JPS6358709A - 多層耐高温絶縁体で絶縁された導体 - Google Patents

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】 本発明は、比較的高い温度と機械的な酷使に耐えうる視
数の絶縁層を有する絶縁された導体、およびその生産に
関する。

比較的高い温度、すなわち、２００℃以上の温度で満足
に使用できる絶縁された導体は、多くの用途、特に航空
機およびミサイルの装備用として望まれている。このよ
うな絶縁された導体の一種はミリタリ・スベシフィケイ
ション・シートＭＩＬ−Ｗ　−８１３８１／７Ｅに記載
されており、これは銀またはニッケルメ・ｌキされ弗化
炭素／ポリイミドテープの２つの螺線層で取りさかれた
複数本の撚線を有するものである。テープの外層は芳香
族ポリイミド樹脂で被覆されている。このテープはプラ
ウエア州つイルミングトンのイー・アイ・デュポン・ド
・ネモア・アント・カムバニイによってＫＡＰＴＯＮと
いう商標で販売されている種類のフィルムであると思わ
れるが、このようなテープは熱硬性ポリイミドフィルム
にシールのための弗素化されたエチレン−プロピレン共
重合体フィルムを組合せたものである。またポリイミド
樹脂被覆は、色分けをするため、及びテープを巻いたあ
とを上滑にし且つ環境から保護するのに寄与するために
用いられる。

上記の絶縁された導体は温度定格２００℃の要件を満足
させるが、幾つかの欠点を有する。その最も大きな欠点
は、上記の被膜が加水分解を受けやすいため、テープへ
の適正な接着に問題があることである。他の欠点は両側
の２層を適正な重なり合いをもって巻く必要かあること
と、テープの添え継ぎ箇所において寸法を保持するのに
問題があることである。

いま一つの絶縁された導体は、照射によって架橋したエ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）
の２つの押出層を有するものである。しかしながら、こ
のような絶縁体は易燃性要件を十分に満足しておらず、
また温度定格１５０℃さえようやく満足させるにすぎな
い。

ポリイミドは、熱可塑性のものも熱硬化性のものも、良
好な高温特性を有するが、導体の隙間に存在する空気の
ため、導体に直接塗布するのは困難である。また導体に
強く付着するため、この絶縁材をはがすのが困難である
。ポリイミドの層はほぼ完全に架橋していないと亀裂お
よび加水分解をおこしやすく、一方通常の製造条件では
完全に架橋させることは困難である。

本発明の一つの目的は温度定格２００℃以上となり得る
絶縁された導体を提供することである。

本発明のいま一つの目的は上に述べた絶縁導体に関する
問題を解決することである。

本発明の好適な実施態様によると、ペルフルオロアルコ
キシ樹脂（ＰＦＡ）コンパウンドまたはポリテトラフル
オロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）コンパウンドからなる第
一層を、−または二以上の導体を被い且つこれに接する
ように押出し、これによって少くとも２５０℃の温度に
耐えうる絶縁層を得、またこの多層絶縁体を導体から容
易に剥離可能なものとするのである。この第一層の外側
表面を従来の方法によってエツチング処理し、次に溶媒
に比較的高濃度に溶かしたポリイミドの層を第一層を被
って押出し、加熱して溶媒を除去し、固化ポリイミドの
第二層を得る。次にＰＦＡコンパウンド、エチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）コンパウン
ドまたはポリ弗化ビニリデン（Ｉ’ＶＤＦ）コンパウン
ドの第三層を第二層を被って押出す。このような第三層
は環境からポリイミドの第二層を保護する。

上記の好適な実施態様では玉つの絶縁層を夫々導体また
は−又は二以上の絶縁層で被覆した導体の上に押出すが
、別の実施態様としては、−又は二以上あるいは全部の
層を従来の被覆法によって塗布してもよい。

本発明の他の目的および利点は、以下に詳述する現時点
での好適な態様から明らかになるであろう。以下の記載
は添付図面に関連して理解されるべきものである。

第１図は、この場合は複数の銅電線からなる中心導体を
有する本発明の絶縁された導体を例示する。しかしなが
ら、導体は一本の電線であってもよい。この−乃至二以
上の電線は錫、銀、ニッケルのような金属でメッキされ
ている。絶縁された導体の温度定格が１５０℃の場合は
錫を２００”Ｃの場合は銀を２００℃より高い例えば２
５０　”Ｃの場合はニッケルを用いることかできる。も
ちろん、ニッケルは上記温度定格のすべてに用いること
ができ、銀は、２００℃までのすべての温度定格に用い
ることができる。本発明の絶縁された導体の温度定格は
ミリタリ・スベシフィケ、ｒジョンＭＩＬ　−Ｗ　−８
１３８１Ａに記載され或は引用されている試験によって
定められる。本発明の絶縁導体は電線乃至電線群がニッ
ケルで被覆されていれば、２００℃より高い、例えば２
５０℃の温度定格を有する。もちろん、場合によっては
、特に軍規路に適合する必要がないときは、金属メッキ
は省略することができる。

