JPH03201312A - 耐熱絶縁電線 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、耐熱絶縁電線に関し、特に、高温の環境下
で用いられる絶縁電線などに関する。

［従来の技術］ 従来から、加熱設備や火災報知機などの高温下における
安全性が要求される設備や自動車内の高温度まで加熱さ
れる環境においては、ポリイミドやフッ素系樹脂等の耐
熱性有機樹脂が導体に被覆された絶縁電線が使用されて
いる。

また従来、特に高い耐熱性が要求される場合においては
、セラミックス製のがイシ管に導体が通された型式の絶
縁電線や、酸化マグネシウムなどの金属酸化物微粒子が
詰められたステンレス合金等からなる耐熱合金製の管に
導体が通された型式％式％ ａｔｅｄ　　Ｃａｂｌｅ）、および、アルミニウム合金
の線材に陽極酸化処理を施した、いわゆるアルマイト電
線が用いられている。

さらに、金属アルコキシドや金属有機酸塩などセラミッ
クス化可能な材料を用い、導体の周囲にセラミックス膜
を形成させた絶縁電線も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の耐熱性有機樹脂が導体に被覆された絶縁電線では
、絶縁性を保持できる温度が、高々３゜Ｏ℃程度である
。したがって、さらに高い温度でも絶縁性が要求される
用途には、このような絶縁電線を使用することはできな
かった。

一方、前述のセラミックス製のガイシ管に導体が通され
た型式の絶縁電線は、高温でも絶縁性を保持てきるが、
可撓性に乏しいという欠点を有していた。

また前述のＭｌケーブルは、高温でも絶縁性を保持でき
、上記セラミックス製のガイシ管に導体が通された型式
のものに比べ可撓性を有するが、大きな曲率で曲げ加工
する場合に困難さが伴っていた。

また、前述のアルマイト電線は、高温でも絶縁性を保持
でき、ある程度の可撓性も有している。

しかし、電線に用いられる導体がアルミニウムー種に限
定されるので、電線の用途が限定されていた。

さらに、前述の導体の周囲にセラミックス層を形成させ
た絶縁電線は、セラミックス層が単層で層の厚さが薄い
場合が多く、可撓性は良好であっても、絶縁破壊電圧を
高くすることが困難であるという問題があった。

そこで、この発明の目的は、上記の問題点を解消し、以
下の性質を備えた絶縁電線を提供するものである。

（ａ）　　高温でも絶縁性を保持できること。

（ｂ）　　可撓性に優れていること。

（ｃ）　　多種の導体を用いることができること。

（ｄ）　　高い絶縁破壊電圧を有すること。

［課題を解決するための手段］ この発明の絶縁電線は、導体と、前記導体の周囲に形成
されるセラミックス層と、前記セラミックス層の周囲に
形成されるセラミックス前駆体のゲル状態の絶縁層とを
備えている。

ここでいうゲル状態とは、主としてゾル−ゲル法や有機
酸塩熱分解法等で生成する熱処理によりセラミックスに
変化する前駆状態の一種である。

たとえば、ゾル−ゲル法で生成されるゾル溶液は、金属
アルコキシド等の加水分解可能な有機基を有する化合物
の加水分解反応および脱水綜合反応により生成した、ア
ルコキシド基、ヒドロキシ基、メタロキサン結合を有す
る金属の有機化合物高分子であるセラミックス前駆体、
溶媒であるアルコール等の有機溶媒や、原料の金属アル
コキシドおよび加水分解反応に必要な少量の水と触媒が
含まれている。このゾル溶液は縮合反応の進行および溶
媒等の押売に伴いメタロキサン結合が戊長し液体状態か
ら、寒天状のゲル状態に進行する。このゲル状態では、
メタロキサン結合からなる空隙を持つ網目描込中に有機
物質や水等が保持された構ｊムをとり、３次元的な構造
が完成されていない可撓性の優れた状態になる。またゲ
ル状態への進行は、加熱の必要はないが、加熱によりゲ
ル状態の進行は加速される。ゲルは、加熱等により網目
横進の空隙に有機物質や水分等をほとんど含まない状態
となり、いわゆるキセロゲルと呼ばれるものとなり、さ
らに加熱を行なうことによりヒドロキシ基の縮合、メタ
ロキサン結合が戊長し最終的にはセラミックスに変化す
る。

