JPH01308465A - 塗料組成物及び絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 （ａ）産業上の利用分野 本発明は、金属基板等の表面にコーティングする塗料組
成物及び該塗料組成物を用いて得られる耐熱性に優れた
絶縁電線に関するものである。

（ｂ）従来の技術 アルコキシドを加水分解・脱水縮合せしめて得られる化
合物を用いて、基板等にコーティングし、種々の特性を
付与することが提案されている。付与される特性として
は化学的耐久性（耐酸性、耐アルカリ性及び耐水性等）
の増大、機械的強度の維持、反射率の調整、着色、電気
伝導−の付与等がある。また同溶液を用いて金属をコー
ティングすることも提案されており、金属の耐腐蝕性、
耐酸化性の増大、絶縁性の付与などが期待されている。

特に耐熱性が必要とされる金属基板へのコーティング材
料としての期待が大きい。

一方、電気電子機器に用いられる絶縁電線、特に自動車
電装品あるいは化学プラントの特殊な高温雰囲気下で使
用されるモーター等の静止コイルあるいは可動コイルに
おいては、従来では考えられなかった様な高温雰囲気の
条件下でも正常な運転が要求され始めてきた。この様な
用途に用いられる絶縁電線としては従来゛にも増して耐
熱性が要求される。

（Ｃ）発明が解決しようとする問題点 実際に金属基板に対し、金属アルコキシドの加水分解・
脱水縮合物を塗布し焼付によりコーテイング膜を形成し
ようとすると、塗膜に亀裂が入ったり、膜と基板との接
着力が低く、膜の一部が基板より剥離するといった問題
が発生する。この傾向は一回の操作で形成する膜厚が厚
くなるほど著しくなる。そのため厚膜の塗膜を得るため
には、塗布・焼付の操作を多数回くり返す必要はあるが
、その場合でも均質で透明な膜が得られるのは数回が限
度であり５μｍ程度の膜厚しか得られない。

従って、このような金属アルコキシドの加水分解、脱水
縮合物を導体上に塗布、焼付して絶縁皮膜を形成しよう
とした場合、皮膜に亀裂が入ったり皮膜と導体との接着
力が低い場合には皮膜の一部が導体から剥離しやすいと
いった問題が発生する場合がある。

特に−回の操作で形成する膜厚が厚くなるほど著しくな
るため、５μｍ以上の皮膜厚をもった絶縁電線を得るこ
とは困難であった。

またこのようにして得られた絶縁電線は焼付の程度によ
って得られる皮膜の物性が著しく異な°るが、可とう性
を有するゲル皮膜の得られる焼付範囲がかなり狭いため
、製造工程上でのわずがな焼付温度の変化等により得ら
れる皮膜の物性が大きく変化してしまうという問題点を
有していた。

（ロ）発明の構成 （、）問題点を解決するための手段 本願発明者は上記の問題点を解決するため検討を行なっ
た。その結果一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（ただし式中、Ｍは金
属元素を、Ｒはアルキル基を、ｎは整数を示す）で示さ
れるアルコキシドを加水分解、脱水縮合せしめて得られ
る化合物と樹脂とを溶剤に溶解してなる塗料組成物を得
、さらにこれを導体上に直接あるいは他の絶縁物を介し
て塗布、焼付して絶縁電線を得ることにより問題点を解
決したものである。

一般式Ｍ（ＯＲ）ｎで示されるアルコキシドを加水分解
・脱水縮合せしめるためには、まずアルコキシドに、加
水分解に必要な水と反応触媒および溶剤を加え、ついで
、加水分解・脱水縮合反応を起こさせるため、この溶液
を加熱し、あるいは室温にて保持する。

本願発明に用いる一般式Ｍ（ＯＲ）ｎで示されるアルコ
キシドとしては、アルコール類の水酸基の水素を二価以
上の価数を有する金属で置換した化合物であることが必
要で、その中でも特にＢ、Ｍｇ。

Ａβ、　Ｓｉ　、Ｔｉ　、Ｚｒから選ばれる一種あるい
は二種以上のアルコキシド、すなわちトリメチルボレー
ト、トリエチルボレート、トリプロピルボレート、トリ
ブチルボレート、マグネシウムメトキシド、マグネシウ
ムエトキシド、マグネシウムプロポキシド、マグネシウ
ムブトキシド、トリメトキシアルミニウム、トリエトキ
シアルミニウム、トリプロポキシアルミニウム、トリブ
トキシアルミニウム、テトラメチルシリケート、テトラ
エチルシリケート、テトラプロピルシリケート、テトラ
ブチルシリケート、テトラメチルチタネート、テトラエ
チルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラブ
チルチタネート、テトラメチルジルコネート、テトラエ
チルジルコネート、テトラプロピルジルコネート、テト
ラブチルジルコネート等を用いることができる。

