JPH01309208A - 絶縁材被覆複合電線 - 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】 本発明は、絶縁材を被覆した電線に関するものである。

［従来技術］ 従来より耐熱性、電気特性、耐湿熱性、機械特性などの
各特性をバランスよく兼ね備えたフィルムとして２軸配
向ＰＰＳフイルムが知られている。

また該フィルムを電気絶縁（１判として用いることも特
開昭５５−３５４５９公報で知られている。

また絶縁体被覆した導体からなる素線を複数本束ねた集
合体の外周にさらに薄葉状絶縁体を巻回被覆した構造の
電線（以下複合電線ということがある）も知られている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし耐熱性に優れた電線を得るべく、上記の投合電線
の外周の絶縁にＰＰＳフィルムを用いて、更に電気絶縁
性の安定化、特に交流の耐電圧を安定化し、かつ向上さ
せることを狙いにエポキシ樹脂などの樹脂で含浸すると
逆に交流の耐電圧が著しく低下するという問題点があっ
た。従って２軸配向ＰＰＳフイルムを用いた上記のケー
ブルやコイルの適用範囲が著しく制限されていた。

本発明は耐熱性、電気特性、機械特性などに優れた２軸
配向ＰＰＳフイルムを絶縁材とし、樹脂含浸しても交流
の耐電圧を低下させることのない絶縁材被覆複合電線を
提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、導体、および該導体を被覆するための絶縁材
からなる素線を複数本束ねた集合素線を、さらに２軸配
向ポリフェニレンスルフィドフィルムで被覆し、かつ樹
脂含浸してなる絶縁材被覆複合電線において、該２軸配
向ポリフェニレンスルフィドフィルムと該含浸樹脂の接
着力が３０ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする絶縁材
被覆複合電線である。

本発明で導体とは、電気を導きやすい物質で銅、鉄、ア
ルミニウムなどの金属が最も一般的である。

該導体の形状は特に限定されないが断面形状が円又は四
角形のものが最も一般的である。また太さは断面が円形
のものの場合、直径が２Ｍ〜８０ｍのものが好ましい。

断面が四角形の場合、−辺が１〜２０ｍの長方形が好ま
しい。長さについては特に限定されない。

本発明において素線に用いる絶縁材は特に問わないが耐
熱性のあるものが好ましい。例えば、ポリエステル、ポ
リフェニレンスルフィド、芳香族ポリイミド、フッ素系
などの樹脂、フィルムや絶縁紙、耐熱紙、マイカ−など
の単体又は複合体などがある。該絶縁材はチューブ被覆
、コーティング、巻回被覆などで導体を被覆している。

また更に別の樹脂で含浸されていてもよい。

２軸配向ＰＰＳフイルムを巻回被覆するのがより好まし
い。

また、本発明に用いられる２軸配向ポリフェニレンスル
フィドフィルム（以下、ＰＰ５−ＢＯと略称することが
おる。）とは、ポリ−ｐ−フェニレンスルフィドを主成
分とする樹脂組成物を、溶融成形してシー１〜状とし、
２軸延伸、熱処理してなるフィルムである。

また、該フィルムの厚さは、３〜２００ミクロンの範囲
が好ましい。

本発明においてポリ−ｐ−フェニレンスルフィドを主成
分とする樹脂組成物（以下、ＰＰＳ系組成物と略称する
ことがおる）とは、ポリ−ｐ−フェニレンスルフィドを
９０重量％以上含む組成物を言う。

ＰＰＳの含有量が９０重量％未満では、組成物としての
結晶性、熱転移度専が低くなり、該組成物からなるフィ
ルムの特長である耐熱性、寸法安定性、機械的特性等を
損なう。

該組成物中の残りの１０重但％未満はＰＰＳ以外のポリ
マ、ｖ！、機または有機のフィラー、滑剤、着色剤、紫
外線吸収剤などの添加物を含むことも、本発明の目的を
害しない範囲なら差し支えない。

該樹脂組成物の溶融粘度は、温度３００℃、せん断速度
２００１／ｓｅｃのもとで、５００〜１２０００ポイズ
（より好ましくは７００〜１００００ボイズ）の範囲が
フィルムの成形性の点で好ましい。

該樹脂組成物の溶融粘度は、最終的に１ｑられる２軸配
向ポリ−ｐ−フェニレンスルフィドフィルムの、溶融粘
度に等しい。

本発明においてポリ−ｐ−フェニレンスルフィド（以下
、ＰＰＳと略称することがおる）とは、繰り返し単位の
７０モル％以上（好ましくは８５モル％以上）が構造式
　→（）Ｓ÷　で示される溝成単位からなる重合体をい
う。係る成分が７０モル％未満ではポリマの結晶性、熱
転移温度等が低くなりＰＰＳを主成分とする樹脂組成物
からなるフィルムの特長である耐熱性、寸法安定性、機
械的特性を損なう。

