(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が１５０℃〜２００℃の高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂６０〜７０重量部に、イミド化合物１００〜１２０重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２０〜２５重量部、及びアミノ系樹脂３〜４重量部を添加し、これを有機溶剤に溶解した融着塗料を導体上に直接、または他の絶縁皮膜を介して塗布，焼付けたことを特徴とする耐熱性自己融着線。
【請求項２】
請求項１記載の耐熱性自己融着線をアルコール系溶剤を用いて巻き筒に巻線した後、更に熱処理を施して耐熱性を付与させたことを特徴とするスピーカー用耐熱性ボイスコイル。
【請求項３】
請求項２記載の熱処理が、熱処理温度１５０℃〜２５０℃で行われることを特徴とするスピーカー用耐熱性ボイスコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自己融着線およびスピーカー用ボイスコイル（以下、ボイスコイルと略記する）に関する。更に詳しくは、耐熱性が要求される偏向ヨーク、ボイスコイル、モーター用コイル等の電気機器用コイルを製造するのに好適な耐熱性自己融着線、および例えば４００℃以上の高温下においても自己融着線がほつれず、ボイスコイルの形状を保持することが可能な耐熱性ボイスコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
導体上に絶縁皮膜を介して融着塗料を塗布，焼付けた自己融着線は、コイルの巻線後加熱または溶剤処理により、融着皮膜が溶解又は膨潤し線間相互を融着固化せしめ得ることから、簡単に自己支持型コイルを作ることが可能である。例えば偏向ヨーク、ボイスコイル、モーター用コイル等の電気機器用コイルとして、自己融着線を整列巻きにしたコイルが製造され、使用されている。
前記ボイスコイルやモーター用コイルに用いられている自己融着線の融着塗料は、通常，アルコール可溶性ポリアミド樹脂のみを有機溶剤に溶解して製造されている。従って、この融着塗料を絶縁導体上に塗布，焼付けた自己融着線の融着皮膜はアルコール可溶性ポリアミド樹脂から形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、各種電気機器が高性能化するとともに、ボイスコイルやモーターへの負荷が大きくなるためにコイルの耐熱性向上が要求されている。しかしながら、前記アルコール可溶性ポリアミド樹脂は、融点が１１０℃〜１５０℃の熱可塑性樹脂であるため、自己融着線を巻線したコイルは２００℃近辺において接着力の低下が著しくなり、耐熱性が十分ではなかった。そのため、例えばボイスコイルの場合、近年の高出力，高性能化が要求されるオーディオのスピーカー等に使用できなかった。
【０００４】
そこで、前記アルコール可溶性ポリアミド樹脂にエポキシ樹脂等の硬化付与成分を添加した融着塗料を絶縁導体上に塗布，焼付けた自己融着線を用い、ボイスコイルの耐熱性を向上させることが行われているが、やはり自己融着線の融着皮膜の耐熱性は不十分であり、スピーカーの高出力化，高性能化は不可能であった。
【０００５】
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、アルコール系溶剤による接着が可能で、耐熱性が要求される各種電気機器用コイル、特には耐熱性ボイスコイルの製造に好適な耐熱性自己融着線を提供し、またこの耐熱性自己融着線を使用した、例えば４００℃以上の高温下においてもコイル形状の保持能力を有する耐熱性ボイスコイルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の観点として本発明は、融点が１５０℃〜２００℃の高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂６０〜７０重量部に、イミド化合物１００〜１２０重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２０〜２５重量部、及びアミノ系樹脂３〜４重量部を添加し、これを有機溶剤に溶解した融着塗料を導体上に直接、または他の絶縁皮膜を介して塗布，焼付けた耐熱性自己融着線にある。
【０００７】
