JPH08155388A

JPH08155388A - 耐熱塗装材および耐熱絶縁電線

Info

Publication number: JPH08155388A
Application number: JP6297281A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Takeuchi; 健三武内; Yasuo Takahashi; 保夫高橋
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】セラミック被膜に匹敵する優れた耐熱性を有
し、しかも可とう性や絶縁性などの特性の良好な耐熱塗
膜を有する耐熱塗装材および耐熱絶縁電線を提供する。【構成】基材または導体４上に、有機酸の金属塩、金
属アルコレート、金属キレート、金属アシレートなどの
有機金属化合物の熱分解により形成された金属酸化物を
主体とするセラミック層２を設け、その上に、シリコー
ン樹脂やポリボロシロキサン樹脂などの無機ポリマー系
塗料の塗布焼付層３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れ、かつ、
可とう性の良好な耐熱塗膜を具備した耐熱塗装材および
耐熱絶縁電線に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、耐熱性に優れた塗料として、
シリコーン樹脂（ポリオルガノシロキサン）、ポリボロ
シロキサン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹脂などの無
機ポリマーを結合剤として用いたものが知られており、
このような耐熱性塗料を鋼板上に塗布焼付けて耐熱塗膜
を形成したものが耐熱塗装板として、また、導体上に塗
布焼付けて耐熱性の絶縁被膜を形成したものが耐熱絶縁
電線として使用されるなど、様々な用途に使用されてい
る。しかしながら、上記耐熱性塗料により形成される塗
膜は、初期において優れた可とう性や絶縁性などを示す
ものの、使用時に高温で加熱されると、ポリマー成分が
熱分解して、膜剥離やクラックなどを生じ、特性が低下
するという難点があった。

【０００３】一方、近時、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、あるい
は熱分解法と呼ばれる方法などにより、Si、Al、Zr、Mg
などの酸化物からなる耐熱被膜（セラミック被膜）を形
成する技術が開発され、なかでも、ステアリン酸やオク
チル酸などの有機酸の金属塩、あるいは金属アルコレー
トなどの溶液もしくは分散液を基体上に塗布し焼結する
熱分解法が、ＣＶＤ法やＰＶＤ法などの他の成膜技術で
は困難な電線のような長尺物や大型品への適用も可能な
ことから注目されている。

【０００４】しかしながら、このような熱分解法により
形成される被膜は、熱的にきわめて安定で、上述した耐
熱性塗料の場合のような問題は生じないものの、可とう
性に乏しく、また、ポーラスになり易く、絶縁性が低い
という難点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、シリコー
ン樹脂やポリボロシロキサン樹脂などの無機ポリマー系
塗料により形成される耐熱塗膜は、初期特性に優れるも
のの、高温使用時に特性が低下するという問題がある。
一方、セラミック被膜は、熱的にきわめて安定している
反面、被膜がポーラスになり易く、可とう性が不良で、
絶縁性にも乏しいという難点がある。

【０００６】本発明はこのような従来の事情に対処して
なされたもので、セラミック被膜に匹敵する優れた耐熱
性を有し、しかも可とう性や絶縁性などの特性の良好な
耐熱塗膜を有する耐熱塗装材および耐熱絶縁電線を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の耐熱塗装材は、
基材上に、有機金属化合物の熱分解により形成された金
属酸化物を主体とするセラミック層と、無機ポリマー系
塗料の塗布焼付層とを順に有することを特徴とする。

【０００８】また、本発明の耐熱絶縁電線は、導体上
に、有機金属化合物の熱分解により形成された金属酸化
物を主体とするセラミック層と、無機ポリマー系塗料の
塗布焼付層とを順に有することを特徴とする。

【０００９】以下、本発明を図面を用いて説明する。

【００１０】図１は本発明の耐熱塗装材の一実施例の構
造を示す断面図ある。

【００１１】図１において、鋼材などの基材１上に、金
属酸化物を主体とするセラミック層２が設けられ、さら
に、その上に、無機ポリマー系塗料の塗布焼付層３が設
けられている。

