JPH09282948A - 絶縁電線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁皮膜の偏肉を抑制して、電気的特性にバ
ラツキがなく、絶縁皮膜を必要以上に厚くすることなく
絶縁保証値を確保でき、コイルの巻き太りによる径大
化、コイル抵抗値の上昇を防止しうる絶縁電線を提供す
ること。 【解決手段】 ポリエステルイミド樹脂を主成分とし、
固形分濃度が４０〜５０重量％で、５０℃における粘度
が１０〜６０ｄＰａ・ｓである絶縁塗料を、ダイスによ
って導線上に複数回、塗布焼き付けて導線の周囲に絶縁
皮膜を形成してなり、１回の塗布焼付により形成された
皮膜の偏肉度が１．５以下で、かつ絶縁皮膜の偏肉度が
１．５以下である絶縁電線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば偏向ヨーク
等のコイルの製造に用いられる絶縁電線及びその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、絶縁電線は、熱硬化性樹脂を
硬化剤と共に溶剤に溶解せしめた絶縁塗料を導線上に塗
布焼き付けることにより製造されている。具体的には、
導線に塗布ローラにより前記絶縁塗料を付着させたの
ち、ダイスを通過させることで、導線の周囲に所定の厚
みで絶縁塗料を塗布し、加熱炉を通過させることで絶縁
塗料を導線上に焼き付けて絶縁皮膜を形成するものであ
り、通常、前記塗布焼付工程を６〜８回程度繰り返すこ
とで、導線の周囲に所定の肉厚の絶縁皮膜を形成してい
る。この絶縁電線の製造方法は、絶縁塗料として、溶剤
に溶解しうる樹脂であれば、いかなるものでも使用でき
ること、塗布時に必要な絶縁塗料の粘度低下が可能であ
ること、等の利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
方法で製造された従来の絶縁電線においては、電気的特
性、特に印加電圧−破壊時間の関係（Ｖ−ｔ特性）にお
ける破壊時間、すなわち高周波領域における絶縁電線の
寿命のバラツキが生じ易い。このため従来では、絶縁電
線における電気的特性を確保するため、導線上に形成さ
れる絶縁皮膜の厚みを設計値よりも厚くすることで、絶
縁保証値を確保していた。しかしながら、絶縁皮膜の厚
みが厚くなると、この絶縁電線でコイルを作成した場
合、コイルが巻き太りし、又、絶縁電線の長さも長くな
り、コイルの外形が必要以上に大きくなり、結果として
コイル抵抗値が高くなる原因となる。近年の電子機器に
おける軽薄短小化への要望から、コイルの径小化、コイ
ル抵抗値の低減が望まれており、絶縁保証値を確保した
まま、絶縁電線における皮膜厚さを薄くすることで、絶
縁皮膜の厚みの増大によるコイルの径大化、コイル抵抗
値の増大化を防止しうる絶縁電線の開発が要望されてい
た。

【０００４】上記のような絶縁電線とするためには、導
線上に形成される絶縁皮膜の偏肉を小さくすることが有
効である。この絶縁皮膜の偏肉に関しては、例えば、特
開昭５４−８７８８５号公報には、加熱溶融させた絶縁
塗料の液槽内に導体を通過させ、次いで加熱チャンバ内
に設けた自由に動き得る、固定しないダイスで絞ること
からなる絶縁電線の製造方法が、又、特開平４−３５５
００７号公報には、ポリボロシロキサン樹脂を主成分と
し、かつこのポリボロシロキサン樹脂１００重量部あた
りシリコーン系、パラフィン系レベリンク剤を有効成分
として０．０２〜２．５重量部含有してなる耐熱性塗料
による塗布焼付層を、導体上に直接あるいは他の絶縁被
覆を介して設けた耐熱性絶縁電線が、更には、特開平７
−２８２６６１号公報には、導電性の被塗装線条に合成
樹脂系エナメル塗料を塗装焼付する絶縁電線の製造方法
において、前記被塗装線条の上下を反転させて２回以上
塗布焼付することからなる絶縁電線の製造方法が開示さ
れている。

