CN104170026A - 绝缘电线和电气/电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及绝缘电线以及使用绝缘电线作为安装在电气/电子设备中的变压器的绕组线和/或引线的电气/电子设备，该绝缘电线具有被覆导体的两层以上多层绝缘层，多层绝缘层的最内绝缘层是由在300℃的储能模量为10MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，最内绝缘层以外的外侧绝缘层包含由熔点为260℃以上且在25℃的储能模量为1000MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，相邻的绝缘层之间处于如下关系：位于外侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量与位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量相等或小于位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量。

Description

绝缘电线和电气/电子设备
技术领域
本发明涉及绝缘电线和电气/电子设备，更详细而言，本发明涉及耐热性等物性优异、作为安装在电气/电子设备等中的变压器的绕组线和/或引线而有用的绝缘电线和使用该绝缘电线的变压器等电气/电子设备。
背景技术
变压器的结构是由IEC标准(International Electrotechnical CommunicationStandard，国际电工委员会标准)出版物950、65、335、601等规定的。即，这些标准中规定：1)在绕组线中被覆导体的漆包覆膜不认定为绝缘层，在一次绕组线与二次绕组线之间形成有包括辅助绝缘在内的至少3层绝缘层；或2)绝缘层的厚度为0.4mm以上，且例如一次绕组线与二次绕组线的爬电距离因施加电压不同而不同，但是为5mm以上；3)进而，对一次侧与二次侧施加3000V时可承受1分钟以上；等等。
因此，至今为止，主流变压器中一直采用如图3所示的截面结构。即如下结构：带凸缘的绕组线轴2插入至铁氧体磁芯1中，以在绕组线轴2的周边两侧端配置有用于确保爬电距离的绝缘障壁3的状态卷绕经漆包被覆的一次绕组线4后，在该一次绕组线4上卷绕至少3层绝缘胶带5，进而在该绝缘胶带5上配置用于确保爬电距离的绝缘障壁3后，同样地卷绕经漆包被覆的二次绕组线6。
然而，近年来，图2所示的不含绝缘障壁3、绝缘胶带层5的结构的变压器开始出现而取代了图3所示的截面结构的变压器。与图3所示的变压器相比，该变压器具备可以使整体小型化并且可以省略绝缘胶带5的卷绕作业等优点。
在制造图2所示的变压器时，IEC标准要求在所使用的一次绕组线4和二次绕组线6中于任一者或这两者的导体4a或6a的外周形成有3层绝缘层4b、4c和4d或者6b、6c和6d。另外，根据IEC标准，还要求在这些一次绕组线4和二次绕组线6中能够在这些绝缘层间确认相互的层间。
作为这种绕组线，已知有如下绕组线：在导体的外周卷绕绝缘胶带而形成第1层绝缘层，进而在其上卷绕绝缘胶带而依次形成第2层绝缘层、第3层绝缘层，从而形成可以确认到彼此的层间即绝缘层数的3层结构的绝缘层。另外，还已知有如下绕组线：将氟树脂依次挤出被覆于经聚胺酯漆包被覆的导体的外周，整体上将3层结构的挤出被覆层作为绝缘层(例如参见专利文献1)。
另外，作为具有多层绝缘层的绝缘电线，例如提出了一种多层绝缘电线，其是具有导体与被覆该导体的3层以上挤出绝缘层而成的多层绝缘电线，其中，绝缘层的最内层(B)由含有在150℃的焊料槽中浸渍2秒时的伸长率处于特定范围的热塑性直链聚酯树脂与乙烯系共聚物或含有环氧基的树脂而成的树脂的挤出被覆层所构成(专利文献2)。
另外，还提出了“一种多层绝缘电线，其是在导体上具有2层以上绝缘层的多层绝缘电线，其特征在于，上述绝缘层是最外层由聚酰胺树脂的挤出被覆层构成，其它层由聚醚砜的挤出被覆层构成”(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平3-56113号公报
专利文献2：日本专利第4579989号公报
专利文献3：日本特开平10-134642号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，最近对变压器的小型化的要求高，由小型化所致的变压器的发热量增大等成为问题，利用上述3层绝缘电线所具有的耐热等级B级(耐热指标130℃)所无法对应的需求大量出现。为了满足这种需求，需要开发进一步提高耐热性而具有耐热等级F级(耐热指标155℃)的耐热性绝缘电线。
