JP3103089B2 - Heat resistant coil - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐熱コイルの改良に関し、くわしくは耐熱
性および絶縁特性を向上させた耐熱コイルに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to improvements in heat-resistant coils, and more particularly, to heat-resistant coils having improved heat resistance and insulation properties.

（従来の技術） 従来より、耐熱性に優れた電線として導体上にポリボ
ロシロキサン樹脂を初めとする有機金属ポリマーを主成
分とした塗料を塗布焼き付けて耐熱性の絶縁塗膜を形成
したものが使用されている。このような耐熱電線をコイ
ルに用いる際には、可撓性が優れた状態となるように上
記塗料をアンダーキュア状態に焼き付けた電線をコイル
巻き等によりコイル状に形成して加熱した後、全体を絶
縁塗膜形成用塗料と同様の塗料で含浸するという方法が
取られている（特開昭58−212114号公報参照）。(Prior art) Conventionally, as a wire having excellent heat resistance, a conductor having a heat-resistant insulating film formed by applying a paint mainly composed of an organometallic polymer such as a polyborosiloxane resin on a conductor and baking it. in use. When such a heat-resistant electric wire is used for a coil, an electric wire obtained by baking the above paint in an undercured state so as to have excellent flexibility is formed into a coil shape by coil winding or the like, and then heated. Is impregnated with the same paint as the paint for forming an insulating coating film (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-212114).

しかしながら、この様な従来の方法によるコイルにお
いては、含浸処理用ワニスで含浸する過程で該ワニス中
の溶剤が絶縁層に作用することがその原因となって、ア
ンダーキュア状態に焼き付けた絶縁塗膜の溶解やふくれ
が生じるのをまぬがれず従ってコイルの絶縁性を著しく
低下させるという問題を生じている。また、このような
絶縁層の溶解やふくれを極力少なくするために、含浸処
理前にコイル全体を加熱して絶縁塗膜を硬化させる工程
を経る方法も提案されているが、工程が複雑化し、生産
に時間がかかるという欠点が生じている。However, in such a coil according to the conventional method, the solvent in the varnish acts on the insulating layer in the process of impregnation with the varnish for impregnating treatment. However, there is a problem that the melting and blistering of the coil cannot be avoided, so that the insulation of the coil is significantly reduced. Further, in order to minimize the dissolution and blistering of the insulating layer, a method of heating the entire coil before the impregnation treatment and curing the insulating coating film has been proposed, but the process is complicated, The disadvantage is that production takes time.

（発明が解決しようとする課題） 以上の点に鑑みて、本発明はコイルの耐熱性を良好に
保持しながら、絶縁塗膜の溶解やふくれを防止し絶縁性
能を大幅に向上させ、また工程数の少ない生産性に優れ
る耐熱コイルを提供することを目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) In view of the above points, the present invention significantly improves the insulation performance by preventing the insulation coating from dissolving and blistering while maintaining good heat resistance of the coil. An object is to provide a small number of heat-resistant coils having excellent productivity.

（課題を解決するための手段） 本発明は即ち、導体上に、ポリボロシロキサン樹脂、
ポリカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチ
タノカルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂からなる群か
ら選ばれた一種または二種以上の樹脂と無機充填剤とを
溶剤に溶解または分散させた耐熱性電気絶縁塗料を導体
上に塗布焼き付けてなる絶縁電線をコイル状に形成し、
全体を含浸用塗料で含浸処理してなる耐熱コイルにおい
て、前記含浸用塗料は、400℃で24時間加熱したときの
重量減量が10重量％以下のオルガノポリシロキサン組成
物100重量部とマイカ100〜600重量部を主成分とするこ
とを特徴とする耐熱コイルに関する。(Means for Solving the Problems) The present invention provides, on a conductor, a polyborosiloxane resin,
Heat-resistant electrical insulation in which one or more resins selected from the group consisting of polycarbosilane resin, polysilastyrene resin, polytitanocarbosilane resin, and polysilazane resin and an inorganic filler are dissolved or dispersed in a solvent. An insulated wire made by coating and baking paint on a conductor is formed into a coil shape,
In a heat-resistant coil obtained by impregnating the whole with an impregnating paint, the impregnating paint has a weight loss of 100% by weight or less when heated at 400 ° C. for 24 hours, and 100% by weight or less of mica 100 to 100% by weight. The present invention relates to a heat-resistant coil having 600 parts by weight as a main component.

