具有釺焊部的絕緣電線與絕緣電線的製造方法與流程

2023-05-28 12:09:36

本發明涉及一種具有釺焊部的絕緣電線與所述絕緣電線的製造方法。作為絕緣電線已知有磁線。本發明涉及一種將磁線等的絕緣外皮進行化學去除而形成釺焊部的絕緣電線與所述絕緣電線的製造方法。

本申請主張基於2014年9月28於日本申請的專利申請2014-197685號的優先權，並將其內容援用於此。

背景技術：

在絕緣電線中，在銅線等導電性線材的表面設有樹脂材質的絕緣外皮。在將該絕緣電線進行釺焊的情況下，氨基甲酸乙酯樹脂的絕緣外皮會通過焊料熱而進行分解，因此能夠不剝離所述絕緣外皮而進行釺焊，但氨基甲酸乙酯樹脂以外的絕緣外皮不會通過焊料熱而進行分解，因此必須去除釺焊部的絕緣外皮。

作為將絕緣電線的絕緣外皮進行剝離的方法，已知有如專利文獻1所記載那樣，照射雷射射束使絕緣外皮熔融或者燃燒來去除的方法，而且，已知有如專利文獻2所記載那樣，通過進行旋轉的切割器將絕緣外皮的外周切斷來去除的方法。再者，已知有如專利文獻3所記載那樣，利用以將絕緣電線夾住的方式配置的切割器壓住絕緣外皮，伴隨著絕緣電線的送出而將絕緣外皮進行剝離的方法。

但是，使用雷射射束的剝離方法存在設備費用增加的問題。另一方面，將切割器進行旋轉來切掉絕緣外皮的方法難以適用於扁平絕緣電線。而且，關於利用切割器插入絕緣外皮進行切削的方法，線徑較細的絕緣電線容易斷線，而存在難以適用於線徑100μm以下的極細線等問題。

專利文獻

專利文獻1：日本特開平7-7825號公報

專利文獻2：日本特開2002-101516號公報

專利文獻3：日本特開2003-217961號公報

技術實現要素：

本發明的課題在於提供一種具有解除了以往的所述問題的釺焊部的絕緣電線與所述絕緣電線的製造方法。以往，為了在絕緣電線形成釺焊部，在將絕緣外皮通過切割器進行機械性地剝離，或者通過雷射射束進行物理性地剝離之後進行釺焊。另一方面，在本發明中將絕緣外皮進行表面處理來化學性去除而形成釺焊部。由此，無須大規模的設備，可比以往的方法更簡單地將絕緣外皮去除而形成釺焊部，能夠以低成本製造具有釺焊部的絕緣電線。

本發明的一方式涉及一種由以下結構所構成的具有釺焊部的絕緣電線。

[1]一種絕緣電線，在導電性線材的表面形成有絕緣覆膜，且具有電導通用的釺焊部，其特徵在於，所述釺焊部通過在所述絕緣覆膜的表面附著二羧酸類，在附著有所述二羧酸類的狀態下進行焊料鍍敷而形成。

本發明的另一方式是關於由以下結構所構成的具有釺焊部的絕緣電線的製造方法。

[2]一種絕緣電線的製造方法，所述絕緣電線在導電性線材的表面形成有絕緣覆膜，且具有電導通用的釺焊部，所述製造方法的特徵在於，具有：

使二羧酸類附著在成為所述釺焊部的絕緣外皮的表面上的表面處理工序；及使所述絕緣外皮的所述表面處理的部分浸漬於加熱下的焊料熔融液中而進行焊料鍍敷的釺焊工序。

[3]如上述[3]中記載的絕緣電線的製造方法，其特徵在於，所述二羧酸類為草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、富馬酸、馬來酸或鄰苯二甲酸中的一種或兩種以上。

[4]如上述[2]或上述[3]中記載的絕緣電線的製造方法，其特徵在於，所述焊料熔融液的溫度為250℃以上且400℃以下。

[5]如上述[2]～上述[4]中任一個所記載的絕緣電線的製造方法，其特徵在於，作為所述表面處理工序，使成為絕緣電線的釺焊部的部分浸漬於二羧酸類溶液中，而使二羧酸類附著於所述釺焊部的絕緣外皮表面，作為所述釺焊工序，使附著有所述二羧酸類的部分浸漬於250℃以上且400℃以下的焊料熔融液中進行焊料鍍敷。