導体１はその上に接して押出されまたは塗布された第一
層２によって被覆される。容易に剥離できるよう、層２
は従来の電線被覆装置および方法によって導体１の上に
押出されまたは塗布さゎた、熱可塑性であるＰＦＡＯ層
である。あるいは従来の電線被覆装置右よび方法によっ
て導体１の周囲に糊状で塗布または押出されたＰ　ＴＦ
　Ｅの層によって被覆される。層２が押出されたＰＦＡ
の層であるなら、導体１に適用後単に冷却される。層２
がＰＴＦＥを押出した層であるなら、加熱することによ
り焼結され熱硬化する。

第一層２が固化した後、その上に接して押出されまたは
塗布される第二層３で被覆する。さらに好しくは、層２
と層３との接着を向上させるため、層３を押出しまたは
塗布する前に、酸またはプラズマなどを用いる従来の方
法によって層２の外面をエツチング処理する。

第二層３を第一層２に塗布することによって形成すると
きは、この塗工は熱硬化性のポリイミドを公知の溶媒に
溶かしたラッカーを用いて従来の方法によって行われる
。このラッカーは、ポリイミドの沈降を防ぐため或いは
他の目的のため、他の公知の成分を含んでいてもよい。

ポリイミドがルし熱可塑性であるときは、通常の方法で
第一層２の上に押出すことができる。

しかしながら、好適な実施態様においては、ラッカーは
比較的高い粘度を持つようポリイミド固体を２０重世％
以」〕含有させたものを層２の上に押出す。この方法に
よって、層２で被覆された導体をポリイミドラッカー浴
中に何度も通すことなく、比較的厚い、例えば１〜２ミ
ルのポリイミド層を層２の上に形成することができる。

第２図および第３図は、ポリイミド含有ラッカーを、層
２で被覆された導体ｌのような、細長い物品の上に押出
すための本発明の新規な方法および装置を例示する。し
かしながら、この本発明の方法および装置は、管、棒、
針金等のような他の物体を被覆するためにも用いること
ができる。

第２図に示すように、層２で被覆された導体（符号６ａ
で示す）はリール７から、エツチング浴８を通して供給
される。この浴中で層２の外面が工、チング処理される
。絶縁された導体６ａは次にエツチング剤を除去するた
め浴９を通した後、乾燥される。導体６ａはさらにプー
リー１０のまわりを通って垂直径路にその方向を変える
。

垂直径路をとるのは塗ったラッカーが導体の片側に垂れ
下って導体の軸に対して層３が同心でなくなることを防
ぐためである。

プーリー１０から、導体６ａは、延長部１２を有し７、
ダイス本体１３で保持されたダイス挿入部１１の孔を通
過する。この挿入部１１は満１４を有し、本体１３は挿
入部１１をその中に保持するクリップ（図示せず）を受
容するための溝１５を有する。

絶縁された導体６ａが延長部１２を出るとき、粘稠なポ
リイミドラッカーの層がその上に押出され、層２および
３で絶縁された導体（符−ｑ６ｂで示１−）かえられる
。この絶縁導体６ｂを一連の炉１６に通し、ここでラッ
カーの溶媒を追出し、層３を熱硬化する。炉１６の温度
は溶媒の沸点およびポリイミドの架橋に必要な温度に基
づいて選択され、その温度は通常炉１６の人口から出口
へ向って上昇する。例えば、入口の温度は２５０〜３０
０℃とし、出口の温度は６００℃とする。絶縁導体６ｂ
が炉１６を通過する時間は、溶媒を除去しポリイミドを
架橋すなわち熱硬化できるように選択する。

ダイスは本体１３と挿入Ｆ＄１１とからなるが、延長部
１２の周囲に、空洞１７を有する。これは層３を形成す
るう〜カー２３を開口部１８を経て本体１３内に受け容
れる（第２図および第３図参照）。ラッカー２３は延長
部１２のために絶縁導体のまわりに管状で押出され、層
２の周囲で収縮する。また延長部１２があるため、層３
は全周にわたり均一な厚さとなり、導体の軸に対して同
心形をとる。