繰り返し単位の３０モル％未満、好ましくは１５モル％
未満であれば共手合可能なスルフィド結合を含有する単
位が含まれていても差し支えない。

本発明の絶縁材被覆複合電線は、先に述べた素線を複数
本結束されたものの周りを２軸配向ＰＰＳフイルムで巻
回被覆される。

巻回被覆とは、該フィルムを適当な幅にスリットしテー
プ状のものを作成し、複数本結束された電線の周りにラ
セン状にラビングし、該電線が露出しない様に完全に買
い電気絶縁性を保てるようにすることでおる。該巻回被
覆は一般には％または月重ね巻きなどがあり、該巻回は
２回以上手ねることが電気絶縁性の信頼性のうえで好ま
しい。

本発明の絶縁材被覆複合電線は、上記の２軸配向ＰＰＳ
フイルムの巻回被覆に更に樹脂で含浸する。該樹脂とし
ては、エポギシ系、シリコン系、アクリル系、フェノー
ル系など熱硬化型の樹脂を例に挙げることができるがエ
ポキシ樹脂を用いるのが特に好ましい。また該樹脂に硬
化助剤、熱安定剤などの添加剤が含まれても差しつかえ
なく、むしろ好ましい。

更に含浸とは、上記のフィルムを被覆した導体のフィル
ム間、フィルムと導体間の空隙に樹脂を完全に浸透させ
、かつ完全に密着させて電気絶縁性を更に安定化させる
ために行なわれるものである。

本発明の絶縁材被覆複合電線において巻回被覆された２
軸配向ＰＰＳフイルムと含浸に用いられる樹脂との接着
力が３０９　／　ａｎ以上（好ましくは４０　ｇ／　ｃ
ｍ以上）でなければならない、ここで言う接着力とは、
引き剥し角度が９０度で剥離速度が２００ｍ／ｍｉｎで
測定した値をいう。該接着力が３　ＯＬ３／　ｃｍ未満
であると、樹脂含浸によって交流の耐電圧が逆に著しく
低下してしまう。

本発明の絶縁材被覆複合電線は、曲げられ種々の形に変
形されていてもよい。

次に本発明の絶縁材被覆複合電線の製造方法を述べる。

本発明に用いるＰＰＳは、硫化アルカリとパラジハロベ
ンピンとを極性溶媒中で高温高圧下に反応させて得られ
る。特に、硫化ナトリウムとバラジクロルベンゼンをＮ
−メヂルピロリドン等のアミド系高沸点極性溶媒中で反
応させるのが好ましい。

この場合、重合度を調整するために、力性アルカリ、カ
ルボン酸アルカリ金属塩等のいわゆる重合助剤を添加し
て、２３０〜２８０’Ｃで反応させるのが最も好ましい
。重合系内の圧力および重合時間は使用する助剤の種類
や量および所望する重合度等によって適宜決定する。得
られた粉状または粒状のポリマを、水または／および溶
媒で洗浄して、副製塩、重合助剤、未反応上ツマー等を
分離する。

このポリマを２軸配向フイルムに成形するには、押出機
により溶融された該樹脂を口金から定ω的に金属ドラム
の上にキャスティングし、急速冷却することによって無
配向、非晶状態のシートを得て、該シートを周知の方法
で２軸延伸、熱処理する。延伸は長手方向、幅方向とも
９０〜１１０’Ｃで３．０〜４．５倍の範囲でおこなう
。熱処理は２４０℃〜融点の範囲で、定長または１５％
以下の制限収縮下に１〜６０秒問おこなう。ざらに、該
フィルムの熱的寸法安定性を向上させるために、一方向
もしくは二方向にリラックスしてもよい。

複数本結束された電線の周りに上記の２軸配向ＰＰＳフ
イルムをラセン状にラビングする方法は、該フィルムを
例えば２０履幅にスリットしてテープ状のものを作成し
、該フィルムを該電線の周りに半分重ね巻き、月重ね巻
きなどの方法で巻回機などを用いて巻回被覆する。通常
は、上記の巻回被覆を２〜５重に重ねて行なわれる。

続いて行なわれる樹脂含浸は、エポキシ樹脂やシリコン
樹脂などの耐熱硬化型の樹脂を用いて行なわれる。上記
の樹脂に、硬化助剤や熱安定剤などを添加し、真空含浸
用の槽に入れ、続いて該樹脂の中に、複数本結束された
電線の周りに２軸配向ＰＰＳフイルムを巻回被覆したも
のを投入し、常温〜５０℃の範囲の温度で真空で脱気し
ながら含浸する。このようにして得られた樹脂含浸した
電線は、１００℃〜２００℃の範囲の温度で０゜５〜３
０時間の条件で熱硬化される。

