特許第5832735号(P5832735)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5832735耐熱自己融着性塗料及び耐熱自己融着性エナメル線
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5832735
(24)【登録日】2015年11月6日
(45)【発行日】2015年12月16日
(54)【発明の名称】耐熱自己融着性塗料及び耐熱自己融着性エナメル線
(51)【国際特許分類】
   C09D 163/00 20060101AFI20151126BHJP
   C09D 7/12 20060101ALI20151126BHJP
   C09D 127/12 20060101ALI20151126BHJP
   C09D 183/04 20060101ALI20151126BHJP
   C09D 191/06 20060101ALI20151126BHJP
   H01B 3/42 20060101ALI20151126BHJP
   H01B 7/00 20060101ALI20151126BHJP
   H01B 7/02 20060101ALI20151126BHJP
【FI】
   C09D163/00
   C09D7/12
   C09D127/12
   C09D183/04
   C09D191/06
   H01B3/42 G
   H01B7/00 303
   H01B7/02 B
【請求項の数】5
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2010-236452(P2010-236452)
(22)【出願日】2010年10月21日
(65)【公開番号】特開2012-87246(P2012-87246A)
(43)【公開日】2012年5月10日
【審査請求日】2012年12月4日
【審判番号】不服2014-6469(P2014-6469/J1)
【審判請求日】2014年4月8日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】日立金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100068021
【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 信雄
(72)【発明者】
【氏名】花田 孝彦
(72)【発明者】
【氏名】浅野 健次
(72)【発明者】
【氏名】菊池 英行
(72)【発明者】
【氏名】室内 謙吾
(72)【発明者】
【氏名】高野 雄二
(72)【発明者】
【氏名】菅原 公
【合議体】
【審判長】 星野 紹英
【審判官】 菅野 芳男
【審判官】 豊永 茂弘
(56)【参考文献】
【文献】 特開平1−138272(JP,A)
【文献】 特開2009−67934(JP,A)
【文献】 特開昭51−79278(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09D163/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
60%の割合のビスフェノールA型エポキシ単位と40%の割合のビスフェノールS型エポキシ単位とを共重合させて得られる化学式(1)に示すスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドを10〜50質量部含有することを特徴とする、耐熱自己融着性塗料。
【化1】
【請求項2】
前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、さらに滑剤を1〜10質量部の割合で含有することを特徴とする、請求項1に記載の耐熱自己融着性塗料。
【請求項3】
前記滑剤が、ポリエチレンワックス、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂からなる合成系滑剤、蜜蝋、カルナウバ蝋およびキャンデリラワックスからなる天然系滑剤のうちから選ばれる少なくとも1種以上の滑剤である、請求項2に記載の耐熱自己融着性塗料。
【請求項4】
さらに飽和脂環式ケトン類、フェノール類およびグリコールエーテル類のうちから選ばれる少なくとも1種以上の有機溶剤を含有させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の耐熱自己融着性塗料。
【請求項5】
導体上に直接または他の絶縁物を介して、60%の割合のビスフェノールA型エポキシ単位と40%の割合のビスフェノールS型エポキシ単位とを共重合させて得られる化学式(1)に示すスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドを10〜50質量部含有する耐熱自己融着性塗料からなる融着層が設けられていることを特徴とする、耐熱自己融着性エナメル線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、産業用及び自動車用モータ、発電機など耐熱性を要求される電機コイルに好適に使用されるエナメル線の耐熱自己融着性塗料及び耐熱自己融着性エナメル線に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、偏向ヨークに代表される異型コアレスコイルなどの民生機器に使用されるコイルには、含浸ワニスレスによる工数低減などの観点から、導体上に絶縁塗料を塗布・焼付し、その上に融着層を形成した自己融着性エナメル線が一般に使用されている。このようなコイルの製造において、融着層同士を融着させる方法としては、通電、恒温槽および熱風による熱融着、アルコール、酢酸エチルおよびメチルエチルケトン等の低沸点溶剤による溶剤融着などがある。
【0003】
このような民生機器に用いられる自己融着性エナメル線の融着層は、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、共重合ポリアミド樹脂、ポリヒドロキシポリエーテル樹脂(フェノキシ樹脂)などのような軟化温度が比較的に低い熱可塑性樹脂材料を主剤とする融着性塗料で形成される傾向にある。
