(57)【要約】【課題】絶縁被覆層と保護層との密着性（水封止性）を維持し水トリーの発生を防止しつつ、保護層の剥ぎ取り性を改善し、コイル形成時の作業性を向上させた水中モータ用電線を提供する。【解決手段】導体２の外周に、導体遮蔽層３、絶縁被覆層４、保護層５が順次形成された水中モータ用電線１において、絶縁被覆層４は、主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の外周に、導体遮蔽層、絶縁被覆層、保護層が順次形成された水中モータ用電線において、
前記絶縁被覆層は、主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなることを特徴とする水中モータ用電線。
【請求項２】
前記脂肪酸アマイドの融点が９０℃以上である請求項１に記載の水中モータ用電線。
【請求項３】
導体の外周に、導体遮蔽層、絶縁被覆層、保護層を順次形成する水中モータ用電線の製造方法において、
前記絶縁被覆層を脂肪酸アマイドを含有する樹脂で形成し、前記絶縁被覆層の表面に前記脂肪酸アマイドをブルームさせ、前記保護層を押出被覆することを特徴とする水中モータ用電線の製造方法。
【請求項４】
前記保護層の押出被覆工程にて、前記絶縁被覆層の表面にブルームした前記脂肪酸アマイドを融解し、前記保護層の形成後の冷却工程にて、融解した前記脂肪酸アマイドを冷却して固化する請求項３に記載の水中モータ用電線の製造方法。
【請求項５】
前記脂肪酸アマイドは、主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなる請求項３又は４に記載の水中モータ用電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中で使用される水中モータのコイルなどに用いられる水中モータ用電線及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水中モータのコイル（巻線）などには、導体の外周に絶縁被覆層が形成された水中モータ用電線が用いられる。水中モータ用電線は、その名称が示すように、水中にて使用することを目的とする電線である。
【０００３】
従来、水中モータ用電線は、導体の外周に銅イオンの析出・拡散を防止する導体遮蔽層を形成し、その導体遮蔽層の外周に絶縁被覆層、さらにその絶縁被覆層の外周に絶縁被覆層の外傷を防止する保護層（ジャケット）を形成して構成される。保護層は、耐摩耗性、押出特性などからポリアミド樹脂からなるものが多い。
【０００４】
この保護層と絶縁被覆層との界面に間隙が存在し、その間隙に水が浸透すると、水トリーが発生しやすくなる。そのため、絶縁被覆層と保護層との密着性は良いほうが望ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２６７３３４号公報
【特許文献２】特開平３−２７３０４２号公報
【特許文献３】特開平４−１２６３０９号公報
【特許文献４】特開平３−６２４９号公報
【特許文献５】特開平１−２４６７１０号公報
【特許文献６】特開昭６４−５９７０４号公報
【特許文献７】特開平２−３０１９０３号公報
【特許文献８】特開平２−１２３６１６号公報
【特許文献９】特開平２−１２１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水中モータ用電線を成型し、水中モータを作製する際には、保護層の一部を剥離する必要があり、この剥離工程は、水中モータに用いられる電線に特有の工程である。しかし、従来の水中モータ用電線では、保護層被覆時の熱により、絶縁被覆層と保護層が融着してしまい、保護層が絶縁被覆層から剥ぎ取りづらいという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、絶縁被覆層と保護層との密着性（水封止性）を維持し水トリーの発生を防止しつつ、保護層の剥ぎ取り性を改善し、コイル形成時の作業性を向上させた水中モータ用電線及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、導体の外周に、導体遮蔽層、絶縁被覆層、保護層が順次形成された水中モータ用電線において、前記絶縁被覆層は、主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなる水中モータ用電線である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記脂肪酸アマイドの融点が９０℃以上である請求項１に記載の水中モータ用電線である。
【００１０】
