JPS5825699B2 - ジコユウチヤクセイトリヨウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弱電機器用のコイル、或はモーター、トラン
ス等のコイルを成形する場合、ワニス含浸を施すことな
く、コイルを加熱するだけで、線相互を融着、固化する
ことのできる自己融着性絶縁塗料に関するものである。

従来モーター、トランス等のコイル成形体を製造するの
には、絶縁電線をコイル巻きした後、型枠に入れたまま
、これをポリエチレンテレフタレート繊維、麻糸、綿糸
、或は、ガラス繊維等で縛り、コイルを固定してから型
枠をはずし、ここにワニス含浸処理及び焼付は硬化を行
って、電線相互間をワニスによって結着固化せしめてコ
イルの成形を行っている。

しかし、このような方法によれば１）整列巻コイルの場
合、コイル巻き後、含浸ワニスを内部まで充分に含浸す
ることか困難である。

２）含浸設備、焼付炉等の設備を必要とする。

３）含浸ワニスにはポットライフの短いものが多く、ロ
スが非常に多い。

４）工程が複雑で長時間を要し多大の人手を必要とする
。

５）含浸ワニスに用いる溶剤或は反応性稀釈剤は低沸点
のものが多く、取扱い上問題が多い。

６）低沸点溶剤を用いるため火災等の危険もあり安全面
からみても好ましくない。

７）最近の機器の小型化、信頼性向上に伴い、絶縁電線
の耐熱化が進んでおり、又最近の機器には、常用最高許
容温度を越える温度に間欠的上昇をみるものがある。

この為絶縁電線に於ても従来の常用最高許容温度での耐
熱性の他に、このような間欠的な異常昇温にも耐えるこ
とが要求せられている。

しかるに現用の含浸ワニスの融着固着力、その他の耐熱
性はＦ種程度の温度がせいぜいであり、且つ充分満足で
きるものではないのが現状である等の諸欠点があり、こ
れらの問題を解決することが重大な課題となっている。

一方このような含浸ワニスを使用する工程を回避するた
めの手段として従来より一部では加熱処理されることに
よって皮膜に融着性の生じる自己融着可能な絶縁電線が
使用されてきた。

自己融着性絶縁電線として現在量も広く使用されている
ものは、ポリビニルブチラール系絶縁塗料或はポリアミ
ド系絶縁塗料特に共重合ナイロン系絶縁塗料を焼付けた
ものである。

現在この電線により形成されたコイルはテレビジョンの
偏向ヨークなど一部の限られた用途に使用されている程
度であるが、前述のごとき含浸ワニス工程の問題点によ
り回転機器、トランス等の絶縁電線の主要な使用分野か
らも自己融着性絶縁電線を使用したいとの要望が強くな
ってきている。

このような用途の自己融着性絶縁電線として要求される
性能は、通常の絶縁電線における電気特性機械的特性、
熱的特性などの一般的特性に優れることは勿論であるが
、これ等に加えて重要なることは、予想される使用状況
下において充分なる融着力等、含浸ワニスとしての必要
緒特性も保有していることであると言える。

この点は改めて述べるまでもなく自己融着性絶縁電線と
しての本分とも言えると共に、将来多方面に使用される
場合には特に重要なことになる。

さて現在、自己融着性絶縁電線に使用されている融着材
料には、主としてポリビニルブチラール、ナイロン等が
ある。

これら融着材料を他の絶縁材料を介して導体上に焼付け
た電線は、オーブン又は通電等による加熱処理を行うの
みで、成形体の形を維持することができ、ワニス含浸処
理を要しない能率的なコイル成形作業を可能ならしめる
ものである。

しかしながら機器の耐熱度がＢ種或はＦ種以上を要求さ
れる。

或は機器が間欠的に温度上昇する場合上述のごとき融着
材料では融着層の流動を避は得す、コイル等の成形体は
、熱変形をきたし、更には融着層樹脂が流れ落ちて、含
浸ワニスの代替としての作用を全くなさない事となる。

