JP4999077B2 - 絶縁電線及びそれを用いた変圧器 - Google Patents
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Description
このような規格のもとで、従来、主流の座を占めている変圧器としては、図2の断面図に例示するような構造が採用されてきた。この変圧器は、フェライトコア1上のボビン2の周面両側端に沿面距離を確保するための絶縁バリヤ3が配置された状態でエナメル被覆された一次巻線4が巻回されたのち、この一次巻線4の上に、絶縁テープ5を少なくとも3層巻回し、更にこの絶縁テープの上に沿面距離を確保するための絶縁バリヤ3を配置したのち、同じくエナメル被覆された二次巻線6が巻回された構造である。
図1で示した変圧器を製造する場合、用いる1次巻線4及び2次巻線6では、いずれか一方もしくは両方の導体4a(6a)の外周に少なくとも3層の絶縁層4b(6b),4c(6c),4d(6d)が形成されていることが前記したIEC規格との関係で必要になる。
また、前記のフッ素樹脂押出の場合では、絶縁層はフッ素系樹脂で形成されているので、耐熱性は良好であるという利点を備えているが、樹脂のコストが高く、さらに高剪断速度で引っ張ると外観状態が悪化するという性質があるために製造スピードを上げることも困難で、絶縁テープ巻と同様に電線コストが高いものになってしまうという問題点がある。
そのため耐熱F種以上の高耐熱性と優れた耐薬品性を兼ね備えた多層絶縁電線が求められている。
(1)導体と前記導体を被覆する少なくとも2層の絶縁層を有してなる絶縁電線であって、前記絶縁層の少なくとも1層に、300℃における溶融粘度が800〜1500N・sec/m2にある高粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−1)と、300℃における溶融粘度が100〜400N・sec/m 2 にある低粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−2)とをブレンドしたポリフェニレンスルフィド樹脂(A)からなるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用いたことを特徴とする絶縁電線。
(2)導体と前記導体を被覆する少なくとも2層の絶縁層を有してなる絶縁電線であって、前記絶縁層の少なくとも1層に、300℃における溶融粘度が800〜1500N・sec/m 2 にある高粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−1)と、300℃における溶融粘度が100〜400N・sec/m 2 にある低粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−2)とをブレンドしたポリフェニレンスルフィド樹脂(A)を90質量%以上含んでなり、残部が熱可塑性エラストマー(B)からなるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用いたことを特徴とする絶縁電線。
(3)前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が、前記ポリフェニレンスルフィド樹脂(A)を連続相とし、前記熱可塑性エラストマー(B)を分散相とする樹脂分散体であることを特徴とする(2)項記載の絶縁電線。
(4)前記熱可塑性エラストマー(B)がエポキシ基を含有する樹脂(B−1)であることを特徴とする(2)または(3)項記載の絶縁電線。
(5)前記熱可塑性エラストマー(B)が側鎖にカルボン酸またはカルボン酸の金属塩を有するエチレン系共重合体(B−2)であることを特徴とする(2)または(3)項記載の絶縁電線。
(6)前記ポリフェニレンスルフィド樹脂(A)が前記高粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−1)と、低粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−2)を(A−1):(A−2)で90:10〜50:50の質量比でブレンドされたものであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(7)導体に最も近い最内層にポリエステルを用いることを特徴とする(1)〜(6)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(8)(1)〜(7)のいずれか1項に記載の絶縁電線を用いてなることを特徴とする変圧器。
これら粘度測定の条件として、キャピラリ型粘度計を用いて、使用温度300℃、使用ダイスL/D=40/1で測定を行った。測定が可能な装置の一例として、東洋精機社製キャピログラフ1C(商品名)が挙げられる。
PPSのタイプとして、架橋型、セミリニア型、リニア型のいずれでもかまわないが、本発明に用いるPPS樹脂として、例えば高分子量PPS樹脂にDIC FZ2100(大日本インキ化学工業社製、商品名)を、低分子量PPS樹脂にDSP C−106(大日本インキ化学工業社製、商品名)が代表例として挙げられる。
PPS樹脂組成物に含むことのできるPPS樹脂(A)以外の成分としては、本発明の目的を損なわない範囲のものであれば特に限定されるものでないが、ゴム成分を含有しないことが、耐熱性低下の懸念がないことから好ましい。
このような樹脂(B−1)としては、オレフィン成分とエポキシ基含有化合物成分からなる共重合体であることが好ましい。また、アクリル成分又はビニル成分の中、少なくとも1種類以上の成分とオレフィン成分及びエポキシ基含有化合物成分からなる共重合体であってもよい。
本発明において好ましく用いることができる市販の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂は、バイロペット(東洋紡社製、商品名)、ベルペット(鐘紡社製、商品名)、帝人PET(帝人社製、商品名)。ポリエチレンナフタレート(PEN)系樹脂は帝人PEN(帝人社製、商品名)、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)系樹脂はエクター(東レ社製、商品名)等が挙げられる。また、液晶ポリエステルであるロッドラン(ユニチカ社製、商品名)も好適である。本発明におけるポリエステル樹脂には、求められる特性を損なわない範囲で、ポリエステル樹脂同士のブレンドや、上記熱可塑性エラストマー、通常使用される添加剤、無機充填剤、加工助剤、着色剤なども添加することができる。
