KR19990077131A - 자기 융착성 절연전선 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리아미드 수지를 주성분으로 하는 도료를 절연전선상에 도포하고 구워서 가장 바깥쪽 표피층(최외층)에 융착층을 형성한 자기 융착성 절연전선에 관한 것으로서, 권선용 금형치수에 가까운 형상의 코일을 제조할 수 있고, 제조된 코일은 고온에서도 뛰어난 내열 변형성을 가지며 전선간의 접착성도 높은 코일을 얻을 수 있는 자기 융착성 절연전선을 제공하기 위한 것이다.
융점이 105∼150℃의 공중합 폴리아미드 수지 100중랑부에 66나일론, 46나일론 등 융점이 200∼300℃인 고융점 나일론 수지를 2중량부 이상 10중량부 미만을 첨가한 수지 성분을 유기용제에 용해한 도료를 도체상에 직접 또는 다른 절연물을 통하여 도포하고 구어서 최외층에 융착층을 형성한다. 또한 융착층을 형성하는 도료로서 말단 아미노기에 비하여 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 낮은 폴리아미드 수지도료를 사용한다. 이 자기 융착성 절연전선은 TV 수상기 등에 조립되는 편향 요크 등의 제조에 유용하게 쓰인다.
Description
도1은 자기 융착성 절연전선(自己融着性 絶緣電線)을 권선(卷線), 융착(融着), 가압성형하여 만든 코일의 간략한 사시도,
도2는 자기 융착성 절연전선을 권선, 가압성형하여 만든 코일의 형상 및 넥의 직경(neck 直徑) 측정방법을 간략하게 나타내는 정면도,
도3은 자기 융착성 절연전선을 권선, 융착, 가압성형시켜 만들어진 코일의 꼬임량의 측정방법을 나타내는 설명도,
도4(a), 도4(b)는 자기융착성 절연전선을 권선, 융착, 가압성형시켜 만들어진 코일을 감기 시작했을 때의 접착력의 측정방법을 나타내는 설명도이다.
본 발명은 TV 수상기나 컴퓨터 디스플레이 등에 사용되는 편향 요크(偏向 yoke) 등의 코일 제조에 사용되고 있는 절연전선에 관한 것으로서, 가장 바깥쪽 표피층(최외층)에 자기 융착층이 형성된 자기 융착성 절연전선에 관한 것이다.
자기 융착성 절연전선은 도체(導體)상에 직접 또는 절연층을 통하여 최외층에 융착층이 형성되어 있다. 이 때문에 자기 융착성 절연전선은 코일을 감은 후 통전가열융착(通電加熱融着), 열풍에 의한 열융착 또는 용제(溶劑)처리 등에 의하여 최외층의 융착층을 용해(溶解) 또는 팽윤(膨潤)시켜 선 사이를 서로 융착 고화(固化)시킴으로서 간단하게 자기 지지형(自己 支持型)의 코일을 만들 수 있다. 따라서 자기 융착성 절연전선은 절연 니스(絶緣 varnish) 등의 함침(含浸) 공정을 생략할 수 있음으로서, 전기기기 코일의 생산성과 제조비용의 절감을 도모할 수 있으므로 가정용 전기기기, 사무기기, 전장품(電裝品) 등의 마그네트 와이어(magnet wire)로서 폭넓게 실용화 되어 왔다. 이 자기 융착성 절연전선의 구조는 도체상에 절연 도료(絶緣塗料), 즉 폴리우레탄(polyurethane) 도료, 폴리에스테르이미드(polyester imide) 도료 등을 여러번 도포하고 구워서 만들어진 절연전선의 최외층에 융착 도료를 도포하고 구워서 융착층을 형성한 것이다. 종래의 자기 융착 도료로서는 에폭시 수지(epoxy resin) 도료, 공중합 폴리아미드 수지(copolyamide resin) 도료 등이 사용되고 있다. 특히 자기 융착성 절연전선은 융착 도료로서 폴리아미드 수지(polyamide resin) 도료를 사용하여 코일의 권선, 접착, 가압성형 된 경우 우수한 접착강도를 발휘하므로 폭넓게 사용되고 있다.
