JPH0626164B2

JPH0626164B2 - 自己融着性絶縁電線及びそのコイル

Info

Publication number: JPH0626164B2
Application number: JP59099926A
Authority: JP
Inventors: 勇夫上岡; 正芳三宅; 雅昭福原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1984-05-17
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1994-04-06
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPS60243172A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明はモーター、変圧器、磁気コイルなどに利用され
るエナメル線に自己融着機能を付与した自己融着性絶縁
電線とそれより製造されるコイルに関するものである。

（従来技術とその問題点）従来、電気機器、通信機器などのコイル成形体は絶縁電
線を所定の形状に捲線した後、ワニス処理を行ない電線
相互間を接着・固化したものが用いられていたが、最近
では加熱又は溶剤処理のみでも電線相互間を融着固化で
きる自己融着性絶縁電線が含浸ワニス処理にかわって使
用されつつある。

自己融着性絶縁電線はエナメル線と絶縁層の上に熱可塑
性材料を主体とする自己融着層を設けたもので、電線を
コイル状に捲いた後もしくはコイル状に捲きながら加熱
又は溶剤処理をすると電線相互が固着し、コイルが得ら
れるので含浸ワニス処理を省略する事が出来、ユーザー
に対し、次のような多くの利点をもたらす。

含浸ワニス使用による公害、安全衛生の心配が無用と
なる。

通電加熱で代表されるようにコイルの成形サイクルが
早くなり、含浸ワニスも使用しないため製造コストが下
がる。

コイル形状の複雑なもの、含浸コイルが浸透しないも
のも固化可能である。

この為自己融着性絶縁電線の要求は大きくなるとともに
需要家の工程、使用条件に合う様、種々の特性を持った
材料の開発が望まれている。中でもテレビジョンなどに
使用されている偏向ヨークコイルはその特殊な形状とき
びしい寸法精度のため需要家より巻線メーカーに対し多
くの要求がなされてきた。

数年前は偏向角度の増大によりコイルの加熱変形の小さ
い事、高温（たとえば130℃程度）でも固着力を有する
事、コイル製造時、通電による加熱処理の際の自己融着
性材料の流動性がよい事が要求され、巻線メーカーは自
己融着性材料をポリビニルブチラールより共重合ナイロ
ンに変えて対応してきた。

最近ではコンピュータなどの発達にともない、より高精
度のCRTが要求され、偏向ヨークコイルは以前のものに
増して変形のないものが必要となってきた。現在の共重
合ナイロン系自己融着性材料は高温での固着力も強く、
流動性のよい材料ではあるが、材料自体はやわらかい。
この為共重合ナイロン系自己融着性絶縁電線を用いて偏
向ヨークコイルを作製すると、偏向ヨークコイル製作後
コイルのスプリングバック力によりコイルが若干変形し
てしまうといった欠点がある。現在の高精度のCRTの要
求に対しては上記の変形が問題となっている。

一方、自己融着性材料としてフェノキシを用いた自己融
着性絶縁電線が知られているが、これを用い偏向ヨーク
コイルを作成すると変形の少ないコイルが得られる。し
かしフエノキシは加熱処理の際材料の流動性が乏しいた
め共重合ナイロン系のものに比べ通電融着時に大電流を
必要としたり、通電時間を長くしなければ線間相互が充
分に固着したコイルは得られない。従がって、従来の共
重合ナイロン系を使用した時に比べ多重の熱エネルギー
を必要とし、コイルの製造コストが増加する。又、大電
流を長時間流す事によって絶縁層の熱劣化や電線間と短
絡が起こるという欠点も有った。

本発明者らは、これらの欠点を解消すべく鋭意検討の結
果、流動性については従来の共重合ナイロン系と同様に
良好であり、かつ、成形加工後の変形の小さい偏向ヨー
クコイルを製造可能な自己融着性絶縁電線を見い出し、
本発明に到達したものである。

