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Dokumentenidentifikation DE102006006151B4 22.01.2009
Titel Teilweise entladungsresistenter Isolierlack, isolierter Draht und Verfahren zum Herstellen derselben
Anmelder Hitachi Magnet Wire Corporation, Hitashi, Ibaraki, JP
Erfinder Kikuchi, Hideyuki, Hitachi, Ibaraki, JP;
Yukimori, Yuzo, Hitachi, Ibaraki, JP
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Anmeldedatum 10.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006006151
Offenlegungstag 26.10.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.01.2009
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.01.2009
IPC-Hauptklasse C09D 5/25  (2006.01)  A,  F,  I,  20060210,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse C09D 179/08  (2006.01)  A,  L,  I,  20060210,  B,  H,  DE
C08K 5/5415  (2006.01)  A,  L,  I,  20060210,  B,  H,  DE
H01B 13/16  (2006.01)  A,  L,  I,  20060210,  B,  H,  DE
H01B 7/02  (2006.01)  A,  L,  I,  20060210,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2005-126810, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen teilweise entladungsresistenten Isolierlack, einen isolierten Draht und ein Verfahren zum Herstellen derselben. Insbesondere betrifft diese Erfindung:

einen teilweise entladungsresistenten Isolierlack, der eine Mischung aus &ggr;-Butyrolacton als eine Lösungsmittelkomponente, Polyamid-Imid-Emaillack und Organo-Silica-Sol umfaßt;

einen isolierten Draht, bei dem der teilweise entladungsresistente Isolierlack auf einem Leiter gebildet ist; und ein Verfahren zum Herstellen derselben.

2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Die teilweise Entladung wird so erzeugt, daß, wenn ein winziger Zwischenraum in einer Isolation für einen Draht oder ein Kabel oder zwischen Drähten existiert, sich ein elektrisches Feld auf diesen Teil konzentriert, um eine schwache Entladung zu bewirken. Aufgrund der erzeugten teilweisen Entladung verschlechtert sich die Isolierung. Aufgrund des Fortschreitens der Verschlechterung wird ferner ein Durchschlag (breakdown) auftreten.

Insbesondere in Wicklungen, die bspw. für einen Motor oder einen Transformator verwendet werden, wird in emaillierten Drähten, der Emaillack auf einen Leiter beschichtet und dann gebrannt, um einen Überzugsfilm darauf herzustellen, wobei die teilweise Entladung hauptsächlich zwischen den Drähten (zwischen den Überzugsfilmen) oder zwischen dem Überzugsfilm und dem Kern erzeugt werden kann. Somit kann eine Erosion des Überzugsfilms hauptsächlich voranschreiten aufgrund des Aufbrechens der molekularen Kette im Harzüberzugsfilm oder der Wärmeerzeugung, die durch Kollision von geladenen Teilchen verursacht wird. Als ein Ergebnis kann ein Durchschlag auftreten.

In den letzten Jahren sind für ein Invertor-geführtes Motorsystem, das zur Energieersparnis oder für eine einstellbare Geschwindigkeit verwendet wird, viele Fälle berichtet worden, in denen ein Invertorstoß (steile Überspannung) erzeugt wird, um den Motordurchschlag zu verursachen. Es wurde gefunden, daß der Motordurchschlag durch die teilweise Entladung aufgrund der Überspannung des Invertorstoßes verursacht wird.

Um die teilweise Entladungskorrosion zu verhindern, ist ein emaillierter Draht bekannt, der eine Isolierung aufweist, die aus Emaillack hergestellt worden ist, bei dem anorganische Isolierteilchen, wie Silica und Titandioxid, in einer wärmeresistenten Harzlösung mit einem organischen Lösungsmittel dispergiert werden. Ein solches anorganisches Isolierteilchen kann den emaillierten Draht mit der teilweisen Entladungsresistenz versehen und kann ferner zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit, Reduktion der thermischen Expansion und Verbesserung der Festigkeit beitragen.