그런데 최근에는 전기기기에 있어서 코일의 소형화(小型化), 내열화(耐熱化), 고전압화(高電壓化), 고주파화(高周波化), 점적율(占積率) 등을 향상시키기 위하여 고온시에도 우수한 내열 변형성을 유지(維持)하는 자기 융착성 절연전선이 요구되고 있다. 특히 TV 수상기나 컴퓨터 디스플레이용 편향 요크 부품은 그 구조가 매우 세밀하고 고주파화 되어 있으므로 내열(현재는 105℃이상이지만 앞으로는 120℃이상이 요구됨)에 의한 치수가 변하지 않는 코일이나 코일 성형품의 치수변화가 작은 권선 금형(金型)치수에 가까운 형상의 코일이 요구되고 있다. 이와 같이 자기 융착성 절연전선은 고온시에도 우수한 내열 변형성과 접착강도를 지님과 아울러 코일 변형이 적은 전선이 강하게 요구되고 있다. 융착층의 재료로서 에폭시 수지 도료를 사용한 종래의 자기 융착성 절연전선은 가압성형된 코일의 변형이 적으며 권선용 금형치수에 가까운 코일형상을 얻을 수 있다. 그러나 권선, 접착, 가압성형된 코일 접착강도의 절대치가 낮고 또한 열변형 온도가 90℃로 낮다는 결점이 있다. 한편 융착층의 소재로서 공중합 폴리아미드 수지 도료를 사용한 종래의 자기 융착성 절연전선은, 권선, 접착, 가압성형된 코일은 접착강도가 우수하며 열변형 온도도 120℃로 높다. 그러나 가압 성형된 코일은 실온(室溫)으로 되돌아온 상태에서 코일 형상이 변형되고, 권선용 금형치수 보다 코일의 형상이 커진다. 그렇게 됨으로서 그 변형에 의하여 코일의 꼬임이 발생하는 결점이 있다. 이와같은 코일을 편향 요크 부품으로서 세밀한 디스플레이등에 조립하여 사용하면 실제 조립시에 코일의 꼬임이 발생하여 화면상에 색번짐(misconvergence)이 발생하는 원인이 될 수도 있다. 또한 폴리아미드 수지도료를 절연전선상에 도포하고 구워 만들어진 종래의 자기 융착성 절연전선은 도포와 굽기의 조건에 따라 특성이 달라지기 쉽고, 특히 굽기의 온도가 통상보다 높은 경우는 융착수지가 분해되기 쉬우므로 굽기의 작업관리가 엄격히 요구되는 문제가 있다. 이와 같이 융착수지가 일부분해된 자기융착성 절연전선을 사용하여 성형된 코일은 통상품에 비해 스프링 백(spring back)에 기인하는 코일성형 직후의 변형이 크다. 이와같이 변형된 편향코일을 TV수상기나 컴퓨터용 디스플레이등에 조립한 경우에는 작업성이 떨어진다. 더욱이 상기와 같이 조립된 후에 사용할때, 열에 의해 코일이 변형되면 역시 화면상에 색번짐의 원인이 된다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 높은 내열성(열연화 온도 ; 熱軟化溫度)의 자기 융착성 수지를 사용할 수 있다고 생각할 수 있지만 내열성이 높은 경우에는 가열 성형시 접착성이 나빠지기 때문에 융착 온도를 더욱 높여야 하므로 코일 성형시 열융착 설비, 조건의 고온화와 이에 따른 소비 에너지의 증대와 절연층의 열열화(熱劣化)를 초래하는 난점이 있다.
또한 예를 들어 일본국 특개평7-182929호 공보에는 융착도료로서 공중합 폴리아미드 수지 100중량부에 대하여 소정의 상대점도(相對粘度)를 가지는 12나일론 수지 5∼50중량부를 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로는 최소한 5중량부의 12나일론의 첨가가 필요하므로 기본수지로서의 공중합 폴리아미드 수지 본래의 특성이 저해받고, 특히 접착력이 떨어질 뿐 아니라 에폭시 수지를 도포한 자기 융착성 절연전선과 비교하면 코일 형상치(권선 금형치수에 가까운 치수) 및 꼬임 등의 해결이 불충분하다는 것을 알 수 있다.
[발명이 이루고자하는 기술적 과제]
본 발명의 목적은 상기의 점을 감안하여 권선하고, 접착, 가압성형된 코일의 형상을 권선용 금형 치수에 가까운 형상으로서 또한 그 코일이 고온에서도 뛰어난 내열 변형성을 가지며, 접착성이 높은 코일을 만들 수 있는 자기 융착성 절연전선을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 폴리아미드 수지를 주성분으로 하는 도료를 절연전선상에 도포하고 구워서 자기 융착성 절연전선의 융착층을 형성할 때 폴리아미드 수지의 분해를 방지함으로써, 이 자기 융착성 절연전선을 사용한 코일을 고온으로 열화시킨 경우의 열변형을 방지하는 것을 목적으로 한다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명의 자기 융착성 절연전선은 최외층에 융점(融点)이 105∼150℃의 공중합 폴리아미드 수지를 단독 또는 두종류 이상으로 혼합한 혼합물 100중량부에, 융점이 200∼300℃의 고융점(高融点) 나일론 수지를 2중량부 이상 10중량부 미만을 첨가한 수지 조성물로 이루어지는 융착층이 형성된 절연전선이다. 이 자기 융착성 절연전선은 융착층을 구성하는 공중합 폴리아미드 수지가 지니는 뛰어난 접착강도성 및 열변형온도가 높은 것을 살리고, 또한 융착층으로서 에폭시 수지 도료를 사용한 경우의 자기 융착성 절연전선과 마찬가지로 가압형성되는 코일의 변형이 적어, 성형된 코일은 권선용 금형치수에 가까운 형상이 된다. 한편 상기 폴리아미드 수지 및 나일론 수지의 융점은 DSC법 (differential scanning calorimetry)에 의하여 측정된 것이다.