このた 。めポリビニルブチラール、ナイロン等を用い
た従来の自己融着性絶縁電線はＴＶ用偏向コイル、通信
機器、計器等の如き常用温度も低く且つ間欠的な温度上
昇が小さく、しかも静止状態で使用されるような場合に
限定されており、常用温度として 、Ｅ種（１２０℃）
程度が限界である。

ために常用温度が高い、或いは間欠的温度上昇の大きい
機器や遠心力の加わる回転機器等のコイルとしては不適
当であった。

これらの熱可塑性樹脂を用いた自己融着性絶縁電線の欠
点を改善するために、従来 ・より融着材料を熱硬化性
とし解決をはかろうと種々の試みがなされてきた。

その思想は、熱硬化性自己融着材料を未硬化ないし半硬
化状態に焼付けを行い自己融着性被膜とするものである
。

この自己融着性被膜は、融着時の熱処理により、流れコ
イルの線間を満たしながら硬化し、完全硬化後は、コイ
ル成形体が高温の雰囲気にさらされても融着材料は、も
はや流動せず成形体の形を保持せしめることが期待され
る。

ただし、現在の熱硬化型自己融着材料は、未硬化ないし
半硬化状態で電線皮膜とするためには、電線製造時非常
にきびしい焼付条件のコントロールが必要である。

即ちこれら材料の焼付条件は非常に巾の狭いものであり
、もし焼付不足ならば電線として重要な特性の−っであ
る皮膜の可とう性がなくなり、一方焼付過多となると融
着被膜の硬化が進行し融着しにくくなったり、もはや融
着しえなくなったりするものであった。

本発明者は、従来のごとき自己融着電線の上記の様な諸
欠点を解決し、又最近の各種の要求に答えるべく、鋭意
検討を重ねた結果、本発明の如く分子量１００００以上
のポリヒドロキシエーテルもしくはポリヒドロキシエー
テルエステル樹脂１００重量部と三フッ化ホウ素アミン
錯体０．５〜１０重量部を主成分とする自己融着性塗料
を用いて得られた自己融着性絶縁電線は熱硬化性を有し
しかもこれまでの熱硬化型自己融着塗料を用いた自己融
着絶縁電線の製造時の狭い焼付条件中を広げ作業性を大
巾に改善するだけでなく、従来のごとき、自己融着性絶
縁電線にみられる高温での融着力低下の問題を解決し、
Ｆ種（１５５℃）或いはＨ種（１８０℃）程度或いはそ
れ以上の高温に於ても、従来のものに数倍する固着力を
維持でき、かつ含浸ワニスと比較しても非常に優れた固
着力を有し、更には、機械的特性、熱的特性、電気的特
性、化学的特性にも優れたものであることを見出した。

本発明で用いる分子量１００００以上のポリヒドロキシ
エーテル、ポリヒドロキシエーテルエステル樹脂は熱可
塑性であり、単独で自己融着被膜とした場合、高温で固
着性を保持することは困難で、これを改善するため安定
化イソシアネートフェノール樹脂、メラミン樹脂等を添
加し、熱硬化性とする例は多い。

ただし、これら従来の熱硬化型自己融着性絶縁電線は前
述したように、製造条件がきびしく、安定した品質の製
品供給が困難である。

あえて生産しても自己融着性被膜中に安定化インシアネ
ート、フェノール樹脂等の硬化剤を未硬化ないし半硬化
状態で含有するため、被膜の機械的強度が十分でなく、
ポリヒドロキシエーテル、ポリヒドロキシエーテルエス
テル樹脂自身の持つ、機械的強度を低下させることにも
なり、耐摩耗性に欠け、最近の高速自動捲線に耐えるも
のではない。

