(57)【要約】【課題】２層以上の絶縁皮膜を有する従来の絶縁電線では各皮膜間に界面が存在するため、各皮膜の熱収縮率の差による影響や、撚り、ねじれ、曲げ、伸長加工などの機械的な力による皮膜剥離が起きやすい。そこで、このような皮膜剥離の起きない絶縁電線を提供する。【解決手段】導体に施された絶縁皮膜が少なくとも２種類以上の樹脂成分から構成され、前記２種以上の樹脂界面が明確な界面を有さず、連続的または階段状に樹脂成分濃度が変化している界面を有している絶縁電線およびその製造方法。【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が少なくとも２種類以上の樹脂成分から構成され、前記２種以上の樹脂界面が明確な界面を有さず、連続的または階段状に樹脂成分濃度が変化している界面を有していることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記樹脂成分の１種はフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記樹脂成分の少なくとも１種は塩化ビニル、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、２記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記樹脂成分中に無機物の充填剤を内含していることを特徴とする請求項１〜３記載の絶縁電線。
【請求項５】
絶縁皮膜最表層に融着層を施したことを特徴とする請求項１〜４記載の絶縁電線。
【請求項６】
導体あるいは絶縁層が施された電線表面に、少なくとも２種類以上の熱可塑性樹脂を溶融混合した溶融液を用いて押出被覆層を形成した後、あるいは形成すると同時に、前記熱可塑性樹脂のうち最も高い融点あるいは軟化点を有する樹脂の融点あるいは軟化点に対して０〜１００℃低い温度で一定時間保持する工程を含むことを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項７】
少なくとも２種類以上の樹脂成分を溶解した溶剤を、導体あるいは絶縁層が施された電線表面に塗布焼付する工程において、前記２種以上の樹脂成分が分離して、その界面が連続的または階段状に樹脂成分濃度が変化するように焼付条件を調節することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線およびその製造方法に関するものである。
【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、特許文献１には絶縁皮膜を薄くできる３層絶縁電線が記載されている。
【０００６】
また、潤滑性および加工性の優れた絶縁電線として、特許文献２には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、特許文献３には最外層の絶縁層にフッ素樹脂粉末を添加させる方法、特許文献４に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が記載されている。
【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】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
そこで、本発明では２層以上の絶縁皮膜の各皮膜間に明確な界面が存在せず、各皮膜成分濃度が連続的または階段状に変化している界面を有した皮膜を構成することによって、皮膜間における剥離などの課題を解消できる絶縁電線およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
導体に施された絶縁皮膜が少なくとも２種類以上の樹脂成分から構成され、前記２種以上の樹脂界面が明確な界面を有さず、連続的または階段状に樹脂成分濃度が変化している
界面を有していることで、皮膜間の剥離を抑制して各皮膜の有している特性を十分に発揮できる絶縁電線でかかる従来の課題を解決できる。
【００１１】
また、樹脂成分の１種はフッ素樹脂であることによって、絶縁電線の耐傷性、耐熱性、耐水性、耐冷媒性などを向上させることができるとともに、電線表面の潤滑性を上げることも可能となる。
【００１２】
さらに、樹脂成分の少なくとも１種は塩化ビニル、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を使用することにより、従来からの絶縁電線が有する扱いやすさや各樹脂の特性をもった絶縁電線を提供できる。
【００１３】
また、樹脂成分中に無機物の充填剤を内含させることでも、耐熱性や耐傷性などを向上できるため好ましい。
【００１４】
また、絶縁皮膜最表層に融着層を施すことで、絶縁電線を巻線として使用した場合に、その後のワニス処理などを不要にすることもでき、環境面にも考慮した絶縁電線とすることができる。
【００１５】
導体あるいは絶縁層が施された電線表面に、少なくとも２種類以上の熱可塑性樹脂を溶融混合した溶融液を用いて押出被覆層を形成した後、あるいは形成すると同時に、前記熱可塑性樹脂のうち最も高い融点あるいは軟化点を有する樹脂の融点あるいは軟化点に対して０〜１００℃低い温度で一定時間保持する工程を含むことで、明確な皮膜間界面の存在しない絶縁電線を製造できる。
