(57)【要約】【課題】導体と絶縁被覆との密着性が高く、長時間にわたる熱によっても十分な密着性を有する絶縁電線を提供するものである。【解決手段】金属からなる導体１１と、導体１１の外周を覆う絶縁被覆と、を備え、絶縁被覆は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、導体１１に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁層１２が導体１１の表面に密着して設けられている絶縁電線。【選択図】図１
2014013710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる導体と、
前記導体の外周を覆う絶縁被覆と、を備え、
前記絶縁被覆は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、前記導体に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁層が前記導体の表面に密着して設けられている絶縁電線。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記ポリアミドイミド樹脂を構成するジアミン成分中に、前記１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが３０モル％以上１００モル％以下の割合で含まれている請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記絶縁被覆は、前記絶縁層の外周に外層が設けられている請求項１又は２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記外層は、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリイミドのうちのいずれかの樹脂からなる請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁電線。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線を用いて形成されたコイル。
【請求項６】
金属からなる導体の表面に密着して絶縁層を設けるための絶縁塗料であって、
１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、前記導体に対する前記絶縁層の密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁塗料。
【請求項７】
前記ポリアミドイミド樹脂は、少なくともジアミン成分、ジイソシアネート成分、及び酸成分から構成され、前記ジアミン成分中に、前記１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが３０モル％以上１００モル％以下の割合で含まれている請求項６に記載の絶縁塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどの電気機器に用いられる絶縁電線及びそれを用いたコイル、並びに絶縁層を設けるための絶縁塗料に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの電気機器に用いられる絶縁電線としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミドなどの樹脂を有機溶剤に溶解させた絶縁塗料を導体の外周に塗布して焼付けすることによって、単層または複数層の絶縁層を有する絶縁被覆が設けられたものがある。
【０００３】
近年、モータなどの電気機器では、小型化、高効率化等の要求が年々高まってきている。この要求に応える為、モータのコアにより多くの絶縁電線を巻き付ける加工や、コアのスロット内に絶縁電線を直接挿入する加工がなされている。しかし、絶縁電線を多く巻き付けたり挿入したりする程に、絶縁電線を加工する加工工程にて絶縁電線に加わる加工ストレスが大きくなり、導体の外周に設けられた絶縁被覆が損傷を受け、結果としてレアショートなどの絶縁不良に至る恐れがある。そのため、モータなどの電気機器に使用される絶縁電線には、加工工程の際に加わる絶縁被覆への加工ストレスが大きくなっても絶縁被覆に損傷が生じないことが求められている。
【０００４】
このような要求に対して、例えば絶縁塗料中に密着性を向上させる成分を積極的に添加して、絶縁被覆が導体から剥がれ難くさせることで加工ストレスに対する耐性を向上させる方法がある（例えば特許文献１〜３）。なお、このような密着性を向上させる成分としては、例えばメルカプタン類、チアゾール類、メラミン類、シアノ化合物類、フェニレンジアミン類等の密着向上剤が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１３１２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４６５９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１０６８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モータなどの電気機器では、小型化・高効率化のために電圧を昇圧させて使用する傾向にある。このため、コイルを構成する絶縁電線には、従来よりも大きい電流が流れることになり、この大電流化によって多くの熱が発生する環境下で絶縁電線は使用されることになる。また、絶縁電線の占積率を向上させるために、絶縁電線をより密に配線することが検討されているが、占積率を向上させると発生した熱が逃げ難い、つまり放熱性が悪くなってしまう。
【０００７】