【００１２】金属酸化物を主体とするセラミック層２
は、有機金属化合物を加熱し分解反応を起こさせること
によって成膜されたものである。有機金属化合物として
は、有機酸の金属塩、金属アルコレート、金属キレー
ト、金属アシレートなどがあげられ、金属種としては、
Al、Mg、Be、Si、Ti、Zrなどがあげられる。なかでも、
熱分解の容易な、分子量1000程度以下のものが好まし
く、具体的には、ナフテン酸、カプリン酸、ステアリン
酸、オクチル酸などのアルミニウム塩、アルミニウムイ
ソプロピレート、モノsec-ブトキシアルミニウムイソプ
ロピレート、アルミニウムヘキシレート、アルミニウム
エチレート、エチルシリケート、メチルシリケート、ア
ルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリ -n-ブト
キシド、アルミニウム- ジ-iso- プロポキシ -モノエチ
ルアセトアセテート、アルミニウム- ジ-n- ブトキシ -
モノエチルアセトアセテート、アルミニウム- ジ-n- ブ
トキシ -モノメチルアセトアセテート、アルミニウム-
ジ-iso- ブトキシ -モノメチルアセトアセテート、アル
ミニウム- ジ-sec- ブトキシ -モノエチルアセトアセテ
ート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテー
ト）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、
アルミニウムビスエチルアセトアセテートモノアセチル
アセトネート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプ
ロピレート、アルミニウムオキサイドオクトエート、ア
ルミニウムオキサイドステアレート、テトライソプロポ
キシチタン、テトラ-n- ブトキシテトラキス-2- エチル
ヘキソキシチタン、ジフェニルシランジオール、シリコ
ーンオイルなどが使用される。これらは 1種を単独で使
用してもよく、また、 2種以上を混合して用いるように
してもよい。なお、このセラミック層２には、酸化マグ
ネシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウム、酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化チタン、
マイカなどの絶縁性の無機充填剤が配合されていてもよ
い。

【００１３】金属酸化物を主体とするセラミック層２
は、上記有機金属化合物を、そのままもしくは溶剤で希
釈して所要の濃度の塗布液を調製し、さらに、必要なら
ば絶縁性の無機充填剤を添加混合した後、これをフロー
コート、スプレー法、ロール法などの通常の方法で基材
上に塗布し、 500℃程度以下の温度で加熱焼成すること
により形成される。この塗布および焼成工程は、必要に
応じて複数回繰りかえされる。なお、このセラミック層
２の厚さとしては、 5〜20μｍ程度が適当であり、膜厚
があまり薄いと本発明による効果が得られず、また、あ
まり厚いと、クラック粉化が起こり、膜剥離の原因とな
る。

【００１４】無機ポリマー系塗料の塗布焼付層３は、無
機ポリマーを結合剤の主成分として含有し、これに酸化
マグネシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化チタ
ン、マイカなどの絶縁性無機充填剤その他の添加剤を必
要に応じて適宜配合し、これらを適当量の溶剤に溶解ま
たは分散させたものを、セラミック層２上に塗布焼付け
て形成されたものである。無機ポリマーとしては、ポリ
シロキサン（シリコーン樹脂）、ポリボロシロキサン、
ポリカルボシラン、ポリシラスチレン、ポリシラザン、
ポリチタノカルボシランなどがあげられる。また、溶剤
としては、キシレン、トルエン、ベンゼン、エタノ―
ル、N-メチル -2-ピロリドン（ＮＭＰ）、フェノ―ル類
などがあげられる。ポリボロシロキサンの反応溶剤とし
てシリコ―ンオイルを使用することもできる。このよう
な無機ポリマー系塗料の焼付温度は、可とう性の点から
350〜600 ℃の範囲が好ましく、また、その塗布焼付層
３の厚さとしては10〜30μｍ程度が適当である。

【００１５】このように構成された耐熱塗装材において
は、基材１上に、金属酸化物を主体とするセラミック層
２を介して、無機ポリマー系塗料の塗布焼付層３が設け
られているので、塗膜が、全体として、耐熱性に優れ、
しかも良好な可とう性、絶縁性などを具備したものとな
る。すなわち、無機ポリマー系塗料の塗布焼付層３は、
先述したように、基材１上に直接設けられた場合には、
初期段階では優れた可とう性、絶縁性を示すものの、使
用時に高温で加熱されると、ポリマー成分の熱分解によ
る収縮、あるいは基材１との熱膨張の差などが原因で、
膜剥離やクラックを生じ、特性が低下する。しかしなが
ら、ここでは、セラミック層２上に設けられており、こ
のセラミック層２が高温加熱時の膜剥離などの要因とな
る塗膜の収縮などを吸収緩和するように作用する結果、
無機ポリマー系塗料の塗布焼付層３の剥離やクラックの
発生が防止され、特性の低下が防止される。一方、セラ
ミック層２は、それ自身、耐熱性に優れるものの、ポー
ラスで可とう性や絶縁性などに乏しいが、このセラミッ
ク層２上に無機ポリマー系塗料の塗布焼付層３を設けた
ことにより、その特性が補強補完される。この結果、塗
膜全体として、耐熱性に優れ、かつ、良好な可とう性、
絶縁性などを具備したものになる。

【００１６】なお、セラミック層２および無機ポリマー
系塗料の塗布焼付層３の好ましい厚さはそれぞれ上記し
た通りであるが、このような範囲内で両層の厚さを変え
ることにより、用途に応じた特性を付与することができ
る。すなわち、たとえば、耐熱性がより強く求められる
場合には、セラミック層２の厚さを厚くし、また、絶縁
性がより強く求められる場合には無機ポリマー系塗料の
塗布焼付層３の厚さを厚くすればよい。

