CN103650066A - 绝缘线、电气设备及绝缘线的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种绝缘线，其具有导体、发泡绝缘层和在发泡绝缘层外周的未发泡的填充层，在所述填充层中含有耐局部放电性物质。该绝缘线具有高的局部放电起始电压、耐局部放电性、耐热性和耐磨耗性(耐损伤性)中的所有性质。

Description

绝缘线、电气设备及绝缘线的制造方法
技术领域
本发明涉及绝缘线、电气设备和绝缘线的制造方法。
背景技术
变频器(Inverter)作为有效的可变速控制装置而正逐步安装于许多电气设备中。然而，在数kHz～数十kHz进行转换，对应它们的每次脉冲会产生浪涌电压。这样的变频器浪涌是如下现象：在传播体系内的电阻的不连续点、例如所连接的配线的始端或终端等处发生反射，结果导致施加最大为变频器输出电压2倍的电压。特别是由IGBT等高速开关元件所产生的输出脉冲的电压陡度高，由此导致即使连接电缆较短，浪涌电压也高，进一步基于该连接电缆的电压衰减也小，其结果导致产生接近反向器输出电压2倍的电压。
在变频器相关设备、例如高速开关元件、变频器电动机、变压器等的电气设备线圈中，主要使用为漆包线的绝缘线作为磁导线。因而，如上所述，在变频器相关设备中，由于施加了接近变频器输出电压2倍的电压，因而对于绝缘线一直要求其由变频器浪涌所致的局部放电劣化处于最小限度。
通常，局部放电劣化是指如下现象：因电绝缘材料的局部放电(具有微小空隙状缺陷等的部分的放电)中产生的带电颗粒的碰撞所致的分子链切断劣化、溅射劣化、因局部温度上升所致的热熔融或热分解劣化、或者因在放电中产生的臭氧所致的化学劣化等错综复杂地出现。在实际的由于局部放电导致劣化的电绝缘材料中，发现其厚度发生减少。
为了防止这样的因局部放电所致的绝缘线的劣化而提出了一种通过向绝缘皮膜中混配颗粒来提高耐电晕放电性的绝缘线。例如提出有：使绝缘皮膜中含有金属氧化物微粒或硅氧化物微粒的绝缘线(参照专利文献1)、或使绝缘皮膜中含有二氧化硅的绝缘线(参照专利文献2)。这些绝缘电线通过含有颗粒的绝缘皮膜来降低因电晕放电所致的侵蚀劣化。然而，这些具有含有颗粒的绝缘皮膜的绝缘电线存在局部放电起始电压下降或皮膜的可挠性下降这样的问题。
还存在得到不产生局部放电的绝缘线、即局部放电的产生电压高的绝缘线的方法。对此可以考虑使绝缘线的绝缘层的厚度增厚、或在绝缘层中使用相对介电常数低的树脂这样的方法。
但是，若增厚绝缘层，则绝缘线变粗，其结果会招致电气设备的大型化。这种情况与近年来在电动机或变压器所代表的电气设备中的小型化要求相悖。例如，具体地说，通过在定子槽中可插入多少根电线来确定电动机等旋转机的性能也并非言过其词，其结果是，近年来要求导体截面积相对于定子槽截面积的比例(占空系数)变得非常高。因此，增厚绝缘层的厚度则占空系数降低，若考虑到所要求的性能则是不优选的。
另一方面，对于绝缘层的相对介电常数，大多数常用作绝缘层材料的树脂的相对介电常数为3～4之间，并没有相对介电常数特别低的材料。另外，实际上考虑到对绝缘层所要求的其他特性(耐热性、耐溶剂性、可挠性等)时，未必总是能够选择相对介电常数低的材料。
作为减小绝缘层的实际的相对介电常数的方法，可以考虑以发泡体形成绝缘层。以往以来，具有导体和发泡绝缘层的发泡电线已经广泛用作通信电线。以往，例如使聚乙烯等烯烃系树脂或氟树脂发泡所得到的发泡电线已熟知，且作为这样的发泡电线，例如在专利文献3中记载有发泡而成的聚乙烯绝缘电线，在专利文献4中记载有发泡而成的氟树脂绝缘电线，在专利文献5中对两者均有记载。
然而，如上所述的以往的发泡电线的皮膜的耐热温度低，耐损伤性也差，因而在这方面尚不能令人满意。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3496636号公报
专利文献2：日本专利第4584014号公报
专利文献3：日本专利第3299552号公报
专利文献4：日本专利第3276665号公报
专利文献5：日本专利第3457543号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的目的在于提供一种优异的绝缘线及其制造方法，所述绝缘线具备高的局部放电起始电压、耐局部放电性、耐热性以及耐磨耗性(耐损伤性)中的所有性质。进一步本发明的目的在于提供一种使用了上述性能优异的绝缘线的电气设备。
