JP5128191B2 - はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁電線に関し、更に詳しくは、はんだ付けが可能で、且つ課電寿命を向上させた絶縁電線に関するものである。

絶縁皮膜を剥離せずに直接はんだ付けが可能な絶縁電線としては、ポリウレタン系絶縁塗料或は耐熱はんだ付け可能な絶縁塗料を導体の外周に塗布，焼付した絶縁電線がある。近年、電気・電子機器の高機能化および高信頼化等の動きに伴い、はんだ付け可能な絶縁電線も長寿命化、耐インバータサージ性などの特性が求められている。例えば耐インバータサージエナメル線に関しては下記特許文献１の発明がある。
特開２０００−３３１５３９

耐インバータサージ性などの課電寿命特性を向上させる方法は、一般的には塗料に無機フィラーを分散・混合させる方法がある。その際に、フィラーをｎｍ（ナノメートル）オーダーに均一に分散させなければ課電寿命特性の向上が得られず、また絶縁皮膜の可とう性、伸張性や巻線性などが低下してしまう。しかしながら、フィラーは一般的に微粒子化するほど表面エネルギーが高くなるため、凝集が生じ易くなり、ｎｍオーダーの均一な分散は非常に困難であった。またフィラーの添加量が多くなるほど課電寿命特性は向上するが、例えばポリウレタン系絶縁塗料でははんだ付性が低下してしまうという問題があった。また、無機フィラーとして金属アルコキシドやその誘導体を用いた場合は反応性の高いアルコキシ基などによって塗料のポットライフが短くなってしまうという問題があった。
本発明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するためになされたものであり、はんだ付けが可能であり、且つ課電寿命を向上させた絶縁電線を提供することを目的とする。

第１の観点として本発明は、導体の外周にポリウレタン系絶縁塗料或は耐熱はんだ付け可能な絶縁塗料を塗布，焼付してはんだ付け絶縁皮膜を設け、この外周にポリエステル系絶縁塗料を塗布，焼付して０．００２〜０．００４ｍｍ厚さのポリエステル系絶縁皮膜を設けることにより、はんだ付けが可能であり、且つ課電寿命を向上させたことを特徴とするはんだ付け・課電寿命向上絶縁電線にある。
前記導体としては、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、ＣＣＡ（銅クラッドアルミニウム）等が挙げられる。前記ポリウレタン系絶縁塗料或は耐熱はんだ付け可能な絶縁塗料としては、ポリウレタン絶縁塗料、ポリエステルウレタン系絶縁塗料或は、はんだ付け可能なポリエステルイミド系絶縁塗料等が挙げられる。またポリエステル系絶縁塗料としては、汎用のポリエステル絶縁塗料を用いることができる。
上記第１観点の絶縁電線では、1層目のはんだ付け絶縁皮膜の外周に、２層目の０．００２〜０．００４ｍｍ厚さのポリエステル系絶縁皮膜を設けることにより、可とう性、伸張性、巻線性、はんだ付性および作業性を維持しながら耐インバータサージ性などの課電寿命を向上させることができる。
なお、インバータサージによる絶縁皮膜の劣化メカニズムは、部分放電によって電子やオゾンなどの荷電粒子や過酸化物が発生して絶縁皮膜の分子鎖を切断し、さらに部分放電を促すことで絶縁皮膜の劣化が進むとされている。一般的に誘電率の低い樹脂は、部分放電開始電圧が高く、課電寿命特性が良好である。そこで汎用絶縁塗料の中で、最も誘電率が低いポリエステル系絶縁皮膜を形成するポリエステル系塗料をはんだ付け絶縁皮膜の外周に塗布，焼付することで、課電寿命を向上させたものである。
なお前記ポリエステル系絶縁皮膜の厚さを０．００２〜０．００４ｍｍと限定した理由は、ポリエステル系絶縁皮膜の厚さが０．００２ｍｍ未満では課電寿命の向上に寄与する効果が十分ではなく、またポリエステル絶縁皮膜の厚さが０．００４ｍｍを超えるとはんだ付け性が悪くなるためである。