Bekannte Verfahren zum Dispergieren eines feinen Silicateilchens als das anorganische Isolierteilchen in einer Harzlösung sind bspw. ein Verfahren zum Zufügen und Dispergieren eines Pulvers von feinen Silicateilchen in der Harzlösung, und ein Verfahren zum Mischen der Harzlösung und eines Silica-Sols (bspw. JP-A-2001-307557). Verglichen mit dem Verfahren zum Zufügen des Pulvers von Silicateilchen, kann das Verfahren unter Verwendung des Silica-Sols das Mischen erleichtern und es dem Lack erlauben, daß das Silica gut dispergiert ist. In diesem Falle benötigt das Silica-Sol jedoch eine hohe Kompatibilität mit der Harzlösung.

Wenn ein Polyamid-Imid-Isoliermaterial als das wärmeresistente Polymer verwendet wird, kann hierfür ein Lösungsmittel N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), N,N-Dimethylformamid (DMF), N,N-Dimethylacetamid (DMAC), Dimethylimidazolidinon (DMI), etc. sein. Im allgemeinen wird ein Lösungsmittel verwendet, welches hauptsächlich NMP enthält und mit DMF, aromatischem Alkylbenzol, etc. verdünnt wird.

Wenn jedoch herkömmlich ein solcher Polyamid-Imid-Emaillack mit dem Lösungsmittel enthaltend NMP als die Hauptkomponente verwendet wird, um die feinen Silicateilchen darin zu dispergieren, werden die feinen Silicateilchen aggregiert, um keine ausreichende Dispersion zu ermöglichen. Es gibt einen Zusammenhang zwischen der teilweisen Entladungsresistenz des Drahtüberzugsfilms und der Oberfläche der Silicateilchen im Drahtüberzugsfilm. Wenn der Überzugsfilm durch Verwendung eines Silica-dispergierten Emaillacks mit unzureichender Dispersion gebildet wird, d. h. mit vielen Aggregaten, muß die teilweise Entladungsresistenz des Überzugsfilms reduziert werden. Daher müssen die feinen Silicateilchen einheitlich ohne die Aggregate im Überzugsfilm dispergiert werden.

Wenn auf der anderen Seite das Organo-Silica-Sol als eine Silicaquelle verwendet wird, wird es durch Dispergieren von feinen Silicateilchen in einem organischen Lösungsmittel, wie DMAC, DMF, Alkohol und Keton, dispergiert. Jedoch weist ein solches Organo-Silica-Sol eine geringe Kompatibilität mit dem Polyamid-Imid-Harz, das im NMP gelöst wird, auf, so daß die Aggregate wahrscheinlich erzeugt werden. Wenn ferner eine einheitliche Dispersion unter begrenzenden Bedingungen erhalten werden kann, werden Probleme bezüglich der Langzeitqualität, Stabilität und Reproduzierbarkeit erzeugt.

WO 91/02774 A1 beschreibt Isolierfilme, die Polyamid-Imide und colloidales Siliciumdioxid sowie Tenside enthalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen teilweisen entladungsresistenten Isolierlack bereitzustellen, in dem feine Silicateilchen einheitlich dispergiert werden können, um die Aggregation derselben zu vermeiden, um die teilweise Entladungsresistenz zu verbessern.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen isolierten Draht bereitzustellen, bei dem ein Überzugsfilm auf einem Leiter unter Verwendung des teilweise entladungsresistenten Isolierlacks gebildet wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen des teilweise entladungsresistenten Isolierlacks und des isolierten Drahts bereitzustellen.

  • (1) Gemäß einer Erscheinung der Erfindung umfaßt ein teilweise entladungsresistenter Isolierlack:

    einen Polyamid-Imid-Emaillack und ein Organo-Silica-Sol, die in einem Lösungsmittel dispergiert sind,

    wobei das Lösungsmittel 50 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton umfaßt.

