CN108369839A

CN108369839A - 绝缘电线、线圈和电气/电子设备

Info

Publication number: CN108369839A
Application number: CN201680070966.XA
Authority: CN
Inventors: 大矢真
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Magnet Wire Co Ltd
Current assignee: Essex Guhe electromagnetic wire Co.,Ltd.
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: EP3389060A1; EP3389060A4; JP6614953B2; JP2017107701A; KR102575842B1; CN108369839B; MY192101A; KR20180090804A; US10504636B2; US20180286532A1; WO2017098993A1

Abstract

一种绝缘电线、线圈和电子/电气设备，该绝缘电线具有密合层并在该密合层上具有绝缘层，所述密合层直接接触在导体上，聚酰亚胺树脂骨架中的下述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率为27％以上33％以下，所述绝缘层包含聚酰亚胺树脂骨架中的该酰亚胺结构的总式量的含有率为大于27％且37％以下的聚酰亚胺树脂。

Description

绝缘电线、线圈和电气/电子设备

技术领域

本发明涉及绝缘电线、线圈和电气/电子设备。

背景技术

近年来，对于电气设备而言，要求与以往相比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，在绝缘电线的覆膜材料中使用了聚酰亚胺等。

对于以电动机、变压器为代表的电气设备来说，近年来这些设备的小型化和高性能化推进，其使用方法多为将对绝缘电线进行绕线加工(也称为线圈加工、弯曲加工)而成的绕线(线圈)塞入非常窄的部分而进行使用。具体而言，即使说电动机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，对绝缘电线实施的机械加工导致的应力增大，担心因到达至导体的覆膜缺陷而产生绝缘不良部。

此处，若电流流通到组装在电气设备中的绝缘电线，则绝缘电线因产生的热而温度升高。可知，对绝缘覆膜来说，由于高温时的线膨胀差或热劣化导致的热收缩，容易产生覆膜缺陷。另外，在绕线加工时、以及绕线加工后，机械应力也作用或残留于绝缘电线，有时会产生裂纹。特别是，在近年来的电动机之类的提供大机械应力的情况下，认为该倾向大。

此外，在最外层通过挤出成型而形成热塑性树脂层的情况下，成型时作用的应力有时在挤出成型后也残留于覆膜树脂层，有时会促进上述热收缩应力和机械应力导致的裂纹。

另一方面，目前为止认为，若提高漆包烧结层与导体的密合力以及漆包层中的密合力，则耐加工性提高，并进行了提高该密合力的尝试。作为对漆包烧结层赋予层间密合力的手段，可以举出专利文献1中记载的电磁线等。但是，在该方法的情况下，为了不产生层间剥离而过度提高了层间密合力，因此在覆膜产生了缺陷的情况下龟裂有可能在覆膜整体发展。另外，对于比较薄的漆包进行了评价，为了满足近年来要求高的局部放电起始电压(下文中称为PDIV)，在较厚地形成覆膜时，担心覆膜无法承受对于弯曲而施加到外侧覆膜的应力。

另外，同样地，对于聚酰亚胺也提出了提高层间密合力通过厚膜化而使PDIV特性(耐电晕特性)提高的技术(例如参见专利文献2)。但是，专利文献2中记载的技术也为下述构成：由于过度提高了层间密合力，因此在覆膜产生了缺陷的情况下龟裂容易在覆膜整体发展。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-233123公报

专利文献2：日本特开2013-101759公报

发明内容

发明所要解决的课题

现有的绝缘电线被设计成将覆膜的各树脂层的连接牢固地进行密合或粘接，因此，若所构成的任一覆膜树脂层产生裂纹，则有时该部分会成为起点而覆膜整体会产生大的缺陷。若覆膜的缺陷到达至导体，则绝缘覆膜的绝缘性能、甚至绝缘电线的绝缘性能会受损。若进行了绕线加工的绝缘电线产生这种到达至导体的缺陷，则电子/电气设备无法发挥出所期待的性能。

因此，本发明的课题在于提供一种在施加大的加工应力或加热的情况下覆膜也难以产生会引起绝缘不良的绝缘缺陷的、可靠性高的绝缘电线；使用了该绝缘电线的线圈以及电子/电气设备。

本发明中，“可靠性高”是指在允许范围内保持了绝缘电线的特性、特别是绝缘性能。

用于解决课题的手段

本发明人对到达至多层绝缘被覆的导体的龟裂进行了深入研究，结果可知，关于绝缘电线的覆膜构成，层间密合性的控制与到达至多层绝缘被覆的导体的龟裂有关。进一步研究的结果发现，使导体密合力到各树脂层间的层间密合性具有规则性，通过改变聚酰亚胺树脂的混配比例，由此能够防止至少到达至导体的龟裂的产生。另外发现，优选对多层绝缘被覆的层构成、形成各层的树脂的种类或性质等进行选择，由此防止到达至导体的龟裂产生的效果进一步增大。

本发明是基于这些技术思想而进行的。

即，本发明的上述课题可通过以下方案来实现。

(1)一种绝缘电线，其特征在于，该绝缘电线具有密合层并在该密合层上具有绝缘层，所述密合层直接接触在导体上，聚酰亚胺树脂骨架中的下述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率为27％以上33％以下，所述绝缘层包含聚酰亚胺树脂骨架中的该酰亚胺结构的总式量的含有率为大于27％且37％以下的聚酰亚胺树脂。