用于解决问题的手段
本发明的课题可通过下述的技术方案解决。
(1)一种绝缘线，其具有导体、使热固性树脂发泡而成的发泡绝缘层、和在发泡绝缘层的外周的未发泡的填充层，其特征在于，在所述填充层中含有树脂的30质量%以下的耐局部放电性物质，所述发泡绝缘层的厚度为发泡绝缘层的厚度与填充层的厚度的合计的30%以上。
(2)如(1)所述的绝缘线，其特征在于，在所述发泡绝缘层的内周具有填充层。
(3)如(1)或(2)所述的绝缘线，其特征在于，所述发泡绝缘层为层积2层以上的在内外周或者单侧具有填充层的发泡层而成的。
(4)如(2)或(3)所述的绝缘线，其特征在于，在所述发泡绝缘层和/或内周的填充层中含有耐局部放电性物质。
(5)如(1)～(4)中任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述耐局部放电性物质为二氧化钛或二氧化硅。
(6)如(1)～(5)中任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述发泡绝缘层和填充层由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺的任一种构成。
(7)如(1)～(6)中任一项所述的绝缘线，其特征在于，该绝缘线的介电常数为4以下。
(8)如(1)～(7)中任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述发泡绝缘层的平均气泡直径为5μm以下。
(9)一种绝缘线的制造方法，其是(1)～(8)中任一项所述的绝缘线的制造方法，其特征在于，该制造方法通过在导体上直接或者隔着填充层涂布热固性树脂的清漆并进行烧附而使该热固性树脂的清漆在烧附工序中发泡，由此形成所述发泡绝缘层。
(10)一种电子电气设备，其是将(1)～(8)中任一项所述的绝缘线用于电动机或变压器而成。
发明效果
根据本发明，可以提供一种耐局部放电性、局部放电起始电压、可挠性和耐热性优异的绝缘线。并且可以制造如上所述的特性优异的绝缘线。
本发明的上述和其它特征及优点可适当参照所附的附图，并根据下述记载而更为明确。
附图说明
图1中，图1(a)为示出本发明的发泡电线的一个实施方式的截面图，图1(b)为示出本发明的发泡电线的另一实施方式的截面图。
图2中，图2(a)为示出本发明的发泡电线的又一实施方式的截面图，图2(b)为示出本发明的发泡电线的又一实施方式的截面图，图2(c)为示出本发明的发泡电线的又一实施方式的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的发泡电线的实施方式进行说明。
在图1(a)中示出了截面图的本发明的绝缘线的一个实施方式中，本发明的绝缘线具有导体1、被覆导体1的发泡绝缘层2、和含有耐局部放电性物质3的填充层4而成的。
在图1(b)中示出了截面图的本发明的绝缘线的另一实施方式中，使用了截面为矩形的导体作为导体1，除此以外与图1(a)基本相同，并且由于导体1的截面为矩形，因而发泡绝缘层2、含有耐局部放电性物质3的填充层4的截面也为矩形。
在图2(a)中示出了截面图的本发明的绝缘线的又一实施方式中，在发泡绝缘层2的内侧且导体1的外周设置填充层25，除此以外与图1(a)相同。在图2(b)中示出的本发明的绝缘线的又一实施方式中，在发泡绝缘层2中以与发泡绝缘层2呈同心圆状的方式具有填充层26，相当于将图2(a)的发泡绝缘层2分割为2层以上并进行了层积的形式，所述发泡绝缘层2设置于在外周设置有填充层25的导体1的外侧。在本说明书中，填充层是指不发泡的层。以上各图中相同符号的意思相同，不再重复说明。
若如上所述在发泡绝缘层的内外周或单侧具有填充层，则导体和绝缘层的密合性和机械强度提高，因而是更为优选的。但是，此时为了不妨害降低相对介电常数的效果，发泡绝缘层的厚度优选为发泡绝缘层的厚度与填充层的厚度的合计的30%～90%。若发泡绝缘层的厚度的比例过低，则导致耐局部放电性变差，因而考虑该方面来决定其厚度的比例。
上述耐局部放电性物质是指如下物质：其为不易受到局部放电劣化的绝缘材料，且通过分散于电线的绝缘皮膜中而具有提高供电寿命特性的作用。其示例有氧化物(金属或非金属元素的氧化物)、氮化物、玻璃、云母等，作为具体示例，耐局部放电性物质3可以使用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、氧化锌和氮化镓等的微粒。更优选为二氧化硅、二氧化钛。微粒的一次颗粒的粒径优选为1μm以下，更优选为500nm以下。对于其下限没有限制，通常为1nm。
