CN106104707A - 绝缘电线、马达线圈、电气/电子设备和绝缘电线的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为绝缘电线及其制造方法、马达线圈和电气/电子设备,该绝缘电线在至少1条短边两端的角部的曲率半径r为0.6mm以下的截面矩形导体上依次具有至少1层热固化性树脂层和至少1层热塑性树脂层,热固化性树脂层的角部的厚度t1和热塑性树脂层的角部的厚度t2满足以下述式1表示的关系。式1:t2/t1<1。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝缘电线、马达线圈、电气/电子设备和绝缘电线的制造方法。
背景技术
与以往的电气设备相比,对于近年的电气设备要求更进一步提高各种性能,例如耐热性、机械特性、化学特性、电气特性、可靠性等。其中,对于用作宇宙用电气设备、飞机用电气设备、原子能用电气设备、能源用电气设备、汽车用电气设备用的磁导线的漆包线等绝缘电线,要求优异的耐磨耗性、耐热老化特性、耐溶剂性。例如,在近年的电气设备中,有时要求能够长时间维持优异的耐热老化特性。
此外,对于以马达或变压器为代表的电气设备而言,近年来,设备的小型化和高性能化正在发展。因此,对绝缘电线进行绕线加工(线圈加工),将电线压入至非常狭窄的部分来进行使用的各种使用方法较为常见。具体而言,即使说该马达等旋转机的性能由能够将多少根对绝缘电线进行线圈加工而得到的绕线放入定子槽中,来决定也不为过。其结果为,对于提高导体的截面积相对于定子槽截面积的比例(后述的占空系数)的要求非常高。
基于以上理由,作为提高占空系数的手段,最新使用了导体的截面形状类似于四边型(正方形或长方形)的扁平线。扁平线的使用对于提高占空系数显示出显著效果,但是截面扁平的角部对于线圈加工等弯曲加工极其弱。因此,存在皮膜由于施加较强压力的加工而破裂的问题。可知,特别是该角部的曲率半径越小,则越容易产生由于该弯曲加工所导致的皮膜的破裂。
进一步,对于马达等中使用的、对绝缘电线进行加工而得到的线圈而言,随着近年来马达的高效率化,要求其对应高电流。具体而言,由于电流在线圈中流动导致高温,因此对于线圈而言,要求上述的耐热老化特性。此外,由于振动等发生脆化时,导致绝缘击穿,因此即使在持续加热的环境下使用,也需要维持作为线圈所要求的可挠性等。
专利文献1中为了解决局部放电的问题,尝试增厚绝缘皮膜,提出了在漆包线的外侧设置相对介电常数低的热塑性树脂作为被覆树脂。
但是,增厚绝缘皮膜会降低小型化的设备中的占空系数,因此需要进行一些改善。
专利文献2中为了缓和截面为大致四边形状的绝缘电线的角部与邻接的电线的平坦部邻接或接触时产生的电场集中,提出了使该绝缘电线的绝缘被覆层的曲率半径小于规定值。
但是,专利文献2中没有关于上述耐热老化特性的记载。
专利文献3中为了解决局部放电的问题,尝试了增大扁平线的绝缘皮膜的厚度。提出了例如在漆包扁平线上被覆热塑性树脂。但是,增厚绝缘皮膜会降低占空系数。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4177295号公报
专利文献2:日本专利第5137749号公报
专利文献3:日本专利第5196532号公报
发明内容
发明所要解决的课题
据认为,为了今后进一步的高占空系数化,要求使导体的曲率半径更小。但是,导体的角部的曲率半径减小时,在绝缘电线的绝缘被覆层容易因弯曲加工而产生破裂。
从该观点出发,本发明人着眼于使边缘面弯曲的沿边弯曲加工性(エッジワイズ曲げ加工性),进一步反复研究,结果发现:即使在导体的角的曲率半径较小的情况下,通过绝缘被覆层具有特定的构成,也可以提高绝缘电线的弯曲加工性、特别是使边缘面弯曲的沿边弯曲的弯曲加工性。
此处所说的“边缘面”是指扁平线的横截面的短边在轴线方向连续形成的面。另一方面,“平坦面”为扁平线的横截面的长边在轴线方向连续形成的面。
本发明是为了解决上述问题而完成的,本发明的目的在于提供一种即使导体的角的曲率半径较小,也能够耐受沿边弯曲,提高电气设备中的占空系数的绝缘电线及其制造方法。进一步本发明的目的在于提供一种沿边弯曲加工性、占空系数并且耐热老化特性也优异的绝缘电线及其制造方法。此外,本发明的目的在于提供一种使用了上述优异性能的绝缘电线的马达线圈和电气/电子设备。
用于解决课题的手段
本发明的课题利用下述手段解决。
(1)一种绝缘电线,该绝缘电线在至少1条短边两端的角部的曲率半径r为0.6mm以下的截面矩形导体上依次具有至少1层热固化性树脂层和至少1层热塑性树脂层,
其特征在于,所述热固化性树脂层的所述角部的厚度t1和所述热塑性树脂层的所述角部的厚度t2满足以下述式1表示的关系。
式1:t2/t1<1
(2)如(1)所述的绝缘电线,其特征在于,所述角部的曲率半径r为0.40mm以下,且所述t1和t2满足以下述式2表示的关系。
式2:t2/t1≤0.7
(3)如(1)或(2)所述的绝缘电线,其特征在于,所述t1为50μm以上。
(4)如(1)~(3)中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,所述热固化性树脂层在25℃的拉伸弹性模量大于所述热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量。
(5)如(1)~(4)中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,所述热固化性树脂层在25℃的拉伸弹性模量与所述热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量之差(“热固化性树脂层在25℃的拉伸弹性模量”-“热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量”之差)为250MPa以上,且所述热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量大于2,500MPa。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,构成所述热塑性树脂层的树脂的至少1种为选自由聚醚醚酮、改性聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺和芳香族聚酰胺组成的组中的热塑性树脂。
(7)如(1)~(6)中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,在所述热塑性树脂层与所述热固化性树脂层之间具有由非晶性热塑性树脂构成的中间层。
