JPH07320573A

JPH07320573A - 平角状超薄膜絶縁電線の製造方法

Info

Publication number: JPH07320573A
Application number: JP13500794A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Kuroki; 英隆黒木; Kenji Furuta; 堅司古田; Eiji Ishibashi; 英二石橋
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1995-12-08
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JP3086376B2

Abstract

(57)【要約】【目的】長時間の連続製造においてもその絶縁層にお
けるピンホール数が増加しにくく、初期の製造状態を長
期に持続できる平角状超薄膜絶縁電線の製造方法を得る
こと。【構成】平角状導体（１）の上に、濁度がtanθ値に
基づいて３．０以下のエポキシ・アクリル系水分散ワニ
ス（３）を電着後その電着層を焼付け処理（９）して、
前記平角状導体の平坦部において３．０μm以下の厚
さ、かつコーナー部において平坦部でのそれの１．１倍
以上の厚さの絶縁層を連続的に形成する平角状超薄膜絶
縁電線の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁特性に優れて電気
機器の小型化や軽量化等に有用な平角状超薄膜絶縁電線
を長期に安定して連続的に製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者らが属するグループは先に、平
角状導体の平坦部における厚さが３．０μm以下で、コ
ーナー部における厚さが平坦部でのそれの１．１倍以上
である超薄膜型の絶縁層を有する平角状超薄膜絶縁電線
を提案した（特開平３−２４１６０９号公報）。これは
コーナー部における必要厚の絶縁層の形成性を維持しつ
つ、絶縁膜全体の超薄膜化を実現して電気機器等の軽量
小型化等を可能にしたものである。

【０００３】前記において、絶縁丸線を圧延するのでは
残留応力やクラックの発生等で耐電圧や耐ヒートショッ
ク性等に劣る絶縁層となるため、その超薄膜型絶縁層の
形成をかかる問題を生じない電着焼付け方式で行うこと
を提案したが、その後の更なる研究で当該平角状超薄膜
絶縁電線を連続的に製造したときに、得られる絶縁層に
ピンホール数が徐々に増大して長時間の連続製造性の点
で難点のあることが判明した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、長時間の連
続製造においてもその絶縁層におけるピンホール数が増
加しにくく、初期の製造状態を長期に持続できる平角状
超薄膜絶縁電線の製造方法を得ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、平角状導体の
上に、濁度がtanθ値に基づいて３．０以下のエポキシ
・アクリル系水分散ワニスを電着後その電着層を焼付け
処理して、前記平角状導体の平坦部において３．０μm
以下の厚さ、かつコーナー部において平坦部でのそれの
１．１倍以上の厚さの絶縁層を連続的に形成することを
特徴とする平角状超薄膜絶縁電線の製造方法を提供する
ものである。

【０００６】

【実施態様の例示】平角状導体としては、厚さが５００
μm以下、就中１０〜２００μmの超薄物などが好ましく
用いられる。また製造方式としては、ピンホール数を１
００個／ｍ以下、就中７０個／ｍ以下、特に５０個／ｍ
以下に維持しつつ２０時間以上、就中５０時間以上の連
続方式などが採られる。

【０００７】

【作用】濁度がtanθ値に基づいて３．０以下のエポキ
シ・アクリル系水分散ワニスを用いる上記の方法によ
り、ピンホール数の少ない超薄膜の絶縁層を長時間にわ
たり連続的に安定して形成することができる。その理由
は不明であるが本発明者らは、電着では粒径の小さい樹
脂成分がその大きい電気泳動度に基づいて優先的に電着
されやすく、そのため水分散ワニスでは経時的に大粒径
の樹脂成分の割合が多くなるが、本発明における前記濁
度の水分散ワニスにおいてはその樹脂成分の粒径が従来
の当該tanθ値が５〜７のものに較べて平均的に小さ
く、これがため粒径の大きい樹脂成分に基づく、ピンホ
ールとなりやすい隙間が少ない電着層が形成されること
によると考えている。

【０００８】

【発明の構成要素の例示】本発明の製造方法は、平角状
導体の上に、濁度がtanθ値に基づいて３．０以下のエ
ポキシ・アクリル系水分散ワニスを電着後その電着層を
焼付け処理して、前記平角状導体の平坦部において３．
０μm以下の厚さ、かつコーナー部において平坦部での
それの１．１倍以上の厚さの絶縁層を連続的に形成して
平角状超薄膜絶縁電線を得るものである。その平角状超
薄膜絶縁電線を図２に例示した。１が平角状導体、１３
が絶縁層であり、１１がその平坦部、１２がそのコーナ
ー部である。