また使用される反応触媒としては無機および有機の酸あ
るいはアルカリがある。溶剤としてはメタノール、エタ
ノール、プロパツール等のアルコール類を使用すること
ができるが、添加する反応触媒により影響されないか、
またはそれと反応しないその他の溶剤もまた使用するこ
とができる。

ところがこの様にして得られた溶液からは、この液を単
に金属基板に塗布・焼付けして厚膜の塗膜を得ようとし
ても、得られた塗膜には亀裂が発生したり、基板との密
着性が悪く基板からの剥離が発生するのみであり５、密
着性の良好な、さらには可とう性の良好な塗膜は得られ
ない。この欠点を解決するため、本願発明では、アルコ
キシドを加水分解・脱水縮合せしめて得られる化合物に
樹脂を加える。

樹脂としては、用いる溶剤に溶解する樹脂であれば、ど
の様な樹脂でも使用することができるが得られる塗膜の
基板との密着性や塗膜の可とう性の点から、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、
ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラールから選ば
れる一種あるいは二種以上の樹脂が望ましい。また一般
式で示されるエポキシ樹脂から選ばれる一種あるいは二
種以上の樹脂もまた望ましいものである。

樹脂の添加量としては、アルコキシドを加水分解・脱水
縮合せしめて得られる化合物１００重量部に対して、１
０重量部以上がより好ましく、また１５０重量部以上の
添加は得られる塗膜の耐熱性が不十分となるためこれ以
下がより好ましい。ただしここで用いる化合物の重量は
、金属酸化物に換算して計算した値である。すなわち一
般式Ｍ（ＯＲ）ｎで示されるアルコキシドを使用する場
合ＭＯｎ／２の量として換算した値である。アルコキシ
ドを加水分解・脱水縮合せしめて得られる化合物と樹脂
とは、溶剤に溶解して用いる。この溶剤としては、アル
コキシドを加水分解・脱水縮合せしめて得られる化合物
と樹脂とをともに溶解させうるものであればよい。特に
アルコキシドを加水分解・脱水縮合せしめる際に用いる
溶剤を用いることは、塗料を製造する際には望ましい。

このようにして得られた塗料は導体上に直接あるいは、
他の絶縁物を介して塗布、焼付けて絶縁電線と成す。こ
の際使用する導体としては、融点及び耐酸化性の点から
ニッケルメッキを施した銅線が望ましい。

この様にして得られた絶縁電線は、そのままで用いるこ
ともできるが、絶縁電線の耐加工劣化性向上のため、さ
らに有機樹脂を主成分とする皮膜を形成することもまた
好ましい。ここでいう耐加工劣化性とは、絶縁電線を用
いてコイル成形や、捲線加工をする際、絶縁電線が受け
るダメージに耐えうる性能を言う。

有機樹脂としては、皮膜を形成しうる有機樹脂であれば
いかなるものでも用いることができるが、本願発明の塗
料と同様に塗布焼付にて皮膜を形成できる点で焼付タイ
プの有機塗料を用いることは好ましい。その中でも有機
樹脂の機械的特性・熱的特性の点からポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエステルが最
も好ましい。

（ｃ）実施例 以上述べた内容を実施例を用いて説明するが、本実施例
は、本願発明の説明のためのものであり、本願発明は実
施例の内容に限定されるものではない。なお、絶縁電線
の特性評価方法はＪＩＳｃ　ａｏｏａに従った。加熱後
破壊電圧（２ケ撚法）の測定は２ヶ撚りサンプルを４０
０℃の電気炉で１時間加熱した後の破壊電圧を測定した
ものである。

比較例１ エチルアルコール２７６ｇ（６モル）ニテトラエチルシ
リケート２０８ｇ　（１モル）と水５４ｇ（３モル）と
を溶解し、さらに６１％硝酸１．０８ｇ（０，０１モル
）を加えて８０℃にて５時間攪拌し反応させた。この溶
液を厚さ０．５順のニッケル板に塗布し、２００℃の恒
温槽で１時間乾燥させた。この操作を３回繰り返し、厚
さ一３μｍの塗膜を得た。この塗膜はクラックが発生し
、部分的に基板からの剥離が見られた。

また、この溶液を直径０．６ｍｍφのニッケルメッキ銅
線にソケルのメッキ厚は１０μｍ）に塗布、焼付を７回
くり返した。焼付には炉長３．６ｍの焼付炉を使用し、
線速１０ｍ／ｍｉｎで行なった。得られた皮膜の厚さは
３．５μｍであった。この絶縁電線の特性評価結果を表
２に示す。

実施例１〜１０ 比較例１で得られた溶液に対して表１に示した樹脂を添
加した溶液を作成し、比較例１を同様にニッケル板に塗
布・焼付けた。

表中、ＰＥＲとはアルコキシドから得られた溶液中のＳ
ｉｎｇの成分量１００重量部に対する各樹脂の重量部を
表わす。また用いた樹脂のうち、フェノキシはユニオン
カーバイト社製の高分子量エポキシ系樹脂の商品名であ
る。