(8)一种马达线圈,其特征在于,其是所述(1)~(7)中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而得到的。
(9)一种电气/电子设备,其特征在于,其是使用所述(1)~(7)中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。
(10)一种绝缘电线的制造方法,其为在至少1条短边两端的角部的曲率半径r为0.6mm以下的截面矩形导体上依次具有至少1层热固化性树脂层和至少1层热塑性树脂层的绝缘电线的制造方法,其中,其包括:
对所述热固化性树脂层进行烘烤的工序;和
将所述热塑性树脂层挤出成型的工序,
从而使所述热固化性树脂层的角部的厚度t1与所述热塑性树脂层的角部的厚度t2满足以下述式1表示的关系。
式1:t2/t1<1
在本说明书中,有时也将“截面矩形导体”简称为“导体”。此外,“导体的角部”是指以规定曲率半径形成的导体的曲部。
在本说明书中,“热固化性树脂层的角部”是指被覆导体角部的热固化性树脂层的部位,“热塑性树脂层的角部”是指对被覆导体角部的热固化性树脂层进一步进行被覆的热塑性树脂层的部位。此外,“中间层的角部”是指对被覆导体角部的热固化性树脂层进一步进行被覆的中间层的部位。
此外,在本说明书中,“边部”是指各层的角部以外的边或面。
此外,在本说明书中,截面矩形导体是指包含横截面在角部具有后述的曲率半径的大致长方形的导体、和横截面在角部具有后述的曲率半径的大致正方形的导体这两者。
需要说明的是,在本说明书中,将热固化性树脂层、热塑性树脂层和任意的中间层等复合层称为绝缘层。
发明效果
根据本发明,能够提供一种占空系数、边缘面的加工性即沿边弯曲试验优异的绝缘电线及其制造方法。进一步,根据本发明,能够提供一种占空系数、沿边弯曲加工性和耐热老化特性优异的绝缘电线及其制造方法。此外,能够提供一种使用了优异性能的绝缘电线的马达线圈和电气/电子设备。
对于本发明的上述以及其他特点和优点,适当参照附图,并根据下述记载会更加明确。
附图说明
图1的(a)为本发明的一个实施方式的绝缘电线的示意性截面,图1的(b)为由曲率半径小于图1的(a)的导体角部的曲率半径的导体构成的本发明的绝缘电线的一个实施方式的截面图。
图2为示出截面矩形导体的一条短边两端的角部具有大于0的曲率半径的本发明的绝缘电线的一个实施方式的截面图。
图3为示出在热固化性树脂层与热塑性树脂层之间具有中间层的本发明的绝缘电线的一个实施方式的示意性截面图。
图4为示出在未设置切口的沿边试验中绝缘皮膜产生破裂的情况的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的绝缘电线的优选实施方式进行说明。
在图1的(a)中示出了截面图的本发明的绝缘电线的实施方式中,该绝缘电线具有导体1、被覆导体1外周面的由热固化性树脂构成的热固化性树脂层2、被覆热固化性树脂层2外周面的由热塑性树脂构成的热塑性树脂层3而成。需要说明的是,在图1的(a)和(b)中,t1表示热固化性树脂层的厚度,t2表示热塑性树脂层的厚度。
在图1的(a)和(b)中,对于连接导体的中心与以导体角部的曲率半径r表示的圆的中心的直线,(i)自与导体外周的线相交的点至与热固化性树脂层外周的线相交的点为止的距离为t1,(ii)自与所述热固化性树脂层外周的线相交的点至与热塑性树脂层外周相交的点为止的距离为t2。
在图1的(b)中示出了截面图的本发明的绝缘电线的实施方式为使用截面的角部的曲率半径小于图1的(a)的导体1的曲率半径的矩形导体作为导体1的绝缘电线,热固化性树脂层与热塑性树脂层在全周方向满足膜厚的条件。除此之外,与图1的(a)中所示的绝缘电线同样。
图2为作为导体1的截面矩形导体的4个角部中,一条短边两端的角部具有超过0的曲率半径的实施方式的绝缘电线的截面图。除了导体的角部以外,与图1的(a)(b)中所示的绝缘电线同样。
在图3中示出了截面图的本发明的绝缘电线的实施方式中,在热固化性树脂层2与热塑性树脂层3之间存在中间层4。除此之外,基本上与图1的(a)(b)、图2中所示的绝缘电线同样。
需要说明的是,在图3中,t3表示中间层的厚度。
在图3中,对于连接导体的中心与以导体角部的曲率半径r表示的圆的中心的直线,在其延长线上,(i’)自与导体外周的线相交的点至与热固化性树脂层外周的线相交的点为止的距离为t1,(ii’)自与所述热固化性树脂层外周的线相交的点至与中间层外周相交的点为止的距离为t3,(iii’)自与所述中间层外周相交的点至与热塑性树脂层外侧的外周相交的点为止的距离为t2。
图4示出在绝缘被覆层未设置切口的沿边试验中热固化性树脂层产生皮膜破裂的情况。这是通过外侧的皮膜破裂而能够确认作为绝缘电线的加工性的不良程度的手法之一。
<<绝缘电线>>
本发明的绝缘电线在导体上依次具有热固化性树脂层(A)(也称为漆包烘烤层)和热塑性树脂层(B)。此外,本发明的绝缘电线可以在热固化性树脂层(A)与热塑性树脂层(B)之间设置中间层,例如作为粘接层的非晶性树脂层(C)。本发明的绝缘电线由在该热固化性树脂层(A)的外周具有至少热塑性树脂层(B)(也称为挤出被覆树脂层)的层积树脂被覆的绝缘电线构成。
需要说明的是,这些层可以为1层,也可以由2层以上的多层构成。
以下,从导体依次进行说明。
<导体>
作为本发明中所用的导体,只要其材质具有导电性即可,可以举出例如铜、铜合金、铝、铝合金等,但本发明不限于此。导体为铜的情况下,例如为了焊接而利用热使其熔融的情况下,从防止含有氧导致焊接部分产生孔隙的观点出发,铜优选为99.96%以上、且氧含有量优选为30ppm以下、更优选为20ppm以下的低氧铜或无氧铜是适宜的。导体为铝的情况下,从所需机械强度的方面出发,可以使用各种铝合金,但对于例如旋转电机那样的用途,得到高电流值的纯度99.00%以上的纯铝是适宜的。
对于本发明中使用的导体而言,优选的截面形状为扁平形状。扁平形状的导体与圆形的导体相比较,对于定子槽的占空系数高。因此,在这样的用途中优选扁平形状的导体。
在抑制从角部的局部放电的方面,期望扁平形状的导体为例如图1的(a)和(b)所示那样的在4角设置有倒角(曲率半径r)的形状。
从后述的占空系数的观点出发,曲率半径r优选为0.60mm以下,更优选为0.20~0.40mm的范围。
导体的尺寸根据用途来决定,因此对其没有特别限制,对于一边的长度,宽度(长边)优选为1.0mm~5.0mm,更优选为1.4mm~4.0mm,厚度(短边)优选为0.4mm~3.0mm,更优选为0.5mm~2.5mm。此外,截面长方形比截面正方形更常见。对于导体的尺寸没有特别限定,宽度(长边)与厚度(短边)的长度比例优选为1:1~4:1。