【０００５】上記特開昭５４−８７８８５号公報の絶縁
電線の製造方法では、ダイスをフロート化し加熱チャン
バ内で自由に動き回れるようにして絶縁皮膜の偏肉度を
低減するというものであるが、かなり複雑な製造方法で
あるため、この方法で製造された絶縁電線は長手方向の
偏肉度のバラツキが大きい。又、特開平４−３５５００
７号公報の絶縁電線は、ポリボロシロキサン樹脂を主成
分とする絶縁塗料にレベリング剤を含有させることによ
り導体に対する塗料のぬれ性を改善し偏肉を防止すると
いうものであるが、ポリボロシロキサン樹脂はポリエス
テルイミド系樹脂等と比較して絶縁電線の可撓性、密着
性等の機械的特性が悪いため特定の用途にしか使用でき
ない。更に、特開平７−２８２２６１号公報の絶縁電線
の製造方法は、焼付炉を上下２つ用いて、電線を上下反
転させて焼き付けることにより、１回の塗布焼付による
偏肉を相殺しトータルの偏肉比を小さくするというもの
であるが、根本的に皮膜の偏肉が改善されているわけで
はないため、各層の塗膜自体は１層ごとに上下に１．５
以上の偏肉比で偏肉しており、そのため絶縁電線の長手
方向における偏肉度のバラツキが大きいという問題があ
る。

【０００６】そこで本発明は上記の点に鑑み、絶縁電線
における絶縁皮膜の偏肉を抑制して、電気的特性にバラ
ツキがなく、絶縁皮膜を必要以上に厚くすることなく絶
縁保証値を確保することで、コイルの巻き太りによる径
大化を防止でき、かつ、コイル抵抗値が高くなるといっ
たこともない絶縁電線、及びそのような電気的特性に優
れた絶縁電線を容易に製造可能な絶縁電線の製造方法を
提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
め、本発明に係る絶縁電線は、ポリエステルイミド樹脂
を主成分とし、固形分濃度が４０〜５０重量％で、５０
℃における粘度が１０〜６０ｄＰａ・ｓである絶縁塗料
を、ダイスによって導線上に複数回、塗布焼き付けて導
線の周囲に絶縁皮膜を形成してなり、前記絶縁皮膜の偏
肉度が１．５以下である。前記絶縁皮膜の偏肉度は、よ
り好ましくは１．３以下である。又、電線１ｍ当たりに
おける絶縁皮膜の偏肉度の平均についても、１．５以
下、より好ましくは１．３以下である。

【０００８】ここで、絶縁皮膜の「偏肉度」とは、図１
に示すように、導線１の軸中心Ｏに対する絶縁皮膜２の
偏心の度合い、具体的には、絶縁皮膜２における薄肉部
の厚みａと厚肉部ｂとの肉厚の比（ｂ／ａ）をいう。従
来、上記のような方法で製造された絶縁電線では、導線
１上の絶縁皮膜２の厚さに偏りが生じ、導線１の軸中心
Ｏに対して絶縁皮膜２が大きく偏心した構造となってお
り、偏肉度（ｂ／ａ）は１．５〜２．０程度にまで至っ
ていた。しかしながら、このように、絶縁皮膜の偏肉度
が１．５を超えると電気的特性が悪化する。特に、印加
電圧−破壊時間の関係（Ｖ−ｔ特性）における破壊時間
が顕著に減少する。すなわち高周波領域における絶縁電
線の寿命が短くなるのである。そこで、絶縁保証値を確
保するために、最小肉厚（実効塗膜厚）を確保しようと
して、薄肉部を基準として絶縁皮膜全体を厚くすると、
それだけ絶縁電線の径は大きくなり、この絶縁電線を使
用したコイルが巻き太りしてコイル外径が必要以上に大
きくなり、使用する絶縁電線の長さも長くなり、結果と
してコイル外径が大きくコイル抵抗値が高くなってしま
う。この点、本発明によれば、ポリエステルイミド樹脂
を主成分とし、固形分濃度が４０〜５０重量％で、５０
℃における粘度が１０〜６０ｄＰａ・ｓである絶縁塗料
を、ダイスによって導線上に複数回、塗布焼き付けて導
線の周囲に絶縁皮膜を形成することで、絶縁皮膜の偏肉
度を上記の範囲内として絶縁皮膜の偏肉による電線の電
気的特性のバラツキを抑制してなるので、絶縁保証値を
確保しつつ絶縁皮膜の厚みを全体として薄くすることが
可能となり、絶縁電線の径を小さくし、結果としてコイ
ルの巻き太りによる径大化、抵抗値の増大を防止しう
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記のような方法で製造される絶
縁電線における絶縁皮膜の偏肉傾向は、１回に多くの塗
料を塗布するほど顕著であり、又、塗装焼付回数が多く
なるほど１層当たりの塗膜の偏りが加算され、最終的に
得られる絶縁電線における絶縁皮膜の偏肉傾向は顕著と
なる。前記塗膜の偏肉の原因は、ダイスが導線に対し正
しく設置されていない、焼付炉内の温度分布が均一でな
いなどの設備上の問題の他に、導線への塗料のぬれ性が
悪いことなどがあげられるが、使用される絶縁塗料の固
形分濃度、粘度なども主な原因の一つとしてあげられ
る。すなわち、塗料の固形分濃度を上げると、１回の塗
布焼き付けによる塗膜の厚みが厚くなり塗布回数は減る
ものの、１回の塗布焼き付けによる塗膜の厚みが厚くな
ることで塗膜の偏肉が起こる。つまり、単に塗料の固形
分濃度を上げて塗布回数を減らすだけでは、偏肉傾向は
改善されない。ところが、絶縁塗料の粘度を上げること
なく固形分濃度を上げれば、１回の塗布による塗膜の厚
みを厚くして塗布回数を減らすことができると同時に、
偏肉も小さくすることができ、絶縁皮膜の偏肉度が上記
のように１．５以下である絶縁電線を容易に製造するこ
とができる。