最近電気機器がますます小型化し、高信頼性が要求され
るようになるとともに製造コストの低下も合せて望まれ
ている。

本発明の自己融着性絶縁電線は、材料が融着しやすく、
融着後の耐変形性、硬さに優れたもので単に偏向ヨーク
コイルのみではなく、他のコイルに対しても十分応用可
能なものである。

（発明の構成）本発明は、分子中に２個のエポキシ基を有する化合物
（Ａ成分）と分子中に２個のフエノール性ＯＨ基を有す
る化合物（Ｂ成分）を反応せしめて得られるポリヒドロ
キシエーテル類において、Ａ成分とＢ成分が下記化学式
(C)又は(D)で示される構造単位を有する化合物より成り、そのうち(C)で示される構造単
位を含む化合物を全体の２５重量％以上用いる事を特徴
とするポリヒドロキシエーテル類を主成分とする塗料を
導体上に直接あるいは他の絶縁物を介して塗布・焼付け
てなる自己融着性絶縁電線及びこれを用いて得られるコ
イルに関するものである。

本発明においては、分子中に２個のエポキシ基を有する
化合物（Ａ成分）と分子中に２個のフェノール性ＯＨ基
を有する化合物（Ｂ成分）を反応せしめて得られるポリ
ヒドロキシエーテル類の分子構造中に化学式を含む事が重要でる。現在ポリヒドオキシエーテル類で
自己融着性材料として使用されているフェノキシは以下
の化学式で示されるくり返し構造単位を有する。

これに対して本発明のように分子構造中に化学式を導入し例えば以下の化学式で示されるくり返し構造単位を有するポリヒドロキシエ
ーテルとするとCH_３基の減少した分だけ材料の流動性が
向上し融着しやすくなる。（CH_３基があると立体障害の
ため主鎖骨格の回転が悪くなり流動性が悪くなる。）しかし芳香族の密度は変わりないためフエノキシの優れ
た特性である材料の硬さ、融着後の耐変形性はフエノキ
シと大差なく、優れた自己融着材料となり、特に偏向ヨ
ークコイルに用いると最適である。

本発明において化学式で示される構造単位をポリヒドロキシエーテル中に導入
する方法は分子中に２個のエポキシ基を有する化合
物（Ａ成分）中に少なくとも一成分として導入分子
中に２個のフェノール基ＯＨ基を有する化合物（Ｂ成
分）中に少なくとも一成分として導入、のいずれでもよ
く、もちろん両方に導入してもよい。

分子中に２個のエポキシ基を有する化合物（Ａ成分）で
化学式で示される構造単位を含む代表的なものとしては下記の
一般式で示されるもので例えば大日本インキ化学工業社商品名
エピクロン830東都化成商品名エポトートYDF−170，190
等がある。

一方分子中に２個のフェノール性ＯＨ基を有する化合物
（Ｂ成分）で化学式で示される構造単位を含むものとしてはで示されるビス（ヒドロキシフェニル）メタンがある。

ここで本発明においては化学式で示される構造単位を含む化合物は得られるポリヒドロ
キシエーテルに対し２５重量％以上用いる事が必要であ
る。２５重量％に満たない場合には得られるポリヒドロ
キシエーテルの流動性改善の効果が少ない為、通電によ
る加熱融着の場合には、その効果が充分発揮されない為
である。

分子中に２個のエポキシ基を有する化合物（Ａ成分）の
うち化学式で示される構造単位を含まないものは化学式で示される構造単位を含み、それは次の一般式(1) で示されるエポキシ化合物を用いるのが、原料価格、入
手の容易さの点で好ましい。

具体的には、シエル化学社商品名エピコート＃828,834,
1001,1004,1007 ダウケミカル社商品名DER330,331,332,
337,557,660,661,662,664チバガイギー社商品名アラル
ダイト6004,6005,6010,6020,6030,6040,6060,6071,607
5,6084大日本インキ化学工業社商品名エピクロン840，8
50,860,1050,3050,4050 東都化成社商品名エポトートYD
−128,134,011,013,014等がある。

