JP5449012B2

JP5449012B2 - 絶縁電線、電気機器及び絶縁電線の製造方法

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Publication number: JP5449012B2
Application number: JP2010106766A
Authority: JP
Inventors: 真大矢; 大介武藤; 陽介小久保; 彰田中
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-05-06
Also published as: EP2568476A1; KR101477875B1; JP2011238384A; TW201212049A; WO2011138934A1; US20120279752A1; CN102844822A; EP2568476A4; EP2568476B1; CN102844822B; TWI446370B; KR20120127585A

Description

本発明は、各種電気機器に使用される絶縁電線に関する。また本発明は、絶縁電線が使用された電気モーターや変圧器など電気機器に関する。さらに本発明は、絶縁電線の製造方法に関する。

従来から、導体を絶縁皮膜で被覆した絶縁電線は、モーターや変圧器などの各種電気機器用の電気コイルに使用されている。この電気コイルを形成する絶縁電線の絶縁皮膜には、導体への密着性、電気絶縁性及び耐熱性が必要とされている。特に近年は、宇宙用電気機器、航空機用電気機器、原子力用電気機器、エネルギー用電気機器、自動車用電気機器については、小型化や軽量化とともに、高性能化が求められている。例えば、モーター等の回転電機や変圧器には、従来にも増して高出力化が必要とされている。
ところで回転電機は、コアに巻回した絶縁電線をスロットへ押し込んで製造されている。このスロット中に可能な限り多くの絶縁電線を押し込めるために、絶縁電線の絶縁皮膜の薄膜化への要求が高まっている。そこで絶縁電線の絶縁破壊電圧の向上が必要とされている。また薄膜の絶縁皮膜を有する絶縁電線をスロットに押し込む際に、該絶縁皮膜の損傷が低減可能な絶縁電線が必要となっている。
さらに、回転電機稼働時に高電圧が印加されると、絶縁電線とスロットとの間や絶縁電線同士の間でコロナ放電が発生することがある。印加電圧がさほど高くない場合は、絶縁電線には耐コロナ放電性への要求は高くなかった。しかし、高出力の回転電機では高電圧が印加されるため、耐コロナ放電性に優れた部分放電開始電圧の高い絶縁電線が必要となっている。

絶縁電線の部分放電開始電圧を向上させるには、絶縁皮膜を厚くすることが考えられる。しかし絶縁電線の薄膜化の要求から、絶縁皮膜を厚くすることは困難である。また絶縁電線は、通常、樹脂ワニスを導体に何回にもわたり塗布焼付を行って製造される。絶縁皮膜を厚くするためには、製造工程において、焼付炉を通す回数が多くなるため、導体である銅表面の酸化銅からなる皮膜厚さが成長し、これに起因して導体と絶縁皮膜との密着力が低下する。
また絶縁電線の部分放電開始電圧を向上させる他の方法としては、誘電率の低い樹脂を絶縁皮膜に使用することが考えられる。しかし誘電率の低い樹脂は、通常、表面自由エネルギーが低く、導体との密着性に劣るため使用することは困難である。
さらに、絶縁皮膜に粒子を配合することにより、耐コロナ放電性を向上させた絶縁電線が提案されている。例えば、絶縁皮膜中にアルミナ、シリカ、酸化クロム等の粒子を含有させたもの（特許文献１、２参照）や、絶縁皮膜中に炭化窒素や窒化珪素を含有させたもの（特許文献３参照）が提案されている。これらの絶縁電線は、粒子を含有する絶縁皮膜により、コロナ放電による侵食劣化を低減するものである。しかしこれらの粒子を含有した絶縁皮膜を有する絶縁電線は、皮膜の可撓性が低下し、皮膜表面がざらつくことが多い。この皮膜表面のざらつきにより、絶縁電線はスロットに押し込みにくい。このため、場合によっては、絶縁電線は耐磨耗性に劣り、絶縁皮膜に損傷が生じやすい。