需要说明的是,在本发明使用的截面矩形导体的截面中,宽度与厚度可以为相同的长度,即可以为大致正方形。截面矩形导体的截面为大致正方形的情况下,长边是指截面矩形导体的截面的一组对置的两条边,短边是指另一组对置的两条边。
(占空系数)
在本说明书中,占空系数是指,计算按照绝缘电线的长边彼此、短边彼此相接的方式进行马达成型时的线圈内的导体占空系数而得到的值。通过使该导体占空系数较高,可提高进行线圈成型时的占空系数,制造高效率的马达。在本说明书中,占空系数利用下述式计算。
占空系数(%)=〔([导体的长边长度]×[导体的短边长度])-{([导体角的曲率半径]×2)2-[导体角的曲率半径]2×π}〕/([绝缘电线的长边长度]×[绝缘电线的短边长度])×100
作为一例,在长边长度3.0mm、短边长度1.9mm、角的曲率半径为0.30mm的导体的平坦面上进行厚度100μm的绝缘被覆,得到的绝缘电线的占空系数为75%。
<热固化性树脂层(A)>
在本发明中,漆包烘烤层具有至少1层由热固化性树脂构成的热固化性树脂层(A)。通常,漆包烘烤层是在导体上多次对树脂清漆进行涂布、烘烤而形成的。
涂布树脂清漆的方法可为常用方法,例如可以为下述方法:使用形状与导体形状相似的清漆涂布用模具的方法;或,导体截面形状为四边形的情况下,使用形成为井字状的被称为“通用模具”的模具的方法。这些涂布有树脂清漆的导体仍是利用常用方法在烘烤炉中烘烤得到的。具体的烘烤条件受其使用的炉的形状等影响,若为大约5m的自然对流式竖型炉,则可基于在400℃~650℃、将通过时间设定为10秒~90秒而达成。
需要说明的是,热固化性树脂层(A)即漆包烘烤层可以直接设置在导体的外周,也可以隔着例如绝缘层设置在导体的外周。该情况下,在图1~3中,省略了该绝缘层。
热固化性树脂清漆的热固化性树脂为能够在导体1上涂布并烘烤而形成绝缘皮膜的热固化性树脂,可以使用聚酰亚胺、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、聚酯、聚苯并咪唑、聚酯酰亚胺、三聚氰胺树脂、环氧树脂等。热固化性树脂层2中可以使用弹性模量高的热固化性树脂。
这些之中,优选聚酯(PEst)、聚酯酰亚胺(PEsI)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI),从绝缘电线的耐热老化特性的观点出发,更优选聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)。
对于聚酰亚胺(PI)没有特别限制,可以使用全芳香族聚酰亚胺和热固化性芳香族聚酰亚胺等通常的聚酰亚胺树脂。例如可以使用市售品(Unitika社制、商品名:U imide;宇部兴产社制、商品名:U-varnish;日立化成社制、商品名:HCI系列);或可以使用下述聚酰亚胺树脂:通过常用方法,使用在极性溶剂中使芳香族四羧酸二酐和芳香族二胺类反应而得到的聚酰胺酸溶液,通过形成被覆时的烘烤时的加热处理进行酰亚胺化,从而得到聚酰亚胺树脂。
聚酰胺酰亚胺(PAI)可以使用市售品(例如日立化成社制、商品名:HI406;日立化成制、商品名:HPC-9000);或通过常用方法例如在极性溶剂中使三羧酸酐和二异氰酸酯类直接反应而得到的聚酰胺酰亚胺;或在极性溶剂率先使三羧酸酐与二胺类反应,从而首先导入酰亚胺键,再利用二异氰酸酯类使其酰胺化而得到的聚酰胺酰亚胺。
需要说明的是,聚酰胺酰亚胺(PAI)与其他树脂相比,热传导率低、绝缘击穿电压高、可烘烤固化。
需要说明的是,聚酯酰亚胺(PEsI)为分子内具有酯键和酰亚胺键的聚合物,可以通过将由三羧酸酐和胺形成的酰亚胺、由醇和羧酸或其烷基酯形成的聚酯以及酰亚胺的游离酸基或酐基加入至酯形成反应中来形成。聚酯酰亚胺(PEsI)只要为热固化性即可,使用市售品(例如东特涂料社制、商品名:Neoheat 8600A);或利用通常的方法使三羧酸酐、二羧酸化合物或其烷基酯、醇化合物和二胺化合物反应而得到。
在本发明中,在不影响特性的范围内,对于热固化性树脂清漆的热固化性树脂,可以混配发泡成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、紫外线防止剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、相容剂、润滑剂、强化剂、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。此外,可以在得到的绝缘电线上层积由含有这些添加剂的树脂构成的层,也可以对含有这些添加剂的涂料进行涂布。
在本发明中,为了提高拉伸弹性模量,可以将玻璃纤维、碳纳米管等具有长径比的粉体添加至涂料中并进行烘烤。可知,如此,加工时粉体在线的流动方向整齐排列,对弯曲方向进行强化。
作为使热固化性树脂清漆化的溶剂,所述热固化性树脂清漆的有机溶剂只要不阻碍热固化性树脂的反应则没有特别限制,可以举出例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂;N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲等脲系溶剂;γ-丁内酯、γ-己内酯等内酯系溶剂;碳酸丙烯酯等碳酸酯系溶剂;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、丁基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯等酯系溶剂;二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等甘醇二甲醚系溶剂;甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂;环丁砜等砜系溶剂等。从高溶解性、高反应促进性等方面出发,这些有机溶剂中,优选酰胺系溶剂、脲系溶剂,从不具有容易因加热而阻碍交联反应的氢原子等方面出发,更优选N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲,特别优选N-甲基-2-吡咯烷酮。
<热塑性树脂层(B)>
