CN102177557B - 多层绝缘电线和使用该多层绝缘电线的变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多层绝缘电线,其为具有导体和被覆上述导体的3层以上的挤出绝缘层的多层绝缘电线,其中,最外层(A)由含有热塑性聚酯系树脂组合物的挤出被覆层构成,该热塑性聚酯系树脂组合物含有75~95质量份除液晶聚酯以外的聚酯树脂和5~25质量份的液晶聚酯;最内层(B)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5。
Description
【技术领域】
本发明涉及绝缘层由3层以上的挤出被覆层构成的多层绝缘电线以及使用该多层绝缘电线的变压器。
【背景技术】
变压器的结构被IEC标准(国际电工技术委员会标准(International ElectrotechnicalCommunication Standard))Pub.60950等规定。即,在这些标准中有如下规定:在卷线中,在一次卷线和二次卷线之间形成有至少3层的绝缘层(被覆导体的漆膜不被认为是绝缘层)、或绝缘层的厚度为0.4mm以上;一次卷线和二次卷线的沿面距离随施加电压的不同亦有所不同,但为5mm以上;并且向一次侧与二次侧施加3000V的电压时可耐受1分钟以上;等等。
基于这样的标准,以往,作为占据主流地位的变压器,采用的是图2中的截面图所示例那样的结构。该变压器为如下结构:在铁氧体磁芯1上的卷线轴2的周面两侧端配置有用于确保沿面距离的绝缘障壁3,在这样的状态下卷绕经漆膜被覆的一次卷线4,之后在该一次卷线4上卷绕至少3层的绝缘胶带5,进一步在该绝缘胶带上配置用于确保沿面距离的绝缘障壁3,然后同样地卷绕经漆膜被覆的二次卷线6。
然而,在近年来,使用了如图1所示的不包含绝缘障壁3及绝缘胶带层5的结构的变压器来代替图2所示截面结构的变压器(trans)。与图2结构的变压器相比较,该变压器具有可将整体小型化、并且能够省略绝缘胶带的缠绕作业等的优点。
在制造图1所示的变压器的情况下,对于所使用的1次卷线4和2次卷线6,在任意之一或两者的导体4a(6a)的外周形成至少3层的绝缘层4b(6b)、4c(6c)、4d(6d),这一点在与上述IEC标准的关系方面来看是必要的。
作为这样的卷线,已知有在导体外周缠绕绝缘胶带形成第1层绝缘层、进一步在其上卷绕绝缘胶带依次形成第2层绝缘层、第3层绝缘层,形成层间相互剥离的3层结构的绝缘层的结构。此外,已知还有不使用绝缘胶带而在导体的外周上依次挤出被覆氟树脂,作为整体形成3层绝缘层的结构(例如,参见专利文献1)。
但是,在上述绝缘胶带卷的情况下,由于缠绕作业是不可避免的,因而生产率显著降低,因此电线成本非常高。
另外,在进行上述的氟树脂挤出的情况下,由于绝缘层是由氟类树脂形成的,因而具有耐热性良好这样的优点;但树脂的成本高,并且在以高剪切速度进行拉伸时,具有外观状态变差这样的性质。因此制造速度亦难以提高,与绝缘胶带卷同样地具有电线成本高这样的问题。
为了解决这样的问题,在实际应用中采用了在导体的外周上挤出了结晶化受控制且分子量降低得到抑制的改性聚酯树脂作为第1层、第2层绝缘层;挤出被覆聚酰胺树脂作为第3层绝缘层的多层绝缘电线(例如,参照专利文献2和3)。
然而,在挤出被覆聚酰胺树脂作为第3层绝缘层的情况下,例如,以下方面让人担心:聚酰胺树脂会因电线表面柔软而易被刮伤。由于用于电气/电子机器,因而还有部件前端被刮伤、导致故障之虞。因而,要求一种多层绝缘电线,其作为电线具有充分的伸展特性,同时电线表面不易被刮伤。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本实开平3-56112号公报
专利文献2:美国专利第5,606,152号说明书
专利文献3:日本特开平6-223634号公报
【发明内容】
为了解决上述问题,本发明的课题在于提供一种多层绝缘电线,其满足耐热性的要求、具有作为电线的充分的伸展特性,同时用作线圈时所要求的抗部件前端等所致刮伤的能力强、进行焊接时表面覆膜的外观无异常、并兼备良好的加工性。进一步地,本发明的课题在于提供一种变压器,其是通过对在这样的耐热性下具有良好的伸展特性且不易产生刮伤的绝缘电线进行卷绕而成的,其电学特性优异、可靠性高。
本发明的上述课题是通过下面所示的多层绝缘电线和使用该多层绝缘电线的变压器而实现的。
本发明提供下述技术手段:
(1)一种多层绝缘电线,其为具有导体和被覆上述导体的3层以上的挤出绝缘层的多层绝缘电线,该多层绝缘电线的特征在于:
最外层(A)由含有热塑性聚酯系树脂组合物的挤出被覆层构成,该热塑性聚酯系树脂组合物含有75~95质量份除液晶聚酯以外的聚酯树脂和5~25质量份的液晶聚酯;
