CN110419083B - 绝缘电线 - Google Patents

Abstract

根据本发明一个实施方式的绝缘电线包括线形导体和层压在所述导体外周表面上的一层或多层绝缘层，其中，所述一层或多层绝缘层中的至少一层包括多个孔隙，并且多个孔隙中的封闭孔隙率为80体积％以上。

Description

绝缘电线

技术领域

本发明涉及一种绝缘电线。

本申请是基于在2017年3月24日提交的日本专利申请第2017-58687号，并要求其优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在应用高电压的电气设备中，例如在高电压下使用的电机等，例如高电压被应用到形成电气设备的绝缘电线上，因此，在绝缘电线的绝缘层表面容易产生局部放电(电晕放电)。如果电晕放电的产生导致局部温度升高、臭氧的产生、离子的产生，则在早期阶段发生绝缘击穿，结果，绝缘电线的使用寿命缩短，因而电气设备的使用寿命缩短。因此，除了良好的绝缘性能、机械强度等之外，在应用高电压的电气设备中使用的绝缘电线需要具有改善的电晕击穿电压。

作为提高电晕击穿电压的手段，降低绝缘层的介电常数是有效的。为了降低绝缘层的介电常数，已经提出了一种绝缘电线，该绝缘电线通过绝缘清漆形成热固化层(绝缘层)，该绝缘清漆包含成膜树脂和在低于成膜树脂的烘烤温度的温度下可分解的热解树脂(参见日本公开的专利公开第2012-224714号)。根据该绝缘电线，通过利用在烘烤成膜树脂时热解树脂的热分解部分形成的孔隙，在热固化层中形成孔，并且通过形成所述孔隙可以降低绝缘涂层的介电常数。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本公开的专利公开第2012-224714号

发明内容

根据本发明的一个实施方式的绝缘电线包括线形导体和层压在所述导体外周表面上的一层或多层绝缘层，其中，所述一层或多层绝缘层中的至少一层包括多个孔隙，并且所述多个孔隙中的封闭孔隙率为80体积％以上。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的绝缘电线的示意性剖面图。

图2为图1的绝缘电线中包括的孔隙和外壳的示意性剖面图。

图3为用于形成图1的绝缘电线的形成绝缘层的清漆中包含的中空成型颗粒的示意性剖面图。

图4为用于解释根据一个实施方式的介电常数测量方法的示意图。

具体实施方式

技术问题

在通过如上所述的常规方法形成的绝缘层中，需要提高孔隙率以促进介电常数的降低。然而，当孔隙率提高时，由于形成的孔隙的尺寸等的大的变化，不能获得期望的介电常数，因此，难以改善绝缘性能，例如提高电晕击穿电压等。此外，当在浸渍在溶剂或暴露于溶剂中的状态下使用绝缘电线时，所需的耐溶剂性不足，而导致不便。

本发明是基于上述情况构思的，以及一个目的是提供一种绝缘电线，其具有良好的绝缘性能、机械强度和耐溶剂性，并且还可以促进绝缘层介电常数的降低。

有益效果

根据本发明的一个实施方式的绝缘电线具有良好的绝缘性、机械强度和耐溶剂性，并且还可以促进绝缘层介电常数的降低。

[本发明的实施方式的描述]

根据本发明一个实施例的绝缘电线包括线形导体和层压在所述导体外周表面上的一层或多层绝缘层，其中，所述一层或多层绝缘层中的至少一层包括多个孔隙，并且所述多个孔隙中的封闭孔隙率为80体积％以上。

绝缘电线优选地包括绝缘层，其中，所述孔隙之间的连通减少，并且满足上述封闭孔隙率，并且更优选地，绝缘电线的孔隙包括外壳，所述外壳源自具有核壳结构的中空成型颗粒的外壳，并且在所述孔隙中的封闭孔隙率为上述值或更高。通过提供外壳，减少了孔隙之间的连通，并且可以更积极地获得包括以高比例形成的封闭孔隙的绝缘层。以这种方式形成的孔隙具有极小的尺寸和形状变化。通过提供包括这种封闭孔隙的绝缘层，与具有由单一热解树脂形成的孔隙的常规绝缘电线相比，所述绝缘电线可以促进介电常数的降低，可以使绝缘击穿电压高，并且可以获得良好的绝缘性能和机械强度。此外，由于所述绝缘层中包括的孔隙在其外周部分具有外壳，所以可以提高耐溶剂性。术语“封闭孔隙率”是指通过在下文中描述的测量方法获得的值。核壳结构是指形成颗粒的核的材料不同于形成包围所述核的外周的壳的材料的结构。

上述绝缘层的孔隙率优选为20体积％以上。通过使绝缘层的孔隙率达到上述值或更高，可以促进介电常数的降低，并进一步改善绝缘性能。术语“孔隙率”是指以百分比表示的孔隙的体积相对于包括所述孔隙的绝缘层的体积。

上述孔隙的形状优选为扁平球体形状。此外，当孔隙的短轴沿着相对于导体表面的垂直方向定向时，沿着外力容易作用的所述垂直方向形成的孔隙彼此不容易接触，从而提高封闭孔隙率。因此，具有沿着相对于导体的表面的垂直方向定向的短轴的孔隙的比例优选尽可能大。将在下文中描述这些孔隙的比例、平均直径等。术语“扁平球体形状”是指具有短轴的球体，该短轴为长轴的预定比例以下，其中长轴是穿过重心的最大对角线长度，短轴(短轴的长度)是穿过重心的最小对角线长度，以及例如，在包括短轴和长轴的剖面中，短轴相对于长轴的比率是0.95以下。

上述外壳的主要成分优选为硅树脂(silicone)之一。通过使用硅树脂作为上述外壳的主要成分，可以进一步增加封闭孔隙率，并进一步提高绝缘性能和机械强度。此外，可以进一步提高耐溶剂性，并且还赋予外壳弹性并提高耐热性。术语“硅树脂”是指包括其中硅原子和氧原子键合的硅氧烷键重复单元的聚合物。此外，术语“主要成分”是指具有最大含量的成分，并且是例如50质量％以上的成分。

[本发明的实施方式的详细描述]

下面将参照附图中示出的绝缘电线等的典型实例描述根据本发明一个实施方式的绝缘电线和形成绝缘层的清漆。

[绝缘电线]

图1的绝缘电线包括线形导体1和层压在导体1的外周表面上的一层绝缘层2。绝缘层2包括多个孔隙3。此外，绝缘电线在多个孔隙3的外周部分包括外壳4。

<导体>

例如，导体1是具有正方形剖面的扁平线材，但是也可以是具有圆形剖面的圆形线材，或者是由多根绞合裸线材组成的绞合线材。

形成导体1的材料优选为具有高导电性和大的机械强度的金属。这种金属的例子包括铜、铜合金、铝、铝合金、镍、银、软铁、钢、不锈钢等。导体1可以使用这种金属材料来形成线材，或者具有包含用另一金属包覆这种线材材料的多层结构，例如，如在镀镍铜线、镀银铜线、镀铜铝线、镀铜钢线等中那样。