本发明的绝缘电线的外层只要由热塑性树脂构成即可。本发明的绝缘电线用于电气部品用的部件,因此本发明的热塑性树脂层优选使用耐热性、耐化学药品性优异的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂,在本发明中,优选使用例如结晶性热塑性树脂。
在本发明中,“结晶性”是指在适合结晶化的环境下高分子链的至少一部分能够具有规律排列的结晶组织的特性,“非晶性”是指保持几乎不具有结晶结构的无定形状态,是指固化时高分子链成为无规状态的特性。
作为可用于本发明的热塑性树脂层的热塑性树脂,可以举出聚酰胺(PA)(尼龙)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(包含改性聚苯醚)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、超高分子量聚乙烯等通用工程塑料;以及聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(U聚合物)、聚酰胺酰亚胺、聚醚酮(PEK)、聚芳基醚酮(PAEK)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚醚醚酮(PEEK)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性聚酰亚胺树脂(TPI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、液晶聚酯等等超级工程塑料;进而可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)为基体树脂的聚合物合金、ABS/聚碳酸酯、尼龙6,6、芳香族聚酰胺树脂、聚苯醚/尼龙6,6、聚苯醚/聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯等包含所述工程塑料的聚合物合金。在本发明中,从耐热性和耐应力开裂性的方面出发,可以特别优选使用聚苯硫醚(PPS)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳基醚酮(PAEK)(包含改性PEEK)、聚醚醚酮(PEEK)。这些热塑性树脂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。此外,使用树脂不受上述所示的树脂名限定,除了之前列举的树脂以外,若为性能比这些树脂更优异的树脂,则当然可以使用。
这些之中,结晶性热塑性树脂优选例如为聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、超高分子量聚乙烯等通用工程塑料;聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚芳基醚酮(PAEK)(包含改性PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、热塑性聚酰亚胺树脂(TPI)。特别是作为耐化学药品性优异的物质,进一步优选聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚芳基醚酮(PAEK)(包含改性PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)。
作为可用于本发明的热塑性树脂层的热塑性树脂的具体例,可以举出例如作为PEEK的Victrex Japan社制的PEEK450G(商品名、25℃的拉伸弹性模量:3,840MPa)、作为改性PEEK的Solvay社制的AvaSpire AV-650(商品名、25℃的拉伸弹性模量:3,700MPa)或AV-651(商品名、25℃的拉伸弹性模量:3,500MPa)、作为TPI的三井化学社的Aurum PL450C(商品名、25℃的拉伸弹性模量:1,880MPa)、作为PPS的Polyplastics社制的Fortron 0220A9(商品名、25℃的拉伸弹性模量:2,800MPa)或DIC社制的PPS FZ-2100(商品名、25℃的拉伸弹性模量:1,600MPa)、作为SPS的出光兴产株式会社制:Xarec S105(商品名、25℃的拉伸弹性模量:2,200MPa)、作为PA的尼龙6,6(Unitika社制:FDK-1(商品名)、25℃的拉伸弹性模量:1,200MPa)、尼龙4,6(Unitika株式会社制:F-5000(商品名)、25℃的拉伸弹性模量:1,100MPa)、尼龙6,T(三井石油化学株式会社制:Arlen AE-420(商品名)、25℃的拉伸弹性模量:2,400MPa)、尼龙9,T(Kuraray株式会社制:Genestar N1006D(商品名)、25℃的拉伸弹性模量:1,400MPa)等市售品。若选择弹性模量低于热固化性树脂在25℃的拉伸弹性模量的热塑性树脂,则会使因热塑性树脂层的薄膜化导致的沿边弯曲的耐性增强,更为优选。可以举出聚醚酮(PEK、25℃的拉伸弹性模量:4,000~5,000MPa)、聚醚酮酮(PEKK、25℃的拉伸弹性模量:4,400MPa)等。
在25℃的拉伸弹性模量小于1,000MPa的情况下,变形的效果提高。
25℃的拉伸弹性模量为800MPa以上的情况下,可以不损害热塑性的形状可变的能力,进一步以良好的水平维持耐磨耗特性。热塑性树脂的拉伸弹性模量在25℃优选为1,000MPa以上,进一步优选为2,500MPa以上。对于该拉伸弹性模量的上限值没有特别限制,在大幅度超过热固化性树脂层中所用的热固化性树脂的拉伸弹性模量的情况下,应力集中于外侧的热塑性树脂,因沿边弯曲而产生破裂的概率提高,因此优选为800MPa以上且小于5,000MPa,进一步优选为2500Mpa以上,特别优选为2500Mpa以上5000MPa以下。
本发明中所用的热固化性树脂在25℃的拉伸弹性模量Es优选在2,000~9,000MPa的范围内。热固化性树脂层的树脂的拉伸弹性模量高于热塑性树脂的拉伸弹性模量Ep时,对于沿边弯曲的耐性提高。从对于沿边弯曲的耐性提高的观点出发,在25℃的热塑性树脂层的拉伸弹性模量与热固化性树脂层的拉伸弹性模量之差优选为100MPa以上,更优选为250MPa以上,进一步优选为300MPa以上,特别优选为1,000MPa以上。
在本发明的绝缘电线中,优选25℃的热固化性树脂层的拉伸弹性模量与25℃的热塑性树脂层的拉伸弹性模量之差为250MPa以上,且25℃的热塑性树脂层的拉伸弹性模量为2,500MPa以上;更优选25℃的热固化性树脂层的拉伸弹性模量与25℃的热塑性树脂层的拉伸弹性模量之差为300MPa以上,且25℃的热塑性树脂层的拉伸弹性模量为2,500MPa以上。