特開昭５７−２３６１号公報特開平２−１０６８１２号公報特開平１１−１３０９９３号公報

本発明の課題は、高い部分放電開始電圧と絶縁破壊電圧を有し、耐摩耗性に優れた絶縁電線を提供することにある。また本発明の課題は、絶縁電線を用いてなる寿命特性に優れた電気機器を提供することにある。さらに本発明の課題は、絶縁電線の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。本発明者らは、絶縁電線の絶縁皮膜に気孔を含有させることにより誘電率を低下させ、部分放電開始電圧を増加させる方法について検討した。樹脂ワニスに発泡剤を含有させることで絶縁皮膜を発泡させたところ、気泡径が大きくなりすぎて絶縁破壊電圧が低下することが判明した。そこでさらに検討を行い、本発明者らは、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを導体上に塗布し、その後焼き付けて形成した絶縁層を有し、かつ該絶縁皮膜中に微細な気孔を有する絶縁電線が、絶縁破壊電圧を低下させることなく、部分放電開始電圧を増加させることができ、耐摩耗性に優れることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされたものである。

すなわち、本発明は、
＜１＞導体の外周が絶縁皮膜で被覆された絶縁電線であって、該絶縁皮膜が熱可塑性樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物で形成され、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の合計質量中熱硬化性樹脂質量が５％超であって、前記絶縁皮膜が微細な気孔を有することを特徴とする絶縁電線、
＜２＞前記気孔の平均直径が１μｍ以下であることを特徴とする＜１＞記載の絶縁電線、
＜３＞前記熱硬化性樹脂の樹脂成分の質量をＡ、前記熱可塑性樹脂の質量をＢとしたとき、Ａ／Ｂが１０／９０〜９０／１０であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞記載の絶縁電線、
＜４＞前記熱可塑性樹脂が、非晶性樹脂であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項記載の絶縁電線、
＜５＞前記非晶性樹脂が、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、ポリサルフォン、及びポリアリレートの群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする＜４＞記載の絶縁電線、
＜６＞前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル、ポリイミド、及びポリアミドイミドの群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか１項記載の絶縁電線、
＜７＞＜１＞〜＜６＞のいずれか１項記載の絶縁電線を用いてなることを特徴とする電気機器、及び
＜８＞熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを直接又は間接に導体の外周に塗布し焼き付けて絶縁皮膜を形成する工程と、その後加圧不活性ガス雰囲気中に保持することにより、不活性ガスを樹脂ワニスが焼き付けられた層に含有させる工程と、常圧下で該樹脂ワニスが焼きつけられた層を加熱することにより気孔を形成させる工程とを有し、前記樹脂ワニスにおいて熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の合計質量中熱硬化性樹脂質量が５％超であることを特徴とする絶縁電線の製造方法、
を提供するものである。

本発明は、高い部分放電開始電圧と絶縁破壊電圧を有し、耐摩耗性に優れた絶縁電線を提供することができる。また本発明は、該絶縁電線を用いてなる寿命特性に優れた電気機器を提供することができる。さらに本発明は、絶縁電線の製造方法を提供することができる。

本発明の絶縁電線の一実施態様を示す断面図である。本発明の絶縁電線のさらに他の一実施態様を示す断面図である。

図面を参照して本発明の好ましい絶縁電線について説明する。
図１は本発明の絶縁電線の好ましい一実施形態を示す概略断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）からわかるように、本発明の絶縁電線１０は、導体１の外周に絶縁皮膜２が被覆されている。絶縁皮膜２は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを直接又は間接に導体外周に塗布し、その後焼き付けて形成した絶縁層を少なくとも１層有している。絶縁皮膜２は、該絶縁層中に微細な気孔３を有している。導体の形状は図１（ａ）に示されるように、断面丸形状でよく、図１（ｂ）に示されるように、断面が矩形で角が丸くなったものでもよい。
導体１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金又はそれらの組み合わせなど、従来からで絶縁電線の導体として使用されているものが挙げられる。