导体1的平均剖面面积的下限优选为0.01mm²，更优选为0.1mm²。另一方面，导体1的平均剖面面积的上限优选为20mm²，更优选为5mm²。当导体1的平均剖面面积小于上述下限时，绝缘层2的体积相对于导体1变大，并且使用绝缘电线形成的线圈等的体积效率可能劣化。另一方面，当导体1的平均剖面面积超过上述上限时，绝缘层2需要形成得很厚，以便充分降低介电常数，并且绝缘电线的直径可能变得不必要的大。

[绝缘层]

如图1所示，绝缘层2包括将在下文中描述的源自具有核壳结构的中空成型颗粒的多个孔隙。

绝缘层2由具有绝缘性能的树脂组合物形成，所述树脂组合物具有分散在该树脂组合物中的孔隙3和在多个孔隙3的外周部分的外壳4。所述绝缘层2是通过在导体1的外周表面上涂布将在下文中描述的形成绝缘层的清漆并烘烤而形成的。

绝缘层2的孔隙率下限优选为20体积％，更优选为25体积％。另一方面，绝缘层2的孔隙率的上限优选为80体积％，并且更优选为85体积％。当绝缘层2的孔隙率小于上述下限时，绝缘层2的介电常数没有充分降低，并且不能充分提高电晕击穿电压。另一方面，当绝缘层2的孔隙率超过上述上限时，无法保持绝缘层2的机械强度。绝缘层2的孔隙率(体积％)可以使用不包括孔隙的绝缘层2的质量W1和绝缘层2的实际质量W2通过公式(W1-W2)×100/W1来获得，所述质量W1是通过将形成绝缘层2的材料的密度ρ1乘以根据绝缘层2的轮廓计算的表观体积V1而获得。

在孔隙3中的封闭孔隙率的下限为80体积％，优选85体积％，并且更优选90体积％。另一方面，例如，上述孔隙中的封闭孔隙率的上限为100体积％。当上述孔隙中的封闭孔隙率小于上述下限时，绝缘电线的绝缘性能和耐溶剂性趋于劣化。

孔隙3中的封闭孔隙率是当在扫描电子显微镜(SEM)上观察绝缘层2的样品的剖面时，由于插置在相邻孔隙之间的具有绝缘性能的树脂组合物而不相互开放的孔隙(封闭孔隙)相对于所有的孔隙的体积％(封闭孔隙率)。可以通过使在绝缘层剖面的SEM照片上的封闭孔隙和除了上述封闭孔隙之外的孔隙二值化，使得封闭孔隙和除封闭孔隙以外的孔隙可以彼此区分，来计算所述封闭孔隙率(体积％)。

如图2所示，多个孔隙3分别被外壳4覆盖，并且所述外壳4由壳7形成，所述壳7通过在烘烤后除去图3所示的具有核壳结构的中空成型颗粒5的核6而变得中空。换句话说，外壳4源自具有核壳结构的中空成型颗粒5的壳7。此外，多个孔隙3的至少一部分外壳4包括缺陷。这种缺陷可以从扫描电子显微镜(SEM)观察到的孔隙剖面的SEM照片中得到证实。

如图2所示，多个孔隙3具有扁平球体形状。此外，当孔隙3的短轴以相对于导体1的表面的垂直方向定向时，沿着外力容易作用的所述垂直方向形成的孔隙彼此不容易接触，从而提高封闭孔隙率。因此，具有沿着相对于导体1的表面的垂直方向定向的短轴的孔隙3的比例优选尽可能大。具有沿着相对于导体1的表面的垂直方向定向的短轴的孔隙3相对于孔隙3的总量的比率的下限优选为60％，更优选为80％。当具有沿着相对于导体1的表面的垂直方向定向的短轴的孔隙3的比率低于上述下限时，在形成的孔隙中彼此接触的孔隙增加，并且封闭孔隙率可能变低。术语“具有沿着相对于导体的表面的垂直方向定向的短轴的孔隙”是指孔隙的短轴与相对于导体表面的垂直方向之间的角度差为20度以下。

在包括孔隙3的短轴和长轴的剖面中，短轴相对于长轴的长度的平均比率的下限优选为0.2，并且更优选为0.3。另一方面，上述平均比率的上限优选为0.95，并且更优选0.9。当所述平均比率小于上述下限时，在烘烤清漆期间，沿着厚度方向的收缩量需要很大，因此，绝缘层2的柔韧性可能劣化。另一方面，当所述平均比率超过上述上限并且孔隙率高时，沿着外力容易作用的绝缘层2的厚度方向形成的孔隙容易彼此接触，并且封闭孔隙率可能变低。孔隙3的短轴和长轴可以通过用扫描电子显微镜(SEM)观察绝缘层2的剖面来获得。通过调节由于在烘烤过程中在形成绝缘层的清漆中包含的树脂组合物的收缩导致的施加在中空成型颗粒5上的压力来调整上述比率。例如，施加到中空成型颗粒5上的压力可以根据形成上述树脂组合物的主要成分的材料种类、绝缘层2的厚度、形成中空成型颗粒5的材料、烘烤条件等而变化。术语“在包括孔隙的短轴和长轴的剖面中短轴相对于长轴的长度的平均比率”是指在包括孔隙的短轴和长轴的剖面中短轴相对于长轴的长度的比率的平均值，例如，对在绝缘层2中包括的30个孔隙3进行计算。

孔隙3的平均长轴的下限没有特别限制，但是优选为0.1μm，更优选为1μm。另一方面，上述平均长轴的上限优选为10μm，并且更优选8μm。当平均长轴小于上述下限时，不可能在绝缘层2中获得期望的孔隙率。另一方面，当平均长轴超过上述上限时，难以在绝缘层2中均匀分布孔隙3，并且介电常数的分布可能容易偏移。术语“孔隙的平均长轴”是指例如绝缘层2中包括的30个孔隙3计算的长轴的平均值。

沿着相对于导体1的表面的垂直方向的孔隙3的平均最大长度的下限没有特别限制，但是优选为0.1μm，并且更优选为1μm。另一方面，沿着所述垂直方向的上述平均最大长度的上限优选为10μm，并且更优选8μm。此外，沿着相对于导体1的表面的平行方向的孔隙3的平均最大长度的下限没有特别限制，但是优选为0.1μm，并且更优选为1μm。另一方面，沿着所述平行方向的上述平均最大长度的上限优选为10μm，并且更优选8μm。沿着上述垂直方向的孔隙3的平均最大长度和沿着上述平行方向的孔隙3的平均最大长度均优选为各自的上限以下。通过使沿着所述垂直方向和所述平行方向的孔隙3的平均最大长度均为各自上限以下，可以提高孔隙3中的封闭孔隙率，因此，可以进一步提高绝缘电线的绝缘性能、机械强度和耐溶剂性。术语“沿着所述垂直方向的孔隙的平均最大长度和沿着所述平行方向的孔隙的平均最大长度”是指沿着相对于导体1的表面的垂直方向的孔隙的最大长度和沿着相对于导体1的表面的平行方向的孔隙的最大长度的各自平均值，例如，对在绝缘层2中包括的30个孔隙3进行计算。