    In der obigen Erfindung können die folgenden Modifikationen oder Veränderungen durchgeführt werden.
  • (i) Eine Silicakomponente des Organo-Silica-Sols ist 1 bis 100 Gew.-phr (Teile pro 100 Teile Harz) zu einer Harzkomponente des Polyamid-Imid-Emaillacks.
  • (ii) Das Organo-Silica-Sol weist eine durchschnittliche Teilchengröße von 100 nm oder kleiner auf.
  • (2) Gemäß einer weiteren Erscheinung der Erfindung umfaßt ein isolierter Draht: einen Leiter; und

    einen teilweise entladungsresistenten Isolierüberzugsfilm, der auf der Oberfläche des Leiters gebildet ist,

    wobei der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm aus dem oben beschriebenen teilweise entladungsresistenten Isolierlack hergestellt ist.

    In der obigen Erfindung können die folgenden Modifikationen oder Veränderungen durchgeführt werden.
  • (iii) Der isolierte Draht umfaßt ferner einen organischen Isolierüberzugsfilm, der auf der Oberfläche des Leiters gebildet ist, wobei der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm auf der Oberfläche des organischen Isolierüberzugsfilms gebildet ist.
  • (iv) Der isolierte Draht umfaßt ferner einen weiteren organischen Isolierüberzugsfilm, der auf der Oberfläche des teilweise entladungsresistenten Isolierüberzugsfilms gebildet ist.
  • (3) Gemäß einer weiteren Erscheinung der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines teilweise entladungsresistenten Isolierlackes:

    Mischen eines Polyamid-Imid-Emaillacks mit einem Organo-Silica-Sol,

    wobei der Polyamid-Imid-Emaillack &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptlösungsmittel umfaßt,

    das Organo-Silica-Sol &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptdispersionslösungsmittel umfaßt, und

    der teilweise entladungsresistente Isolierlack 50 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Lösungsmittels desselben umfaßt.

    In der obigen Erfindung können die folgenden Modifikationen oder Veränderungen durchgeführt werden.
  • (v) Der Polyamid-Imid-Emaillack umfaßt 60 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Lösungsmittels desselben.
  • (vi) Das Organo-Silica-Sol umfaßt 80 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Dispersionslösungsmittels desselben.
  • (4) Gemäß einer weiteren Erscheinung der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines isolierten Drahts;

    Herstellen eines teilweise entladungsresistenten Isolierlacks durch Mischen eines Polyamid-Imid-Emaillacks mit einem Organo-Silica-Sols; und

    Beschichten des teilweise entladungsresistenten Isolierlacks auf der Oberfläche eines Leiters und dann Brennen des Lackes, um einen Überzugsfilm auf dem Leiter zu bilden,

    wobei der Polyamid-Imid-Emaillack &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptlösungsmittel umfaßt, das Organo-Silica-Sol &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptdispersionslösungsmittel umfaßt, und

    der teilweise entladungsresistente Isolierlack 50 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Lösungsmittels desselben umfaßt.

    In der obigen Erfindung können die folgenden Modifikationen oder Veränderungen durchgeführt werden.
  • (vii) Das Verfahren umfaßt ferner ein Bilden eines organischen Isolierüberzugsfilms auf der Oberfläche des Leiters, wobei der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm auf der Oberfläche des organischen Isolierüberzugsfilms gebildet wird.

<Vorteile der Erfindung>

Der teilweise entladungsresistente Isolierlack mit verbesserter teilweiser Entladungsresistenz kann erhalten werden, da das Organo-Silica-Sol einheitlich dispergiert wird, was die Aggregation desselben verhindert.