本発明の耐熱コイルに使用する絶縁電線は、以下に述
べる配合成分を溶剤に溶解または分散させてなる耐熱性
電気絶縁塗料を導体上に塗布焼き付けることにより製造
される。The insulated wire used for the heat-resistant coil of the present invention is produced by applying and baking a conductor with a heat-resistant electric insulating paint obtained by dissolving or dispersing the following components in a solvent.

即ち、ポリボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラン樹
脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹
脂、およびポリシラザン樹脂は、主鎖にシラン、チタ
ン、硼素等の金属元素を有し、側鎖にメチル基、フェニ
ル基等の有機基が結合している耐熱性に優れたポリマー
で、公知のものを使用することができる。これらの樹脂
は単独あるいは二種以上を混合して用いることができ
る。That is, a polyborosiloxane resin, a polycarbosilane resin, a polysilastyrene resin, a polytitanocarbosilane resin, and a polysilazane resin each have a metal element such as silane, titanium, or boron in a main chain and a methyl group in a side chain. A polymer having excellent heat resistance to which an organic group such as a phenyl group is bonded may be used. These resins can be used alone or in combination of two or more.

また、この塗料には得られる電線の耐熱性や絶縁特性
を向上させる目的で絶縁性無機充填剤を配合する。これ
らの絶縁性無機充填剤としては酸化マグネシウム、アル
ミナ、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化鉄、酸
化ホウ素、酸化クロム、酸化チタン、シリカ、マイカ、
タルク、チタン酸カリウム、酸化トリウム、酸化ウラ
ン、ケイ酸ジルコニウム等の酸化物系セラミックス、炭
化ケイ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、ホウ化チタ
ン、ホウ化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ホウ素、窒
化アルミニウム、窒化ケイ素、ケイ化モリブデン等の非
酸化物系セラミックス、各種ガラス粉末などがあげら
れ、これらは単独あるいは混合して使用することができ
る。これらの絶縁性無機充填剤を塗料に添加する場合
は、前記樹脂分100重量部に対して５〜300重量部が望ま
しい。In addition, an insulating inorganic filler is added to this paint for the purpose of improving the heat resistance and insulation properties of the obtained electric wire. These insulating inorganic fillers include magnesium oxide, alumina, zirconium oxide, calcium oxide, iron oxide, boron oxide, chromium oxide, titanium oxide, silica, mica,
Oxide ceramics such as talc, potassium titanate, thorium oxide, uranium oxide, zirconium silicate, silicon carbide, titanium carbide, zirconium carbide, titanium boride, zirconium boride, titanium nitride, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride And non-oxide ceramics such as molybdenum silicide, various glass powders, etc., and these can be used alone or as a mixture. When these insulating inorganic fillers are added to the coating material, the amount is preferably 5 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin.

そして本発明における耐熱性電気絶縁塗料は、上述の
成分をキシレン、トルエン、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、ジメチルホルムアミド等の有機溶剤やシリコーンオ
イルに溶解または分散させて撹拌するか、あるいは、予
め同様の溶剤に溶解または分散させて液状にしたものを
混合し充分撹拌することにより製造される。このように
して得られる耐熱性電気絶縁塗料は、室温では有機系の
塗料と同様の性状をしており取扱いやすく含浸処理や塗
布作業も容易である。そして含浸や塗布後に焼成を完了
させれば側鎖の有機基が脱離し、最終的には半ばセラミ
ック化して優れた耐熱性を奏する。The heat-resistant electric insulating coating of the present invention is obtained by dissolving or dispersing the above components in an organic solvent such as xylene, toluene, N-methyl-2-pyrrolidone, or dimethylformamide or silicone oil, and stirring, or It is manufactured by mixing or dissolving or dissolving in a solvent of the above to form a liquid. The heat-resistant electric insulating paint thus obtained has the same properties as an organic paint at room temperature, and is easy to handle and easy to impregnate and apply. Then, if the firing is completed after the impregnation or the application, the organic group of the side chain is eliminated, and finally, it becomes semi-ceramic and exhibits excellent heat resistance.