상기 공중합 폴리아미드 수지는 두 종류 이상의 호모나일론(homo nylon) 원료를 공중합하여 만들어진 것이다. 본 발명에 있어서 상기 공중합 폴리아미드 수지는 융점이 105∼150℃인 것이 사용된다. 이 공중합폴리아미드 수지의 융점의 하한(下限)을 105℃로 한 이유는 이러한 종류의 자기 융착성 절연전선은 현재도 105℃이상의 내열성이 요구되고 있기 때문이며, 한편 융점의 상한(上限)을 150℃로 한 이유는 열융착시 150℃가 넘는 고온으로 가열하면 자기 융착성 절연전선이 열에 의해 열화(劣化)되어 절연의 특성이 나빠지기 때문이다. 상기 공중합 폴리아미드 수지의 예로서는 다이셀휼(Daicel-Hls)사의 X7079, T-170, T-250, T-350, T-430, T-450, T-470, T-550과 일본 리루산(Rilsan)사의 H-005, H-104, H-105, H-106, M-1186, M-1259, M-1422, M-1425 등이 있다. 이들은 단독 또는 적당하게 조합시켜 사용할 수 있다.
또한 상기의 고융점 나일론 수지의 융점 범위는 200∼300℃의 것이지만 구체적으로 66나일론, 46나일론을 예로 들 수 있다. 고융점 나일론 수지로서는 이들 이외에 6나일론도 있지만 6나일론은 코일이 약간 변형하므로 상기의 66나일론이나 46나일론이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 고융착 나일론 수지의 융점을 200∼300℃로 하고 상기 공중합 폴리아미드 수지 100중량부에 대하여 첨가량을 2중량부 이상 10중량부미만으로 한정하는 것은 공중합 폴리아미드 수지의 특징을 저해하지 않을 정도의 고융점 수지를 첨가하기 위한 것이다. 특히 고융점 수지의 첨가에 의한 공중합 폴리아미드 수지의 접착성 저해는 첨가량이 10중량부 이상에서 현저하므로, 첨가량은 5중량부 이내로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 첨가량 이하에 대응할 수 있는 수지로서는 융점이 200℃ 이상의 것이 그 효과가 높다. 한편 융점이 300℃이상의 수지인 경우는 유기용제에 대한 용해성이 나쁘고, 도료 배합의 작업성도 떨어지는 결점이 있다.
또한 융착층을 형성하는 폴리아미드 수지 도료의 공중합 폴리아미드 수지로서 말단 아미노기(末端 amino基)에 비해 말단 카르복실기(末端 carboxly基)의 함유몰(含有mole) 비율이 낮은 것을 사용하면 융착층을 형성할 때의 폴리아미드 수지의 분해가 방지되어, 이 자기 융착성 절연전선을 사용한 코일이 고온에 열화된 경우의 열변형을 방지할 수 있다. 상기 공중합 폴리아미드 수지의 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율은 20 : 80 ∼ 0 : 100으로 하는 것이 바람직하다. 종래에 성형 재료의 용도로 사용되고 있는 폴리아미드 수지는 착색성이 낮고, 수지 제조시의 작업성이 좋은 것 등을 이유로 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 말단 아미노기의 함유몰 비율보다 높은 구조로 되어 있었다. 그러나 이와 같은 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 높은 수지는 고온에서 분해되기 쉬우므로 자기 융착성 절연전선의 융착층에 사용되는 경우에는 융착층 형성을 위한 굽기 공정에서 수지가 분해되기 쉽다. 한편 이 자기 융착성 절연전선에 있어서 융착층의 경우에는 성형 재료 용도의 경우와는 달리 말단 카르복실기의 함유비율이 높음으로서 수지의 착색에 관해서도 문제는 없다. 여기에서 자기 융착성 절연전선의 융착층 형성용 도료로 사용되고 있는 폴리아미드 수지로서 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 말단 아미노기의 함유몰 비율보다 낮은 것을 사용함으로써, 수지의 분해가 어려워지고 융착층 형성시의 굽기 조건의 폭이 넓어져 작업성과 생산성이 향상된다. 또한 이 자기 융착성 절연전선을 사용하여 성형된 코일은 고온에 열화된 경우에도 열변형의 특성이 강해진다. 폴리아미드 수지의 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 말단 아미노기의 함유몰 비율보다 높은 경우에는 이와 같은 효과는 없다. 폴리아미드 수지의 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율은 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 20% 이하의 것이 보다 바람직하다. 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 말단 아미노기의 함유몰 비율보다 낮은 폴리아미노 수지가 우수한 내열 특성을 발휘하는 이유에 대해서는 반드시 명확하다고는 할 수 없지만, 폴리아미드 수지의 말단 카르복실기의 농도가 낮으므로 실온 또는 고온시의 산성분(酸成分)에 의한 폴리아미드 수지의 분해가 발생하기 어렵기 때문인 것으로 생각된다.