【００１７】次に、本発明の耐熱絶縁電線について説明
する。図２は本発明の耐熱絶縁電線の構造例を示す断面
図である。

【００１８】図２において、この耐熱絶縁電線は、導体
４上に、上述した耐熱塗装材の場合と同様の酸化アルミ
ニウムを主体とするセラミック層５、無機ポリマー系塗
料の塗布焼付層６を順に設けて構成されている。

【００１９】このように構成される耐熱絶縁電線におい
ても、上記耐熱塗装材と同様の効果が得られ、塗膜は、
全体として、耐熱性が高く、しかも良好な可とう性や絶
縁性を具備したものとなる。

【００２０】なお、本発明において、上記導体４には、
耐熱性に優れた、たとえばAg線、Au線、Pt線、Ni線、Cu
線、これらの合金線またはこれらをメッキしたCu線、あ
るいは、ステンレスやAlを被覆したCu線などの使用が望
ましい。

【００２１】

【作用】このように本発明においては、有機金属化合物
の熱分解により形成されたセラミック層を介して、無機
ポリマー系塗料の塗布焼付層を設けているので、全体と
して、耐熱性が高く、かつ、可とう性、絶縁性の良好な
塗膜を有するものとなる。また、セラミック層および無
機ポリマー系塗料の塗布焼付層の厚さをそれぞれ調節す
ることにより、それらの特性を用途に応じたものとする
ことが可能となる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を記載する。

【００２３】実施例１ 1mmφのNi線に、炉長10ｍの焼付機を用いて、Al -ジ-n-
ブトキシドモノエチルアセトアセテートの50％溶液
（溶剤 7号ソルベント：商品名）を、線速 3m/分、焼付
温度 500℃の条件で20回塗布焼付けを繰り返して、膜厚
10μｍのセラミック被膜を形成し、次いで、その上に、
同じく炉長10ｍの焼付機を用いて、シリコーン樹脂ワニ
ス( 東芝シリコーン社製商品名 TSR116 ）100 重量部
に、酸化マグネシウム20重量部を、添加混合して調製し
た塗料を、線速 3m/分、焼付温度 350℃の条件で 3回、
塗布焼付けを繰り返して、膜厚20μｍのシリコーン樹脂
塗膜を形成して絶縁電線を得た。

【００２４】実施例２、３セラミック被膜およびシリコーン樹脂塗膜の各膜厚を、
表１に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして
絶縁電線を得た。

【００２５】このようにして得られた各絶縁電線の特性
を表１に併せ示す。

【００２６】なお、表１中、比較例として示したのは、
比較例１がセラミック被膜のみを単独形成した例、比較
例２がシリコーン樹脂塗膜のみを単独形成した例で、い
ずれも本発明との比較のために示したものである。

【００２７】

【表１】実施例４ステンレス鋼（SUS 430 ）板の表面に、ディップコーテ
ィング法により、Alトリス（エチルアセトアセテート）
の25％エタノール溶液を、 350℃× 3分間の焼付条件で
10回塗布焼付けを繰り返して、膜厚 5μｍのセラミック
被膜を形成し、次いで、その上に、シリコーン樹脂ワニ
ス TSR116 を、 450℃× 5分間の条件で1回塗布焼付け
て、膜厚 3μｍのシリコーン樹脂塗膜を形成した。

【００２８】得られた耐熱塗装材を、塗膜を外側にして
10mmの丸棒に巻き付け、塗膜の亀裂、剥離発生の有無を
調べた。また、巻き付けた状態のまま 400℃× 100時間
および 600℃× 100時間それぞれ加熱した後の塗膜の亀
裂、剥離発生の有無を調べた。結果を塗膜の構成ととも
に表２に示す。なお、表２中、比較例として示したの
は、比較例３がセラミック被膜のみを形成した例、比較
例４がシリコーン樹脂塗膜のみを形成した例である。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明によれば、有機金属化合物の熱分解により形成され
た金属酸化物を主体とするセラミック層を介して、無機
ポリマー系塗料の塗布焼付層を設けるようにしたので、
全体として、優れた耐熱性を有し、しかも、可とう性、
絶縁性の良好な塗膜を有する耐熱塗装材および耐熱絶縁
電線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐熱塗装材の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明の耐熱絶縁電線の一実施例を示す断面
図。

【符号の説明】

１………基材２、５………金属酸化物を主体とするセラミック層３、６………無機ポリマー系塗料の塗布焼付層４………導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に、有機金属化合物の熱分解によ
り形成された金属酸化物を主体とするセラミック層と、
無機ポリマー系塗料の塗布焼付層とを順に有することを
特徴とする耐熱塗装材。
【請求項２】導体上に、有機金属化合物の熱分解によ
り形成された金属酸化物を主体とするセラミック層と、
無機ポリマー系塗料の塗布焼付層とを順に有することを
特徴とする耐熱絶縁電線。