なお、本発明における耐熱性電気絶縁塗料には上述の
各成分のほか、本発明の効果を損なわない範囲でその他
の公知の添加剤を配合することができる。The heat-resistant electric insulating coating of the present invention may contain, in addition to the above-mentioned components, other known additives as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明における耐熱電線は、導体上に直接あるいは他
の絶縁層を介して上記耐熱性電気絶縁塗料を塗布し、コ
イル形成が可能な可撓性を持つ状態に焼成して製造す
る。The heat-resistant electric wire according to the present invention is produced by applying the heat-resistant electric insulating paint directly on the conductor or via another insulating layer, and firing the coating to have a flexibility capable of forming a coil.

また、この時上記耐熱性電気絶縁塗料からなる絶縁塗
膜上に、ガラスやセラミックなどの無機質繊維やテープ
を巻回したり、あるいはこれらを上記耐熱性電気絶縁塗
料等によりあらかじめ含浸させてから巻回するなどし
て、無機質繊維巻線としても良い。Also, at this time, an inorganic fiber or tape such as glass or ceramic is wound on the insulating coating film made of the heat-resistant electric insulating paint, or these are impregnated with the heat-resistant electric insulating paint or the like before winding. For example, an inorganic fiber winding may be used.

本発明の耐熱コイルは、上述のようにして製造した可
撓性のある耐熱電線をコイル芯上にコイル巻き等を行う
ことによりコイル状に形成し、次いで全体を以下に述べ
る含浸用塗料中に含浸し適宜加熱して含浸用塗料の層を
硬化させることにより製造される。The heat-resistant coil of the present invention is formed into a coil shape by winding the flexible heat-resistant electric wire manufactured as described above on the coil core, and then the whole is formed in the impregnating paint described below. It is manufactured by impregnating and heating appropriately to cure the layer of impregnating paint.

本発明における含浸用塗料は、400℃で24時間加熱し
たときの重量減量が10重量％以下のオルガノポリシロキ
サン組成物とマイカを主成分とし、これらを適宜溶剤に
溶解または分散させて使用する。このオルガノポリシロ
キサン組成物は、400℃の温度を保持しながら24時間加
熱しても分解や揮発分が少ないものであり、シリコーン
ワニス（塗料）の場合は溶剤を除いた塗料固化分がこの
ような加熱重量減量を有しているものであれば使用でき
るのであって、シリコーンワニスが溶剤型であるか無溶
剤型であるかを問わない。具体的には、オルガノポリシ
ロキサンの側鎖が100％メチル基のシリコーンワニス
（東芝シリコーン社製 商品名TSR127B、400℃×24時間
加熱後の重量減量9.8重量％）や常温液状のアルケニル
基含有オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサン（重量比約100:5）と無機質充填剤
（例えばシリカ、タルク、金属水和物等）とを混合して
なるシリコーンワニス（東レ・ダウコーニング・シリコ
ーン社製 商品名AY49−208、400℃×24時間加熱後の重
量減量8.4重量％）等がある。後者（AY49−208）は、20
0℃以下の温度で加熱すると、まずアルケニル基含有オ
ルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンとが反応して架橋が進行しゴム状の硬化物とな
り、さらに続けて350℃以上の温度で加熱することによ
り、架橋したシリコーンポリマーの熱分解反応、熱分解
生成物と無機質充填剤との結合反応が進行し最終的には
固いセラミック状の硬化体が得られるものであり、耐熱
性などが特に良好である。The impregnating coating material of the present invention contains an organopolysiloxane composition whose weight loss upon heating at 400 ° C. for 24 hours is 10% by weight or less and mica as main components, and is used by appropriately dissolving or dispersing them in a solvent. This organopolysiloxane composition has a low decomposition and volatile content even when heated at a temperature of 400 ° C. for 24 hours. In the case of a silicone varnish (paint), the solidified content of the paint excluding the solvent is as described above. Any silicone varnish can be used as long as the silicone varnish is of a solvent type or a non-solvent type. Specifically, a silicone varnish having 100% methyl groups in the side chain of organopolysiloxane (TSR127B, manufactured by Toshiba Silicone Co., 9.8% by weight after heating at 400 ° C. for 24 hours) or an alkenyl-group-containing organo-organic liquid at room temperature Silicone varnish made by mixing polysiloxane and organohydrogenpolysiloxane (weight ratio about 100: 5) and an inorganic filler (for example, silica, talc, metal hydrate, etc.) (manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) AY49-208, weight loss after heating at 400 ° C. for 24 hours 8.4% by weight). The latter (AY49-208) is 20
When heated at a temperature of 0 ° C. or less, first, the alkenyl group-containing organopolysiloxane and the organohydrogen polysiloxane react with each other to proceed with crosslinking to form a rubber-like cured product, which is further heated at a temperature of 350 ° C. or more. Due to this, the thermal decomposition reaction of the crosslinked silicone polymer, the bonding reaction between the thermal decomposition product and the inorganic filler progresses, and finally a hard ceramic-like cured product is obtained. is there.

