JPH0644417B2 - 熱硬化型自己融着性マグネットワイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自己融着性マグネットワイヤに関する。更に詳
しくは自己支持型コイル，例えばビデオテープレコーダ
ーやフロッピーデスクの駆動に用いられる小型フラット
モーターコイル（以下、フラットコイルと略記する）等
の寸法精度を要求されるコイルの巻線に好適な熱硬化型
自己融着性マグネットワイヤに関する。

〔従来の技術〕

導体上に絶縁皮膜を介して融着塗料を塗付焼付けした自
己融着性マグネットワイヤは、コイルに巻線後、加熱又
は溶剤処理をすることにより融着皮膜が溶解又は膨潤
し、線間相互を接着固化せしめ得ることから、比較的簡
単に自己支持型コイルを作ることが可能であり、フラッ
トコイル等の複雑な形状のコイル巻線に広く利用されて
いる。自己融着性マグネットワイヤは、線間を接着処理
する方法より、熱風接着型と溶剤接着型の二つに大別さ
れる。一般に、加熱により融着皮膜を溶融接着させる熱
風接着型にあっては、線材に吹付ける熱風温度に限界が
あり、熱軟化温度が120〜150℃程度の低融点樹脂融着皮
膜に限定されるため耐熱特性は低い。これに対し、自己
融着性マグネットワイヤの融着皮膜をメタノール，エタ
ノール等のアルコール系溶剤で溶解膨潤後接着する溶剤
接着型は、高融点の材料を使用でき、耐熱性の良好なコ
イルを製造することが可能である。

近年、上記フラットコイルの整列巻線に全自動コイル巻
線機が導入されたことにより、自己融着性マグネットワ
イヤの融着皮膜には耐熱特性に加えて仕上り寸法の許容
差が少なく、コイルの整列性に優れ、かつ寸法精度の高
い巻線性が要求されるようになってきている。

従来の溶剤接着型の自己融着性マグネットワイヤ用の融
着塗料は、アルコール可溶性ポリアミド樹脂に例えばビ
スフェノールＡ系ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂
を添加し、これをクレゾールを主成分とした有機溶剤に
溶解したものが多用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来の融着塗料を導体上に絶縁皮膜
を介して塗布焼付けした自己融着性マグネットワイヤ
は、全自動巻線機を用い、アルコールを塗布しながらフ
ラットコイルを整列巻線する場合、融着皮膜のアルコー
ル溶解性が良すぎるため、仕上り外径のばらつきが少な
い自己融着性マグネットワイヤであっても、アルコール
の塗布部で融着皮膜の一部が削られアルコール塗布後の
外径は不均一となり、乱巻されるコイルが発生し、従っ
てコイルの整列率は悪いものであった。

更に、アルコールにより膨潤，溶解した融着皮膜は前記
巻線機の治具に付着しやすく、治具汚れを発生させる欠
点があった。また、巻線直後のコイルは融着皮膜中に多
量のアルコールを含んでいるので変形しやすく、また、
このアルコールがコイル内部より揮発して強固な接着を
得るまでに時間を要するという欠点があった。

上記の欠点を解決するために、アルコール可溶性ポリア
ミド樹脂にビスフェノールＡ系ジグリシジルエーテル型
エポキシ樹脂とブロックイソシアネート化合物を添加し
た三成分から成る融着塗料が提案され、巻線機の治具汚
れの問題は一応解決した。しかしながら、この改良され
た自己融着性マグネットワイヤを使用しても依然として
巻線性が悪く、コイルの整列率は低いものであった。ま
た、巻線直後のコイルは多量のアルコールを含み膨潤し
ているため、外部からの力によって変形しやすく、また
アルコールが揮発した後のコイル寸法に変動を生ずると
いう問題点があった。

特にコイル巻線後、次工程でこのコイルをペースト半田
を用いて基板に半田付けするような熱処理工程を経る場
合は、更にコイルが熱変形し、巻線直後の寸法から著し
く外れてしまうという欠点があった。

本発明は、上記従来技術の有する課題を解決するために
為されたものであり、その目的とするところはフラット
コイルに巻線する際、巻線性及びコイルの整列率が良好
で、更に熱変形を起さないコイルが得られる熱硬化型自
己融着性マグネットワイヤを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は塗膜形成機能を有
する平均分子量30,000〜50,000のフェノキシ樹脂（以下
フェノキシ樹脂と略記する）100重量部に、エポキシ当
量450〜2,500のビスフェノールＡ系ジグリシジルエーテ
ル型エポキシ樹脂（以下ビスフェノールＡ系エポキシ樹
脂と略記する）10〜50重量部，エポキシ当量210〜250の
ノボラック型エポキシ樹脂（以下ノボラック型エポキシ
樹脂と略記する）10〜50重量部及びアミン系硬化剤２〜
５重量部を添加し、これを有機溶剤に溶解した融着塗料
を導体上に直接又は他の絶縁皮膜を介して塗付焼付け
て、アルコールに不溶で熱には溶融し更に熱硬化反応す
る第１融着皮膜を設け、更にこの第１融着皮膜の外周
に、アルコール可溶性ポリアミド樹脂100重量部に前記
ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂10〜50重量部及びブロ
ックイソシアネート化合物５〜15重量部を添加し、これ
を有機溶剤に溶解した融着塗料を塗布焼付けて、アルコ
ール可溶性の第２融着皮膜を設けた熱硬化型自己融着性
マグネットワイヤにある。