【0004】
一方、最近では、産業用及び自動車用モータ、発電機等の高温雰囲気下(200℃程度の雰囲気)で使用される電気機器のコイルに、自己融着性エナメル線を適用することが要求される傾向にある。このような従来よりも高い耐熱性が要求される電気機器のコイルに使用される自己融着性エナメル線としては、例えば、融着層を形成するための融着性塗料の主剤に、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の高耐熱エンジニアリングプラスチックを用いる検討が行われている。
【0005】
また、別の方法として、架橋による熱硬化性を融着層に付与した自己融着性エナメル線がある。これは、官能基を持つ樹脂からなる主剤に各種の硬化剤、あるいは架橋剤を添加して融着性塗料を形成し、この融着性塗料を導体上に塗布した後、半硬化させた状態、すなわちBステージ状態で焼付けして融着層を形成し自己融着性エナメル線とするものである。この自己融着性エナメル線をコイル状に巻き付けた後、半硬化の状態からなる融着層に熱を加えることで融着層同士が熱融着すると共に熱硬化することで、高温雰囲気下で使用される電気機器のコイルを製造することができる。
【0006】
例えば、特許文献1には、ビスフェノールA、ビスフェノールS及びビフェニル型エポキシ単位を含むエポキシモノマーを共重合させてなるフェノキシ樹脂、並びに架橋剤を含有する樹脂組成物からなる融着皮膜を有する自己融着性絶縁電線が提案されている。特許文献1によれば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、及びビフェニル型エポキシ樹脂の混合物と、架橋剤とを含有する熱硬化型融着樹脂組成物を用いて融着皮膜を形成することにより、耐摩耗性等の機械的強度や耐熱性に優れた融着皮膜が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2010−170711号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
高温雰囲気下で使用される電気機器のコイルに自己融着性エナメル線を使用する場合において、高耐熱エンジニアリングプラスチックなどの高い軟化温度を有する樹脂を融着性塗料の主剤に使用する手法では、このような融着性塗料からなる融着層同士を融着させる際に、高温(例えば、260℃以上)の熱をかけなければ所定の融着力を発現しないという欠点を有している。すなわち、融着層同士を融着させる融着工程の温度が非常に高くなるために、自己融着性エナメル線の絶縁層(融着層の下層)及び自己融着性エナメル線以外の絶縁材料の劣化を招くことや、融着工程自体の作業性を低下させることなどの問題が懸念される。
【0009】
また、架橋による熱硬化性を融着層に付与する従来の手法に関しては、焼付け時の熱によって硬化反応が進行してしまい、融着工程における硬化反応が不十分となるために、所望の熱融着力を融着工程において発現しないことや、高温雰囲気で使用される際に熱融着力(接着力)が大幅に低下してコイルの変形、線のほつれを生ずること等の問題が懸念される。
【0010】
そこで本発明は、上記問題を解決し、融着工程において良好な熱融着力を発現すると共に、高温雰囲気下での使用においても実用上問題のない熱融着力を有する耐熱自己融着性塗料及び耐熱自己融着性エナメル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】
【0011】
上記目的を達成するため、本発明は、以下の[1]〜[]に示される耐熱自己融着性塗料及び耐熱自己融着性エナメル線である。
【0012】
[1]60%の割合のビスフェノールA型エポキシ単位と40%の割合のビスフェノールS型エポキシ単位とを共重合させて得られる化学式(1)に示すスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドを10〜50質量部含有することを特徴とする耐熱自己融着性塗料。
【0013】
【化1】
【0016】
]前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、さらに滑剤を1〜10質量部の割合で含有することを特徴とする前記[1]に記載の耐熱自己融着性塗料。
【0017】
]前記滑剤が、ポリエチレンワックス、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂からなる合成系滑剤、蜜蝋、カルナウバ蝋およびキャンデリラワックスからなる天然系滑剤のうちから選ばれる少なくとも1種以上の滑剤である前記[]に記載の耐熱自己融着性塗料。
【0018】
]さらに飽和脂環式ケトン類、フェノール類およびグリコールエーテル類のうちから選ばれる少なくとも1種以上の有機溶剤を含有することを特徴とする前記[1]〜[]のいずれかに記載の耐熱自己融着性塗料。
【0019】
[5]導体上に直接または他の絶縁物を介して、60%の割合のビスフェノールA型エポキシ単位と40%の割合のビスフェノールS型エポキシ単位とを共重合させて得られる化学式(1)に示すスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドを10〜50質量部含有する耐熱自己融着性塗料からなる融着層が設けられていることを特徴とする耐熱自己融着性エナメル線。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、融着工程において良好な熱融着力を発現すると共に、高温雰囲気下での使用においても実用上問題のない熱融着力を有する耐熱自己融着性エナメル線およびそれに用いられる耐熱自己融着性塗料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
図1】本発明の好適な第1の実施形態である耐熱自己融着性塗料を用いた耐熱自己融着性エナメル線の一例を示す横断面図である。