【０００９】平角状導体としては適宜な材質からなるも
のを用いてよい。好ましく用いうる平角状導体は良導電
性金属からなるものであり、その例としては通常の電気
銅、電気用アルミニウム、銅合金、銅クラッドアルミニ
ウム、ニッケルめっき銅などがあげられる。

【００１０】平角状導体の寸法は任意であるが、本発明
による超薄膜絶縁層の利点を活かす点よりは厚さが５０
０μm以下、就中１０〜２００μmの超薄型の平角状導体
が有利に用いられる。なお幅については使用目的に応じ
て適宜に決定してよいが、一般には０．１〜５mmとさ
れ、アスペクト比は１：３〜１：１００程度が一般的で
ある。

【００１１】平角状導体に対する絶縁層の付設は、水分
散ワニスの電着焼付け方式で行われる。これにより、平
角状導体のコーナー部に対する充分な厚さの絶縁層の形
成を実現しつつ、超薄膜型の絶縁層の形成が可能とな
る。溶液タイプのワニスでは、焼付け時に表面張力によ
りコーナー部の塗膜が流出して皮膜が残存しにくく、例
えば平坦部に皮膜を５μm厚で付着させても、コーナー
部の塗膜厚は実質上０となり、ピンホールがそのコーナ
ー部で多数発生する。

【００１２】前記の水分散ワニスとしては、濁度がtan
θ値に基づいて３．０以下、就中０．０１〜２．９５、
特に０．０２〜２．９のエポキシ・アクリル系水分散ワ
ニスが用いられる。これにより、ピンホール数（ＪＩＳ
Ｃ３００３に準拠した測定）を１００個／ｍ以下、
就中７０個／ｍ以下、特に５０個／ｍ以下に維持しつつ
２０時間以上、就中５０時間以上連続製造することも可
能になる。なお前記の濁度は、水分散ワニスにおける樹
脂成分のtanθ値に基づくものであり、そのtanθ値は、
例えば分子量分配測定装置（島津／コタキ社製、ＮＴ−
３）で調べることができる。かかるtanθ値と平均粒子
径との間には相関関係のあることが指摘されている。

【００１３】前記のエポキシ・アクリル系水分散ワニス
の種類については特に限定はなく、適宜なエポキシ基含
有のアクリル系樹脂からなる樹脂成分を、必要に応じ安
定剤等を用いて水に分散させたものなどが用いられる。
なお分散媒は、アルコール等の親水性溶媒を併用したも
のなどであってもよい。

【００１４】前記のエポキシ基含有のアクリル系樹脂の
例としては、ニトリル基等を有するアクリル系モノマー
からなる（ａ）成分と、エポキシ基を有するアクリル系
モノマーからなる（ｂ）成分と、前記の（ａ）成分又は
／及び（ｂ）成分における二重結合と反応しうる二重結
合を１個又は２個以上有する不飽和有機酸からなる
（ｃ）成分との少なくとも３種を用いてなる共重合体な
どがあげられる。

【００１５】前記（ａ）成分のアクリル系モノマーとし
ては、例えば一般式（ａ）：ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ¹）Ｒ²（た
だし、Ｒ¹は水素原子又はアルキル基、Ｒ²はニトリル
基、アルデヒド基又はカルボキシエステル基である。）
で表される化合物などがあげられる。

【００１６】前記（ｂ）成分のアクリル系モノマーとし
ては、例えば一般式（ｂ）：ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ³）Ｒ⁴（た
だし、Ｒ³、Ｒ⁴は水素原子、アルキル基、アミド基、Ｎ
−アルキルアミド基、アルキロール基、グリシジルエー
テル基又はグリシジルエステル基であり、かつＲ³、Ｒ⁴
の少なくとも一はグリシジルエーテル基又はグリシジル
エステル基である。）で表される化合物などがあげられ
る。

【００１７】共重合体の調製に際しては、（ａ）成分、
（ｂ）成分及び（ｃ）成分の各成分を１種又は２種以上
用いることができる。得られる絶縁層の耐熱性等の点よ
り好ましく用いうる成分は、前記の一般式（ａ），
（ｂ）におけるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴及び（ｃ）成分の不
飽和有機酸の炭素数が約３０以下、就中１５以下のもの
である。