作为改性PEEK,有将PPS、PES、PPSU、PEI与PEEK合金化而得到的改性PEEK等,可以使用例如Solvay社制AvaSpire AV-621、AV-630、AV-651、AV-722、AV-848等。
由于热塑性树脂在25℃的拉伸弹性模量较高而使与热固化性树脂在25℃的拉伸弹性模量之差较小的情况下,为了降低热塑性树脂层的拉伸弹性模量,可以降低结晶度。对于此,需要热塑性树脂为结晶性热塑性树脂。可知通过降低结晶度,即使由于提高热固化性树脂在25℃的拉伸弹性模量而使与热塑性树脂在25℃的拉伸弹性模量之差增大,对于沿边弯曲的耐性也增强。
需要说明的是,拉伸弹性模量可以依据ASTM D882进行测定,市售品记载在制造商的目录中。
<中间层(C)>
以图3为例进行说明时,在不损害本发明宗旨的范围内,为了强化层间粘接力,可以在热固化性树脂层2与热塑性树脂层3之间构成有由非晶性热塑性树脂构成的中间层4。
对于可在该目的中使用的非晶性热塑性树脂,使其溶解于溶剂中后进行烘烤来使用时,可以提高粘接的效果。优选包含选自例如聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜(PPSU)和聚酰亚胺中的至少1种。
该层中使用的树脂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
作为聚醚酰亚胺,可以使用例如Ultem(GE Plastics社制、商品名)等。作为聚醚砜,可以使用例如Sumikaexcel PES(住友化学社制、商品名)、PES(三井化学社制、商品名)、Ultrason E(BASF Japan社制、商品名)、Radel A(Solvay Advanced Polymers社制、商品名)等。作为聚苯醚,可以使用例如Zylon(旭化成化学社制、商品名)、Iupiace(MitsubishiEngineering-Plastics社制、商品名)等。作为聚苯砜,可以使用例如Radel R(SolvayAdvanced Polymers社制、商品名)等。
(各层的厚度关系)
本发明的绝缘电线具有至少1层热固化性树脂层和至少1层热塑性树脂层,根据需要具有由中间层等构成的绝缘层。
此处,在本发明中,被覆导体的至少2个角部分的热塑性树脂层的厚度t1与热固化性树脂厚度t2满足以下述式1表示的关系。
需要说明的是,热固化性树脂层为2层以上的层积的情况下,热固化性树脂层整体的总厚度为t1,同样地,热塑性树脂层为2层以上的层积的情况下,热塑性树脂层整体的总厚度为t2。
式1:t2/t1<1
对于本发明的绝缘电线,截面矩形导体的至少一条短边两端的角部满足上述式1。该角部满足上述式1,由此所述短边在轴线方向连续形成的边缘面在沿边弯曲加工性方面优异。并且,具有这样的边缘面的本发明的绝缘电线在电气设备中的占空系数优异。
此外,对于本发明的绝缘电线,优选截面矩形导体的4个角部中的3个角部均满足上述式1,特别优选4个角部均满足上述式1。
需要说明的是,上述式是指,在角部分,作为构成绝缘层的最外层的挤出被覆树脂层即热塑性树脂层的厚度比构成绝缘层的内侧的漆包烘烤层(热固化性树脂)的厚度薄,在本发明中,不仅是角,在4条边部分也特别优选挤出被覆树脂层即热塑性树脂层的厚度比构成绝缘层的内侧的漆包烘烤层(热固化性树脂)的厚度薄。
即,特别优选在长边、短边任一边中,设热塑性树脂层的厚度为t2’,热固化性树脂的厚度为t1’,将t2’作为t2,将t1’作为t1的情况下,均满足上述式1。
需要说明的是,上述热固化性树脂层角部的厚度t1优选为50μm以上,更优选为50~200μm,进一步优选为50~150μm,特别优选为50~110μm,最优选为55~110μm。
另一方面,上述热塑性树脂层角部的厚度t2优选为10~100μm,更优选为20~80μm,特别优选为20~60μm。
此外,具有中间层的情况下,中间层角部的厚度t3优选为2~20μm,更优选为3~15μm,进一步优选为3~10μm。
在本发明中,优选的是,角部以外的边的厚度只要满足上述关系则没有特别限定,优选为以下记载的厚度。
(热固化性树脂层在边部的厚度)
对于热固化性树脂层在边部的厚度,在长边与短边的厚度可以彼此不同,此外,在对置的2边的厚度可以彼此相同,也可以彼此不同,但优选在对置的2边的厚度为彼此相同的厚度。作为具体的厚度,优选为30~200μm,更优选为40~100μm,进一步优选为40~80μm,特别优选为40~60μm。
(热塑性树脂层在边部的厚度)
对于热塑性树脂层在边部的厚度,在长边与短边的厚度可以彼此不同,此外,在对置的2边的厚度可以彼此相同,也可以彼此不同,但优选在对置的2边的厚度为彼此相同的厚度。作为具体的厚度,优选为10~150μm,更优选为20~110μm,进一步优选为20~80μm,特别优选为30~60μm。
(中间层在边部的厚度)
对于中间层在边部的厚度,在长边与短边的厚度可以彼此不同,此外,在对置的2边的厚度可以彼此相同,也可以彼此不同,但优选在对置的2边的厚度为彼此相同的厚度。作为具体的厚度,优选为2~20μm,更优选为3~15μm,进一步优选为3~10μm,特别优选为3~6μm。
本发明的绝缘电线优选满足以下述式3表示的关系,特别优选满足式3的关系、且热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量大于800MPa。
在本发明中,通过满足上述式1的关系,具有上述曲率半径的截面矩形导体对于绝缘电线的沿边弯曲的耐性增加,加工性大幅提高。
此外,本发明的绝缘电线优选满足以下述式2表示的关系。通过满足下述式2,具有曲率半径的截面矩形导体对于绝缘电线的沿边弯曲的耐性增加,能够提高加工性。
式2:t2/t1≤0.7
进一步,本发明的绝缘电线优选热固化性树脂层在25℃的拉伸弹性模量与热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量之差为250MPa以上、且热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量大于2,500MPa,进一步更优选满足以下述式3表示的关系。此处,通过使热塑性树脂层相对于热固化性树脂层的厚度比为0.5以下,能够提高上述弯曲加工时的耐性、耐外伤性。
式3:t2/t1≤0.5