更に該フィルムと含浸樹脂との接着性を向上させるため
、該フィルムの少なくとも片面にコロナ放電処理、プラ
ズマ処理などの電気的表面処理もしくはプライマーコー
ト処理が行なわれる。コロナ放電処理は、２０００　Ｊ
＃〜８０００　Ｊ／ｒｄの範囲の処理強度で行なうのが
好ましい。またプラズマ処理は、Ａｒ、Ｃｏ２．０２な
どのガス雰囲気で１．Ｏ丁ｏｒｒ以下の圧力で行なうの
が特に好ましい。またプライマーコート処理は、エポキ
シ系、アクリル系、シリコン系などの樹脂を用い、グラ
ビアロール法、リバースコータ法などの方法で塗布する
。塗布厚みは、０．１〜５．０μｍの範囲内が好ましい
。また上記の電気的表面処理、プライマーコート連節は
、２種以上の処理が組み合わせて行なわれてもよい。本
発明の目的を達成するには、プライマーコート処理が特
に好ましい。

［発明の効果］ 本発明の電線は、以上のような構成としたために２軸配
向ＰＰＳフイルムで被覆絶縁され、樹脂含浸した従来の
複合電線の欠点であった交流耐電圧の低下が解消し、無
含浸よりも高い交流耐電圧を有する電線となった。

［作用］ 本発明によって何故交流耐電圧の低下が防止され、逆に
向上するのか明確ではないが、ＰＰ５−ＢＯと含浸樹脂
との接着力が増すことによって、フィルム間でのコロナ
放電が発生しにくくなり、コロナ劣化による絶縁破壊が
防止されるためと考えられる。

［用途］ 本発明の電線は、電力、信号用ケーブルはもとより発電
殿、電動機、車輌用モーター、変圧器などのＦ種の絶縁
を必要とする機器のコイルなどにも用いることができる
。

また２軸配向ＰＰＳフイルムは、耐放射線性、極低温特
性に優れているので、核融合装置の核融合炉用コイルの
ような耐寒性、耐放射線性を必要とする部分にも適して
いる。

［１Ｓ性の測定方法及び評価の基Ｑ］ （１）接着力 複数本結束された電線の周りにＰＰ５−ＢＯを巻回被覆
し、樹脂含浸した電線より、ＰＰ５−８０１Ｊ（２層以
上重なった部分を取り出し、ショツパーを用いて接着力
を測定する。接着力の測定条件は、引き剥し角度が９０
度になるＪ：うにし、剥離速度は２０　ｏ＃／ｍｉｎ　
テ３５ル。

（２）　　交流耐電圧の測定 複数本結束された電線の周りにＰＰ５−ＢＯを巻回被覆
し、樹脂含浸した電線を３００ｍ長さに切断し、該リー
ンプルの中央にアルミ箔（１部μｍ厚〉を１００ｍ幅に
ラビングする。該電線の導体部とアルミ箔の間の耐電圧
を測定する。耐電圧の測定は、交流電源を用い７５０　
Ｖ／ｓｅｃの昇圧速度で行なう。

［実施例］ 次に本発明を実施例を挙げて詳細に説明する。

実施例１ （１）２軸配向ＰＰＳフイルムの準価 東し■製の“トレリナ″、タイプ３０００の５０μｍ厚
みの２軸配向ＰＰＳフイルムを用いた。

（ＰＰＳ−８０−１＞ また該フィルムの両面にコロナ処理を施しくＰＰＳ−８
０−２＞、下記の接着剤を塗布した。

接着剤：゛ハイソール”　Ｔ［５４０１固形分濃度４０
重量％（東し曲製） 主剤／硬化剤の混合比；％ 溶剤；メチルエチルケトン 上記の接着剤を固形分濃度２０重量％になるよう調整し
、グラビアロール法でＰＰ５−ＢＯ−２の両面に塗布し
た。乾燥条件は、１００’Ｃで３分間であり、コート厚
みは乾燥後で１．５μｍ／片面になるよう調整した。（
ＰＰＳ−ＢＯ−３）（２）　　電線（単線〉の作成 ４ｍ角の銅製の角棒（長さ３００ｍ＞を準備し、アセト
ンで洗浄した。