また、より可撓性の優れたものとして、前記ゲル状態の
絶縁層が外側になるにつれて、よりセラミックス化の程
度が低いゲル状態である耐熱絶縁電線が挙げられる。

また、より高い絶縁破壊電圧を有するものとして、前記
ゲル状態の絶縁層が、セラミックス粒子を含む耐熱絶縁
電線が挙げられる。

さらに、前記セラミックス層が、金属アルコキシドの縮
合反応もしくは、金属有機酸塩の熱分解反応で形成され
たものは、より均質な絶縁層を有する耐熱絶縁電線であ
る。

さらにまた、前記セラミックス粒子がマイカであれば、
より高い絶縁破壊電圧および可撓性を有する耐熱絶縁電
線となる。

なお、導体としては、導電性を有すれば、特に限定され
るものではない。たとえば、ニッケル等の耐高温酸化性
に優れためっき処理を周囲に施したものや、絶縁層の密
着性の改善のために前処理や表面加工を丈施したもので
もよい。

［作用］ この発明の絶縁電線は、導体の周囲にセラミックスおよ
びゲル状の無機質の絶縁層を備えているので、耐熱性有
機樹脂を被覆した絶縁電線に比べ、高温でも絶縁性を保
持することができる。

この発明の絶縁電線では、導体の周囲に形成されるセラ
ミックス層は、１〜１０μｍの厚さに留めておくのがよ
い。なぜならば、導体の周囲に形成されるセラミックス
層が厚くなりすぎると、得られた絶縁電線の可撓性が損
なわれるからである。

この発明では、セラミックス層の周囲に、可撓性の優れ
たセラミックス前駆体のゲル状態の厚い絶縁層を形成さ
せることによって、可撓性の優れた高い絶縁破壊電圧を
有する絶縁電線を得ている。

なお、セラミックス前駆体のゲル状態の絶縁層のみを導
体の周囲に形成させた場合、この絶縁層は、極端な加熱
条件に置かれると導体との密着性が低下し、高い絶縁性
を保持できなくなるおそれが生じる。これに対し、前記
セラミックス層は、導体との密着性に優れ、ゲル状態の
絶縁層と相俟って、高い絶縁性を獲得、保持することが
できる。

また、ゲル状態の絶縁層を形成させる際、層を数回に分
けて重ねていき、層の外側はどよりセラミックス化の程
度が低くなるように調製すれば、急激な構造変化がなく
、より優れた可撓性を有する絶縁電線を得ることができ
る。

さらに、ゲル状態の絶縁層にセラミックス粒子を３何さ
せることで、層を厚くでき、より高い絶縁破壊電圧を有
する絶縁電線を得ることができる。

さらにまた、前記セラミックス粒子がマイカであれば、
絶縁電線の有する絶縁破壊電圧をより高くすることがで
きる。

一方、前述のセラミックス層および／またはゲル状態の
絶縁層は、Ｓ　ｌ　％　Ａ　Ｑ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｔ１など
のアルキコシドや有機酸塩を材料とし、これらの溶液を
導体や、セラミックス層の周囲に塗布し、焼付けによっ
て形成させることができる。

このようにして絶縁層を形成させると、均質なものを得
ることができる。

［実施例］ （実施例１） 直径１ｍｍのニッケルクラッド軟銅線の表面をエツチン
グ処理したものを導体として用いた。

シリコンアルコキシド２モル％、水１０モル％、エチル
アルコール８７．９２モル％、および硝酸０．０８モル
％の混合溶液を前述の導体に塗布した後、温度５００℃
において２０〜３０分間焼付けを行なった。この操作を
繰返すことにより、有機成分をほとんど含有しない、厚
さ３μｍのセラミックス層を導体の周囲に形成させた。

さらに、セラミックス層の周囲に、上述したシリコンア
ルコキシド、水、エチルアルコール、硝酸およびシリコ
ンアルコキシドに対し１０分の１当量のホルムアルデヒ
ドからなる溶液を塗布し、温度１５０℃において１０分
間焼付けを行なった。