ポリイミドを含有するラッカーは計量ポンプ１９から、
配管２１を経て加圧下に供給されるが、ポンプ１９へは
、通常の供給源から、配管２２を経て送り込まれる。架
橋反応を促進するため、開口部１８へ供給されるラッカ
ーには、無水酢酸やβ−ピコリンのような通常の架橋剤
を含有させることができる。架橋剤は別の計量ポンプ（
図示せず）によって、第２図に示すようにポンプ１９へ
供給することが好ましい、ラッカーを開口部１８へ供給
するときの圧力は、当該技術の熟練者には知られている
ように、ラッカーの粘度、絶縁導体がダイスを通過する
速度等いくつかの要因に左右される。以下に述べる種類
のラッカーでは、この圧力は１５０〜２００　ｐｓｉ（
１０，５〜１４Ｋｇｆ／ｃｍ２）程度である。

熱硬化性ポリイミド固体を１５重量％以上含有するポリ
イミドラッカーは市販されているが、通常塗装用として
用いられている。このようなラッカーはまた通常、懸濁
質、抗酸化剤、その他の成分を少量含有する。用いる溶
媒は種々の要因によるが、ポリイミド固体の含ｆｆｆｌ
と用いる溶媒とはラッカーが比較的高粘度になるように
選ばれる。

好ましくは、ポリイミド固体の含有量は２５％以上であ
り、ラッカーの粘度は少くとも ２００．０００センチポアズである。好適な溶媒の一つ
は普通のメチルピロリドンである。このような溶媒中に
熱硬化性ポリイミド固体をラッカーに対し２５重噴火含
有し、約２４０，０００センチポアズの粘度を有するラ
ッカーが満足なものであることが判った。このようなラ
ッカーと本発明の方法および装置を用いて、第２図に示
すダイスを一回通過させることによって、厚さ１〜２ミ
ルの熱硬化された層３をうろことができる。

第４図は、第２図および第３図に示したダイス挿入部１
１の一つの変化形を示す。第２図および第３図のダイス
は層３の厚みおよび同心度をより良好に制御できるので
好ましいものであるが、第４図に示す挿入部１１ａを有
するダイスでも満足な場合があることが判るであろう。

第４図に示づ一態様では、ダイス本体１３は第２図およ
び第３図のそれと同じであり、挿入部１１ａは延長部１
２ａが延長部１２よりも短かいか全く除かわていること
以外は実質的に挿入部１１と同じである。挿入部１１ａ
では、う・ンカー２３が空洞１７内で絶縁導体６ａに直
接角る。ラッカー２３の流れの乱れにより、絶縁導体６
ａかラッカー２３によって半径方向に移動させられるこ
とがあり、こうして導体の軸方向の諸点において導体の
軸と同心でなくなることもある。しかし、これは絶縁導
体の最終用途によっては使用可能である。

ポリイミドを架橋剤と共に加熱して熱硬化させることは
、層３が溶媒を除くため炉中で加熱さ第１、この加熱は
溶媒の除去と共にポリイミドを熱硬化させるので好まし
いが、ポリイミドの硬化は他の従来性なわれている方法
でも達成されることは言うまでもない。このように、架
橋剤は用いなくともよく、ポリイミドの硬化は熱たけで
も、あるいは層３を照射することによっても行なえる。

ポリイミドラッカーからなる層３を層２の上に押出しま
たは塗布することによって形成した後、層３を既知の方
法で加熱して溶媒を除き、層３の物質を熱硬化させる。

層３を硬化した後、第三層４を層３の上に押出しまたは
塗布する。第三層４は、絶縁導体が曝らされる温度に耐
え、層３を環境から護るプラスチック材料とすることが
できる。好適には第三層４はＰＦＡ、　ＥＴＦＥまたは
ＰＶＤＦからなるが、２００℃以上の温度定格のために
は、第三層はＰＦＡからなることが好ましく、これは従
来の方法で層３のＬに押出されまたは塗布される。ＥＴ
ＦＥまたはＰＶＤＦを用いるときは、従来法で層３の上
に押出または塗布され、所望により、層４がＰＶＤＦで
造られるときは、層４を照射によって架橋してもよい。

層２，３および４の半径方向の厚みは絶縁全体の半径方
向の厚みが所望の値になるように選ばれる。例えば全体
の所望の厚みが７ミルである場合、層２及び４の厚みを
夫々３ミルとし、層３の厚みを１ミルとすればよい。層
２及びＭ４の厚みは同一である必要はないが、通常層３
の厚みより大きくする。例えば層３の厚みの３倍以下、
あるいはそれ以上とする。

