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技術 自己潤滑性絶縁電線

出願人 第一電工株式会社
発明者 堂下日出夫小谷野正宏田井誠大谷誠一郎
出願日 1994年1月28日 (25年10ヶ月経過) 出願番号 1994-008418
公開日 1995年8月18日 (24年3ヶ月経過) 公開番号 1995-220530
状態 特許登録済
技術分野 塗料、除去剤 有機絶縁材料 絶縁導体(1)
主要キーワード 変性塗料 滑性成分 起毛状 一定空間 最小荷重 空間効率 混合塗料 自己融着性
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この項目の情報は公開日時点(1995年8月18日)のものです。
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目的

表面部の絶縁層自体が滑り性を有する自己潤滑性絶縁電線として、非常に優れた滑り性を発揮し、耐熱性等の本来の電線特性を充分に保持し、絶縁層形成用絶縁塗料の安定性が良いものを提供する。

構成

導体上に直接に又は他の絶縁層を介して、ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体を含む絶縁塗料を塗布、焼付けてなる絶縁層が形成された自己潤滑性絶縁電線。

概要

背景

概要

表面部の絶縁層自体が滑り性を有する自己潤滑性絶縁電線として、非常に優れた滑り性を発揮し、耐熱性等の本来の電線特性を充分に保持し、絶縁層形成用絶縁塗料の安定性が良いものを提供する。

導体上に直接に又は他の絶縁層を介して、ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体を含む絶縁塗料を塗布、焼付けてなる絶縁層が形成された自己潤滑性絶縁電線。

目的

効果

実績

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請求項1

導体上に直接に又は他の絶縁層を介して、ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体を含む絶縁塗料を塗布、焼付けてなる絶縁層が形成された自己潤滑性絶縁電線

請求項2

ポリアルキレングリコール及びその誘導体におけるポリアルキレングリコール成分の平均分子量が300〜3000である請求項1記載の自己潤滑性絶縁電線。

請求項3

ポリアルキレングリコール誘導体がポリアルキレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジエステルである請求項1又は2記載の自己潤滑性絶縁電線。

請求項4

ポリアルキレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジエステルにおける脂肪酸成分炭素数が16以上である請求項3記載の自己潤滑性絶縁電線。

請求項5

ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体が絶縁塗料の樹脂成分100重量部に対して0.1〜10重量部配合されてなる請求項1〜4のいずれかに記載の自己潤滑性絶縁電線。

技術分野

0001

本発明は、表面に形成された絶縁層自体が良好な滑り性を有する自己潤滑性絶縁電線に関する。

0002

一般に、絶縁電線はその製造及び加工時に加わる負荷によって絶縁層の損傷や断線を生じ易い。この負荷を軽減するには絶縁電線の表面の滑り性を高めて摩擦抵抗を低下させることが有効であるため、当初は、滑り性を高める手段として、絶縁層の表面に潤滑油パラフィン類ワックス等の滑性成分を塗布する方法、ナイロンポリエチレンの如き摩擦係数の低い樹脂からなる上塗り層を設ける方法、上記潤滑成分絶縁層中に含有させる方法等が採用されていた。

0003

しかるに、近年においては、製造及び加工工程全体の高速化と空間効率の向上を目的として、巻線速度並びに占有率つまり一定空間内に配位させる電線量をますます大きくする傾向にあり、これに伴って必然的に絶縁電線に加わる負荷が増大することになり、前記手段では最早対処し得なくなっている。

0004

そこで、最近では、前記に代わる手段として、絶縁層中にポリエチレン,フッ素系樹脂シリコーン系樹脂等の粉末を配合する方法が登場し、特にコスト的に有利なポリエチレン粉末を配合する方法が多用されつつある。

0005

しかしながら、これら樹脂粉末を絶縁層中に配合する方法では、絶縁層の形成に用いる絶縁塗料中において樹脂粉末が均一に分散しにくく、塗料の安定性が悪くなると共に、絶縁層の機械的及び物理的特性の低下や、上記微粉末の分散不均一に起因した外観低下を招き易いという問題があった。

課題を解決するための手段

0006

本発明者らは、上述の状況に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、絶縁層の形成に用いる絶縁塗料中にポリアルキレングリコール又はその誘導体を含有させた場合に、この塗料の安定性が向上し、しかも本来の電線特性を損なうことなく非常に優れた滑り性を発揮する絶縁層を形成でき、近年の巻線速度の高速化ならびに占有率の増大に充分に対処できる高い自己潤滑性を有する絶縁電線が得られることを見出し、本発明をなすに至った。