【００１８】好ましく用いうる（ａ）成分の具体例とし
ては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、
アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸プロピル、アクロレインなどがあ
げられる。得られる絶縁層の耐熱性等の点より特に好ま
しい（ａ）成分は、合計炭素数が１５以下のものであ
る。

【００１９】好ましく用いうる（ｂ）成分の具体例とし
ては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ート、アリルグリシジルエーテルなどがあげられる。

【００２０】好ましく用いうる（ｃ）成分の具体例とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル
酢酸、α−エチルアクリル酸、β−メチルクロトン酸、
チグリン酸、２−ペンテン酸、２−ヘキセン酸、２−ヘ
プテン酸、２−オクテン酸、１０−ウンデセン酸、９−
オクタデセン酸、桂皮酸、アトロパ酸、α−ベンジルア
クリル酸、メチルアトロパ酸、２，４−ペンタジエン
酸、２，４−ヘキサジエン酸、２，４−ドデカンジエン
酸、９，１２−オクタデカジエン酸の如き一塩基酸、マ
レイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、メ
サコン酸、グルタコン酸、ムコン酸、ジヒドロムコン酸
の如き二塩基酸、１，２，４−ブテントリカルボン酸の
如き三塩基酸などがあげられる。特に好ましい（ｃ）成
分は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−エ
チルアクリル酸、マレイン酸、フマール酸などである。

【００２１】上記共重合体の調製は、例えば乳化重合方
式、溶液重合方式、懸濁重合方式等の公知重合方式によ
り適宜に行うことができる。その場合、（ａ）成分の使
用割合は、（ｂ）成分１モルあたり１〜２０モル、就中
２〜１０モル、特に４〜６モルが一般的である。また
（ｃ）成分の使用割合は、（ａ）成分と（ｂ）成分の合
計に基づく１モルあたり０．０１〜０．２モル、就中
０．０３〜０．１モルが一般的である。

【００２２】また上記の共重合体は、スチレンないしそ
の誘導体やジオレフィンの変性物などとして調製するこ
ともできる。スチレン誘導体としては、スチレンのフェ
ニル基がニトリル基、ニトロ基、水酸基、アミノ基、ビ
ニル基、フェニル基、ハロゲン原子、アルキル基、アラ
ルキル基、Ｎ−アルキルアミノ基等の１種又は２種以上
で置換されたものなどがあげられる。

【００２３】前記のハロゲン原子としては、塩素や臭素
などがあげられる。アルキル基としては、メチル基やエ
チル基、プロピル基やブチル基などがあげられる。アラ
ルキル基としては、ベンジル基やα−フェニルエーテ
ル、β−フェニルエーテルなどがあげられる。Ｎ−アル
キルアミノ基としては、Ｎ−メチルアミン、Ｎ−エチル
アミン、Ｎ−プロピルアミンなどがあげられる。

【００２４】前記変性用の好ましいスチレン誘導体とし
ては、メチルスチレン、エチルスチレン、ジビニルベン
ゼン、クロロスチレンなどがあげられる。また好ましい
ジオレフィンとしては、ブタジエン、ペンタジエン、メ
チル−ブタジエンなどがあげられる。

【００２５】変性物の調製は、例えば上記した共重合体
の調製に際して１種又は２種以上の変性剤を併用して共
重合させることにより行うことができる。その場合、変
性剤の使用割合は、（ａ）成分１モルあたりスチレンや
その誘導体では約２モル以下、ジオレフィンでは約１モ
ル以下とすることが好ましい。スチレンやその誘導体の
使用割合が過多の場合には得られる絶縁層が可撓性に乏
しい場合がある。またジオレフィンの使用割合が過多の
場合には得られる共重合体が軟化温度に乏しい場合があ
る。

【００２６】好ましく用いうるエポキシ・アクリル系水
分散ワニスは、乳化重合方式でエポキシ・アクリル系共
重合体を調製してなる乳化重合液や、エポキシ・アクリ
ル系共重合体を界面活性剤と共に水中に分散させたもの
であるが、その共重合体の重合度はtanθ値に基づく濁
度が３．０以下の水分散ワニスを得る点より、２．０以
下が好ましい。

【００２７】また水分散ワニスにおけるエポキシ・アク
リル系共重合体（樹脂成分）の濃度は、０．１〜１０重
量％、就中０．３〜５重量％が一般的である。その濃度
が０．１重量％未満ではピンホールが発生しやすくな
り、１０重量％を超えると良好な超薄膜を形成しにくく
なる。