１．熱硬化性樹脂
本発明の絶縁皮膜は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを直接又は間接に導体外周に塗布し、その後焼き付けて形成される。これにより、絶縁皮膜は熱可塑性樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物で形成されている。本発明においては、樹脂ワニス中に含有される熱硬化性樹脂は、塗布・焼付けがされた後に、硬化物となり、絶縁皮膜を形成する。該絶縁皮膜は、他の層を介して、導体外周に形成されていてもよい。例えば、インバータ関連機器、高速スイッチング素子、インバータで駆動される回転電機モーター、変圧器等の電気機器コイルや宇宙用電気機器、航空機用電気機器、原子力用電気機器、エネルギー用電気機器、自動車用電気機器用のマグネットワイヤ等に用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々のものを使用することができる。例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミドヒダントイン変性ポリエステル、ポリアミド、ホルマール、ポリウレタン、ポリエステル、ポリビニルホルマール、エポキシ、ポリヒダントイン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレア樹脂、ポリベンゾイミダゾールなどを使用することができる。その中でもポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの樹脂が耐熱性と可とう性の点から、好ましい。また、これらは１種を単独で使用してもよく、また、２種以上を混合して使用するようにしてもよい。

ポリエステル樹脂としては、芳香族ポリエステルにフェノール樹脂などを添加することによって変性したものを使用することができる。例えば、耐熱クラスがＨ種のポリエステル樹脂を使用することができる。市販のＨ種ポリエステル樹脂としては、Ｉｓｏｎｅｌ２００（スケネクタディインターナショナル社製、商品名）等を挙げることができる。

ポリイミド樹脂としては、熱硬化性のポリイミドとして、例えば、市販品（東レ・デュポン社製、商品名＃３０００など）を用いるか、従来の方法により、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン類を極性溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸溶液を用い、被覆を形成する際の焼き付け時の加熱処理によってイミド化させることによって熱硬化させるものを用いることができる。

ポリアミドイミド樹脂としては、市販品（例えば、ＨＩ４０６（日立化成（株）社製の商品名など））を用いるか、従来の方法により、例えば極性溶媒中でトリカルボン酸無水物とジイソシアネート類を直接反応させて得たもの、あるいは、極性溶媒中でトリカルボン酸無水物にジアミン類を先に反応させて、まずイミド結合を導入し、ついでジイソシアネート類でアミド化して得たものを用いることができる。

２．熱可塑性樹脂
本発明の絶縁電線の絶縁皮膜は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを直接又は間接に導体外周に塗布し、その後焼き付けて形成される。この樹脂ワニスの製造方法について特に制限はない。例えば、以下の熱可塑性樹脂を溶剤に入れ、好ましくは加熱混合することにより、熱可塑性樹脂を溶剤中で溶解させる。その後、好ましくは、溶剤に溶解させた熱硬化性樹脂を、熱可塑性樹脂が溶解した溶剤に加えて加熱混合することにより、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを得ることができる。
樹脂ワニスを導体外周に塗布し、その後焼き付けることにより、樹脂ワニス中に溶解した熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂の網目構造の中に熱可塑性樹脂の粒子が微分散することができる。気孔は、微分散した熱可塑性樹脂粒子中に形成される。この際、気孔を熱可塑性樹脂粒子の部分に発生させることで、微細な気孔を絶縁電線の絶縁皮膜に形成することができる。

熱可塑性樹脂としては、耐熱性の熱可塑性樹脂が好ましい。例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、熱可塑性ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、ポリサルフォン、ポリアリレート、熱可塑性ポリイミド等を使用することができる。熱可塑性ポリイミドとしては、例えば、三井化学社製のオーラム（商品名）を使用することができる。
熱可塑性樹脂の中でも、非晶性の熱可塑性樹脂が好ましい。本発明においては、非晶性熱可塑性樹脂として、例えば、アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、ポリサルフォン、ポリアリレート、熱可塑性ポリイミド等を使用することができる。非晶性熱可塑性樹脂の中でも、特に、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、ポリサルフォン、ポリアリレートなどが好ましい。非晶性熱可塑性樹脂を用いることで溶剤に溶解させることが容易となる。またこれらの樹脂は熱硬化性樹脂の網目構造中で、微分散することができ、微細な気孔を形成することができる。また、これらは１種を単独で使用してもよく、また、２種以上を混合して使用するようにしてもよい。