【００１０】具体的には、絶縁塗料として、固形分濃度
が４０〜５０重量％、５０℃における粘度が１０〜６０
ｄＰａ・ｓ程度のものを用い、塗布温度４５℃以上、好
ましくは５０℃程度で導線上に塗布することで、偏肉度
が上記のような範囲の絶縁電線を製造することができ
る。絶縁塗料の固形分濃度が４０重量％以下では、１回
の塗布により形成される塗膜の厚みが薄く塗布回数が増
え、生産性が低下するだけでなく、塗布回数が増えると
１層当たりの塗膜の偏りが加算されて偏肉の改善効果が
低下する。又、固形分濃度が５０重量％以上の場合に
も、偏肉が発生し易くなると同時に、焼き付け時に発泡
現象が発生するおそれがある。したがって、絶縁塗料の
固形分濃度としては上記の範囲が好ましい。又、粘度が
上記の範囲以上の場合には、ダイスを通過させる際の抵
抗が増大して導線が延びてしまうおそれがある。

【００１１】本発明の絶縁電線を製造する際に使用され
る絶縁塗料は、上記のような固形分濃度、及び粘度とし
うるかぎりにおいて、いかなるものでも使用できるが、
一般に絶縁電線に使用されている、熱硬化性樹脂を硬化
剤とともに溶剤に溶解してなるものが好ましい。前記熱
硬化性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリ
エステルイミド樹脂、ポリエステルアミド樹脂、ポリエ
ステルアミドイミド樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、アルキッド樹脂等があり、これらを単独
で又は二種以上の樹脂を混合して用いることができる。
これらの熱硬化性樹脂の中でも、ポリエステル系樹脂が
好ましく、その中でも特にポリエステルイミド系樹脂が
好ましい。又、上記のような熱硬化性樹脂と熱可塑性樹
脂とを併用することもできる。

【００１２】次に、熱硬化性樹脂の硬化剤成分として
は、チタニウムテトラアルコキシド、もしくはその誘導
体、例えばチタニウムテトラアルコキシドのキレート化
合物、もしくはシアート化合物、チタニウムジアルコキ
シジフェノラート化合物、チタニウムビスキレート化合
物等が好適であるが、この中でも、チタニウムテトラア
ルコキシド化合物が好ましく、その中でも特にチタニウ
ムテトラブトキシドを用いることが好ましい。硬化剤と
しては、上記の他に、コバルト、マンガン、鉛、亜鉛、
カルシウム、ニッケル、リチウム、スズ、ランタン、カ
リウム、もしくはナトリウム等のオクトエート、ナフテ
ート、もしくはリノレート等を併用しても同様の硬化が
得られる。又、上記の硬化剤は、一般に溶剤中に溶解あ
るいは分散せしめて使用される。

【００１３】更に、上記のような熱硬化性樹脂と硬化剤
を溶解してなる溶剤としては、これらの良溶媒であれば
いかなるものでも使用可能であり、例えば、クレゾー
ル、フェノール、キシノレート、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
ピロリドン等があり、これらを単独で又は二種以上を併
用することもできる。これらの溶剤の中でも、特にクレ
ゾール系の溶剤が好ましい。又、必要に応じて、ソルベ
ントナフサ、キシロール等の貧溶媒を上記のような良溶
媒とともに併用することができる。