[6]如上述[2]～上述[5]中任一個所記載的絕緣電線的製造方法，其特徵在於，使用利用丙烯酸樹脂、醯亞胺樹脂或酯樹脂中的任一種或兩種以上形成所述絕緣外皮的絕緣電線。

[7]如上述[2]～上述[5]中任一個所記載的絕緣電線的製造方法，其特徵在於，使用使熔合層層疊於絕緣層的上側而形成所述絕緣外皮的絕緣電線，所述熔合層由聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂或環氧樹脂中的任一種或兩種以上構成，所述絕緣層由丙烯酸樹脂、醯亞胺樹脂或酯樹脂中的任一種或兩種以上構成。

[8]如上述[2]～上述[7]中任一個所記載的絕緣電線的製造方法，其特徵在於，使用厚度50μm以下及寬度300μm以下的極細扁線，或線徑90～1200μm的極細圓線的絕緣電線。

在本發明的一方式的絕緣電線中，由於將絕緣外皮進行化學性剝離而形成釺焊部，因此不對絕緣電線施加機械性的負荷，而能夠形成具有高可靠性的釺焊部。而且，本發明的另一方式的製造方法中，由於化學性地去除絕緣外皮，因此不需要將絕緣外皮進行機械性或物理性地去除的設備，即使針對極細扁線及極細圓線也不會產生斷線，而能夠製造高品質的具有釺焊部的絕緣電線。

本發明的另一方式的製造方法中，只要在絕緣外皮表面附著有二羧酸類的狀態下浸漬於焊料熔融液中即可，因此處理方法簡單，且能夠提高絕緣電線的釺焊的生產率。而且，該製造方法能夠以比以往的製造方法更低的溫度進行釺焊，因此能夠降低生產成本。

具體實施方式

本發明的一實施方式的絕緣電線，在導電性線材的表面形成有絕緣覆膜，且具有電導通用的釺焊部，其特徵在於，所述釺焊部通過在所述絕緣覆膜的表面附著二羧酸類，在附著有所述二羧酸類的狀態下進行焊料鍍敷而形成。

所述導電性線材的材質並無限定，只要以具有導電性的金屬等材質所形成的線材(單線或絞線)即可，但作為具體例，能夠使用銅、銅合金、銀、鋁，或者在這些金屬上形成異種金屬的覆膜的材質等。而且，作為焊料也能夠使用Sn-Pb類、Pb-Sn-Sb類、Sn-Sb類、Sn-Pb-Bi類、Bi-Sn類、Sn-Cu類、Sn-Pb-Cu類、Sn-In類、Sn-Ag類、Sn-Pb-Ag類、Pb-Ag類等以往所使用的任一種焊料。

所述絕緣電線的釺焊部通過表面處理工序及釺焊工序而形成，所述表面處理工序使二羧酸類附著在成為所述釺焊部的絕緣外皮表面上，所述釺焊工序使所述絕緣外皮的所述表面處理部分浸漬於加熱下的焊料熔融液中而進行焊料鍍敷。

作為附著於絕緣外皮的表面的表面處理劑能夠使用例如以下(A)、(B)及(C)的二羧酸類當中的一種或兩種以上。

(A)草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等烷基類二羧酸。

(B)富馬酸、馬來酸等乙烯基類二羧酸。

(C)鄰苯二甲酸等苯環類二羧酸。

在本實施方式中，將所述二羧酸類加熱至稍微高於其熔點的溫度(雖無限定，但例如比所述熔點高0℃～100℃的溫度)成為溶液，並將絕緣電線的釺焊的部分浸漬於所述二羧酸類溶液中，而進行使所述二羧酸類附著於絕緣外皮的表面的表面處理。接著，將附著有所述二羧酸類的表面處理部分浸漬於加熱下的焊料熔融液中，在通過所述二羧酸類的分解而剝離絕緣外皮後的部分進行由焊料鍍敷所實現的釺焊。

將絕緣電線的絕緣外皮表面通過所述二羧酸類進行表面處理，由此當將所述絕緣電線的所述表面處理部分浸漬於焊料熔融液中時，例如，通過焊料熔融液的熱，所述二羧酸類會分解、脫水而成為酸酐，此時所產生的水會浸透所述絕緣包覆，將所述絕緣外皮水解，而剝離所述絕緣外皮。