【００２８】平角状超薄膜絶縁電線の製造は、平角状導
体をエポキシ・アクリル系水分散ワニス中に導入して電
着処理し、その電着層を焼付け処理することにより行う
ことができる。その製造工程例を図１に示した。

【００２９】図１において電着処理は、エポキシ・アク
リル系水分散ワニス３を収容する電着バス４内に配置し
た円筒状の陰極５内に、Ｄ．Ｃ電源（図示せず）の陽極
側に接続された平角状導体１をロール２を介して導入し
通過させる間に行われる。かかる操作により、陰極と平
角状導体（陽極）間の電位差に基づいてエポキシ・アク
リル系の樹脂成分が平角状導体上に厚さの均一性よく析
出する。

【００３０】電着条件は、形成目的の絶縁層の厚さなど
に応じて適宜に決定してよい。一般的な条件は、Ｄ．Ｃ
電圧５〜１００Ｖ、就中７〜７０Ｖ、電着時間０．０１
〜３０秒間、就中０．０３〜１５秒間、ワニス温度５〜
４０℃、就中１０〜３５℃である。その際、Ｄ．Ｃ電圧
にＡ．Ｃ電圧を重畳させることもできる。

【００３１】焼付け処理は、電着処理後、その電着層を
直ちに乾燥して行ってもよいし、乾燥前に電着層を有機
溶剤等で処理したのちに行うこともできる。図１の例で
はかかる有機溶剤等による処理を行うようになってい
る。この有機溶剤等による処理は、電着層中の樹脂成分
粒子同士を焼付け処理時に効果的に融合させて、ピンホ
ールのより少ない均一皮膜の形成を目的とする。

【００３２】有機溶剤等による処理は、電着層を形成し
た平角状導体を処理液中に浸漬する方式や、処理液の蒸
気やミスト中を通過させるなどの適宜な方式で行うこと
ができる。図１の例では、電着処理後の平角状導体を処
理液７を収容したバス６中に導入して通過させるように
なっている。

【００３３】前記の有機溶剤としては、平角状導体上に
おける乾燥・焼付け前の半硬化状態の、あるいはその状
態に至る前の電着層における樹脂成分を膨潤させうるも
の、好ましくは溶解させうるものが用いられる。

【００３４】その有機溶剤の具体例としては、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、
グリセリンの如き一価や多価のアルコール類、エチレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピ
ルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、
エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコ
ールジブチルエーテル、エーテルグリコールモノフェニ
ルエーテルの如きセロソルブ類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル
−２−ピロリドンの如き含窒素化合物類、ジメチルスル
ホキシドの如き含イオン溶剤類などがあげられる。好ま
しく用いうる有機溶剤は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどである。

【００３５】上記において本発明においては、電着バス
又は／及び処理液バスにおける平角状導体の出口部に、
例えばエアーワイパーやローラーワイパー等のワイピン
グ装置を設けて電着層上の過剰なワニスや処理液を除去
してもよい。かかる除去工程を設けることにより高速処
理の安定性の向上をはかることができる。すなわち高速
な電着処理等では、電着層上に付着した未電着のワニス
が焼付け工程にて発泡を生じさせる原因となって高速作
業を妨げることがあり、前記の除去工程を設けることで
かかる発泡現象を防止できて高速作業を安定に行うこと
ができる。ちなみに約５０ｍ／分以上の高速作業にても
発泡現象を安定して防止することが可能である。

【００３６】電着層の焼付け処理は、電着層を設けた平
角状導体を乾燥過程と焼付け過程に置くことにより行わ
れる。乾燥過程と焼付け過程は一連の加熱装置を介して
行うこともできるし、別個の加熱処置を介して行うこと
もできる。図１の例では後者の方式を採用しており、８
が乾燥装置、９が焼付け炉である。

【００３７】乾燥過程は、電着層中の水や処理液の蒸発
除去を目的とするものである。乾燥条件は、処理液によ
る処理の有無や処理液における有機溶剤の種類などに応
じて適宜に決定してよい。一般には、６０〜３００℃、
就中１００〜２５０℃の温度で乾燥処理される。

【００３８】前記の乾燥過程、あるいはその前段階にお
いて、液体の蒸発の促進、あるいは電着層を形成する樹
脂成分を半硬化状態ないし完全硬化状態にすることを目
的に水蒸気又は空気を混合した水蒸気中で高温処理、例
えば２００〜５００℃の温度による処理を加えることも
できる。かかる高温処理過程による場合は、有機溶剤に
よる処理を省略することも可能である。

