(57)【要約】【課題】安価で、耐傷性、潤滑性、耐コロナ性などを向上させた絶縁電線を提供する。【解決手段】導体に施された絶縁皮膜に、少なくとも層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブを含んでおり、絶縁皮膜の樹脂が、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドから選ばれる樹脂とすることで、１層の皮膜でも、十分な耐傷性、潤滑性、耐コロナ性を有する絶縁電線を提供できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に施された絶縁皮膜に、少なくとも層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブを含んでいることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
請求項１において、層状粘土鉱物が層状ケイ酸塩であり、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、クリソタイル、リザーダイト、アメサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、バーミキュライト、パラゴナイト、レピドライト、マーガライト、クリントナイト、アナンダイト、ドンバサイト、クッケアイト、スドーアイト、クリノクロア、シャモサイト、ニマイト、雲母から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項３】
絶縁皮膜の樹脂が、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドから選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項１、請求項２いずれかに記載の絶縁電線。
【請求項４】
絶縁皮膜最表層が融着層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐傷性、潤滑性、耐コロナ性などを向上させた絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁電線は、銅やアルミニウムの導体線表面にポリエステルやポリアミドなどの樹脂を塗布焼付や押出成形により絶縁皮膜を形成させたもので、様々な分野に使用されている。
【０００３】
絶縁電線を巻線として使用する場合、高効率化、高占積率化、作業環境および地球環境面からの含浸ワニス工程省略、小型軽量化、コイル発熱防止、高電圧化対応などの要求がなされている。また、絶縁皮膜には耐熱性や耐水性、耐冷媒性なども求められる。それらの要求特性を実現するために耐傷性巻線、角線や平角線のような異形巻線、自己融着巻線、超極細線、高熱伝導巻線、耐コロナ性巻線などが開発されている。
【０００４】
例えば、耐傷性を向上させるためには２層以上の絶縁皮膜を施し、下層は導体と密着性の高いエステルイミドなどを用いて、上層は静摩擦係数が小さく潤滑性を向上させたアミドイミドを用いた構成となる。
【０００５】
このように異なる樹脂を用いて２層以上の絶縁皮膜を施すことは、一般的に行われている方法であり、例えば、絶縁皮膜を薄くできる３層絶縁電線が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、潤滑性および加工性の優れた絶縁電線として、２５℃の表面張力が３０ｄｙｎ／ｃｍ以下の溶剤にフッ素樹脂を混合させた液をポリアミドイミド樹脂に分散させ、その塗料を皮膜とする方法、最外層の絶縁層にフッ素樹脂粉末を添加させる方法、あるいは主鎖炭素数を限定した常温で固体の有機潤滑材を常温で液体の有機潤滑材に添加して塗布する方法などが知られている（特許文献２、３、４参照）。
【０００７】
また、安価に潤滑性を向上させるためには、絶縁皮膜表面にパラフィンやワックスなどを塗布することが一般的に行われている。
【特許文献１】特許第３３０７４３５号公報
【特許文献２】特許第２５１９８１４号公報
【特許文献３】特許第２６８６１４８号公報
【特許文献４】特公平７−７３００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
２層以上の絶縁皮膜を施す従来の方法では、各皮膜間に界面が存在するため、機械的衝撃や熱衝撃によって、その界面での接合強度の低下などが起き、皮膜が剥がれることがある。そのため、上述したような絶縁電線への要求特性を満たすために改良された絶縁皮膜が十分な特性を発揮できない場合があった。また、皮膜を厚くしたり、何層も重ねたりすると、絶縁電線の径が大きくなり、巻線として使用するためには高占積率化、小型化に逆行する方向となる。
【０００９】