Der isolierte Draht kann mit geringerer Wahrscheinlichkeit der teilweisen Entladungserosion unterliegen, da der Leiter durch den teilweise entladungsresistenten Isolierlack überzogen ist, bei dem das Organo-Silica-Sol einheitlich dispergiert ist, so daß der Isolierüberzugsfilm mit dem einheitlich dispergierten Silica gebildet werden kann. Als ein Ergebnis kann der isolierte Draht für verschiedene Invertor-geführte Systeme angewendet werden, um die Lebensdauer der elektrischen Geräte damit beträchtlich zu verlängern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt, in denen:

1 eine Querschnittsansicht ist, die einen isolierten Draht in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt;

2 eine Querschnittsansicht ist, die einen isolierten Draht in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt; und

3 eine Querschnittsansicht ist, die einen isolierten Draht gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Organo-Silica-Sol

Das in der Erfindung verwendete Organo-Silica-Sol weist bevorzugt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (im BET-Verfahren) von 100 nm oder weniger, bevorzugter 30 nm oder weniger auf, um so effektiv den Überzugsfilm mit der teilweisen Entladungsresistenz zu versehen. Im Falle von 30 nm oder weniger weist das Organo-Silica-Sol selbst eine verbesserte Transparenz auf.

Wenn &ggr;-Butyrolacton ein Hauptdispersionslösungsmittel für Organo-Silica-Sol ist, kann die Kompatibilität des Sols mit der Harzlösung verbessert werden, um die Aggregation oder die Zunahme der Viskosität zu vermeiden, wenn sie vermischt werden. Das Dispersionslösungsmittel kann, unter Mischen mit &ggr;-Butyrolacton, ein polares Lösungsmittel, wie NMP und DMF, aromatischen Kohlenwasserstoff oder niederen Alkohol enthalten, um die Stabilität zu erhöhen. Wenn jedoch das Verhältnis der gemischten Lösungsmittel zunimmt, wird die Kompatibilität mit der Harzlösung geringer. Somit beträgt das Verhältnis von &ggr;-Butyrolacton wünschenswerterweise 80% oder mehr.

Das Organo-Silica-Sol kann hergestellt werden durch Durchführen des Lösungsmittelaustausches für ein Silica-Sol, erhalten durch die Hydrolyse von Alkoxysilan oder durch ein Silica-Sol, erhalten durch das Ionenaustauschverfahren von Wasserglas (Natriumsilicat). Jedoch kann das Organo-Silica-Sol durch andere bekannte Verfahren hergestellt werden.

Die geeignete Menge an Feuchtigkeit im Organo-Silica-Sol kann abhängig von der Zusammensetzung der gemischten Lösungsmittel für die Dispersion variiert werden. Wenn die Menge jedoch im allgemeinen zu groß ist, wird die Stabilität des Sols oder die Kompatibilität mit dem Emaillack geringer werden. Daher beträgt der Feuchtigkeitsgehalt im Organo-Silica-Sol bevorzugt 1,0% oder weniger.

Da das in dem Lösungsmittel mit der oben erwähnten Zusammensetzung dispergierte Organo-Silica-Sol bezüglich der Dispersionseigenschaft ausgezeichnet ist, kann das Organo-Silica-Sol mit einer hohen Silicakonzentration von 20% oder mehr erhalten werden.

Polyamid-Imid-Emaillack

Der Polyamid-Imid-Emaillack kann durch die Synthesereaktion hergestellt werden, bei der 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und Trimellithsäureanhydrid (TMA) in äquimolaren Mengen in einem Lösungsmittel mit NMP als eine Hauptkomponente umgesetzt werden, welches am typischsten verwendet wird unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaft, der Kosten oder der Verfügbarkeit der Materialien. Wenn jedoch die Wärmewiderstandsfähigkeit von 200°C oder höher im Polyamid-imid-emaillierten Draht bewahrt werden kann, ist die Rohmaterialstruktur von aromatischen Isocyanaten, aromatischen Carbonsäuren und der Säureanhydriden nicht besonders beschränkt. Somit kann er ebenfalls durch bekannte Syntheseverfahren hergestellt werden, um aromatische Diamine, wie 4,4'-Diaminodiphenylmethan (DAM) mit Säurechloriden, wie Trimellithsäurechlorid (TMAC), umzusetzen.