孔隙3的平均直径的下限优选为0.1μm，并且更优选为1μm。另一方面，上述平均直径的上限优选为10μm，并且更优选8μm。当所述孔隙3的平均直径小于上述下限时，不可能在绝缘层2中获得期望的孔隙率。另一方面，当平均直径超过上述上限时，难以在绝缘层2中均匀分布孔隙3，并且介电常数的分布可能容易偏移。术语“孔隙的平均直径”是指对应于孔隙的体积的真球的直径的平均值，例如，对在绝缘层2中包括的30个孔隙3进行计算。孔隙3的体积可以通过扫描电子显微镜(SEM)观察绝缘层2的剖面来获得。例如，通过调节形成上述树脂组合物的主要成分的材料的种类、绝缘层2的厚度、用于中空成型颗粒的核的热解树脂颗粒的平均粒径、烘烤条件等可以调整孔隙3的平均直径。

从改善绝缘电线的绝缘性能的观点来看，孔隙3的平均直径的分布优选地是窄的。平均直径的标准偏差(σ)相对于孔隙3的平均直径(D)的比率(σ/D)的上限优选为0.3，并且更优选为0.1。例如，上述比率的下限是0.001。

此外，存在于多个孔隙3的外周部的多个外壳4的至少一部分包括缺陷。如图3所示，孔隙3和外壳4源自中空成型颗粒5，所述中空成型颗粒5具有包括热解树脂作为主要成分的核6和热分解温度高于该热解树脂的热分解温度的壳7。换句话说，形成核6的主要成分的热解树脂在包含在所述中空成型颗粒5中的清漆的烘烤过程中被热分解和气化，并且扩散穿过壳7，以形成孔隙3和外壳4。在这种状态下，扩散穿过壳7的痕量的热解树脂作为缺陷存在于外壳4中。该缺陷的形状根据壳7的材料和形状而变化，但是从提高防止形成的孔隙连通穿过外壳4的效果的观点来看，所述缺陷优选为裂缝、狭缝或孔。

绝缘层2可以包括没有缺陷的外壳4。根据核6的热解树脂向壳7外部的排放条件，在外壳4中不会形成缺陷。此外，绝缘层2可以包括未被外壳4覆盖的孔隙3。

绝缘层2的平均厚度的下限优选为5μm，并且更优选为10μm。另一方面，绝缘层2的平均厚度的上限优选为200μm，并且更优选120μm。当绝缘层2的平均厚度小于上述下限时，在绝缘层2中形成破裂，并且导体1的绝缘性可能变得不足。另一方面，当绝缘层2的平均厚度超过上述上限时，使用绝缘电线形成的线圈等的体积效率可能劣化。

在绝缘电线还包括由与绝缘层2相同的材料制成但不包括孔隙的层的情况下，绝缘层2的介电常数相对于不包括孔隙的层的介电常数的比率的上限是95％，优选90％，更优选80％。当介电常数的比率超过上述上限时，可能无法充分提高电晕击穿电压。

因此，在绝缘电线中，在绝缘层2中包括的孔隙3被外壳4包围，并且孔隙3中的封闭孔隙率高。因为在孔隙3中的封闭孔隙率高，所以即使在绝缘层2的孔隙率增加的情况下，绝缘电线也具有良好的绝缘性能、机械强度和耐溶剂性。

此外，在绝缘电线中，多个孔隙3具有扁平球体形状，因此，形成的孔隙不容易彼此接触，并且孔隙3中的封闭孔隙率可以进一步增加。

[形成绝缘层的清漆]

<第一实施方式>

形成绝缘层的清漆为用于形成绝缘电线的绝缘层2的清漆。根据第一实施方式的形成绝缘层的清漆包括形成基体的树脂组合物，以及具有核壳结构并且分散在所述树脂组合物中的中空成型颗粒5。中空成型颗粒5的核6包括作为主要成分的热解树脂，并且中空成型颗粒5的壳7的主要成分的热分解温度高于上述热解树脂的热分解温度。

(树脂组合物)

上述树脂组合物为包含主聚合物、稀释溶剂和固化剂的组合物。对上述主聚合物没有特别限制，但是当使用热固性树脂时，可以使用，例如，聚乙烯醇缩甲醛前体、热固性聚氨酯前体、热固性丙烯酸树脂前体、环氧树脂前体、苯氧基树脂前体、热固性聚酯前体、热固性聚酯亚胺前体、热固性聚酯酰胺酰亚胺前体、热固性聚酰胺酰亚胺前体、聚酰亚胺前体等。此外，例如，当热塑性塑料被用作所述主聚合物时，可以使用聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚酰亚胺等。在这些树脂中，从促进形成绝缘层的清漆的涂布和改善绝缘层2的强度和耐热性的观点来看，优选聚酰亚胺和聚酰亚胺前体。

常规被用作绝缘清漆的已知有机溶剂可以用作稀释溶剂。更具体地，稀释溶剂的实例包括：例如，极性有机溶剂，如N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、γ-丁内酯等；酮，如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等；酯，如乙酸甲酯、乙酸丁酯、草酸二乙酯等；醚，如乙醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃等；烃，如己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯等；卤代烃，如二氯甲烷、氯苯等；酚，如甲酚、氯酚等；叔胺，如吡啶等，并且这些有机溶剂可以独立使用，或者可以混合并使用两种以上的溶剂。

此外，上述树脂组合物可以包括固化剂。固化剂的实例包括例如钛固化剂、异氰酸酯化合物、封端异氰酸酯、脲或三聚氰胺化合物、氨基树脂、乙炔衍生物、脂环酸酐(如甲基环己烯二羰酸酐)、脂族酸酐、芳族酸酐等。根据所用树脂组合物中包含的主聚合物的种类，适当选择这些固化剂。例如，在聚酰胺酰亚胺的情况下，优选使用咪唑、三乙胺等作为固化剂。

上述钛固化剂的例子包括钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四甲酯、钛酸四丁酯、钛酸四己酯等。上述异氰酸酯化合物的实例包括：芳族二异氰酸酯，如甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等；具有3至12个碳原子的脂肪族二异氰酸酯，如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等；具有5至18个碳原子的脂环族异氰酸酯，如1,4-环己烷二异氰酸酯(CDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(氢化MDI)、甲基环己烷二异氰酸酯、异亚丙基二环己基-4,4’-二异氰酸酯、1,3-二异氰酸酯基甲基环己烷(氢化XDI)、氢化TDI、2,5-双(异氰酸酯基甲基)-双环[2,2,1]庚烷、2,6-双(异氰酸酯甲基)-双环[2,2,1]庚烷等；具有芳环的脂肪族二异氰酸酯，如四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)等；其改性产品等。上述封端的异氰酸酯的实例包括：封端剂(如二甲基吡唑等)与异氰酸酯基团(如二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、二苯基甲烷-3,3’-二异氰酸酯、二苯基甲烷-3,4’-二异氰酸酯、二苯基醚-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲酮-4,4’-二异氰酸酯、二苯砜-4,4’-二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸酯等)加成的化合物等。上述三聚氰胺化合物的实例包括甲基化三聚氰胺、丁基化三聚氰胺、羟甲基化三聚氰胺、羟丁基化三聚氰胺等。上述乙炔衍生物的实例包括乙炔苯胺、乙炔邻苯二甲酸酐等。