図2図2(a)は、実施例において、エナメル線の静摩擦係数の測定に用いる傾斜法静摩擦係数試験機の平面図、図2(b)はその正面図、図2(c)はその側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
【0023】
本発明の好適な第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料は、ビスフェノールA型エポキシ単位とビスフェノールS型エポキシ単位とを共重合させて得られる化学式(1)に示すスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂と後述するビスマレイミド類とを含有するものである。
【0024】
【化2】
【0025】
本発明におけるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂は、工業的に実用化されているものならば特に限定されないが、市販のスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂(製品群:YPS、新日鐵化学社)等を例示することができる。中でも融着工程における熱融着性と高温雰囲気下での使用においても実用上問題のない熱融着力とのバランスから、樹脂骨格中のビスフェノールA型エポキシ単位の割合が50〜70%、ビスフェノールS型エポキシ単位の割合が30〜50%であるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂が好ましく、特に樹脂骨格中のビスフェノールA型エポキシ単位の割合が60%、ビスフェノールS型エポキシ単位の割合が40%であるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂(製品名:YPS−007A、新日鐵化学社)が好ましい。
【0026】
本発明におけるビスマレイミド類としては、4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、3,3'−ジメチル−5,5'ジエチル−4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド、4,4'−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4'−ジフェニルスルホンビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,6'−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、ポリフェニルメタンマレイミドなどがあり、これらを一種以上使用することができる。これらの中で材料の入手性およびスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂との適度な反応性から4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミドおよびm−フェニレンビスマレイミドが好ましく、4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミドが好適である。
【0027】
前記ビスマレイミド類の含有量は、前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して10〜100質量部が好ましく、さらに10〜50質量部が好ましい。10質量部未満では、融着工程におけるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂とビスマレイミド類との反応が不十分となって200℃程度の高温雰囲気下での接着力が低下するおそれがある。一方、100質量部を超えると、前記反応によって融着層が硬く脆くなることや、耐熱自己融着性塗料中にビスマレイミド類が析出することで、融着層同士の熱融着力が低下するなどの問題が生じるおそれがある。
【0028】
第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料の有機溶剤としては、前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂および前記ビスマレイミド類を溶解できる有機溶剤ならよく、シクロヘキサノンなどの飽和脂環式ケトン類、クレゾールなどのフェノール類、メチルカルビトールなどのグリコールエーテル類から選ばれる少なくとも1種以上からなるものを使用できるが、焼き付け後の融着層の残留溶剤および臭気対策からシクロヘキサノンが好ましい。また、キシレン、高沸点アルキルベンゼンなどで適宜希釈することができる。
【0029】
第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料は、上述した有機溶剤に、前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂と前記ビスマレイミド類とを溶解して得ることができる。
【0030】
次に、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料を使用した耐熱自己融着性エナメル線の一例を図1を用いて説明する。
【0031】
図1に示すように、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性エナメル線10は、導体1上に、他の絶縁物としての絶縁層(例えば、ポリアミドイミドからなる)2を設け、その絶縁層2上に、上述した耐熱自己融着性塗料を塗布し、焼き付けて融着層(融着皮膜)3を形成することにより、得られる。
【0032】
第1の実施形態の作用を説明する。
【0033】
第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料は、化学式(1)に示すスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂とビスマレイミド類とを含有してなる。
【0034】