另外，对于绝缘电线，除绝缘层密合而不容易剥离以外，还要求耐损伤性优异以及耐变形性强，使得能够耐受线圈成型时的冲击。
而且，绝缘电线也被用于马达等会发热的电气/电子设备；或者设置在环境温度会升降的使用环境中的电气/电子设备。因此，对于绝缘电线、尤其是在上述电气/电子设备或使用环境中所使用的绝缘电线，还要求即便反复加热也保持原本所具有的挠性的“加热前后的挠性”。
本发明的课题在于提供一种满足提高耐热性的要求、并且兼具线圈用途所要求的耐热冲击性、加热前后的挠性及耐损伤性等必要特性的具有至少两层绝缘层的绝缘电线。
进而本发明的课题在于提供一种将兼具上述必要特性的绝缘电线卷绕而成的变压器等电气/电子设备，该电气/电子设备具有即便在苛刻的加工条件、使用环境下也保持绝缘性这样的高可靠性。
用于解决问题的手段
本发明的上述课题是通过以下所示的绝缘电线及使用该绝缘电线的变压器而达成的。
(1)一种绝缘电线，其具有被覆导体的两层以上多层绝缘层，其特征在于，上述多层绝缘层的最内绝缘层是由在300℃的储能模量为10MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，上述最内绝缘层以外的外侧绝缘层包含由熔点为260℃以上、在25℃的储能模量为1000MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，相邻的绝缘层之间处于如下关系：位于外侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量与位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量相等或小于位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量。
(2)如(1)所述的绝缘电线，其特征在于，上述最内绝缘层是由选自由聚醚醚酮树脂、改性聚醚醚酮树脂和热塑性聚酰亚胺树脂组成的组中的至少一种热塑性树脂所形成的绝缘层。
(3)如(1)或(2)所述的绝缘电线，其特征在于，上述多层绝缘层的最外绝缘层的至少之一为由聚酰胺树脂形成的绝缘层。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，上述最内绝缘层是由聚醚醚酮树脂或改性聚醚醚酮树脂形成的绝缘层，上述最外绝缘层的至少之一为由聚酰胺66形成的绝缘层。
(5)一种电气/电子设备，其特征在于，使用(1)至(4)中任一项所述的绝缘电线作为安装在电气/电子设备中的变压器的绕组线和/或引线。
在本发明中，多层绝缘层的层数是根据利用显微镜对绝缘电线的截面进行观察时的层间界面来决定的。
适当参照附图并根据下述记载，可明确本发明的上述特征及优点和其它特征及优点。
发明效果
除了还充分满足耐热性等级以外，本发明的绝缘电线在线圈用途所要求的耐热冲击性、加热前后的挠性及耐损伤性方面优异。因此，根据本发明，可以提供保持耐热等级F级以上的耐热性并且耐热冲击性、加热前后的挠性及耐损伤性优异的绝缘电线。另外，使用兼具上述特性的本发明的绝缘电线的变压器等电气/电子设备即便在苛刻的加工条件、使用环境下也保持绝缘性，显示高可靠性。
附图说明
图1(a)是表示本发明的绝缘电线的一个示例的截面图，图1(b)是表示本发明的绝缘电线的另一个示例的截面图。
图2是表示将3层绝缘电线作为绕组线的结构的变压器的示例的截面图。
图3是表示现有结构的变压器的一个示例的截面图。
具体实施方式
本发明是一种绝缘电线，其具有被覆导体的两层以上多层绝缘层，其特征在于,多层绝缘层的最内绝缘层是由在300℃的储能模量为10MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，最内绝缘层以外的外侧绝缘层包含由熔点为260℃以上、在25℃的储能模量为1000MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，相邻的两层绝缘层之间处于如下关系：位于外侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量与位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量相等或小于位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量。
形成本发明的绝缘电线的各绝缘层的热塑性树脂的储能模量是使用粘弹性分析仪(Seiko Instruments公司制造：DMS200(商品名))所测定的值。具体而言，使用由形成绝缘电线的各绝缘层的热塑性树脂所制作的厚度为0.2mm的试验片，以升温速度为2℃/min和频率为10Hz的条件，记录达到25℃和300℃时的储能模量的值，并将该记录值作为热塑性树脂在25℃或300℃的储能模量。