前記融点が１５０℃〜２００℃の高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂（以下、高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂と略記する）は、融着塗料の主成分樹脂として用いられ、融着皮膜となった場合、接着力に一番寄与する樹脂である。この高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂は６．１０ポリアミド樹脂又は６．６ポリアミド樹脂等からなる共重合ポリアミド樹脂であり、その具体例としては、例えばＭ１１７８（融点１７０℃〜１８０℃）、Ｍ１６０３（融点１８０℃〜１９０℃）（独国ｅｌｆ  ａｔｃｈｅｍ社商品名）等を挙げることができる。
【０００８】
前記高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂に添加されるイミド化合物は、融着皮膜の耐熱性向上を目的として添加する化合物である。このイミド化合物の具体例としては、例えばＮ・Ｎ’−エチレンビスマレイミド、Ｎ・Ｎ’−ヘキサメチレンビスマレイミド、Ｎ・Ｎ’−メチレン−ジ−パラシクロヘキシル−ビスマレイミド等を挙げることができる。
【０００９】
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（以下、エポキシ樹脂と略記する）は融着皮膜の耐熱性向上に寄与するために添加する樹脂であり、例えばＹＤ−０１１、ＹＤ−０１４（東都化成社商品名）等を挙げることができる。
【００１０】
アミノ系樹脂は触媒として添加され、前記高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂とエポキシ樹脂との架橋反応を促進させる樹脂である。例えば、デラミンＡ−１００ＳＬ、デラミンＣＴＵ−１００、デラミンＭＴ−３０（富士化成社商品名）等を挙げることができる。
【００１１】
上記第１の観点の耐熱性自己融着線では、高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂を主成分とし、これにイミド化合物、エポキシ樹脂、及びアミノ系樹脂を添加した４成分からなる融着塗料を絶縁導体上に塗布，焼付けすることにより耐熱性融着皮膜（耐熱性融着層）が形成される。この融着層は、高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂、イミド化合物、エポキシ樹脂及びアミノ系樹脂が一定の比率で均一に分布した構造となっている。そして、更に加熱処理を行うことにより、エポキシ樹脂の水酸基とイミド化合物のイミド基とが反応し、耐熱性に優れる網目構造の架橋を形成する。即ち、イミド化合物を架橋剤として使用することにより、分子間架橋密度の大小を制御することができる。従って、エポキシ樹脂及びイミド化合物の添加は、接着層の耐熱性を付与する作用をする。
従って、本発明の耐熱性自己融着線をアルコール系溶剤を用いてコイルに巻線後、更に加熱処理を行うことにより融着皮膜を硬化することが可能となり、耐熱性が付与される。
以上のように、本発明の耐熱性自己融着線は、優れた耐熱性が付与されるため、得られるコイルの耐熱性が高くなり、高温環境下での使用に極めて好適となる。
【００１２】
第２の観点として本発明は、前記耐熱性自己融着線をアルコール系溶剤を用いて巻き筒に巻線した後、更に熱処理を施して耐熱性を付与させた耐熱性ボイスコイルにある。
前記アルコール系溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、変成アルコール、或いはこれらの混合溶剤が用いられる。また、前記巻き筒としては、耐熱性を有する巻き筒が好ましく、例えばアルミ箔、ポリイミド樹脂フィルム（カプトン（商品名））等が用いられる。
上記第２の観点の耐熱性ボイスコイルでは、前記耐熱性自己融着線を用いてボイスコイルに巻線した後、更に熱処理を施しているため、コイルの耐熱性が高くなり、高温環境下での使用に極めて好適となる。従って、高出力のスピーカーに用いられるボイスコイルとしても極めて好適となる。
【００１３】
第３の観点として本発明は、前記第２の観点に記載の熱処理が、熱処理温度１５０℃〜２５０℃で行われるスピーカー用耐熱性ボイスコイルにある。
上記第３の観点の耐熱性ボイスコイルでは、熱処理温度を１５０℃〜２５０℃で行うことにより、よりコイルの耐熱性が高くなり、高温環境下での使用に極めて好適となる。なお、熱処理温度が１５０℃未満では、熱処理時間が長くなるので好ましくなく、また２５０℃を超えると、前記各反応が急速に起こり、耐熱性付与の効果が減少するので好ましくない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の内容を発明の実施形態を挙げ、図を用いて詳しく説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