상기 폴리아미드 수지는 예를 들어 락탐(lactam)의 중합, 이염기산(二基酸)과 디아민(diamine)의 중합에 의한 생성물로서, 이들은 두 종류이상으로 조합되어 공중합 폴리아미드 수지로서 사용될 수도 있다. 이러한 종류의 폴리 아미드 수지로서는 지방족(脂肪族) 폴리아미드의 호모폴리머(homo polymer) 또는 지방족 폴리아미드의 단량체 유닛(monomer unit)으로 이루어진 공중합 폴리아미드 수지, 지방족 폴리아미드 단량체 유닛과 지환족(脂環族) 폴리아미드 단량체 유닛으로 이루어진 공중합 폴리아미드 수지, 방향족(芳香族) 폴리아미드의 호모폴리머 또는 방향족 폴리아미드 단량체 유닛을 포함하는 공중합 폴리아미드 수지 등이 있다. 상기의 지방족 폴리아미드로서는 다이셀휼사의 다이아미드(daiamid) 450, 470, 일본 리루산사의 M-1186, H-105등이 있다. 지환족 폴리아미드 단량체 유닛과 공중합 폴리아미드 수지로서는 일본 리루산사의 H-104, M-1422, M-1425 등이 있다. 또한 방향족 폴리아미드 단량체 유닛을 포함하는 공중합 폴리아미드 수지로서는 다이셀휼사의 T-3000, T-5000 등이 있다. 본 발명에서는 이들 폴리아미드 수지의 종류를 규정하는 것은 아니지만 사용하는 용도에 적절하게 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이들 폴리아미드 수지는 25℃에서 0.5%메타크레졸(meta cresol) 용액의 상대점도가 1.4∼2.0인 것이 바람직하다. 그 이유는 상대점도가 1.4 미만의 폴리아미드 수지는 분자량이 매우 적으므로 그 결과 실온 및 고온에서 변형 방지성을 향상시키는 효과가 발휘되기 어렵기 때문이다. 반대로 상대점도가 2.0을 넘는 폴리아미드 수지는 내열 변형성을 향상시키는 효과는 기대할 수 있지만 분자량이 매우 커져서 도료할 때 도료의 점도가 높아지므로, 도체상에서의 도포작업성을 급격하게 악화시키는 난점이 있다.
본 발명에 사용되는 자기 융착성 절연전선에 있어서 융착층을 형성하는 도료는 상기와 같은 폴리아미드 수지를 유기용매에 용해시켜 생성된 것이다. 폴리아미드 수지를 용해하는 유기용제(有機溶劑)로서는 이들 폴리아미드 수지의 적당한 용매라면 무엇이라도 사용할 수 있다. 이 유기용제로서는 페놀성(penol性) 수산기(水酸基)를 가지는 용제, 예를 들어 페놀(phenol), o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 2,3-크실레놀(xylenol), 2,4-크실레놀, 2,5-크실레놀, 2,6-크실레놀, 3,4-크실레놀, 3,5-크실레놀, o-n-프로필페놀(propyl phenol), 2,4,6-트리메틸페놀(trime thyl phenol), 2,3,5-트리메틸페놀, 2,4,5-트리메틸페놀, 4-에틸(ethyl)-2-메틸페놀, 5-에틸-2-메틸페놀 및 이들 혼합물인 크레졸산을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 희석제(稀釋劑)로서는 예를 들어 지방족탄화수소, 방향족탄화수소, 에테르류(ether類), 아세탈류(acetal類), 케톤류(ketone類), 에스테르류(ester類) 등을 사용할 수도 있다. 상기의 지방족탄화수소 및 방향족탄화수소로서는 n-헵탄(heptane), n-옥탄(octane), 시클로헥산(cyclohexane), 데칼린(decalin), 디펜텐(dipentene), 피넨(pinene), 도데칸(dodecane), 테트라데칸(tetradecane), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 에틸벤젠(ethyl benzene), 디에틸벤젠(diethyl benzene), 이소프로필벤젠(isopropyl benzene), 아실벤젠(acyl benzene), p-시멘(p-cymene), 테트랄린(tetralin), 이들의 혼합물, 석유나프타(petroleum), 코울타르나프타(coal tar), 솔벤트나프타(solvent naphtha) 등을 예로 들 수 있다.
상기 도료의 농도는 도체상에 도포할 수 있으면 좋고, 특별히 규정되어 있지는 않지만, 도체상에서의 도포공정에 있어서 단선(斷線)을 방지하기 위해서는 도체의 굵기가 가늘수록 도료의 농도를 낮게하는 것이 바람직하다.