热塑性树脂的熔点例如可通过差示扫描量热分析(DSC)进行测定。具体而言，使用热分析装置“DSC-60”(岛津制作所制造)读取使试样10mg以5℃/min的速度升温时在超过250℃的区域内观察到的由熔化引起的热量的峰值温度，作为熔点。需要说明的是，在存在两个以上峰值温度时，将温度更高的峰值温度作为熔点。
本发明的绝缘电线具备两层以上多层绝缘层作为被覆导体的绝缘层。在本发明中，构成多层绝缘层的绝缘层至少为两层，特别优选为三层。在本发明中，多层绝缘层中，将靠近导体且被覆导体的绝缘层称作最内绝缘层，将最内绝缘层以外的绝缘层称作外侧绝缘层，且将外侧绝缘层中自导体起最外侧的绝缘层称作最外绝缘层。
对本发明的绝缘电线的优选实施方式的结构进行说明。
作为其中之一的实施方式，可举出图1(a)所示的具有2层绝缘层的绝缘电线10。如图1(a)所示，该绝缘电线10具有导体11、被覆导体11的最内绝缘层12和被覆最内绝缘层12的最外绝缘层13。在该绝缘电线10中，最外绝缘层13也是外侧绝缘层。
另外，作为另一实施方式，可举出图1(b)所示的具有3层绝缘层的绝缘电线20。如图1(b)所示，该绝缘电线20具有导体21、被覆导体21的最内绝缘层22、被覆最内绝缘层22的中间绝缘层23和被覆中间绝缘层23的最外绝缘层24。在该绝缘电线20中，中间绝缘层23和最外绝缘层24形成外侧绝缘层。
需要说明的是，本发明的范围并不仅限于这些实施方式，能够在不损害本发明的精神的范围内施加各种变更。例如，最内绝缘层12或22也可以如图1所示那样直接被覆导体11或21，并且也可以隔着其它层进行被覆。
导体11可以使用金属裸线(单线)或将两条以上金属裸线绞合而成的多芯绞线等。这些绞线的绞线数可以根据高频用途随意选择。另外，在金属裸线的数量较多时，也可以不是绞线。在不是绞线时，例如可以仅将两条以上金属裸线大致平行地捆扎，或者可以在捆扎后以非常大的间距进行绞合。在任一情况下均优选导体11截面为大致圆形。对形成导体11的金属没有特别限制，例如可举出铜、铜合金等。
多层绝缘层中的最内绝缘层12或22为由结晶性热塑性树脂形成的被覆层。若最内绝缘层12或22由结晶性热塑性树脂形成，则绝缘电线发挥高耐热性。该最内绝缘层12或22为由在300℃的储能模量为10MPa以上的热塑性树脂形成的被覆层。储能模量低于10MPa的情况下无法得到绝缘电线所要求的耐热性，因此不适合作为最内绝缘层12或22。形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂的储能模量优选为50MPa以上。对该储能模量的上限没有特别限制，但是在实用上为500MPa，优选为200MPa。
形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂只要在300℃的储能模量处于上述范围内即可，对其它物性没有特别限制。例如，对于该热塑性树脂在25℃的储能模量没有特别限制，若举出该储能模量的一个示例，则可以为1500～6000MPa，进一步可以为1800～4000MPa。另外，对形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂的熔点没有特别限制，若举出该熔点的一个示例，则可以为310～400℃，进一步可以为340～390℃。若热塑性树脂在25℃的储能模量和熔点处于上述范围内，则绝缘电线发挥高耐热性。
形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂只要是在300℃的储能模量为10MPa以上的结晶性热塑性树脂即可，考虑在300℃的储能模量和结晶性而适当选择。作为这种热塑性树脂，可以举出例如聚醚醚酮树脂(以下称作PEEK)、改性聚醚醚酮树脂(以下称作改性PEEK)、热塑性聚酰亚胺树脂(以下称作热塑PI)等。在该发明中，热塑性树脂优选为选自由PEEK树脂、改性PEEK树脂和热塑性PI树脂所组成的组中的至少一种的热塑性树脂。在300℃的储能模量为10MPa以上的结晶性热塑性树脂之中，PEEK、改性PEEK、热塑聚酰亚胺的耐热老化性特别优异。另外，它们之中更优选为PEEK树脂、改性PEEK树脂。这些树脂除耐热老化性更优异以外，在室温的储能模量也高，因此耐损伤性优异。
作为热塑性聚酰亚胺树脂，可以举出例如芳香族热塑性聚酰亚胺和脂肪族热塑性聚酰亚胺。这些热塑性聚酰亚胺是使酸成分与二胺成分或二异氰酸酯成分反应而得到的。