本発明の含浸用塗料においては、このような特定のオ
ルガノポリシロキサン組成物100重量部に対してマイカ
を150〜300重量部添加する。マイカを所定量添加するこ
とによってコイル製造後の含浸用塗料の硬化部分にクラ
ックが発生するのを大幅に防止することができ、また絶
縁電線との密着性が良好で剥離の発生が低減される。ま
た、添加量が300重量部を越えるとワニス粘度が高くな
り含浸処理が行いにくくなるので好ましくない。In the impregnating paint of the present invention, 150 to 300 parts by weight of mica is added to 100 parts by weight of such a specific organopolysiloxane composition. By adding a predetermined amount of mica, it is possible to significantly prevent the occurrence of cracks in the cured portion of the impregnating paint after coil production, and it has good adhesion to the insulated wire and reduces the occurrence of peeling. . On the other hand, if the addition amount exceeds 300 parts by weight, the varnish viscosity becomes high, and it becomes difficult to perform the impregnation treatment.

（作用） 本発明の耐熱コイルは、上記の耐熱性電気絶縁塗料か
らなる絶縁塗膜を設けた絶縁電線を使用しているので電
線自体が非常に優れた耐熱性を有しており、また含浸処
理用塗料は400℃で24時間加熱したときの重量減量が10
重量％以下のオルガノポリシロキサン組成物とマイカと
からなるので、電線自体の有する耐熱性を低下させるこ
とがない。また、この含浸処理用塗料は含浸処理前に従
来行っていた加熱工程を省略しても絶縁電線の絶縁塗膜
に膨れや溶解等の悪影響を及ぼすことがなく、得られる
コイルの絶縁特性を大幅に向上させている。さらに含浸
処理用塗料を加熱硬化させた後に発泡が生じることもな
い。(Action) Since the heat-resistant coil of the present invention uses an insulated wire provided with an insulating coating film made of the above-mentioned heat-resistant electric insulating paint, the wire itself has extremely excellent heat resistance and impregnation. The weight loss of the paint for treatment when heated at 400 ° C for 24 hours is 10
Since it is composed of the organopolysiloxane composition of not more than weight% and mica, the heat resistance of the electric wire itself does not decrease. In addition, this impregnating coating does not adversely affect the insulation coating of the insulated wire, such as swelling or dissolution, even if the heating step conventionally performed before the impregnation is omitted. Has been improved. Further, foaming does not occur after the coating material for impregnation treatment is cured by heating.

（実施例） 本発明の実施例について説明する。(Example) An example of the present invention will be described.

実施例１ ポリボロシロキサン樹脂と無機充填剤とをＮ−メチル
−２−ピロリドンに溶解した耐熱性電気絶縁塗料をニッ
ケル−銅導体上に塗布し可撓性のある状態に焼き付けた
耐熱電線（仕上がり直径1mm）をコイル芯上にコイル巻
きした。次いでこれを前述のAY49−208（樹脂分の400℃
×24時間加熱後の重量減量8.4重量％）の樹脂分100重量
部とマイカ100重量部とからなる含浸用塗料に含浸した
後、50℃×８時間加熱乾燥させて耐熱コイルを製造し
た。Example 1 A heat-resistant electric insulating coating obtained by dissolving a polyborosiloxane resin and an inorganic filler in N-methyl-2-pyrrolidone was applied on a nickel-copper conductor and baked in a flexible state (finished heat-resistant electric wire). (1 mm in diameter) was wound on a coil core. Next, this was mixed with the above-mentioned AY49-208 (resin content of 400 ° C).
The resin was impregnated with 100 parts by weight of a resin component (weight loss after heating for 24 hours and 8.4% by weight) and 100 parts by weight of mica, and then dried by heating at 50 ° C. for 8 hours to produce a heat-resistant coil.