このため、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料を塗布、焼き付けして耐熱自己融着性エナメル線10の融着層3として用いると、焼付け時に有機溶剤がほぼ揮散し、焼付け時の熱によって、前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂と前記ビスマレイミド類との硬化反応が完全には進行せずにBステージ状態で絶縁層2上に焼付けされて耐熱自己融着性エナメル線10が得られる。そして、このような融着層3を有する耐熱自己融着性エナメル線10をコイルに使用する場合において、通電、恒温槽、熱風による加熱によって融着層3同士を融着する際、200℃以上240℃以下程度の温度範囲で加熱することにより、さらに熱硬化反応が生じて融着層3が架橋構造になると共に、融着層3同士が熱融着する。
【0035】
これにより、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料によれば、200℃以上240℃以下程度の温度範囲での加熱によって隣接するエナメル線同士(融着層同士)が良好な熱融着力(例えば、100N以上)を発現すると共に、200℃程度の高温雰囲気下において、実用上問題のない融着力(例えば、10N以上)を保持することができる。なお、この耐熱自己融着性エナメル線10は、産業用及び自動車用モータ、発電機など耐熱性を要求される電機コイルとしての巻線に使用できる。
【0036】
また、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料では、融着工程で融着層同士を融着する際に、ポリスルホン樹脂等を主剤とした自己融着性塗料からなる融着層の融着温度(260℃以上)と比べて低い融着温度(200℃〜240℃程度)で十分な熱融着力を発現することができるため、耐熱自己融着性エナメル線10の絶縁層2や、エナメル線以外の絶縁材料の劣化を防止でき、融着工程自体の作業性も向上する。
【0037】
さらに、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料は、耐熱自己融着性エナメル線10自体の融着温度の変化に対する熱融着力のバラツキが小さく、高信頼性である。その他、官能基同士が常温において徐々に反応してしまい、経日変化により熱融着力が大きく低下すること等の問題も無い。
【0038】
次に、第2の実施形態を説明する。
【0039】
第2の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料は、第1の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料の構成に加え、さらに前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、滑剤を1〜10質量部含有する。
【0040】
前記滑剤は、特に限定されるものではないが、ポリエチレンワックス、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂などの合成系滑剤、蜜蝋、カルナウバ蝋およびキャンデリラワックスなどの天然系滑剤があり、これらを一種以上使用することができる。これらの中で入手のしやすさや前記耐熱自己融着性塗料への溶解性および前記耐熱自己融着性塗料を塗布、焼き付けして得られる耐熱自己融着性エナメル線のすべり性が良好で蜜蝋の使用が好ましい。
【0041】
第2の実施形態に係る耐熱自己融着性塗料を用いて、図1の耐熱自己融着性エナメル線10と同様のエナメル線を作製すれば、滑剤により融着層にすべり性を付与した耐熱自己融着性エナメル線が得られる。
【0042】
前記滑剤の添加量は、前記スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して、1〜10質量部が好ましく、更に1〜5質量部が好適である。1質量部未満では所望の値(静摩擦係数が0.10以下)に達しない場合があり、10質量部を超えると、すべり性の向上の効果は得られるものの、塗料中で滑剤の一部が析出するなど、滑剤の分散が大幅に悪化してしまうためである。
【0043】
前記第1の実施形態および前記第2の実施形態では、導体1上に絶縁層2を介して融着層3を設けた2層構造の耐熱自己融着性エナメル線10を説明したが、前記各実施形態に係る耐熱自己融着性塗料は、導体上に直接融着層を設けた1層構造の耐熱自己融着性エナメル線にも適用できる。また、前記実施形態に係る耐熱自己融着性エナメル線において、導体としては、長手方向から見た断面が丸形状、矩形状(平角形状)の銅線(無酸素銅線や低酸素銅線)などを用いることができる。
【実施例】
【0044】
次に、本発明に係る耐熱自己融着性エナメル線の実施例を比較例と共に説明する。
【0045】
(ポリアミドイミドエナメル線の作製)
図1に示すように、断面が円形状の銅線からなる外径0.8mmの導体1上にポリアミドイミド塗料を塗布、焼き付けすることにより厚さ0.030mmの絶縁層2を有するポリアミドイミドエナメル線を得た。
【0046】
(実施例1)
ビスフェノールA型エポキシ単位の割合が60%、ビスフェノールS型エポキシ単位の割合が40%であるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂(新日鐵化学社、YPS−007A)100質量部と、4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)10質量部とを、シクロヘキサノン及び高沸点アルキルベンゼンからなる混合溶剤に溶解することにより樹脂分濃度25%の耐熱自己融着性塗料を調製した。次に、上記ポリアミドイミドエナメル線の上に、得られた耐熱自己融着性塗料を塗布、焼付けすることにより、厚さ0.010mmの融着層3を有する図1の耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0047】
(実施例2)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)を30質量部とした以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0048】
