JPH111538A - 電気絶縁用樹脂組成物及び絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体に塗布、焼付けて絶縁電線にした際に、
はんだ付け性、耐軟化性（耐軟化温度）及び過電流特性
が優れる電気絶縁用樹脂組成物及びこれを用いた耐熱性
が高く、端末処理が容易なことから偏向コイル用に使用
できる絶縁電線を提供する。 【解決手段】 （Ａ）トリス（２−ヒドロキシエチル）
イソシアヌレートを５０〜９０当量％含むアルコール成
分とイミド基含有ポリカルボン酸を３０〜５５当量％含
む酸成分とを、アルコール成分／酸成分の当量比が１．
５〜２．０になる量で加熱反応させて得られるポリエス
テル系樹脂１００重量部及び（Ｂ）ウレタン結合を含む
安定化イソシアネート化合物１００〜２５０重量部を含
有してなる電気絶縁用樹脂組成物及びこの電気絶縁用樹
脂組成物を導体上に塗布し、焼付けてなる絶縁電線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁用樹脂組
成物及びこれを用いた絶縁電線に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電気機器類の小型化及び高性能化
に伴い、ワイヤーエナメルに要求される性能も高くな
り、耐熱性の高いワイヤーエナメルが求められている。
また、電気機器部品の生産性合理化のため、端末処理が
容易であるはんだ付け可能なワイヤーエナメルの需要が
増大している。

【０００３】これらの市場ニーズに対応して耐熱性が良
好で、耐軟化性（耐軟化温度）及び過電流特性が優れて
おり、かつはんだ付け性を有するポリエステルイミドが
開発され、実用化されている。

【０００４】しかしながら、このはんだ付け性ポリエス
テルイミドは、はんだ付け性を有するポリウレタンに比
べて耐熱性の向上は見られるが、はんだ付け性について
は著しく劣ることから、端末処理の生産合理化には効果
が不十分であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、導体に塗
布、焼付けて絶縁電線にした際に、はんだ付け性、耐軟
化性（耐軟化温度）及び過電流特性が優れる電気絶縁用
樹脂組成物及びこれを用いた耐熱性が高く、端末処理が
容易なことから例えば偏向コイル用などにも使用できる
絶縁電線を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）トリス
（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートを５０〜９
０当量％含むアルコール成分とイミド基含有ポリカルボ
ン酸を３０〜５５当量％含む酸成分とを、アルコール成
分／酸成分の当量比が１．５〜２．０になる量で加熱反
応させて得られるポリエステル系樹脂１００重量部及び
（Ｂ）ウレタン結合を含む安定化イソシアネート化合物
１００〜２５０重量部を含有してなる電気絶縁用樹脂組
成物を提供するものである。

【０００７】本発明はまた、この電気絶縁用樹脂組成物
を導体上に塗布し、焼付けてなる絶縁電線を提供するも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に使用される（Ａ）成分の
ポリエステル系樹脂は、トリス（２−ヒドロキシエチ
ル）イソシアヌレートを必須成分として含むアルコール
成分と、イミド基含有ポリカルボン酸を必須成分として
含む酸成分との反応により得られる。

【０００９】アルコール成分のうち、トリス（２−ヒド
ロキシエチル）イソシアヌレートの含有割合は、５０〜
９０当量％とする。トリス（２−ヒドロキシエチル）イ
ソシアヌレートの含有量が５０当量％未満では、耐熱性
が向上せず、９０当量％を超えるとはんだ付け性が低下
する。好ましい含有量は６０〜８０当量％である。

【００１０】アルコール成分中のトリス（２−ヒドロキ
シエチル）イソシアヌレート以外のアルコール類として
は、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピルグリコール、ネ
オペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，
４−ブタンジオール等のジオール類、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、ヘキサントリオール等のトリオー
ル類などが用いられる。

【００１１】イミド基含有ポリカルボン酸としては、例
えば下記一般式（Ｉ）で示されるイミドジカルボン酸が
好ましく用いられる。

【００１２】

【化１】 （ただし、式中のＲ¹は３価の有機基、Ｒ²は２価の有機
基、Ｒ³は３価の有機基を示す。） Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³としては炭素数６〜１４の芳香族炭化水
素基が好ましい。

【００１３】一般式（Ｉ）で示されるイミドジカルボン
酸は、例えばトリカルボン酸無水物２モルとジアミン又
はジイソシアネート１モルとを反応させて得ることがで
きる。