最内层(B)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;
最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;
(2)如(1)所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述绝缘层的最外层(A)的树脂为树脂混合物,该树脂混合物是相对于100质量份的热塑性聚酯系树脂组合物混合1~20质量份具有环氧基的反应性改性树脂而成的;
(3)一种多层绝缘电线,其为具有导体和被覆上述导体的3层以上的挤出绝缘层的多层绝缘电线,该多层绝缘电线的特征在于:
最外层(A)由挤出被覆层构成,该挤出被覆层含有将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)用于硬链段的聚酯弹性体;
最内层(B)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;
最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;
(4)如(1)~(3)的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述绝缘层的最内层(B)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT);
(5)如(1)~(3)的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述绝缘层的最内层(B)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET);
(6)如(1)~(5)的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT);
(7)如(1)~(5)的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET);
(8)如(1)~(3)、(6)和(7)的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述绝缘层的最内层(B)的树脂为树脂混合物,该树脂混合物是相对于100质量份将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂混合1~20质量份具有环氧基的反应性改性树脂而成的;
(9)如(1)~(5)和(8)的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成上述最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)的树脂为树脂混合物,该树脂混合物是相对于100质量份将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂混合1~20质量份具有环氧基的反应性改性树脂而成的;以及
(10)一种变压器,该变压器的特征在于,其使用上述(1)~(9)的任一项所述的多层绝缘电线而构成。
本发明的多层绝缘电线的耐热性水平充分完善、伸展特性也很优异,并且用作线圈时所要求的对抗部件前端等所致刮伤的能力强,卷线加工时的作业性得到提高。迄今为止,保持有耐热等级为E种的耐热性的电线使用聚酰胺树脂,具有不耐刮伤的缺点。而在本发明的多层绝缘电线中,作为绝缘层,在最外层使用了耐化学药品性优异、并且伸展特性优异、而且抗刮伤性强的特定的聚酯树脂,在除最外层和最内层以外的绝缘层、最内层使用了聚酯树脂,从而通过该组合使用能够满足上述要求项目。
上述多层绝缘电线在末端加工时可以直接进行焊接,充分提高了卷线加工的作业性。另外,在最外层为聚酰胺树脂的情况下,在进行焊接时,焊料槽表面附近的光滑电线表面会出现覆膜变形、外观产生异常的现象。而由于未使用聚酰胺树脂而使用了特定的聚酯树脂,因而相较于聚酰胺树脂,向覆膜内的吸水较少,能够抑制焊料槽表面附近的电线表面的外观异常。
进一步地,使用上述多层绝缘电线的本发明的变压器的电学特性优异、可靠性高。
本发明的上述和其他特征及优点可以参照所附的适当附图由下述记载来阐明。
【附图说明】
图1为示出将3层绝缘电线制成卷线的结构的变压器的实例的截面图。
图2为示出现有结构的变压器的1例的截面图。
【具体实施方式】