通过使耐局部放电性物质的粒径为上述范围，从而具有提高电线的供电寿命的作用效果；若粒径过大，则提高供电寿命的效果小，而且绝缘皮膜的表面平滑性和可挠性变差；若粒径过小，则因凝聚而难以得到微细化的效果。
发泡绝缘层的外周的未发泡的填充层中的耐局部放电性物质的含量从其目标作用效果方面出发来决定。优选为构成填充层的树脂的30%质量以下，更优选为20质量%～30质量%。对可得到维持可挠性并且大幅提高耐局部放电性的作用的含量进行了规定。若耐局部放电性物质的含量过多，则会产生绝缘皮膜的可挠性变差的问题；若过少，则提高供电寿命的效果减小。
在上述发泡绝缘层的内周也可以具有填充层，上述发泡绝缘层也可以由层积2层以上的在内外周或单侧具有填充层的发泡层而成的层构成。耐局部放电性物质也可以含于发泡绝缘层和/或发泡绝缘层的内周的填充层中。即，可以含于外周的填充层和内周的填充层中，也可以含于外周的填充层和发泡绝缘层中，也可以含于外周的填充层、内周的填充层和发泡绝缘层的所有层中。对于此时的耐局部放电性物质的量来说，在发泡绝缘层中优选为树脂的5%～30%，在发泡绝缘层的内周的填充层中优选为树脂的30质量%以下，更优选的范围为20质量%～30质量%。从介电常数和可挠性方面考虑，优选仅在内周和外周的填充层中含有耐局部放电性物质，从有效发挥耐局部放电性的方面考虑，特别优选仅在外周的填充层含有耐局部放电性物质。
另外，也可以对含有耐局部放电性物质的外周的填充层的更外周、即绝缘线的最外周赋予不含有耐局部放电性物质的填充层。如此构成的绝缘线的表面平滑性好，滑动性优异。此时，为了不损害耐局部放电性和介电常数的特性，最外周的不含有耐局部放电性物质的填充层的厚度优选为整体厚度的5%～10%。
上述导体1由例如铜、铜合金、铝、铝合金或它们的组合等制作。导体1的截面形状并无限定，可以适用圆形、矩形(扁平)等。
为了能够涂布烧附在导体上而形成绝缘皮膜，发泡绝缘层2优选能够形成为清漆状的材料。例如可以使用聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)等。更优选为耐溶剂性优异的聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)。需要说明的是，所使用的树脂可以使用单独1种，也可以混合2种以上使用。
对于发泡绝缘层2，可以通过对作为清漆的主要溶剂成分的有机溶剂和至少包括1种高沸点溶剂的2种或3种以上的溶剂(如后所述的溶解热固性树脂的有机溶剂、作为高沸点溶剂的气泡成核剂和发泡剂这3种，但是在高沸点溶剂发挥气泡成核剂和发泡剂两者的作用时为2种)进行混合而得到绝缘清漆，将所得到的绝缘清漆涂布于导体周围并进行烧附，从而得到发泡绝缘层2。清漆的涂布可以在导体上直接涂布，也可以使其之间间隔有其他树脂层而进行。
对于发泡绝缘层2，可以通过对特定的有机溶剂和至少包括1种高沸点溶剂的3种以上的溶剂进行混合得到绝缘清漆，将所得到的绝缘清漆涂布于导体周围并进行烧附，从而得到发泡绝缘层2。清漆的涂布可以在导体上直接涂布，也可以使其之间间隔有其他树脂层而进行。
上述有机溶剂作为使热固性树脂溶解的溶剂而发挥作用。对于该有机溶剂，只要不妨害热固性树脂的反应就没有特别的限制，例如可以举出N－甲基－2－吡咯烷酮(NMP)、N,N－二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N－二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂；N,N－二甲基乙烯基脲、N,N－二甲基丙烯基脲、四甲基脲等脲系溶剂；γ－丁内酯、γ－己内酯等内酯系溶剂；碳酸亚丙酯等碳酸酯系溶剂；甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂；乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丁基乙酸溶纤剂、丁基卡必醇乙酸酯、乙基乙酸溶纤剂、乙基卡必醇乙酸酯等酯系溶剂；二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等乙二醇二甲醚系溶剂；甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂；环丁砜等砜系溶剂；等等。在它们中，从高溶解性、高反应促进性等方面考虑，优选为酰胺系溶剂、脲系溶剂；从不带有容易因加热而妨害交联反应的氢原子等的方面考虑，更优选N－甲基－2－吡咯烷酮、N,N－二甲基乙酰胺、N,N－二甲基乙烯基脲、N,N－二甲基丙烯基脲、四甲基脲，特别优选N－甲基－2－吡咯烷酮。这些有机溶剂的沸点优选为160℃～250℃，更优选为165℃～210℃。