図１は本発明の耐熱性自己融着線の１実施形態を示す断面図、図２は本発明の耐熱性ボイスコイルの１実施形態を示す斜視図、図３は本発明の耐熱性ボイスコイルの１実施形態を示す断面図、また図４はボイスコイルの耐熱温度（短絡温度）を測定するときに使用する回路図である。なお、図１は比較例の自己融着線にも使用しており、また図２及び図３は比較例のボイスコイルにも使用している。
これらの図において、１は導体（銅線）、２は絶縁皮膜（絶縁層）、３は融着皮膜（融着層）、４は耐熱性自己融着線（自己融着線）、１０は巻き筒（基材）、２０は耐熱性ボイスコイル（ボイスコイル）、Ａは電流計、Ｋは交流電源、またＶは電圧計である。
【００１５】
(1) 耐熱性自己融着線用融着塗料の調製
本発明の実施形態について、先ず耐熱性自己融着線用融着塗料（以下、耐熱性融着塗料と略記する）の調製から説明する。また、比較例の融着塗料の調製についても説明する。
−実施形態１Ｔ−
攪拌機、温度計及び冷却管を取り付けた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、下記表１の配合組成表に従って、主成分の高融点アルコール可溶性ポリアミド樹脂としてＭ１１７８を６９．０ｇ、イミド化合物を１０３．４ｇ、エポキシ樹脂としてＹＤ−０１４を２４．１ｇ、アミノ系樹脂としてデラミンＭＴ−３０を３．４ｇ、及び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８００ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間攪拌して各樹脂を溶解した後、この溶液を室温まで冷却し、濃度２０％の実施形態１Ｔの耐熱性融着塗料を調製した。
【００１６】
−実施形態２Ｔ〜実施形態５Ｔ−
下記表１の配合組成表に従い、前記実施形態１Ｔと同様にして濃度２０％の実施形態２Ｔ〜５Ｔの融着塗料を調製した。
【００１７】
−比較例１Ｔ−
攪拌機、温度計及び冷却管を取り付けた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、下記表１の配合組成表に従って、主成分のアルコール可溶性ポリアミド樹脂としてＭ１２７６（融点１１０℃〜１１５℃）（独国ｅｌｆ  ａｔｃｈｅｍ社商品名）を１５３．８ｇ、添加樹脂のエポキシ樹脂としてエピコート１００７を４６．２ｇ、及び混合溶剤を８００ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間攪拌して各樹脂を溶解した後、この溶液を室温まで冷却し、濃度２０％の比較例１Ｔの融着塗料を調製した。
【００１８】
−比較例２Ｔ−
攪拌機、温度計及び冷却管を取り付けた２０００ｍｌのセパラブル丸底フラスコに、下記表１の配合組成表に従って、主成分のアルコール可溶性ポリアミド樹脂としてＭ１２７６を１５３．８ｇ、添加樹脂のフェノール樹脂としてＰＳ−２７７２（群栄化学工業社商品名）を４６．２ｇ、及び混合溶剤を８００ｇ入れ、６０〜８０℃の温度で３時間攪拌して各樹脂を溶解した後、この溶液を室温まで冷却し、濃度２０％の比較例２Ｔの融着塗料を調製した。
【００１９】
【表１】
0003654504.tif 000002
【００２０】
(2) 耐熱性自己融着線の製造
続いて、本発明の実施形態の耐熱性自己融着線の製造について図１を用いて説明する。また、比較例の自己融着線の製造についても説明する。
−実施形態１−
導体径０．１８０ｍｍの銅線(1) にポリアミドイミド絶縁塗料を外径が０．１９６ｍｍとなるように塗布，焼付けして絶縁皮膜（絶縁層）(2) を設けた絶縁導体上に、前記実施形態１Ｔにより得られた耐熱性融着塗料をダイスを用いて５回掛けで塗布，焼付し、皮膜厚が０．０１０ｍｍの耐熱融着皮膜（耐熱融着層）(3) を設けて実施形態１の耐熱性自己融着線(4) を製造した。なお、前記融着皮膜(3) の焼付後、皮膜の表面に流動パラフィンを塗布してからボビンに巻き取った。なお、前記融着皮膜(3) の焼付は２．５ｍ長の横型電気炉を用い、炉温２６０／３００℃，線速４０ｍ／ｍｉｎで行った。
【００２１】
−実施形態２〜実施形態５−
前記実施形態２Ｔ〜５Ｔにより得られた耐熱性融着塗料をそれぞれ用いて皮膜厚が０．０１０ｍｍの耐熱融着皮膜(3) を設ける以外は前記実施形態１と同様にして実施形態２〜５の耐熱性自己融着線(4) を製造した。
【００２２】
−比較例１、比較例２−
前記比較例１Ｔ、２Ｔにより得られた融着塗料をそれぞれ用いて皮膜厚が０．０１０ｍｍの融着皮膜(3) を設ける以外は前記実施形態１と同様にして比較例１、２の自己融着線(4) を製造した。