首先,对于本发明多层绝缘电线的一个优选实施方式(下文也称为第1实施方式。)中构成各层的树脂进行说明。
对于绝缘电线的最外层(A),由于需要耐溶剂性优异且伸展特性也优异、且覆膜强度高的树脂,因而采用热塑性聚酯树脂。进一步使用具有耐热性的树脂、优选使用含有液晶聚酯的聚酯树脂。在使用液晶聚酯树脂的情况下,耐热性会得到飞跃性的提升。在本发明中,绝缘层(A)为由除液晶聚酯以外的聚酯树脂与液晶聚酯混合而成的聚酯系树脂(例如,“帝人PET”(商品名,帝人社制造)或“UnitikaRodrun”(商品名,Unitika社制造))构成的挤出被覆层。
对于最外层(A)中所用的液晶聚酯来说,其分子结构、密度、分子量等并无特别限定,优选在熔融时形成液晶的熔点为250℃以上、优选熔点为280℃以上、最高为350℃左右的熔融液晶性聚酯(热致液晶聚酯),显示出液晶性的上限温度为380℃。作为该熔融液晶性聚酯,优选为熔融液晶性聚酯共聚物。若上述液晶性聚酯的熔点过低,则无法获得作为电线所需的耐热效果,因而不优选。
作为这样的熔融液晶性聚酯,有:(I)2种长度不同的刚直线性聚酯进行嵌段共聚而成的刚直链成分彼此共聚的共聚型聚酯;(II)刚直线性聚酯与刚直非线性聚酯进行嵌段共聚而成的非线性结构导入型聚酯;(III)刚直线性聚酯与具有挠曲性的聚酯进行共聚而成的弯曲链导入型聚酯;(IV)利用刚直链向线性聚酯的芳香环上导入取代基而成的环上取代芳香族导入型聚酯。
作为这样的聚酯的重复单元,可以举出有下述的a.来自芳香族二羧酸的单元和b.来自芳香族二醇的单元,进一步可以举出c.来自芳香族羟基羧酸的单元,但并不限于这些。
a.来自芳香族二羧酸的重复单元:
b.来自芳香族二醇的重复单元:
c.来自芳香族羟基羧酸的重复单元:
从被覆层的覆膜成型工序中的操业性、耐热性、绝缘覆膜的力学特性等的平衡的方面考虑,本发明中采用的液晶聚酯优选含有下述重复单元,进一步优选该重复单元的含量为全部重复单元的至少30摩尔%以上。
优选的重复单元的组合可以举出下述(I)~(VI)中记载的重复单元的组合。
关于这样的液晶聚酯的制造方法,例如在日本特开平2-51523号公报、日本特公昭63-3888号公报、日本特公昭63-3891号公报等中有所记载。
这些之中,可以举出优选上述(I)、(II)、(V)所示的组合,更优选上述(V)所示的组合。
本发明中所用的液晶聚酯的流动温度为300℃以上,并且熔融时的粘度也为以往使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯及6,6-尼龙的粘度以下。因此,能够在高速下进行挤出、进行被覆处理,能够以低成本形成覆膜状的绝缘层。
另一方面,对于液晶聚酯覆膜来说,反而具有伸展率极低、为数%的特征,在挠曲性方面有问题。因而,在本发明中,通过向液晶聚酯中混合聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂来改善覆膜的伸展性,能够使挠性良好。
在本发明中,形成绝缘层(A)的含液晶聚酯的树脂使用含有75~95质量份(优选为80~90质量份)的除液晶聚酯以外的聚酯树脂和5~25质量份(优选为10~20质量份)的液晶聚酯的树脂。液晶聚酯的含量若过少,则得不到所期望的耐热效果,若过多,则伸展特性降低,无法维持作为电线的挠性(挠曲性)。
另外,对于除液晶聚酯以外的聚酯树脂与液晶聚酯的混合方法,可以使用任意方法。
在本发明中,在上述含有液晶聚酯和除液晶聚酯以外的聚酯树脂的热塑性聚酯系树脂组合物中,为了提高电线的挠性,可以含有反应性改性树脂。例如可以为将聚酯系树脂作为连续层、将反应性改性树脂作为分散相的树脂分散体。本发明中的反应性改性树脂的含量相对于100质量份的聚酯系树脂优选为1~20质量份、更优选为4~13质量份。
反应性改性树脂若过多,则耐热性会稍有降低;若过少,其挠性提高的效果有时会不够充分。据推测,这是由于与液晶聚酯、除液晶聚酯以外的聚酯树脂相比,该反应性改性树脂的耐热性低的缘故。
该反应性改性树脂与后述的优选实施方式中的最内层(B)和绝缘层(C)所用的相同,因而在下文对其详细说明。
接下来,在本发明的第2优选实施方式中,在多层绝缘电线的最外层(A)含有聚酯弹性体,其耐溶剂性优异、伸展特性也优异,并且硬链段使用具有耐热性的树脂——聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)。