熱硬化性樹脂の溶剤を含まない樹脂成分の質量をＡ、前記熱可塑性樹脂の質量をＢとしたとき、Ａ／Ｂが１０／９０〜９０／１０とすることが好ましい。さらに好ましくは、Ａ／Ｂが３０／７０〜７０／３０、特に好ましくは、Ａ／Ｂが４０／６０〜６０／４０とすることが好ましい。熱硬化性樹脂の樹脂成分の質量が多すぎて、熱可塑性樹脂の質量が少なすぎる場合には、気孔が形成される部分が少なくなり、誘電率を低下させる効果を十分に発揮することができないので、部分放電開始電圧が低下する。逆に、熱硬化性樹脂の樹脂成分の質量が少なすぎて、熱可塑性樹脂の質量が多すぎる場合には、耐摩耗性が不十分となる。

上記の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。本発明においては、本発明の趣旨を損なわない範囲内で、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤、およびエラストマーなどの各種添加剤を配合してもよい。

３．気孔
本発明の絶縁電線は、図２に示されるように、微細な気孔を有する絶縁層２と気孔を有しない層４（以下、「スキン層」ともいう。）を有することが好ましい。スキン層は、図２に示されるように、微細な気孔を有する絶縁層の外側に形成されていてもよい。またスキン層は絶縁層の内側に形成されていても、絶縁層の内側と外側の両方に形成されていてもよい（図示せず）。スキン層を設ける場合には、誘電率を低下させる効果を妨げないように、スキン層合計の厚さが、絶縁皮膜全体の厚さに対して７０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは、３０％以下である。外側スキン層を有することにより、表面の平滑性が良くなるため絶縁性が良好になる。さらに、耐摩耗性および引張強度等の機械的強度を確保することができる。
外側スキン層を形成するには、気孔を有する絶縁層に樹脂フィルムを積層してもよいし、前述の添加剤を含有する塗料をコーティングしてもよい。

気孔倍率は、１．１倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましい。これにより、部分放電発生電圧の向上効果を得るために必要な比誘電率を確保することができる。気孔倍率が高すぎると、樹脂が柔らかくなるため耐摩耗性を維持できなくなる。気孔倍率が低すぎると、部分放電を抑制する効果が小さくなる。
本発明における気孔倍率は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを塗布・焼き付けて形成した気孔が形成される前の絶縁膜の密度（ρｆ）および該絶縁膜に気孔を形成した後の密度（ρｓ）を水中置換法により測定し、（ρｆ／ρｓ）により算出した値をいうものとする。

本発明の絶縁電線の絶縁皮膜に微細な気孔を形成する方法は特に制限されない。気孔の平均直径は１μｍ以下であることが好ましい。これにより、絶縁破壊電圧を高い値に維持することができる。気孔の平均直径は、さらに好ましくは、０．８μｍ以下である。通常、気孔の平均直径は、０．１〜１μｍである。気孔径が大きすぎると、絶縁破壊電圧が低下する。気孔径の平均直径は気泡を有する皮膜部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより、測定することができる。

本発明の絶縁電線の絶縁皮膜に微細な気孔を形成する方法としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。導体外周に前述の樹脂ワニスを塗布し焼き付けた後に、絶縁皮膜にガスを含浸させ、その後加熱することにより、微細な気孔を形成することができる。さらに詳しく説明すると、樹脂ワニスが塗布・焼き付けされた導体を、加圧不活性ガス雰囲気中に保持することにより、不活性ガスを樹脂ワニスが焼付けられた層に含有させる工程と、常圧下で該樹脂ワニスが焼きつけられた層を加熱することにより気孔を形成させる工程とからなる方法で、絶縁皮膜に微細な気孔を有する絶縁電線を製造することができる。