【００３９】焼付け過程は、電着層を形成する樹脂成分
の硬化処理を目的とする。焼付け温度は、適宜に決定し
てよく一般には、２００〜７００℃、就中２５０〜６０
０℃である。

【００４０】上記により、図２に例示の如く平角状導体
１の平坦部において３．０μm以下、就中０．５〜３．
０μm、特に０．８〜２．０μmの厚さ（１１）、かつコ
ーナー部において平坦部でのそれの１．１倍以上の厚さ
（１２）の絶縁層１３を有する平角状超薄膜絶縁電線が
連続的に形成され、巻取り機１０に巻取られる。

【００４１】本発明の平角状超薄膜絶縁電線は、電気機
器等におけるコイル用巻線などとして種々の目的に用い
ることができる。その場合、本発明の平角状超薄膜絶縁
電線にあってはコイル巻作業の容易化等を目的に、絶縁
層の上に自己融着層を設けることもできる。その自己融
着層には絶縁機能や層厚の高度な均一性は要求されな
い。自己融着層の形成は、例えばワニスをディップ塗装
したのちフェルト等でワニス絞りする方式などの適宜な
方式で行うことができる。

【００４２】

【実施例】

実施例１幅６００μm、厚さ３０μmの銅製平角状導体を陽極側と
して線速３０ｍ／分で竪型炉からなる電着装置に導入
し、電着層を形成した。電着条件は、直径６cm、長さ３
０cmの銅円筒を陰極に用いて、極間距離３cm、電着電圧
Ｄ．Ｃ１５Ｖ、ワニス温度２０℃とした。

【００４３】エポキシ・アクリル系水分散ワニスには、
アクリロニトリル５モル、アクリル酸１モル、グリシジ
ルメタクリレート０．３モルをイオン交換水７６０ｇ、
ラウリル硫酸エステルソーダ７．５ｇ、過硫酸ソーダ
０．１３ｇと共にフラスコに入れて室温、窒素気流下１
５〜３０分間撹拌したのち、その混合物を５０〜６０℃
の温度で３時間反応させて得た乳化重合液を用いた。な
おその濁度は、tanθ値に基づいて１．０であった。

【００４４】次に電着層を設けた平角状導体を、Ｎ，Ｎ
−ジメチルホルムアミドの飽和蒸気で満たされた長さ１
ｍのチャンバーに導入して処理したのち２００℃で乾燥
させ、ついで４００℃で焼付け処理して、平坦部におけ
る絶縁層厚２μm、コーナー部における絶縁層厚２．２
μmの平角状超薄膜絶縁電線を５０時間連続的に得た。

【００４５】比較例１反応時間を４時間として得たエポキシ・アクリル系樹脂
からなる、濁度がtanθ値に基づいて６．０の水分散ワ
ニスを用いたほかは実施例１に準じて平角状超薄膜絶縁
電線を得た。

【００４６】評価試験実施例１、比較例で得た平角状超薄膜絶縁電線の絶縁層
における１ｍあたりのピンホール数をＪＩＳＣ３０
０３に準拠して測定した。なお測定対象は、製造開始部
分（０時間）、製造開始より１０時間、２０時間、及び
５０時間（製造終了部分）の各部分とした。

【００４７】前記の結果を表１に示した。なお数値は５
回の試験結果で現れたピンホール数の範囲を意味する。

【表１】

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、超薄膜の絶縁層におけ
るピンホール数が少ない初期の製造状態を持続しながら
長時間にわたり平角状超薄膜絶縁電線を連続的に安定し
て製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造工程例の説明図。

【図２】平角状超薄膜絶縁電線の例の拡大断面図。

【符号の説明】１：平角状導体１３：絶縁層１１：平坦部１２：コーナー部４：電着バス３：エポキシ・アクリル系水分散ワニス５：陰極８：乾燥装置９：焼付け炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平角状導体の上に、濁度がtanθ値に基
づいて３．０以下のエポキシ・アクリル系水分散ワニス
を電着後その電着層を焼付け処理して、前記平角状導体
の平坦部において３．０μm以下の厚さ、かつコーナー
部において平坦部でのそれの１．１倍以上の厚さの絶縁
層を連続的に形成することを特徴とする平角状超薄膜絶
縁電線の製造方法。