このような環境下において、高温の熱が長時間にわたって絶縁被覆に加わると、この熱の影響で導体に対する絶縁被覆の密着性が極端に低下してしまい、導体から絶縁被覆が剥離してしまうことがあった。そして、このように絶縁被覆が剥離してしまった場合には、絶縁性能を十分に発揮することができず絶縁破壊に至ってしまう。そのため、絶縁被覆には、長時間の熱が加わった場合でも十分な密着性が必要となる。絶縁塗料中に密着向上剤を添加させる従来の方法では、このような長時間の熱が加わった場合に十分な密着性が得られないことがあった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、導体と絶縁被覆との密着性が高く、長時間にわたる熱によっても十分な密着性を有する絶縁電線及びその絶縁電線を用いて形成されるコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、金属からなる導体と、前記導体の外周を覆う絶縁被覆と、を備え、前記絶縁被覆は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、前記導体に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁層が前記導体の表面に密着して設けられている絶縁電線を提供する。
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、上記の本発明に係る絶縁電線において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（１）前記絶縁層は、前記ポリアミドイミド樹脂を構成するジアミン成分中に、前記１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが３０モル％以上１００モル％以下の割合で含まれている。
（２）前記絶縁被覆は、前記絶縁層の外周に外層が設けられている。
（３）前記外層は、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリイミドのうちのいずれかの樹脂からなる。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記の本発明の絶縁電線を用いて成形されてなるコイルを提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記目的を達成するため、金属からなる導体の表面に密着して絶縁層を設けるための絶縁塗料であって、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、前記導体に対する前記絶縁層の密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁塗料を提供する。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するため、上記の本発明に係る絶縁電線において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（１）前記ポリアミドイミド樹脂は、少なくともジアミン成分、ジイソシアネート成分、及び酸成分から構成され、前記ジアミン成分中に、前記１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが３０モル％以上１００モル％以下の割合で含まれている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、導体と絶縁被覆との密着性が高く、長時間にわたる熱によっても十分な密着性を有する絶縁電線及びその絶縁電線を用いて形成されるコイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態について、図や実施例によって説明するが、本発明の範囲は、ここで取り上げた形態や実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲で、種々の変更や改良が可能である。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す断面図である。本実施の形態に係る絶縁電線１０は、図１に示すように、銅やアルミニウムなどからなる金属の導線で構成され、断面形状が円形状の導体１１と、この導体１１の外周を覆う絶縁被覆と、を備え、絶縁被覆は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、導体１１に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁層１２が導体１１の表面に密着して設けられている。すなわち、絶縁層１２は、導体１１を電気的、機械的に絶縁する絶縁層としての機能と、導体１１の表面に密着して設けられて導体１１からの剥離を防止する剥離防止層としての機能を兼ね備える。なお、ここでいう、実質的に含まないとは、本発明の効果を阻害しない範囲において密着向上剤がポリアミドイミド樹脂に含まれていてもよいことを意味する。
【００１８】
絶縁層１２は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂からなる層で構成される。導体１１の表面に密着して被覆する層として、このような絶縁層１２を設けることにより、密着向上剤を実質的に含まない状態で常温での導体１１と絶縁被覆との密着性を高くすることができるとともに、長時間にわたる熱によっても十分な密着性を発揮することができ、絶縁被覆が導体１１から剥離してしまうようなことを防止することができる。なお、密着向上剤を実質的に含まない状態で導体１１と絶縁被覆との密着性を高くすることができる理由や、長時間にわたる熱によっても十分な密着性を発揮することができる理由については明確ではないが、導体１１の表面にベンゼン環が従来よりも平面状に配向しやすくなるためではないかと考えられる。
【００１９】
絶縁層１２は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンがポリアミドイミド樹脂を構成するジアミン成分１００モル％に対して、３０モル％以上１００モル％以下の割合で含まれていることが好ましい。なお、絶縁層１２は、当該絶縁層１２を構成するポリアミドイミド樹脂のジアミン成分中に、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンがジアミン成分１００モル％に対して３０モル％未満の割合で含まれている場合、導体１１と絶縁層１２との密着性を十分に発揮できないおそれがある。
【００２０】