[化1]

通式(a)

(2)如(1)所述的绝缘电线，其特征在于，上述密合层与上述绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率之差为4.0％～10.0％。

(3)如(1)或(2)所述的绝缘电线，其特征在于，上述密合层与上述绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率之差为4.0％～10.0％，与该密合层相比，该绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率更大。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，上述绝缘层为两层以上，相邻的绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率之差为4.0％～10.0％。

(5)如(1)～(4)中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，上述聚酰亚胺树脂具有下述通式(1)所示的部分结构。

[化2]

通式(1)

(6)如(1)～(5)中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，该绝缘电线进一步具有包含热塑性树脂的增强绝缘层，该热塑性树脂含有选自聚醚醚酮树脂和聚苯硫醚树脂中的至少一种树脂。

(7)一种线圈，其是将上述(1)～(6)中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。

(8)一种电子/电气设备，其使用上述(7)所述的线圈而成。

本发明中，使用“～”表示的数值范围是指包含在其前后记载的数值作为下限值和上限值的范围。

本发明中，有时将与绝缘电线的长度方向正交的截面形状并且是包含导体和漆包层的电线覆膜的形状简称为截面形状。本发明中的截面形状并不是仅使截面为特定的形状，而是在绝缘电线整体的长度方向上该截面形状连续相连，只要没有特别声明，则是指对于绝缘电线的长度方向的任一部分，与该方向正交的截面形状均相同。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种在施加大的加工应力或加热的情况下覆膜也难以产生会引起绝缘不良的绝缘缺陷的、可靠性高的绝缘电线；使用了该绝缘电线的线圈以及电子/电气设备。

本发明的上述和其它特征及优点可适当参照附图由下述记载内容进一步明确。

附图说明

图1是示出本发明的绝缘电线的优选方式的示意性截面图。

图2是示出本发明的绝缘电线的另一优选方式的示意性截面图。

图3是示出在本发明的电气/电子设备中使用的定子的优选方式的示意性立体图。

图4是示出在本发明的电气/电子设备中使用的定子的优选方式的示意性分解立体图。

具体实施方式

<<绝缘电线>>

本发明的绝缘电线在导体上直接接触地具有密合层，并在该密合层上具有绝缘层。

上述密合层和绝缘层包含热固性树脂，绝缘层可以为单层，也可以为两个以上的层层叠而成。另外，在上述绝缘层上可以具有包含热塑性树脂的增强绝缘层。

需要说明的是，将包含热固性树脂的上述密合层和绝缘层也称为漆包层。

<导体>

作为本发明中使用的导体，可以使用以往在绝缘电线中所使用的导体，可以举出铜线、铝线等金属导体。本发明中，优选铜的导体，其中，所使用的铜优选含氧量为30ppm以下的低氧铜，更优选含氧量为20ppm以下的低氧铜或无氧铜。若含氧量为30ppm以下，则在为了焊接导体而利用热使其熔融时，在焊接部分不会产生因所含氧引起的空隙，可以防止焊接部分的电阻变差，并且可以保持焊接部分的强度。

需要说明的是，在导体为铝的情况下，在考虑到必要机械强度的情况下，可以根据用途使用各种铝合金。例如对于旋转电机之类的用途，优选可得到高电流值的纯度为99.00％以上的纯铝。

导体的截面形状根据用途来决定，可以为圆、扁平(矩形)或六边形等任一形状。例如对于旋转电机之类的用途，从能够提高定子槽内的导体的占空系数的方面出发，优选扁平形状的导体。

导体的尺寸根据用途来决定，因此没有特别指定，在圆形导体的情况下，以直径计优选为0.3mm～3.0mm、更优选为0.4mm～2.7mm。在扁平形状导体的情况下，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。但是，可得到本发明的效果的导体尺寸的范围并非为该限定。另外，在扁平形状导体的情况下，也根据用途而不同，与截面正方形相比通常为截面长方形。用途为旋转电机的情况下，关于扁平形状的导体截面的四角的倒角(曲率半径r)，从提高定子槽内的导体占空系数的方面出发，r优选较小；但从抑制向四角的电场集中导致的局部放电现象的方面出发，r优选较大。因此，曲率半径r优选为0.6mm以下、更优选为0.2mm～0.4mm。但是，可得到本发明的效果的范围并非为该限定。

<密合层>

密合层是与导体直接接触、设置于导体的外周的热固性树脂层。

需要说明的是，密合层、绝缘层均为包含热固性树脂的热固性树脂层，通过涂布热固性树脂清漆并进行烧结的涂布烧结工序而形成，通常，重复涂布、烧结而形成目标厚度的热固性树脂层。

本发明中，仅仅为了调节厚度而涂布相同的热固性树脂清漆并重复烧结时，算作同一层、即一个层。

(热固性树脂)

本发明中，构成密合层的树脂使用热固性的聚酰亚胺(PI)树脂。

所使用的聚酰亚胺(PI)树脂可以为相同的聚酰亚胺(PI)树脂，也可以合用两种以上的聚酰亚胺(PI)树脂，优选使用相同的聚酰亚胺(PI)树脂。

特别是，对于本发明中使用的聚酰亚胺(PI)树脂来说，聚酰亚胺树脂骨架中的下述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率为27％以上33％以下。

