JPS63304507A

JPS63304507A - 電線

Info

Publication number: JPS63304507A
Application number: JP62067646A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sawada; 澤田　和夫; Satoru Takano; 悟高野; Shigeru Okuda; 奥田　繁; Shinji Inasawa; 信二稲沢
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-01-31
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1988-12-12
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JP2565892B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、電線に関し、特に耐火性、耐熱性を要する
マグネットワイヤ、原子炉周辺用電線等や耐食性を要す
る特殊電線、ケーブルに用いられる電線に関するもので
ある。

［従来の技術］上述のように耐熱性や耐食性が要求される電線として、
従来から導体に有機物被覆を施した被覆電線が用いられ
ている。しかし、有機物被覆電線では５００℃程度の温
度Ｊ、でしか耐えることができない。そこで、耐熱性、
耐食性を付与するために、導体の表面に導体以外の金属
または半金属の化合物からなる膜を被覆したものが用い
られている。たとえば、昭和６０年１０月１７日に国内
公表されたレイケム社出願の公表特許公報昭６０−５０
１７８３号公報には、高温下で使用される電気ワ、イＡ
７に対して耐熱性を付与するために導体の表面に酸化物
または窒化物などを真空蒸着法によって被覆したものが
開示されている。その被覆を形成する化合物の例として
はアルミニウム、ケイ素などの酸化物または窒化物が挙
げられている。

これらの酸化物は耐熱性、耐食性に対して優れた特性を
示すので、酸化物を被覆した電気ワイヤは耐熱性、耐食
性に優れたものとなる。

［発明が解決しようとする問題点］上述のように示されている通り、Ａｕ２０．．３ｉ０２
などの酸化物は、耐熱性、耐食性については良好な性質
を示すことが知られている。しかし、真空蒸着法によっ
て形成されるこれらの酸化物は導体として用いられる銅
などに対する密着性があまり良くない。そのため、たと
えば酸化物を被覆した電気ワイヤを腐食環境下で長期間
使用した場合、酸化物が銅の表面からは＜　ｍｔ　Ｌ、
その部分から腐食が進行することがある。

また、これらの酸化物被膜を導体の表面に形成する方法
として真空蒸着法などの気相薄膜成長法が用いられてい
る。ところが真空蒸着法などによって１りられる被膜は
可撓性に劣る場合がある。そのため、たとえば真空蒸着
法による酸化物被覆電線を撓んだ状態で使用した場合、
導体表面に応力が加わり導体表面に形成された酸化物被
膜が破壊され、その部分から腐食が進行することがある
。

そこで、この発明は、これらの酸化物被膜の導体との密
着性および可撓性を高めることによって、長期間にわた
って優れた耐熱性、耐食性を発揮する電線を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に従った電線は、導体の表面に、アルコキシド
を反応させて形成された酸化物膜被覆層を有するもので
ある。

［発明の作用効果］上述のように、導体の表面に真空蒸着法などによって形
成された酸化物被膜は、銅などの導体との密着性、可撓
性に劣る。酸化物被膜を形成する方法として真空蒸着法
などの気相薄膜成長法のほかに液相から固体膜を形成す
る方法がある。その中でもアルコキシドを加水分解して
、その酸化物膜を形成する方法、すなわちゾル−グル法
を用いると、銅などの導体に対して密着性を有する酸化
物被膜を形成することができる。またゾル−グル法によ
って形成された酸化物被膜は可撓性を有することが認め
られる。この発明はこのような本願発明者等の知見に基
づくものである。

したがって、本発明による電線は導体の表面にアルコキ
シドを反応させて形成された酸化物膜被覆層を右するも
のである。この酸化物膜被覆層は、耐熱性を有し、かつ
密着性を有する。そのため、酸化物膜被覆層の外方に有
機物絶縁被覆層を有する場合、電線が高温雰囲気下で異
常に加熱されたときに被覆導体を包囲する外層の有機物
被膜が溶けて消滅したとしても、酸化物膜被覆層が絶縁
性を長期間にわたって維持する。さらに、通常、設けら
れる外層の有機物被膜は常温下での絶縁性を高めるため
に有効である。また、この有機物被膜は巻線状で使用す
る場合に要求される巻付性を電線に付与する一ヒで有効
である。外層を構成する有′機物は、耐熱性を有するポ
リイミドやポリアミドイミド、またはそれらの混合物で
あれば、さらに好ましい。

この発明において導体は導電性の高いものであればよく
、基材が銅、またはアルミニウムが好ましい。この銅ま
たはアルミニウムの表面にニッケル、チタン、クロムな
どの金属からなるめっき層を形成した導体でもよい。こ
のとぎ、めっぎ層が下地金属の耐酸化性を高める働きを
する。また導体の表面に形成される酸化物はＡ　ｆＬ２
０ｓ　、　ＳｉＯ２が好ましく、耐食性、耐熱性、導体
との密着性に優れている。

