙げられる。自然乾燥すなわち空冷区間を数十秒通す方法でもよい。ドライヤーゾーン１５を出た絶縁電線１は、リール１７に巻き取られる。
【実施例】
【００５０】
次に本発明をより具体的に説明するための実施例を示すが、実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００５１】
実施例１〜４、比較例１〜３
［絶縁電線の作製］
１．７×３．２ｍｍφの平角銅線の外周に、ポリアミドイミド樹脂を４０μｍの厚さで、更にその上に、接着層（請求項１の下層に該当）として表１又は表２に示す各種樹脂を５μｍの厚さで焼付被覆したエナメル線を心線として用いた。この心線に、押出機（２５Ｖ−２４Ｄ−ＨＢ、２５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４、三葉製作所社製）により、ＰＰＳ（東レ社製）を、引落ダイスを用いて押出塗装し、厚さ１００μｍの押出層（請求項１の上層に該当）を形成した（線速１０ｍ／分、心線温度２５０℃）。得られた絶縁電線のそれぞれについて、以下に示す評価を行った。なお、比較例３では、押出塗装の際、引落ダイスの代わりに充実ダイスを用いた。その結果を表１又は表２に示す。
【００５２】
（押出層／接着層の接着力測定）
得られた絶縁電線の押出層皮膜に、その長手方向に沿って長さ２ｃｍほどの２本の切れ込みを０．５ｍｍ間隔で入れ、２本の切れ込みの間の押出層皮膜の一端をピンセットでめくって、熱機械試験機（ＴＭＡ：サーマルメカニカルアナルシス、セイコー電子社製）を用いて押出層皮膜の１８０°剥離試験を行い、接着力（ｇ／ｍｍ）を測定した。その結果を、以下に示す基準に従って、表１又は表２に示す。
【００５３】
○：１０ｇ／ｍｍ以上、 △：０〜１０ｇ／ｍｍ、 ×：０ｇ／ｍｍ
【００５４】
（可とう性試験）
得られた絶縁電線について、プレスエッジワイズ曲げ（曲げ半径２ｍｍ、９０°曲げ、プレス機を用いて電線に圧縮力をかけて曲げる方法）を行い、押出層の皮膜の割れの有無、ならびに押出層／接着層間の浮きの有無を確認した。なお、割れや浮きの有無の確認は、皮膜の断面を研磨し、その断面を１６０倍の顕微鏡で観察して行った。その結果を以下に示す基準に従って、表１又は表２に示す。
【００５５】
○：割れ、浮き無し、 ×：割れ又は／及び浮き有り
【００５６】
【表１】
【００５７】
［表１中で使用した原材料］
＊１：酸二無水物モノマーとジアミンモノマー(シリコーンジアミンを含む)をγ−ブチロラクトン溶剤中、１６０℃で４時間加熱することで合成した。
＊２：シルテム１５００（曲げ強度：１８ＭＰａ、曲げ弾性率：３８０ＭＰａ）（Ｄ７９０ ２３℃、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製）
＊３：シルテム１７００（曲げ強度：９４ＭＰａ、曲げ弾性率：２１５０ＭＰａ）（Ｄ７９０ ２３℃、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製）
＊４：レキサンＥＸＬ１４１４（曲げ強度：９２ＭＰａ、曲げ弾性率：２２３３ＭＰａ）（Ｄ７９０ ２３℃、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン社製）
【００５８】
【表２】
【００５９】
表１、２より明らかなように、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂からなる接着層（下層）を設けた実施例１〜４では、接着力、可とう性がいずれも優れている絶縁電線が得られている。一方、接着層（下層）を設けてはいるが、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂以外により接着層を形成している比較例１〜２では可とう性に劣る結果が得られている。更に、充実ダイスを用いた比較例３では、接着力は向上し、可とう性試験で浮きは発生しないものの、割れが発生し、可とう性に劣る結果が得られている。
【００６０】
実施例５〜７
［絶縁電線の作製］
１．７×３．２ｍｍφの平角銅線の外周にポリアミドイミド樹脂を４０μｍの厚さで、更にその上に接着層（請求項１の下層に該当）として、シリコーン変性ＰＥＩ（シルテム１７００）を５μｍの厚さで焼付被覆したエナメル線を心線として用いた。この心線を、加熱炉（図２における１１）に通して表３に示す線温（接着層の温度）まで加熱した後、押出機（２５Ｖ−２４Ｄ−ＨＢ、２５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４、三葉製作所社製）により、ＰＰＳ（東レ社製、融点２８０℃）を、引落ダイスを用い、表３に示す押出機ダイス温度、線速１０ｍ／分で押出塗装して、厚さ１００μｍの押出層（請求項１の上層に該当）を形成した。
【００６１】
ダイスより押出された電線を、３０秒間（０．５分）空冷し（図２における保温炉１３は通さない）、その後冷却水槽（図２における１４）に導入して６０℃となるまで水冷した。３０秒間の空冷後の絶縁電線の温度を、表３に「空冷時到達温度」として示す。又、（押出機ダイス温度−空冷時到達温度）／０．５分を平均冷却速度として表３に示す。
【００６２】
得られた絶縁電線のそれぞれについて、以下に示す評価を行った。その結果を表３に示す。
【００６３】
（押出層結晶化度）
ＰＰＳ皮膜のみをカッターで切り取り、昇温速度１０℃／ｍｉｎでＤＳＣ（示差走査熱量測定）測定を行い、１３０℃付近に見られる再結晶化に伴う発熱ピーク（ピーク１とする）、及び、２８０℃付近に見られる結晶融解に伴う吸熱ピーク（ピーク２とする）を観測する。ピーク１及びピーク２の面積（熱量）から、以下の式で結晶化度を算出する。
結晶化度［％］
＝（ピーク２の面積−ピーク１の面積）［Ｊ／ｇ］／１４６．２［Ｊ／ｇ］×１００
なお、上記式中、１４６．２Ｊ／ｇとは、仮にＰＰＳが１００％結晶化した際の結晶融解熱である。又、ＤＳＣ測定は、示差走査熱量計 ＤＳＣ２２０Ｃ（セイコー電子工業社製）を用いて行った。
【００６４】
（接着力）
前記の（押出層／接着層の接着力測定）と同じ方法にて接着力（ｇ／ｍｍ）を測定した。その測定値を表３に示す。
【００６５】
（耐加工性）
得られた絶縁電線を１％伸長してまっすぐにした後、曲げ半径２．０ｍｍで９０°に曲げ、曲げ部にΦ４．８ｍｍの丸棒を当て、３８ｋＮ／ｃｍ２の一定加重でプレスして、押出層の皮膜の割れの有無を確認した。なお、割れの有無の確認は、皮膜の断面を研磨し、その断面を１６０倍の顕微鏡で観察して行った。その結果を以下に示す基準に従って、表３に示す。
○：割れ無し、 △：小さな割れ有り、 ×：割れ有り
【００６６】
【表３】
【００６７】
表３に示す結果より、押出機ダイス温度（溶融押出の温度）が、樹脂の融点（２８０℃）より５０℃以上高く、溶融押出後３０秒間での絶縁電線の温度低下が２３０℃以上である実施例６、７では、樹脂の結晶化度は２０％以下と低く、優れた接着力が得られている。一方、押出機ダイス温度が樹脂の融点より４０℃高く、溶融押出後３０秒間での絶縁電線の温度低下が２２０℃である実施例５では、樹脂の結晶化度は２５％であり、接着力及び耐加工性は、実施例６、７より劣っていた。