[化3]

通式(a)

上述酰亚胺结构的式量为C₂N₁O₂的组成，碳原子的原子量为12.01、氮原子的原子量为14.01、氧原子的原子量为16.00，因而式量为70.03。关于在聚酰亚胺树脂骨架中存在的上述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率，例如在一个分子的聚酰亚胺树脂的情况下，为上述酰亚胺结构的总式量在聚酰亚胺树脂一个分子的分子量中所占的含有率，在为两个以上分子的混合的情况下，为上述酰亚胺结构的平均总式量在质均分子量中所占的含有率。

具体而言，例如，在由均苯四酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)得到的聚酰亚胺树脂的情况下，包含下述重复单元。

[化4]

这种情况下，即使聚酰亚胺树脂为分子量不同的分子的混合，聚酰亚胺树脂也仅为上述单一的重复单元。因此，即使不考虑一个分子的分子量、或两个以上分子的混合时的质均分子量，也可以仅利用上述的一种重复单元求出上述酰亚胺结构的总式量的含有率。

即，上述通式(a)所示的酰亚胺结构为两个，总式量为140.06。一个重复单元的组成为C₂₂H₁₀N₂O₅，该式量为382.34。因此，上述酰亚胺结构的总式量的含有率为(140.03÷382.34)×100＝36.62477，为36.6％。

上述酰亚胺结构的总式量的含有率可以通过作为合成原料的羧酸酐与胺化合物的种类及其组合而进行调节。

本发明中，上述酰亚胺结构的总式量的含有率为27％以上33％以下，若小于27％，则耐溶剂性和耐热性不足，若超过33％，则会在导体侧产生缺陷。

聚酰亚胺(PI)树脂由四羧酸二酐和二胺化合物来合成，在使用含有羧酸二酐和二胺化合物的清漆或含有聚酰亚胺的前体的树脂清漆在烧结炉中进行加热固化时，为针对在烧结炉中进行了加热固化后的聚酰亚胺(PI)树脂所求出的上述酰亚胺结构的总式量的含有率。

作为四羧酸二酐，例如可以举出3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐(BPDA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、3,3’,4,4’-联苯醚四羧酸二酐(OPDA)、3,3’,4,4’-二苯砜四羧酸二酐(DSDA)、双环(2,2,2)-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BCD)、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐(H-PMDA)、均苯四酸二酐(PMDA)、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐(CP)、4,4’-[丙烷-2,2-二基双(1,4-亚苯基氧基)]双邻苯二甲酸酐(BISDA)、4,4’-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)。

本发明中，聚酰亚胺(PI)树脂优选为具有下述通式(1)所示的部分结构的聚酰亚胺(PI)树脂。

[化5]

通式(1)

作为二胺化合物，可以举出对苯二胺、间苯二胺、硅酮二胺、双(3-氨基丙基)醚乙烷、3,3’-二氨基-4,4’-二羟基二苯砜(SO2-HOAB)、4,4’-二氨基-3,3’-二羟基联苯(HOAB)、4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)、3,3’-二氨基二苯醚(3,3’-ODA)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HOCF3AB)、硅氧烷二胺、双(3-氨基丙基)醚乙烷、N,N-双(3-氨基丙基)醚、1,4-双(3-氨基丙基)哌嗪、异佛尔酮二胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-亚甲基双(环己胺)、4,4’-二氨基二苯醚(DDE)、3,4’-二氨基二苯醚(m-DDE)、3,3’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯砜(p-DDS)、3,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯砜、2,4’-二氨基二苯醚、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(m-TPE)、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HF-BAPP)、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜(p-BAPS)、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜(m-BAPS)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(p-TPE)、4,4’-二氨基二苯硫醚(ASD)、3,4’-二氨基二苯硫醚、3,3’-二氨基二苯硫醚、3,3’-二氨基-4,4’-二羟基二苯砜、2,4-二氨基甲苯(DAT)、2,5-二氨基甲苯、3,5-二氨基苯甲酸(DABz)、2,6-二氨基吡啶(DAPy)、4,4’-二氨基-3,3’-二甲氧基联苯(CH3OAB)、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基联苯(CH3AB)、9,9’-双(4-氨基苯基)芴(FDA)等。

合成聚酰亚胺(PI)树脂的二胺化合物可以为一种，也可以为两种以上。

本发明中，优选为选自4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)、3,3’-二氨基二苯醚(3,3’-ODA)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(p-TPE)和1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(m-TPE)中的化合物。

聚酰亚胺树脂(PI)的质均分子量优选为5,000～100,000、更优选为10,000～50,000。

此处，质均分子量是通过利用GPC[凝胶渗透色谱(Gel PermeationChromatography)]的基于聚苯乙烯换算求出的值。

(添加剂)

可以在密合层中加入三烷基胺、烷氧基化三聚氰胺树脂、硫醇系化合物之类的添加剂来提高与导体的密合力。

作为三烷基胺，优选可以举出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺等低级烷基的三烷基胺。其中，从挠性和密合性的方面考虑，更优选三甲胺、三乙胺。