作为热塑性聚酰亚胺树脂的酸成分，可以举出例如均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-联苯四羧酸二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、2,2'-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、1,4-二氟均苯四甲酸、1,4-双(三氟甲基)均苯四甲酸、1,4-双(3,4-二羧基三氟苯氧基)四氟苯二酐、2,2'-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽四羧酸二酐、1,2,7,8-菲四羧酸二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐等，还可以举出通过水解使它们的至少一部分开环而成的水解开环物等各成分。
作为聚酰亚胺树脂的二胺成分或二异氰酸酯成分，可以举出例如4,4'-双(3-氨基苯氧基)联苯、间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、间氨基苄胺、对氨基苄胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、双(3-氨基苯基)硫醚、双(4-氨基苯基)硫醚、(3-氨基苯基)(4-氨基苯基)硫醚、双(3-氨基苯基)亚砜、双(4-氨基苯基)亚砜、(3-氨基苯基)(4-氨基苯基)亚砜、双(3-氨基苯基)砜、双(4-氨基苯基)砜、(3-氨基苯基)(4-氨基苯基)砜、3,3'-二氨基二苯甲酮、4,4'-二氨基二苯甲酮、3,4'-二氨基二苯甲酮、3,3'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯甲烷、3,4'-二氨基二苯甲烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、1,1-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3-(3-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]亚砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]亚砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、1,4-双[4-(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、1,3-双[4-(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、4,4'-双[3-(4-氨基苯氧基)苯甲酰基]二苯醚、4,4'-双[3-(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]二苯醚、4,4'-双[4-(4-氨基-α,α-二甲基苄基)苯氧基]二苯甲酮、4,4'-双[4-(4-氨基-α,α-二甲基苄基)苯氧基]二苯砜、双[4-{4-(4-氨基苯氧基)苯氧基}苯基]砜、1,4-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-双[4-(4-氨基-6-三氟甲基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-双[4-(4-氨基-6-氟苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-双[4-(4-氨基-6-甲基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-双[4-(4-氨基-6-氰基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、3,3'-二氨基-4,4'-二苯氧基二苯甲酮、4,4'-二氨基-5,5'-二苯氧基二苯甲酮、3,4'-二氨基-4,5'-二苯氧基二苯甲酮、3,3'-二氨基-4-苯氧基二苯甲酮、4,4'-二氨基-5-苯氧基二苯甲酮、3,4'-二氨基-4-苯氧基二苯甲酮、3,4'-二氨基-5'-苯氧基二苯甲酮、3,3'-二氨基-4,4'-苯氧基二苯甲酮、4,4'-二氨基-5,5'-二苯氧基二苯甲酮、3,4'-二氨基-4,5'-二苯氧基二苯甲酮、3,3'-二氨基-4-苯氧基二苯甲酮、4,4'-二氨基-5-二苯氧基二苯甲酮、3,4'-二氨基-4-二苯氧基二苯甲酮、3,4'-二氨基-5'-二苯氧基二苯甲酮、1,3-双(3-氨基-4-苯氧基苯甲酰基)苯、1,4-双(3-氨基-4-苯氧基苯甲酰基)苯、1,3-双(4-氨基-5-苯氧基苯甲酰基)苯、1,4-双(4-氨基-5-苯氧基苯甲酰基)苯、1,3-双(3-氨基-4-二苯氧基苯甲酰基)苯、1