(57)【要約】【課題】４００℃を超えるような環境でも使用可能な耐熱性と、周辺環境を汚染してしまうことがないクリーン性を有する耐熱性絶縁電線を提供すること。【解決手段】導体線１と、該導体線の外周に形成された耐熱絶縁層２と、該耐熱絶縁層２の外周に形成されたポリイミドテープ層３とからなる耐熱性絶縁電線。上記ポリイミドテープ層３は、内側に熱可塑性ポリイミド層を有するポリイミドテープから構成されている耐熱性絶縁電線。上記耐熱絶縁層２は、マイカ層２ａと、該マイカ層２ａの外周に形成された耐熱繊維層２ｂと、該耐熱繊維層２ｂに塗布形成された樹脂塗膜２ｃとからなる耐熱性絶縁電線。上記ポリイミドテープ層が最外層である耐熱性絶縁電線。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体線と、該導体線の外周に形成された耐熱絶縁層と、該耐熱絶縁層の外周に形成されたポリイミドテープ層とからなる耐熱性絶縁電線。
【請求項２】
上記ポリイミドテープ層が、内側に熱可塑性ポリイミド層を有するポリイミドテープから構成されていることを特徴とする請求項１記載の耐熱性絶縁電線。
【請求項３】
上記耐熱絶縁層が、マイカ層と、該マイカ層の外周に形成された耐熱繊維層と、該耐熱繊維層に塗布形成された樹脂塗膜とからなることを特徴とする請求項２記載の耐熱性絶縁電線。
【請求項４】
上記ポリイミドテープ層が、ポリイミドテープの横巻からなり、該横巻のラップ率が２５％〜６０％であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の耐熱性絶縁電線。
【請求項５】
上記ポリイミドテープ層が最外層であることを特徴とする請求項２〜請求項４記載の耐熱性絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体製造装置に使用されるヒータへ接続される電線などの耐熱性絶縁電線に係り、特に、４００℃を超えるような環境でも使用可能な耐熱性と、周辺環境を汚染してしまうことがないクリーン性を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絶縁電線としては、導体上に有機高分子材料を絶縁被覆したものが一般的である。しかし、これらの絶縁電線の場合、有機高分子材料の耐熱性には限界があり、特に耐熱性に優れるフッ素系ポリマーを用いたとしても使用温度の上限は３００℃程度である。そのため、例えば、半導体製造装置に使用されるヒータなど、４００℃を超える高温となる装置へ接続する電線としては、使用することが困難であった。
【０００３】
このような高温の環境で使用される絶縁電線としては、例えば、導体上に直接セラミック絶縁層を設けたもの、導体にアルコキシド系絶縁塗料を塗布焼付けしたもの、導体上に直接ポリイミドテープを巻回したものなどがある。しかし、これらの絶縁電線は、導体上に形成した絶縁層が厚くなると可撓性が著しく低下するとともに、絶縁層にクラックが入るという問題が生じるため、絶縁層の厚さを数十μｍ程度にしか設計できない。そのため、絶縁破壊電圧が数百Ｖ以下になってしまうことから、例えば、ヒータへの給電を行う電線など、大きな電圧がかかる電線として使用することはできなかった。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決するものとして、無機繊維による編組或いは横巻を施した下地電線に、耐熱性絶縁塗料を塗布してなる耐熱絶縁電線（例えば、特許文献１参照）や、導体の外周にマイカ積層テープの絶縁層を形成し、この絶縁層上にシリカガラス繊維編組の耐熱層を設け、該耐熱層の外面に耐熱性塗料を塗布焼付けしてなる耐熱電線（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２５６５５号公報：クラベ
【特許文献２】特開平６−２９０６４９号公報：二宮電線、住友電気工業
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、マイカ積層テープやシリカガラス繊維などの編組を使用した絶縁電線の場合、高温環境で使用することでマイカや編組を構成する繊維が粉末化して飛散し、周辺環境を汚染してしまうことがある。ここで、上記特許文献１，２のような絶縁電線では、耐熱性塗料の塗膜により繊維を収束しているが、この塗膜は層の厚さが薄く、塗膜自体も長時間の高温環境によって脆化して粉末化してしまうことが懸念される。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の欠点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、４００℃を超えるような環境でも使用可能な耐熱性と、周辺環境を汚染してしまうことがないクリーン性を有する耐熱性絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１による耐熱性絶縁電線は、導体線と、該導体線の外周に形成された耐熱絶縁層と、該耐熱絶縁層の外周に形成されたポリイミドテープ層とからなるものである。