。しかるに本発明のととく三フッ化ホウ素アミン錯体を
用いれば、ポリヒドロキシエーテル、ポリヒドロキシエ
ーテルエステル樹脂１００重量部に対し、０．５〜１０
重量部、好ましくは０．５〜５重量部という微少量で、
その理由は明らかでないが。

未添加のものに比べ格段に優れた高温固着力を発揮する
。

安定化インシアネート、フェノール樹脂等の硬化剤を用
いて、本発明と同等の高温固着力を得ようとすれば１０
重量部〜２０重量部以上の添加が必要であることを考慮
すると、本発明の三フッ化ホウ素アミン錯体を用いる利
点は大きい。

更に本発明によれば三フフ化ホウ素アミン錯体−＊の添
加量が微少であるためポリヒドロキシエーテル、ポリヒ
ドロキシエーテルエステル樹脂自体の機械的強度を低下
させることなく自己融着性皮膜とすることができるので
耐摩耗性等にすぐね、高速自動捲線機などで捲線されて
も耐加工劣化性の良い自己融着性絶縁電線を供給できる
。

しかも本発明の自己融着性塗料を用いて自己融着性絶縁
電線を製造する場合、下層の耐熱性に優れたＦ−Ｈ種絶
縁塗料と同一条件で焼付けても、従来の安定化イソシア
ネート、フェノール樹脂等を用いる自己融着性塗料のご
とく融着性を失うことなく一工程で耐熱性自己融着性絶
縁電線を供給することができ、品質保証上からも製造コ
ストの点からも有利である。

本発明でいうポリヒドロキシエーテル樹脂としては、例
えばビスフェノール類とエピクロルヒドリン、或は置換
エピクロルヒドリンより得られるものがあり、一般式 で示される。

ここでＲ１は一〇−、−Ｓ−。−Ｓ Ｏ２−或は−ＣＲ
２一 等で示されるもの、又 ・Ｒ２，Ｒ３は−Ｈ１或は、低級アルキル基で示される
もので分子量１００００以上のものである。

かかるものとしては、Ｒ１が でＲ２、Ｒ３がＨであるものが一般にフ ェノキシ樹脂という名称で知られており、米国、ＵＣＣ
社製のＰＫＨＨ，ＰＫＨＪ又、同シェル社製のエポノー
ル０Ｌ−５３、０Ｌ−５５などがある。

これらは共重合物であっても良い。

ポリヒドロキシエーテルエステルとしては、例えば一般
式で示されるものがある。

Ｒｔ ｐ ’ｆ％ ｔ Ｒ３は上記ポリヒドロキシエー
テルの場合と同じでＲ４は、−ＣＨ２＝ＣＨ２、（ＣＨ
２）ｚ−で示されるものであり、分子量１ｏｏｏｏ以上
のものである。

ここで Ｒ１が Ｒ２が−Ｈ２Ｒ３が −ＣＨ５であるものとして、大日本インキ化学社製エピ
クロンＨ−０３０、Ｈ−３３０、Ｈ−３４０゜Ｈ−３５
０等がある。

これらは、複数の相異なるポリヒドロキシエーテル単位
、そして、或いはポリエステル単位をもつ共重合体であ
っても良い。

三フッ化ホウ素アミン錯体として用いられるアミンは、
脂肪族第一、第二、第三、アミン、芳香族第一、第二、
第三アミンいずれでも良い。

例えば、脂肪族第一アミンを用いたものとしてＢＦ３モ
ノエチルアミン錯体（米国シェル社製ＢＦ３４００）、
ＢＦ３ベンジルアミン錯体（英国アンカーケミカル社製
Ａｎｃｈｏｒ １０４０ ）等があり、脂肪族第二“ア
ミンを用いたものとして、ＢＦ３ピペリジン錯体等、脂
肪族第三アミンを用いたものとして、ＢＦ３トリエチル
アミン錯体等がある。