作为烷氧基化三聚氰胺树脂，例如可以使用丁氧基化三聚氰胺树脂、甲氧基化三聚氰胺树脂等经低级烷氧基取代的三聚氰胺树脂，从树脂的相容性的方面考虑，优选甲氧基化三聚氰胺树脂。

硫醇系化合物是指具有巯基(-SH)的有机化合物，具体而言，可以举出季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、丁二醇双(3-巯基丁酸酯)、丁二醇双(3-巯基戊醇酯)、5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、5-甲基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-氨基-1,3,4-噻二唑、1,2,4-三唑-3-硫醇、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑等。

作为上述添加剂的含量没有特别限制，作为下限，相对于聚酰亚胺树脂100质量份，优选为0.05质量份、更优选为0.5质量份。另外，作为该含量的上限，相对于树脂100质量份，优选为5质量、更优选为3质量份。

密合层为上述范围的厚度时，可充分确保产生缺陷时残留于导体侧(未产生缺陷)的覆膜厚度，因此形成对于绝缘击穿的可靠性更高的绝缘电线。在密合层过薄的情况下，产生缺陷时的绝缘击穿电压显著降低。另一方面，在密合层过厚的情况下，密合层的耐热性与绝缘层相比较低，因此担心作为绝缘电线的耐热性降低。

(膜厚)

密合层的膜厚(覆膜的厚度)优选为10μm～90μm、更优选为20μm～70μm、进一步优选为30μm～50μm。

<绝缘层>

本发明中，通过在密合层上形成绝缘层，能够形成难以破裂、难以产生龟裂的绝缘覆膜。

绝缘层可以为一层，也可以为两层以上的层叠结构，为两层以上的层叠结构时，难以产生龟裂，因而优选。

作为构成绝缘层的热固性树脂，本发明中使用聚酰亚胺(PI)树脂。

作为聚酰亚胺(PI)树脂，优选使用密合层中记载的聚酰亚胺(PI)树脂。

其中，本发明中，对于在绝缘层使用的聚酰亚胺(PI)树脂来说，聚酰亚胺树脂骨架中的上述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率为大于27％且37％以下。

若绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率为27％以下，耐溶剂性和耐热性不足，若超过37％，绝缘层内的伸长特性降低，耐热性也降低。

绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率优选大于密合层的酰亚胺结构的总式量的含有率。

另外，密合层与绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率之差优选为4.0％～10.0％。通过如此设定，可有效地起到本发明的效果。

需要说明的是，在绝缘层为两层以上的情况下，密合层与距离导体最远的位置的绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率之差优选为4.0％～10.0％。

本发明中，绝缘层优选为两层以上，这种情况下，相邻的绝缘层的上述酰亚胺结构的总式量的含有率之差优选为2.5％～10.0％、更优选为4.0％～10.0％。

在绝缘层中，根据目的可以含有各种添加物。

作为这样的添加物，例如可以举出颜料、交联剂、催化剂、抗氧化剂。

相对于构成绝缘层的树脂100质量份，这样的添加物的含量优选为0.01质量份～10质量份。

在绝缘层中，也可以使用如下得到的绝缘层：利用常规方法，在被覆本发明的导体的最外层的绝缘层中分散、混合蜡、润滑剂，从而制成自润滑树脂。

作为蜡，可以没有特别限制地使用通常所用的蜡，例如可以举出聚乙烯蜡、石油蜡、固体石蜡等合成蜡以及巴西棕榈蜡、小烛树蜡、米糠蜡等天然蜡。

对润滑剂也没有特别限制，例如可以举出硅酮、硅酮大分子单体、氟树脂等。

绝缘层的膜厚(以覆膜的厚度计，在层叠结构的情况下为绝缘层整体的膜厚)优选为20μm以上、更优选为25μm～80μm、进一步优选为40～60μm。

<增强绝缘层>

增强绝缘层可以为一层，也可以为两层以上的层叠结构。

构成增强绝缘层的热塑性树脂为何种树脂均可，本发明中，优选选自聚醚醚酮(PEEK)树脂和聚苯硫醚(PPS)树脂中的至少一种树脂。

(热塑性树脂)

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(包括改性聚苯醚)、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 Polymer)、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)(包括改性聚醚醚酮(改性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)、液晶聚酯等超级工程塑料；以及将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为基础树脂的聚合物合金、ABS/聚碳酸酯、尼龙6,6、芳香族聚酰胺树脂(芳香族PA)、聚苯醚/尼龙6,6、聚苯醚/聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯等包含上述工程塑料的聚合物合金。

热塑性树脂可以为结晶性，也可以为非晶性。

另外，热塑性树脂可以为一种，也可以为两种以上的混合。

在热塑性树脂中，优选聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮(PEK)、聚芳基醚酮(PAEK)、聚醚醚酮(PEEK)，特别是从耐溶剂性的方面考虑，更优选聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)。

需要说明的是，其中，为了进一步提高热固性树脂的绝缘层和热塑性树脂的增强绝缘层的层间密合力，优选聚苯硫醚(PPS)。

增强绝缘层由于使用热塑性树脂，因而通常利用挤出成型来形成。

(添加剂)