この反応は、前述したセラミックス層形成反応より、反
応系の重量減少率が約半分に抑えられたものであった。

この結果、厚さ２５μｍのゲル状態の絶縁層が得られた
。

以上のようにして得られた絶縁電線は、６００℃の温度
で３０分保持しても絶縁性は維持されており、高温でも
絶縁性を保持できるものであった。

また、この絶縁電線を曲率５ｍｍＲで曲げ加工を行なっ
たが、絶縁性は損なわれなかった。したがって、優れた
可撓性を有していると言える。

さらに、この絶縁電線の絶縁破壊電圧を測定したところ
６００Ｖ以上であり、高い絶縁破壊電圧を有していた。

第１図は、得られた絶縁電線の断面図である。

銅１１の周囲にニッケルめっき層１２が形成された導体
の周囲に、セラミックス層１３が形成されている。さら
に、セラミックス層］３の周囲に、ゲル状態の絶縁層１
４が形成されている。

（実施例２） 直径２ｍｍのニッケルめっき軟銅線を導体として用いた
。

オクタン酸シリケートトルエン２０モル％溶液を前述の
導体に塗布した後、温度５００℃において３０分間焼付
けを行なった。この操作を繰返すことにより、厚さ５μ
ｍのセラミックス層を導体の周囲に形成させた。

シリコンエトキシド７モル９６、ジルコニウムブトキシ
ド１モル％、水８モル％、およびイソプロピルアルコー
ル８４モル％の混合溶液を調製した。

前記混合溶液１０部に対し、約０．　３μｍ大の酸化ア
ルミニウムの粒子３部混合した。

このようにして、酸化アルミニウムを混合した液を前述
した導体の周囲に塗布し、２００℃の温度で連続的に、
焼付けを行なった。以上のようにして、セラミックス層
の周囲に、酸化アルミニウム粒子の含有されるゲル状態
の絶縁層を形成させることができた。

第２図は、以上のようにして得られた絶縁電線の断面図
である。

銅２１の周囲にニッケル層２２の形成された導体の周囲
に、セラミックス層２３が形成されている。さらに、セ
ラミックス層２３の周囲に、酸化アルミニウム粒子２４
の含有するゲル状態の絶縁層２５が形成されている。

このようにして得られた絶縁電線は、曲率２０ｍｍＲの
曲げ加工に対して、絶縁性を保持しており、良好な可撓
性を有していた。

また、この絶縁電線は、１２００Ｖ以上の絶縁破壊電圧
を有していた。

さらに、この絶縁電線について、３００℃の温度で１０
０時間保持する耐熱テストおよび６００℃の温度で３０
分間保持する過昇温テストを行なったが、絶縁性が損な
われることがなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、多種の導体を用いて
、高温でも絶縁性を保持でき、可撓性に優れ、高い絶縁
破壊電圧を有する耐熱絶縁電線を提１共すること力（で
きる。

したがって、この発明は特に耐熱性や不燃性を備え、１
０００Ｖ程度の耐電圧が必要な絶縁電線にａ用である。

さらに、耐熱性を必要としたフレキシブルプリント回路
にもこの発明を応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この発明の絶縁電線の一例を示す断
曲図である。 図において、１１は銅、１２はニッケルめっき層、１３
はセラミックス層、１４はゲル状態の絶縁層、２１は銅
、２２はニッケル層、２３はセラミックス層、２４は酸
化アルミニウム粒子、２５はゲル状態の絶縁層を示す。 第１図 １１：銅 １２：ニッケルめっき層 １３：セラミックス層 １４ニゲル状態の絶縁層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体と、 前記導体の周囲に形成されるセラミックス層と、前記セ
   ラミックス層の周囲に形成されるセラミックス前駆体の
   ゲル状態の絶縁層とを備える耐熱絶縁電線。
2. （２）前記ゲル状態の絶縁層が外側になるにつれて、よ
   りセラミックス化の程度が低いゲル状態である請求項１
   記載の耐熱絶縁電線。
3. （３）前記ゲル状態の絶縁層が、セラミックス粒子を含
   む請求項１または２記載の耐熱絶縁電線。
4. （４）前記セラミックス層および／または前記ゲル状態
   の絶縁層が、アルコキシドの縮合反応もしくは、金属有
   機酸塩の熱分解反応で形成されるものである、請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の耐熱絶縁電線。
5. （５）前記セラミックス粒子が、マイカである請求項３
   または４記載の耐熱絶縁電線。