本発明の第１融着皮膜の主成分をなす塗膜形成機能を有
するフェノキシ樹脂は、平均分子量が30,000〜50,000の
フェノキシ樹脂であり、具体例としてフェノトートYP50
（東都化成社商品名），エピクロンEXA192（大日本イン
キ化学社商品名）等を挙げることができる。これらの熱
可塑性のフェノキシ樹脂を単独で用いた場合、融着皮膜
の耐熱性が劣り、巻線したコイルは熱変形を起しやす
い。そこで耐熱性を向上させるために熱硬化性樹脂の添
加が必要である。この樹脂としてはノボラック型エポキ
シ樹脂が用いられるが、ビスフェノールＡ系エポキシ樹
脂に比べ一分子当りの官能基数すなわちエポキシ基数が
多く反応性も高いので架橋密度の高い硬化物が得られ
る。具体例としては、エポトートYDCN220M,同YDCN220H,
同YDCN220HH（東都化成社商品名），ECN1273,ECN1280,E
CN1299（日本チバガイギー社商品名）等を挙げることが
できる。

ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂は架橋調整剤として添
加し、融着皮膜の可撓性が向上する。具体例としては、
エポトートYD-011,同YD-014,同YD-017（東都化成社商品
名），エピコート1001，同1004,同1007（油化シェルエ
ポキシ社商品名）等を挙げることができる。なお、エポ
キシ当量を450〜2.500に限定した理由は、エポキシ当量
が2,500を超えると熱硬化性が低下するためであり、ま
たエポキシ当量が450未満ではエポキシ樹脂の形状が半
固体状となって塗膜の指触乾燥性を悪化させるためであ
る。

また、アミン系硬化剤は上記エポキシ樹脂の硬化剤とし
て不可欠であり、具体例としては、デラミンCTU-100,同
T-100S（富士化成工業社商品名）等を挙げることができ
る。

前記フェノキシ樹脂100重量部に対するビスフェノール
Ａ系エポキシ樹脂の添加量を10〜50重量部，ノボラック
型エポキシ樹脂の添加量を10〜50重量部及びアミン系硬
化剤の添加量を２〜５重量部に限定した理由は、これら
の樹脂において、限定重量部未満では添加による前記の
効果が認められず、また、限定重量部を越えた場合は融
着皮膜の融着性を著しく阻害するためである。

本発明の第２融着皮膜の主成分をなすアルコール可溶性
エポキシ樹脂は、コイルの耐熱性を考慮して溶融温度が
180℃以上の、例えばウルトラミッド１Ｃ（独国ＢＡＳ
Ｆ社商品名）やアミランＣＭ4000，同ＣＭ4001（東レ社
商品名）等の高融点材料が用いられることが望ましい。
このアルコール可溶性ポリアミド樹脂に添加されるエポ
キシ当量450〜2,500のビスフェノールＡ系ジグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂は前記第１融着皮膜に用いられ
たビスフェノールＡ系エポキシ樹脂と同じ樹脂であり、
具体例も同じであるが、第２融着皮膜においては塗膜の
指触乾燥性の改良及び融着塗料の粘度調整のために添加
される樹脂である。なお、エポキシ当量を450〜2,500に
限定した理由は、エポキシ当量が2,500を超えるとアル
コール可溶性ポリアミド樹脂との相溶性が悪くなるため
であり、またエポキシ当量が450未満ではエポキシ樹脂
の形状が半固体状となって指触乾燥性を悪化させ、コイ
ル巻治具からの離型性を低下させるためである。ブロッ
クイソシアネート化合物は前記ビスフェノールＡ系エポ
キシ樹脂の架橋剤であり、具体例としては、ミリオネー
トＭＳ−50，コロネートＡＰステーブル（日本ポリウレ
タン社商品名）等を挙げることができる。

前記アルコール可溶性ポリアミド樹脂に対するビスフェ
ノールＡ系エポキシ樹脂の添加量を10〜50重量部及びブ
ロックイソシアネート化合物の添加量を５〜15重量部に
限定した理由は、これらの樹脂において、限定重量部未
満では添加による前記の効果が認められず、また、限定
重量部を越えた場合は融着皮膜の融着性を著しく阻害す
る為である。