作为硬链段使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)的聚酯弹性体中的软链段并无特别限定,可以使用任意的软链段。例如,作为软链段,可以使用脂肪族聚醚树脂、脂肪族聚酯树脂。作为这样的硬链段使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)、软链段使用脂肪族聚醚树脂的聚酯弹性体,例如可以举出“Pelprene P-90B”(商品名,东洋纺制造)。另外,作为硬链段使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)、软链段使用脂肪族聚酯树脂的聚酯弹性体,例如可以举出“Pelprene S-9001”(商品名,东洋纺制造)。
对于本发明的多层绝缘电线的被覆层的最内层(B),作为包覆材料,伸展特性优异、并且与导体的密合性优异的树脂是必要的,其全部或一部分优选使用热塑性聚酯树脂。
作为本发明中使用的热塑性聚酯树脂,优选使用通过芳香族二羧酸或其一部分被脂肪族二羧酸取代的二羧酸与脂肪族二醇之间的酯化反应(缩聚反应)所得到的树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5。例如,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(PEN)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)树脂等作为代表例。
作为该热塑性聚酯树脂的合成时所用的酸成分,优选芳香族二羧酸,例如可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二羧酸(テレフタルジカルボン酸)、二苯基砜二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基醚羧酸、甲基对苯二甲酸、甲基间苯二甲酸等。这些之中,特别优选对苯二甲酸。
如上所述,芳香族二羧酸的一部分可以被脂肪族二羧酸所取代,作为其例子,可以举出琥珀酸、己二酸、癸二酸等。这些脂肪族二羧酸的取代比例相对于芳香族二羧酸优选低于30摩尔%、特别优选低于20摩尔%。
另一方面,作为酯化反应中所用的脂肪族醇成分,优选该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5的脂肪族二醇,例如可以举出乙二醇、丙二醇、四亚甲基二醇、戊二醇等。这些之中,乙二醇、四亚甲基二醇是适宜的。
在本发明中,在上述任一实施方式中,对于可优选用作最内层(B)的树脂,可以采用市售的树脂。例如,作为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),有“Vylopet”(商品名,东洋纺社制造)、“Bellpet”(商品名,钟纺社制造)、“帝人PET”(商品名,帝人社制造);作为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂,有“NOVADURAN”(商品名,三菱工程社制造)、“Ultradura”(商品名,BASF Japan社制造)等。作为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂,可以举出“帝人PEN”(商品名,帝人社制造)等;聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)树脂可以举出“Ektar”(商品名,东丽社制造)等。
绝缘电线的最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)(以下也简称为绝缘层(C)。)优选与最外层(A)和最内层(B)的密合性优异,其全部或一部分优选采用热塑性聚酯树脂。
作为本发明中使用的热塑性聚酯树脂,优选使用通过芳香族二羧酸或其一部分被脂肪族二羧酸取代的二羧酸与脂肪族二醇的酯化反应而得到的树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5。例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(PEN)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)树脂等作为代表例。
作为该热塑性聚酯树脂的合成时所用的酸成分,优选芳香族二羧酸,例如可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二羧酸(テレフタルジカルボン酸)、二苯基砜二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基醚羧酸、甲基对苯二甲酸、甲基间苯二甲酸等。这些之中,特别优选对苯二甲酸。