0007

すなわち、本発明の請求項1に係る自己潤滑性絶縁電線は、導体上に直接に又は他の絶縁層を介して、ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体を含む絶縁塗料を塗布、焼付けてなる絶縁層が形成されたものである。

0008

本発明の請求項2は、上記請求項1の自己潤滑性絶縁電線におけるポリアルキレングリコール及びその誘導体におけるポリアルキレングリコール成分の平均分子量が300〜3000である構成を採用したものである。

0009

本発明の請求項3は、上記請求項1又は2の自己潤滑性絶縁電線におけるポリアルキレングリコール誘導体がポリアルキレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジエステルである構成を採用したものである。

0010

本発明の請求項4は、上記請求項3の自己潤滑性絶縁電線におけるポリアルキレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジエステルにおける脂肪酸成分炭素数が16以上である構成を採用したものである。

0011

本発明の請求項5は、上記請求項1〜4の自己潤滑性絶縁電線において、ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体が絶縁塗料の樹脂成分100重量部に対して0.1〜10重量部配合されてなる構成を採用したものである。

0012

本発明の絶縁電線における表面の絶縁層は、既述のように、ポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体を含む絶縁塗料を塗布、焼付けて形成されたものであり、非常に優れた滑り性を発揮すると共に、耐熱性等の該絶縁層本来の特性を充分に保持する。また上記絶縁塗料の安定性が良いため、該塗料を長期保存後に使用しても、滑り性を含めた各種電線特性の低下を生じにくく、表面が滑らかで良好な外観を呈する絶縁電線が得られる。

0013

このようなポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体の使用によって前記の優れた自己潤滑性が発揮される理由については、明確ではないが、ポリアルキレングリコール及びその誘導体が分子構造的に潤滑機能具備し、且つこれら成分が絶縁塗料に一般的に使用される溶剤に可溶であって該塗料中でに均一に溶け込むことから、該塗料より形成される絶縁層中に均一に含有された状態となり、絶縁層表面に現れた成分が効率よく潤滑作用を発揮するものと考えられる。また、ポリアルキレングリコール及びその誘導体は上述のように絶縁塗料中に均一に溶け込んで樹脂成分と混じり合うため、該塗料の安定性も良好になると想定される。

0014

しかして、ポリアルキレングリコールとその誘導体のいずれを使用しても電線表面の滑り性は向上するが、ポリアルキレングリコールの末端水酸基脂肪族炭化水素誘導体を反応させたポリアルキレングリコール誘導体、特にポリアルキレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジエステルが好適である。すなわち、これらのポリアルキレングリコール誘導体では、その脂肪族炭化水素基が絶縁層の表面全体から言わば起毛状導出し、それらが電線の製造及び加工工程における対接物との間に介在して摩擦係数を著しく低減する潤滑成分として作用し、しかも該誘導体がポリオキシアルキレン構造部分の絶縁層構成樹脂に対する高い親和性によって絶縁層から容易には離脱せず、上記の優れた潤滑作用を持続的に発揮すると推定される。

0015

上記誘導体として好適なポリアルキレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジエステルとしては、上述した脂肪族炭化水素基による潤滑作用をより効果的に発揮させる上で、脂肪酸成分の炭素数が16以上であるものが最適である。また、ポリアルキレングリコール及びその誘導体におけるポリアルキレングリコール成分の平均分子量は、300〜3000の範囲が好適であり、小さ過ぎては絶縁塗料の安定性が低下すると共に絶縁電線の外観が悪くなり、大き過ぎては潤滑作用が低下する。なお、このポリアルキレングリコール成分は、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコール、ポリエチレン−プロピレングリコールのいずれでもよいが、特にポリエチレングリコールが好適である。

0016

本発明の自己潤滑性絶縁電線を製造するには、上記の絶縁塗料中に上記ポリアルキレングリコール誘導体を配合し、この塗料を軟銅線等の導体上に直接に又は他の絶縁層を介して塗布、焼付けして所要の厚みの絶縁層を形成すればよい。この絶縁層としては、電気絶縁を主目的とした通常の絶縁層の他、モータートランスコイル等の巻線に供する場合の自己融着性を付与するための融着用絶縁層がある。