又、請求項２記載の耐熱性絶縁電線は、上記ポリイミドテープ層が、内側に熱可塑性ポリイミド層を有するポリイミドテープから構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３記載の耐熱性絶縁電線は、上記耐熱絶縁層が、マイカ層と、該マイカ層の外周に形成された耐熱繊維層と、該耐熱繊維層に塗布形成された樹脂塗膜とからなることを特徴とするものである。
又、請求項４記載の耐熱性絶縁電線は、上記ポリイミドテープ層が、ポリイミドテープの横巻からなり、該横巻のラップ率が２５％〜６０％であることを特徴とするものである。
又、請求項５記載の耐熱性絶縁電線は、上記ポリイミドテープ層が最外層であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、耐熱絶縁層によって充分な絶縁破壊電圧が得られる。そして、各構成がそれぞれ耐熱性に優れるものであるため、４００℃を超えるような環境でも使用可能な耐熱性を得ることができる。又、ポリイミドテープ層によって耐熱絶縁層が覆われているため、耐熱絶縁層として耐熱性繊維やマイカ等を使用しても、これらの粉末化による粉末の飛散を防止することができ、周辺環境を汚染してしまうことがないクリーン性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、耐熱性絶縁電線を示す一部切欠き斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。図中、符号１は導体線、符号２は耐熱絶縁層、符号３はポリイミドテープ層である。
【００１２】
導体線１としては、例えば、軟銅線、ニッケル線、ニッケルメッキ軟銅線、銀メッキ軟銅線、アルミニウム線など、導体材料として種々公知のものを使用することができる。これらは、単線でも良いし、複数本を撚り合せ又は引き揃えたものでも良い。
【００１３】
本実施の形態においては、耐熱絶縁層２として、マイカ層２ａと、マイカ層２ａの外周に形成された耐熱繊維層２ｂと、耐熱繊維層２ｂに塗布形成された樹脂塗膜２ｃとからなるものを使用している。本発明はこの構成に限定されることはなく、耐熱絶縁層２は、必要とされる耐熱性や絶縁破壊電圧等を考慮して適宜に構成を選択すれば良い。例えば、マイカ層のみを使用しても良いし、耐熱繊維層のみを使用しても良い。高度の耐熱性を得るためには、無機材料を基本構成とすることが好ましい。
【００１４】
マイカ層２ａは、導体線１の外周にマイカテープを横巻又は縦添えすることにより形成することができる。マイカテープとしては、例えば、ガラスクロスや耐熱樹脂フィルム等の補強材に軟質或いは硬質集成マイカ箔を張り合わせたものなどを使用することができる。マイカ層２ａは、単層のマイカテープにより形成しても良いし、複数層のマイカテープにより形成しても良い。
【００１５】
耐熱繊維層２ｂは、マイカ層２ａの外周に耐熱性繊維を編組又は横巻することにより形成することができる。又、耐熱性繊維の不織布等によっても形成することができる。耐熱性繊維としては、例えば、シリカガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、メタ系芳香族ポリアミド繊維、ポリイミド繊維などが挙げられるが、これらの中でも、シリカガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維などの無機繊維が好ましく使用される。耐熱繊維層２ｂは、単層でも良いし複数層を形成しても良い。又、複数層の耐熱繊維層２ｂを形成する場合、耐熱性繊維の編組と横巻を適宜組合せても良い。耐熱繊維層２ｂには、耐熱繊維間に空間が存在するため、耐熱繊維層２ｂを有することで空間絶縁がなされ絶縁抵抗を向上させることができる。
【００１６】
この耐熱繊維層２ｂの外面には、樹脂塗膜２ｃが塗布形成されることが好ましい。樹脂塗膜４の材料としては、例えば、メチルシリコーン系、メチルフェニルシリコーン系等のシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、種々混合して用いても良い。又、例えば、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化チタンなどの無機充填剤を配合しても良い。これらを塗膜として形成する方法としては、例えば、これら材料を溶剤で希釈した状態で塗布した後に溶剤を揮発させる、これら材料を水や溶剤などの分散媒中に分散させた状態で塗布した後に分散媒を蒸発させる、これら材料を前駆体の状態で塗布した後に縮合等の化学反応をさせる、などの方法が挙げられる。樹脂塗膜２ｃにより、耐熱繊維層２ｂの表面を収束させることができるため、耐熱繊維層２ｂを構成する耐熱性繊維による毛羽立ちや耐熱性繊維片の飛散を防止することができる。