關於絕緣電線的絕緣外皮，例如通過環氧類丙烯酸樹脂等丙烯酸樹脂、芳香族類醯亞胺樹脂、酯類醯亞胺樹脂或者醯胺醯亞胺樹脂等醯亞胺樹脂、還有酯樹脂等絕緣外皮形成樹脂而形成。而且，也有在通過這些樹脂所形成的絕緣層的上側層疊熔合層而形成絕緣外皮的絕緣電線。所述熔合層以例如將絕緣電線進行線圈纏繞時絕緣電線會彼此熔合的方式層疊設置於所述絕緣層，通過聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂等熔合層形成樹脂而形成所述熔合層。

在所述表面處理工序中，例如，使二羧酸類附著於由丙烯酸樹脂等所述絕緣外皮形成樹脂所構成的絕緣外皮的表面，接著，在所述釺焊工序中，若將所述表面處理部分浸漬於焊料熔融液中，則附著於絕緣外皮表面的所述二羧酸類會進行分解、脫水而成為酸酐，此時所產生的水會將絕緣外皮形成用樹脂水解而剝離所述絕緣外皮。在絕緣外皮剝離而導電性線材的表面露出後的部分進行焊料鍍敷，通過該釺焊而形成釺焊部。

在絕緣層的上側層疊熔合層而形成絕緣外皮的絕緣電線中，也將所述絕緣外皮的熔合層表面通過二羧酸類進行表面處理，由此剝離所述絕緣外皮而形成釺焊部。例如，在由丙烯酸樹脂等所述絕緣外皮形成樹脂構成的絕緣層的上側，層疊由聚醯胺樹脂等熔合層形成樹脂構成的熔合層而形成絕緣外皮的絕緣電線中，將所述熔合層表面通過二羧酸類進行表面處理，由此將所述表面處理部分浸漬於焊料熔融液時，附著於所述熔合層表面的所述二羧酸類會進行分解、脫水而成為酸酐，此時所產生的水會將所述熔合層形成樹脂水解，進而將所述熔合層下側的所述絕緣層形成樹脂水解而剝離絕緣外皮，而形成釺焊部。

另外，即使絕緣外皮的表面被水沾溼，絕緣外皮表面的水也會通過釺焊的熱而立即蒸發，因此絕緣外皮不會剝離。在本實施方式的製造方法中，由於附著於絕緣外皮表面的二羧酸類會在焊料熔融液中進行分解脫水而成為酸酐，此時所產生的水會將絕緣外皮分解，因此絕緣外皮會可靠地剝離。根據本實施方式的製造方法，絕緣外皮會在數秒～數十秒之間剝離。另外，單羧酸或者三羧酸無法得到將絕緣外皮進行剝離的充分的效果。

根據本實施方式的製造方法，附著於絕緣外皮表面的二羧酸類由於在250℃以上且400℃以下時進行分解，因此也可在250℃以上且400℃以下的溫度時進行釺焊。具體而言，在將絕緣外皮的通過二羧酸類進行表面處理後的部分浸漬於加熱至250℃以上且400℃以下、優選為250℃以上且350℃以下的焊料熔融液中，由此剝離絕緣外皮後的部分進行由焊料鍍敷所實現的釺焊。由於以往的一般的絕緣電線的釺焊溫度超過400℃，因此能夠在比以往的釺焊溫度更低的溫度下進行釺焊。

在本實施方式的製造方法中，由於化學性地去除絕緣外皮，因此不對絕緣電線施加機械性的負荷。因此，即使針對絕緣電線為厚度50μm以下及寬度300μm以下的極細扁線，或線徑90～1200μm的極細圓線也能夠進行良好的釺焊。

關於絕緣電線的絕緣外皮，一般通過浸漬法或電沉積法形成。關於浸漬法，將銅線等導電性線材浸漬於樹脂液中後拉起，使其乾燥而形成絕緣外皮。關於電沉積法，將銅線等導電性線材放入包含樹脂成分的電沉積液中，成為所述線材並進行通電，使樹脂成分電沉積於所述線材表面之後進行燒結處理而形成絕緣外皮。根據本實施方式的製造方法，針對通過浸漬法或電沉積法中的任一者來形成有絕緣外皮的絕緣電線，皆能夠將絕緣外皮剝離而形成釺焊部。