本発明の絶縁電線は、例えば、以下のように製造することができる。すなわち、導体外周に前述の樹脂ワニスを塗布し焼き付けたものを、セパレータと交互になるように重ねてボビンに巻きつける。その後、ボビンごと、加圧不活性ガス雰囲気中に保持することにより不活性ガスを含有させる。その後、常圧下で、樹脂ワニスに使用された熱可塑性樹脂の軟化温度以上で加熱することにより、絶縁皮膜に気孔を発生させる。このとき使用するセパレータは、樹脂ワニスの塗布・焼付け層に、不活性ガスを含浸させることができるものであれば特に限定するものではない。例えば、ポリエチレンテレフタレートのシートまたはフィルムを用いることができる。セパレータの大きさはボビンの幅に合わせて、適宜調整することができる。

また、樹脂ワニスの塗布・焼付け層に不活性ガスを含有させた後、常圧下で熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱する熱風炉に通すことで、連続的に絶縁皮膜に気孔を形成し、絶縁電線を製造することもできる。
不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、またはアルゴンなどが挙げられる。気孔が飽和状態になるまでの不活性ガスの浸透時間や、不活性ガスの浸透量は、気孔が形成される熱可塑性樹脂の種類、不活性ガスの種類、浸透圧力、および気孔絶縁層の厚さによって適宜選定することができる。熱可塑性樹脂へのガス浸透性速度が大きく、ガス溶解度が高いという点から、二酸化炭素が好ましい。

本発明の絶縁電線は、高い絶縁破壊電圧と部分放電開始電圧を有し、耐摩耗性に優れるため、モーターや変圧器などの各種電気機器に使用することができる。

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

１．絶縁電線の作製
［実施例１］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）のペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１３９ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のポリアミドイミド(ＰＡＩ)溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。

＜絶縁電線の作製＞
直径１ｍｍの銅線の外周に、上記の熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニス（ＰＡＩ：ＰＥＩ＝１０：９０）を塗布し、５２０℃で焼付けを行うことで、導体外周に、厚さ４０μｍの皮膜を有する電線を得た。この電線を圧力容器に入れ、炭酸ガス雰囲気で、３５℃、５．８ＭＰａ、２４時間、加圧処理することにより、炭酸ガスを飽和するまでこの電線に浸透させた。次に、この電線を圧力容器から取り出し、１９０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間、投入することにより絶縁皮膜に気孔を形成させ、図２（ａ）に示す実施例１の絶縁電線を得た。

［実施例２］
実施例１において、熱硬化性樹脂を加えた量を１２５０ｇとした以外は、実施例１と同様にして、樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニス（ＰＡＩとＰＥＩの配合比がＰＡＩ：ＰＥＩ＝５０：５０）を用いて、実施例１と同様に、図２（ａ）に示す実施例２の絶縁電線を得た。

［実施例３］
実施例１において、熱硬化性樹脂を加えた量を１１２５０ｇとした以外は、実施例１と同様にして、樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニス（ＰＡＩとＰＥＩの配合比がＰＡＩ：ＰＥＩ＝９０：１０）を用いて、実施例１と同様に、図２（ａ）に示す実施例３の絶縁電線を得た。

［実施例４］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリイミド（ＰＩ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、ＰＡＩとＰＩの配合比がＰＡＩ：ＰＩ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例４の絶縁電線を得た。

［実施例５］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、従来の方法により、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン類を極性溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸溶液を用い、被覆を形成する際の焼き付け時の加熱処理によってイミド化させることによって熱硬化させたものを用いた。（樹脂成分３２質量％のＰＩ溶液）。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、ＰＩとＰＥＩの配合比がＰＩ：ＰＥＩ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例５の絶縁電線を得た。

［実施例６］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、Ｉｓｏｎｅｌ２００（樹脂成分３２質量％のポリエステル溶液）（スケネクタディインターナショナル社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＥｔとＰＥＩの配合比がＰＥｔ：ＰＥＩ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例６の絶縁電線を得た。