芳香族アミンを用いたものとしては、ＢＦ３アニリン錯
体（英国アンカーケミカル社製Ａｎｃｈｏｒ ］、 １
７１ ）等がある。

以下実施例・比較例により本発明をさらに詳細に説明す
るが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない
。

実施例 １ 攪拌装置、温度計、冷却管を付けた５００ｍ１フラスコ
中でＵＣＣ社製フェノキシ樹脂ＰＫＨＨ１００ｇを酢酸
セロソルブ ３００ｇに９０〜１００℃で攪拌溶解させ
た。

室温に冷却後玉フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体０．
５ｇを加え十分攪拌溶解し、塗料とした。

エナメル線焼付炉（炉長４．５ｍ、炉温上部４１０℃、
中部４００℃、下部２５０℃）にて導体サイズ１．Ｏｆ
ｆの銅線上にＦ種ポリエステルイミド絶縁塗料（口触ス
ケネクタデイ商品名イソミツドＬＶ）を７回、本自己融
着性塗料を３回ポリエステルイミド絶縁塗料の適正焼付
条件（線速９ｍ／分）で塗布焼付け１種膜厚をもつポリ
エステルイミド絶縁被膜上に自己融着性被膜を有し、全
体として０種膜厚をもつ自己融着性絶縁電線を製造した
。

； 実施例２．３．４．は、実施例１の三フッ化ホウ素
モノエチルアミン錯体の添加量をそれぞれ１．０゜３．
０，５．０ｇとし、他は実施例１と同様にして自己融着
塗料を得、自己融着性絶縁電線を製造した３実施例 ５ 実施例１と同装置にてＵＣＣ社製フェノキシ樹脂ＰＩ’
Ｇ（Ｈ１００ｇをクレゾールＭＳＳ（７：３）の混合溶
剤３００ｇに９０〜１００℃で攪拌溶解させた。

室温に冷却後、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体０．５ｇ
を加え十分攪拌溶解し、塗料とした。

本自己融着性塗料を用い実施例１と同様にして、自己融
着性絶縁電線を得た。

実施例 ６，７．８ 実施例５の三フッ化ホウ素ピペリジン錯体の添加量をそ
れぞれ１．０ 、３．０ 、５．Ｏｆとし他は実施例５
と同様にして自己融着塗料を得、自己融着性絶縁電線を
製造した。

実施例 ９ 実施例１と同じ装置に大日本インキ化学社製のポリヒド
ロキシエーテルエステル樹脂であるエピクロンＨ−０３
０（メチルイソブチルケトンの５０係溶液）２００Ｌ？
、クレゾール２００グ、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体
３．０１を仕込み、充分攪拌溶解し均一透明な塗料とし
た。

本自己融着性塗料を用い、実施例１と同様にして、自己
融着性絶縁電線を得た。

比較例 １ 実施例１と同装置にて、ＵＣＣ社製フェノキシ樹脂ＰＫ
ＨＨ１００ｇを酢酸セロソルブ３００ｇに９０〜１００
℃で溶解し、塗料とした。

本塗料を用いて実施例１と同様に自己融着性絶縁電線を
得た。

比較例 ２ 実施例、■と同装置にて、大日本インキ化学社製のポリ
ヒドロキシエーテルエステル樹脂である工ピクロンＨ−
０３０（メチルイソブチルケトンの５０係溶液）２００
Ｌ？、クレゾール２００１を仕込み、充分攪拌混合し塗
料とした。

本塗料を用いて実施例１と同様に自己融着性絶縁電線を
得た。

実施例１〜９、比較例１〜２で製造した自己融着性絶縁
電線の固着力は、ＡＳＴＭ−Ｄ −２５１９・のヘリカ
ルコイル試験にもとづき測定した。

自己融着性絶縁電線を直径６．０Ｍ径のマンドレルに緊
密に巻回し７０Ｆｔａ長のヘリカルコイルとし、これを
所定の融着条件で４００ｇの荷重下融着し、固着力測定
サンプルとした。