在增强绝缘层中，根据目的可以含有各种添加物。

作为这样的添加物，可以举出在绝缘层中记载的添加剂。

在增强绝缘层中，优选在最外层的增强绝缘层中含有在绝缘层中所记载的蜡、润滑剂。

相对于构成增强绝缘层的树脂100质量份，这样的添加物的含量优选为0.01质量份～10质量份。

(膜厚)

增强绝缘层的膜厚(以覆膜的厚度计，在层叠结构的情况下为增强绝缘层整体的膜厚)优选为20μm～200μm、更优选为40μm～150μm、进一步优选为45μm～100μm。

<<绝缘电线的制造方法>>

本发明中，在导体的外周涂布热固性树脂清漆并进行烧结，形成密合层和绝缘层。进而根据需要，进一步在绝缘层上将包含热塑性树脂的组合物挤出成型，形成热塑性树脂层，由此制造绝缘电线。

为了使热固性树脂清漆化，热固性树脂清漆含有有机溶剂等。作为有机溶剂，只要不阻碍热固性树脂的反应就没有特别限制，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(DMF)等酰胺系溶剂；N,N-二甲基亚乙基脲、N,N-二甲基亚丙基脲、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；甲酚、苯酚、卤代苯酚等酚系溶剂；环丁砜等砜系溶剂；二甲基亚砜(DMSO)等。

它们之中，若着眼于高溶解性、高反应促进性等，则优选酰胺系溶剂、脲系溶剂，从不具有容易阻碍加热所致的交联反应的氢原子等方面考虑，更优选N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基亚乙基脲、N,N-二甲基亚丙基脲、四甲基脲，特别优选N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。

有机溶剂等可以仅单独使用一种，也可以合用两种以上。

热固性树脂的清漆如上所述可以使用市售品，这种情况下，由于溶解于有机溶剂中，因而含有有机溶剂。

将上述热固性树脂的清漆涂布到导体上的方法可以为常规方法，例如可以使用采用与导体形状为相似形状的清漆涂布用模具的方法，在导体截面形状为矩形的情况下，使用形成为井字状的被称为“通用模具”的模具。

涂布有这些热固性树脂清漆的导体利用常规方法在烧结炉中进行烧结。具体的烧结条件取决于所使用的炉的形状等，若为大约8m的自然对流式的立式炉，则可通过在炉内温度为400℃～650℃下将通过时间设定为10秒～90秒来达成。

在热固性树脂层上设置热塑性树脂层的情况下，例如，将形成了热固性树脂层的导体(也称为漆包线)作为芯线，使用挤出机的螺杆将包含热塑性树脂的组合物挤出被覆至漆包线上，从而能够形成热塑性树脂层，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可得到规定的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)进行热塑性树脂的挤出被覆。热塑性树脂层也可以使用有机溶剂等和热塑性树脂来形成。

在使用非晶性热塑性树脂的情况下，除了挤出成型以外，还可以使用与导体的形状相似的模具，将溶解在有机溶剂等中的清漆涂布在漆包线上并进行烧结来形成。

热塑性树脂清漆的有机溶剂优选为在上述热固性树脂清漆中举出的有机溶剂。

另外，具体的烧结条件取决于所使用的炉的形状等，优选在热固性树脂的条件中所记载的条件。

<绝缘电线的特性>

除了电学特性以外，本发明的绝缘电线的密合性(导体密合性和层间密合性)也优异。

导体与密合层的密合力优选为0.3N/mm～1.5N/mm、更优选为0.4N/mm～1.0N/mm、进一步优选为0.5N/mm～0.6N/mm。

密合层与绝缘层的层间密合力优选为0.2N/mm～1.0N/mm、更优选为0.3N/mm～0.8N/mm、进一步优选为0.4N/mm～0.6N/mm。

绝缘层内的层间密合力优选为0.2N/mm～1.0N/mm、更优选为0.3N/mm～0.8N/mm、进一步优选为0.4N/mm～0.6N/mm。

另外，在具有增强绝缘层的情况下，绝缘层与增强绝缘层的层间密合力优选为0.1N/mm～1.0N/mm、更优选为0.2N/mm～0.8N/mm、进一步优选为0.3N/mm～0.6N/mm。

上述密合力的关系也成为下述带缺口的扁立弯曲试验(也包括施加大的加工应力或加热后的试验)中的控制因子，例如，若外层侧(特别是最外层)具有密合力低的部分，则显示出优异的效果。

如实施例中所示，密合力可以通过使用拉伸试验机的180°剥离试验等进行测定。

另外，对本发明的绝缘电线来说，优选的是，在使用了绝缘电线预先带有划痕的绝缘电线的、后述带缺口的扁立弯曲试验中，即使切口扩大，最外层也残留原本覆膜厚度的50％以上。

而且，本发明的绝缘电线显示出下述优异的效果：在实施例所示的施加大的加工应力或加热的情况下，在上述带缺口的扁立弯曲试验中，即使切口扩大，最外层也残留原本覆膜厚度的50％以上。