【００１４】トリカルボン酸無水物としては、トリメリ
ット酸無水物、３，４，４′−ベンゾフェノントリカル
ボン酸無水物、３，４，４′−ビフェニルトリカルボン
酸無水物などが好ましく用いられる。

【００１５】ジアミンとしては、ジアミノジフェニルメ
タン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニ
ルスルホン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレン
ジアミンなどが好ましく用いられる。

【００１６】ジイソシアネートとしては、ジフェニルメ
タンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネートなどが好ましく用いられる。

【００１７】ポリエステル系樹脂を得る際にイミド基含
有ポリカルボン酸は、単離されたものを用いるほか、ポ
リエステル系樹脂を合成する際に反応系中で合成したも
のを用いてもよい。例えば、トリカルボン酸無水物とジ
アミン又はジイソシアネートを前もってイミドジカルボ
ン酸としないで、ポリエステル系樹脂の合成時にトリカ
ルボン酸無水物とジアミン又はジイソシアネート加えて
イミド化とエステル化を同時にを行ってもよい。

【００１８】イミド基含有ポリカルボン酸の含有量は酸
成分の３０〜５５当量％、好ましくは４０〜５０当量％
とする。この含有量が３０当量％未満では得られる組成
物の耐熱性が劣り、５５当量％を超えると合成時に合成
溶剤を多く用いなければ撹拌が困難となり、経済性に劣
る。

【００１９】酸成分中のイミド基含有ポリカルボン酸以
外の酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸ジメチル、無水トリメリット酸、無水
ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等を
用いることができる。

【００２０】上記のアルコール成分及び酸成分は各々２
種以上組合わせて用いてもよい。アルコール成分は、酸
成分に対して当量より過剰に用いて反応を行う。これ
は、ポリエステル系樹脂の分子中に水酸基を残存させ、
焼付け時にこれと（Ｂ）成分のウレタン結合を含む安定
化イソシアネート化合物を反応させてウレタン結合を生
成させるためである。また、はんだ付け性と耐熱性の点
から、アルコール成分と酸成分の当量比（アルコール成
分／酸成分）は１．５〜２．０、好ましくは１．６〜
１．９とする。当量比が上記範囲からはずれると、イソ
シアネート化合物を組み合わせた場合の耐軟化性とはん
だ付け性のバランスが悪化し、いずれかが低下する。

【００２１】（Ａ）成分のポリエステル系樹脂の合成法
には特に制限はなく、前記の酸成分とアルコール成分と
を、エステル化触媒の存在下に通常１７０〜２５０℃の
温度で４〜８時間加熱反応させることにより行われる。
この際用いられるエステル化触媒としては、例えばテト
ラブチルチタネート、酢酸亜鉛、ジブチルスズラウレー
ト、オクテン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛などが挙げられ
る。前述したようにイミド基含有ポリカルボン酸は、あ
らかじめ合成したものを用いてもよく、またジアミン、
無水トリメリット酸等のイミド基含有ポリカルボン酸と
なる成分を他の酸成分及びアルコール成分と同時に混合
加熱してイミド化及びエステル化を同時に行ってもよ
い。また、分子中にイミド結合を有するポリエステル系
樹脂の合成は、合成時の粘度が高いため、例えばフェノ
ール、クレゾール、キシレノール等のフェノール系溶媒
の共存下で行うことが好ましい。

【００２２】合成に際しては、共沸蒸溜法により反応系
から生成水分を速やかに除去するために炭化水素類を使
用することもできる。さらに上記反応を促進させるため
に、テトラブチルチタネート等のチタン酸エステル、ジ
ブチルチンオキサイド等のスズ化合物、酢酸亜鉛、酢酸
鉛、プロピオン酸亜鉛等の有機金属塩を添加することが
でき、通常、これらの添加量は反応成分の合計量に対し
て２重量％以下とされる。

【００２３】本発明に使用される（Ｂ）成分のウレタン
結合を含む安定化イソシアネート化合物としては、４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネートにトリメチロ
ールプロパンを付加させ、その遊離イソシアネート基を
フェノール類でブロックして得られる化合物（例えば、
日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名コロネート２
５０３）、トリレンジイソシアネートにトリメチロール
プロパンを付加させ、その遊離イソシアネート基をフェ
ノール類でブロックして得られる化合物（バイエル社
製、商品名、ディスモジュールΑＰステーブル）、４，
４′−ジフェニルメタンイソシアネート及びトリレンジ
イソシアネートにトリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレートを付加させ、その遊離イソシアネート基を
フェノール類でブロックして得られるブロックイソシア
ネート樹脂等が挙げられる。