(中空成型颗粒)

如图3所示，上述中空成型颗粒5包括：含有热解树脂作为主要成分的核6和热分解温度高于该热解树脂的热分解温度的壳7。

(核)

例如，在低于上述主聚合物的烘烤温度的温度下热分解的树脂颗粒被用作形成核6的主要成分的热解树脂。上述主聚合物的烘烤温度根据树脂的种类适当设定，通常在200℃以上和600℃以下的量级。因此，用于中空成型颗粒5的核6的热解树脂的热分解温度的下限优选为200℃，热分解温度的上限优选为400℃。热分解温度是指当温度在空气气氛下以10℃/分钟的速率从室温开始升温时质量降低率变为50％的温度。例如，热分解温度可以通过使用热重分析-差热分析仪(SII Nano Technology Inc.制造的TG/DTA)的热重分析仪来获得。

用于上述中空成型颗粒5的核6的热解树脂包括但不限于，例如，具有被烷基化、(甲基)丙烯酸化或环氧化的一端或两端或一部分的聚乙二醇、聚丙二醇等的化合物；具有含有1至6个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丙酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯等；改性的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，如聚氨酯低聚物、聚氨酯聚合物、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、ε-己内酯(甲基)丙烯酸酯等；聚(甲基)丙烯酸；其交联产物；聚苯乙烯、交联聚苯乙烯等。在这些热解树脂中，从在主聚合物的烘烤温度下容易热分解和在绝缘层2中容易形成孔隙3的观点来看，优选具有1个以上且6个以下的碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物。例如，这种(甲基)丙烯酸酯聚合物的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

核6的形状优选为球形。为了使核6的形状为球形，例如，球形热解树脂颗粒可以用于核6。当使用球形热解树脂颗粒时，这些树脂颗粒的平均粒径的下限没有特别限制，但是优选为0.1μm，更优选为0.5μm，并且甚至更优选为1μm。另一方面，上述树脂颗粒的平均粒径的上限优选为15μm，并且更优选10μm。当树脂颗粒的平均粒径小于上述下限时，使用用于核6的树脂颗粒可能难以制造中空成型颗粒5。另一方面，当树脂颗粒的平均粒径超过上述上限时，使用用于核6的树脂颗粒的中空成型颗粒5变得太大，而因此，难以在绝缘层2中均匀分布孔隙3，并且介电常数的分布可能容易偏移。上述树脂颗粒的平均粒径是指表示由激光衍射粒度分析仪测量的粒度分布中的最高体积百分比含量的粒径。

热分解温度高于上述热解树脂的热分解温度的材料被用作壳7的主要成分。此外，具有低介电常数和高耐热性的材料优选被用作壳7的主要成分。例如，用作壳7的主要成分的这种材料的实例包括树脂，如聚苯乙烯、硅树脂、氟树脂、聚酰亚胺等。在这些材料中，从赋予壳7弹性并改善绝缘性能和耐热性的观点来看，优选硅树脂。术语“氟树脂”是指其中至少一个键合到形成聚合物链重复单元的碳原子上的氢原子被氟原子或具有氟原子的有机基团(以下也称为“含氟原子基团”)取代的树脂。在含氟原子的基团中，直链或支链有机基团中的至少一个氢原子被氟原子取代，这种含氟原子的基团的实例包括例如氟烷基、氟烷氧基、氟聚醚基等。壳7可以包括在不损害其绝缘性能的范围内的金属。

形成壳7的主要成分的树脂可以是与在上述形成绝缘层的清漆中包含的树脂组合物的主聚合物相同或不同种类的树脂。例如，即使当与上述树脂组合物的主聚合物相同种类的树脂被用作形成壳7的主要成分的树脂时，该树脂的热分解温度也高于热解树脂的热分解温度，并且因为即使热解树脂发生气化，形成壳7的主要成分的树脂也不易热分解，所以可以使孔隙3中的封闭孔隙率高。在由这种形成绝缘层的清漆形成的绝缘电线的情况下，即使当使用电子显微镜观察时，也不可能确认绝缘层2中包括的孔隙3的外壳的存在。另一方面，通过使用不同于上述树脂组合物的主聚合物的类型的树脂作为形成壳7的主要成分的树脂，壳7变得不容易与上述树脂组合物整合，并且与使用与上述树脂组合物的主聚合物相同类型的树脂的情况相比，孔隙3中的封闭孔隙率可以变高。

壳7的平均厚度的下限没有特别限制，但是优选为0.01μm，更优选为0.02μm。另一方面，壳7的平均厚度的上限优选为0.5μm，并且更优选0.4μm。当壳7的平均厚度小于上述下限时，在孔隙3中的封闭孔隙率可能变低。另一方面，当壳7的平均厚度超过上述上限时，孔隙3的体积变得太小，从而难以将绝缘层2的孔隙率增加到预定值以上。壳7可以由单层形成，或者可以由多层形成。当壳7由多层形成时，多层的总厚度的平均值可以落在上述厚度范围内。术语“壳的平均厚度”指的是壳7厚度的平均值，例如对30个中空成形颗粒5进行计算。

中空成型颗粒5的CV值的上限优选为30％，并且更优选为20％。当中空成型颗粒5的CV值超过上述上限时，绝缘层2中包括多个具有不同尺寸的孔隙3，而因此，介电常数的分布可能容易偏移。中空成型颗粒5的CV值的下限没有特别限制，但是优选为1％。当中空成型颗粒5的CV值小于上述下限时，中空成型颗粒5的成本可能变得太高。术语“CV值”是指JIS-Z8825(2013)规定的变异系数。

上述中空成型颗粒5可以具有其中如图3所示的其中核6由单个热解树脂颗粒形成的结构，或者可以具有其中核6由多个热解树脂颗粒形成并且壳7的树脂覆盖多个热解树脂颗粒的结构。

此外，上述中空成型颗粒5的表面可以是光滑的并且不包括凹凸，或者可以包括凹凸。

此外，通过稀释上述有机溶剂并且分散所述中空成型颗粒5而制备的形成绝缘层的清漆的树脂固体浓度的下限优选为15质量％，并且更优选20质量％。另一方面，形成绝缘层的清漆的树脂固体浓度的上限优选为50质量％，并且更优选为30质量％。当形成绝缘层的清漆的树脂固体浓度小于上述下限时，通过一次涂布清漆形成的厚度变小，而因此，为了将绝缘层2形成为期望的厚度，需要重复清漆涂布过程的次数增加，并且进行清漆涂布过程所需的时间可能变长。另一方面，当形成绝缘层的清漆的树脂固体浓度超过上述上限时，清漆变稠，并且清漆的储存稳定性可能劣化。