(実施例3)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)を50質量部とした以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0049】
(実施例4)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)を75質量部とした以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0050】
(実施例5)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)を100質量部とした以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0051】
(実施例6)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)に代わりm−フェニレンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−3000)30質量部を用いた以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0052】
(実施例7)
ビスフェノールA型エポキシ単位の割合が60%、ビスフェノールS型エポキシ単位の割合が40%であるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂(新日鐵化学社、YPS−007A)100質量部と、4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)30質量部とを、シクロヘキサノン及び高沸点アルキルベンゼンからなる混合溶剤に溶解し、さらに蜜蝋1質量部を含有し溶解することにより樹脂分濃度25%の耐熱自己融着性塗料を調製した。次に、上記のポリアミドイミドエナメル線の上に、得られた耐熱自己融着性塗料を塗布、焼き付けすることにより厚さ0.010mmの融着層3を有する図1の耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0053】
(実施例8)
蜜蝋の添加量を2.5質量部とした以外は実施例7と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0054】
(実施例9)
蜜蝋の添加量を5.0質量部とした以外は実施例7と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0055】
(実施例10)
蜜蝋の添加量を10.0質量部とした以外は、実施例7と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0056】
(比較例1)
ビスフェノールA型エポキシ単位の割合が60%、ビスフェノールS型エポキシ単位の割合が40%であるスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂(新日鐵化学社、YPS−007A)を、シクロヘキサノン及び高沸点アルキルベンゼンからなる混合溶剤に溶解することにより樹脂分濃度25%の耐熱自己融着性塗料を調製した。上記のポリアミドイミドエナメル線の上に、得られた耐熱自己融着性塗料を塗布、焼付けすることにより厚さ0.010mmの融着層を有する耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0057】
(比較例2)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)を7.5質量部とした以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0058】
(比較例3)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)を110質量部とした以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0059】
(比較例4)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)の代わりにレゾール型フェノール樹脂(日立化成工業社、H−2181)を15質量部用いたこと以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0060】
(比較例5)
4,4'−ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社、BMI−1000)の代わりに安定化イソシアネート(日本ポリウレタン工業社、AP−STABLE)を5質量部用いたこと以外は実施例1と同様の手法により耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0061】
(比較例6)
ポリスルホン樹脂をクレゾール及びキシレンの混合溶剤に溶解することにより樹脂分濃度25%の耐熱自己融着性塗料を調製した。次に、上記ポリアミドイミドエナメル線の上に、得られた耐熱自己融着性塗料を塗布、焼付けすることにより厚さ0.010mmの融着層を有する耐熱自己融着性エナメル線を得た。
【0062】
(自己融着性エナメル線の試験方法)
(1)熱融着性試験
熱融着性試験はNEMA規格に準拠し行った。供試用の耐熱自己融着性エナメル線を内径5.6mmの70ターンのヘリカルコイルとした。このヘリカルコイルを所定の温度(180℃、200℃、220℃および240℃)で10分間加熱し隣接線間(融着層間)を熱融着させた。次に、その隣接線間を熱融着させたヘリカルコイルを室温(20℃)で座屈試験を行い、得られた座屈強度を熱融着力として評価した。なお、本試験では、熱融着させるときの温度(融着温度)が200℃の場合、220℃の場合および240℃の場合において、熱融着後の室温での熱融着力が全て100N以上のものを合格とし、100N未満の熱融着力があるものを不合格とした。
【0063】
(2)高温下の接着力試験