Das Lösungsmittel für den Polyamid-Imid-Emaillack kann ebenfalls ein &ggr;-Butyrolacton als eine Hauptkomponente sein, so daß die Kompatibilität des Sols mit der Harzlösung verbessert werden kann, um die Aggregation oder die Zunahme der Viskosität zu vermeiden, wenn sie vermischt werden. Das Lösungsmittel kann, unter Mischung mit &ggr;-Butyrolacton, ein polares Lösungsmittel, wie NMP und DMF, aromatischen Kohlenwasserstoff oder niederen Alkohol enthalten, um die Stabilität zu verbessern. Wenn jedoch das Verhältnis der gemischten Lösungsmittel zunimmt, wird die Kompatibilität mit der Harzlösung geringer werden. Somit ist das Verhältnis von &ggr;-Butyrolacton wünschenswerterweise 60% oder höher.

Um eine Polyamid-Imidharzlösung herzustellen, die &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptlösungsmittel für Polyamid-Imid enthält, kann irgendeines der bekannten Verfahren verwendet werden, wie: ein Verfahren, bei dem Polyamid-Imid-Harz, synthetisiert in einem Lösungsmittel mit NMP als eine Hauptkomponente, mit Ethanol ausgefällt wird, um lediglich die Harzfraktion zu sammeln, es dann in &ggr;-Butyrolacton wieder aufgelöst wird; ein Verfahren, bei dem das Harz direkt in einem Lösungsmittel mit &ggr;-Butyrolacton als eine Hauptkomponente synthetisiert wird; und ein Verfahren, bei dem der Polyamid-Imid-Emaillack in einem niedrig siedenden Lösungsmittel, wie DMF, lösungsmittelausgetauscht wird durch &ggr;-Butyrolacton bei der Destillation. In einem solchen Lösungsmittel von 100% &ggr;-Butyrolacton wird jedoch das Polyamid-Imid nicht mit guter Reaktivitität synthetisiert. Daher kann darin ein Katalysator, wie Amine und Imidazoline, verwendet werden. Da jedoch &ggr;-Butyrolacton eine Löslichkeit des Harzes aufweist, die geringer ist als die von NMP, etc., kann eine Verbindung mit einer Biphenylstruktur nicht verwendet werden.

Mischen des Organo-Silica-Sols und der Polyamid-Imid-Harzlösung

Dann wird das Organo-Silica-Sol mit &ggr;-Butyrolacton als die Hauptdispersionslösungsmittelkomponente mit der Polyamid-Imid-Harzlösung mit &ggr;-Butyrolacton als die Hauptlösungsmittelkomponente vermischt. Das Lösungsmittel für den resultierenden, teilweise entladungsresistenten Emaillack kann, unter Mischung mit &ggr;-Butyrolacton, ein polares Lösungsmittel, wie NMP und DMF, aromatischen Kohlenwasserstoff oder niederen Alkohol enthalten, um die Stabilität zu verbessern. Wenn jedoch das Verhältnis der gemischten Lösungsmittel zunimmt, wird die Dispersionseigenschaft der Silicateilchen im Emaillack geringer werden. Somit ist das Verhältnis von &ggr;-Butyrolacton wünschenswerterweise 50% oder mehr zur Gesamtmenge der Lösungsmittel.

Teilweise entladungsresistenter Isolierlack

Im allgemeinen weist ein Harzmaterial, das in einem Lösungsmittel gut aufgelöst ist, Transparenz auf, sogar wenn es gefärbt ist. Ebenfalls die Isolierlacke für emaillierte Drähte weisen im allgemeinen Transparenz auf, wenn sie keine dispergierte Phase aufweisen. Der Grund, warum die Transparenz durch die Dispersionsteilchen verloren geht, liegt darin, daß sichtbares Licht nicht durchgelassen werden kann, da das Dispersionsteilchen eine große Größe aufweist. Daher kann durch die Transparenz des Emaillacks leicht bestimmt werden, ob feine Teilchen einheitlich dispergiert sind oder nicht. In ähnlicher Weise kann durch die Transparenz eines Überzugfilms leicht bestimmt werden, ob die feinen Silicateilchen einheitlich im teilweise entladungsresistenten Überzugsfilm, beschichtet auf einem Leiter, dispergiert sind. Wenn nämlich die vorgegebene Menge an Silica dispergiert ist, kann die Effektivität der teilweisen Entladungsresistenz leicht durch die Transparenz des Überzugsfilms bestimmt werden.