第２の観点として本発明は、前記ポリウレタン系絶縁塗料或は耐熱はんだ付け可能な絶縁塗料（以下、はんだ付け絶縁塗料と略記する）叉は/及びポリエステル系絶縁塗料には液状樹脂または溶剤に溶解させた酸化防止剤又はキレート化剤が添加・混合されていることを特徴とするはんだ付け・課電寿命向上絶縁電線にある。
上記第２観点の絶縁電線では、はんだ付け絶縁塗料等には液状樹脂または溶剤に溶解させた酸化防止剤又はキレート化剤（以下、酸化防止剤等と略記する）が添加・混合されているので、前記第１観点の絶縁電線の作用・効果がより強化される。なお、酸化防止剤等が添加された1層目のはんだ付け絶縁皮膜（以下、酸化防止剤添加はんだ付け絶縁皮膜と略記する）叉は/及び２層目のポリエステル系絶縁皮膜（以下、酸化防止剤添加ポリエステル系絶縁皮膜と略記する）中の酸化防止剤等は、部分放電によって発生した荷電粒子や過酸化物などを捕捉および分解することによってそれぞれの絶縁皮膜の劣化を抑え、課電寿命を更に向上させることができる。また酸化防止剤等は液状樹脂または溶剤に溶解させたものを用いるため、塗料においては、フィラーのような凝集・沈降がなく、また金属アルコキシドのようなポットライフの低下は見られない。

本発明の絶縁電線によれば、はんだ付け絶縁皮膜の外周に、０．００２〜０．００４ｍｍ厚さのポリエステル系絶縁皮膜を設けることにより、可とう性、伸張性、巻線性、はんだ付性および作業性を維持しながら耐インバータサージ性などの課電寿命を向上させることが可能となる。また、はんだ付け絶縁皮膜叉は/及びポリエステル系絶縁皮膜に酸化防止剤等を含んでいるものは、更に課電寿命を向上させることが可能となる。従って、本発明は産業上に寄与する効果が極めて大である。

以下、本発明の内容を、図に示す実施の形態により更に詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の絶縁電線の実施形態を示す略図である。
これらの図において、１は導体、２ははんだ付け絶縁皮膜、２’は酸化防止剤添加はんだ付け絶縁皮膜、３はポリエステル系絶縁皮膜、３’は酸化防止剤添加ポリエステル系絶縁皮膜、５ははんだ付け・課電寿命向上絶縁電線である。

本発明の絶縁電線の第１実施形態（実施例１）について図１を用いて説明する。
導体（１）として、導体径０．２０２ｍｍの銅線上に東特塗料社製耐熱はんだ付け可能なエナメル塗料 ＴＳＦ−４４０−Ｎ（商品名）（濃度４０％）を皮膜厚が０．００９ｍｍとなるよう塗布，焼付してはんだ付け絶縁皮膜（２）を設け、この外周に東特塗料社製ポリエステル系エナメル塗料 Ｌｉｔｏｎ３３３０（商品名）を皮膜厚が０．００２ｍｍとなるよう塗布，焼付してポリエステル絶縁皮膜を設け、はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線（５）を製造した。

本発明の絶縁電線の第２実施形態（実施例２）について図１を用いて説明する。
導体（１）として、導体径０．２０２ｍｍの銅線上に東特塗料社製耐熱はんだ付け可能なエナメル塗料 ＴＳＦ−４４０−Ｎ（商品名）（濃度４０％）を皮膜厚が０．００９ｍｍとなるよう塗布，焼付してはんだ付け絶縁皮膜（２）を設け、この外周に東特塗料社製ポリエステル系エナメル塗料 Ｌｉｔｏｎ３３３０（商品名）を皮膜厚が０．００４ｍｍとなるよう塗布，焼付してポリエステル絶縁皮膜を設け、はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線（５）を製造した。

本発明の絶縁電線の第３実施形態（実施例３）について説明する。なお本実施例３は、はんだ付け絶縁塗料に酸化防止剤が添加・混合されている例を示す。
―酸化防止剤添加はんだ付け絶縁塗料の調製―
東特塗料社製耐熱はんだ付け可能なエナメル塗料 ＴＳＦ−４４０−Ｎ（商品名）（濃度４０％） ５００ｇにチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５（商品名） ２０．１ｇを添加し、撹拌・混合を行い、酸化防止剤添加はんだ付け絶縁塗料を調製した。

―はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線の製造―
導体（１）として、導体径０．２０２ｍｍの銅線上に上記酸化防止剤添加はんだ付け絶縁塗料を皮膜厚が０．００９ｍｍとなるよう塗布，焼付して酸化防止剤添加はんだ付け絶縁皮膜（２’）を設け、この外周に東特塗料社製ポリエステル系エナメル塗料 Ｌｉｔｏｎ３３３０（商品名）を皮膜厚が０．００３ｍｍとなるよう塗布，焼付してポリエステル絶縁皮膜を設け、はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線（５）を製造した。

本発明の絶縁電線の第４実施形態（実施例４）について説明する。なお本実施例４は、はんだ付け絶縁塗料にキレート化剤が添加・混合されている例を示す。
―キレート化剤添加はんだ付け絶縁塗料の調製―
東特塗料社製耐熱はんだ付け可能なエナメル塗料 ＴＳＦ−４４０−Ｎ（商品名）（濃度４０％） ５００ｇにキレスト社製 ＭＺ−４Ａ（商品名） ０．２ｇを添加し、撹拌・混合を行い、キレート化剤添加はんだ付け絶縁塗料を調製した。

―はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線の製造―
導体（１）として、導体径０．２０２ｍｍの銅線上に上記キレート化剤添加はんだ付け可能絶縁塗料を皮膜厚が０．００９ｍｍとなるよう塗布，焼付して酸化防止剤添加はんだ付け絶縁皮膜（２’）を設け、この外周に東特塗料社製ポリエステル系エナメル塗料 Ｌｉｔｏｎ３３３０（商品名）を皮膜厚が０．００３ｍｍとなるよう塗布，焼付してポリエステル絶縁皮膜を設け、はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線（５）を製造した。

比較例１
特に図示しないが、導体として、導体径０．２０２ｍｍの銅線上に東特塗料社製耐熱はんだ付け可能なエナメル塗料 ＴＳＦ−４４０−Ｎ（商品名）を皮膜厚が０．０１３ｍｍとなるよう塗布，焼付してはんだ付け絶縁皮膜を設け、はんだ付け絶縁電線を製造した。

―特性評価試験―
本発明の絶縁電線と比較例の絶縁電線について、ＪＩＳ Ｃ ３００３“エナメル線試験方法”に従い、特性評価試験を行った。その結果を下記表１に示す。なお、課電寿命特性については、耐パルス特性により評価している。
なお、ポリエステル系エナメル塗料のみに酸化防止剤等が添加・混合されているもの、また、はんだ付け可能な絶縁塗料及びポリエステル系絶縁塗料に酸化防止剤等が添加・混合されているものについても、はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線を製造して特性評価試験を行ったが、特性は実施例３の絶縁電線と殆んど同じであった。

本発明の絶縁電線は、はんだ付けが可能で、且つ課電寿命を向上させた絶縁電線であるので、耐インバータサージエナメル線等に利用可能である。

本発明の絶縁電線の実施形態を示す略図である。

符号の説明

１ 導体
２ はんだ付け絶縁皮膜
２’ 酸化防止剤添加はんだ付け絶縁皮膜
３ ポリエステル系絶縁皮膜
５ はんだ付け・課電寿命向上絶縁電線

Claims (2)

1. 導体の外周にポリウレタン系絶縁塗料或は耐熱はんだ付け可能な絶縁塗料を塗布，焼付してはんだ付け絶縁皮膜を設け、この外周にポリエステル系絶縁塗料を塗布，焼付して０．００２〜０．００４ｍｍ厚さのポリエステル系絶縁皮膜を設けることにより、はんだ付けが可能であり、且つ課電寿命を向上させたことを特徴とするはんだ付け・課電寿命向上絶縁電線。
2. 前記ポリウレタン系絶縁塗料或は耐熱はんだ付け可能な絶縁塗料叉は/及びポリエステル系絶縁塗料には液状樹脂または溶剤に溶解させた酸化防止剤又はキレート化剤が添加・混合されていることを特徴とする請求項１記載のはんだ付け・課電寿命向上絶縁電線。