熱融着性試験と同様にNEMA規格に準拠し行った。供試用の耐熱自己融着性エナメル線を内径5.6mmの70ターンのヘリカルコイルとし、220℃で10分間加熱して隣接線間(融着層間)を熱融着させた。尚、比較例6のみは260℃で10分間加熱し、熱融着させた。次に、隣接線間を熱融着させたヘリカルコイルを200℃中に10分間置いた後で200℃中で座屈試験を行い、得られた座屈強度を高温時の接着力として評価した。なお、本試験では、200℃中で得られた座屈強度が10N以上のものを合格とし、10N未満のものを不合格とした。
【0064】
(3)熱硬化の確認
実施例1〜10、比較例1〜6で得られた耐熱自己融着性エナメル線から供試用として長さ10cmの試料を各々2本採取し、採取した2本の試料うちの1本をメチルエチルケトンに室温(20℃)で10分間浸漬した後、試料の表面を脱脂綿で拭取り、試料の外径をマイクロメーターで測定し、融着層がメチルエチルケトンによって剥離(溶解)されたかどうかによって加熱未処理での熱硬化の確認を行った。融着層が剥離(溶解)したもの(外径が0.860mmのもの)をBステージ状態として合格(○)、剥離(溶解)されない融着層が存在するもの(外径が0.860mmよりも大きいもの)を不合格(×)として評価した。なお、比較例6は、メチルエチルケトンに溶解しないことから除外した。
【0065】
さらに、採取した試料のもう1本を220℃で10分間加熱し、冷却した後、同様にメチルエチルケトンに室温(20℃)で10分間浸漬し、試料の表面を脱脂綿で拭取り、220℃加熱処理後の外径をマイクロメーターで測定し、融着層がメチルエチルケトンによって剥離(溶解)されたかどうかによって加熱処理後での熱硬化の確認を行った。評価方法は、融着層の剥離(溶解)の発生がないもの(外径が0.880mmのもの)を熱硬化したものとして合格(○)とし、融着層の剥離の発生があるもの(外径が0.880mmよりも小さいもの)を熱硬化していないものとして不合格(△:半硬化の意味、×:未硬化の意味)として評価した。なお、比較例6は、メチルエチルケトンに溶解しないことから除外した。
【0066】
(4)静摩擦係数
図2に耐熱自己融着性エナメル線の静摩擦係数の測定に用いた傾斜法静摩擦係数試験機の概要を示す。
【0067】
この試験機を用いて、図2に示すように、長さ400mmの供試用の耐熱自己融着性エナメル線を3本採り、標点距離を350mmとし試料を3%伸長後、2本を試料23として傾斜可能に設けたプレート21に、もう1本を半分に切りそれぞれ試料23としてプレート22に取り付ける。そして、プレート22を、線同士が直角になるようにプレート21上に重ねる。その場合、試料23が接触していることを確認する。次に、プレート21を傾斜速度1度/3秒に傾斜させ、プレート22が少しでも動き出す時のプレート21の傾斜角度θを求める。静摩擦係数(μ)はμ=tanθにより求める。なお、tanθはtanθ表示盤24に表示されており、指針25の位置から直読出来る様になっている。なお、傾斜角度θが0のときに水準器26が水平を示していないときは水平を示すように水平調節ネジ27で調整を行う。
【0068】
表1に、実施例1〜10の耐熱自己融着性塗料(エナメル線作製後は融着層3)の組成と耐熱自己融着性エナメル線の熱融着力、高温下の接着力、熱硬化の確認及び静摩擦係数を示す。表2には、比較例1〜6について表1と同様に示す。
【0069】
【表1】
【0070】
【表2】
【0071】
表1に示すように、実施例1〜10は、融着工程において200℃以上240℃以下の温度で加熱し融着層を融着した場合に、100N以上の熱融着力を発現していると共に、200℃の高温雰囲気下においても10N以上の高い接着力を有していることが判る。
【0072】
特に、実施例7〜10は、実施例2の樹脂組成にさらに滑剤として蜜蝋を添加したものであるが、すべり性(静摩擦係数)が0.10以下であり、実施例2と比較してすべり性(静摩擦係数)が著しく向上していることが判る。このことから、実施例7〜10は、巻線性の向上が見込まれる。
【0073】
硬化剤としてビスマレイミド類を含有しないスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂単独である比較例1およびスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対してビスマレイミド類を7.5質量部含有した比較例2では、融着工程において高い熱融着力を有するものの、200℃の高温雰囲気下において所望の接着力(10N以上)が得られないことが判る。
【0074】
また、ビスマレイミド類の含有量がスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂100質量部に対して110質量部である比較例3では、200℃の高温雰囲気下の接着力は10N以上であるものの、融着工程において200℃で加熱し融着した場合に、100N以上の熱融着力が得られていないことが判る。つまり、比較例3では、200℃以上240℃以下の温度で加熱し融着層を融着した場合に、得られる熱融着力にバラツキが生じてしまう。また、比較例3では、耐熱自己融着性塗料中にビスマレイミド類が析出してしまうといった分散不良が発生してしまった。
【0075】
また、ビスマレイミド類に代えて、レゾール型フェノール樹脂あるいは安定化イソシアネートを硬化剤として用いた比較例4、5では、融着工程における熱融着力及び200℃の高温雰囲気下の接着力がともに低く、不合格であることが判る。
【0076】
また、スルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂に代えてポリスルホン樹脂を主剤として用いた比較例6も比較例4、5と同様、融着工程における熱融着力及び200℃の高温雰囲気下の接着力がともに低く、不合格であることが判る。
【符号の説明】
【0077】
1 導体
2 絶縁層
3 融着層
10 耐熱自己融着性エナメル線
20 傾斜法静摩擦係数試験機
21、22 プレート
23 試料(耐熱自己融着性エナメル線)
24 tanθ表示盤
25 指針
26 水準器
27 水平調節ネジ
図2
図1