請求項３の発明は、導体の外周に、導体遮蔽層、絶縁被覆層、保護層を順次形成する水中モータ用電線の製造方法において、前記絶縁被覆層を脂肪酸アマイドを含有する樹脂で形成し、前記絶縁被覆層の表面に前記脂肪酸アマイドをブルームさせ、前記保護層を押出被覆する水中モータ用電線の製造方法である。
【００１１】
請求項４の発明は、前記保護層の押出被覆工程にて、前記絶縁被覆層の表面にブルームした前記脂肪酸アマイドを融解し、前記保護層の形成後の冷却工程にて、融解した前記脂肪酸アマイドを冷却して固化する請求項３に記載の水中モータ用電線の製造方法である。
【００１２】
請求項５の発明は、前記脂肪酸アマイドは、主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなる請求項３又は４に記載の水中モータ用電線の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、絶縁被覆層と保護層との密着性（水封止性）を維持し水トリーの発生を防止しつつ、保護層の剥ぎ取り性を改善し、コイル形成時の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す水中モータ用電線を示す断面図である。
【図２】実施例における剥離強度の測定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る水中モータ用電線を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る水中モータ用電線１は、銅線からなる導体２の外周に、導体遮蔽層３、絶縁被覆層４、保護層５が順次形成されたものである。
【００１８】
導体遮蔽層３は、導体２から絶縁被覆層４へ銅イオンが析出・拡散をするのを防止するための層である。導体２から絶縁被覆層４へ銅イオンが析出・拡散すると、その銅イオンを起因とする水トリーが絶縁被覆層４中に発生し、この水トリーがコイルの絶縁性能を劣化させ、最終的に絶縁破壊を生じてしまう虞がある。このような現象を防止するために、本実施の形態では、導体２と絶縁被覆層４との間に導体遮蔽層３を形成している。導体遮蔽層３は、エポキシエナメルやポリイミド系エナメル、ポリアミドイミド系エナメル、ポリエステルイミド系エナメルなどのエナメル層や、ポリエチレンやエチレン共重合体などの樹脂にカーボンブラックなどの導電性付与剤を配合した半導体層で構成することができる。
【００１９】
絶縁被覆層４は、絶縁性、機械的特性に優れたポリオレフィン系樹脂を主成分とし、この主成分のポリオレフィン系樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなる。ここで、ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン類が望ましく、ポリエチレン類としては、イオン重合法で重合されたポリエチレン、ラジカル重合法で重合されたポリエチレン、又はこれらイオン重合ポリエチレンとラジカル重合ポリエチレンとを混合したポリエチレンを主体とする高分子材料などを用いることができる。また、これらポリエチレンの他、エチレンエチルアクリレート共重合体やエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンメタクリレート共重合体などのエチレン共重合体、プロピレンとエチレン共重合体、ポリオレフィンに無水マレイン酸やエポキシなどを含む官能基をグラフトしたものを一種、又は２種以上含んだものでもよい。さらに、これらのポリエチレン類を架橋してなるものでもよい。また、上記ポリエチレン類に、酸化防止剤や架橋剤などの添加剤を配合していてもよい。
【００２０】
脂肪酸アマイドとしては、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、ラウリル酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘニン酸アマイドなどを用いることができるがこれらに限るものではない。
【００２１】
また、脂肪酸アマイドとしては、融点が９０℃以上であるものが好ましい。融点が９０℃以上の脂肪酸アマイドとしては、ステアリン酸アマイド、ベヘニン酸アマイドが該当するがこれらに限るものではない。融点が９０℃以上の脂肪酸アマイドを用いるとよい理由を以下に述べる。
【００２２】
水中モータ用電線１は、水中モータに用いられるが、絶縁被覆層４に含有される脂肪酸アマイドの融点が９０℃に満たない場合、水中モータが高温で使用された際に水中モータ用電線１の絶縁被覆層４と保護層５との密着性が弱くなり、加水分解された保護層５の一部が絶縁被覆層４から剥離し、周囲の水中に拡散してしまう可能性がある。そのため、上述したように脂肪酸アマイドとしては、融点が９０℃以上のものを用いるとよい。