,4-双(3-氨基-4-二苯氧基苯甲酰基)苯、1,3-双(4-氨基-5-二苯氧基苯甲酰基)苯、1,4-双(4-氨基-5-二苯氧基苯甲酰基)苯、2,6-双[4-(4-氨基-α,α-二甲基苄基)苯氧基]苯甲腈、6,6'-双(2-氨基苯氧基)-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚、6,6'-双(3-氨基苯氧基)-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚、6,6'-双(3-氨基苯氧基)-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚等以及具有异氰酸酯基代替它们中氨基的二异氰酸酯等各成分。
优选将这些热塑性树脂与导体11或21一并挤出成型来形成最内绝缘层12或22。需要说明的是，还可以将在这些热塑性树脂中混合有各种添加剂的树脂组成物挤出成型来形成最内绝缘层12或22。此时混合的各种添加剂可以没有特别限制地举出热塑性树脂组成物中通常所添加的添加剂。
最内绝缘层12或22以外的外侧绝缘层为由结晶性热塑性树脂形成的被覆层。若外侧绝缘层由结晶性热塑性树脂形成，则绝缘电线发挥高耐热性。该外侧绝缘层即绝缘电线10的最外绝缘层13、以及绝缘电线20的中间绝缘层23和最外绝缘层24均为由熔点为260℃以上、在25℃的储能模量为1000MPa以上的热塑性树脂形成的被覆层。该热塑性树脂的熔点低于260℃的情况下，则无法得到绝缘电线所要求的耐热性，或者因绝缘层的熔融而使绝缘电线的挠性进一步降低，因此不适合作为外侧绝缘层。热塑性树脂的熔点优选为270℃以上。虽然没有特别限制，但熔点在实用上优选为390℃以下，进一步优选为与形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂的熔点相等或小于形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂的熔点，例如优选为350℃以下。
热塑性树脂的储能模量低于1000MPa的情况下，则无法得到绝缘电线所要求的耐热性及耐损伤性，因此不适合作为外侧绝缘层。从使绝缘电线发挥更高的耐损伤性的方面考虑，热塑性树脂的储能模量优选为1500MPa以上。对于该储能模量没有特别限制，实用上为5000MPa以下，优选为4000MPa以下。
此处，优选形成最外绝缘层的热塑性树脂中不包含形成最内绝缘层的热塑性树脂，最外绝缘层和最内绝缘层分别由在25℃的储能模量不同的热塑性树脂形成。对于构成多层绝缘层的其它层彼此而言，只要利用储能模量同等或更小的热塑性树脂形成位于外侧的绝缘层即可。
该发明的绝缘电线在包括最内绝缘层在内的相邻绝缘层之间处于如下关系：位于外侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量与位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量相等或小于位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量。
在绝缘电线10和20中，外侧绝缘层由在25℃的储能模量具有小于形成最内绝缘层12或22的热塑性树脂的储能模量的值的热塑性树脂形成。如此，若外侧绝缘层由具有小于最内绝缘层12或22的储能模量的热塑性树脂形成，则可以得到层间密合性较高而难以剥离且加热前后的挠性也优异的绝缘电线。对于在储能模量不同时最内绝缘层12或22的储能模量与外侧绝缘层的差值没有特别限制，例如可以为500～5000MPa。
绝缘电线20中，在中间绝缘层23与最外绝缘层24之间储能模量也具有同样的关系。即，相邻的中间绝缘层23与最外绝缘层24这两层之间处于如下关系：最外绝缘层24的热塑性树脂在25℃的储能模量与中间绝缘层23在25℃的储能模量相等或小于中间绝缘层23在25℃的储能模量。如此，若上述关系在相邻的两层外侧绝缘层之间成立，则可以得到层间密合性高而难以剥离且加热前后的挠性也优异的绝缘电线。由此，本发明的绝缘电线的层间密合性高而难以剥离且加热前后的挠性也优异。该层间密合性也会对电线的耐损伤性造成影响。需要说明的是，对于形成内外相邻的两层外侧绝缘层的热塑性树脂彼此的储能模量的差值并无特别限制，例如可以为0～2000MPa。
如此，作为本发明的优选实施方式的绝缘电线10和绝缘电线20，包括最内绝缘层12及22在内的相邻两层绝缘层之间处于如下关系：位于外侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量与位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量相等或小于位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量。除此以外，最内绝缘层12和22与最外绝缘层13和24之间处于如下关系：最外绝缘层13和24在25℃的储能模量小于最内绝缘层12和22的热塑性树脂在25℃的储能模量。