絶縁層を形成する樹脂組成物は表1に示す配合の材料を混錬用二軸押出機にて溶融・混合し更に水冷してペレタイザーでペレット状にカットして作成した。
導体として線径1.0mmの軟銅線を用意した。表1に示した各層の押出被覆用樹脂の配合(組成の数値は質量部を示す)及び厚さで、単層の場合は1層を、多層の場合は導体上に順次押出し被覆して絶縁電線を製造した。
得られた絶縁電線につき、下記の仕様で各種の特性を試験した。また、肉眼により外観を観察した。
電線自身の周囲に線と線が接触するように緊密に10回巻きつけ、顕微鏡にて観察を行い皮膜にクラックやクレージングなどの異常が見られなければ合格(表1において○で示す。また、クラックやクレージングほどの異常ではないが、電線表面にしわ等の変化が見られたものを△で示す。)とし、異常が見つかったものを不合格(表1において×で示す。)とした。
B.電気的耐熱性
IEC規格60950の2.9.4.4項の付属書U(電線)に準拠した下記の試験方法で評価した。
直径10mmのマンドレルに多層絶縁電線を、荷重118MPa(12kg/mm2)をかけながら10ターン巻付け、F種:240℃30分加熱し、その後3000Vにて1分間電圧を印加し短絡しなければ、F種合格(表1において○で示す。)と判定した。(判定はn=5にて評価。1つでもNGになれば不合格(表1において×で示す。)となる)。
C.耐薬品性
巻線加工として20D巻き付けを行った電線をキシレン、スチレン、エタノール、及びイソプロピルアルコール溶剤に30秒間浸漬し、乾燥後試料表面の観察を行いクラックやクレージング発生の有無の判定を行った。表1において、クラックやクレージングの発生が無いものを○、クレージングが発生したものを×とした。
また、表に示す各樹脂は以下の通りである。
PPS(分子量ピーク35000):DIC FZ2100(大日本インキ化学工業社製、商品名)ポリフェニレンスルフィド樹脂
PPS(分子量ピーク20000):DSP C−106(大日本インキ化学工業社製、商品名)ポリフェニレンスルフィド樹脂
エチレン/グルシジルメタアクリレート/アクリル酸メチル共重合体:ボンドファースト(住友化学社製、商品名)
エチレン系共重合体:ハイミラン1855(三井デュポン社製、商品名)
ポリエステル:ロッドラン(ユニチカ社製、商品名)液晶ポリエステル樹脂15質量部と帝人PET TR8550(帝人社製、商品名)ポリエチレンテレフタレート樹脂85質量部のブレンド
PES:スミカエクセル4100(住友化学社製、商品名)ポリエーテルスルホン樹脂
また、導体から順に第1層、第2層、第3層が被覆されたものであり、3層構造である場合には第3層が最外層である。
比較例1では電気的耐熱性は満足するが、最外層に薬品性に弱いPES樹脂を用いており耐薬品性が満足しなかった。比較例2ではエポキシ基含有樹脂の添加量が多く電気的耐熱性に乏しかった。一方、実施例1〜7では、電気的耐熱性、耐薬品性、および電線外観のいずれも合格基準を満たした。実施例8では、低粘度PPS樹脂のブレンド比率を大きくなり伸び率が低下したために、結果として電線の可とう性が乏しくなったが、耐熱性などその他特性は合格基準を満たした。
2 ボビン
3 絶縁バリヤ
4 一次巻線
4a 導体
4b,4c,4d 絶縁層
5 絶縁テープ
6 二次巻線
6a 導体
6b,6c,6d 絶縁層
Claims (8)
- 導体と前記導体を被覆する少なくとも2層の絶縁層を有してなる絶縁電線であって、
前記絶縁層の少なくとも1層に、300℃における溶融粘度が800〜1500N・sec/m2にある高粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−1)と、300℃における溶融粘度が100〜400N・sec/m 2 にある低粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−2)とをブレンドしたポリフェニレンスルフィド樹脂(A)からなるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用いたことを特徴とする絶縁電線。 - 導体と前記導体を被覆する少なくとも2層の絶縁層を有してなる絶縁電線であって、
前記絶縁層の少なくとも1層に、300℃における溶融粘度が800〜1500N・sec/m 2 にある高粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−1)と、300℃における溶融粘度が100〜400N・sec/m 2 にある低粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−2)とをブレンドしたポリフェニレンスルフィド樹脂(A)を90質量%以上含んでなり、残部が熱可塑性エラストマー(B)からなるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用いたことを特徴とする絶縁電線。 - 前記ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が、前記ポリフェニレンスルフィド樹脂(A)を連続相とし、前記熱可塑性エラストマー(B)を分散相とする樹脂分散体であることを特徴とする請求項2記載の絶縁電線。
- 前記熱可塑性エラストマー(B)がエポキシ基を含有する樹脂(B−1)であることを特徴とする請求項2または3記載の絶縁電線。
- 前記熱可塑性エラストマー(B)が側鎖にカルボン酸またはカルボン酸の金属塩を有するエチレン系共重合体(B−2)であることを特徴とする請求項2または3記載の絶縁電線。
- 前記ポリフェニレンスルフィド樹脂(A)が前記高粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−1)と、低粘度ポリフェニレンスルフィド樹脂(A−2)を(A−1):(A−2)で90:10〜50:50の質量比でブレンドされたものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 導体に最も近い最内層にポリエステルを用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の絶縁電線を用いてなることを特徴とする変圧器。
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