此外，除了中空成型颗粒5之外，可以将成孔剂，如热解颗粒等，混合到形成绝缘层的清漆中用于成孔。此外，上述形成绝缘层的清漆可以通过结合用于形成孔隙且具有不同沸点的稀释溶剂来制备。与源自中空成型颗粒5的孔隙不同，由成孔剂形成的孔隙由具有不同沸点的稀释溶剂的结合形成的孔隙难以连通。因此，即使当包括未被外壳4覆盖的粉末时，由于外壳4覆盖的孔隙的存在，孔隙3中的封闭孔隙率也可以变高。

<第二实施方式>

与根据第一实施方式的形成绝缘层的清漆类似，根据第二实施方式的形成绝缘层的清漆是用于形成上述绝缘电线的绝缘层的清漆。根据第二实施方式的形成绝缘层的清漆包括形成基体的树脂组合物和分散在该树脂组合物中的中空颗粒，并且中空颗粒的外壳的主要成分是树脂。

形成绝缘层的清漆的树脂组合物可以类似于根据第一实施方式的形成绝缘层的清漆的树脂组合物。

例如，形成中空颗粒主要成分的树脂的实例包括聚苯乙烯、硅树脂、氟树脂、聚酰亚胺等。在这些材料中，从赋予外壳弹性并改善绝缘性能和耐热性的观点来看，优选硅树脂。

所述中空颗粒的平均内径的下限没有特别限制，但是优选为0.1μm，更优选为0.2μm，并且甚至更优选为1μm。另一方面，中空颗粒的平均内径的上限优选为15μm，并且更优选10μm。当所述中空颗粒的平均内径小于上述下限时，不可能获得具有所需孔隙率的绝缘层。另一方面，当所述中空颗粒的平均内径超过上述上限时，难以在绝缘层中均匀分布孔隙，并且介电常数的分布可能容易偏移。例如，通过调节形成上述树脂组合物的主要成分的材料的种类、绝缘层2的厚度、用于中空成型颗粒的核的热解树脂颗粒的平均粒径、烘烤条件等可以调整中空颗粒的平均内径。术语“中空颗粒的平均内径”是指对应于中空颗粒体积的真实球体直径的平均值，例如对30个中空颗粒进行计算。

中空颗粒的外壳的平均厚度的下限没有特别限制，但是优选为0.01μm，更优选为0.02μm。另一方面，外壳的平均厚度的上限优选为0.5μm，并且更优选0.4μm。当外壳的平均厚度小于上述下限时，形成的在孔隙3中的封闭孔隙率可能变低。另一方面，当外壳的平均厚度超过上述上限时，孔隙的体积变得太小，而因此，难以将绝缘层的孔隙率增加到预定值以上。外壳可以由单层形成，或者可以由多层形成。当外壳由多层形成时，多层的总厚度的平均值可以落在上述厚度范围内。例如，通过调节形成上述树脂组合物的主要成分的材料的种类、绝缘层2的厚度、中空成型颗粒的壳的平均厚度、烘烤条件等可以调整中空颗粒的平均外壳的平均厚度。

中空颗粒的CV值可以类似于根据上述第一实施方式的形成绝缘层的清漆的中空成型颗粒的CV值。

通过加热根据上述第一实施方式的形成绝缘层的清漆可以获得形成绝缘层的清漆。换句话说，通过加热根据上述第一实施方式的形成绝缘层的清漆以气化和除去中空成型颗粒的核的热解树脂来获得根据该实施方式的中空颗粒。也就是说，根据本实施方式的形成绝缘层的清漆中的中空颗粒的外壳源自具有核壳结构的中空成型颗粒的壳。

[制造绝缘电线的方法]

接下来，将描述制造绝缘电线的方法。制造绝缘电线的方法包括通过：工序(清漆制备工艺)，其通过将具有核壳结构的中空成型颗粒5分散在通过用溶剂稀释用于形成上述绝缘层2的主聚合物而获得的树脂组合物中来制备形成绝缘层的清漆；工序(清漆涂布工序)，其将上述形成绝缘层的清漆涂布在上述导体1的外周表面上，和工序(加热工序)，其通过加热除去上述中空成型颗粒5的核6。

<清漆制备工艺>

在上述清漆制备工序中，首先，形成绝缘层2的主聚合物被溶剂稀释，以制备形成绝缘层2的基体的树脂组合物。接下来，将中空成型颗粒分散在所述树脂组合物中，以制备形成绝缘层的清漆。代替将中空成型颗粒5分散在树脂组合物中，在用溶剂稀释上述主聚合物时，同时混合上述中空成型颗粒5可以制备上述形成绝缘层的清漆。

<清漆涂布工序>

在上述清漆涂布工序中，在用通过上述清漆制备工序制备的形成绝缘层的清漆涂布导体1的外周表面之后，使用涂布模具来调节涂布在导体1上的清漆的量并使涂布的清漆表面平滑。

上述涂布模具具有开口，并且通过使涂布有形成绝缘层的清漆的导体1穿过该开口来除去多余的清漆，以调节涂布的清漆的量。因此，绝缘电线的绝缘层2的厚度变得均匀，并且可以获得均匀的电绝缘性能。

<加热工序>

接下来，在上述加热工序中，涂布有形成绝缘层的清漆的导体1穿过炉子以烘烤形成绝缘层的清漆，以在导体1的表面上形成绝缘层2。在烘烤过程中，在形成绝缘层的清漆中包含的中空成型颗粒5中的核6的热解树脂通过热分解而气化，并且气化的热解树脂穿透壳7并分散。通过烘烤期间的这种加热，中空成型颗粒5的核6被除去。结果，在绝缘层2中形成了源自中空成型颗粒5的中空颗粒(仅由外壳构成的颗粒)，以及在绝缘层2中形成了源自中空颗粒的孔隙3。因此，上述加热工序也用作相对于形成绝缘层的清漆的烘烤工序。

通过重复上述清漆涂布工序和加热工序直到层压在导体1的表面上的绝缘层2达到预定厚度来获得绝缘电线。

因此，在使用形成绝缘层的清漆形成的绝缘层2中包含源自中空成型颗粒5的孔隙3。因为孔隙3被外壳4包围，所以即使当增加孔隙以使绝缘层2的孔隙率高时，也可以使封闭孔隙率高。此外，具有被外壳4包围的孔隙3的绝缘层2可以具有比具有由单一热解树脂形成的孔隙的绝缘层更高的绝缘击穿电压，并且绝缘层具有良好的绝缘性能。因此，通过使用形成绝缘层的清漆，即使当绝缘层2的孔隙率增加时，也可以获得良好的绝缘性能、机械强度和耐溶剂性。

上述加热工序可以在清漆制备工序之前进行。在这种情况下，例如，通过使用恒温炉加热上述中空成型颗粒5，核6的热解树脂通过热分解而气化，并且可以获得除去核6的中空颗粒。在上述清漆制备工序中，中空颗粒分散在形成绝缘层2的基体的上述树脂组合物中，以制备形成绝缘层的基体。即使在涂布和烘烤形成绝缘层的清漆之后，仍然保持除去上述核6的中空颗粒的中空结构，因此，通过涂布和烘烤形成绝缘层的清漆来形成包括由中空颗粒形成的孔隙3的绝缘层2。然而，当在清漆制备工序之前进行加热工序时，独立于加热工序，在清漆涂布工序之后进行烘烤形成绝缘层的清漆的工序。