0017

前者の通常の絶縁層を形成するための絶縁塗料としては、例えば、ポリウレタン塗料ポリエステル塗料ポリエステルイミド塗料、ポリアミドイミド塗料ポリビニルホルマール塗料、これらの変性塗料等が挙げられる。また融着用絶縁層を形成するための絶縁塗料としては、例えば、ポリアミド系塗料ポリエステル系塗料エポキシ系塗料ポリビニルブチラール塗料、これらの混合塗料等が挙げられる。なお、ポリウレタン塗料のイソシアネート化合物等のように水酸基と反応する官能基を有する反応性成分を含む絶縁塗料において、ポリアルキレングリコールやその脂肪酸モノエステルを使用する場合は、その分子末端の水酸基との反応で前記反応性成分の一部が消費されるため、この消費量に見合うだけ該反応性成分を多めに用いればよい。一方、下地として介在させる他の絶縁層は、上記前者の通常の絶縁層と同様のものでよい。

0018

ポリアルキレングリコール及びその誘導体の配合量は、絶縁塗料の樹脂成分100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましく、少な過ぎては充分な滑り性を発揮できず、逆に多過ぎては本来の電線特性が低下することになる。また、これらポリアルキレングリコール及びその誘導体は2種以上を併用してもよい。しかして、これらポリアルキレングリコール又は/及びその誘導体を含む絶縁層の厚さは、導体の径、絶縁層構成樹脂の種類、電線の用途、下地となる他の絶縁層の有無等によって異なるが、一般に5〜50μm程度である。

0019

実施例1
ポリウレタン塗料(東特塗料社製の商品TPU−5100)に、その樹脂成分に対して1重量%のポリエチレングリコール(平均分子量約1000)を添加し、60℃にて1時間加熱攪拌して絶縁塗料を調製した。そして、この絶縁塗料を0.30mm径の軟銅線上に複数回塗布、焼付けして厚さ13μmの絶縁層を形成し、自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0020

実施例2
ポリエチレングリコールに代えてポリエチレングリコールモノパルミテートポリエチレングリコール成分の平均分子量約1000)を同量使用した以外は、実施例1と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0021

実施例3
ポリエチレングリコールに代えてポリエチレングリコールモノステアレート(ポリエチレングリコール成分の平均分子量約1000)を同量使用した以外は、実施例1と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0022

実施例4
ポリエチレングリコールに代えてポリエチレングリコールモノモンタレート(ポリエチレングリコール成分の平均分子量約1000)を同量使用した以外は、実施例1と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0023

実施例5
ポリエチレングリコールに代えてポリエチレングリコールモノオレエート(ポリエチレングリコール成分の平均分子量約1000)を同量使用した以外は、実施例1と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0024

実施例6
ポリエチレングリコールに代えてポリエチレングリコールジステアレート(ポリエチレングリコール成分の平均分子量約1000)を同量使用した以外は、実施例1と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0025

実施例7
ポリエチレングリコールジステアレートとしてポリエチレングリコール成分の平均分子量が約300のものを同量使用した以外は、実施例6と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0026

実施例8
ポリエチレングリコールジステアレートとしてポリエチレングリコール成分の平均分子量が約3000のものを同量使用した以外は、実施例6と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0027

実施例9
ポリエチレングリコールモノステアレートの使用量を5重量%に変更した以外は、実施例3と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0028

実施例10
ポリウレタン塗料に代えてポリエステル塗料(日東電工社製の商品名デコラートE220)を使用した以外は、実施例3と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0029

実施例11
ポリウレタン塗料に代えてポリアミドイミド塗料(日立化成社製の商品名HI−405)を使用した以外は、実施例3と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0030

実施例12
ポリアミド系融着塗料(東特塗料社製の商品名TCV−U2)に、その樹脂成分に対して1重量%のポリエチレングリコールモノステアレートを添加し、60℃にて1時間加熱攪拌して絶縁塗料を調製した。そして、この絶縁塗料を0.30mm径のポリエステル絶縁電線上に複数回塗布、焼付けして厚さ13μmの絶縁層を形成し、自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0031

比較例1
実施例1のポリウレタン塗料をポリエチレングリコール無添加のまま用いた以外は、実施例1と同様にして絶縁電線を製造した。

0032

比較例2
実施例1で用いたポリウレタン塗料に、その樹脂成分に対して1重量%のポリエチレン粉末(三洋化成工業社製の商品名サンワックス161P)を添加し、60℃にて1時間分散混合して絶縁塗料を調製した。そして、この絶縁塗料を用いて実施例1と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0033