また、従来の絶縁皮膜ではフッ素樹脂など高価な材料を用いているため材料コストが上昇したり、十分な耐コロナ性などが得られないことがあった。
【００１０】
さらに、潤滑性向上のためにパラフィンやワックスを塗布することは、密閉型コンプレ
ッサーモータ用途などでは、冷媒や潤滑油により、そのパラフィンやワックスが溶け出し、キャピラリー閉塞の要因となるため使用できず、絶縁電線の用途が限定されることとなる。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するものであり、安価で、耐傷性、潤滑性、耐コロナ性などを向上させた絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明では、導体に施された絶縁皮膜に、少なくとも層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブを含んでいる絶縁電線を用いる。これにより、膜厚を厚くしたり、皮膜層を増やしたりすることなしに、耐傷性、潤滑性、耐コロナ性を向上させることができる。
【００１３】
なお、層状粘土鉱物が層状ケイ酸塩であり、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、クリソタイル、リザーダイト、アメサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、バーミキュライト、パラゴナイト、レピドライト、マーガライト、クリントナイト、アナンダイト、ドンバサイト、クッケアイト、スドーアイト、クリノクロア、シャモサイト、ニマイト、雲母から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１４】
また、絶縁皮膜の主体をなす樹脂が、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドから選ばれる樹脂であることが、現行の絶縁電線の製造方法や装置が利用し易いため、好ましい。
【００１５】
また、絶縁皮膜最表層を融着層とすることで、巻線後のワニス処理などを不要にすることができ、好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の絶縁電線は、無機充填剤であるナノサイズの層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブを添加した絶縁皮膜により、従来の潤滑性絶縁電線より低コストで、１層の皮膜でも、十分な耐傷性、潤滑性、耐コロナ性を有する絶縁電線を提供できる。
【００１７】
また、従来のような電線表面にワックスやパラフィンなどを塗布することもなく、安定して潤滑性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施例により、更に詳しく説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１９】
本発明の絶縁電線皮膜に用いられる樹脂は、どのような樹脂でもよく、通常絶縁電線に使用されるあらゆる樹脂が使用できる。特に、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドが、特性、取り扱い上好ましい。
【００２０】
また、層状粘土鉱物が層状ケイ酸塩であり、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、クリソタイル、リザーダイト、アメサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、バーミキュライト、パラゴナイト、レピドライト、マーガライト、クリントナイト、アナンダイト、ドンバサイト、クッケアイト、スドーアイト、クリノクロア、シャモサイト、ニマイト、雲母から
選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。さらに、その中でもスメクタイト族や雲母族に属する層状ケイ酸塩が好ましい。
【００２１】
これらの層状粘土鉱物は、絶縁皮膜中で１層ずつ安定に分散させる必要がある。そのため、層間挿入法を用いることが好ましい。層間挿入工程では、主に次の２種の方法が用いられる。
【００２２】
１つは、４級アルキルアンモニウム塩などのオニウムで、クレー層間のナトリウムイオン等を交換するイオン層間変性法である。
【００２３】
もう１つはクレーの層間イオンと極性の強い変性剤の双極子との間で二次結合を形成させて、クレー層間を有機変性する方法である。
【００２４】
このような層間挿入工程で処理を施した層状粘土鉱物を絶縁皮膜用樹脂溶液に混合・分散させる。
【００２５】
また、カーボンナノチューブは直径数〜数十ｎｍ、長さ数μｍ〜数ｍｍ程度のものが好ましい。
【００２６】