In den Ausführungsformen der Erfindung wird der Polyamid-Imid-Emaillack mit &ggr;-Butyrolacton als das Hauptlösungsmittel anstelle des herkömmlichen Polyamid-Imid-Emaillacks mit NMP als das Hauptlösungsmittel verwendet, und das Lösungsmittel ist das gleiche wie das Dispersionslösungsmittel für das Silica-Sol. Daher kann die Kompatibilität verbessert werden, so daß die Aggregation zwischen Silicateilchen, das Ausfällen des Harzes und die Aggregation zwischen Silica und Harz verhindert werden kann, wenn sie vermischt werden. Somit kann eine einheitliche Lacklösung mit Transparenz erhalten werden. Wenn er in einem Überzugsfilm geformt wird, kann ebenfalls ein feiner Isolierüberzugsfilm mit guter Glattheit erhalten werden.

Beispiele

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen isolierten Draht in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt.

Der isolierte Draht ist so strukturiert, daß ein teilweise entladungsresistenter Isolierüberzugsfilm 2 auf einem Leiter 1 gebildet ist. Er wird hergestellt durch Beschichten des oben erwähnten, teilweise entladungsresistenten Isolierlacks um den Leiter 1 und dann durch Brennen desselben.

2 ist eine Querschnittsansicht, die einen isolierten Draht in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt.

Dieser isolierte Draht ist so strukturiert, daß ein organischer Isolierüberzugsfilm 3 ferner um den teilweise entladungsresistenten Isolierüberzugsfilm 2, wie in 1 gezeigt, gebildet ist, um die mechanische Eigenschaft (Gleiteigenschaft, Kratzwiderstandseigenschaft etc.) zu verbessern.

3 ist eine Querschnittsansicht, die einen isolierten Draht in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt.

Dieser isolierte Draht ist so strukturiert, daß ein organischer Isolierüberzugsfilm 4 auf dem Leiter 1 gebildet ist, der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm 2 auf dem organischen Isolierüberzugsfilm 4 gebildet ist, und der organische Isolierüberzugsfilm 3 ferner um den teilweise entladungsresistenten Isolierüberzugsfilm 2 gebildet ist.

Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Drahts

Beispiele 1–5 und Vergleichsbeispiele 1–5, wie sie unten beschrieben werden, wurden wie folgt hergestellt.

Zunächst wird der Polyamid-Imid-Emaillack so hergestellt, daß 300 Gewichtsteile der Lösungsmittelkomponente zu 100 Gewichtsteilen des Polyamid-Imid-Harzes zugegeben werden. Das Organo-Silica-Sol wird so hergestellt, daß 300 Gewichtsteile der Dispersionslösungsmittelkomponente zu 100 Gewichtsteilen der Silicateilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 nm zugegeben werden.

Dann wird das Organo-Silica-Sol zum Polyamid-Imid-Emaillack zugegeben, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Bei diesem Verfahren wird eine Zubereitung, bei der 30 Gewichtsteile des Silica zu 100 Gewichtsteilen des Harzanteils im Polyamid-Imid-Emaillack zugegeben werden, gerührt, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben.

Der resultierende teilweise entladungsresistente Isolierlack wird auf einen Kupferleiter mit einem Durchmesser von 0,8 mm beschichtet und dann gebrannt, um einen emaillierten Draht mit einer Überzugsfilmdicke von 30 &mgr;m zu ergeben. Der emaillierte Draht wird bezüglich der Abmessungen, des Aussehens und der V-t-Eigenschaft eingestuft.