通过满足关于在25℃的储能模量的这种关系，以更高的水平均衡地发挥耐热冲击性、加热前后的挠性和耐损伤性。
形成外侧绝缘层13、23和24的热塑性树脂只要是熔点为260℃以上、在25℃的储能模量为1000MPa以上的结晶性热塑性树脂即可。这种热塑性树脂可以考虑熔点、在25℃的储能模量和结晶性等而适当选择。作为这种热塑性树脂，可以举出PEEK树脂、改性PEEK树脂、热塑性PI树脂、聚苯硫醚树脂(以下记作PPS)、间规聚苯乙烯树脂(以下记作SPS)和聚酰胺树脂(以下记作PA)等。热塑性聚酰亚胺树脂如上所述。PA可以举出例如可聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚邻苯二甲酰胺等。该热塑性树脂优选为选自由PPS、SPS及PA所组成的组中的至少1种，更优选为PA，特别优选为聚酰胺66(还记作PA66)。
形成最内绝缘层12和22以及外侧绝缘层13、23和24的热塑性树脂还可以使用市售品。可以举出例如作为PEEK的Victrex Japan公司制造的PEEK450G(商品名，在25℃的储能模量：3840MPa，在300℃的储能模量：187MPa，熔点：345℃)、作为改性PEEK的Solvay公司制造的AvaSpire AV-650(商品名，在25℃的储能模量：3700MPa，在300℃的储能模量：144MPa，熔点：340℃)或者AV-651(商品名，在25℃的储能模量：3500MPa，在300℃的储能模量：130MPa，熔点：345℃)、作为热塑PI的三井化学公司的AURUM PL450C(商品名，在25℃的储能模量：1880MPa，在300℃的储能模量：18.9MPa，熔点：388℃)、作为PPS的Polyplastics公司制造的FORTRON 0220A9(商品名，在25℃的储能模量：2800MPa，在300℃的储能模量：＜10MPa，熔点：278℃)或DIC公司制造的PPS FZ-2100(商品名，在25℃的储能模量：1600MPa，在300℃的储能模量：＜10MPa，熔点：275℃)、作为SPS的出光兴产公司制造的XAREC S105(商品名，在25℃的储能模量：2200MPa，熔点：280℃)、作为PA的Unitika公司制造的聚酰胺66FDK-1(商品名，在25℃的储能模量：1200MPa，在300℃的储能模量：＜10MPa，熔点：265℃)、Unitika公司制造的聚酰胺46F-5000(商品名，在25℃的储能模量：1100MPa，熔点：292℃)、三井石油化学公司制造的聚酰胺6T ARLEN AE-420(商品名，在25℃的储能模量：2400MPa，熔点：320℃)、Kuraray公司制造的聚酰胺9T GENESTAR N1006D(商品名，在25℃的储能模量：1400MPa，熔点：262℃)等市售品。
外侧绝缘层13、23和24分别优选为将上述热塑性树脂与形成有最内绝缘层11或21的导体11或21一并挤出成型而形成。需要说明的是，外侧绝缘层13、23和24还可以将在热塑性树脂中混合有各种添加剂的树脂组成物挤出成型而形成。此时所混合的各种添加剂如上文中所述。
需要说明的是，只要多层绝缘层具有最内绝缘层12和22以及外侧绝缘层13、23和24，就还可以具有不属于这些层的绝缘层、即由并非形成最内绝缘层12和22以及外侧绝缘层13、23和24的热塑性树脂的热塑性树脂形成的绝缘层。形成该绝缘层的热塑性树脂的熔点优选为250℃以上。
对于本发明的绝缘电线而言，利用常规方法在导体的外周挤出被覆所需厚度的第1层绝缘层(即最内绝缘层)，接着，在该第1层绝缘层的外周挤出被覆所需厚度的第2层，进而根据需要在该第2层绝缘层的外周挤出被覆所需厚度的第3层，利用如此重复进行挤出被覆的方法依次挤出被覆绝缘层，由此制造本发明的绝缘电线。以这种方式形成的多层绝缘层的整体厚度优选设为以全部层计处于50～180μm的范围内。若多层绝缘层的整体厚度过薄，则有时所得的绝缘电线的电特性下降较大而不适于实用，反之若过厚，则有时不适于小型化而使线圈加工变困难等。多层绝缘层全部层的厚度的进一步优选的范围为60～150μm。此时，构成多层绝缘层的各绝缘层的厚度优选从20～60μm的范围内选择，使得全部层的厚度处于上述范围内。
关于多层绝缘层的厚度，若重视绝缘电线的挠性，则最内绝缘层的厚度优选为处于上述范围内且薄于外侧绝缘层的厚度。