また、アルコキシドより合成されでなる酸化物被膜は銅
などの導体に対して密着性を有するとともに、可撓性も
備えている。そのため、電線を撓んだ状態で使用しても
、酸化物被膜は導体の表面から、はく離することなく、
長期にわたって優れた耐熱性、耐食性を維持する。アル
コキシドから合成して膜を形成する方法は、真空蒸着法
などの気相薄膜成長法に比べて、プラズマ発生装置や膜
材料の加熱装置などの特殊４１設備を必要どせず、低温
度での成膜法で工業的に容易に利用され得る。

この発明による電線は、典型的には導体が単線で、酸化
物膜被覆層が単線表面に形成された被覆導体を有するも
のである。しかし、導体が複数本の導体素線を集合して
撚線にしたものであり、酸化物の被膜が各導体素線表面
に形成されたもの、または撚線の表面に酸化物の被膜が
形成されたものを有する電線でもよい。

各導体素線表面に酸化物の被膜が形成されたものは、酸
化物膜形成後に撚線を行なうので撚線工程中に酸化物膜
の損傷が起こりやすい。一方、撚線の表面に酸化物の被
膜を形成するものの場合、このような損傷の発生を防１
トすることができる。

また、この場合、撚線後に酸化物膜を形成するので、導
体素線表面に酸化物膜を形成するのに比べて膜形成に要
する工程を短縮することができる。

さらに、このような電線を使用した場合、曲げに対して
酸化物膜に発生する歪が小さく、使用中においても酸化
物膜に対する損傷を受は難い。

なお、本発明による電線において酸化物膜を形成する方
法は、ゾル−ゲル法と呼ばれる方法で、具体的には、ま
ず、目的とする酸化物に含まれる元素のアルコキシドを
溶かしたアルコール溶液に水、および触媒として酸を加
え、加水分解、および脱水綜合反応を起こさＶた溶液を
塗布プる。その後、数百度に加熱焼成することによって
酸化物膜を得る。このとぎ、加熱焼成工程は減圧下にお
いて行なってもよく、そのとき加熱温度の低温化が図れ
る。また、溶液を塗布する代わりに、溶液に導体を浸漬
することによって酸化物膜を形成してもよい。

［実施例１］直径１ｍｍφの銅線の表面にゾル−ゲル法によって５ｉ
０２膜を形成した。具体的には、ｓ＋　０２膜は銅線表
面に、Ｓ　ｉのアルコキシドであるテトラエトキシシラ
ン（（Ｃ２Ｈ，ｔ　Ｏ）、Ｓｔ　）とエチルアルコール
（Ｃ２ト（５０Ｈ）と水（Ｈ２Ｏ）と塩酸（ＨＣ追）と
を混合した溶液を塗布した後、加熱処理によって銅線表
面に形成された。この５１０２膜被覆銅線の外表面に通
常の方法でポリイミドとポリアミドイミドとを塗布し、
その後それらを焼付けた。

第１図は、このようにして得られた電線を示寸断面図で
ある。図示する電線は銅線である導体１と、その表面に
形成されたＳｉＯ２膜である酸化物膜被覆層２と、その
外方にポリイミドとポリアミドイミドとからなる有機物
被覆層３とからなる。

この電線を始動電動機（スタータ・モータ）用として巻
付けた後、これを湿度５００℃の雰囲気下で１時間保持
した。その後始動電動機を使用したが、正常に機能した
。

［実施例２］直径０．１６ｍｍφの銅線の表面にＡＱアルコキシドを
原材料として、実施例１と同様にゾル−ゲル法を用いた
方法でＡｕ２０３膜を形成した。得られたΔＱ２０．膜
被覆銅線を７本集合させ、撚線にした。この撚線に押出
加工によりポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の
被覆を施した。

第２図は、このようにして得られた電線を示す断面図で
ある。図示する電線は銅線からなる導体素線としての導
体１の各表面にＡｕ２０．膜である酸化物膜被覆層２が
形成されている。これらの被覆導体素線を７本集合させ
た撚線が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）か
らなる有機物被覆層３によって包囲されている。

この電線を原子炉周辺の常時温度２００℃の雰囲気下で
使用したところ、５年間異常は見られなかった。また、
この電線を温度８００℃で１時間加熱したところ、外層
のポリテトラフルオロエチレンが燃焼、溶融したがＡ隻
ｚＯＯ膜に保護され、−１０＝付近の配線との絶縁性は保たれた。