t2/t1优选根据导体的角的曲率半径进行设定,随着曲率半径减小,该比值也减小。例如曲率半径为0.60mm的情况下,t2/t1优选为0.99以下,曲率半径为0.40mm的情况下,t2/t1优选设定为小于0.70。此外,曲率半径为0.30mm的情况下,t2/t1优选设定为小于0.50。在任一情况下,大多会受到树脂的种类、膜厚的影响,因此t2/t1的下限只要为满足特性的范围即可,实际上为0.2以上。
需要说明的是,与式1同样,对于在边部的厚度关系而言,符合式2、3也同样作为优选的关系。
为了形成角部和边部的厚度、形状,利用模具进行调整较为简便。
需要说明的是,利用烘烤工序调整厚度的情况下,可以使模具的形状固定,通过得到所需厚度为止的烘烤次数进行调整。
通过使本发明的绝缘电线为上述绝缘层的构成,特别是对于沿边弯曲的加工性得到大幅改善,较为优异。
作为得到这样优异的上述加工性的原因,尚不明确,但据认为是如下所述那样因应变和应力的关系而导致的。
即,单独的热塑性树脂由于弯曲而受到拉伸方向的应力的情况下,该应力σp以下述式(a)表示。
式(a):σp=Ep×εp
在式(a)中,Ep表示热塑性树脂的拉伸弹性模量,εp表示施加在热塑性树脂的应变。
另一方面,单独的固化性树脂由于弯曲而受到拉伸方向的应力的情况下,该应力σs以下述式(b)表示。
式(b):σs=Es×εs
在式(b)中,Es表示热固化性树脂的拉伸弹性模量,εs表示施加在热固化性树脂的应变。
此处,热固化性树脂与热塑性树脂的整体截面积Sall以下述式(c)表示。
式(c):整体的截面积Sall=Sp+Ss
在式(c)中,Sp表示热塑性树脂的截面积,Ss表示热固化性树脂的截面积。
如本发明的绝缘电线的绝缘层那样,热塑性树脂与热固化性树脂成为复合体的情况下,线由于弯曲而受到拉伸方向的应力时的线整体的应变εall满足下述(d)的关系。
式(d):εall=εp=εs
即,必须使接合界面处的热固化性树脂层与热塑性树脂层的发生应变分别一致,不产生接合界面处的应变的不连续。
如此,满足式(d)的关系的情况下,根据下述式(e)的关系可知,拉伸弹性模量高的一方分担较多的应力。
式(e):σp/Ep=σs/Es
另一方面,施加在复合体整体的应力以下述式(f)表示。
式(f):Sall×σall=Sp×σp+Ss×σs
可知,在本发明中,使用的热固化性树脂的拉伸弹性模量Es实质如聚酰亚胺(PI)等那样,拉伸弹性模量为3,500~9,000MPa,高于热塑性树脂的拉伸弹性模量Ep,热固化性树脂层单位截面积的比例越上升,则施加在热塑性树脂的应力越减少。即,由此提高不产生龟裂的可能性。
此处,可以导出如下结论:此时的复合体的热可塑树脂层与热固化树脂层的被覆层的厚度中,所述式1的t2/t1小于1.0是重要的。
t2/t1优选为0.7以下,进一步优选为0.5以下。
此外,t2/t1为0.5以下的情况下,期望拉伸弹性模量为2,500MPa以上的材料。如此,能够弥补由于热可塑树脂层的被覆厚度的降低导致的热可塑树脂层的刚性的降低。
(各层的厚度)
在本发明中,限制被覆导体角部的各层的膜厚很重要。对于热固化性树脂层的厚度t1没有特别限制,但实际上优选为20~150μm。为了进一步耐受沿边弯曲,进一步优选为50~110μm。
另一方面,热塑性树脂层的厚度t2实际上为20μm~150μm,从能够没有偏差等地成型均匀皮膜的方面出发,更优选为30~100μm。
此处,本发明的绝缘电线的t1与t2满足以式1:t2/t1<1表示的关系。即,本发明的绝缘电线的绝缘层通过满足以该式1表示的关系,因沿边弯曲导致的施加在绝缘层整体的应力有效地被热固化性树脂层分担,其结果为,热塑性树脂层不易受到破坏。
(绝缘电线的制造方法)
以下,对本发明的绝缘电线的制造方法的一例进行说明。
(a)热固化性树脂层的形成
为了形成热固化性树脂层,使用例如形状与形成于导体上的热固化性树脂层的截面的外形形状相似、且能够得到所期望的边部和角部的厚度的模具。将热固化性树脂涂布至导体上,使其以烘烤时间为8~25秒的速度通过设定为400~650℃的烘烤炉内,通过重复数次该操作,能够得到形成有热固化性树脂层的漆包线。
需要说明的是,也可以使用有机溶剂等和热固化性树脂形成热固化性树脂层。
(b)热塑性树脂层的形成
以得到的漆包线为芯线,使用挤出机的螺杆,将热塑性树脂挤出被覆至漆包线上,由此能够得到绝缘电线。此时,按照挤出被覆树脂层的截面的外形形状成为与导体的形状相似、且能够得到规定边部和角部的厚度的形状的方式,使用挤出模具在热塑性树脂的熔点以上的温度(非晶性树脂的情况下为玻璃化转变温度以上)下进行热塑性树脂的挤出被覆。
需要说明的是,也可以使用有机溶剂等和热塑性树脂形成热塑性树脂层。
也可以利用挤出被覆或烘烤在漆包线上形成所述中间层,进一步利用挤出被覆在所述中间层上形成热塑性树脂层。
本发明的绝缘电线可以用于各种电气设备(也称为电子设备)等需要耐电压性、耐热性的领域。例如,本发明的绝缘电线可以用于马达、变压器等,构成高性能的电气设备。特别是适当用作HV(混合动力汽车)、EV(电动汽车)的驱动马达用的绕线。如此,根据本发明,能够提供一种具备绝缘电线的电气设备,特别是HV和EV的驱动马达。需要说明的是,本发明的绝缘电线用于马达线圈的情况下也称为马达线圈用绝缘电线。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行进一步详细的说明,但本发明不限于此。需要说明的是,下述示例中,表示组成的%是指质量%。
如下所述,制作实施例和比较例的绝缘电线。
实施例1
对于导体而言,使用图1的(a)中所示那样的截面扁平(长边3.0mm×短边1.9mm,四角的倒角的曲率半径r=0.3mm)的扁平导体(氧含量15ppm的铜)。
热固化性树脂层[漆包烘烤层]的形成时,使用形状与形成于导体上的热固化性树脂层的截面的外形形状相似、且能够得到表1中记载的边部和角部的厚度的模具,将聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)清漆(日立化成社制、HPC-9000、25℃的拉伸弹性模量:4,100MPa)涂布至导体上,使其以烘烤时间为15秒的速度通过设定为450℃的炉长8m的烘烤炉内,通过重复数次该操作,在导体上形成长边和短边的厚度均为70μm、图1中所示的4个角部的厚度t1为80μm的热固化性树脂层,得到漆包线。
以得到的漆包线为芯线,挤出机的螺杆使用30mm全螺纹、L/D=20、压缩比3。热塑性树脂使用聚醚醚酮树脂(PEEK)(Victrex Japan社制、商品名:PEEK450G、25℃的拉伸弹性模量:3,840MPa),按照挤出被覆树脂层的截面的外形形状成为与导体的形状相似、且能够得到表1中记载的边部和角部的厚度的形状的方式,使用挤出模具在370℃进行PEEK的挤出被覆,在热固化性树脂层的外侧形成长边和短边的厚度均为21μm、图1中所示的4个角部的厚度t2为30μm的热塑性树脂层[挤出被覆树脂层],得到由PEEK挤出被覆漆包线构成的绝缘电线。