芳香族二羧酸的一部分可以被脂肪族二羧酸取代,作为其例子,可以举出琥珀酸、己二酸、癸二酸等。这些脂肪族二羧酸的取代量优选低于芳香族二羧酸的30摩尔%,特别优选低于20摩尔%。
另一方面,作为在酯化反应中所用的脂肪族醇成分,优选其脂肪族醇成分的碳原子数为2~5的脂肪族二醇,例如可以举出乙二醇、丙二醇、四亚甲基二醇、戊二醇等。这些之中,乙二醇、四亚甲基二醇是适宜的。
在本发明中,作为可以优选用作绝缘层(C)的树脂,可以采用市售的树脂。例如,作为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂,有“Vylopet”(商品名,东洋纺社制造)、“Bellpet”(商品名,钟纺社制造)、“帝人PET”(商品名,帝人社制造);作为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂,有“NOVADURAN”(商品名,三菱工程社制造)、“Ultradura”(商品名,BASF Japan社制造)等。作为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂,可以举出“帝人PEN”(商品名,帝人社制造)等,聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)树脂可以举出“Ektar”(商品名,东丽社制造)等。
在本发明中,最内层(B)和绝缘层(C)中所用的热塑性聚酯树脂可以单独使用;但作为第2实施方式,还优选除了热塑性聚酯树脂外含有具有环氧基的反应性改性树脂,以提高电线的挠性。此处,所谓反应性改性树脂指的是上述具有环氧基的树脂。即,所谓反应性改性树脂是如具有环氧基那样对树脂进行了改性、与聚酯树脂的反应性得到了提高的树脂。
上述环氧基为与聚酯树脂具有反应性的官能团,通过配合混入至聚酯树脂中,两者发生反应,形成树脂混合物。通过环氧基开环与聚酯树脂发生化学键合来进行反应。上述具有环氧基的树脂优选具有20质量%以下的该含有环氧基的单体成分,更优选具有15质量%以下。作为这样的树脂,优选为具有含有环氧基的化合物成分的共聚物。作为提供具有反应性的聚合物的含有环氧基的化合物,可以举出例如下述通式(1)所示的不饱和羧酸的缩水甘油酯化合物。
通式(1)
[式中,R表示碳原子数为2~18的链烯基、X表示羰氧基。]
作为不饱和羧酸缩水甘油酯的具体例,可以举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯等,其中优选甲基丙烯酸缩水甘油酯。
作为上述的与聚酯树脂具有反应性的树脂(反应性改性树脂)的代表例,可以举出乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙酸乙烯酯、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯等。对于反应性改性树脂的市售树脂,可以举出例如“Bondfast”(商品名,住友化学工业社制造)、“Lotader”(商品名,ATOFINA社制造)。例如,在上述通式(1)的化合物的情况下,环氧基开环,与聚酯树脂的末端所存在的-OH基或-COOH基发生化学键合,生成=C(OH)-CH2-O-键或=C(OH)-CH2-OCO-键。通过进行该反应,与单一的聚酯树脂的情况相比,挠性得到提高。在本发明中,通过在制备绝缘电线前预先将聚酯树脂与反应性改性树脂进行混合,反应性改性树脂在聚酯树脂中分散充分,特别是即使不使用引发剂,在进行挤出、被覆时的温度下也能进行上述的反应。
在优选的实施方式中,相对于100质量份的构成最内层(B)或绝缘层(C)的通过将脂肪族醇成分与酸成分进行缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,混合有1~20质量份的含有环氧基的树脂。上述具有环氧基的树脂的混合量若过多,则会显著降低绝缘层的耐热性,若过少,则无法表现出提高挠性的效果。对于两者更优选的混合比例,相对于100质量份的前者,后者为1~15质量份。
在构成本发明中的各绝缘层的树脂中,也可以在无损于所需特性的范围内添加其他耐热性树脂、通常使用的添加剂、无机填充剂、加工助剂、着色剂等。
本发明的多层绝缘层并不限于上述的3层,除了上述绝缘层(C)之外,为了使作为中间层的耐热性进一步提高,也可以设置由液晶聚酯、聚苯硫醚、聚醚砜等构成的绝缘层。