可用于气泡形成用的高沸点溶剂的沸点优选为180℃～300℃，更优选为210℃～260℃。具体来说，可以使用二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、四乙二醇二甲醚和四乙二醇单甲醚等。在气泡直径的不均较小的方面，更优选三乙二醇二甲醚。可以使用二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁基甲基醚、三丙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇丁基甲基醚、聚乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、聚乙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚等。在上述高沸点溶剂中，作为气泡成核剂优选四乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚和三乙二醇单甲醚等。至少2种高沸点溶剂的优选组合为四乙二醇二甲醚与二乙二醇二丁醚、二乙二醇二丁醚与三乙二醇二甲醚、三乙二醇单甲醚与四乙二醇二甲醚、三乙二醇丁基甲基醚与四乙二醇二甲醚，更优选包括二乙二醇二丁醚与三乙二醇二甲醚、三乙二醇单甲醚与四乙二醇二甲醚的组合。
气泡形成用的高沸点溶剂的沸点需要高于使热固性树脂溶解的有机溶剂，在向清漆中添加1种高沸点溶剂的情况下，优选高沸点溶剂的沸点比使热固性树脂溶解的有机溶剂的沸点高10℃以上。另外可知，在使用了1种高沸点溶剂时，高沸点溶剂具有气泡成核剂和发泡剂这两种作用。另一方面，使用了2种以上的高沸点溶剂时，沸点最高的溶剂发挥发泡剂的作用，具有介于使热固性树脂溶解的有机溶剂与沸点最高的高沸点溶剂的中间的沸点的气泡形成用高沸点溶剂发挥气泡成核剂的作用。优选沸点最高的溶剂的沸点比热固性树脂的溶剂高20℃以上，更优选高出30℃～50℃。具有中间沸点的气泡形成用高沸点溶剂的沸点介于发挥发泡剂作用的溶剂的沸点与热固性树脂的溶剂的沸点的中间即可，优选具有与发泡剂的沸点相差10℃以上的沸点差。具有中间沸点的气泡形成用高沸点溶剂对热固性树脂的溶解度高于发挥发泡剂作用的溶剂时，在清漆烧附后可以形成均匀的气泡。
在本发明中，在对特性不造成影响的范围内，可以向得到发泡绝缘层的原料中混配发泡成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、紫外线抑制剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、相容剂、润滑剂、增韧剂、阻燃剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、增粘剂、减粘剂和弹性体等各种添加剂。另外，也可以对所得到的绝缘线层积由含有这些添加剂的树脂构成的层，也可以将含有这些添加剂的涂料进行涂覆。
在所得到的绝缘线中，为了得到提高局部放电产生电压的效果，优选绝缘线的有效相对介电常数为4.0以下，进一步优选为3.0以下。对于相对介电常数的下限没有限制，优选为1.5以上。相对介电常数可以使用市售的测定器进行测定。对于测定温度和测定频率，可以根据需要进行变更，但在本说明书中，只要没有特别记载，则以测定温度为25℃、测定频率为50Hz进行测定。
为了表现出所需要的相对介电常数，发泡绝缘层2的发泡倍率优选为1.2倍以上，更优选为1.4倍以上。对于发泡倍率的上限没有限制，通常优选为5.0倍以下。对于发泡倍率来说，通过水中置换法测定用于发泡而被覆的树脂的密度(ρf)和发泡前的密度(ρs)，并按照(ρs/ρf)算出发泡倍率。