【００２４】ウレタン結合を含まない安定化イソシアネ
ート化合物をウレタン結合を含む安定化イソシアネート
化合物成分の一部として、２０当量％以下併用してもよ
いが、それ以上使用するとはんだ付け性が低下する。

【００２５】（Ａ）成分のポリエステル系樹脂と（Ｂ）
成分のウレタン結合を含む安定化イソシアネート化合物
の配合割合は、絶縁電線のはんだ付け性、耐熱性及び過
電流特性の点から、ポリエステル系樹脂１００重量部に
対して安定化イソシアネート化合物が１００〜２５０重
量部、好ましくは１５０〜２００重量部になるように配
合する。

【００２６】本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、必要に
応じて有機金属化合物を加えて溶剤に溶解し、常法によ
り、銅線、アルミニウム線等の導体上に直接又は他の絶
縁塗膜とともに塗布し、焼付けて絶縁電線とされる。

【００２７】有機金属化合物としては、ナフテン酸等の
脂肪族カルボン酸の亜鉛、鉛、マンガン、錫等の金属塩
などが挙げられ、これらは絶縁電線焼付け時の線速を向
上させ、硬化時間の短縮、硬化温度の低下及びはんだ付
け性の向上に効果がある。

【００２８】また、溶剤としては、例えばフェノール、
クレゾール、キシレノール、セロソルブ類、カルビトー
ル類、キシレン等が用いられる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３０】実施例１ 温度計、撹拌機及びコンデンサ付き四つ口フラスコに、
トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート１５
８．６ｇ（１．８２当量）、エチレングリコール３７．
７ｇ（１．２２当量）、４，４′−ジアミノジフェニル
メタン９４．０ｇ（０．９５当量）、無水トリメリット
酸１８２．３ｇ（１．９０当量）、テレフタル酸ジメチ
ル９２．１ｇ（０．９５当量）、クレゾール１４１．１
ｇ及びテトラブチルチタネート０．０２５ｇを入れ、窒
素気流中で１７０℃に昇温して２時間反応させ、次に２
２０℃に昇温し３時間反応させた。さらにこの溶液にク
レゾール３５８．９ｇを加え不揮発分５０重量％のポリ
エステル系樹脂溶液を得た。

【００３１】得られたポリエステル系樹脂溶液１００ｇ
にコロネート２５０３（日本ポリウレタン工業株式会社
製、ウレタン結合を含む安定化イソシアネートの商品
名）８４．８ｇ、クレゾール５１．１ｇ、キシレン１０
１．０ｇ及びナフテン酸亜鉛１．５ｇを添加し、本発明
の樹脂組成物を得た。

【００３２】実施例２ 温度計、撹拌機及びコンデンサ付き四つ口フラスコにト
リス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート１９
７．９ｇ（２．２７当量）、エチレングリコール１７．
６ｇ（０．５７当量）、４，４′−ジアミノジフェニル
メタン８８．０ｇ（０．８９当量）、無水トリメリット
酸１７０．６ｇ（１．７８当量）、テレフタル酸ジメチ
ル８６．２ｇ（０．８９当量）、クレゾール１４０．１
ｇ及びテトラブチルチタネート０．０２５ｇを入れ、窒
素気流中で１７０℃に昇温して２時間反応させ、次に２
２０℃に昇温し３時間反応させた。さらにこの溶液にク
レゾール３６０．０ｇを加え不揮発分５０重量％のポリ
エステル系樹脂溶液を得た。

【００３３】得られたポリエステル系樹脂溶液１００ｇ
にコロネート２５０３（日本ポリウレタン工業株式会社
製、ウレタン結合を含む安定化イソシアネートの商品
名）５９．６ｇ、クレゾール３２．１ｇ、キシレン８
２．１ｇ及びナフテン酸亜鉛１．５ｇを添加し、本発明
の樹脂組成物を得た。

【００３４】比較例１ 温度計、撹拌機及びコンデンサ付き四つ口フラスコに
４，４′−ジアミノジフェニルメタン９９ｇ（１．０当
量）、無水トリメリット酸１９２ｇ（２．０当量）、テ
レフタル酸ジメチル２９１ｇ（３．０当量）、エチレン
グリコール９３ｇ（３．０当量）、グリセリン９２ｇ
（３．０当量）、クレゾール２１７ｇ及びテトラブチル
チタネート３．８ｇを入れ、窒素気流中で１７０℃に昇
温し６０分反応させた。次いで、得られた樹脂溶液を２
１０℃に昇温して３時間反応させた。さらに、この溶液
にクレゾール４３６ｇを加えて不揮発分５０重量％のポ
リエステルイミド樹脂溶液を得た。