分子中に２個のフェノール性ＯＨ基を有する化合物（Ｂ
成分）のうち化学式で示される構造単位を含まないものは、化学式で示される構造単位を含み、次の化学式で示されるビス（ヒドロキシフェニル）プロパンを用い
るのが原料価格、入手の容易さの点で好ましい。

本発明でいうポリヒドロキシエーテル類とは分子中に２
個のフエノール性ＯＨ基を有する化合物（Ｂ成分）と分
子中に２個のフェノール性ＯＨ基を有する化合物より得
られるジエポキシサイド（Ａ成分）とを溶媒中又は無溶
媒で塩基性触媒の存在下反応させて得られるものであ
る。

反応は、Ａ成分のエポキシ基とＢ成分のフエノール性Ｏ
Ｈ基との当量比が0.95から1.05の範囲でより好ましくは
0.98から1.02の範囲で無溶媒又は次に示すような溶剤中
で行なう。

反応溶剤としては、酢酸セロソルブ、フエニルセロソル
ブ、セロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、
ブチルカルビトールなどで代表されるグリコールエーテ
ル類、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ア
セトフエノン、ベンゾフエノン等のケトン類、フルフラ
ール等のアルデヒド類、アセトニトリル、フエニルアセ
トニトリル、プロパンジニトリル、ベンゾニトリル等の
ニトリルや、ニトロベンゼン、１−クロロ−２−ニトロ
ベンゼン、１−クロロ−３−ニトロベンゼン等のニトロ
化合物ジメチルスルホキシド等のスルホキシド、シクロ
テトラメチレンスルホン等のスルホン類が挙げられる。

ただし、エポキシ基又はフェノール性ＯＨ基と反応する
ものや、副反応を起すものは、適当でないことはいうま
でもない。

反応触媒としては、ナトリウムフエノキシド、2.2−ビ
ス（４−ヒドロキシフエニル）プロパンのモノナトリウ
ム塩、4.4′−ジヒドロキシジフエニルスルホンのモノ
ナトリウム塩等のアルカリ金属フエノキシド、ナトリウ
ムメトキシド、ナトリウムエトキシド、等のアルカリ金
属アルコキシド、ナトリウムハイドライド、ナトリウム
ボロハイドライド等の金属水素化物、トリエチルアミ
ン、ｎ−プロピルアミン、iso−プロピルアミン、ｎ−
ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ｎ−ヘキシルアミ
ン、ｎ−オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、グア
ニジン、グアニジン誘導体、メチルアミン、メチルアミ
ン誘導体、エチルアミン、エチルアミン誘導体、ピペリ
ジン、ピペリジン誘導体ピロリドン、Ｎ−メチルピロリ
ドン、モルホリン、トリエチレンジアンミ、ヘキサメチ
レンジアミン、ピリジン、イミダゾール類、1.8−ジア
ザビシクロ〔5.4.0〕ウンデセン−７等の有機塩基、或
いは1.8−ジアザピシクロ〔5.4.0〕ウンデセン−７のフ
エノール塩、２−エチルヘキサン酸塩、オレイン酸塩等
を挙げることができる。触媒は、ビスフエノール類に対
して、0.01ないし10モル百分率の範囲で使用され、0.02
ないし５モル百分率が好ましい。

反応温度は、80℃から200℃の間が好ましいが、この範
囲外でも良く、必要ならば加圧下、溶媒の沸点以上の温
度で溶液反応を進行させることもできる。

ポリマーの重合奴は、ｍ・クレゾール中0.5ｇ／dlの濃
度で測定した還元比粘度〔ηsp/c〕が0.2〜1.0dl／ｇで
ある事が望ましい。還元比粘度が0.2以下であると電線
とした時、可とう性に乏しく１．０以上であると融着時
に流動性が乏しくなり融着性が悪くなる。