また、絶縁層１２は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン以外のジアミン成分として、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル（ＢＡＰＥ）、フルオレンジアミン（ＦＤＡ）、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル（ＢＡＰＢ）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン，４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＤＡＭ）や４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ）などの芳香族ジアミンが、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンと併用されたポリアミドイミド樹脂を用いてもよい。このとき、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンは、ポリアミドイミド樹脂のジアミン成分中に３０モル％以上１００モル％未満の割合で含まれていることが好ましい。特にこれらの芳香族ジアミンに限定されないが、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンと併用する芳香族ジアミンとしては、４，４’−ジアミノジフェニルメタンや４，４’−ジアミノジフェニルエーテルが入手性や耐熱性の観点から最も好適である。
【００２１】
絶縁層１２は、ジアミン成分として１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含むポリアミドイミド樹脂を溶媒に溶解させた絶縁電線用被覆材としての絶縁塗料を導体１１の外周に塗布し、導体１１の外周に塗布された絶縁塗料を焼付炉などで焼付けすることにより形成される。絶縁層１２の厚さは、例えば５μｍ以上３０μｍ以下である。
【００２２】
絶縁層１２を構成する１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含むポリアミドイミド樹脂は、例えば、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを所定の割合で必須に含むジアミン成分と、トリカルボン酸無水物などからなる酸成分とを合成反応させたプレポリマー（イミドジカルボン酸）に、さらにジイソシアネート成分を合成反応させて得られるポリアミドイミド樹脂を用いることができる。
【００２３】
ポリアミドイミド樹脂を構成する酸成分としては、トリメリット酸無水物（ＴＭＡ）、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などのトリカルボン酸無水物を必須に含む酸成分からなる。そのうち、トリメリット酸無水物が好ましい。また、酸成分には、トリカルボン酸無水物とともに、テトラカルボン酸二無水物を併用することもできる。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（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物（ＤＳＤＡ）、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、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（ＢＰＤＡ）等の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、必要に応じて、ブタンテトラカルボン酸二無水物や５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物、或いは上記例示した芳香族テトラカルボン酸二無水物を水添した脂環式テトラカルボン酸二無水物等を、トリカルボン酸無水物と併用しても良い。但し、この場合、末端がジカルボン酸となるように、モル比の調整が必要である。
【００２４】
また、酸成分には、トリカルボン酸無水物とともに、ジカルボン酸を併用してもよい。このジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸（ＴＰＡ）、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、またはそれらのアルキルエステルであるジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、ジメチルイソフタレート等を用いることができる。そのうち、ジメチルテレフタレートが好ましい。なお、場合によってはシック酸などのイソシアヌレート環を有するトリカルボン酸やトリメシン酸などの芳香族トリカルボン酸などを使用しても良い。
【００２５】
ポリアミドイミド樹脂を構成するジイソシアネート成分としては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、ジフェニルスルホンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート及び異性体、多量体、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシシレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート類、或いは上記例示した芳香族ジイソシアネートを水添した脂環式ジイソシアネート類及び異性体が例示される。
【００２６】
ポリアミドイミド樹脂を溶解させる溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノンなどが挙げられる。これらの溶媒は、ポリアミドイミド樹脂の合成反応を阻害しない範囲内で併用しても良いし、希釈しても良い。また希釈用途として芳香族アルキルベンゼン類などを併用しても良い。但し、ポリアミドイミドの溶解性を低下させる恐れがある場合は考慮する必要がある。
【００２７】
金属からなる導体１１の表面に密着して絶縁層１２を設ける際に用いられる絶縁塗料には、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、導体１１に対する絶縁層１２の密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁塗料が用いられる。
【００２８】