Indessen ist die V-t-Eigenschaft eine Eigenschaft, um die Beziehung zwischen einer Durchschlagsspannung und einer Durschlagzeit anzuzeigen. 1 kV Spannung mit Sinuskurven von 10 kHz wird zwischen einem gedrehten Paar emaillierter Drähte beaufschlagt, und eine Zeit bis zum Durschlag wird gemessen.

Beispiel 1

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 100% der Lösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 100 Gew.-%.

Beispiel 2

Der Polyamid-Imid-Emaillack mit einem gemischten Lösungsmittel, bei dem 80% der Lösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton und 20% derselben Cyclohexanon ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol gemischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 84,6 Gew.-%.

Beispiel 3

Der Polyamid-Imid-Emaillack mit einem gemischten Lösungsmittel, bei dem 85% der Lösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton und 15% desselben NMP ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol gemischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 89,7 Gew.-%.

Beispiel 4

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 100% der Lösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 40% der Dispersionslösungsmittelkomponente Benzylalkohol und 60% derselben Lösungsmittelnaphtha ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 76,9 Gew.-%.

Beispiel 5

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 67% der Lösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton, 10% derselben DMF und 23% derselben Cyclohexanon ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 40% der Dispersionslösungsmittelkomponente Benzylalkohol und 60% derselben Lösungsmittelnaphtha ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 51,3 Gew.-%.

Vergleichsbeispiel 1

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 80% der Lösungsmittelkomponente NMP und 20% derselben DMF ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente DMF ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 0 Gew.-%.

Vergleichsbeispiel 2

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 100% der Lösungsmittelkomponente NMP ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente DMAC ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 0 Gew.-%.

Vergleichsbeispiel 3

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 50% der Lösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton und 50% derselben NMP ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente DMF ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 38,5 Gew.-%.

Vergleichsbeispiel 4

Der Polyamid-Imid-Emaillack, bei dem 80% der Lösungsmittelkomponente NMP und 20% derselben DMF ist, wird mit dem Organo-Silica-Sol vermischt, bei dem 100% der Dispersionslösungsmittelkomponente &ggr;-Butyrolacton ist, um den teilweise entladungsresistenten Isolierlack zu ergeben. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 23,1 Gew.-%.

Vergleichsbeispiel 5

Der Polyamid-Imid-Emaillack wird erhalten, bei dem 80% der Lösungsmittelkomponente NMP und 20% derselben DMF ist. Die Menge an &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel ist 0 Gew.-%.

Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Lacke der Beispiele 1–5 und Vergleichsbeispiele 1–5 und die Eigenschaften (Abmessungen, Aussehen, und V-t-Eigenschaft) der emaillierten Drähte, die unter Verwendung der Lacke hergestellt wurden.

Aus den Ergebnissen von Tabelle 1 wird gefunden, daß der teilweise entladungsresistente Isolierlack der Beispiele 1–5, der 50 Gew.-% oder mehr &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel aufweist, transparent ist und bezüglich der Stabilität gut ist. Im Gegensatz dazu wird gefunden, daß der teilweise entladungsresistente Isolierlack der Vergleichsbeispiele 1–4, der weniger als 50 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton an der Gesamtmenge der Lösungsmittel aufweist, aggregiert und getrübt ist und keine gute Stabilität mit Ausfällung zeigt. Ferner wird gefunden, daß der emaillierte Draht der Beispiele 1–5 dem Aussehen nach transparent ist und bezüglich der V-t-Eigenschaft ausgezeichnet ist, verglichen mit denjenigen der Vergleichsbeispiele 1–5.