環境保護の為の排出有機溶剤規制や経済的理由等によ
り、高濃度塗料を得たい場合は、比較的低重合度として
おき、エポキシ基とフエノール性ＯＨ基が当量存在する
時は、そのまま、又いずれか一方が過剰の時は、過少分
をエポキシ基とフエノール性ＯＨ基が当量となる様に、
上記化学式で示される化合物と分子中に２個のフエノー
ル性ＯＨ基を有する化合物を塗料中に追加し、電線製造
の際の塗布、焼付時に更に反応を続け、高重合度とする
ことも可能であろう。

次に本発明のポリヒドロキシエーテル類を主成分とする
塗料にはポリエーテルサルホン樹脂、ポリサルホン樹
脂、フエノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフエ
ニレンオキサイド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタ
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニル
ホルマール樹脂、シリコン樹脂、フエノール樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂等を材料の流動性に悪い影響を与え
ない程度添加する事も可能であり、さらに可塑剤、シリ
コーン、低分子量ポリエチレン、界面活性剤、顔料、染
料、有機無機フイラー等の１つ又はそれ以上を適量添加
することにより、電線特性の多少の改善は可能であり、
これも本発明の範囲に含まれるものである。

本発明のポリヒドロキシエーテル類を主成分とする塗料
を製造するさい、塗料成分の溶剤、分散剤としては前述
の反応溶剤が使用でき、他にｍ−クレゾール、N.N−ジ
メチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、メチルエ
チルケトン、キシレン、ナフサ等も場合により溶解性、
粘度を調整するために使用できる。

本塗料は、いかなる濃度でも使用し得るが、５％ないし
95％の範囲が好ましく20％ないし80％の範囲が、より効
果的に使用される。

本塗料は、導体上に直接或いは、他の絶縁物を介して皮
膜に形成され、本発明の自己融着性絶縁電線が製造され
る。

皮膜の形成方法は、溶液或いは溶融状態の塗料を素線上
に塗布し、ダイ、フエルト等で膜厚を調節し、焼付炉、
又は凝固浴中で皮膜を形成乾燥させるか、又は溶媒を含
まない場合は、単に溶融塗料を塗布後冷却することによ
り行なわれるものである。

本発明の自己融着性絶縁電線の融着方法は加熱による融
着が好ましく、特に通電による加熱で融着され、融着後
の硬さの要求されるコイル、具体的には偏向ヨークコイ
ルに使用すると効果が大きい。

次に実施例により更に詳細に本発明を説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない。尚、以下
の実施例中の還元比粘度（ηsp/c）は得られた本発明の
ポリヒドロキシエーテル溶液をｍ−クレゾールで0.5ｇ
樹脂／100ml溶媒濃度に希釈し、３０℃で測定されたも
のである。

〔実施例１〕大日本インキ化学工業社商品名エピクロン830（以下エ
ピクロン830と略す。エポキシ当量173）173.0g，ビスフ
ェノールＡ（2.2−ビス（４−ヒドロキシジフエニル）
プロパン、試薬一級分子量228.3）114.1g，トリ−ｎ−
ブチルアミン（試薬一級分子量185.4）4.6g，ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル（以下ＤＭと略す）28
7gとを温度計、撹拌棒、冷却管を付けた丸底フラスコ中
で混合・溶解後温度を150℃に上昇させ１０時間反応さ
せた。反応終了後加熱を止めＤM を400ｇを加え樹脂分
３０％の黄カツ色透明溶液を得た。本樹脂の還元比粘度
（ηsp/c）は0.42であった。続いてエナメル線焼付炉に
て0.5mm径の銅線上にＨ種ポリエステルイミド（日触ス
ケネクタディ社製商品名イソミッドＬＶ）を７回本樹脂
溶液を３回ポリエステルイミド絶縁塗料の焼付条件で塗
布焼付し、自己融着性絶縁電線を得た。