对于发泡绝缘层2来说，平均气泡直径设为5μm以下，优选为3μm以下，进一步优选为1μm以下。若超过5μm，则绝缘击穿电压降低，通过设为5μm以下可以维持良好的绝缘击穿电压。进一步，通过设为3μm以下可以更加确保保持绝缘击穿电压。对于平均气泡直径的下限没有限制，1nm以上较为现实，因而是优选的。对于发泡绝缘层2的厚度没有限制，10μm～200μm较为现实，因而是优选的。
耐局部放电性物质3可以使用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、氧化锌、氮化镓等的微粒。更优选为二氧化硅、二氧化钛。微粒的粒径优选为1μm以下，更优选为500nm以下。
填充层4在本发明中是指不发泡的层。为了提高耐局部放电性，在绝缘皮膜的最外层含有耐局部放电性物质3。此外的填充层中也可以含有耐局部放电性物质，也可以在所有层中含有耐局部放电性物质。
实施例
接着，基于实施例更详细地说明本发明，但下述实施例并不对本发明产生限制。需要说明的是，下述示例中表示组成的%是指质量%。
如下制作了实施例、比较例的绝缘线。对于用于发泡绝缘层的聚酰胺酰亚胺清漆来说，通过在2L容量的可分离式烧瓶中加入1000g的HI-406(树脂成分为32质量%的NMP溶液)(商品名，日立化成株式会社制造)，向该溶液中添加三乙二醇单甲醚100g和四乙二醇二甲醚150g作为气泡形成剂，从而得到了用于发泡绝缘层的聚酰胺酰亚胺清漆。用于填充层的聚酰胺酰亚胺清漆使用了1000g的HI－406。该1000g的聚酰胺酰亚胺清漆使用NMP作为溶剂制成30质量%的树脂溶液来使用。
对于用于发泡绝缘层的聚酰亚胺清漆来说，通过在2L容量的可分离式烧瓶中加入1000g的U Imide(树脂成分为25质量%的NMP溶液)(Unitika公司制造的商品名)，添加NMP75g、DMAC150g、四乙二醇二甲醚200g作为溶剂，从而得到用于发泡绝缘层的聚酰亚胺清漆。用于填充层的聚酰亚胺清漆使用U Imide，向1000g的该树脂中添加250g的DMAC作为溶剂制备了用于填充层的聚酰亚胺清漆。
将所得到的各绝缘清漆涂布于
Figure BDA0000450936640000091
的铜导体上，在炉温520℃下进行烧附，得到了膜厚为26μm～29μm的绝缘线。对所得到的绝缘线进行了尺寸、介电常数、局部放电起始电压、供电寿命、耐热性和可挠性的评价。
(实施例1)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为18μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有20%的二氧化硅(粒径为15nm)的外侧填充层(4μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为4μm。
(实施例2)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为18μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有20%的二氧化钛(粒径为15nm)的外侧填充层(5μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为4μm。
(实施例3)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为18μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的外侧填充层(4μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为4μm。
(实施例4)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为10μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的外侧填充层(15μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为4μm。
(实施例5)
得到了由发泡聚酰亚胺层(厚度为17μm)、聚酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的外侧填充层(5μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为2μm。