以上述べたようにして製造された絶縁導体は少くとも１
５０℃の温度定格を有し、層４をＰＦＡで形成すれば、
２００℃以上の温度定格を有する。

好適な実施態様においては、各絶縁層の寸法および同心
度を正確に制御でき、いずれの層も導体を液中を何回も
通過させることなく押出成形されることが認められるで
あろう。さらに、テープの巻きつけ、或は添え継ぎが不
要である。また、ポリイミド樹脂を直接導体に適用する
ことおよびそれに伴う問題が除かれ、ポリイミド層の亀
裂、剥離、加水分解等の問題も回避または克服される。

各種の絶縁材層は、導体を長さ方向に前進させながら、
導体上に絶縁層を押出すために用いられている従来の押
出装置を用いて形成され得る。すなわち、導体を長さ方
向に前進させながら第一層をその周囲に押出すのである
。第一層が固化したら、第一層で被覆された導体を長さ
方向に前進させながら、第二層をその上に押出す。第二
層が固化したら、第一層および第二層で被覆された導体
を長さ方向に前進させ、第三層をその上に押出す。各層
は個別に、すなわち各層を形成した後導体をリールに巻
いて貯蔵し、これをリールから次の層を形成する装置に
供給して形成してもよいし、各押出機の間に適正な間隔
をとり、押出機の間の処理条件を適切に選ぶことによっ
て、生産ラインの一端に導体を供給し他端から完成した
絶縁導体を取出す連続操作で、本発明の絶縁された導体
を生産することもできる。

本発明の絶縁された導体はそのままで、あるいはさらに
絶縁層または導電性銅で囲んで使用される。複数のこの
ような導体を一対づつより合せてもよいし、束にして保
護鞘で蔽ってもよい。また数本の絶縁導体を側面が触れ
合うように並べて接触面で接合してもよい。

第５図は本発明の絶縁された導体６を３本より合せて、
プラスチック材料の鞘２０で期んだものを示す。鞘用の
プラスチック材料は、これまで述べたように、所望の温
度定格かえられるように選択する。例えば、２００℃以
上の温度定格をつるには、ＰＦＡをプラスチック材料と
して用いることができる。