このポリアミドイミド樹脂には、例えば１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを必須に含むジアミン成分に対してトリカルボン酸無水物などからなる酸成分を投入し、脱水イミド化反応を行い、イミドジカルボン酸を得る第１段目の合成工程の後、この得られたイミドジカルボン酸に、ジイソシアネート成分を投入し、脱炭酸アミド化反応を行う第２段目の合成工程を経ることで得られるものを用いることができる。
【００２９】
第１段目の合成工程において、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを必須に含むジアミン成分とトリカルボン酸無水物などからなる酸成分との配合比は、等しいモル量であることが望ましいが、一方の成分のモル量に対して他方の成分のモル量の比率が−５モル％以上５モル％以下となる範囲内で適宜調整が可能である。同様に、第２段目の合成工程において、イミドジカルボン酸とジイソシアネート成分の配合比は、等しいモル量であることが望ましいが，イミドジカルボン酸のモル量に対してジイソシアネート成分のモル量の比率が−５モル％以上５モル％以下となる範囲内で適宜調整が可能である。
【００３０】
なお、ジアミン成分をもとにホスゲンを使用してジイソシアネート成分を製造することも可能であり、上述したジアミン成分の全てあるいは一部をジイソシアネート成分に代えて使用することも出来る。全てをジイソシアネート成分に代えた場合は、第２段目の合成工程を行わずに、第１段目の合成工程の脱炭酸反応により合成することが可能である。
【００３１】
また、絶縁塗料の合成時においては、アミン類やイミダゾール類、イミダゾリン類などの反応触媒を使用しても良いが、絶縁塗料の安定性を阻害しないものが望ましい。また、合成時の反応を停止する際には、アルコールなどの封止剤を用いても良い。さらに、絶縁塗料には、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。
【００３２】
絶縁電線１０は、導体１１と絶縁被覆との密着性に優れ、絶縁被覆の導体１１からの剥離を防止することができるほか、耐摩耗性、可とう性などの機械的特性にも優れている。そのため、絶縁電線１０は、巻線工程などの絶縁電線１０を加工する工程において、絶縁電線１０に加わるストレスが大きくなっても、絶縁被覆が損傷を受ける恐れがなく、モータに対する小型軽量化、高効率化等の要求に対応でき、工業上有用である。
【００３３】
図２は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の変形例の一例を示す断面図である。図２に示す絶縁電線２０は、図１に示す絶縁電線１０の絶縁被覆を多層構造としたものである。具体的には、銅やアルミニウムなどの金属からなる導線で構成され、断面形状が円形状の導体２１と、この導体２１の外周であって導体２１の表面を密着して覆う絶縁層２２と、絶縁層２２の外周に設けられた外層２３と、を備えるものである。そして、絶縁層２２としては、図１に示す絶縁層１２と同様のポリアミドイミド樹脂、すなわち１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、導体２１に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である。
【００３４】
この絶縁層２２の外周に設けられた外層２３は、絶縁層２２の表面に密着して覆う第１の外層２３ａと、第１の外層２３ａの外周に設けられた第２の外層２３ｂとを有する。第１の外層２３ａ、および第２の外層２３ｂは、例えば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などのうちのいずれかからなる樹脂で構成される。また、第２の外層２３ｂは、潤滑剤が添加された樹脂で構成されていてもよい。
【００３５】
なお、図２に示す絶縁電線２０では、外層２３を第１の外層２３ａと第２の外層２３ｂとからなる層構造を有するもので説明したが、これに限定されず、例えば第１の外層２３ａ、あるいは第２の外層２３ｂのうちのいずれかの外層を設けない層構造であってもよく、また図２に示す第２の外層２３ｂの外周にさらに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などの樹脂からなる樹脂層が１層以上設けられた層構造からなる外層２３であっても構わない。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の変形例の一例を示す断面図である。図３に示す絶縁電線３０は、銅やアルミニウムなどの金属からなる導線で構成され、断面形状が平角形状の導体３１と、この導体３１の外周であって導体３１の表面を密着して覆う絶縁層３２を少なくとも有する絶縁被覆と、を備えるものである。そして、絶縁層３２としては、図１、２に示す絶縁層１２、２２と同様のポリアミドイミド樹脂、すなわち１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、導体３１に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である。
【００３７】
図４は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の変形例の一例を示す断面図である。図４に示す絶縁電線４０は、図３に示す絶縁電線３０の絶縁層３２の外周に外層を設けたものである。具体的には、銅やアルミニウムなどの金属からなる導線で構成され、断面形状が円形状の導体４１と、この導体４１の外周であって導体４１の表面を密着して覆う絶縁層４２と、絶縁層４２の外周に設けられた外層４３と、を備えるものである。絶縁層４２としては、図１〜図３に示す絶縁層１２、２２、３２と同様のポリアミドイミド樹脂、すなわち１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、前記導体に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である。
【００３８】
この絶縁層４２の外周に設けられた外層４３は、例えば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などのうちのいずれかからなる樹脂で構成される。また、外層４３は、潤滑剤が添加された樹脂で構成されていてもよい。
【００３９】