【００２３】
保護層５は、絶縁被覆層４の外傷を防止するための層である。この保護層５は押出被覆により形成される。これらの理由から、保護層５は、耐摩耗性、押出性に優れるポリアミド樹脂からなる。ここで、保護層５の主体となるポリアミド樹脂としては、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２などが好ましいが、これらに限るものではない。
【００２４】
本実施の形態で用いる脂肪酸アマイドは、分子構造中にアミド基を有するため、保護層５の構成材料であるポリアミド樹脂との間で水素結合を形成し、絶縁被覆層４と保護層５との密着性を維持することができる。
【００２５】
この水中モータ用電線１の製造方法を説明する。
【００２６】
先ず、導体２の外周に導体遮蔽層３を形成する。次いで、絶縁被覆層４を上述した量の脂肪酸アマイドを含有するポリオレフィン系樹脂で形成し、絶縁被覆層４の表面に脂肪酸アマイドをブルームさせる。
【００２７】
このとき、脂肪酸アマイドの配合量（含有量）を、絶縁被覆層４の主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部未満としたのでは、脂肪酸アマイドが絶縁被覆層４の表面に均一にブルームせず、後述する絶縁被覆層４と保護層５との融着を阻害することができず、剥ぎ取り性の改善効果が十分に発揮されず、また、脂肪酸アマイドの配合量が５．０質量部を超えると絶縁被覆層４を形成した後に、その表面に脂肪酸アマイドが粉状にブルーム（ブリードアウト）し、保護層５の被覆後も絶縁被覆層４と保護層５との界面に粉状物質として残存し保護層５と絶縁被覆層４との密着を低下させ、水中モータ用電線１の耐水トリー特性を低下させてしまう。そのため、本発明では脂肪酸アマイドの配合量をポリオレフィン系樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の範囲に規定している。
【００２８】
その後、保護層５を押出被覆することにより、押出被覆時の熱でブルームさせた脂肪酸アマイドは瞬時に融解し、絶縁被覆層４の表面に液状の層を形成する。この液状の層が絶縁被覆層４と保護層５との間に介在することにより、絶縁被覆層４と保護層５とは融着せず、結果としてコイル形成時の保護層５の剥ぎ取り性を改善することができる。
【００２９】
なお、保護層５の押出被覆時に形成された脂肪酸アマイドによる液状の層は、その後の冷却工程によって常温まで冷やされ固化する。冷却工程を経ると本実施の形態に係る水中モータ用電線１が得られる。
【００３０】
以上要するに、本実施の形態に係る水中モータ用電線１は、絶縁被覆層４が、主成分の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下の脂肪酸アマイドを含有してなるため、保護層５の押出被覆時に絶縁被覆層４の表面にブルームした脂肪酸アマイドが液状の層を形成し、この液状の層が絶縁被覆層４と保護層５との間に介在する。
【００３１】
そのため、絶縁被覆層４と保護層５が、保護層５の押出被覆時の熱で融着せず優れた剥ぎ取り性を向上することができると共に、液状の層と保護層５とが水素結合により密着し、結果として絶縁被覆層４と保護層５との密着性も維持することができる。
【実施例】
【００３２】
本発明の実施例１〜６、比較例１〜４を以下に述べる。
【００３３】
実施例１〜６、比較例１〜４の配合組成と結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
（実施例１〜５、比較例１〜４）
外径約４．５ｍｍの銅線からなる導体の外周にエポキシ樹脂を主体とする塗料を繰返し塗布し、焼付けて厚さ約０．０６ｍｍの導体遮蔽層を形成した。この導体遮蔽層の外周に、表１に示す本発明を適用した実施例１〜５、及び従来技術である比較例１〜４における各配合組成の絶縁被覆層を１．５ｍｍの厚さで押出被覆し、７０℃の飽和水蒸気に１２時間晒し、絶縁被覆層を架橋した。
【００３６】
その後、保護層としてナイロン１２を主体とする樹脂を厚さ０．２ｍｍで押出被覆することで、各水中モータ用電線を完成させた。
【００３７】
（実施例６）
外径約４．５ｍｍの銅線からなる導体の外周にエチレンエチルアクリレート共重合体１００質量部に対して導電性付与剤としてカーボンブラックを６５質量部配合してなる半導電体材料を厚さ０．３ｍｍで、表１に示す配合組成の絶縁被覆層を１．２ｍｍの厚さで同時に押出被覆し、７０℃の飽和水蒸気に１２時間晒し、絶縁被覆層を架橋した。
【００３８】
その後、保護層としてナイロン１２を主体とする樹脂を厚さ０．２ｍｍで押出被覆することで、水中モータ用電線を完成させた。