作为本发明中所用的导体,可以使用金属裸线(单线)、或者使用在金属裸线上设有漆膜被覆层或薄壁绝缘层的绝缘电线、或使用将多根金属裸线或者多根漆膜绝缘电线或薄壁绝缘电线绞合而成的多芯绞合线。这些绞合线的绞合线数可以根据高频用途进行随意选择。另外,在芯线(导线束(素線))的数目多的情况下(例如,19-导线束、37-导线束),也可以不使用绞合线。在不使用绞合线的情况下,例如可以是仅将2根以上的导线束大致平行地束起、或者也可以是将束起的导线束以非常大的间距进行绞合。优选在任一情况下都使截面大致为圆形。
对于本发明的多层绝缘电线,可以依据常规方法,在导体的外周挤出并被覆所期望厚度的第1层绝缘层,接下来在该第1层绝缘层的外周挤出并被覆所期望厚度的第2层绝缘层,利用这样的方法依次挤出被覆绝缘层,从而制造本发明的多层绝缘电线。对于如此形成的挤出绝缘层整体的厚度,优选以3层计处于50~180μm的范围内。这是由于,若绝缘层整体的厚度过薄,则所得到的耐热多层绝缘电线的电学特性会大大降低,可能会不适于实用化;反之若过厚,则不适于小型化,可能会出现难以进行线圈的加工的情况。进一步优选的范围为60~150μm。另外,上述3层中各层的厚度优选为10~60μm。
作为使用了上述多层绝缘电线的变压器的实施方式,优选为如图1所示的在铁氧体磁芯1上的卷线轴2内以不组装绝缘障壁或绝缘胶带层的方式形成有1次卷线4和2次卷线6的结构。另外,上述本发明的多层绝缘电线也适用于其他类型的任意变压器。
【实施例】
下面基于实施例对本发明进一步进行详细说明,但本发明并不限于这些。
[实施例1~13和比较例1~4]
作为导体,准备线径为1.0mm的软铜线。将表1所示的各树脂依所示比例(组成的数值表示的是质量份)制成各层的挤出被覆用树脂,在导体上依序逐次挤出被覆最内层(B)、最外层和最内层之间的绝缘层(C)、最外层(A),以所示厚度(100μm或60μm)来制造多层绝缘电线。
表1中的各树脂如下。
LCP树脂:“Rodrun”
(商品名,Unitika社制造)、
液晶聚酯树脂
PBT树脂:“NOVADURAN”
(商品名,三菱工程社制造)、
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂
PET树脂:“帝人PET”
(商品名,帝人社制造)、
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂
反应性改性树脂:“Bondfast 7M”
(商品名,住友化学工业社制造)、
含有环氧基的树脂
PBT弹性体:“Pelprene S-9001”
(商品名,东洋纺社制造)、
聚酯弹性体树脂
聚酰胺树脂:“FDK-1”
(商品名,Unitika社制造、商品名)、
聚酰胺66树脂
对于所得到的多层绝缘电线,依下述方法对各种特性进行试验。并利用肉眼对外观进行观察。所得到的结果列于表1。
A.电线表面的刮伤程度确认:
仿照JIS C 3003-198414耐溶剂(1)记载的刮伤测定法,利用指尖对电线表面进行1次刮擦时,目视观察覆膜是否剥离至暴露出导体的程度。
即使确认为少量剥离,也表示为“覆膜剥离”,无剥离时记为“良好”。
B.电气耐热性:
基于IEC标准60950的2.9.4.4项的附录U(电线)和1.5.3项的附录C(变压器)利用下述试验方法进行评价。
一边施加118Mpa(12kg/mm2)的负荷一边将多层绝缘电线向直径10mm的芯轴上缠绕10圈,在215℃加热1小时,进一步进行3次在140℃加热21小时并在190℃加热3小时的循环加热,接着在温度30℃、湿度95%的气氛中保持48小时,其后施加1分钟3000V的电压,若无短路,则判定为E种合格。(判定中以n=5进行评价,即使1个为NG,也为不合格)。
另外,同样向芯轴上缠绕多层绝缘电线,在225℃加热1小时、进一步进行3次在150℃加热21小时和在200℃加热3小时的循环加热,接着在温度30℃、湿度95%的气氛中保持48小时,其后施加1分钟3000V的电压,若无短路,则判定为B种合格。(判定中以n=5进行评价,即使1个为NG,也为不合格)。
C.耐溶剂性
将进行了导体径的20倍径的卷绕作为卷线加工的电线在二甲苯、苯乙烯以及异丙醇溶剂中浸渍30秒,干燥后进行试样表面的观察,进行有无产生裂纹的判断。由于全部试样均未确认到裂纹的产生,因而表示为“○(良)”。
另外将上述A、B、C的这些试验结果汇总,判断作为绝缘电线是否合格,将适宜的记为“○(合格)”、将不合适的记为“×(不合格)”。
由表1所示结果可明确以下内容。
在最外层(A)被覆有聚酰胺树脂的比较例1和2中,在刮伤试验的结果中可知,覆膜剥离至暴露出导体的程度。在比较例3和4中,耐热性并未满足E种。另一方面,在实施例1~11中,在刮伤试验、电气的耐热性(B种)、耐溶剂性中均满足合格标准。在实施例12、13中,除了刮伤试验和耐溶剂性的试验外,还满足电气的耐热性(E种)。