【００１７】
上記のような耐熱絶縁層２の外周に、ポリイミドテープを横巻又は縦添えすることでポリイミドテープ層３が形成される。この際、縦添えであるとポリイミドテープに開きが生じてしまう可能性が高いので、横巻の方が好ましい。横巻のラップ率は、隙間をなくし、ポリイミドテープが剥離しないように密着させるために、２５％以上であることが好ましい。又、横巻のラップ率が６０％を超えると重なり部分が大きくなりすぎて無駄が生じるため、横巻のラップ率は、６０％以下であることが好ましい。なお、ラップ率は、テープの全幅に対する重なった部分の幅の割合である。又、ポリイミドテープとしては、熱可塑性ポリイミド層を有するものが好ましい。このようなポリイミドテープであれば、熱可塑性ポリイミド層を内側にして樹脂塗膜２ｃが塗布形成された耐熱編組層２ｂの外周に横巻又は縦添えし、加熱・融着することで、樹脂塗膜４とポリイミドテープ層３とが融着一体化することになる。それにより、ポリイミドテープ層３が剥離してしまうこともなく、耐熱性繊維による粉末の飛散をより一層防止することができる。
【００１８】
又、ポリイミドテープの押さえを目的として、ポリイミドテープ層３の外周に金属線による編組を設けることも考えられる。しかし、この金属線によってポリイミドテープ層３や耐熱繊維層２ｂに傷が生じるおそれがあるとともに、万が一絶縁不良となった場合に、この金属線に電流が流れてしまうことがあるため、できることであればポリイミドテープ層３を最外層とすることが好ましい。
【実施例】
【００１９】
本実施例は、図１に示すとおりのものである。外径０．２５９ｍｍのニッケルメッキ軟銅線を３７本撚り合せてなる導体線１の外周に、厚さ０．５１ｍｍ、幅１０ｍｍのガラスクロスに硬質集成マイカ箔を張り合わせてなるマイカテープを２層横巻し、マイカ層２ａを形成した。このマイカ層２ａの外周に、シリカガラス繊維を１６打ち、ピッチ８ｍｍで編組して厚さ０．４８ｍｍの耐熱繊維層２ｂを形成し、連続して水系分散したシリコーンエマルションの槽を通過させ、加熱乾燥させてシリコーン樹脂からなる樹脂塗膜２ｃを形成した。この樹脂塗膜２ｃが形成された耐熱繊維層２ｂの外周に、厚さ２５μｍ、幅１５ｍｍで熱可塑性ポリイミド層を有するポリイミドテープを横巻してポリイミドテープ層３を形成した。この際、熱可塑性ポリイミド層が内側となるようにして、ラップ率３６％で横巻を行った。このようにして、仕上り外径３．９２ｍｍの耐熱性絶縁電線１０を作製した。併せて、ポリイミドテープ層３を有さないものを比較例として作製した。
【００２０】
上記のようにして得られた耐熱性絶縁電線１０について、絶縁抵抗、耐電圧、耐熱性、耐湿性、耐曲げ性、クリーン性の各試験を行った。絶縁抵抗は、ＪＩＳ  Ｃ３００５（２０００）に準拠して測定した。耐電圧は、ＪＩＳ  Ｃ３００５（２０００）に準拠してＡＣ２０００Ｖの電圧を１分間印加して、絶縁破壊しなかったものを合格とした。耐熱性は、５００℃の恒温槽に６時間放置した後、ＪＩＳ  Ｃ３００５（２０００）に準拠してＡＣ１０００Ｖの電圧を１分間印加して、絶縁破壊しなかったものを合格とした。耐湿性は、温度３０℃、湿度８５％Ｒｈの状態で１００時間放置した後、上記同様に絶縁抵抗を測定した。耐曲げ性は、自己径５倍の曲率半径で１８０度折り曲げ、表面にひび割れ等が発生しないものを合格とした。クリーン性は、５００℃の恒温槽に６時間放置した後、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２０２Ｆ−Ｍｅｔｈｏｄ２０１Ａを援用して周波数１０〜５５Ｈｚ、振れ幅１．５２ｍｍの振動をＸＹＺの３方向に２時間ずつ加え、粉末の飛散のないものを合格とした。上記各試験の結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
2011150985.tif 000003
【００２２】
上記表１に記載の通り、本実施例による耐熱性絶縁電線は、何れの試験においても使用上充分な特性を有していることが確認された。これに対して、比較例による絶縁電線は、粉末の飛散が確認されて、クリーン性の面で充分ではないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の耐熱性絶縁電線によれば、特に、４００℃を超えるような環境でも使用可能な耐熱性と、周辺環境を汚染してしまうことがないクリーン性を有するものである。このような耐熱性絶縁電線は、例えば、半導体製造装置への接続電線、自動車エンジン周りに使用される電線、加熱調理器具に接続される電線など、高温環境であるとともに、粉末等による汚染を防止する必要がある環境において、特に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  導体線
２  耐熱絶縁層
２ａ  マイカ層
２ｂ  耐熱繊維層
２ｃ  樹脂塗膜
３  ポリイミドテープ層
１０  耐熱性絶縁電線
【図１】
2011150985.tif 000004