【００１６】
また、少なくとも２種類以上の樹脂成分を溶解した溶剤を、導体あるいは絶縁層が施された電線表面に塗布焼付する工程において、前記２種以上の樹脂成分が分離して、その界面が連続的または階段状に樹脂成分濃度が変化するように焼付条件を調節することでも製造できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の絶縁電線は、従来の２層以上の皮膜を有する絶縁電線の皮膜剥離などの短所を補うことができ、様々な用途に最適な絶縁電線を提供することができる。本発明の絶縁電線は皮膜間に明確な界面がないため、各皮膜の熱収縮率の差による影響や、撚り、ねじれ、曲げ、伸長加工などの機械的な力による皮膜剥離が起きない。また、潤滑性向上のために最表面にフッ素樹脂を本発明の方法で施すことにより、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、表面の潤滑性を向上させるためには、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニルなどのフッ素樹脂を最表面に施すことが好ましい。
【００２１】
また、これらの樹脂に必要に応じて、無機粒子や有機滑剤等の添加物を添加してもよい。無機粒子としては酸化珪素、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、マイカ、クレー、タルクなどが挙げられる。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。
【００２２】
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。
【００２３】
本発明の絶縁電線の製造方法は、導体あるいは絶縁層が施された電線表面に、少なくとも２種類以上の熱可塑性樹脂を溶融混合した溶融液を用いて押出被覆層を形成した後、あるいは形成すると同時に、前記熱可塑性樹脂のうち最も高い融点あるいは軟化点を有する樹脂の融点あるいは軟化点に対して０〜１００℃低い温度で一定時間保持する工程を含む方法であり、従来の一般的な絶縁電線製造方法に、特定温度下で一定時間保持する工程を付加した方法である。一定時間保持する工程の温度は、熱可塑性樹脂のうち最も高い融点あるいは軟化点を有する樹脂の融点あるいは軟化点に対して０〜１００℃低い温度が好ましいが、さらに好ましくは５〜７０℃低い温度であり、１０〜５０℃低い温度が好適である。ただし、この温度の最適値は、使用する２種類以上の樹脂の融点あるいは軟化点の差によって大きく変化する上、絶縁皮膜の厚みによっても変化する。また、保持時間も同様に影響を受け、最適値が変化する。
【００２４】
樹脂の傾斜が起きる原理はまだ明確ではないが、以下のようなことが考えられる。
【００２５】
樹脂を溶融させた状態では高温であるが、溶融液を展開して特定温度下で一定時間保持する工程では樹脂内部はまだ高温であるが、表面はより低い温度に晒されることになる。そのため、樹脂内部と表面の間に温度差ができ、高融点あるいは高軟化点を有する熱可塑性樹脂の拡散が表面では小さくなり、この樹脂は表面に集中しやすくなる。逆に樹脂内部には低融点あるいは低軟化点を有する樹脂が集中しやすくなり、皮膜表面と内部で熱可塑性樹脂の傾斜が起きると考えられる。
【００２６】
この工程の温度を低くしすぎたり時間が短かかったりすると、十分な傾斜ができる前に全体が冷却され、傾斜材料とはならない。
【００２７】
本方法は、溶剤に溶解し難い樹脂を皮膜とする場合に有効な方法である。
【００２８】
また、上記特定温度下で一定時間保持する工程後に、延伸工程や熱固定する工程を行ってもかまわない。
【００２９】
さらに、少なくとも２種類以上の樹脂成分を溶解した溶剤を、導体あるいは絶縁層が施された電線表面に塗布焼付する工程において、前記２種以上の樹脂成分が分離して、その界面が連続的または階段状に樹脂成分濃度が変化するように焼付温度、時間などの条件を調節することでも上記と同様に本発明の絶縁電線が製造できる。ただし、この場合は従来のように塗布・焼付を複数回繰り返して皮膜を厚くすることができないため、一度の塗布焼付工程で製造しなければならず、厚い皮膜を形成させることは困難である。
【００３０】
しかし、この工程は、一般的に絶縁電線を製造する装置を用いることができる。
【実施例１】
【００３１】
（絶縁電線の作成方法）
本発明の絶縁電線作成方法の一実施例を以下に示す。
【００３２】
不揮発分としてポリアミドイミドとＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミドを１：４．３の重量比で混合した材料を、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を作成した。
【００３３】
この溶液に線径０．５０ｍｍの銅線を浸漬後、３１０℃に保たれている焼付炉を３０分間かけて通過するように設定して、絶縁電線Ａを作成した。
【００３４】
また、比較のため、同様の溶液に銅線を浸漬後、４８０℃に保たれている焼付炉に約３０ｓｅｃで通過させ、作成した絶縁電線Ｂを得た。