得られた耐熱コイルの絶縁抵抗値と絶縁破壊電圧値
を、初期および400℃×72時間加熱後のそれぞれについ
て測定した。400℃×72時間加熱後のコイル外観とあわ
せて結果を表に示す。The insulation resistance value and the breakdown voltage value of the obtained heat-resistant coil were measured at the initial stage and after heating at 400 ° C. for 72 hours, respectively. The results are shown in the table together with the coil appearance after heating at 400 ° C for 72 hours.

実施例２〜４ 表に示す割合で各成分を配合した含浸用塗料を用い、
その他は実施例１と同様にして耐熱コイルを製造した。
得られた耐熱コイルを実施例１と同様にして試験した。
結果を表に示す。Examples 2 to 4 Using the impregnating paint in which each component was blended in the proportions shown in the table,
Otherwise, a heat-resistant coil was manufactured in the same manner as in Example 1.
The obtained heat-resistant coil was tested in the same manner as in Example 1.
The results are shown in the table.

比較例１〜３ 比較として、400℃×24時間加熱後の樹脂分の重量減
量が43.0重量％のシリコーンワニス（東芝シリコーン社
製 商品名 TSR116）を含浸用塗料として用いたもの
（比較例１）、含浸用塗料におけるマイカの配合量が過
少のもの（比較例２）、含浸用塗料においてマイカのか
わりにガラス粉末を配合したもの（比較例３）の例を示
した。得られたコイルを実施例１と同様にして試験し
た。結果を表に示す。Comparative Examples 1 to 3 As a comparison, a resin using a silicone varnish (trade name: TSR116, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) having a weight loss of 43.0% by weight after heating at 400 ° C. for 24 hours (Comparative Example 1). In addition, examples were shown in which the amount of mica in the impregnating paint was too small (Comparative Example 2), and in which the glass powder was mixed instead of mica in the impregnating paint (Comparative Example 3). The obtained coil was tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table.

（発明の効果） 以上、本発明の耐熱コイルは、耐熱性を良好に保持し
ながら、絶縁電線の絶縁塗膜の溶解やふくれを防止して
絶縁性能を大幅に向上させるとともに、含浸塗膜にクラ
ックや剥離が発生するのを防止することができる。 (Effects of the Invention) As described above, the heat-resistant coil of the present invention, while maintaining good heat resistance, prevents dissolution and blistering of the insulating coating film of the insulated wire, greatly improves the insulating performance, and improves the impregnated coating film. Cracks and peeling can be prevented from occurring.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 27/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01F 27/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】導体上に、ポリボロシロキサン樹脂、ポリ
カルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノ
カルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂からなる群から選
ばれた一種または二種以上の樹脂と無機充填剤とを溶剤
に溶解または分散させた耐熱性電気絶縁塗料を導体上に
塗布焼き付けてなる絶縁電線をコイル状に形成し、全体
を含浸用塗料で含浸処理してなる耐熱コイルにおいて、
前記含浸用塗料は、400℃の温度で24時間加熱後の重量
減量が10重量％以下のオルガノポリシロキサン組成物10
0重量部とマイカ100〜600重量部を主成分とすることを
特徴とする耐熱コイル。An inorganic filler comprising one or more resins selected from the group consisting of a polyborosiloxane resin, a polycarbosilane resin, a polysilastyrene resin, a polytitanocarbosilane resin, and a polysilazane resin, on a conductor. Insulated wire formed by applying and baking a conductor with a heat-resistant electrical insulating paint obtained by dissolving or dispersing the agent in a solvent and forming a coil, and the entire heat-resistant coil impregnated with the paint for impregnation,
The above-mentioned impregnating paint has an organopolysiloxane composition having a weight loss of 10% by weight or less after heating at a temperature of 400 ° C. for 24 hours.
A heat-resistant coil mainly comprising 0 parts by weight and 100 to 600 parts by weight of mica.