또한 상기의 도료에는 상기와 같은 공중합 폴리아미드 수지 및 고융점 나일론 수지에 적당한 윤활제를 첨가하여 전선의 표면에 윤활성을 부여할 수도 있다. 이 경우 윤활제로서는, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리부틸렌(polybuty lene), 폴리메틸펜텐(polymethylpentene), 에틸렌-프로필렌 공중합체(ethylene- propylene copolymer) 등의 폴리올레핀(polyolefin), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌공중합체(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(tetrafluoroethylene-ethylene copolymer), 플루오르화폴리비닐리덴(polyvinylidene fluoride) 등의 플루오르 수지, 고형 파라핀(solid paraffin), 마이크로크리스탈린왁스(microcrystalline wax), 카르나우바왁스(camauba wax), 밀납(蜜蠟 ; bees wax), 몬탄왁스(montan wax), 오조케라이트(ozokerite), 세레신(ceresin), 목납(木蠟 ; Japan wax), 캔데릴라왁스(candelilla wax), 셰락납(shellac wax), 경납(鯨蠟 ; spermaceti), 에놀린(enolin) 등의 왁스가 있다. 이들 윤활제는 단독 또는 두 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 자기 융착성 절연전선은 상기 도료를 도체상에 직접 또는 그 외의 절연물을 통하여 도포하고 구움으로써 최외층에 융착층이 형성된다. 도포와 굽기의 방법으로서는 다이스 조임(e.g die squeezing) 등의 방식으로 연속적으로 도포하고, 가열로(加熱爐)에서 노의 온도 250∼500℃로 구움으로써 0.005∼0.015mm의 융착층의 두께를 갖는 자기 융착성 절연전선을 만들 수 있다.
다음에 본 발명의 자기 융착성 절연전선의 실시예를 종래의 비교예와 함께 설명한다. 단지 이들 실시예는 본 발명의 일부 실시예로서 본 발명은 이에 한정되어 있지 않다. 또한 이하의 기재에서는 특별한 기재가 없으면 「%」는 중량%, 「부」는 중량부를 의미한다.
(실시예 1)
공중합 폴리아미드 수지로서 융점이 130℃인 다이셀휼사의 X7079 100부에 고융점 수지로서 융점 260℃의 66나일론인 유니티카(Unitica)사의 A-100 5부를 배합한 수지를 취한다. 다음에 이들 수지를 크레졸과 크실렌의 중량비가 70 : 30인 혼합용제에 용해시켜 수지분 18%의 융착 도료를 준비한다. 이 융착 도료를 가열로 길이 3m, 가열로 온도 300℃, 선속도(線速度) 36m/min으로 도체의 직경(導體 直徑) 0.250mm, 완성 외경(外徑) 0.290mm의 폴리에스테르이미드 절연전선상에 3회에 걸쳐 도포와 굽기를 반복하여 융착층의 두께가 O.O1Omm인 실시예1의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 2)
상기의 공중합 폴리아미드 수지 100부에 대하여, 66나일론의 배합량을 2부로 하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예2의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 3)
상기의 공중합 폴리아미드 수지 100부에 대하여, 66나일론의 배합량을 9부로 하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예3의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 4)
상기의 공중합 폴리아미드 수지 100부에 고융점 나일론 수지로서 융점이 290℃의 46나일론인 유니티카사의 F5000을 5부 배합하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예4의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 5)
상기의 공중합 폴리아미드 수지 100부에 고융점 나일론 수지로서 융점이 210℃의 6나일론인 유니티카사의 A-1030JR을 5부 배합하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예5의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 1)
공중합 폴리아미드 수지로서 융점이 130℃인 다이셀휼사의 X7079를 크레졸과 크실렌의 중량비가 70 : 30인 혼합용제에 용해시켜 수지분 18%의 융착도료를 준비한다. 그 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 비교예1의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 2)
고융점 수지로서 융점이 260℃의 나일론66인 유니티카사의 A-100을 15부 배합하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 비교예2의 자기융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 3)
상기 공중합 폴리아미드 수지 대신에 에폭시 수지로서 유니온 카바이드사의 PKHH를 사용하는 것 이외에는 비교예1과 마찬가지로 하여 비교예3의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 4)
상기의 공중합 폴리아미드 수지 100부에 고융점 나일론 수지로서 융점이 180℃의 12나일론 수지인 다이셀휼사의 L1500을 5부 배합하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 비교예4의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 5)
상기의 공중합 폴리아미드 수지 100부에 12나일론의 배합량을 20부로 하는 것 이외에는 비교예4와 마찬가지로 하여 비교예5의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(시험방법)
실시예1∼5 및 비교예1∼5와 같이 만들어진 자기 융착성 절연전선을 사용하여 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 상부플랜지의 직경(flange 直徑 51mm, 하부 플랜지의 직경 122mm, 높이 70mm, 넥의 직경 40.5∼41.0mm의 코일을 만든다. 즉 우선은 권선 보빈(卷線 bobbin)을 3개 준비하여 권선기에 설치한다. 성형조건을 코일사이즈 =0.25mm×220바퀴×3개, 통전(通電)시간 3초, 통전전압 190V, 냉각프레스 15초, 금형 온도 40℃로 설정한 권선기에 의하여 권선, 융착, 가압성형하여 편향 코일을 만든다. 금형에서 취출한 코일을 실온에 24시간 방치하고나서 도2∼도4에 나타내는 바와 같이 넥의 직경, 꼬임량 및 감기 시작한 전선의 접착력을 측정한다. 그리고 상기의 코일을 다시 120℃의 항온조(恒溫槽)내에 24시간 방치한 후 코일을 실온으로 취출하여 넥의 직경의 변화량을 측정한다.