当在清漆制备工序之前进行加热工序时，与在烘烤过程中通过加热除去中空成型颗粒5的核6的情况相比，可以更积极地除去核6。因此，可以更积极地形成绝缘层2，并且可以减少热解树脂的分解气体对绝缘层2的吹胀。

<其它实施方式>

应当理解，这里公开的实施方式在所有方面仅是说明性的，并且是非限制性的。本发明的范围不限于所述实施方式的结构，而是由所附描述的权利要求限定的。本发明的范围旨在涵盖权利要求等同替换的含义和范围内的所有修改。

在上述实施方式中，所述绝缘电线具有在导体外周表面上形成的单层绝缘层，然而，绝缘电线可以具有层压在导体外周表面上的多层绝缘层。换句话说，在图1所示的导体1和包括孔隙3的绝缘层2之间可以形成一层或多层绝缘层，或者在图1所示的包括孔隙3的绝缘层2的外周表面上可以形成一层或多层绝缘层，或者可以在图1所示的包括孔隙3的绝缘层2的外周表面和内周表面上形成一层或多层绝缘层。在具有多层层压绝缘层的绝缘电线中，至少一层绝缘层包括被外壳包围的孔隙(由中空颗粒形成的孔隙)就足够了。换句话说，在两层以上的绝缘层中可以包括由中空颗粒形成的孔隙。当在两层以上的绝缘层中包括由中空颗粒形成的孔隙时，两层以上绝缘层中的每一层都有助于降低介电常数。其中由所述形成绝缘层的清漆形成的多层绝缘层中的至少一层绝缘电线也落在本发明预期的范围内。此外，通过在导体的外周表面上层压多层绝缘层，可以提高绝缘电线的机械强度。可以使用相同种类或不同种类的树脂组合物来形成多层绝缘层。

在上述实施方式中，所述绝缘电线具有绝缘层，该绝缘层包括具有扁平球体形状的孔隙，然而，所述孔隙不必具有扁平球体。例如，被外壳包围的孔隙可以具有不平坦的多面体或球体形状。即使当所述孔隙具有这种非平坦形状时，由于外壳而形成的孔隙也不容易相互连通，并且在绝缘层的孔隙中的封闭孔隙率可以变高。因此，即使在所述孔隙具有非平坦形状的情况下，也可以获得良好的绝缘性能、机械强度和耐溶剂性。

此外，在绝缘电线中，可以在导体和绝缘层之间设置附加层，如底漆(底涂层)层等。底漆层是被设置以增加层间粘合性的层，并且例如，可以由已知的树脂组合物形成。

当在导体和绝缘层之间设置底漆层时，形成该底漆层的树脂组合物优选包括选自例如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚酯和苯氧基树脂中的一种或多种树脂。此外，形成底漆层的树脂组合物可以包括添加剂，如粘附力增强剂等。通过在导体和绝缘层之间设置由这种树脂组合物制成的底漆层，可以改善导体和绝缘层之间的粘合性，结果，可以有效改善绝缘层的性能，如柔韧性、耐磨性、耐刮擦性、耐加工性等。

此外，形成底漆层的树脂组合物可以包括与上述树脂一起的另一种树脂，如环氧树脂、苯氧基树脂、三聚氰胺树脂等。此外，形成底漆层的树脂组合物中包含的每种树脂可以是市售的液体组合物(绝缘清漆)。

底漆层的平均厚度的下限优选为1μm，并且更优选为2μm。另一方面，底漆层的平均厚度的上限优选为30μm，并且更优选20μm。当底漆层的平均厚度小于上述下限时，底漆层对导体可能不会表现出足够的粘附力。另一方面，当底漆层的平均厚度超过上述上限时，绝缘电线的直径可能会变得不必要地大。

尽管上述实施方式中的制造方法使用热解树脂在绝缘层中产生孔隙，但是该制造方法可以将发泡剂或热膨胀微胶囊混合到清漆中来代替热解树脂，并且通过发泡剂或热膨胀微胶囊在绝缘层内形成孔隙。例如，在上述制造方法中，形成绝缘层的清漆可以通过用溶剂稀释形成绝缘层的树脂并向其中混合热膨胀微胶囊来制备，并且可以将该形成绝缘层的清漆涂布在导体的外周表面上并烘烤。在烘烤过程中，清漆中包含的热膨胀微胶囊膨胀或发泡从而在绝缘层中形成孔隙。

热膨胀微胶囊包括由热膨胀剂制成的核(内含物)和覆盖该核的外壳。根据任何原理，热膨胀微胶囊的热膨胀剂可以是加热时膨胀或产生气体的任何试剂。热膨胀微胶囊的热膨胀剂的实例包括，例如，低熔点液体、化学发泡剂及其混合物。

低熔点液体的优选实例包括烷烃，如丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷等；氟利昂家族，如三氯氟甲烷等。此外，化学发泡剂的实例优选包括可热分解的物质，例如偶氮二异丁腈，其在加热时产生N₂气体等。

热膨胀微胶囊的热膨胀剂的膨胀起始温度，即低熔点液体的熔点或化学发泡剂的热分解温度，是热膨胀微胶囊外壳的软化温度以上的温度，这将在后面描述。更具体地，热膨胀微胶囊的热膨胀剂的膨胀起始温度的下限优选为60℃，并且更优选为70℃。热膨胀微胶囊的热膨胀剂的膨胀起始温度的上限优选为200℃，并且更优选为150℃。当热膨胀微胶囊的热膨胀剂的膨胀起始温度低于上述下限时，在制造、运输或储存所述绝缘电线时，热膨胀微胶囊可能意外膨胀。当热膨胀微胶囊的热膨胀剂的膨胀起始温度超过上述上限时，使热膨胀微胶囊膨胀所需的能量成本可能变得过高。

热膨胀微胶囊的外壳由可伸长材料形成，所述可伸长材料在热膨胀剂膨胀期间膨胀而不破裂，并且可以形成包含所产生气体的微气球。通常，具有由聚合物(如热塑性塑料等)形成的主要成分的树脂组合物被用作形成热膨胀微胶囊外壳的材料。

形成热膨胀微胶囊外壳主要成分的热塑性塑料的优选实例包括：由单体，如氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯等形成的聚合物，或由两种以上这样的单体形成的共聚物。热塑性塑料的优选实例包括偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物，在这种情况下，热膨胀剂的膨胀起始温度为80℃以上并且150℃以下。

此外，尽管上述实施方式具有其中通过热解树脂的热分解形成在绝缘层中包含的孔隙的结构，但是可以采用其中通过例如中空填料形成所述孔隙的结构。当通过中空填料形成孔隙时，捏合形成绝缘层的树脂组合物和中空填料，并且通过挤出成型利用捏合材料覆盖绝缘层，以制造绝缘层中包括孔隙的绝缘电线。