なお、図４に示す絶縁電線４０では、外層４３を単層からなる層構造で説明したが、これに限定されず、例えば、図２に示す絶縁電線２０と同様に、絶縁層４２の外周に第１の外層と第２の外層とが順次設けられた層構造を有するものであってもよく、また第２の外層の外周にさらに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などの樹脂からなる樹脂層が１層以上設けられた層構造からなる外層４３であっても構わない。
【００４０】
本実施の形態に係る絶縁電線において、導体１１、２１、３１、４１としては、低酸素銅や無酸素銅等からなる銅線、あるいは銅合金線の他、銀やアルミニウム等の他の金属線等も用いられる。なお、導体１１、２１、３１、４１の断面形状は、図１〜２に示すような丸形状、あるいは図３〜４に示すような４隅の角部が湾曲した四角形状、所謂、平角形状を有するもので示したが、これに限定されず、例えば、四角形状における角部がテーパ状に傾斜した断面形状からなる異形状のものや多角形状のものであっても構わない。
【００４１】
本実施の形態に係る絶縁電線において、絶縁被覆として剥離防止層の外周に設けられた外層は、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、Ｈ種ポリエステル樹脂などの樹脂に、シリカやアルミナなどからなる無機微粒子を添加した樹脂層で構成されていてもよい。このような樹脂層からなる外層とすることにより、部分放電の発生に対する耐性を向上させることができる。更に絶縁被覆の表面の潤滑性を改善させる等を目的として、外層を潤滑層で構成してもよい。
【実施例】
【００４２】
［絶縁塗料の調製］
実施例、及び比較例に係る絶縁電線を作製するにあたり、金属からなる導体の表面を密着して被覆する絶縁層を形成するためのポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を、以下に示す方法によって調製した。
【００４３】
実施例１〜６の絶縁層を形成するのに用いる絶縁塗料は、以下に示す２段階の合成を行うことで調製した。
まず、攪拌機、還流冷却管、窒素流入管、温度計を備えたフラスコを用意し、第１段目の合成反応として、後術する実施例１〜６に示すジアミン成分、酸成分、及び溶剤の約５０〜８０％を用意したフラスコに投入し、窒素雰囲気中で攪拌しながら約１時間で１８０℃まで加熱し、脱水反応により生成された水を系外に出しながら、この温度で４時間反応させた。次に、窒素雰囲気を維持したまま６０℃まで冷却した後、ジイソシアネート成分と残りの溶剤を投入し、第２段目の合成反応として、窒素雰囲気中で攪拌しながら約１時間で１４０℃まで加熱し、還元粘度が約０.５ｄｌ／ｇのポリアミドイミド樹脂溶液が得られるように、この温度で２時間反応させてポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を調製した。
【００４４】
比較例１〜３の導体の表面を密着して被覆する層（絶縁層に相当する層）を形成するのに用いる絶縁塗料は、下記に示すような酸成分とジイソシアネート成分との合成を行うことで調製した。
攪拌機、還流冷却管、窒素流入管、温度計を備えたフラスコに、後術する比較例１〜３に示す酸成分、ジイソシアネート成分、及び溶剤を一度に投入し、窒素雰囲気中で攪拌しながら約１時間で１４０℃まで加熱し、還元粘度が約０.５ｄｌ／ｇのポリアミドイミド樹脂溶液が得られるように、この温度で２時間反応させてポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を調製した。
【００４５】
（実施例１）
第１段目の合成として、フラスコに、ジアミン成分として１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−Ｒ）を１４６．０ｇ（０．５モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２．０ｇ（１．０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を１０００ｇ投入して、１８０℃で系外に水を出しながら合成を行い、窒素雰囲気を維持したまま６０℃まで冷却した後、第２段目の合成として、ジイソシアネート成分としての４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）を１３０．０ｇ（０．５２モル）、及び溶剤としてＮＭＰを４００ｇ投入して、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０．５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を得た。
このポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を、０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する絶縁層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００４６】
（実施例２）
第１段目の合成として、フラスコに、ジアミン成分として１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−Ｒ）を１０２．２ｇ（０．３５モル）及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（４，４’−ＤＰＥ）を３０．０ｇ（０．１５モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２．０ｇ（１．０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を９００ｇ投入して、１８０℃で系外に水を出しながら合成を行い、窒素雰囲気を維持したまま６０℃まで冷却した後、第２段目の合成として、ジイソシアネート成分としての２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）を９０．５ｇ（０．５２モル）、及び溶剤としてγ−ブチロラクトンを３４０ｇ投入して、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０．５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を得た。
このポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を、０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する絶縁層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００４７】
（実施例３）
第１段目の合成として、フラスコに、ジアミン成分として１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−Ｒ）を４３．８ｇ（０．１５モル）及び４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＤＡＭ）を６９．３ｇ（０．３５モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２．０ｇ（１．０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を１０００ｇ投入して、１８０℃で系外に水を出しながら合成を行い、窒素雰囲気を維持したまま６０℃まで冷却した後、第２段目の合成として、ジイソシアネート成分としての４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を１３０．０ｇ（０．５２モル）、及び溶剤としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を３５０ｇ投入して、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０．５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を得た。
このポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を、０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する絶縁層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００４８】
（実施例４）
第１段目の合成として、フラスコに、ジアミン成分として１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−Ｒ）を１４６．０ｇ（０．５０モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２．０ｇ（１．０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を１０００ｇ投入して、１８０℃で系外に水を出しながら合成を行い、窒素雰囲気を維持したまま６０℃まで冷却した後、第２段目の合成として、ジイソシアネート成分としての２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）を９０．５ｇ（０．５２モル）、及び溶剤としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を２８０ｇ投入して、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０．５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を得た。
このポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を、０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する絶縁層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００４９】
（実施例５）
実施例１で得たポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして２２μｍの厚さを有する絶縁層を形成し、更にその絶縁層上に汎用のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料（日立化成（株）製、ＨＩ４０６）を塗布し、これを焼付けして８μｍの厚さを有する外層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００５０】
（実施例６）
実施例１で得たポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして５μｍの厚さを有する絶縁層を形成し、その絶縁層上に汎用のポリエステルイミド樹脂からなる絶縁塗料（大日精化工業（株）製、ＥＨ４０２）を塗布し、これを焼付けして１７μｍの厚さを有する第１の外層を形成し、更にその第１の外層上に汎用のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料（日立化成（株）製、ＨＩ４０６）を塗布し、これを焼付けして８μｍの厚さを有する第２の外層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００５１】
（比較例１）
フラスコに、ジイソシアネート成分として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）を２５５．０ｇ（１．０２モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２.０ｇ（１．０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を１０００ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を３３０ｇ投入し、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０.５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を得た。
このポリアミドイミド樹脂からなる絶縁塗料を、０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００５２】
（比較例２）