<<线圈和电气/电子设备>>

本发明的绝缘电线能够作为线圈用于各种电气/电子设备等需要电学特性(耐电压性)或耐热性的领域中。例如，本发明的绝缘电线用于电动机或变压器等，能够构成高性能的电气/电子设备。特别适合用作混合动力车(HV)或电动汽车EV的驱动电动机用的绕线。这样，可以提供将本发明的绝缘电线作为线圈使用的电气/电子设备、特别是HV和EV的驱动电动机。需要说明的是，本发明的绝缘电线在用于电动机线圈的情况下，也称为电动机线圈用绝缘电线。特别是，利用对具有上述优异特性的本发明的绝缘电线进行加工而成的线圈，能够实现电气/电子设备的进一步的小型化或高性能化。因此，本发明的绝缘电线适合用作近年来的小型化或高性能化显著的HV或EV的驱动电动机用的绕线。

本发明的线圈只要具有适合于各种电气/电子设备的形态即可，可以举出：对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈；对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈；等等。

作为对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈，没有特别限定，可以举出将长的绝缘电线卷绕成螺旋状而成的线圈。在这样的线圈中，对绝缘电线的绕线数等没有特别限定。通常，在卷绕绝缘电线时使用铁心等。

作为对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈，可以举出在旋转电机等的定子中所用的线圈。这样线圈例如可以举出如下制作的线圈33：如图4所示，将本发明的绝缘电线切断成特定的长度并以U字形状等进行弯曲加工，制作出多个电线段34，将各电线段34的U字形状等的两个开放端部(末端)34a相互不同地连接，制作出线圈33(参照图3)。

作为使用该线圈而成的电气/电子设备，没有特别限定。作为这样的电气/电子设备的一个优选方式，例如可以举出具备图3所示的定子30的旋转电机(特别是HV和EV的驱动电动机)。该旋转电机除了具备定子30以外，可以为与现有的旋转电机同样的构成。

定子30除了电线段34由本发明的绝缘电线形成以外，可以为与现有的定子同样的构成。即，定子30具有定子铁心31和线圈33，其中，例如如图3和4所示由本发明的绝缘电线构成的电线段34被组装到定子铁心31的槽32中，开放端部34a被电连接，由此形成线圈33。此处，电线段34可以以一根的形式组装到槽32中，但优选如图4所示以两根一组的形式组装。该定子30中，线圈33被收纳于定子铁心31的槽32中，该线圈33是将如上所述进行了弯曲加工的电线段34的两个末端即开放端部34a相互不同地连接而成的。此时，可以在连接电线段34的开放端部34a后收纳于槽32中，另外，也可以在将绝缘段34收纳于槽32中后，对电线段34的开放端部34a进行折弯加工并连接。

若使用截面形状为矩形的导体作为本发明的绝缘电线，例如能够提高导体的截面积相对于定子铁心的槽截面积的比例(占空系数)，能够提高电气/电子设备的特性。

本发明的绝缘电线能够作为线圈用于旋转电机、各种电气/电子设备等需要电学特性(耐电压性)或耐热性的领域中。例如，本发明的绝缘电线用于电动机或变压器等，能够构成高性能的旋转电机、电气/电子设备。特别适合用作混合动力车(HV)或电动汽车EV的驱动电动机用的绕线。

实施例

下面，基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限定于这些实施例。

以下示出所使用的材料。

[使用材料]

(热固性树脂)

·聚酰亚胺(PI)

i)PMDA-ODA[上述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率(总酰亚胺式量含有率)36.6％]

由均苯四酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)得到的聚酰亚胺、质均分子量30,000

ii)PMDA-BAPP[总酰亚胺式量含有率23.％]

由均苯四酸二酐(PMDA)和2,2-双[4-(氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)得到的聚酰亚胺、质均分子量36,000

iii)PMDA-ODA·BAPP[总酰亚胺式量含有率28.7％]

由均苯四酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)及2,2-双[4-(氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)得到的聚酰亚胺、质均分子量32,000

iii)PMDA-ODA·BAPP[总酰亚胺式量含有率32.6％]

质均分子量30,000

iv)PMDA-ODA·p-TPE[总酰亚胺式量含有率31.0％]

由均苯四酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)及1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(p-TPE)得到的聚酰亚胺、质均分子量25,000

v)PMDA-ODA·m-TPE[总酰亚胺式量含有率29.5％]

由均苯四酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)及1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(p-TPE)得到的聚酰亚胺、质均分子量25,000

[化6]

·聚酰胺酰亚胺(PAI)

日立化成工业株式会社制造、商品名：HI406

(热塑性树脂)

·聚醚醚酮(PEEK)

Solvay Specialty Polymers公司制造，商品名：KetaSpire KT-820

·聚苯硫醚(PPS)

DIC株式会社制造、商品名：PPS FZ-2100

(密合层添加剂)

·三聚氰胺树脂

日立化成工业株式会社制造、商品名：Melan 265

·硫醇系化合物

东洋纺株式会社制造、商品名：噻二唑类(MTD)

