ワックス含浸繊維糸による無溶剤マグネットワイヤ潤滑の検討

カイ・ブックマン & ミカエラ・ブックマン

ブックマン エンジニアリング GmbH

エッカルツファッド、97708

バート・ボックレット, ドイツ

www.bookmann.com

マグネットワイヤ潤滑の基礎

マグネット ワイヤの加工には次の理由から潤滑が必要です。

• ワイヤーと絶縁体の保護

• 生産速度の向上

• 巻き取り工具の保護

• 巻線の密度の増加

これらの成果を一貫して達成するには、生産ライン全体で高品質のワイヤー機器と信頼性の高い産業用磁石ソリューションを統合することが必要です。

マグネット ワイヤの取り扱いの仕組み

エナメル線が荷重 Fz で平面に押し付けられていると想像してください。線を動かすために克服する必要がある摩擦力は Fz の関数です。乾燥した固体の滑り面では、摩擦力は動きの速度 v に依存しません (図 1)。これは、ワックスまたはワックス状の材料で潤滑されたワイヤーにも当てはまります。オイルまたはグリースによる潤滑では、移動速度に応じて粘性浮遊が発生します。

図1│潤滑と摩擦力

高い巻き取り速度と高い巻き取り密度を実現するには、多くの場合、しっかりした乾燥した滑り面が必要です。これは、自己滑り性のエナメルによって、または、主にパラフィンやワックスなどの固体滑り剤で研磨することによって達成できますが、成功率は限られています。この研磨プロセスの効率は、多くの場合、ワイヤ アニーリング炉内で、または包括的な自動マグネット ワイヤ装置システムの一部として強化されます。

油性潤滑剤はデリバリースプールから排出される傾向があります。グリースや大量の比較的低融点のワックスと同様に、オイルはほこりを吸収します。また、これらの材料でコーティングされたコーティングは、その粘性挙動により、交差するワイヤ間の高い比圧力に耐えることができません。したがって、これらのアプリケーションは主にモーター製造などの挿入技術に適しています。

潤滑剤の量に応じて摩擦係数、滑り性、巻取性、挿入性が最適化されます。残念ながら、これらの最適値は同じ量の範囲内にないことが多いため、経験によって決定する必要があります。

ワイヤと鋼板 (Parussel4) の間で測定された動摩擦係数を、さまざまなエナメル材料とワックスについて表 1 に示します。これは塗布される潤滑剤の材料特性であり、電線の絶縁材料の影響を受けます。摩擦係数はワイヤ表面の潤滑剤の量に大きく依存するため (図 2)、表面に塗布される量は狭い範囲内で制御する必要があります。さらに、潤滑プロセスは潤滑の信頼性と均一性に影響を与えます。これは、高品質ワイヤ機器のオペレーターにとって重要な要素です。

表 1. Parussel ⁴に従って決定された、絶縁材料と潤滑材料のさまざまな組み合わせの動摩擦係数。

図2｜各種ワックスの摩擦係数の比較

無溶剤潤滑方式が採用される理由

溶剤ベースの潤滑剤は、通常、工場の換気システムから放出される揮発性有機化合物 (VOC) のほぼ 99% で構成されています (図 3)。

図3│溶剤ベースのワイヤ潤滑中に放出されるヒューム。

政府規制 (欧州 VOC 規制 1999-13-EC5 など) は特にマグネット ワイヤ製造からの VOC 排出量を制限しているため、メーカーは無溶剤潤滑を使用することで重要な排出源を排除できます。この変化は、よりクリーンなプロセス向けに設計された最新の産業用マグネット ソリューションと自動マグネット ワイヤ装置によってますますサポートされています。

また、ISO 14000 に関連して、顧客は巻線サプライヤーに対して環境保護プログラムを求めることが増えています。また、固体潤滑剤の溶液を含む塗布された液体は、高 VD エナメル加工機の高速回転ガイド ロールにかかる遠心力の増大によりワイヤ表面から剥がれ落ち、プロセスの信頼性と品質に影響を及ぼします。

無溶剤のマグネット ワイヤ潤滑により、煙による作業者の健康上の懸念が軽減され、重大な職場事故や火災の危険が防止され、すべてのワイヤ アニーリング炉および撚線システムのより安全な操作環境に貢献します。

さらに、プラスチックスプールだけでなくワイヤーエナメルへの溶剤による攻撃も回避され、高品質ワイヤー装置で製造されたワイヤーの完全性が維持されます。