【００３５】
さらに同種類の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、従来の製造方法による絶縁電線Ｃを作成した。なお、この従来方法では、まずＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミドによる皮膜を形成した後、その上層にポリアミドイミドの皮膜を形成させる方法である。
【００３６】
（皮膜の赤外分光分析）
絶縁電線Ａ、Ｂについて、皮膜表層部および内部の皮膜を削り取り、ＫＢｒと混合して赤外分光分析を行った。
【００３７】
その結果、絶縁電線Ａの表層部では、１５８０ｃｍ-1および１３００ｃｍ-1付近にＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミドではみられないポリアミドイミド特有の吸収ピークがみられた。また、内部では逆にポリアミドイミドではみられないＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミド特有の吸収ピークが１４５０ｃｍ-1および１２６０ｃｍ-1付近に見られた。このことより、絶縁電線Ａでは皮膜内部はＴＨＥＩＣ変性ポリエステルイミドが集中して存在し、皮膜表層部ではポリアミドイミドが集中して存在していて、これらの樹脂が傾斜して存在している絶縁皮膜になっていると考えられる。
【００３８】
一方、絶縁電線Ｂでは、表層部および内部で全く同じ吸収波形であった。この結果、絶縁電線Ｂでは、単純に２種類の樹脂が均一にブレンドされた皮膜となっていることが判る。
【００３９】
（絶縁電線の特性）
得られた絶縁電線の静摩擦係数、往復摩耗回数、層間剥離性を測定した。なお、静摩擦係数はＪＩＳ−Ｃ−３００３に準拠して電線滑り試験機により荷重２００ｇで測定した。また、往復摩耗回数は旧ＪＩＳ規格によって測定した。なお、層間剥離性は、絶縁皮膜を約３０ｃｍ長手方向に切り目を入れた後、電線の一方を固定してもう一方を回転させ、各皮膜が層間剥離する回転数を測定した。回転数が少ないほど層間剥離しやすいことを示している。
【００４０】
その結果をまとめて（表１）に示す。
【００４１】
【表１】
2005259419.tif 000002
この結果より、従来の製造方法で作成した絶縁電線Ｃは皮膜間で層間剥離するが、本発
明の製造方法で作成した絶縁電線Ａは皮膜間での層間剥離は見られず、各皮膜の密着性が強いことが判る。
【実施例２】
【００４２】
ポリアミド樹脂と四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を２．２：１の割合で混合した樹脂を２９０℃にて溶融させ、線径０．５０ｍｍの銅線外周上に押出被覆し、その後２３０℃に保たれている恒温槽内を３０分間かけて通過するように設定した。このようにして絶縁電線Ｄを作成した。
【００４３】
また、比較のため、２３０℃に保たれている恒温槽を通す工程を行わず、他の条件は同様の条件で作成した絶縁電線Ｅを得た。
【００４４】
さらに、線径０．５０ｍｍの銅線に予めポリアミド樹脂を押出被覆した後、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を押出被覆した従来製造方法で作成した絶縁電線Ｆを得た。
【００４５】
（皮膜の赤外分光分析）
絶縁電線Ｄ、Ｅについて、皮膜表層部および内部の皮膜を削り取り、ＫＢｒと混合して赤外分光分析を行った。その結果、絶縁電線Ｄの表層部では、アミド結合に起因する１６６０ｃｍ-1付近の吸収ピークがみられず、内部ではその吸収ピークがあらわれた。このことより、絶縁電線Ｄでは皮膜内部はポリアミド樹脂が集中して存在し、皮膜表層部では四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂が集中して存在していて、これらの樹脂が傾斜して存在している絶縁皮膜になっていると考えられる。
【００４６】
一方、絶縁電線Ｅでは、表層部および内部で全く同じ吸収波形であった。この結果、絶縁電線Ｅでは、単純に２種類の樹脂が均一にブレンドされた皮膜となっていることが判る。
【００４７】
（絶縁電線の特性）
実施例１と同様に、得られた絶縁電線の静摩擦係数、往復摩耗回数、層間剥離性を測定した。
【００４８】
その結果をまとめて（表２）に示す。
【００４９】
【表２】
2005259419.tif 000003
この結果より、従来の製造方法で作成した絶縁電線Ｆは皮膜間で層間剥離するが、本発明の製造方法で作成した絶縁電線Ｃは皮膜間での層間剥離は見られず、各皮膜の密着性が強いことが判る。なお、本実施例では、２種類の樹脂を用いた２層皮膜の絶縁電線であるが、３種類以上の樹脂を用いても勿論かまわない。
【００５０】
また、本実施例の最外周に自己融着層を設けても勿論かまわない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の製造方法は非常に簡便であり、例えば２層の皮膜を形成するために２度の工程が必要な従来法に比べ、１度の工程で製造でき、かつ従来の絶縁電線製造プロセスに容易
に組み込むことができ、装置コスト、ランニングコストも小さく、産業上有効である。