【符号の説明】
【００６８】
１、 絶縁電線
２、 導体
３、 エナメル層
４、 下層
５、 上層
６、 心線
７、 被覆電線
１１、加熱炉
１２、被覆装置
１３、保温炉
１４、冷却水槽
１５、ドライヤーゾーン
１７、リール
２１、巻出し部
２３、押出機ゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体、及び、その外周を被覆する絶縁層を有する絶縁電線であって、
前記絶縁層が、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層と、前記下層上に前記下層に接して形成される上層を含み、
前記上層は、ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記上層が、ポリフェニレンスルフィド樹脂を主体として形成され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】
前記ポリフェニレンスルフィド樹脂の結晶化度が２０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記上層が、引落ダイスを用いた溶融押出により形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂が、シリコーン変性ポリエーテルイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂及びシリコーン変性ポリカーボネート樹脂から選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲線して製造されたことを特徴とするモータ。
【請求項７】
導体上に、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層を形成する工程と、
前記下層上に、前記下層に接して上層を形成する工程を有する絶縁電線の製造方法であって、
前記下層は、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、
前記上層を形成する工程は、
ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂を、その融点より５０℃以上高い温度で溶融押出を行い前記下層上に塗布する工程、及び
塗布された樹脂の温度を、塗布後３０秒間に２３０℃以上低下させる冷却工程、を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項８】
溶融押出を行い下層上に塗布する前記樹脂が、ポリフェニレンスルフィド樹脂を主体とする樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項９】
ポリフェニレンスルフィド樹脂を主体とする樹脂の塗布が、前記樹脂のガラス転位点以上に加熱された前記下層上に行われることを特徴とする請求項８に記載の絶縁電線の製造方法
【請求項１】
導体、及び、その外周を被覆する絶縁層を有する絶縁電線であって、
前記絶縁層が、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層と、前記下層上に前記下層に接して形成される上層を含み、
前記上層は、ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる少なくとも１種の結晶性樹脂を主体として形成されることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記上層が、ポリフェニレンスルフィド樹脂を主体として形成され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】
前記ポリフェニレンスルフィド樹脂の結晶化度が２０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記上層が、引落ダイスを用いた溶融押出により形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂が、シリコーン変性ポリエーテルイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂及びシリコーン変性ポリカーボネート樹脂から選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の絶縁電線を捲線して製造されたことを特徴とするモータ。
【請求項７】
導体上に、前記導体を直接又は他の樹脂層を介して被覆する下層を形成する工程と、
前記下層上に、前記下層に接して上層を形成する工程を有する絶縁電線の製造方法であって、
前記下層は、シリコーン変性エンジニアリングプラスチック樹脂を主体として形成され、
前記上層を形成する工程は、
ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる少なくとも１種を主体とする樹脂を、その融点より５０℃以上高い温度で溶融押出を行い前記下層上に塗布する工程、及び
塗布された樹脂の温度を、塗布後３０秒間に２３０℃以上低下させる冷却工程、を有することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項８】
溶融押出を行い下層上に塗布する前記樹脂が、ポリフェニレンスルフィド樹脂を主体とする樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項９】
ポリフェニレンスルフィド樹脂を主体とする樹脂の塗布が、前記樹脂のガラス転位点以上に加熱された前記下層上に行われることを特徴とする請求項８に記載の絶縁電線の製造方法
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−９２００（Ｐ２０１１−９２００Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１８２３５（Ｐ２０１０−１１８２３５）
【出願日】平成２２年５月２４日（２０１０．５．２４）
【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２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２４日（２０１０．５．２４）
【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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