次にＰＰ５−ＢＯ−３を１５７１１１１１幅にスリット
し、上記の銅棒に半分重ねでラビングし、さらに該ラビ
ングを３回ｍねた。

（３）電線（複数本結束） ＰＰＳ−ＢＯ−３を２０ｍ幅にスリットし、テープ状の
ものを作成した。

次に上記（２）で作成した電線を４本束ね、ＰＰ５−Ｂ
Ｏ−３のテープを半分重ねでラビングし、ざらに該ラビ
ングを３回重ねた。

（４）樹脂含浸 含浸樹脂として下記のエポキシ樹脂を用いた。

エポキシ樹脂（“エピコート”８２８油化シエルエポキ
シ製＞１００部 酸無水物（”ＮＭＡ”ベトロケミカル製）７０部 ３級アミン（“ダイドクラール゛′１１Ｄ−八ＣＣ−４
３ペトロケミカル製　　３部 上記の組成物を３０’Ｃに保温しながら１時間攪拌混合
した。さらに真空にできるガラス管に上記のエポキシ樹
脂を投入した。

一方、（３）で作成したＰＰ５−ＢＯ−３をラビングし
た電線を１２０’Ｃの温度で２時間の熱処理をした後、
５０’Ｃまで降温し、上記のエポギシ樹脂の中に投入し
、真空５分間、放圧１０分間のサイクルを３回行なった
。このようにして得られた、樹脂含浸した電線は、８０
°Ｃで５時間、１２０’Ｃで２時間１６０’Ｃで５時間
の条件で含浸樹脂を熱硬化させた。

実施例２ （１）２輔配向ＰＰＳフイルムの準備 ＰＰ５−ＢＯ−２の両側に下記の接着剤を塗布した。

接着剤；“ケミッ］〜エポキシ”　ＴＥ５９２０固形分
濃度３０重量％（東し■製） 主剤／硬化剤の混合比：　１５／１００溶剤；メタノー
ル、トルエン、キシレン、メヂルセルソルブの混合溶剤 上記の樹脂組成物を固形分濃度２０重量％になるよう調
整し、グラビアロール法でＰＰ５−ＢＯ−２の両面に塗
布した。塗布条件は実施例１と同様である。（ＰＰＳ−
ＢＯ−４＞ （２）電線の作成及び樹脂含浸 ＰＰ５−ＢＯ−４を用いて、実施例１の条件で電線を作
成し、樹脂○浸した。

実施例３ （１）２軸配向ＰＰＳフイルムのγ１（備ＰＰＳ−８０
−２の両面に下記の樹脂組成物のプライマーコート処理
を行なった。

（八）アクリル樹脂（“コータックス”　ＬＫ７３０固
形分５固形９亢０ （Ｂ）エポキシ樹脂（“エピコート”８２８油化シエル
エポキシ製） 混合比（固形分）：Ａ／Ｂ＝１　５／１溶剤；トルエン
、イソプロピルアルコール上記の樹脂組成物を固形分濃
度３０重量％になるよう調整し、グラビアロール法でＰ
Ｐ５−ＢＯの両面に塗布した。乾燥条件は、１２０℃で
２分間であり、コート厚みは乾燥俊で１．５μｍ／片面
になるよう調整した。（ＰＰＳ−８０−５とする。） （２）電線の作成および樹脂含浸 ＰＰ５−ＢＯ−５を用いて、実施例１と同様の条件で電
線を作成し、樹脂含浸した。

比較例１，２の作成 実施例１の条件でＰＰ５−ＢＯ−１を導体の周りに巻回
被覆した電線を４本束ね、更にその周りにＰＰＳ−８０
−１を巻回被覆したもの（樹脂含浸する前のもの）を比
較例１とする。

次に比較例１を実施例１の条件で樹脂含浸したものを比
較例２とする。

実施例１〜３及び比較例１、２の評価結果を第１表に示
した。

評価の基準は比較例１の樹脂含浸前の交流耐電圧値とし
た。なぜならば、該サンプルの耐電圧を測定すると、電
圧の上昇とともにコロナが激しく発生し絶縁フィルムの
小なった部分から尾を引いたような絶縁破壊を生じる。

従って、実際の耐電圧は少なくとも該サンプル以上であ
ると考えられるからである。

次に比較例２を測定してみると、上記のサンプルの耐電
圧に比べ非常に低く、樹脂含浸によって耐電圧が著しく
低下するという従来の問題点がよくわかる。

一方、実施例１〜３の本発明の電線は、耐電圧の低下が
ないのみならず、更に向上しているのがわかる。また、
含浸樹脂と２軸配向ＰＰＳフイルムの接着力が３　０　
ｇ／　ｃｍ以上でないと本発明の目的が達成できないこ
ともよくわがる。

第１表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体および該導体を被覆するための絶縁材からな
   る素線を複数本束ねた集合素線を、さらに２軸配向ポリ
   フェニレンスルフィドフィルムで被覆し、かつ樹脂含浸
   してなる絶縁材被覆電線において、該２軸配向ポリフェ
   ニレンスルフィドフィルムと該含浸樹脂の接着力が３０
   ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする絶縁材被覆複合電
   線。