本実施例の自己融着性絶縁電線の電線特性を表１に示し
た。

〔実施例２〕エピクロン830 173.0ｇ，ビスフェノールＦ（ビス（４
−ヒドロキシフェニル）メタン、分子量200.2）100.1
ｇ，トリ−ｎ−ブチルアミン4.6ｇＤＭ273ｇとを実施例
１と同じ方法で反応させた後、DM364gを加え、樹脂分３
０％の黄カツ色透明溶液を得た。本樹脂の還元比粘度
（ηsp/c）は0.39であった。続いて実施例１と同様にし
て自己融着性絶縁電線を得た。

〔実施例３〕シエル化学社製エポキシ樹脂商品名エピコート＃828
（エポキシ当量186以下エピコート＃828と略す）186.0
ｇ，ビスフェノールＦ100.1ｇ，トリ−ｎ−ブチルアミ
ン4.6g，DM286ｇとを実施例１と同じ方法で反応させた
後、DM381gを加え樹脂分30％の黄カツ色透明溶液を得
た。本樹脂の還元比粘度（ηsp/c）は0.36であった。続
いて実施例１と同様にして自己融着性絶縁電線を得た。
本実施例の自己融着性絶縁電線の電線特性を表１に示し
た。

〔実施例４〕エピクロン830 86.5ｇ，エピコート＃828 93.0ｇ，ビス
フェノールＡ114.1ｇ，トリ−ｎ−ブチルアミン4.6ｇ，
DM294gとを実施例１と同じ方法で反応させた後DM390ｇ
を加え、樹脂分３０％の黒色透明溶液を得た。本樹脂の
還元比粘度(ηsp/c)は0.44であった。続いて実施例１と
同様にして自己融着性絶縁電線を得た。

〔比較例１〕フエノキシ樹脂（ユニオンカーバイド社商品名フェノキ
シPKHH平均分子量約４万）300gをＤＭ700gに溶解させ樹
脂分30％の淡黄色透明溶液を得た。

続いて実施例１と同様にして自己融着性絶縁電線を得
た。

本比較例の自己融着性絶縁電線の電線特性を表１に示し
た。

〔比較例２〕還元比粘度(ηsp/c)が1.71である12−６の共重合ポリア
ミド(1)（該共重合ポリアミドを構成する１２−ナイロ
ン成分と６−ナイロン成分の重量組成比が８：２、以下
同じ）240grと還元比粘度が1.24である１２−６−６・
６（重量組成比１：１：１）の共重合ポリアミド(II)16
0grとを、フェノールとｍ−クレゾールの混合溶剤（重
量比で２：８）1200gr中で170℃×５時間加熱反応させ
て得られる重合体溶液を、キシロール750grで希釈し濃
度１７％、粘度（Ｂ型粘度計で測定、at30℃、以下同
じ）1640cps の均一透明な塗料を得た。

続いて実施例１と同様にして自己融着性絶縁電線を得
た。本比較例の自己融着性絶縁電線の電線特性を表１に
示した。

〔実施例５〕実施例１〜４、比較例１〜２で得た自己融着性絶縁電線
を直径５．０mmφのマンドレルに緊密に巻き付け125gr
の荷重下で所定の温度の恒温槽中に２０分間放置したも
のを試料とし、固着力をASTM−Ｄ2519に基づき測定し
た。

各実施例、比較例の自己融着性絶縁電線の融着温度と固
着力の関係を表２に示した。

〔実施例６〕実施例１〜４、比較例１〜２で得た自己融着性絶縁電線
を直径5.0mmφのマンドレルに緊密に175ターン巻き付け
荷重125grの荷重下で１０Ａの定電流を所定の時間通電
加熱した。

加熱により得たコイルを試料とし、固着力をASTM−D251
9 に基づき測定した。各実施例、比較例の自己融着性絶
縁電線の通電時間と固着力の関係を表３に示した。

〔実施例７〕実施例１〜４、比較例１〜２で得た自己融着性塗料のフ
イルムを200℃の恒温槽で２時間焼付ける事により作製
した。

各実施例、比較例のフイルムの弾性率温度特性を東洋ボ
ールドウイン社製動的粘弾性測定装置（バイブロン）に
より振動数11Hzで測定した。得られた弾性率温度特性を
表４に示した。