【００１４】上記のような絶縁塗料は、絶縁皮膜の偏肉
度を小さいものとするために、固形分濃度が４０〜５０
重量％、５０℃における粘度が１０〜６０ｄＰａ・ｓと
なるように調整し、この温度で導線上に塗布することが
好ましい。固形分濃度が上記の範囲より高くなると粘度
が上昇し、走行する導線への塗布作業性が低下するだけ
でなく、皮膜の偏肉度が高くなる。又、粘度が上記の範
囲を超えると、前記と同様に導線への塗布作業性の低
下、偏肉度の悪化の原因になる。更に、塗布温度が低い
と塗料の粘度が増大して上記と同様の問題が発生するの
で、塗布温度は４５℃以上、好ましくは５０℃程度とす
る。一方、固形分濃度が低下すると、塗料の粘度も低下
して走行する導線への塗布作業は容易になるものの、目
的とする厚さの絶縁皮膜を得るための塗布焼付回数が増
えて、やはり絶縁皮膜の偏肉度が増大するので好ましく
ない。又、塗布時の塗料粘度を下げるために塗布温度を
上げると、当初は塗料粘度が低下して塗布作業が容易と
なるものの、経時により塗料粘度が増大する方向に変化
して、得られる絶縁電線の品質にバラツキが生ずるので
好ましくない。

【００１５】本発明の絶縁電線を製造するためのダイス
は、従来から一般的に使用されている絶縁電線製造用の
ものであれば使用できる。

【００１６】なお、本発明の絶縁電線を製造する際に、
１回の塗布焼付により形成される絶縁皮膜の厚さは、好
ましくは４．０μｍ以下、特に２．０〜３．０μｍの範
囲であることが好ましい。１回の塗布焼付による皮膜の
厚さが４．０μｍ以上であると、焼付時に発泡したり、
絶縁電線の外観が悪くなるだけでなく、１回の塗布によ
り形成される絶縁皮膜の偏肉度が大きくなり、ひいては
最終的に形成される絶縁皮膜の偏肉度が大きくなる。
又、１回の塗布焼付により形成される皮膜の厚さが薄い
と塗布回数が増え、１回当たりの皮膜の偏肉度が加算さ
れて、はやり最終的に製造される絶縁電線における絶縁
皮膜の偏肉度が大きくなるために好ましくない。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）固形分濃度４０重量％、５０℃における粘
度が２５ｄＰａ・ｓであるポリエステルイミド系絶縁塗
料Ａを、塗布温度５０℃で横型焼付炉にて最高温度５０
０℃、線速度４５ｍ／ｍｉｎ．で、φ０．２０ｍｍの銅
線に８回塗布焼付を繰り返し、被膜厚さ２０μｍの絶縁
電線を得た。

【００１８】得られた絶縁電線について、絶縁皮膜の偏
肉度を測定した。さらに、耐軟化性、絶縁破壊電圧につ
いての試験を、ＪＩＳ Ｃ ３００３のエナメル銅線及
びエナメルアルミニウム線試験方法に準じて行った。
又、Ｖ−ｔ特性試験を、印加電圧２ｋＶ周波数８０ｋＨ
ｚの測定条件で実施した。これらの結果を、使用した絶
縁塗料Ａの特性と併せて表１に示した。

【００１９】尚、前記絶縁皮膜の厚さは、最小目盛１／
１０００ｍｍのマイクロメーターを用いて絶縁外径と導
体径を測定し、絶縁外径と導体径の差の１／２で表し
た。又、偏肉度は、試験片の円周上に鋭利なカミソリで
導体に達するまでの切目を入れ、その線を振りながら張
力を加えて切断する。これを線の切り口に対して直角方
向から適当な倍率の顕微鏡により観察して皮膜の薄肉部
の厚みａと厚肉部の厚みｂを測定し、次式によって算出
した。 偏肉度＝ｂ／ａ

【００２０】（実施例２）固形分濃度４２重量％、５０
℃における粘度が４０ｄＰａ・ｓであるポリエステルイ
ミド系絶縁塗料Ｂを、塗布温度５０℃で横型焼付炉にて
最高温度５００℃、線速度４５ｍ／ｍｉｎ．で、φ０．
２０ｍｍの銅線に８回塗布焼付を繰り返し、被膜厚さ２
０μｍの絶縁電線を得た。その後、得られた絶縁電線に
ついて、実施例１と同様の方法で絶縁皮膜の偏肉度及び
絶縁電線の特性を調べ、その結果を、使用した絶縁塗料
Ｂの特性と併せて表１に示した。