フラスコに、ジイソシアネート成分として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を２５５.０ｇ（１.０２モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２.０ｇ（１.０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を１０００ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を３３０ｇ投入し、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０.５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる塗料を得た後、この塗料に密着向上剤としてアミノベンゾチアゾールを１．３４ｇ（０．３ｐｈｒ）添加して絶縁塗料を得た。
この絶縁塗料を０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００５３】
（比較例３）
フラスコに、ジイソシアネート成分として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を２５５.０ｇ（１.０２モル）、酸成分としてトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）を１９２.０ｇ（１.０モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を１３３０ｇ投入し、１４０℃で合成を行い、還元粘度が約０.５ｄｌ／ｇ、樹脂分濃度が約２５重量％のポリアミドイミド樹脂からなる塗料を得た後、この塗料に密着向上剤としてメラミン樹脂を１．３４ｇ（３．０ｐｈｒ）添加して絶縁塗料を得た。
この絶縁塗料を０．８ｍｍの直径を有する銅線からなる導体の表面に塗布し、これを焼付けして３０μｍの厚さを有する層を形成することにより絶縁電線を得た。
【００５４】
実施例１〜６、および比較例１〜３で用いた絶縁塗料の原料組成、並びに絶縁電線の特性を表１に示す。
【００５５】
なお、絶縁電線の寸法、耐摩耗性については、ＪＩＳ  Ｃ  ３２１６に準拠した方法で測定した。
【００５６】
導体と絶縁皮膜との密着強度の測定は以下の方法で行った。先ず、作製して得られた各絶縁電線から約５ｃｍの長さの試料片をそれぞれ切り取った。その後、各試料片の上面又は下面（幅が広い方の面のいずれか一方）の絶縁被覆に、カッターなどを用いて、試料片の長手方向に延びる切り込みを１ｍｍ間隔で２本形成した。この切り込み間における絶縁被覆の長手方向の端部を、ピンセットなどを用いて導体から剥離させ、つかみ代を形成した。その後、各試料片を治具に固定すると共に、つかみ代をチャックで挟み、テンシロン万能試験機を用いて導体から絶縁被覆を引き剥がした。このとき、絶縁被覆をその長手方向の端部から１ｍｍの長さまで剥がしたときの強度（剥離強度）を密着強度として測定した。
【００５７】
熱劣化後の導体と絶縁皮膜との密着強度の測定は以下の方法で行った。先ず、作製して得られた各絶縁電線から約５ｃｍの長さの試料片をそれぞれ切り取った。その後、切り取った各試料片を恒温槽に入れ、１６０℃の温度で１６８時間放置した。その後、恒温槽から各試料片を取り出し、各試料片の上面又は下面（幅が広い方の面のいずれか一方）の絶縁被覆に、カッターなどを用いて、試料片の長手方向に延びる切り込みを１ｍｍ間隔で２本形成した。この切り込み間における絶縁被覆の長手方向の端部を、ピンセットなどを用いて導体から剥離させ、つかみ代を形成した。その後、各試料片を治具に固定すると共に、つかみ代をチャックで挟み、テンシロン万能試験機を用いて導体から絶縁被覆を引き剥がした。このとき、絶縁被覆をその長手方向の端部から１ｍｍの長さまで剥がしたときの強度（剥離強度）を密着強度として測定した。
【００５８】
また、密着性（初期）は、絶縁電線から採取した直線状の試料を、２５０ｍｍ離れた同軸上の２つのクランプ間に固定し、試料の長さ方向に平行な２辺の絶縁被覆を導体に達するまで取り除く。その後、一方のクランプを固定したまま他方のクランプを回転させ、絶縁被覆が導体の表面から浮いた時点でのクランプの回転の回数を測定した。密着性は、常態及び熱劣化後（劣化条件：１６０℃×１６８ｈ）の両方について試験を行った。
【００５９】
密着性（熱劣化後）は、絶縁電線から採取した直線状の試料を、恒温槽に入れ、１６０℃の温度で１６８時間放置した。その後、恒温槽から取り出した試料を、２５０ｍｍ離れた同軸上の２つのクランプ間に固定し、試料の長さ方向に平行な２辺の絶縁被覆を導体に達するまで取り除く。その後、一方のクランプを固定したまま他方のクランプを回転させ、絶縁被覆が導体の表面から浮いた時点でのクランプの回転の回数を測定した。
【００６０】
【表１】
2014013710.tif 000003
【００６１】
実施例１〜６の絶縁電線では、表１に示す結果から明らかなように、汎用的なポリアミドイミドである比較例１と比較して、初期の密着性、耐摩耗性が大幅に向上しているとともに、熱劣化後も良好な密着性を有することが判る。一方、密着性を向上させるための密着向上剤を添加した比較例２、３では、初期の密着性、耐摩耗性が実施例１〜６の値に近い値を示したが、熱劣化後に密着性が大幅に低下してしまうことが判る。
【００６２】
以上、本発明によれば、金属からなる導体と、導体の外周を覆う絶縁被覆と、を備え、絶縁被覆は、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを含み、密着向上剤を実質的に含まないポリアミドイミド樹脂で構成され、導体に対する密着強度が５０ｇ／ｍｍ以上である絶縁層が導体の表面に密着して設けられている絶縁電線としたことにより、絶縁被覆と導体との初期の密着性を向上させることができるとともに、長時間の熱が加わった場合にも良好な密着性を発現することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０、２０、３０、４０  絶縁電線
１１、２１、３１、４１  導体
１２、２２、３２、４２  絶縁層
２３、４３  外層
２３ａ  第１の外層
２３ｂ  第２の外層
【図１】
2014013710.tif 000004
【図２】
2014013710.tif 000005
【図３】
2014013710.tif 000006
【図４】
2014013710.tif 000007