实施例2~10和比较例1~4
将实施例1中所用的热塑性树脂和热固化性树脂、各层的厚度分别变更为下述表1、3中所示的热塑性树脂和热固化性树脂、各层的厚度,除此之外,与实施例1同样地进行,得到由热塑性树脂挤出被覆漆包线构成的绝缘电线。
需要说明的是,在实施例10中,使热塑性树脂层与热固化性树脂层即漆包烘烤层相接,按照为聚苯硫醚树脂(PPS)(Polyplastics社制、商品名:Fortron0220A9、25℃的拉伸弹性模量:2,800MPa)层、在该PPS层上使用与实施例1相同的聚醚醚酮树脂而得到的PEEK层的方式,进行挤出被覆。
实施例11
将实施例1中用于形成热固化性树脂层[漆包烘烤层]的树脂(PAI)清漆替换为下述表2中记载的树脂清漆,与实施例1同样地进行,形成如下述表2所示那样的各厚度的热固化性树脂层,得到漆包线。
接着,使用形状与导体的形状相似、且能够得到下述表2中记载的边部和角部的厚度的模具,将树脂清漆涂布至所述漆包线上,使其以烘烤时间为15秒的速度通过设定为450℃的炉长8m的烘烤炉内,形成厚度6μm的中间层(非结晶性树脂层)[粘接层],得到带粘接层的漆包线,所述树脂清漆是在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中溶解聚苯砜树脂(PPSU)(SolvaySpecialty Polymers制、商品名:Radel R5800),制成20质量%溶液。
以得到的带粘接层的漆包线为芯线,热塑性树脂使用与实施例1相同的PEEK,与实施例1同样地进行,在中间层(非结晶性树脂层)[粘接层]的外侧,形成如下述表2所示那样的各厚度的热塑性树脂层[挤出被覆树脂层],得到如图3所示那样的由PEEK挤出被覆漆包线构成的绝缘电线。
实施例12~14
如表2所示,变更实施例11中的热固化性树脂、非结晶性树脂、热塑性树脂和各厚度,除此之外,与实施例11同样地进行,得到由热塑性树脂挤出被覆漆包线构成的绝缘电线。
需要说明的是,在实施例13中,使热塑性树脂层与热固化性树脂层即漆包烘烤层相接,按照为改性聚醚醚酮树脂(Solvay社制、商品名:AvaSpire AV-650、25℃的拉伸弹性模量:3,700MPa)、在该改性PEEK层上使用与实施例1相同的聚醚醚酮树脂而得到的PEEK层的方式,进行挤出被覆。
以下列出各实施例中使用的树脂。需要说明的是,在下述表1~3中以缩写表示树脂名。
[热固化性树脂]
PAI:聚酰胺酰亚胺树脂
(1)日立化成制、商品名:HPC-9000、25℃的拉伸弹性模量:4,100MPa
(在实施例1、4、8、10、12、13和比较例1、2中使用)
(2)东洋纺社制、商品名:HR16NN、25℃的拉伸弹性模量:6,000MPa
(在实施例2中使用)
PI:聚酰亚胺
(3)Unitika社制、商品名:U imide AR、25℃的拉伸弹性模量:9,500MPa
(在实施例3、14和比较例4中使用)
(4)宇部兴产社制、商品名:U-varnish-A、25℃的拉伸弹性模量:3,730MPa
(在实施例5、7、11和比较例3中使用)
(5)PEsI:聚酯酰亚胺(东特涂料社制、商品名:Neoheat 8600A、25℃的拉伸弹性模量:2,500MPa)
(在实施例6中使用)
(6)PEst:聚酯(东特涂料社制、商品名:LITON 3300KF、25℃的拉伸弹性模量:2,000MPa)
(在实施例9中使用)
[非结晶性树脂]
(1)PPSU:聚苯砜(Solvay Specialty Polymers制、商品名:Radel R5800)
(在实施例11、14中使用)
(2)PEI:聚醚酰亚胺(SABIC Innovative Plastics社制、商品名:Ultem1010)
(在实施例12中使用)
(3)PES:聚醚砜(住友化成制、商品名:Sumikaexcel 4800G)
(在实施例13中使用)
[热塑性树脂]
(1)PEEK:聚醚醚酮(Victrex Japan社制、商品名:PEEK450G、25℃的拉伸弹性模量:3,840MPa)
(在实施例1、3、10、11、13和比较例1、2中使用)
(2)改性PEEK:改性聚醚醚酮(Solvay社制、商品名:AvaSpire AV-650、25℃的拉伸弹性模量:3,700MPa)
(在实施例2、12、13中使用)
(3)PEKK:聚醚酮酮(Oxford Performance Materials社制、商品名:OXPEKK-IG100、25℃的拉伸弹性模量:4,000MPa)
(在实施例4中使用)
(4)TPI:热塑性聚酰亚胺树脂(三井化学社制、商品名:Aurum PL450C、25℃的拉伸弹性模量:1,880MPa)
(在实施例5中使用)
(5)芳香族PA:芳香族聚酰胺(杜邦社制、商品名:Zytel HTN、25℃的拉伸弹性模量:2,280MPa)
(在实施例6中使用)
(6)PPS:聚苯硫醚(Polyplastics社制、商品名:Fortron 0220A9、25℃的拉伸弹性模量:2,800MPa)
(在实施例7、10、14和比较例3中使用)
(7)PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯(帝人社制、商品名:PET树脂TR-8550T、25℃的拉伸弹性模量:2,800MPa)
(在实施例8中使用)
(8)PA66:聚酰胺66(旭化成社制、商品名:Leona 1300S、25℃的拉伸弹性模量:3,000MPa)
(在实施例9和比较例4中使用)
需要说明的是,实施例10中使用(1)PEEK树脂和(6)PPS树脂,以(1)的树脂为外层、以(6)的树脂为内层进行被覆。此外,实施例13中使用(1)PEEK树脂和(2)改性PEEK树脂,以(1)的树脂为外层、以(2)的树脂为内层进行被覆。
将实施例1~14和比较例1~4中得到的各绝缘电线进行绕线加工,进行以下所示的评价。
[占空系数]
占空系数通过所用的导体的截面角部的曲率半径来进行评价。
将导体的截面角部的曲率半径为0.10mm以下的绝缘电线视为对马达的效率提高效果较大,记为“A”;将大于0.10mm且0.30mm以下的绝缘电线视为有效果,记为“B”;将大于0.30mm且0.60mm以下的绝缘电线视为效果较小,记为“C”;大于0.60mm的绝缘电线与使用圆型的导体的绝缘电线相比,几乎没有优越性,记为“D”,以4个等级进行评价。需要说明的是,“C”以上为合格水平。