比較例3
比較例1で得られた絶縁電線上に流動パラフィンを1μmの厚さに塗布して自己潤滑性絶縁電線とした。

0034

比較例4
実施例10のポリエステル塗料をポリエチレングリコールモノステアレート無添加のまま用いた以外は、実施例10と同様にして絶縁電線を製造した。

0035

比較例5
実施例11のポリアミドイミド塗料をポリエチレングリコールモノステアレート無添加のまま用いた以外は、実施例11と同様にして絶縁電線を製造した。

0036

比較例6
実施例12のポリアミド系融着塗料をポリエチレングリコールモノステアレート無添加のまま用いた以外は、実施例12と同様にして絶縁電線を製造した。

0037

比較例7
ポリエチレングリコールジステアレートとしてポリエチレングリコール成分の平均分子量が約200のものを同量使用した以外は、実施例6と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0038

比較例8
ポリエチレングリコールジステアレートとしてポリエチレングリコール成分の平均分子量が約4000のものを同量使用した以外は、実施例6と同様にして自己潤滑性絶縁電線を製造した。

0039

以上の実施例及び比較例の絶縁電線について、外観(JIS C 30034.による)、耐軟化温度(JIS C 3003 12.による)、滑り性、塗料安定性をそれぞれ試験評価した。その結果を後記表1に示す。なお、滑り性と塗料安定性の試験方法は次の通りである。

0040

〔滑り性〕・・・金属ブロックに2本の絶縁電線を平行に取り付け、これを平面上に固定された2本の平行な同じ絶縁電線の上に相互の電線が直角に交差するように置き、前者の金属ブロックが後者の平面上の絶縁電線に沿って動くのに必要な最小荷重を測定し、この最小荷重(g)/金属ブロックの荷重(g)=滑り性として表した。

0041

〔塗料安定性〕・・・内径1mm、長さ120mmの試験管に絶縁塗料10ミリリットルを入れ、常温下で6ヵ月間放置後に目視観察し、塗料中の滑剤の分離や塗料の濁りを著しく生じている場合を「不良」、僅かに生じている場合を「やや不良」、生じていない場合を「良」として判定した。

0042

0043

上表に示す実施例1〜12の自己潤滑性絶縁電線と比較例1〜6の絶縁電線との特性比較から、本発明の自己潤滑性絶縁電線は、非常に優れた滑り性を発揮し、しかも外観及び絶縁塗料の安定性も良好あって本来の電線特性を充分に保持していることが明らかである。これに対し、滑剤としてポリエチレン粉末を使用した絶縁電線(比較例2)では、滑り性は良いが、絶縁塗料の安定性が悪く、電線の外観も悪くなることが判る。また、絶縁層表面に流動パラフィンを塗布した絶縁電線(比較例3)では、滑り性が不充分であることが判る。更に実施例6〜8と比較例7、8との対比より、ポリエチレングリコール誘導体におけるポリエチレングリコール成分の平均分子量は300〜3000の範囲が好ましいことが示唆される。

発明の効果

0044

請求項1の発明によれば、表面部の絶縁層自体が滑り性を有する自己潤滑性絶縁電線として、近年の巻線速度の高速化ならびに占有率の増大に充分に対処できる高い自己潤滑性を持続的に発揮し、しかも外観や耐熱性等の本来の電線特性を充分に具備したものが提供される。また、絶縁層形成用の絶縁塗料の安定性が良好であり、該塗料を長期保存後に使用しても、上記の自己潤滑性を含めた各種電線特性の低下を生じにくく、表面が滑らかで良好な外観の絶縁層が得られる。

0045

請求項2の発明によれば、上記の自己潤滑性絶縁電線として、絶縁塗料の安定性、自己潤滑性、絶縁層の外観のいずれにも優れるものが確実に得られるという利点がある。

0046

請求項3の発明によれば、上記の自己潤滑性絶縁電線として、自己潤滑性とその持続性により優れたものが提供される。

0047

請求項4の発明によれば、上記の自己潤滑性絶縁電線として、更に優れた自己潤滑性を発揮するものが提供される。

0048

請求項4の発明によれば、上記の自己潤滑性絶縁電線として、高い自己潤滑性と外観や耐熱性等の本来の電線特性とを兼ね備えたものが確実に得られるという利点がある。

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