上文已经对本发明与其实施方式一起进行了说明,但发明人认为,只要本申请中没有特别指定,则对用于说明本发明的任何细节并无限定,应该能够在不违反所附权利要求所示的发明宗旨和范围的条件下进行广泛的解释。
本申请主张基于2008年10月20日在日本提交的专利日本特愿2008-270375以及2009年2月2日在日本提交的专利日本特愿2009-021938的优先权,本申请参考上述各专利申请的内容,将其内容作为本说明书记载的一部分插入至本申请中。
【符号说明】
1铁氧体磁芯
2卷线轴
3绝缘障壁
4一次卷线
4a导体
4b、4c、4d绝缘层
5绝缘胶带
6二次卷线
6a导体
6b、6c、6d绝缘层
Claims (10)
1.一种多层绝缘电线,其为具有导体和被覆上述导体的3层以上的挤出绝缘层的多层绝缘电线,该多层绝缘电线的特征在于:
最外层(A)由含有热塑性聚酯系树脂组合物的挤出被覆层构成,该热塑性聚酯系树脂组合物含有75质量份~95质量份除液晶聚酯以外的聚酯树脂和5质量份~25质量份的液晶聚酯;
最内层(B)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;
最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5。
2.如权利要求1所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述绝缘层的最外层(A)的树脂为树脂混合物,该树脂混合物是相对于100质量份的热塑性聚酯系树脂组合物混合1质量份~20质量份具有环氧基的反应性改性树脂而成的。
3.一种多层绝缘电线,其为具有导体和被覆上述导体的3层以上的挤出绝缘层的多层绝缘电线,该多层绝缘电线的特征在于:
最外层(A)由挤出被覆层构成,该挤出被覆层含有将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂用于硬链段、将脂肪族聚醚树脂或脂肪族聚酯树脂用于软链段的聚酯弹性体;
最内层(B)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5;
最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)由含有树脂的挤出被覆层构成,该树脂的全部或一部分是将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂,该脂肪族醇成分的碳原子数为2~5。
4.如权利要求1~3的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述绝缘层的最内层(B)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
5.如权利要求1~3的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述绝缘层的最内层(B)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
6.如权利要求1~3的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
7.如权利要求1~3的任一项所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)的热塑性聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
8.如权利要求3所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述绝缘层的最内层(B)的树脂为树脂混合物,该树脂混合物是相对于100质量份将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂混合1质量份~20质量份具有环氧基的反应性改性树脂而成的。
9.如权利要求3所述的多层绝缘电线,其特征在于,形成所述最外层和最内层之间的至少1层绝缘层(C)的树脂为树脂混合物,该树脂混合物是相对于100质量份将脂肪族醇成分与酸成分缩聚而形成的热塑性聚酯树脂混合1质量份~20质量份具有环氧基的反应性改性树脂而成的。
10.一种变压器,该变压器的特征在于,其使用权利要求1~9的任一项所述的多层绝缘电线而构成。
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