〔実施例８〕実施例１〜４、比較例１〜２で作製した自己融着性絶縁
電線を偏向ヨークコイル捲機でコイル捲し、偏向ヨーク
コイルを作製した。得た偏向ヨークコイルを平滑な板の
上に静置し、第２図に示すような偏向ヨークコイルと板
との間隙(△h：取り出し変形)を測定した。結果を表５
に示した。

尚、作製した偏向ヨークコイルを第１図に示した。ａ、
ｂ、ｃはそれぞれ４０mm、９０mm、６０mmの大きさであ
った。

（発明の効果）表２、３より本発明の自己融着絶縁電線はフエノキシ、
共重合ナイロン系より低温で融着可能であり、共重合ナ
イロン系とほぼ同程度の時間で通電融着可能である事が
判る。又表４に示される如く室温より９０℃まで共重合
ナイロン系のものより硬く、室温より７０℃までフエノ
キシのものとほぼ同等の硬さである。実際に偏向ヨーク
コイルを製作した時、表５に示されているようにコイル
の変形量が現行共重合ナイロン系のものより少ない。従
って本発明の自己融着性絶縁電線は高精度のCRTに使用
する変形の少ない偏向ヨークコイル用に好適である。当
然他の加熱融着により製作されるコイルに対しても応用
可能であり、新規な自己融着性絶縁電線として、その工
業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明にかかわる偏向ヨークコイル
である。第１図は偏向ヨークコイルの概略を示したもので本コイ
ルは図中のａ、ｂ、ｃがそれぞれ40mm、９０mm、６０mm
の大きさのものである。第２図は取り出し変形量(△h)を図示したものである。 1.偏向ヨークコイル、2.平滑な板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子中に２個のエポキシ基を有する化合物
（Ａ成分）と分子中に２個のフエノール性ＯＨ基を有す
る化合物（Ｂ成分）を反応せしめて得られるポリヒドロ
キシエーテル類において、Ａ成分とＢ成分が下記化学式
(C)又は(D)で示される構造単位を有する化合物より成り、そのうち(C)で示される構造単
位を含む化合物を全体の２５重量％以上用いる事を特徴
とするポリヒドロキシエーテル類を主成分とする塗料を
導体上に直接あるいは、他の絶縁物を介して塗布・焼付
けてなる自己融着性絶縁電線。
【請求項２】Ａ成分中に化学式で示される構造単位を有する化合物として次の化学式（ｎは０〜10までの整数）で示される化合物を用いる特許請求範囲第１項記載の自
己融着性絶縁電線。
【請求項３】Ｂ成分中に化学式で示される構造単位を有する化合物として次の化学式で示される化合物を用いる特許請求範囲第１項記載の自
己融着性絶縁電線。
【請求項４】Ａ成分のエポキシ基とＢ成分のフエノール
性OH基との当量比が0.95から1.05の範囲であり反応せし
めて得られるポリヒドロキシエーテルの重合度が還元比
粘度で0.2〜1.0dl/ｇである特許請求範囲第１項記載の
自己融着性絶縁電線。
【請求項５】分子中に２個のエポキシ基を有する化合物
（Ａ成分）と分子中に２個のフエノール性ＯＨ基を有す
る化合物（Ｂ成分）を反応せしめ得られるポリヒドロキ
シエーテル類において、Ａ成分とＢ成分が下記化学式
(C)、(D)で示される構造単位を有する化合物より成り、そのうち(C)で示される構造単位を含む化合物を
全体の２５重量％以上用いる事を特徴とするポリヒドロ
キシエーテル類を主成分とする塗料を導体上に直接ある
いは他の絶縁物を介して塗布・焼付けてなる自己融着性
絶縁電線を用い加熱融着により製造されるコイル。
【請求項６】通電による加熱融着により製造される特許
請求範囲第(5)項記載のコイル。
【請求項７】コイルが偏向ヨークコイルである特許請求
範囲第(6)項記載のコイル。