【００３９】
（結果）
表１の下段に示した評価内容は、実施例１〜６、及び比較例１〜４に係る各水中モータ用電線のサンプルに対する特性試験結果をまとめたものである。
【００４０】
保護層の剥ぎ取り性評価は、図２に示すように、完成した各水中モータ用電線を１０ｃｍの長さに切断し、その先端から保護層１００に、水中モータ用電線の長手方向に切り込みを５ｍｍの間隔で平行に２本入れ、絶縁被覆層１０１から幅５ｍｍの保護層１００を剥離した際の剥離強度を評価した。より具体的には、水中モータ用電線の保護層１００の一部をある程度剥がしておき、これをサンプルとして、サンプルの末端を下部で固定し、ロードセル（荷重測定器）の取り付けられた治具に剥がしてある保護層１００を挟み、上方向に引きはがす際にロードセルに加わる荷重を測定し、このときの測定値の最大値を剥離した保護層１００の幅で割った値を剥離強度とした。
【００４１】
表１では剥離強度が１．５Ｎ／ｍｍ以下のものは優良と判断し○印を、１．５Ｎ／ｍｍより大きいが剥離可能であったものは良と判断し△印を、剥離中に保護層１００が破壊したものは不良と判断し×印を記入した。
【００４２】
絶縁被覆層のブリードアウトは、作製した水中モータ用電線を目視で観察し、絶縁被覆層と保護層との界面に粉状のブルーム物が見られないものを良として判断して表１中に○印を記入し、絶縁被覆層と保護層との界面に粉状のブルーム物が見られたものを不良と判断して表１中に×印を記入した。
【００４３】
また、実施例１〜６及び比較例１〜４の各水中モータ用電線をそれぞれ、巻線形成時の最小曲げ半径（ｒ＝約１５ｍｍ）で２．５回巻きしたサンプルを各々１０個作製し、水トリー特性の評価に用いた。
【００４４】
水トリー特性の評価は、各サンプル５個を９０℃の温水に浸漬し、導体と温水との間に５０Ｈｚで３ｋＶの交流電流を５００日間印加して行った。５００日後、絶縁被覆層の断面を薄くスライスしてメチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いて水トリーの長さを計測し、２００μｍ以上の水トリーの発生個数を計数した。
【００４５】
発生個数が１．０×１０3（個／ｍｍ3）以上であれば不良と判断して表１中に×印を記入し、発生個数１．０×１０2（個／ｍｍ3）より多く１．０×１０3（個／ｍｍ3）より少ないときは良と判断して表１中に△印を記入し、発生個数が１．０×１０2（個／ｍｍ3）以下であれば優良と判断して表１中に○印を記入した。
【００４６】
温水浸漬時の保護層加水分解物の拡散状況は、上記水トリー特性の評価後のサンプルにおいて、保護層分解物が絶縁被覆層から剥離していないものを優良と判断して表１中に○印を記入し、保護層分解物が絶縁被覆層から剥がれかかっているが水中には拡散していないものを良と判断し表１中に△印を記入し、保護層分解物が絶縁被覆層から剥離し水中に拡散しているものを不良と判断し表１中に×印を記入した。
【００４７】
表１の評価欄に示したように、絶縁被覆層に脂肪酸アマイドを０．５質量部以上５．０質量部以下の割合で配合した実施例１〜６は、滑剤を配合していない比較例１及び脂肪酸アマイドを０．５質量部未満配合した比較例３と比べ、保護層の剥ぎ取り性が優れている。
【００４８】
また、表１の評価欄に示したように、実施例１〜６は、絶縁被覆層に脂肪酸アマイドを５．０質量部より多く配合した比較例４と比べ、絶縁被覆層と保護層との界面に粉状のブルーム物がなく、良好である。
【００４９】
さらに、実施例１〜６は、絶縁被覆層に脂肪酸アマイド以外の滑剤を配合した比較例２、脂肪酸アマイドを０．５質量部未満配合した比較例３及び脂肪酸アマイドを５．０質量部より多く配合した比較例４と比べ、水トリー特性が良い。
【００５０】
また、実施例１〜６は、絶縁被覆層に脂肪酸アマイド以外の滑剤を配合した比較例２に比べ、温水浸漬時の保護層分解物の水中への拡散がなく良好であり、特に融点９０℃以上の脂肪酸アマイドを配合した実施例２〜６は保護層分解物の剥離もなく優良である。
【００５１】
以上より、本発明の構成とすることにより、絶縁被覆層と保護層との間の密着性（水封止性）を維持し水トリーの発生を防止しつつ、保護層の剥ぎ取り性を改善し、コイル形成時の作業性を向上した水中モータ用電線を得られることが証明された。
【符号の説明】
【００５２】
１  水中モータ用電線
２  導体
３  導体遮蔽層
４  絶縁被覆層
５  保護層
【図１】
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【図２】
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