实施例1

在实施例1中，制造出图1所示的绝缘电线1。

导体11使用了截面扁平(长边3.2mm×短边1.5mm、四角的倒角的曲率半径r＝0.3mm)的扁平导体(含氧量15ppm的铜)。

在密合层的形成时，在导体上使用相似形状的模具，将聚酰亚胺树脂清漆涂布到导体上，以通过时间为5秒～10秒的速度在炉内温度设定为300℃～500℃的炉长5m的自然对流式烧结炉内通过，将其重复两次以上，由此形成厚度为40μm的密合层，上述聚酰亚胺树脂清漆相对于聚酰亚胺树脂100质量份含有40质量份的三聚氰胺树脂，对于该聚酰亚胺树脂来说，相对于聚酰亚胺树脂100质量份含有40质量份的三聚氰胺树脂，将PMDA与ODA和BAPP作为合成原料，上述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率(总酰亚胺式量含有率)为28.6％。另外，对于绝缘层，也与密合层同样地，对以PMDA和ODA为合成原料、总酰亚胺式量含有率为36.6％的聚酰亚胺树脂清漆进行涂布烧结，形成厚度为50μm的绝缘层1。

如此在导体上制造出由密合层、一层绝缘层构成的绝缘电线。

实施例2

在实施例2中，制造出图1所示的绝缘电线1。

如下述表1所示变更密合层和绝缘层1中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、以及密合层和绝缘层1的覆膜的厚度，除此以外与实施例1同样地在导体上制造出由密合层、一层绝缘层构成的绝缘电线。

实施例3

在实施例3中，制造出图1所示的绝缘电线1。

使绝缘层为两层，如下述表1所示变更密合层、绝缘层1和绝缘层2中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、以及密合层、绝缘层1和绝缘层2的覆膜的厚度，除此以外与实施例1同样地在导体上制造出由密合层、两层绝缘层构成的绝缘电线。

实施例4

在实施例4中，制造出图1所示的绝缘电线1。

实施例5

在实施例5中，制造出图1所示的绝缘电线1。

使绝缘层为3层，如下述表1所示变更密合层、绝缘层1、绝缘层2和绝缘层3中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、以及密合层、绝缘层1、绝缘层2和绝缘层3的覆膜的厚度，除此以外与实施例1同样地在导体上制造出由密合层、三层绝缘层构成的绝缘电线。

实施例6

在实施例6中，制造出图2所示的绝缘电线2。

如下述表1所示变更密合层和绝缘层1中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、以及密合层和绝缘层1的覆膜的厚度，除此以外与实施例1同样地在导体上得到由密合层、一层绝缘层构成的漆包线。

将所得到的漆包线作为芯线，使用具备30mm全程螺杆(螺杆L/D＝25、螺杆压缩比＝3)的挤出机，在绝缘层的外侧形成厚度60μm的增强绝缘层。此处，热塑性树脂使用聚醚醚酮(Solvay Specialty Polymers公司制造、商品名：KetaSpire KT-820)，按照增强绝缘层的截面的外形形状与导体的形状为相似形状的方式，使用挤出模在370℃(挤出模的温度)进行聚醚醚酮(PEEK)的挤出被覆。

如此，在导体上制造出由密合层、一层绝缘层和增强绝缘层构成的绝缘电线(PEEK挤出被覆漆包线)。

实施例7

在实施例7中，制造出图2所示的绝缘电线2。

如下述表1所示变更密合层和绝缘层1中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、增强绝缘层的热塑性树脂的种类、以及密合层、绝缘层1和增强绝缘层的覆膜的厚度，除此以外与实施例6同样地在导体上制造出由密合层、一层绝缘层和增强绝缘层构成的绝缘电线(PPS挤出被覆漆包线)。

实施例8

在实施例8中，制造出图1所示的绝缘电线1。

比较例1

在比较例1中，制造出图1所示的绝缘电线1。

密合层的树脂使用聚酰胺酰亚胺树脂，绝缘层1使用在密合层中使用的聚酰胺酰亚胺树脂，如下述表2所示变更密合层中含有的添加剂的种类和量、以及密合层和绝缘层1的覆膜的厚度，除此以外与实施例1同样地在导体上制造出由密合层、一层绝缘层构成的绝缘电线。

比较例2

在比较例2中，制造出图1所示的绝缘电线1。

如下述表2所示变更密合层和绝缘层1中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、以及密合层和绝缘层1的覆膜的厚度，除此以外与实施例1同样地在导体上制造出由密合层、一层绝缘层构成的绝缘电线。

比较例3

在比较例3中，制造出图2所示的绝缘电线2。

如下述表2所示变更密合层和绝缘层1中使用的聚酰亚胺树脂清漆的种类和总酰亚胺式量含有率、密合层中含有的添加剂的种类和量、增强绝缘层的热塑性树脂的种类、以及密合层、绝缘层1和增强绝缘层的覆膜的厚度，除此以外与实施例6同样地在导体上制造出由密合层、一层绝缘层和增强绝缘层构成的绝缘电线(PEEK挤出被覆漆包线)。

比较例4

在比较例4中，制造出图1所示的绝缘电线1。

比较例5

在比较例5中，制造出图1所示的绝缘电线1。

<评价>

对于所得到的各绝缘电线，如下测定密合力，另外，进行带缺口的扁立弯曲试验并进行评价。

[密合力]

关于导体-密合层、密合层-绝缘层1、绝缘层1内、绝缘层1-绝缘层2、绝缘层2内、绝缘层2-绝缘层3、绝缘层-增强绝缘层的层间或者层内的密合力，按照所评价的层为最外层的方式，将所制造的绝缘电线剥离。