本发明的绝缘电线发挥以往无法实现的耐热等级F级以上的高耐热性，而且耐热冲击性、耐损伤性及加热前后的挠性也优异。具有上述特性的本发明的绝缘电线除了以往用途以外，还可以用于会发热的电气/电子设备或设置在环境温度会升降的环境下的电气/电子设备，具体而言，在线圈用途、尤其是要求耐热等级F级(耐热指标155℃)的耐热性的线圈用途中有用。
作为使用本发明的绝缘电线、例如图1所示的绝缘电线10及20的优选的变压器的一个实施方式，可以举出图2所示的变压器。该变压器为小型变压器，具体而言，在插入至铁氧体磁芯1中的绕组线轴2内并不组装绝缘障壁或绝缘胶带层，而是卷绕本发明的绝缘电线作为一次绕组线4和二次绕组线6。该变压器由于使用本发明的绝缘电线，故而电特性优异，不仅在以往的加工条件和使用环境下保持绝缘性且发挥高可靠性，而且在苛刻的加工条件、使用环境下还保持绝缘性且发挥高可靠性。另外，本发明的绝缘电线还可以用于其它类型的变压器，例如还可以应用于图3所示的以往结构的变压器。因此，本发明的变压器除图2所示的优选变压器以外，还包括图3所示的以往结构的变压器。
[实施例]
下面，示出用于更具体地说明本发明的实施例，但实施例不限定本发明的范围。
[实施例1～10和比较例1～6]
在实施例1和2以及比较例1中制造图1(a)所示的绝缘电线10，在实施例3～10和比较例2～6中制造图1(b)所示的绝缘电线20。在这些实施例和比较例中，表1的“第1层”相当于绝缘电线的“最内绝缘层”。另外，表1的“第2层”在实施例1和2以及比较例1中相当于“最外绝缘层”，在实施例3～10和比较例2～6中相当于“中间绝缘层”。表1的“第3层”在实施例3～10和比较例2～6中相当于“最外绝缘层”。
准备线材直径为1.0mm的软铜线作为导体。将表1所示的各层热塑性树脂以达到表1所示的膜厚的方式分别依次挤出至导体上而被覆导体，制造具有导体11或21、最内绝缘层12或22、根据需要的中间绝缘层23和最外绝缘层13或24的绝缘电线10或20。
关于所制造的绝缘电线，对下述所示的各种特性进行试验。
下面示出实施例1～10和比较例1～6中所使用的热塑性树脂，并且将它们的熔点、在25℃的储能模量、在300℃的储能模量示于表1。需要说明的是，所使用的热塑性树脂均为结晶性。
PEEK：PEEK450G(商品名，Victrex公司制造)
改性PEEK：AvaSpire AV-650(商品名，Solvay公司制造)
热塑PI：AURUM PL450C(商品名，三井化学公司制造)
PPS：DIC-PPS FZ-2100(商品名，DIC公司制造)
SPS：XAREC S105(商品名，出光兴产公司制造)
PA66：FDK-1(商品名，Unitika公司制造)
PBN：TQB-KT(商品名，帝人化成公司制造)
ETFE：Fluon ETFE C-55AP(商品名，旭硝子公司制造)
(A)热冲击(Annex3.0kV)试验
利用依据IEC标准60950的试验方法对实施例和比较例中制造的各绝缘电线的热冲击性进行评价。即，在施加9.4kg的负荷的同时在直径为10mm的心轴上卷10圈绝缘电线，在250℃加热1小时，进而进行3次在175℃加热21小时并在225℃加热3小时的循环加热，进而在30℃、湿度95％的环境中保持48小时。之后以3000V施加电压1分钟，若不短路则判定为合格。之后进行加压直至被破坏，结果将破坏电压为4000V以上的情况用“◎”表示，将破坏电压为4000V以下的情况用“○”表示。对于判定而言，利用5个样品(n＝5)进行评价，只要有1个发生短路则记作不合格，用“×”表示。需要说明的是，若在该热冲击试验中为“合格(评价为○以上)”，则满足线圈用途所要求的耐热冲击性。另外，可以容易地知道能够满足近年来绝缘电线所要求的耐热等级F级(耐热指标155℃)的耐热性。
(B)挠性试验
对所得到的绝缘电线在加热后的挠性进行评价。将绝缘电线在250℃加热30分钟，冷却后在直径10mm的心轴棒上以线与线相接触的方式紧密地卷绕10圈，利用显微镜以50倍进行观察。若在绝缘电线的绝缘层上未观察到裂纹或覆膜隆起等异常则记作合格，在表1中用“○”表示。将在绝缘电线的绝缘层上观察到裂纹或覆膜隆起等异常的情况记作不合格，在表1中用“×”表示。需要说明的是，在绝缘电线中，加热后的挠性试验为加速试验(苛刻条件下的试验)，因此如果在250℃加热30分钟后的挠性试验中为“合格”，当然在250℃加热30分钟前的挠性试验也会“合格”。
(C)耐损伤性(往复磨损试验)
耐损伤性是使用往复磨损试验机通过往复磨损试验进行评价。该往复磨损试验机利用针施加一定负荷划擦绝缘电线的表面，测定使覆膜表面产生导体露出的次数，由此可以评价覆膜强度。将负荷设为500g，利用往复磨损次数是否达到50次来评价耐损伤性。将往复磨损次数为50次以上的情况记作合格，在表1中用“○”表示。将次数为70次以上的情况记作耐损伤性特别优异，在表1中用“◎”表示。将往复磨损次数低于50次的情况记作不合格，在表1中用“×”表示。