Ferner wird gefunden, daß der teilweise entladungsresistente Isolierlack der Beispiele 1–5 mit der Emaillackzusammensetzung, bei der &ggr;-Butyrolacton 60% oder mehr der Lösungsmittelkomponente ist, transparent im Aussehen und ausgezeichnet bezüglich der Stabilität ist. Ebenfalls wird gefunden, daß der emaillierte Draht unter Verwendung des Lackes transparent im Aussehen und ausgezeichnet bezüglich der V-t-Eigenschaft ist.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die besonderen Ausführungsformen zur vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben worden ist, sind die beigefügten Ansprüche nicht so begrenzend, sondern sind so auszulegen, um alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen zu verkörpern, die für einen Fachmann auf dem Gebiet in Erwägung gezogen werden können, die ganz in die Basislehre, die hierin dargelegt wird, fallen.


Anspruch[de]
Teilweise entladungsresistenter Isolierlack, welcher umfaßt:

einen Polyamid-Imid-Emaillack und ein Organo-Silica-Sol, die in einem Lösungsmittel dispergiert sind,

wobei das Lösungsmittel 50 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton umfaßt.
Teilweise entladungsresistenter Isolierlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

eine Silica-Komponente des Organo-Silica-Sols 1 bis 100 Gew.-phr (Teile pro hundert Teile Harz) zu einer Harzkomponente des Polyamid-Imid-Emaillackes ist.
Teilweise entladungsresistenter Isolierlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

das Organo-Silica-Sol eine durchschnittliche Teilchengröße von 100 nm oder kleiner aufweist.
Isolierter Draht, welcher umfaßt:

einen Leiter; und

einen teilweise entladungsresistenten Isolierüberzugsfilm, der auf der Oberfläche des Leiters gebildet ist,

wobei der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm hergestellt ist aus dem teilweise entladungsresistenten Isolierlack, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
Isolierter Draht nach Anspruch 4, weiter umfassend:

einen organischen Isolierüberzugsfilm, der auf der Oberfläche des Leiters gebildet ist,

wobei der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm auf der Oberfläche des organischen Isolierüberzugsfilms gebildet ist.
Isolierter Draht nach Anspruch 5, weiter umfassend:

einen weiteren organischen Isolierüberzugsfilm, der auf der Oberfläche des teilweise entladungsresistenten Isolierüberzugsfilms gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines teilweise entladungsresistenten Isolierlacks, welches umfaßt:

Mischen eines Polyamid-Imid-Emaillackes mit einem Organo-Silica-Sol,

wobei der Polyamid-Imid-Emaillack &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptlösungsmittel umfaßt,

das Organo-Silica-Sol &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptdispersionslösungsmittel umfaßt, und

der teilweise entladungsresistente Isolierlack 50 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Lösungsmittels desselben umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß:

der Polyamid-Imid-Emaillack 60 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Lösungsmittels desselben umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß:

das Organo-Silica-Sol 80 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Dispersionslösungsmittels desselben umfaßt.
Verfahren zum Herstellen eines isolierten Drahts, welches umfaßt:

Herstellen eines teilweise entladungsresistenten Isolierlackes durch Mischen eines Polyamid-Imid-Emaillackes mit einem Organo-Silica-Sol; und

Beschichten des teilweise entladungsresistenten Isolierlacks auf der Oberfläche eines Leiters und dann Brennen des Lackes, um einen Überzugsfilm auf dem Leiter zu bilden,

wobei der Polyamid-Imid-Emaillack &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptlösungsmittel umfaßt,

das Organo-Silica-Sol &ggr;-Butyrolacton als ein Hauptdispersionslösungsmittel umfaßt, und

der teilweise entladungsresistente Isolierlack 50 bis 100 Gew.-% &ggr;-Butyrolacton von einer Gesamtmenge eines Lösungsmittels desselben umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 10, weiter umfassend:

Bilden eines organischen Isolierüberzugsfilms auf der Oberfläche des Leiters, wobei der teilweise entladungsresistente Isolierüberzugsfilm auf der Oberfläche des organischen Isolierüberzugsfilms gebildet wird.






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