그 결과를 표1에 나타내었다.
표1에서 알 수 있는 바와 같이 융착 도료중에 고융점 나일론 수지를 포함하지 않은 비교예1의 절연전선을 사용하여 만들어진 코일에서는 전선의 접착력이 크고 열변형에 의한 변화량도 적어 양호하지만, 성형후의 넥의 직경이 금형치수에 비하여 크므로 코일의 꼬임량도 크다. 융착 도료중에 고융점 나일론 수지를 15부 배합한 비교예2의 절연전선을 사용하여 만든 코일에서는 성형의 변형, 꼬임량 및 열변형의 변형량은 적어 양호하지만 전선의 접착성이 좋지 않으므로 코일이 풀리게 된다. 또한 융착 도료로서 에폭시 도료를 사용한 비교예3의 절연전선을 사용하여 만든 코일에서는 성형후의 변형이 적고, 꼬임량도 적어 양호하지만 전선의 접착성이 나쁘고, 코일 풀림도 발생하며 열변형의 변화량도 크다. 융착 도료중의 고융점 나일론 수지의 융점이 200℃보다 낮은 비교예4의 전선을 사용하여 만든 코일에서는 성형후의 넥의 직경, 코일의 꼬임량은 조금 개선되었지만 목표 수준까지 도달되지는 않았다. 또한 상기의 융점 200℃이하의 고융점 나일론 수지의 배합량을 증가시켜도 비교예5의 전선을 사용하여 만든 코일에서는 전선의 접착성이 좋지 않으므로 코일 풀림이 발생한다. 이에 대하여 본 발명의 실시예 1∼5의 자기 융착성 절연전선은 편향 코일을 권선, 융착, 가압성형시켰을 때의 접착성의 부족으로 인한 풀림이 없다. 그리고 만들어진 코일은 실온에 방치하여도 코일 치수가 권선용 금형치수에 가까운 치수가 되고, 고온(120℃)에 방치하여도 뛰어난 내열 변형성을 발휘한다.
(실시예 6)
말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 20 : 80으로서, 25℃에서 0.5% 메타크레졸 용액의 상대점도가 1.7이며 DSC법에서의으로 융점이 110℃의 폴리아미드 수지A(디-이아미드470-1 다이셀휼사 제품)를 크레졸과 크실렌의 중량비 70 : 30의 혼합용제에 용해시켜 수지분이 18%인 융착 도료를 준비한다. 이 융착 도료를 가열로 길이 3m, 가열로 온도 300℃, 선속도 36m/min으로 도체의 직경 0.250mm, 완성 외경 0.290mm의 폴리에스테르이미드 절연전선상에 3회에 걸쳐 도포와 굽기를 반복하여 융착층의 두께가 O.O1Omm의 자기 융착성 절연전선을 만든다.
또한 폴리아미드 수지의 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율은 하기와 같이 측정한 말단 아미노기 농도와 말단 카르복실기 농도에 의하여 산출된다.
즉 폴리아미드 수지의 말단 아미노기 농도는 다음과 같은 방법으로 측정한다. 우선 시료 0.1∼0.5g을 페놀/메탄올 (10/1 vol비)의 혼합 용매 50ml에 12시간 침치하여 방치한 후, 수시간 휘저어 섞으며 실온에서 용해시킨다. 이 시료 용액중 NH2기 농도를 0.01N의 HCL/메탄올 용액에 의하여 자동적정장치(自動滴定裝置)를 사용해서 적정(滴定)하여 말단 아미노기 농도로 한다.
또한 말단 카르복실기 농도도 상기와 마찬가지의 시료용액을 만들어 0.0N의 NaOH/메탄올 용액에 의하여 자동적정장치를 이용해서 적정하여 말단 카르복실기의 농도로 한다.