關於本實施方式的製造方法，即使針對於具有在通過所述電沉積法或所述浸漬法形成的絕緣層的上側層疊有熔合層的絕緣外皮的絕緣電線，也由於將所述絕緣外皮的熔合層及絕緣層剝離，因此能夠在該剝離後的部分形成釺焊部。

關於本發明的絕緣電線，由於使二羧酸類附著於絕緣外皮表面，通過所述二羧酸類的分解而剝離所述絕緣外皮，並在該剝離後的部分形成由焊料鍍敷所實現的釺焊部，因此經常檢測出殘留於該釺焊部的二羧酸類的衍生物或所述二羧酸類的酸酐衍生物。

由於在絕緣電線的導電性線材或絕緣外皮本來就根本不包含二羧酸類，因此從釺焊部檢測出二羧酸類的衍生物或所述二羧酸的酸酐衍生物這一情況示出該釺焊部通過本發明的製造方法形成。

針對本發明的絕緣電線，在殘留於釺焊部的二羧酸類的衍生物或二羧酸類的酸酐為微量的情況下，例如，能夠使二羧酸類或所述二羧酸類的酸酐成為二-三甲基矽烷基酯衍生物，將這些通過氣相色譜質量分析儀進行檢測。

實施例

以下，將本發明的實施例與比較例一起示出。另外，關於在表1～表5中所示的釺焊部的評價，在將絕緣電線從焊料熔融液中拉起時，將焊料附著於銅線(導電性線材)的表面的判斷為釺焊，將在釺焊部中絕緣外皮完全無殘留的以◎符號表示，將在釺焊部中絕緣外皮的一部分殘留的以○符號表示。另一方面，將使絕緣電線從焊料熔融液中拉起時焊料未附著於銅線的表面的作為釺焊不良而以×符號表示。

[實施例1～3]

針對通過電沉積法形成有具有絕緣層且無熔合層的絕緣外皮的絕緣電線，使用表1所示的二羧酸作為表面處理劑，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述二羧酸加熱熔融後的溶液1秒～2秒進行表面處理，使所述二羧酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於250℃～350℃的焊料熔融液20秒～60秒，進行釺焊的結果，所述表面處理部分的絕緣外皮被剝離，而在剝離後的部分形成有焊料鍍敷。通過目視觀察來評價所述釺焊部。將絕緣層的樹脂類別及層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度與浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表1。

[比較例1]

針對通過電沉積法形成有由絕緣層構成且無熔合層的絕緣外皮的絕緣電線，使用表1所示的癸酸作為表面處理劑，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述癸酸加熱熔融後的溶液2秒而進行表面處理，使癸酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於250℃的焊料熔融液20秒，進行釺焊的結果，所述表面處理部分的絕緣外皮未被剝離，焊料鍍敷並未附著。將絕緣外皮的樹脂類別與層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度及浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表1。

[表1]

(注)絕緣外皮的層厚與線材形狀的單位為μm，評價是釺焊部的評價。

[實施例4～6]

針對通過浸漬法形成有具有絕緣層且無熔合層的絕緣外皮的絕緣電線，使用表2所示的二羧酸作為表面處理劑，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述二羧酸加熱熔融後的溶液1秒～2秒而進行表面處理，使所述二羧酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於300℃～400℃的焊料熔融液槽10秒～120秒，進行釺焊的結果，所述表面處理部分的絕緣外皮被剝離，而於剝離後的部分形成有焊料鍍敷。通過目視觀察來評價所述釺焊部。將絕緣層的樹脂類別及層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度與浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表2。

[比較例2]

針對通過浸漬法形成有由絕緣層構成且無熔合層的絕緣外皮的絕緣電線，使用表2所示的檸檬酸作為表面處理劑，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述檸檬酸加熱熔融後的溶液2秒而進行表面處理，使檸檬酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於400℃的焊料熔融液20秒，進行釺焊的結果，所述表面處理部分的絕緣外皮未被剝離，而無法進行釺焊。將絕緣外皮的樹脂類別與層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度及浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表2。

[表2]

(注)絕緣外皮的層厚與線材形狀的單位為μm，評價是釺焊部的評價。

[實施例7～16]