当通过中空填料形成孔隙时，中空填料内部的空腔部分形成绝缘层中包括的孔隙。中空填料的实例包括例如火山灰微粒子(silas balloon)、玻璃球囊(glass balloon)、陶瓷球囊(ceramic balloon)、有机树脂球囊(organic resin balloon)等。在这些材料中，当要求绝缘电线具有柔韧时，有机树脂球囊是优选的。此外，在这些材料中，当重视绝缘电线的机械强度时，从获得容易性和耐久性的观点来看，玻璃球囊是优选的。

此外，尽管上述实施方式具有其中通过热解树脂的热分解形成在绝缘层中包含的孔隙的结构，但是可以采用其中通过例如相分离方法形成所述孔隙的结构。采用相分离方法的实例使用热解树脂作为形成绝缘层的树脂，并获得与溶剂的均匀混合物，以将均匀混合物涂布在导体的外周表面上。树脂和溶剂的相分离是通过浸渍到水等不溶性液体中，或者通过在空气气氛中冷却而引起的，并且通过使用单独的挥发性溶剂提取和除去溶剂而在绝缘层中形成孔隙。

此外，第一实施方式的中空成型颗粒、第二实施方式的中空颗粒、发泡剂、热膨胀微胶囊和其它实施方式的中空填料可以适当混合和使用。

实施例

在下面将通过示例性实施方案的方式更加详细地描述本发明，然而，本发明不限于这些示例性的实施方案。

[制造绝缘电线]

按照如下制造在表1中示出的1号绝缘电线。首先，使用聚酰亚胺作为主聚合物，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，并且通过用该溶剂稀释主聚合物来制备树脂组合物。接下来，具有3μm的平均粒径的PMMA颗粒被用作热解树脂颗粒，并且分散在树脂组合物中，使得根据分散量的计算值的绝缘层的孔隙率为30体积％，以制备清漆。利用立式涂布设备使用这种清漆，以浸渍具有2mm×2mm扁平方形剖面的导体，然后以6m/分钟的速度使导体穿过具有与导体相似形状的开口的模具，然后使导体通过炉子在350℃下烘烤1分钟，以形成绝缘涂层。清漆的涂布、导体穿过模具和烘烤重复15次，以制造具有由聚酰亚胺树脂涂层形成的绝缘层的绝缘电线(1号)。1号绝缘电线的绝缘层的平均厚度为99μm。

按照如下制造在表1中示出的2号绝缘电线。首先，使用聚酰亚胺作为主聚合物，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，并且通过用该溶剂稀释主聚合物来制备树脂组合物。接下来，具有核壳结构且包括PMMA颗粒核和硅树脂壳且具有3μm的平均粒径的颗粒被用作中空颗粒，并且分散在树脂组合物中，使得根据分散量的计算值的绝缘层的孔隙率为30体积％，以制备清漆。利用立式涂布设备使用这种清漆，以浸渍具有2mm×2mm扁平方形剖面的导体，然后以6m/分钟的速度使导体穿过具有与导体相似形状的开口的模具，然后使导体通过炉子在350℃下烘烤1分钟，以形成绝缘涂层。清漆的涂布、导体穿过模具和烘烤重复15次，以制造具有由聚酰亚胺树脂涂层形成的绝缘层的绝缘电线(2号)。2号绝缘电线的绝缘层的平均厚度为100μm。

按照如下制造在表1中示出的3号绝缘电线。首先，使用聚酰亚胺作为主聚合物，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，并且通过用该溶剂稀释主聚合物来制备树脂组合物。接下来，具有3μm的平均粒径的PMMA颗粒被用作热解树脂颗粒，并且分散在树脂组合物中，使得根据分散量的计算值的绝缘层的孔隙率为50体积％，以制备清漆。利用立式涂布设备使用这种清漆，以浸渍具有2mm×2mm扁平方形剖面的导体，然后以3.5m/分钟的速度使导体穿过具有与导体相似形状的开口的模具，然后使导体通过炉子在350℃下烘烤1分钟，以形成绝缘涂层。清漆的涂布、导体穿过模具和烘烤重复15次，以制造具有由聚酰亚胺树脂涂层形成的绝缘层的绝缘电线(3号)。3号绝缘电线的绝缘层的平均厚度为99μm。

按照如下制造在表1中示出的4号绝缘电线。首先，使用聚酰亚胺作为主聚合物，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，并且通过用该溶剂稀释主聚合物来制备树脂组合物。接下来，具有核壳结构且包括PMMA颗粒核和硅树脂壳且具有3μm的平均粒径的颗粒被用作中空颗粒，并且分散在树脂组合物中，使得根据分散量的计算值的绝缘层的孔隙率为53体积％，以制备清漆。利用立式涂布设备使用这种清漆，以浸渍具有2mm×2mm扁平方形剖面的导体，然后以6m/分钟的速度使导体穿过具有与导体相似形状的开口的模具，然后使导体通过炉子在350℃下烘烤1分钟，以形成绝缘涂层。清漆的涂布、导体穿过模具和烘烤重复15次，以制造具有由聚酰亚胺树脂涂层形成的绝缘层的绝缘电线(4号)。4号绝缘电线的绝缘层的平均厚度为101μm。

按照如下制造在表1中示出的5号绝缘电线。首先，使用聚酰亚胺作为主聚合物，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，并且通过用该溶剂稀释主聚合物来制备树脂组合物。接下来，具有核壳结构且包括PMMA颗粒核和硅树脂壳且具有3μm的平均粒径的颗粒被用作中空颗粒，并且分散在树脂组合物中，使得根据分散量的计算值的绝缘层的孔隙率为30体积％，以制备清漆。利用立式涂布设备使用这种清漆，以浸渍具有2mm×2mm扁平方形剖面的导体，然后以6m/分钟的速度使导体穿过具有与导体相似形状的开口的模具，然后使导体通过炉子在350℃下烘烤1分钟，以形成绝缘涂层。清漆的涂布、导体穿过模具和烘烤重复12次，以制造具有由聚酰亚胺树脂涂层形成的绝缘层的绝缘电线(5号)。5号绝缘电线的绝缘层的平均厚度为80μm。

按照如下制造在表1中示出的6号绝缘电线。首先，使用聚酰亚胺作为主聚合物，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，并且通过用该溶剂稀释主聚合物来制备树脂组合物。接下来，具有核壳结构且包括PMMA颗粒核和硅树脂壳且具有3μm的平均粒径的颗粒被用作中空颗粒，并且分散在树脂组合物中，使得根据分散量的计算值的绝缘层的孔隙率为30体积％，以制备清漆。利用立式涂布设备使用这种清漆，以浸渍具有2mm×2mm扁平方形剖面的导体，然后以6m/分钟的速度使导体穿过具有与导体相似形状的开口的模具，然后使导体通过炉子在350℃下烘烤1分钟，以形成绝缘涂层。清漆的涂布、导体穿过模具和烘烤重复20次，以制造具有由聚酰亚胺树脂涂层形成的绝缘层的绝缘电线(6号)。6号绝缘电线的绝缘层的平均厚度为120μm。