なお、層状粘土鉱物の添加割合は絶縁皮膜用樹脂中の０．５〜４０ｗｔ％が好ましい。さらに１．０〜１０ｗｔ％がより好ましい。添加が少なすぎると十分な効果が得られず、添加量が多すぎると絶縁皮膜用樹脂溶液の粘度が大きくなり塗布が困難になり、安定した生産ができなくなる。また、硬化後の絶縁皮膜が硬くなり、絶縁電線の可撓性が小さくなり、曲げや引張りによる加工性が低下し、クラックやクレージングなどが生じやすくなる。
【００２７】
また、カーボンナノチューブの添加割合は０．１〜５ｗｔ％が好ましい。カーボンナノチューブを添加することで電気抵抗が小さくなるため、その添加量が増えると十分な絶縁性が得られなくなる。
【００２８】
また、層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブ以外の無機充填材や有機滑剤などを添加しても、勿論かまわない。無機充填材としては酸化珪素、炭酸カルシウム、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、窒化ホウ素、カーボンなどが挙げられる。また、有機滑剤としてはステアリン酸アミドやオレイン酸アミドなどのアミド化合物が挙げられる。その他に酸化防止剤や難燃剤、耐候剤なども添加してもかまわない。
【００２９】
また、絶縁皮膜最表層に芳香族ポリアミド、エポキシ樹脂などを融着層として施してもかまわない。
もちろん、それらの樹脂中に層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブを添加してもかまわない。
【００３０】
本発明の絶縁電線は、絶縁被膜用樹脂溶液に少なくとも層状粘土鉱物またはカーボンナノチューブを混合・分散させた溶液を用いること以外は、伸線、軟化、樹脂溶液塗布、焼き付け硬化という従来の一般的な絶縁電線製造方法で製造できる。
【００３１】
もちろん、絶縁皮膜を厚くする場合には、従来のように塗布・焼付を複数回繰り返してもかまわない。
【実施例１】
【００３２】
本発明の絶縁電線の一実施例を以下に示す。
【００３３】
不揮発分としてポリアミドイミドを用いて、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主成分とする溶媒に３０ｗｔ％となるように溶解した溶液Ａを作成した。
【００３４】
層状粘土鉱物として、層間に交換性カチオンを有する厚さ約１ｎｍのフィロシリケート層からなるモンモリロナイトを用いた。このモンモリロナイトの層間にアルキルアンモニウムカチオンを挿入した層状粘土鉱物を、上記樹脂溶液Ａに添加量を変化させて添加・混合した。
【００３５】
添加量は、０、０．５、１．０、５．０、１０．０、１５．０ｗｔ％の６種類を作成した。これらの溶液を用いて、線径０．５０ｍｍの銅線にポリアミドイミドの皮膜を形成させた。
【００３６】
このようにして得られた層状粘土鉱物の含有量の異なる皮膜を有する絶縁電線ａ〜ｆについて、各種試験を行った結果を（表１）に示す。
【００３７】
なお、試験はＪＩＳ−Ｃ−３００３に準拠して行った。
【００３８】
【表１】
2006252852.tif 000002
この結果より、層状粘土鉱物を含まない従来の絶縁電線ａに比べて、本発明の絶縁電線は耐コロナ性、潤滑性を向上させることができる。
【実施例２】
【００３９】
不揮発分としてポリアミドイミドおよびＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミドを用いて、各々の樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドンを主成分とする溶媒に各３０ｗｔ％となるように溶解した溶液ＢおよびＣを作成した。
【００４０】
実施例１の層状粘土鉱物の代わりに、直径約１０ｎｍ、長さ約３μｍのカーボンナノチューブを用いて、樹脂溶液ＢおよびＣに添加量を変化させて添加・混合した。添加量は、各々０、０．５、１．０、５．０、１０．０、１５．０ｗｔ％の６種類を作成した。これらの溶液を用いて、線径０．５０ｍｍの銅線の下層にＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミド、上層にポリアミドイミドの皮膜を形成させた。
【００４１】
これらの絶縁電線ｇ〜ｌを実施例１と同様の評価をした結果を（表２）に示す。
【００４２】
【表２】
2006252852.tif 000003
このように、カーボンナノチューブを用いた場合でも、耐コロナ性、潤滑性を向上できた。
【００４３】
なお、本実施例では、自己融着層を有さない絶縁電線を用いたが、自己融着層に層状粘土鉱物やカーボンナノチューブを添加しても勿論かまわない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の絶縁電線は、従来のエナメル線製造装置をそのまま使用して製造することができ、装置コストを抑制でき、また、簡便に耐コロナ性や潤滑性を向上できるため、産業上有効である。