【００２３】
(3) 一般特性試験
前記により得られた実施形態１〜５の耐熱性自己融着線(4) 及び比較例１、２の自己融着線(4) について一般特性試験を行った。その結果を下記表２に示す。
【００２４】
【表２】
0003654504.tif 000003
【００２５】
上記表２から明らかなように、本発明の耐熱性自己融着線はピンホール等の一般特性が良好なことが分かる。
【００２６】
(4) 耐熱性ボイスコイルの製造
本発明の耐熱性ボイスコイルの製造について図２、図３を用いて説明する。また、比較例のボイスコイルの製造についても説明する。なお、自動巻線機等は図示しない。
−実施形態１Ｖ−
ボイスコイルのアルコール系溶剤による接着として、先ず基材がカプトンからなる巻き筒(10)を自動巻線機の巻線治具に円筒状に取り付けた。次にこの巻き筒(10)に、前記実施形態１により得られた耐熱性自己融着線(4) にメタノールを塗布し、この融着線(4) の融着皮膜(3) を膨潤，溶解させながら回転数５００ｒｐｍで整列に一層密巻きした。巻線後、常温にて３０分乾燥し、続いて２００℃に設定した恒温槽（図示せず）中にて、３０分間保持するという熱処理を行い、半硬化状態にあった融着皮膜樹脂を硬化させ、実施形態１Ｖの試験用の耐熱性ボイスコイル(20)を製造した。
【００２７】
−実施形態２Ｖ〜実施形態５Ｖおよび比較例１Ｖ、比較例２Ｖ−
前記実施形態２〜５により得られた耐熱性自己融着線および比較例１、２により得られた自己融着線を用いる以外は、前記実施形態１Ｖと同様にして実施形態２Ｖ〜５Ｖの試験用の耐熱性ボイスコイル(20)および比較例１Ｖ、２Ｖの試験用のボイスコイル(20)を製造した。
【００２８】
(5) ボイスコイルの耐熱性試験
上記により得られた各実施形態および比較例の試験用ボイスコイル(20)についてボイスコイルの耐熱性を測定した。この耐熱性試験は、図４の回路図に示すように、前記各試験用ボイスコイル(20)の両端末に交流電源（Ｋ）の３０Ｖ（一定）を印加して通電し、耐熱温度（短絡温度）（℃）と耐熱時間（短絡時間）（sec)を測定したものである。また短絡温度は、前記試験用ボイスコイル(20)の表面に設置した熱電対（図示せず）により測定した。また短絡時間は、コイル(20)の融着線 (4)が短絡する瞬間までを目視で観察し、ストップウオッチで測定した。その結果を下記表３に示す。
【００２９】
【表３】
0003654504.tif 000004
【００３０】
上記表３の試験結果から明らかなように、本発明の耐熱性ボイスコイルは短絡温度が何れも４００℃以上であり、また、短絡時間も８０sec を超えているので、耐熱性が高いことが分かる。一方、比較例のボイスコイルは短絡温度が何れも３２０℃台であり、また、短絡時間も２０sec 台であるので、本発明の耐熱性ボイスコイルよりも大幅に耐熱性が悪いことが分かる
【００３１】
【発明の効果】
本発明の耐熱性自己融着線は、融着皮膜のアルコール可溶性が極めて優れており、接着特性に優れているのでコイルの製造を効率よく行うことが可能である。またコイルに巻線後、加熱処理することにより、優れた耐熱性が付与されるため、コイルの耐熱性が高くなり、高温環境下での使用に極めて好適となる。また、本発明の耐熱性ボイスコイルは、前記耐熱性自己融着線を用いて巻線されているため、コイルの耐熱性が高く、高温環境下での使用に耐えられ、高出力のスピーカー用ボイスコイルとして極めて好適となる。
なお、本発明ではボイスコイルについて詳述したが、耐熱性が要求される偏向ヨーク、モーターコイル等の電気機器用コイルに適用できるのは勿論である。従って、本発明は産業に寄与する効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐熱性自己融着線の１実施形態を示す断面図である。（比較例の自己融着線にも使用）
【図２】本発明の耐熱性ボイスコイルの１実施形態を示す斜視図である。（比較例のボイスコイルにも使用）
【図３】本発明の耐熱性ボイスコイルの１実施形態を示す断面図である。（比較例のボイスコイルにも使用）
【図４】ボイスコイルの耐熱温度（短絡温度）を測定するときに使用する回路図である。
【符号の説明】
１  銅線（導体）
２  絶縁皮膜（絶縁層）
３  融着皮膜（融着層）
４  耐熱性自己融着線（自己融着線）
１０  巻き筒（基材）
２０  耐熱性ボイスコイル（ボイスコイル）
Ａ  電流計
Ｋ  交流電源
Ｖ  電圧計
【図１】
0003654504.tif 000005
【図２】
0003654504.tif 000006
【図３】
0003654504.tif 000007
【図４】
0003654504.tif 000008