在本说明书中,利用导体的截面角部的曲率半径对马达占空系数进行判断,这是因为使用截面矩形形状的绝缘电线来实施马达的线圈卷绕时,导体的边部分(平坦部)的绝缘覆膜因压力而均匀地变薄,因此其作用较小,导体的角部的绝缘覆膜基本维持成型时的膜厚度。
[沿边弯曲加工性]
沿边弯曲试验根据JIS3216-3进行实施。
需要说明的是,为了设为更严格的条件,使用羽毛牌剃刀S单刃(羽毛安全剃刀株式会社制),在实施例1~14和比较例1~4中得到的绝缘电线的被弯曲的部分设置深5μm的切口,实施沿边弯曲。按照切口部分为中心的方式,使设置了缺口的实施例1~14和比较例1~4的绝缘电线分别卷绕至Φ1.5mm的SUS制的棒上,由此进行弯曲并判断。将导体露出的绝缘电线记为“D”;将在热塑性树脂皮膜产生破裂但破裂没有到达热固化性树脂层的绝缘电线记为“B”;将切口部分也一起延伸、切口没有进展的绝缘电线记为“A”,以3个等级进行评价。需要说明的是,“B”以上为合格水平。
[耐热老化特性]
对于耐热老化特性,将2根方型的绝缘电线组合为弯曲半径R=10mm、平坦部接触长度10cm,使用由夹具固定的arrow pair(アローペア)进行评价。将该arrow pair放入至200℃的恒温槽中,经过100小时后取出,静置至室温(25℃)后,判定在2.4kV的电压下是否导通。同样地如经过200小时后,经过300小时后那样,以100小时为单位增加经过时间,判定在2.4kV的电压下是否导通。
将经过1000小时后,没有导通的绝缘电线视为耐热性特别优异,记为“A”;将400小时以上没有导通,但从加热开始起小于1000小时导通的绝缘电线视为品质上不产生问题的水平,记为“B”;将100小时以上没有导通,但从加热开始起小于400小时导通的绝缘电线视为满足耐久年限,在要求期间内不产生故障的水平,记为“C”,将小于100小时导通的情况记为“D”,以4个等级进行评价。需要说明的是,“C”以上为合格水平。
汇总得到的结果,列于下述表1~3。
根据表1可知,对于满足本发明的以式1表示的关系的实施例1~10的绝缘电线,占空系数大,沿边弯曲加工性优异。进一步可知,对于还满足本发明的以式2表示的关系的实施例1~6、9的绝缘电线,不仅占空系数、沿边弯曲加工性优异,而且耐热老化特性也优异。需要说明的是,实施例10不满足本发明的以式2表示的关系,但热塑性树脂使用PEEK,因此沿边弯曲加工性和耐热老化特性优异。
此外,根据表2可知,对于满足本发明的以式1表示的关系、且在绝缘层具有中间层的实施例11~14所有的绝缘电线,沿边弯曲加工性显著优异。特别是对于实施例11~13的绝缘电线,不仅沿边弯曲加工性,耐热老化特性也优异。
与此相对,根据表3可知,对于不满足本发明的以式1表示的关系的比较例1~3的绝缘电线,在沿边弯曲试验中导体露出。此外,对于比较例4的绝缘电线,导体的曲率半径r超过0.60mm,因此占空系数较差。
将本发明与其实施方式一同进行了说明,但发明人认为,只要未特别限定,则在说明的任一细微处均不是对本申请发明进行限定,应在不违反所附权利要求中所示的发明精神和范围的情况下做出宽泛的解释。
本申请要求基于2013年12月26日在日本提出专利申请的日本特愿2013-270573的优先权,以参照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 热固化性树脂层
3 热塑性树脂层
4 中间层
t1 热固化性树脂层的角部的厚度
t2 热塑性树脂层的角部的厚度
t3 中间层的角部的厚度
Claims (10)
1.一种绝缘电线,该绝缘电线在至少1条短边两端的角部的曲率半径r为0.6mm以下的截面矩形导体上依次具有至少1层热固化性树脂层和至少1层热塑性树脂层,
其特征在于,所述热固化性树脂层的所述角部的厚度t1和所述热塑性树脂层的所述角部的厚度t2满足以下述式1表示的关系,
式1:t2/t1<1。
2.如权利要求1所述的绝缘电线,其特征在于,所述角部的曲率半径r为0.40mm以下,且所述t1和t2满足以下述式2表示的关系,
式2:t2/t1≤0.7。
3.如权利要求1或2所述的绝缘电线,其特征在于,所述t1为50μm以上。
4.如权利要求1~3中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,所述热固化性树脂层在25℃的拉伸弹性模量大于所述热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量。
5.如权利要求1~4中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,所述热固化性树脂层在25℃的拉伸弹性模量与所述热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量之差为250MPa以上,且所述热塑性树脂层在25℃的拉伸弹性模量大于2,500MPa。
6.如权利要求1~5中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,构成所述热塑性树脂层的树脂的至少1种为选自由聚醚醚酮、改性聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺和芳香族聚酰胺组成的组中的热塑性树脂。
7.如权利要求1~6中任一项所述的绝缘电线,其特征在于,在所述热塑性树脂层与所述热固化性树脂层之间具有由非晶性热塑性树脂构成的中间层。
8.一种马达线圈,其特征在于,其是对权利要求1~7中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而得到的。
9.一种电气/电子设备,其特征在于,其是对权利要求1~7中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。
10.一种绝缘电线的制造方法,其为在至少1条短边两端的角部的曲率半径r为0.6mm以下的截面矩形导体上依次具有至少1层热固化性树脂层和至少1层热塑性树脂层的绝缘电线的制造方法,该制造方法的特征在于,该制造方法包括:
对所述热固化性树脂层进行烘烤的工序;和
将所述热塑性树脂层挤出成型的工序,
从而使所述热固化性树脂层的角部的厚度t1与所述热塑性树脂层的角部的厚度t2满足以下述式1表示的关系,
式1:t2/t1<1。
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