(实施例6)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为20μm)、在聚酰胺酰亚胺中含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的内部填充层(4μm)和外侧填充层(6μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为4μm。
(实施例7)
得到了由含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为20μm)、同样含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和外侧填充层(6μm)构成的绝缘线(参照图2(a))。气泡直径为4μm。
(比较例1)
得到了由聚酰胺酰亚胺层(26μm)构成的绝缘线。
(比较例2)
得到了由含有30%的二氧化硅(粒径为15nm)的聚酰胺酰亚胺层(27μm)构成的绝缘线。
(比较例3)
得到了由含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的聚酰胺酰亚胺层(28μm)构成的绝缘线。
(比较例4)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为18μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(5μm)和聚酰胺酰亚胺的外侧填充层(4μm)构成的绝缘线。
(比较例5)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为19μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有40%的二氧化钛(粒径为15nm)的外侧填充层(4μm)构成的绝缘线。气泡直径为4μm。
(比较例6)
得到了由发泡聚酰胺酰亚胺层(厚度为5μm)、聚酰胺酰亚胺的内部填充层(4μm)和在聚酰胺酰亚胺中含有30%的二氧化钛(粒径为15nm)的外侧填充层(20μm)构成的绝缘线。气泡直径为4μm。
实施例1～5和比较例1～6中所得到的绝缘线的构成、物性和评价试验结果在表1、表2中示出。
评价方法如下所示。
[发泡绝缘层的厚度和平均气泡直径]
发泡绝缘层的厚度和平均气泡直径通过利用扫描电子显微镜(SEM)观测发泡电线的截面而求出。对平均气泡直径进一步具体说明的话，对从利用SEM观察得到的截面上任意选择的20个气泡的直径进行测定，并求出它们的平均值。
[空隙率]
对于空隙率来说，通过水中置换法测定发泡电线的密度(ρf)和发泡前的密度(ρs)，并利用(ρf/ρs)算出空隙率。
[相对介电常数]
对于相对介电常数来说，测定发泡电线的静电容量，算出根据静电容量和发泡绝缘层的厚度所得到的相对介电常数。静电容量的测定中使用了LCR HITESTER(日置电机株式会社制造的型号3532-50)。
[局部放电产生电压]
制作了使2根电线呈麻花状地捻合而成的试验片，在各导体间施加正弦波50Hz的交流电压，连续升压，同时测定放电电荷量为10pC时的电压(有效值)。测定温度为常温。局部放电产生电压的测定中使用了局部放电试验机(菊水电子工业制造的KPD2050)。
[供电寿命]
捻合2根电线，在各导体间施加正弦波10kHz－1kVp的交流电压，测定直至发生绝缘击穿为止的时间。测定温度为常温。直至发生绝缘击穿为止的时间为100分钟以上的为合格。
◎：1000分钟以上
○：100分钟以上且小于1000分钟
×：小于100分钟
[耐热性]
将电线在200℃的高温槽中放置500小时，目视检查皮膜有无龟裂。
○：无龟裂
×：有龟裂
[可挠性]
在各电线自身的周围以线与线接触的方式紧密地卷绕10次，目视检查此时的皮膜有无龟裂。
○：无龟裂
×：有龟裂
[粒径]
粒径通过利用扫描电子显微镜(SEM)进行观测而求出。测定任意选择的20个一次颗粒的直径，将它们的平均值定义为所述粒径。
[气泡直径]
平均气泡直径通过利用扫描电子显微镜(SEM)观测发泡层的截面而求出。对平均气泡直径进一步具体说明的话，对从利用SEM观察得到的截面任意选择的20个气泡的在绝缘层厚度方向上的长度进行测定，并将它们的平均值定义为平均气泡直径。