種々の実施態様において、このプラスチック材料は、ケ
ーブルの絶縁体の所望の性質に実質上悪影響をおよぼさ
ない通常の充填材を含んでいてもよい。

本発明の好適な実施態様を説明し例示してきたが、本発
明の主旨からはずれることなく種々の変更が可能である
ことは、当該技術の熟練にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の絶縁された導体の横断面図である。 第２図はポリイミドを含有するラッカーを導体の第一層
の上に押出す方法を示す一部模式一部断面図である。 第３図は第２図に示したダイスの端面図である。 第４図は第２図に示したダイスの変化形の部分断面図で
ある。 第５図は本発明の絶縁された導体を３本より合せ、プラ
スチックの鞘で囲んだものの横断面図である。 １−−−一導体、 ２−一一一第一層（押出されたＰＦ八又はＰＴＦＥ樹脂
）、３−一一一第二層（押出されたポリイミド樹脂）、
６−−−−Ｍ！、縁された導体 ＦＩＧ、　ｌ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ペルフルオロアルコキシ樹脂およびポリテトラフル
   オロエチレン樹脂から選ばれたプラスチック絶縁材料か
   らなる第一層をその周囲に接触して有し、ポリイミド樹
   脂からなる第二層を該第一層の周囲に有し、ペルフルオ
   ロアルコキシ樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン
   共重合体樹脂およびポリ弗化ビニリデン樹脂から選ばれ
   たプラスチック絶縁材料からなる第三層を該第二層の周
   囲に有する、多重層プラスチック絶縁体により絶縁され
   た温度定格１５０℃以上の絶縁された導体。 ２、前記第一層および第三層のプラスチック絶縁材料が
   ペルフルオロアルコキシ樹脂であり、２００℃以上の温
   度定格を有する特許請求の範囲第１項に記載の絶縁され
   た導体。 ３、前記第二層が前記第一層と接触しており、前記第三
   層が前記第二層と接触している特許請求の範囲第１項に
   記載の絶縁された導体。 ４、前記第一層および第三層の半径方向の厚みが、前記
   第二層の半径方向の厚みより大きい特許請求の範囲第１
   項に記載の絶縁された導体。 ５、前記第二層のポリイミド樹脂が熱硬化性である特許
   請求の範囲第１項に記載の絶縁された導体。 ６、前記の層の少くとも一つが熱可塑性である特許請求
   の範囲第１項に記載の絶縁された導体。 ７、前記第二層が押出された層である特許請求の範囲第
   １項に記載の絶縁された導体。 ８、少くとも一つの前記の層が押出された層である特許
   請求の範囲第１項に記載の絶縁された導体。 ９、前記第一、第二、および第三層の夫々が押出された
   層である特許請求の範囲第１項に記載の絶縁された導体
   。 １０、少くとも一つの前記の層が塗工した層である特許
   請求の範囲第１項に記載の絶縁された導体。 １１、導体を長さ方向に前進させながら、ペルフルオロ
   アルコキシコンパウンドおよびポリテトラフルオロエチ
   レンコンパウンドから選ばれたプラスチック絶縁材料か
   らなる第一層を導体の周囲にこれに接触させて形成し； 該第一層をその周囲に有する導体を長さ方向に前進させ
   ながら、ポリイミドコンパウンドからなる絶縁材料の第
   二層を第一層の周囲に形成し、 該第一層及び第二層をその周囲に有する導体を長さ方向
   に前進させながら、ペルフルオロアルコキシ樹脂、エチ
   レン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、およびポ
   リ弗化ビニリデン樹脂のコンパウンドから選ばれた絶縁
   材料の第三層を第二層の周囲に形成することからなる温
   度定格１５０℃以上の絶縁された導体の製造方法。 １２、前記第二層を前記第一層の周囲に押出す前に、第
   一層の外側表面をエッチング処理する特許請求の範囲第
   １１項に記載の方法。 １３、溶媒とポリイミドを含有し、ポリイミド固体の含
   有量が２０重量％以上の粘稠なラッカーを押出すことに
   よって、前記第二層を前記第一層の周囲に形成し、溶媒
   を加熱によって第二層から除去する特許請求の範囲第１
   １項に記載の方法。 １４、前記ラッカー中のポリイミドが、前記溶媒を除去
   するために第二層を加熱する間に熱硬化される特許請求
   の範囲第１３項に記載の方法。 １５、前記第一層のプラスチック材料がポリテトラフル
   オロエチレン樹脂コンパウンドであり、糊状で前記導体
   の周囲に押出され、第二層を第一層の周囲に押出す前に
   、該第一層を加熱してポリテトラフルオロエチレン樹脂
   コンパウンドを熱硬化させる特許請求の範囲第１３項に
   述べた方法。 １６、前記第二層を加熱して溶媒を除去する際、前記ポ
   リイミドが熱硬化される温度及び時間、前記ラッカーを
   加熱する特許請求の範囲第１５項に記載の方法。 １７、前記第三層のプラスチック材料がペルフルオロア
   ルコキシコンパウンドである特許請求の範囲第１３項に
   記載の方法。 １８、前記第一層及び第三層のプラスチック材料がペル
   フルオロアルコキシコンパウンドである特許請求の範囲
   第１３項に記載の方法。 １９、延伸された物品を通す入口と出口を有する通路を
   有し、ポリイミドを含有するラッカーを加圧下に受け容
   れる空洞を該通路の周囲に該出口に近接して有するダイ
   スを通して、細長い物品を長さ方向に前進させ； 該物品を該通路を通して前進させる間に、溶媒と熱硬化
   性ポリイミド固体とからなり、該ポリイミド固体の含量
   が１５重量％以上である粘稠なラッカーを、前記空洞か
   ら前記物品の周囲に流すのに十分な圧力を加えて供給し
   ； 該ラッカーで被覆された物品が前進する間 に、これから溶媒を除去しポリイミドが熱硬化するよう
   に処理することからなる 細長い物品の周囲にポリイミドの層を形成する方法。 ２０、前記のラッカーで被覆された物品を垂直径路に沿
   って前進させる特許請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１、前記ダイスが、前記空洞と前記通路との間に通路
   の出口まで伸びた部分を有し、この部分の周囲に空洞か
   ら近接する通路出口まで伸びた別の通路を有し、前記ラ
   ッカーが該別の通路を通り物品が最初の通路の出口から
   出るときに物品の周囲を流れる特許請求の範囲第１９項
   に記載の方法。 ２２、前記通路が前記空洞内にその出口を有し、前記空
   洞が前記通路の出口から物品の前進方向に離れたところ
   にダイスの外方に向いた開口部を有し、前記ラッカーが
   空洞内で物品の周囲を流れる特許請求の範囲第１９項に
   記載の方法。 ２３、前記ラッカー中のポリイミド固体の含有量が２５
   ％以上であり、ラッカーの粘度が ２００．０００センチポアズ以上である特許請求の範囲
   第１９項に記載の方法。 ２４、前記のラッカーで被覆された物品が、溶媒を除去
   しポリイミドを熱硬化させるのに十分な時間及び温度で
   加熱される特許請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２５、前記ラッカーが架橋剤を含有する特許請求の範囲
   第２４項に記載の方法。