この結果を表−１に示す。

表−１で明らかなごとく、本発明による自己融着性塗料
を上層、Ｆ種ポリエステルイミドを下層とする２重構造
巻線を、下層の高い焼付温度を必要とするポリエステル
イミド塗料の塗付条件で塗付焼付けて得られる絶縁電線
は自己融着性を有し従来の熱可塑性のポリヒドロキシエ
ーテル樹脂もしくはポリヒドロキシエーテルエステル樹
脂の高温での低固着力を飛躍的に向上させている。

更に市販のＦ種〜Ｈ種含浸ワニスの高温固着力が５００
ｇ程度で、高々１０００ｇ位であることを考慮すると、
本発明の有意なことが明らかである。

又、本発明の自己融着塗料を用いた自己融着電線は、巻
付性急速伸長後の巻付性、耐摩耗性に優れていることを
認めており、耐加工劣化性の良好なる自己融着巻線の供
給が可能である。

自己融着巻線は一般の絶縁電線と同じく、コイルに捲回
されて機器中に組み込まれ使用中に通常使用温度以上の
温度に一時的に昇温することがあり、又、コイル捲後の
融着処理はオーブン中での加熱や通電による加熱が行な
われ、巻線のヒートショック、熱劣化試験は、これらの
状態に巻線が露出された場合の巻線の絶縁性能変化を知
る上で重要である。

本実施例の自己融着巻線は、ヒートショック、熱劣化性
共に比較例と同等ないしそれ以上であり、表−２に示し
たようなきびしい条件下で、比較例に比べ優れた結果を
示し、融着時の熱処理や使用中の異常昇温に際しても絶
縁性能低下の恐れが少く、特に実施例３．４．７．８．
は全くその心配のないものといえる。

比較例 ３ 実施例１と同じ装置にてＵＣＣ社製フェノキシ樹脂ＰＫ
ＨＨＩ００ ｇと日本ポリウレタン社製の安定化ポリイ
ソシアネート コロネートＡＰステーブル３０Ｌ？とを
、クレゾール４００２にて６０〜８０℃で攪拌溶解させ
、熱硬化型自己融着塗料・・を得た。

比較例３及び実施例４で得た自己融着塗料を用い、焼付
線速を８ｍ／分、９ｍ／分、１０ｍ／分の３条件とした
ほかは実施例１と同様にして自己融着性絶縁電線を得た
。

得られた自己融着性絶縁電線の特性を表−３に示す。

表−３から明らかな如く、本発明の自己融着塗料は耐熱
性絶縁塗料を塗布焼付けるのと同じ焼付条件で自己融着
性絶縁電線を得る事ができる。

一方従来の熱硬化型自己融着塗料を用いた場合は、耐熱
性絶縁塗料と同じ焼付条件で自己融着性絶縁電線を製造
すると焼付時に硬化反応が進み、充分な固着力を発揮で
きなくなる事が明白である。

本発明の自己融着性塗料を用いると、耐熱性の絶縁塗料
と同じ焼付条件にてすなわち１台の焼付炉を用いて自己
融着性絶縁電線の製造が可能であり、特に耐熱性の要求
される自己融着性絶縁電線を製造する上でその工業価値
は極めて大きいものである。

なお、本実施例は三フッ化ホウ素アミン錯体の添加量は
ポリヒドロキシエーテル樹脂もしくはポリヒドロキシエ
ーテルエステル樹脂１００重量部に対し、５重量部以下
であるが、５重量部以上としても高温固着力の増加がみ
られないためであり、他の一般電線特性の低下しない範
囲で１０重量部程度の添加が可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 分子量１００００以上のポリヒドロキシエーテルも
   しくはポリヒドロキシエーテルエステル樹脂と三フッ化
   ホウ素アミン錯体とを主成分とする自己融着性塗料。