(실시예 7)
융착도료의 도포와 구울 때 가열로의 온도를 330℃로 한 것 이외에는 실시예 6과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 8)
융착도료의 도포와 구울 때 가열로의 온도를 360℃로 한 것 이외에는 실시예 6과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 9)
폴리아미드 수지는 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 20 : 80으로서, 25℃에서 0.5% 메타크레졸 용액의 상대점도가 1.7이며 DSC법으로 융점이 125℃의 폴리아미드 수지 B(M-1422-1 일본 리루산사 제품으로 한 것 이외에는 실시예6과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 10)
폴리아미드 수지를 상기의 폴리아미드 수지B로 한 것 이외에는 실시예 7과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 11)
폴리아미드 수지를 상기의 폴리아미드 수지B로 한 것 이외에는 실시예8과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 6)
폴리아미드 수지는 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 80 : 20으로서, 25℃에서 0.5% 메타크레졸 용액의 상대점도가 1.7이며 DSC에서의 융점이 110℃의 폴리아미드 수지C(다이아미드 470-2 다이셀휼사 제품)로 한 것 이외에는 실시예 6과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 7)
폴리아미드 수지를 상기의 폴리아미드 수지C로 한 것 이외에는 실시예 7과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 8)
폴리아미드 수지를 상기의 폴리아미드 수지C로 한 것 이외에는 실시예 8과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 9)
폴리아미드 수지는 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 80 : 20으로서, 25℃에서 0.5% 메타크레졸 용액의 상대점도가 1.7이며, DSC법에서의 융점이 125℃의 폴리아미드 수지D(M-1442-2 일본 리루산사 제품)로 한 것 이외에는 실시예 9와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 10)
폴리아미드 수지를 상기의 폴리아미드 수지D로 한 것 이외에는 실시예10과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 11)
폴리아미드 수지를 상기의 폴리아미드 수지D로 한 것 이외에는 실시예11과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(비교예 12)
폴리아미드 수지를 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 20 : 80으로서, 25℃에서 0.5% 메타크레졸 용액의 상대점도가 1.3이고 DSC에서의 융점이 110℃의 폴리아미드 수지E(다이아미드431 다이셀휼사 제품)로 한 것 이외에는 실시예 6과 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
실시예6∼11 및 비교예6∼12와 같이 만들어진 자기 융착성 절연전선을 사용하여 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 상부플랜지의 직경51mm, 하부 플랜지의 직경 122mm, 높이 70mm, 넥의 직경 40.5∼41.0mm의 코일을 만든다. 즉 우선은 권선 보빈(bobbin)을 3개 준비하여 권선기에 설치한다. 성형조건을 코일사이즈 = 지름 0.25mm×220바퀴×3개, 통전시간 3초, 통전전압 190V, 냉각프레스 15초, 금형온도 40℃로 설정한 권선기에 의하여 권선, 융착, 가압성형하여 편향 코일을 만든다. 금형에서 취출한 코일을 실온에 24시간 방치하고 나서 도2∼도4에 나타내는 바와 같이 넥의 직경, 꼬임량 및 감기를 개시한 전선의 접착력을 측정하였다. 또한 상기의 코일을 다시 110℃, 120℃, 130℃의 각각의 항온조내에 24시간 방치한 후 코일을 실온으로 취출하여 넥의 직경의 변화량을 측정하였다. 그 결과를 표2에 나타내었다.
표2의 결과로 명백해진 바와 같이 말단 아미노기의 함유몰 비율이 낮은 폴리아미드 수지 도료를 사용하여 융착층을 형성한 비교예6∼8 및 비교예9∼11의 자기 융착성 절연전선에서는 융착 도료의 도포와 구울 때의 가열로의 온도가 높아짐에 따라 제조된 코일의 내열 변형성이 악화된다. 또한 상대점도가 낮은 폴리아미드 수지 도료(비교예12)의 경우에는 성형후의 코일 넥의 직경의 변화가 크다. 이에 반하여 말단 아미노기의 함유몰 비율이 높고 소정의 상대점도를 가지는 폴리아미드 수지 도료를 사용하여 융착층이 형성된 실시예 6∼11의 자기 융착성 절연전선 있어는 제조되는 코일은 성형후의 넥의 직경의 변화도 적고 융착도료의 도포 및 구울 때의 로의 온도가 300∼360℃의 범위로 변하여도 내열 변형성은 거의 변화없이 양호하다.
(실시예 12)
폴리아미드 수지B 100부에 고융점 수지로서 융점 260℃의 66나일론인 유니티카사의 A-100을 5부 배합한 것 이외에는 실시예9와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 13)
융착 도료의 도포와 구울 때의 가열로의 온도를 330℃로 한 것 이외에는 실시예 12와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 14)
융착 도료의 도포와 구울 때의 가열로의 온도를 360℃로 한 것 이외에는 실시예 12와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 15)
폴리아미드 수지D 100부, 고융점 수지로서 융점 260℃의 66나일론인 유니티카사의 A-100을 5부 배합한 것 이외에는 실시예9와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 16)
융착 도료의 도포와 구울 때 로의 온도를 330℃로 한 것 이외에는 실시예 15와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
(실시예 17)
융착도료의 도포와 구울 때의 가열로 온도를 360℃로 한 것 이외에는 실시예 15와 같은 방법으로 자기 융착성 절연전선을 만든다.