对于上述绝缘电线，使用将切割器连接到测微器上的夹具，在长度方向上以1mm宽度切入50mm以上的切口。此时根据希望测定的层，而设为所需要的切入深度，由此可以测定各层的密合力。切入有切口的绝缘电线仅剥离切口部分，设置于拉伸试验机(株式会社岛津制作所制造、装置名“自动绘图仪AG-X”)中，以4mm/min的速度将剥离部分向上方剥离(180°剥离)。读取此时的测定值。

需要说明的是，优选外层侧具有密合力低的部分。

[带缺口的扁立弯曲试验]

扁立弯曲是指，将绝缘电线的一个边缘面作为内径面进行弯曲的弯曲方法，也称为在宽度方向上弯曲绝缘电线的弯曲方法。此处，将扁平形状的绝缘电线的纵截面的短边在轴线方向连续形成的面称为“边缘面”，将扁平线的纵截面的长边在轴线方向连续形成的面称为“平坦面”。

带缺口的扁立弯曲试验为下述试验：其对在绝缘电线的绕线加工时发生作用、并且在加工后残留的机械应力所致的到达至导体的龟裂的产生的防止效果进行评价，依照JIS C 3216-3：2011中规定的“缠绕试验”来实施。

需要说明的是，为了为更苛刻的条件，在各绝缘电线的最外层的边缘面，使用Feather剃刀S单刃(Feather安全剃刀公司制造)，在外周方向(与绝缘电线的轴线垂直的方向)整体切入一条深度5μm的切口，进行扁立弯曲试验。使切入有切口的边缘面的相反侧的边缘面接触1.5mm的不锈钢(SUS)制的棒，切口朝向外侧，并且切口的长度方向沿着棒的轴线，以该方式缠绕到棒上。经过1小时后，以缠绕状态目视观察绝缘电线的切口，根据下述评价基准进行评价。

需要说明的是，评价中，对于将各绝缘电线在200℃的高温槽内静置了500小时的绝缘电线也进行上述评价，在下述表1和2中记为“耐热后试验”。

评价基准

A：切口扩大，最外层残留原本覆膜厚度的80％。

B：切口扩大，最外层残留原本覆膜厚度的50％。

C：切口扩大，最外层残留原本覆膜厚度的15％。

D：切口到达至导体，导体露出。

将所得到的结果归纳示于下述表1和2中。

此处，“-”表示由于未使用、值为0、或作为对象的层不存在而未评价。

由上述表1和2可知，与比较例1～5的绝缘电线相比，实施例1～8的绝缘电线通过为本发明的构成，从而与导体-密合层的密合力、各层间的层间密合力优异，而且在扁立弯曲试验中显示出切口扩大、最外层残留原本覆膜厚度的50％以上的优异效果。另外，由耐热性试验后的扁立弯曲试验可知，在施加了大的加工应力或加热的情况下，覆膜也难以产生会引起绝缘不良的绝缘缺陷，是可靠性高的绝缘电线。

由上述结果可知，可以作为旋转电机、各种电气/电子设备等需要电学特性(耐电压性)或耐热性的领域的线圈、特别是电动机或变压器等的线圈，作为混合动力车(HV)或电动汽车EV的驱动电动机用的绕线适宜地使用。

结合其实施方式对本发明进行了说明，但本申请人认为，只要没有特别指定，则本发明在说明的任何细节均不被限定，应当在不违反所附权利要求书所示的发明精神和范围的情况下进行宽泛的解释。

本申请要求基于2015年12月8日在日本提交专利申请的日本特愿2015-239764的优先权，将其内容以参考的形式作为本说明书记载内容的一部分引入本申请。

符号说明

1、2 绝缘电线

11 导体

21 密合层

22 绝缘层

23 增强绝缘层

30 定子

31 定子铁心

32 槽

33 线圈

34 电线段

Claims

1.一种绝缘电线，其特征在于，该绝缘电线具有密合层并在该密合层上具有绝缘层，所述密合层直接接触在导体上，聚酰亚胺树脂骨架中的下述通式(a)所示的酰亚胺结构的总式量的含有率为27％以上33％以下，所述绝缘层包含聚酰亚胺树脂骨架中的该酰亚胺结构的总式量的含有率为大于27％且37％以下的聚酰亚胺树脂，

[化1]

通式(a)

。

2.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，所述密合层与所述绝缘层的所述酰亚胺结构的总式量的含有率之差为4.0％～10.0％。

3.如权利要求1或2所述的绝缘电线，其特征在于，所述密合层与所述绝缘层的所述酰亚胺结构的总式量的含有率之差为4.0％～10.0％，与该密合层相比，该绝缘层的所述酰亚胺结构的总式量的含有率更大。

4.如权利要求1～3中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，所述绝缘层为两层以上，相邻的绝缘层的所述酰亚胺结构的总式量的含有率之差为4.0％～10.0％。

5.如权利要求1～4中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂具有下述通式(1)所示的部分结构，

[化2]

通式(1)

。

6.如权利要求1～5中任一项所述的绝缘电线，其特征在于，该绝缘电线进一步具有包含热塑性树脂的增强绝缘层，该热塑性树脂含有选自聚醚醚酮树脂和聚苯硫醚树脂中的至少一种树脂。

7.一种线圈，其是将权利要求1～6中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。

8.一种电子/电气设备，其使用权利要求7所述的线圈而成。