〔作 用〕

前記アルコール可溶性ポリアミド樹脂を主成分とし、こ
れにエポキシ樹脂及びブロックイソシアネート化合物を
添加した三成分からなる融着塗料は、塗布焼付けされる
ことによりアルコール可溶性ポリアミド樹脂のマトリッ
クス中に低分子鎖のエポキシ樹脂が一定の比率で均一に
分布し、更にエポキシ樹脂の主鎖にある水酸基とブロッ
クイソシアネート化合物が反応するため、相互侵入型網
目構造の架橋を形成する。即ち、ブロックイソシアネー
ト化合物を架橋剤として使用することにより、分子間架
橋密度の大小を制御することができる。従って、ブロッ
クイソシアネート化合物の添加は、第２融着皮膜のアル
コールに対する膨潤度又は溶解度を適正な値に抑える作
用をする。

一般に、アルコール塗布によるフラットコイルの整列巻
線において、融着皮膜がアルコールに対して膨潤度又は
溶解度が良すぎる場合は、膨潤又は溶解した融着皮膜の
一部が巻き治具に付着したり、融着皮膜の外径も変動し
やすいため、コイル整列率は低下してしまう。また、逆
にアルコールに対する膨潤度又は溶解度が悪い場合に
は、線間の接着が不十分となり巻線ができなくなってし
まう。従って、第２融着皮膜はアルコール塗布によるフ
ラットコイルの整列巻線において、コイルの線間の接着
に必要な初期接着力を付与するものであり、更に巻き治
具の汚れを減少させ、コイルの整列率も上昇させる。

一方、第１融着皮膜はフェノキシ樹脂を主成分とし、こ
れにビスフェノールＡ系エポキシ樹脂，ノボラック型エ
ポキシ樹脂及びアミン系硬化剤を添加した融着皮膜から
なり、この融着皮膜はアルコールに不溶であるために、
アルコールを塗布しフラットコイルを巻線する工程では
膨潤，溶解せず、初期接着に寄与しないが、次工程のペ
ースト半田を用いてプリント基板にコイルを半田付けす
る際の熱処理において溶融し、コイルの線間を強固に融
着させた後、更に熱硬化反応により架橋が進行するの
で、コイルの耐熱性の向上に寄与する。本発明の融着皮
膜は、従来のアルコール可溶性融着皮膜の替りにアルコ
ールに不溶で熱には溶融し、さらに熱硬化反応する第１
融着皮膜とアルコール可溶性の第２融着皮膜を用いてい
るが、この第１融着皮膜の厚さと第２融着皮膜の厚さの
合計が従来の融着皮膜の厚さと同等であれば良く、従っ
て、融着皮膜全体からみればアルコールに膨潤，溶解す
る融着皮膜は少なくなるので、フラットコイル巻線工程
に於いてアルコール塗布時の融着皮膜の外径の変動が減
少し、コイルの整列率は上昇する。更に、巻線したコイ
ル中のアルコール含有率も減少するので、アルコール揮
発後又は熱処理後のコイルの寸法の変化を抑えることが
できる。

〔実施例〕

以下に本発明の内容を実施例及び比較例をあげて説明す
る。

融着塗料の調製 表Ｉは実施例１〜８，比較例１〜３の融着塗料の樹脂配
合組成表である。

フェノキシ樹脂を有機溶剤に溶解した25％溶液であるＹ
Ｐ50ＣＳ25Ｂ（東都化成社商品名）に、ビスフェノール
Ａ系エポキシ樹脂であるエピコート1007（油化シェルエ
ポキシ社商品名），ノボラック型エポキシ樹脂であるＥ
ＣＮ1299（日本チバガイギー社商品名）及びアミン系硬
化剤デラミンＣＴＵ−100（富士化成工業社商品名）を
表Ｉの配合組成で添加し、ｍ−クレゾール，キシロール
の混合溶剤に溶解して濃度20％の融着塗料（実施例−
Ｉ）を調製した。更に、アルコール可溶性ポリアミド樹
脂であるウルトラミッド１Ｃ（独国ＢＡＳＦ社商品名）
に、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂であるエピコート
1007及びブロックイソシアネート化合物であるミリオネ
ートＭＳ−５０（日本ポリウレタン社商品名）を表Ｉの
配合組成で添加し、ｍ−クレゾール，キシロールの混合
溶剤に溶解し、濃度14％の融着塗料（実施例−II）を調
製した。また、比較例の融着塗料としては、表Ｉの配合
組成で実施例−IIと同様にして濃度14％の融着塗料（比
較例−II）を調製した。