得られた塗膜はすべて、外観が良好で密着性も良好であ
った。また塗膜のエンピッ硬度は、すべてＨ以上と良好
であった。この基板をさらに４００℃の電気炉で１時間
加熱した。

その結果、実施例１と実施例６の塗膜のみ、極くわずか
なりラックが観察されたが、剥離は発生していなかった
。またその他の実施例ではクラック・剥離ともに見られ
なかった。４００℃で加熱後の塗膜のエンピッ硬度では
、実施例２〜４および実施例７〜９がＨ以上であり良好
であった。

得られた結果を表１に示す。

また、これらの塗料組成物を比較例１と同様にニッケル
メッキ銅線に塗布、焼付した。得られた絶縁電線の特性
評価結果を表２に示す。

比較例２及び実施例１）〜２０ イソプロピルアルコール８６０ｇ　（６モル）、テトラ
ブチルシリケート２５６ｇ（０，８モル）、水５７．６
ｇ（３，８モル）、６１％硝酸０．８３　ｇ　（０，０
０８モル）を用いて比較例１と同様に反応させた溶液を
作成し、この溶液にさらに表３に示す樹脂を添加して比
較例１と同様にニッケル板に塗布・焼付けた。得られた
結果を表３に示す。これらの溶液を用いて比較例１と同
様、ニッケルメッキ銅線に塗布、焼付けた。

得られた絶縁電線の特性評価結果を表４に示す。

実施例２１ 実施例１８に用いた塗料を用いて比較例１と同様、ニッ
ケルメッキ銅線に塗布・焼付けた。この絶縁電線の上に
ポリイミドワニス（デュポン製、商品名パイロＭＬ）を
塗布焼付けた。得られた絶縁電線の特性評価結果を表３
に示す。

実施例２２ 実施例１８に用いた塗料を用いて比較例１と同様、ニッ
ケルメッキ銅線に塗布・焼付けた。この絶縁電線の上に
アミドイミドワニス、（日立化成製Ｈ１−４００）を塗
布焼付けた。得られた絶縁電線の特性評価結果を表３に
示す。

実施例２３ 実施例１３に用いた塗料を用いて比較例１と同様、ニッ
ケルメッキ銅線に塗布・焼付けた。この絶縁電線の上に
ポリイミドワニスを塗布焼付けた。

得られた絶縁電線の特性評価結果を表３に示す。

実施例２４ 比較例２に用いた塗料にポリビニルブチラール樹脂を２
０ＰＨＲ添加し、この塗料をニッケルメッキ銅線に塗布
・焼付けた。この絶縁電線の上にアミドイミドワニスを
塗布、焼付けた。得られた絶縁電線の特性評価結果を表
５に示す。

表　　　５ （ハ）発明の詳細 な説明した様にアルコキシドを加水分解・脱水縮合して
得られる化合物に樹脂を添加することにより、金属基板
との密着性が良い厚膜の塗膜が得られる。また導体との
密着性の良い皮膜を有する耐熱性の絶縁電線が得られ、
工業上極めて有用である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式Ｍ（ＯＲ）＿ｎ（ただし式中Ｍは金属元素
   を、Ｒはアルキル基を、ｎは整数を示す）で示されるア
   ルコキシドを加水分解、脱水縮合せしめて得られる化合
   物と樹脂とを溶剤に溶解してなることを特徴とする塗料
   組成物。
2. （２）金属元素ＭがＢ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ
   から選ばれる一種あるいは二種以上のアルコキシドであ
   る特許請求の範囲第（１）項記載の塗料組成物。
3. （３）樹脂が、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール
   、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタールおよび
   ポリビニルブチラールから選ばれる一種あるいは二種以
   上の樹脂である特許請求の範囲第（１）項記載の塗料組
   成物。
4. （４）樹脂が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし式中Ｒ’は−ＣＨ＿２−，▲数式、化学式、表等
   があります▼，−Ｓ−，▲数式、化学式、表等がありま
   す▼，▲数式、化学式、表等があります▼，−Ｏ−，−
   ＣＨ＿２−ＣＨ＿２から選ばれる基を示し、ｍは整数、
   また式中の芳香環にはハロゲン元素あるいはアルキル基
   が直接接合していてもよい。 で示されるエポキシ樹脂から、選ばれる一種あるいは二
   種以上の樹脂である特許請求の範囲第（１）項記載の塗
   料組成物。
5. （５）アルコキシドを加水分解・脱水縮合せしめて得ら
   れる化合物１００重量部（ただし金属酸化物換算）と樹
   脂１０〜１５０重量部とを溶剤に溶解してなる特許請求
   の範囲第（１）項記載の塗料組成物。
6. （６）特許請求の範囲第（１）項記載の塗料組成物を導
   体上に直接又は他の絶縁物を介して塗布、焼付けたこと
   を特徴とする絶縁電線。