如表1所示，形成最内绝缘层和外侧绝缘层的热塑性树脂满足本发明的条件的实施例1～10的绝缘电线无论是两层绝缘层或三层绝缘层，其电耐热性试验、加热后的挠性试验、往复磨损试验中任一项均合格。由此可知，根据实施例1～10，可以制造满足提高耐热性的要求且兼具线圈用途所要求的耐热冲击性、加热前后的挠性和耐损伤性等必要特性的绝缘电线。
尤其是在最外绝缘层使用聚酰胺树脂时，得到耐损伤性更优异的结果。因此可知，如实施例3、5、6、8和10所示的那样在最内绝缘层使用PEEK树脂或改性PEEK树脂且在最外绝缘层使用聚酰胺树脂的构成最能够得到加热前后的挠性和耐损伤性等必要特性。
另外，与实施例1和2的具有两层绝缘层的绝缘电线相比，实施例3～10的具有三层绝缘层的绝缘电线的各绝缘层间的储能模量之差减小，可以根据需要形成薄的储能模量较高的最内绝缘层12，因而加热前后的挠性更进一步提高。因此，如果以在绝缘电线中进一步提高挠性为目的，优选使多层绝缘层为三层结构。
如此，本发明的绝缘电线兼具必要特性，因而具备本发明的绝缘电线的电气/电子设备即便在苛刻的加工条件、使用环境下也发挥保持绝缘性的高可靠性。
另一方面，比较例1和2的绝缘电线的最内绝缘层并非由具有充分耐热性的树脂形成，因而热冲击性试验、即电耐热性差。另外，比较例2的绝缘电线的外侧绝缘层由具有大于最内绝缘层的储能模量的热塑性树脂形成，因而在挠性试验中观测到覆膜隆起，层间密合力较低。
比较例3的绝缘电线的最外绝缘层由具有大于中间绝缘层的储能模量的热塑性树脂形成，并且比较例4的绝缘电线的中间绝缘层由具有大于最内绝缘层的储能模量的热塑性树脂形成，因而与比较例2同样，层间密合力较低。另外，由于产生覆膜隆起的影响，虽然在最外绝缘层使用储能模量高的热塑性树脂，但是耐损伤性低于实施例1、5等的结果。
比较例5的绝缘电线的中间绝缘层和最外绝缘层为熔点260℃以下的树脂，覆膜由于加热而发生熔融，因此加热后的挠性较差。
比较例6的绝缘电线的最外绝缘层由具有低于1000MPa的储能模量(25℃)的热塑性树脂形成，因而耐损伤性较差。
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，则在用于说明本发明的任何细节中均不限定本发明，在不违反所附权利要求所示的发明宗旨和范围的条件下，应该作最大范围的解释。
本发明主张基于2012年11月30日在日本提出专利申请的特愿2012-263748的优先权，本申请参考上述专利申请的内容，将其内容作为本说明书记载的一部分引入至本申请说明书中。
符号说明
1：铁氧体磁芯
2：绕组线轴
3：绝缘障壁
4：一次绕组线
4a：导体
4b、4c、4d：绝缘层
5：绝缘胶带
6：二次绕组线
6a：导体
6b、6c、6d：绝缘层
10、20：绝缘电线
11、21：导体
12、22：最内绝缘层
13、24：最外绝缘层
23：中间绝缘层

Claims (5)

1.一种绝缘电线，其具有被覆导体的两层以上多层绝缘层，其特征在于，
所述多层绝缘层的最内绝缘层是由在300℃的储能模量为10MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，
所述最内绝缘层以外的外侧绝缘层包含由熔点为260℃以上、在25℃的储能模量为1000MPa以上的结晶性热塑性树脂形成的绝缘层，
相邻的绝缘层之间处于如下关系：位于外侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量与位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量相等或小于位于内侧的绝缘层的热塑性树脂在25℃的储能模量。
2.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，所述最内绝缘层是由选自由聚醚醚酮树脂、改性聚醚醚酮树脂和热塑性聚酰亚胺树脂组成的组中的至少一种热塑性树脂所形成的绝缘层。
3.如权利要求1或2所述的绝缘电线，其特征在于，所述多层绝缘层的最外绝缘层的至少之一为由聚酰胺树脂形成的绝缘层。
4.如权利要求1～3中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，所述最内绝缘层是由聚醚醚酮树脂或改性聚醚醚酮树脂形成的绝缘层，所述最外绝缘层的至少之一为由聚酰胺66形成的绝缘层。
5.一种电气/电子设备，其特征在于，使用权利要求1～4中任一项的绝缘电线作为安装在电气/电子设备中的变压器的绕组线和/或引线。
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