【００２１】（実施例３）固形分濃度４５重量％、５０
℃における粘度が５５ｄＰａ・ｓであるポリエステルイ
ミド系絶縁塗料Ｃを、塗布温度５０℃で横型焼付炉にて
最高温度５００℃、線速度４５ｍ／ｍｉｎ．で、φ０．
２０ｍｍの銅線に７回塗布焼付を繰り返し、被膜厚さ２
０μｍの絶縁電線を得た。その後、得られた絶縁電線に
ついて、実施例１と同様の方法で絶縁皮膜の偏肉度及び
絶縁電線の特性を調べ、その結果を、使用した絶縁塗料
Ｃの特性と併せて表１に示した。

【００２２】（比較例１）固形分濃度３３重量％、４０
℃における粘度が１０ｄＰａ・ｓであるポリエステルイ
ミド系絶縁塗料Ｄを、塗布温度４０℃で横型焼付炉にて
最高温度５００℃、線速度４５ｍ／ｍｉｎ．で、φ０．
２０ｍｍの銅線に７回塗布焼付を繰り返し、被膜厚さ２
０μｍの絶縁電線を得た。その後、得られた絶縁電線に
ついて、実施例１と同様の方法で絶縁皮膜の偏肉度、及
び絶縁電線の特性を調べ、その結果を、使用した絶縁塗
料Ｄの特性と併せて表１に示した。

【００２３】（比較例２）比較例１と同様のポリエステ
ルイミド系絶縁塗料Ｄを、塗布温度４０℃で横型焼付炉
にて最高温度５００℃、線速度４５ｍ／ｍｉｎ．で、φ
０．２０ｍｍの銅線に８回塗布焼付を繰り返し、被膜厚
さ２０μｍの絶縁電線を得た。その後、得られた絶縁電
線について、実施例１と同様の方法で絶縁皮膜の偏肉度
及び絶縁電線の特性を調べ、その結果を、絶縁塗料Ｄの
特性と併せて表１に示した。

【００２４】（比較例３）従来から使用されている、耐
熱区分Ｆ種の絶縁電線を与える、固形分濃度３３重量
％、４０℃における粘度が１０ｄＰａ・ｓのポリエステ
ルイミド系絶縁塗料Ｅ（ＦＳ−２５０ 大日精化工業社
製）を用いて、塗布温度４０℃で横型焼付炉にて最高温
度５００℃、線速度４５ｍ／ｍｉｎ．で、φ０．２０ｍ
ｍの銅線に７回塗布焼付を繰り返し、被膜厚さ２０μｍ
の絶縁電線を得た。その後、得られた絶縁電線につい
て、実施例１と同様の方法で絶縁皮膜の偏肉度及び絶縁
電線の特性を調べ、その結果を、使用した絶縁塗料Ｅの
特性と併せて表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上の結果から、本発明に係る絶縁電線
は、同じ絶縁皮膜の厚さの従来品に較べて、優れた特性
を有することが分かる。したがって、本発明の絶縁電線
は、従来の絶縁電線に較べて皮膜厚さを薄くすること
で、コイルの径大化、抵抗値の増大を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 絶縁電線の偏肉度を示す電線の説明図。 １：導線、 ２：絶縁皮膜。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルイミド樹脂を主成分とし、
   固形分濃度が４０〜５０重量％で、５０℃における粘度
   が１０〜６０ｄＰａ・ｓである絶縁塗料を、ダイスによ
   って導線上に複数回、塗布焼き付けて導線の周囲に絶縁
   皮膜を形成してなり、前記絶縁皮膜の偏肉度が１．５以
   下である絶縁電線。
2. 【請求項２】 １回の塗布焼付により形成された皮膜の
   偏肉度が１．５以下である請求項１記載の絶縁電線。
3. 【請求項３】 １回の絶縁塗料の塗布焼付により形成さ
   れた皮膜の厚さが４．０μｍ以下である請求項１又は請
   求項２記載の絶縁電線。
4. 【請求項４】 絶縁塗料が、ポリエステルイミド樹脂を
   主成分とし、これを硬化剤とともに溶剤に溶解してなる
   ものである請求項１記載の絶縁電線。
5. 【請求項５】 硬化剤が、チタニウムテトラアルコキシ
   ド化合物である請求項４記載の絶縁電線。
6. 【請求項６】 ポリエステルイミド樹脂を主成分とし、
   これを硬化剤とともに溶剤に溶解してなり、固形分濃度
   が４０〜５０重量％で、５０℃における粘度が１０〜６
   ０ｄＰａ・ｓである絶縁塗料を、ダイスによって導線上
   に複数回、塗布焼き付けて導線の周囲に絶縁皮膜を形成
   してなる絶縁電線の製造方法。
7. 【請求項７】 硬化剤が、チタニウムテトラアルコキシ
   ド化合物である請求項６記載の絶縁電線の製造方法。