針對具有由通過電沉積法形成的絕緣層與在所述絕緣層上側通過浸漬法形成的熔合層構成的絕緣外皮的絕緣電線，使用表3所示的二羧酸作為表面處理劑，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述二羧酸加熱熔融後的溶液1秒～2秒而進行表面處理，使所述二羧酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於250℃～400℃的焊料熔融液中6秒～120秒，進行釺焊的結果，所述表面處理部分的絕緣外皮被剝離，而於剝離後的部分形成有焊料鍍敷。通過目視觀察來評價所述釺焊部。將絕緣層及熔合層的樹脂類別及層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度與浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表3。

[表3]

(注)絕緣層與熔合層的層厚為μm，線材形狀的單位為μm，評價是釺焊部的評價。

[實施例17～19]

針對具有由通過浸漬法形成的絕緣層與在所述絕緣層上側通過浸漬法形成的熔合層構成的絕緣外皮的絕緣電線，使用表4所示的二羧酸作為表面處理劑，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述二羧酸加熱熔融後的溶液1秒～2秒而進行表面處理，使所述二羧酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於250℃～400℃的焊料熔融液30秒～120秒，進行釺焊的結果，所述表面處理部分的絕緣外皮被剝離，而在剝離後的部分形成有焊料鍍敷。通過目視觀察來評價所述釺焊部。將絕緣層及熔合層的樹脂類別及層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度與浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表4。

[表4]

(注)絕緣外皮的層厚與線材形狀的單位為μm，評價是釺焊部的評價。

[比較例3]

對於具有由通過電沉積法形成的絕緣層與在所述絕緣層上側通過浸漬法形成的熔合層構成的絕緣外皮的絕緣電線不進行表面處理，而浸漬於350℃的焊料熔融液120秒，進行釺焊，但絕緣外皮未被剝離，而無法進行釺焊。將絕緣外皮的樹脂類別與層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度及浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表5。

[比較例4～7]

針對具有由通過電沉積法形成的絕緣層與在所述絕緣層上側通過浸漬法形成的熔合層構成的絕緣外皮的絕緣電線，使用表5所示的羧酸，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述羧酸加熱熔融後的溶液2秒而進行表面處理，使所述羧酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於350℃的焊料熔融液120秒，進行釺焊，但絕緣外皮未被剝離，而無法進行釺焊。將絕緣外皮的樹脂類別與層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度及浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表5。

[比較例8]

針對具有由通過浸漬法形成的絕緣層與在所述絕緣層上側通過浸漬法形成的熔合層構成的絕緣外皮的絕緣電線，使用表5所示的羧酸，將絕緣外皮的釺焊的部分浸漬於使所述羧酸加熱熔融後的溶液2秒而進行表面處理，使所述羧酸附著於所述絕緣外皮表面。將所述表面處理部分浸漬於350℃的焊料熔融液120秒，進行釺焊，但絕緣外皮未被剝離，而無法進行釺焊。將絕緣外皮的樹脂類別與層厚、絕緣電線的線材形狀、表面處理劑的種類、焊料熔融液溫度及浸漬時間、釺焊部的評價顯示於表5。

[表5]

(注)絕緣層與熔合層的層厚為μm，線材形狀的單位為μm，評價是釺焊部的評價。

針對實施例7的戊二酸處理、實施例9的己二酸處理、實施例10的辛二酸處理、實施例11的壬二酸處理所涉及的絕緣電線，按照以下的順序進行釺焊部的二羧酸檢測。任一實施例皆能夠檢測出二羧酸。

為了將微量的二羧酸進行定量，使羧酸基成為二-三甲基矽烷基酯的衍生物，使用島津製作所(島津製作所)的氣相色譜質量分析儀「GCMS-QP2010Plus」(商品名)，將電離電壓70V、發射電流200μA、測定質量電荷m/z＝73及m/z＝75的峰值作為指標，進行羧酸的檢測。

將試料浸在溫水中進行超聲波洗淨之後，進一步浸在丙酮中進行超聲波洗淨，接著在氮氣氣氛下加熱至40℃，將丙酮揮發濃縮後裝入測定元件中，使用三甲基矽烷基三氟乙醯胺與微量的三甲基氯矽烷的混合試劑作為衍生物化試劑，在所述混合試劑中添加溶劑丙酮來定容，以70℃進行加溫20分鐘製成試料。

產業上的可利用性

根據本發明，將絕緣外皮進行化學性剝離而形成釺焊部，不對絕緣電線施加機械性的負荷，而能夠形成具有高可靠性的釺焊部，因此具有產業上的可利用性。