실시예12∼17과 같이 만들어진 자기 융착성 절연전선을 사용하여 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 상부 플랜지의 직경 51mm, 하부 플랜지의 직경 122mm, 높이 70mm, 넥의 직경 40.5∼41.0mm의 코일을 만든다. 즉 우선은 권선 보빈(bobbin)을 3개 준비하여 권선기에 설치한다. 성형조건을 코일사이즈 =0.25mm×220바퀴×3개, 통전시간 3초, 통전전압 190V, 냉각프레스 15초, 금형온도 40℃로 설정한 권선기에 의하여 권선, 융착, 가압성형하여 편향 코일을 만든다. 금형에서 취출한 코일을 실온에 24시간 방치하고 나서 도2∼도4에 나타내는 바와 같이 넥의 직경, 꼬임량 및 감기를 시작한 전선의 접착력을 측정하였다. 또한 상기의 코일을 다시 110℃, 120℃, 130℃의 각각의 항온조 내에 24시간 방치한 후 코일을 실온으로 취출하여 넥의 직경의 변화량을 측정하였다. 그 결과를 표3에 나타내었다.
표3의 결과로 분명해진 바와 같이 말단 아미노기의 함유몰 비율이 높고 소정의 상대점도를 갖는 폴리아미드 수지에 고융점 나일론 수지를 첨가한 도료를 사용하여 융착층을 형성한 자기 융착성 절연전선에서는 고융착 수지를 첨가하지 않았을 경우와 비교하여 제조되는 코일의 성형후 넥의 직경의 변화가 더욱 적어지고 내열 변형성도 보다 양호해 진다. 또한 말단 아미노기의 함유몰 비율이 낮은 폴리아미드 수지 도료에 있어서도 고융점 나일론 수지를 첨가함으로써 제조되는 코일 성형후의 넥의 직경의 변화가 더욱 적어지고 내열 변형성도 양호해진다.
[발명의 효과]
최외층에 비교적 저융점의 공중합 폴리아미드 수지에 고융점 나일론 수지를 첨가한 수지 조성물로 이루어진 융착층이 형성된 본 발명의 자기융착성 절연전선으로 만들어진 코일은, 접착성 결함에 의한 풀림이 없고 가압성형후 실온에 방치하여도 코일의 치수가 권선용 금형치수에 가까운 치수가 되어 꼬임량도 적고 고온에서도 우수한 내열 변형성을 가진다.
또한 융착층을 형성한 공중합 폴리아미드 수지로서 말단 아미노기에 비하여 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 낮은 수지를 사용하면 융착층을 형성할 때의 폴리아미드 수지의 분해가 억제되어 융착도료의 굽기 조건의 폭이 넓어져 제조공정 관리가 쉬워지고 생산성이 향상된다. 또한 이 자기 융착성 절연전선을 사용하여 제조된 코일은 형상, 완성 외경이 안정되고 고온에서도 뛰어난 내열 변형성을 발휘할 수 있다.
따라서 상기와 같은 본 발명의 자기 융착성 절연전선은 편향 요크등으로서 TV 수상기 등에 조립될 경우 작업성이 매우 뛰어나며, 조립된 후의 사용에 있어서도 열에 의하여 화면상에 색번짐이 발생하거나 하는 일 없이 코일, 특히 편향 요크의 제조에 매우 유용하다.
상기의 식별자가 없습니다.
Claims (8)
- 최외층에 융점(融点) 105∼150℃의 공중합 폴리아미드 수지를 단독 또는 두종류 이상으로 혼합한 혼합물 100중량부에 융점이 200∼300℃의 고융점(高融点) 나일론 수지를 2중량부 이상 10중량부 미만을 첨가한 수지조성물로 이루어진 융착층이 형성된 자기 융착성 절연전선.
- 제1항에 있어서,고융점 나일론수지가 융점 230℃이상의 나일론 수지인 자기 융착성 절연전선.
- 제1항에 있어서,고융점 나일론 수지가 66나일론 수지인 자기 융착성 절연전선.
- 제1항에 있어서,고융점 나일론 수지가 46나일론 수지인 자기 융착성 절연전선.
- 제1∼4항중 어느 한 항에 있어서,공중합 폴리아미드 수지가 말단 아미노기와 비교하여 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 낮은 폴리아미드 수지인 자기 융착성 절연전선.
- 제5항에 있어서,공중합 폴리아미드 수지의 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 20 : 80 ∼ 0 : 100인 자기 융착성 절연전선.
- 최외층에 말단 아미노기에 비하여 말단 카르복실기의 함유몰 비율이 낮은 폴리아미드 수지로 이루어지는 융착층이 형성된 자기 융착성 절연전선.
- 제7항에 있어서,폴리아미드 수지의 말단 카르복실기와 말단 아미노기의 함유몰 비율이 20 : 80 ∼ 0 : 100인 자기 융착성 절연전선.
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