[烧附条件]
各实施例、比较例的发泡绝缘层、填充层的烧附温度汇总于下述表1、2中。
Figure BDA0000450936640000131
[表2]
Figure BDA0000450936640000141
由表1可知，对于具有发泡绝缘层和其外周的含有耐局部放电性物质的填充层的实施例1～4的漆包线来说，可以确认到因发泡所致的相对介电常数的下降和局部放电起始电压的上升；另外，供电寿命、耐热性和可挠性良好。
另外，对于在内周和外周具有含有耐局部放电性物质的填充层的实施例6的漆包线、和在内周和外周的填充层和发泡绝缘层中均含有耐局部放电性物质的实施例7的漆包线来说，同样可以确认到因发泡所致的相对介电常数的下降和局部放电起始电压的上升；另外，供电寿命、耐热性和可挠性良好。
另一方面，由表2可知，不具有发泡绝缘层和含有耐局部放电物质的填充层的比较例1的局部放电起始电压、供电寿命较差。具有含有耐局部放电物质的填充层但不具有发泡绝缘层的比较例2～3的局部放电起始电压较差。具有发泡绝缘层但不具有含有耐局部放电物质的填充层的比较例4的供电寿命较差。具有发泡绝缘层和含有耐局部放电物质的填充层但耐局部放电物质的含量为40%的比较例5的可挠性较差。具有发泡绝缘层和含有耐局部放电物质的填充层但发泡绝缘层的比例为层厚的17%的比较例6的局部放电起始电压较差。
本发明的绝缘线为如图1和图2中截面图所示的截面。
实施例1～5为在发泡绝缘层的内侧和外侧具有填充层的如图2(a)中截面图所示的截面。与此相对，本发明的发泡电线可以适用于如图1(a)中的截面图所示的没有内侧填充层的情况，或者也可以适用于如图1(b)中的截面图所示的矩形的导体。
本发明不限定于上述实施方式，在本发明的技术性内容的范围内可以进行各种变更。
工业实用性
本发明可以用于以机动车为代表的各种电气/电子设备等需要耐电压性和/或耐热性的领域。本发明的绝缘线可以用于电动机或变压器等并可以提供高性能的电气/电子设备。尤其适合作为HV(混合动力车)或EV(电动车)的驱动电动机用的卷线。
以上将本发明与其实施方式一同进行了说明，但可认为，只要发明人没有特别指定，则对本发明并非限定于说明的任何细节中，应在不违反所附的权利要求书所示的发明精神和范围的前提下作出宽泛的解释。
本申请要求基于2012年3月7日在日本提出专利申请的日本特愿2010-51037的优先权，以参考的方式将其内容作为本说明书记载的一部分并入到本说明书中。
符号说明
1  导体
2  发泡绝缘层
3  耐局部放电性物质
4  填充层

Claims (10)

1.一种绝缘线，其具有导体、使热固性树脂发泡而成的发泡绝缘层、和在发泡绝缘层的外周的未发泡的填充层，其特征在于，在所述填充层中含有相对于树脂为30质量%以下的耐局部放电性物质，所述发泡绝缘层的厚度为发泡绝缘层的厚度与填充层的厚度的合计的30%以上。
2.如权利要求1所述的绝缘线，其特征在于，在所述发泡绝缘层的内周具有填充层。
3.如权利要求1或2所述的绝缘线，其特征在于，所述发泡绝缘层层积有2层以上的发泡层，所述发泡层在内外周或者单侧具有填充层。
4.如权利要求2或3所述的绝缘线，其特征在于，在所述发泡绝缘层和/或内周的填充层中含有耐局部放电性物质。
5.如权利要求1～4任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述耐局部放电性物质为二氧化钛或二氧化硅。
6.如权利要求1～5任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述发泡绝缘层和填充层由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺的任一种构成。
7.如权利要求1～6任一项所述的绝缘线，其特征在于，该绝缘线的介电常数为4以下。
8.如权利要求1～7任一项所述的绝缘线，其特征在于，所述发泡绝缘层的平均气泡直径为5μm以下。
9.一种绝缘线的制造方法，其是权利要求1～8任一项所述的绝缘线的制造方法，其特征在于，在导体上直接地或者隔着填充层涂布热固性树脂的清漆并进行烧附，使该热固性树脂的清漆在烧附工序中发泡，由此形成所述发泡绝缘层。
10.一种电子电气设备，其是将权利要求1～8任一项所述的绝缘线用于电动机或变压器而成。
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