【００３５】得られたポリエステルイミド樹脂溶液１０
０ｇにコロネート２５０３を１２５ｇ、クレゾール２１
０ｇ、キシレン５５ｇ及びナフテン酸亜鉛１．５ｇを添
加して樹脂組成物を得た。

【００３６】比較例２ 温度計、撹拌機及びコンデンサ付きの１リットルの四つ
口フラスコに４，４′−ジアミノジフェニルメタン８
３．９ｇ（０．８５当量）、無水トリメリット酸１６
２．８ｇ（１．７０当量）、テレフタル酸ジメチル１２
３．４ｇ（１．２７当量）、グリセリン７０．５ｇ
（２．３０当量）、エチレングリコール３０．６ｇ
（１．０２当量）、クレゾール１５７．１ｇ及びテトラ
ブチルチタネート０．４ｇを入れ、窒素気流中で１７０
℃に昇温し２時間反応させた。

【００３７】次いで、得られた溶液を２１０℃に昇温し
て６時間反応させてポリエステルイミドを合成した。得
られた樹脂溶液にクレゾール４４３．０ｇを加え、テト
ラブチルチタネート１６．０ｇ及びナフテン酸亜鉛（金
属分６重量％）３．３ｇを添加して不揮発分４０重量％
のポリエステルイミド樹脂液を得た。

【００３８】試験例 実施例１、実施例２及び比較例１で得られた樹脂組成物
をそれぞれ下記の焼付け条件１に示す焼付け条件に従っ
て直径０．４ｍｍの銅線に塗布し、線速６０ｍ／分で焼
付けを行い、絶縁電線をそれぞれ作製した。また、比較
例２については樹脂組成物を焼付け条件２に示す焼付け
条件に従って直径０．４ｍｍの銅線に塗布し、線速４０
ｍ／分で焼付けを行い、絶縁電線を作製した。 ［焼付け条件１］ 焼付け炉；熱風循環式横型炉（炉長３．３ｍ） 炉温；入口／出口＝４００℃／４００℃ ［焼付け条件２］ 焼付け炉；熱風循環式横型炉（炉長３．３ｍ） 炉温；入口／出口＝５００℃／５００℃ 得られた電線の特性をＪＩＳ−Ｃ−３００３の５〜１９
に従って測定し、結果を表１に示した。なお、特殊試験
として過電流特性を測定した。

【００３９】

【表１】 表１に示した結果から明らかなとおり、本発明の実施例
で得られた組成物を用いた絶縁電線は、比較例１に比べ
て、耐軟化性、熱劣化後の絶縁破壊圧及び過電流特性に
優れている。また、比較例２のはんだ付け性エステルイ
ミドに比べて、はんだ付性が著しく向上し、耐軟化性は
ほぼ同等であることから、はんだ付け性エステルイミド
の使用分野への適用も可能といえる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、導体
上に塗布し、焼付けたとき、はんだ付け性を有し、かつ
耐軟化性、熱劣化後の絶縁破壊電圧及び過電流特性に優
れた塗膜を生じ、特に、アルコール成分としてトリス
（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートと酸成分と
してイミド基含有ポリカルボン酸の組み合わせを用いた
樹脂組成物は、耐熱性を著しく向上させる。

【００４１】従って、本発明の電気絶縁用樹脂組成物を
導体上に塗布し、焼付けてなる絶縁電線は、はんだ付け
性を有し耐軟化性、熱劣化後の絶縁破壊電圧及び過電流
特性に優れていることから、この絶縁電線を使用した電
気機器部品は、耐熱性が向上し、かつ端末処理が容易に
なるための生産性が向上する。また、従来のウレタン線
に比べ、過電流特性に優れることから、コイル固着時の
過電加熱方法による固着にも適用できると考える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 3/30 Ｈ０１Ｂ 3/30 Ｄ 7/02 7/02 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）トリス（２−ヒドロキシエチル）
   イソシアヌレートを５０〜９０当量％含むアルコール成
   分とイミド基含有ポリカルボン酸を３０〜５５当量％含
   む酸成分とを、アルコール成分／酸成分の当量比が１．
   ５〜２．０になる量で加熱反応させて得られるポリエス
   テル系樹脂１００重量部及び（Ｂ）ウレタン結合を含む
   安定化イソシアネート化合物１００〜２５０重量部を含
   有してなる電気絶縁用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気絶縁用樹脂組成物を
   導体上に塗布し、焼付けてなる絶縁電線。