自己融着性マグネットワイヤの製造 実施例の熱硬化型自己融着性マグネットワイヤ及び比較
例の自己融着性マグネットワイヤの製造につき第１図を
用いて説明する。

実施例１〜８ 導体１として、導体径0.220mmの銅線上に６μｍ厚のポ
リエステル絶縁皮膜２を介して、まずフェノキシ樹脂を
主成分とする融着塗料（実施例−Ｉ）を仕上外径が0.24
0mmとなるように塗付焼付けて第１融着皮膜3aを設け、
次にこの外周にアルコール可溶性ポリアミド樹脂を主成
分とする融着塗料（実施例−II）を仕上外径が0.248mm
となるように塗布焼付けて第２融着皮膜3bを設け、融着
皮膜３として第１融着皮膜3a及び第２融着皮膜3bからな
る熱硬化型自己融着性マグネットワイヤを製造した。
（第１融着皮膜と第２融着皮膜の厚さの比は本実施例で
は５：５を目標に製造しているが、４：６〜６：４の範
囲であれば良い。） 比較例１〜３ 導体として、導体径0.220mmの銅線上に６μｍ厚のポリ
エステル絶縁皮膜を介して、アルコール可溶性ポリアミ
ド樹脂を主成分とする融着塗料（比較例−II）を、仕上
外径が0.248mmとなるように塗布焼付けし、自己融着性
マグネットワイヤを製造した。

これらの自己融着性マグネットワイヤをＪＩＳＣ3003
「エナメル銅線及びエナメルアルミニウム線試験方法」
に基づき試験を行ない、その結果を表IIに示した。

フラットコイルの巻線及び特性 単軸型全自動巻線機を使用し、実施例及び比較例の自己
融着性マグネットワイヤにエタノールを塗布しながら回
転数1,500r.p.mでフラットコイルの巻線を行なった。各
例につきフラットコイルを100個巻線し、コイルの整列
率，治具の汚れ及びコイルの熱変形等につき試験し、そ
の結果を表IIIに示した。コイルの整列率は次式により
算出した。

また、熱変形試験はコイルの巻線直後の厚さと200℃×1
0分熱処理後の厚さをマイクロメータで測定し、熱処理
後の値から巻線直後の値を引いて、その値が０又は−の
ときはコイルの膨れが無し（熱変形無し）と判定し、値
が＋のときはコイルの膨れが有り（熱変形有り）と判定
した。

〔発明の効果〕 本発明の熱硬化型自己融着性マグネットワイヤは、表II
Iに示す特性より明らかなように、従来の自己融着性マ
グネットワイヤと比較して整列率が良く、治具の汚れが
少なく、また、熱変形の少ないコイルが得られる。これ
は本発明の熱硬化型自己融着性マグネットワイヤが、フ
ェノキシ樹脂を主成分としたアルコールに不溶で熱には
溶融し更に熱硬化反応する第１融着皮膜とアルコール可
溶性ポリアミド樹脂を主成分としたアルコール可溶性の
第２融着皮膜から成る二重構造の融着皮膜を有するため
である。また、第２融着皮膜はアルコールの塗布による
巻線において線間の初期接着に寄与し、一方第１融着皮
膜はアルコールに対し膨潤又は溶解せず、巻線後の熱処
理により溶融して線間を強固に接着させた後、熱硬化反
応により架橋が進行するのでコイルの耐熱性の向上に寄
与する。融着皮膜のうちアルコールにより膨潤又は溶解
するのは第２融着皮膜だけなので、アルコール塗布時融
着皮膜の外径変動が減り、コイルの整列率及び巻線性が
極めて良好になり、フラットコイルの製造における生産
性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の熱硬化型自己融着性マグネットワイヤ
の一実施例を示す横断面図である。 １……導体，２……絶縁皮膜，３……融着皮膜，3a……
第１融着皮膜，3b……第２融着皮膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−31477（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−144089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−101520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−9881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−41723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−97911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−175207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−20916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−159640（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−135612（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−135613（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−34786（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−34787（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−43876（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−29735（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗膜形成機能を有する平均分子量30,000〜
   50,000のフェノキシ樹脂100重量部に、エポキシ当量450
   〜2,500のビスフェノールＡ系ジグリシジルエーテル型
   エポキシ樹脂10〜50重量部，エポキシ当量210〜250のノ
   ボラック型エポキシ樹脂10〜50重量部及びアミン系硬化
   剤２〜５重量部を添加し、これを有機溶剤に溶解した融
   着塗料を、導体上に直接又は他の絶縁皮膜を介して塗布
   焼付け、更にこの外周に、アルコール可溶性ポリアミド
   樹脂100重量部にエポキシ当量450〜2,500のビスフェノ
   ールＡ系ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂10〜50重
   量部及びブロックイソシアネート化合物５〜15重量部を
   添加し、これを有機溶剤に溶解した融着塗料を塗布焼付
   けたことを特徴とする熱硬化型自己融着性マグネットワ
   イヤ。