［実施例３コ直径０．２ｍｍφの銅線を７本撚り合わせ、この撚線表
面にゾル−ゲル法によりディップ・コーティングを行な
い、Ｓｉ　０２膜を形成した。具体的には、撚線を、Ｓ
ｉのアルコキシドであるテトライソブトキシシラン（＜
１−０４　Ｈ９０）４　Ｓｉ　）２０ｇ、水（Ｈ２０）
１．５ｏ　、および硝酸（トＩＮＯａ）１０ｍｇを混合
したブタノール（Ｃ＝Ｈ９０Ｈ）溶液中に浸漬した。そ
の後、この撚線を取出し、温度５００℃に保たれた加熱
炉中に連続的に通過させることによってｓ＋　０２膜を
撚線表面に形成した。

第３図は、このようにして得られた電線を示す断面図で
ある。図示する電線は撚線である導体１と、その表面に
形成されたＳ　ｉ　Ｏｚ膜である酸化物膜被覆層２とか
らなる。

この電線を湿度９００℃の加熱雰囲気下において使用し
たところ、絶縁特性を維持した。

［実施例４］直径Ｑ、５ｍｍφの電気用アルミニウム線にニッケルめ
っきを施した素線を７本撚り合わせ、この撚線表面に実
施例３と同様にゾル−ゲル法によりディップ・コーティ
ングを行ない、Ａｆｌ。０３膜を形成した。具体的には
、撚線を、Ａｕのアルコキシドであるアルミニウムイソ
プロポキシド（（ｉ　−Ｃ３Ｈ？　Ｏ）　３　Ａ見）１
０ｇ、水（Ｈ２０）０．７（＋、硝酸（ＨＮＯ，＞５ｍ
ｇ、およびアセチルアセトン（ＣＨ，−ＣＯ−ＣＩ−１
２−Ｃｏ−ＣＨ８）１ｇを混合したイソプロパツール（
ｉ　−Ｃａト１７０Ｈ）溶液中に浸漬した。その後、こ
の撚線を取出し、湿度２００℃に保たれた加熱炉中に連
続的に通過させることによってＡｌ□０３膜を撚線表面
に形成した。

得られたＡｕ２０３膜被覆撚線に押出加工によりポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の被覆を施した。

第４図は、このようにして得られた電線を示す断面図で
ある。図示する電線は撚線である導体１と、その表面に
形成されたＡｕｔｏ３膜である酸化物膜被覆層２と、こ
れを包囲するポリテトラフルオロエチレン（＋〕Ｔ　Ｆ
　Ｅ　）からなる有機物被覆間３とからなる。撚線を構
成する各導体素線１０は、芯部であるアルミニウム線１
１と、表層部であるニッケルめっき層１２とからなって
いる。

この電線を常時温度２００℃の雰囲気中で使用したとこ
ろ、劣化しなかった。まｌｃｌこの電線を温度５００℃
に加熱したが、へ見、０３膜に保護され、絶縁性は保た
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従った電線で、実施例１において
単線導体からなるものを示す断面図である。第２図は、この発明に従った電線で、実施例２において
撚線導体からなるものを示す断面図である。第３図は、この発明に従った電線で、実施例３において
撚線導体からなるものを示す断面図である。第４図は、この発明に従った電線で、実施例４において
撚線導体からなるものを示す断面図である。図において、１は導体、２は酸化物膜被覆層である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導体の表面に、アルコキシドを反応させて形成さ
れた酸化物膜被覆層を有する、電線。
（２）前記導体が、銅およびアルミニウムのうちのいず
れかである、特許請求の範囲第１項記載の電線。
（３）前記導体が、銅およびアルミニウムのうちのいず
れかである金属の表面に、ニッケル、チタン、クロムか
らなる群から選ばれた少なくとも１種類の金属を含むめ
っき層を有するものである、特許請求の範囲第１項記載
の電線。
（４）前記酸化物が、ＳｉＯ＿２およびＡｌ＿２Ｏ＿３
のうちのいずれかである、特許請求の範囲第１項ないし
第３項のいずれかに記載の電線。
（５）前記導体は、複数本の導体素線を集合して撚線に
したものであり、前記酸化物膜被覆層が前記各導体素線
表面に形成されている、特許請求の範囲第１項ないし第
４項のいずれかに記載の電線。
（６）前記導体は、複数本の導体素線を集合して撚線に
したものであり、前記酸化物膜被覆層が前記撚線表面に
形成されている、特許請求の範囲第１項ないし第４項の
いずれかに記載の電線。
（７）当該電線は、前記酸化物膜被覆層の外方に有機物
絶縁被覆層を有する、特許請求の範囲第１項ないし第６
項のいずれかに記載の電線。
（８）前記有機物が、ポリイミドおよび／またはポリア
ミドイミドである、特許請求の範囲第７項記載の電線。