[评价]

对于如上所述获得的1号至6号绝缘电线中的每一根，根据以下方法进行评价绝缘层的孔隙率、孔隙中的封闭孔隙率、绝缘击穿电压、压制后层厚度减小率、绝缘层的介电常数和溶剂浸渍测试后绝缘层的介电常数。评价的结果如表1所示。

[绝缘层的孔隙率]

将获得的绝缘层与导体以管状分离，并测量该管状绝缘层的质量W2。此外，由管状绝缘层的轮廓获得表观体积V1，并且绝缘层材料的密度ρ并乘以所述V1，以计算不存在孔隙的情况下的质量W1。使用W1和W2的值通过以下公式计算孔隙率。

孔隙率＝(W1-W2)×100/W1(体积％)

(孔隙中的封闭孔隙率)

在扫描电子显微镜(SEM)上观察以管状分离的上述绝缘层的剖面，并将其二值化，使得由于插置在相邻孔隙之间的具有绝缘性能的树脂组合物而不相互开放的孔隙(封闭孔隙)和除封闭孔隙之外的孔隙可以相互区分，以计算孔隙中的封闭孔隙(体积％)。

(绝缘击穿电压)

使用绝缘击穿测试仪(FAITH的“‘击穿测试仪’控制单元F8150-1”)进行测量。将具有10mm宽度的铝膜缠绕在1号至6号绝缘电线的每一根上，将一个电极连接到导体上，另一个电极连接到铝膜上。施加在电极上的电压以500伏/秒的上升速率上升，并且当15mA以上的电流流动时记录电压。进行测量的次数n＝5，测量的平均值用于评价。

(压制后的层厚度减小率)

1号至6号绝缘电线中的每一根被设置在压力机中，使得压力沿着其纵向方向施加到部件上。施加由“压制压力(MPa)”ד压制面积(mm²)”获得的载荷(N)，从而获得预定的压制压力，并且在载荷稳定后压制10秒。测量绝缘层的压制部分的平均厚度T1和绝缘层的未压制部分的平均厚度T2，并且使用T1和T2的测量值，根据公式(T2-T1)×100/T2(％)计算压制后的层厚度减小率。测量0MPa、100MPa、200MPa和300Mpa的每一个压制压力进行压制后层厚度减小率。此外，绝缘层的平均厚度T1和T2分别通过使在沿着绝缘电线的剖面方向的3个点处测量的厚度进行平均来获得。

[绝缘层的介电常数]

测量1号至6号绝缘电线中的每一根的绝缘层2的介电常数ε。图4为用于解释根据一个实施方式的介电常数测量方法的示意图。在图4中，绝缘电线使用与图1中相同的附图标记。首先，在绝缘电线的3个位置处的表面上涂布银膏P，并且剥去绝缘电线一端的绝缘层2以暴露导体1，从而制成测量样品。在绝缘电线的表面的3个位置的沿着绝缘电线的纵向方向的银膏P的涂布长度依次为10mm、100mm和10mm。将在两个位置处涂布长度为10mm的银膏P接地，通过LCR计M测量在所述两个位置之间涂布的且具有100mm长度的银膏P和暴露导体1之间的静电容量。绝缘层2的介电常数ε是根据测量的静电容量和绝缘层2的平均厚度计算的。在105℃下加热1小时后测量介电常数ε，测量次数n＝3，并获得测量平均值。

(溶剂浸渍测试后绝缘层的介电常数)

当施加高电压时，使用中的绝缘电线达到高温，并且在这种情况下，例如，绝缘电线可以浸渍在溶剂中，以冷却使用中的绝缘电线。进行溶剂浸渍测试，以确认即使将在使用中的绝缘电线浸渍在溶剂中也能获得所需的性能。更具体地，将1号至6号绝缘电线中的每一根浸渍在150℃的测试油IRM903中72小时，然后测量每一根绝缘电线的介电常数ε。进行溶剂浸渍测试的次数为n＝3，并且获得测量的平均值以与浸渍在溶剂之前的介电常数ε进行比较。

表1

从表1所示的结果可以看出，与不具有80体积％以上的在绝缘层的孔隙中的封闭孔隙率的1号和3号绝缘电线相比，具有80体积％以上的在绝缘层的孔隙中的封闭孔隙率的2号、4号、5号和6号绝缘电线具有更高的绝缘击穿电压，并且在压制后具有降低的层厚度减小率。此外，可以看出，具有在绝缘层中包括的孔隙的外周部分中并且源自具有核壳结构的中空成型颗粒的壳的外壳的2号、4号、5号和6号绝缘电线即使在溶剂浸渍测试之后也保持介电常数。从这些结果可以看出，具有上述性能的2号、4号、5号和6号绝缘电线可以促进绝缘层介电常数的降低，并且具有良好的绝缘性能、机械强度和耐溶剂性。可以认为，这些性能归因于由具有核壳结构的中空成型颗粒的核的热分解形成的孔隙的极小尺寸和形状变化。

附图标记

1：导体，2：绝缘层，3：孔隙，4：外壳，5：中空成型颗粒，

6：核，7：壳，M：LCR计，P：银膏

Claims (4)

1.一种绝缘电线，其包括线形导体和层压在所述导体的外周表面上的一层或多层绝缘层，其中，

所述一层或多层绝缘层中的至少一层包括多个孔隙，

在所述多个孔隙中的封闭孔隙率为80体积％以上，

所述孔隙的平均长轴为1μm以上且小于8μm，

沿着相对于所述导体的表面的垂直方向的所述孔隙的平均最大长度为1μm以上且8μm以下，

所述多个孔隙的平均直径为1μm以上且8μm以下，

所述平均直径的标准偏差相对于所述孔隙的平均直径的比率为0.3以下，

所述封闭孔隙率是当通过扫描电子显微镜观察所述绝缘层的剖面时，插置在相邻孔隙之间具有绝缘性的树脂组合物而不相互开放的孔隙相对于所有孔隙的体积％，

所述树脂组合物为聚酰亚胺和聚酰亚胺前体，

所述绝缘电线还包括在所述多个孔隙的外周部的外壳，所述外壳源自具有核壳结构的中空成型颗粒的壳，所述中空成型颗粒的CV值为1％以上且30％以下，

具有沿着相对于所述导体的表面的垂直方向定向的短轴的所述孔隙相对于所述孔隙总量的比率的下限为60％，

具有沿着相对于所述导体的表面的垂直方向定向的短轴的所述孔隙是指所述孔隙的短轴与相对于所述导体表面的垂直方向之间的角度差为20度以下。

2.根据权利要求1所述的绝缘电线，其中，所述一层或多层绝缘层中的所述一层的孔隙率为20体积％～85体积％。

3.根据权利要求1所述的绝缘电线，其中，所述外壳的主要成分为硅树脂。

4.根据权利要求1所述的绝缘电线，其中，还包括位于所述导体和所述一层或多层绝缘层中的所述一层之间的底漆层。

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