［実施例７］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂（ＰＣ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＣの配合比がＰＡＩ：ＰＣ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例７の絶縁電線を得た。

［実施例８］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＥＳの配合比がＰＡＩ：ＰＥＳ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例８の絶縁電線を得た。

［実施例９］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリフェニルサルフォン樹脂（ＰＰＳＵ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＰＳＵの配合比がＰＡＩ：ＰＰＳＵ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例９の絶縁電線を得た。

［実施例１０］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリサルフォン樹脂（ＰＳＵ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＳＵの配合比がＰＡＩ：ＰＳＵ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例１０の絶縁電線を得た。

［実施例１１］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに１２５０ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＡＲの配合比がＰＡＩ：ＰＡＲ＝５０：５０の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、図２（ａ）に示す実施例１１の絶縁電線を得た。

［比較例１］
＜熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
実施例１で使用したＰＡＩの樹脂ワニスのみを用いて、直径１ｍｍの銅線の外周に、この樹脂ワニスを塗布し、５２０℃で焼付けを行うことで、導体外周に、厚さ４０μｍの皮膜を有する比較例１の絶縁電線を得た。なお、その後、気孔を形成する処理は行わなかった。

［比較例２］
＜熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２５質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。
＜絶縁電線の作製＞
上記の熱可塑性樹脂のみを含有する樹脂ワニスを用いた以外は比較例１と同様の方法で、ＰＥＩの絶縁皮膜が形成された、比較例２の絶縁電線を得た。比較例２の絶縁電線の場合も、気孔を形成する処理は行わなかった。

［比較例３］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６００ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）ペレット４００ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに６６ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＥＩの配合比がＰＡＩ：ＰＥＩ＝５：９５の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、比較例３の絶縁電線を得た。

［比較例４］
＜熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスの調製＞
２ＬセパラブルフラスコにＮＭＰ（２−メチルピロリドン）１６０ｇを入れ、熱可塑性樹脂であるポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）ペレット４０ｇを少量ずつ加えた。これを１１０℃に加熱し５時間攪拌を行なうことで、黄色透明の２０質量％の熱可塑性樹脂ワニスを得た。この熱可塑性樹脂ワニスに２３７５ｇの熱硬化性樹脂ワニスを加えて、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ワニスを調製した。ただし、熱硬化性樹脂ワニスとしては、ＨＩ４０６（樹脂成分３２質量％のＰＡＩ溶液）（商品名、日立化成（株）社製）を用いた。
＜絶縁電線の作製＞
上記の樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱硬化性ポリエステルＰＡＩとＰＥＩの配合比がＰＡＩ：ＰＥＩ＝９５：５の樹脂ワニスを用いた絶縁皮膜が形成された、比較例４の絶縁電線を得た。

２．絶縁電線についての試験及び評価
実施例１〜１１及び比較例１〜４の絶縁電線に対して、絶縁破壊電圧、実効比誘電率、および部分放電発生電圧（ＰＤＩＶ：ＰａｒｔｉａｌＤｉｓｃｈａｒｇｅＩｎｃｅｐｔｉｏｎＶｏｌｔａｇｅ）、耐摩耗性を測定し、その性能について評価した。

［気孔を有する絶縁層の厚さおよび平均気泡径］
気孔を有する絶縁層の厚さおよび平均気泡径は、絶縁電線の断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から求めた。

［気孔倍率］
気孔倍率は、絶縁電線の絶縁皮膜の密度（ρｆ）と、気孔形成前の密度（ρｓ）を測定し、（ρｆ／ρｓ）により算出した。

［耐摩耗性］
耐摩耗性は往復摩耗試験機を用いた。往復摩耗試験機は、一定荷重を加えて絶縁電線の表面を針で引っかき、皮膜表面に導体露出が発生する回数を測定する試験機で、これにより、皮膜強度を測定できる。荷重を３００ｇとし、往復摩耗回数が２００回に達するかで耐摩耗性を評価した。表１〜３において、往復磨耗回数が２００回以上のものを○と表示し、合格とした。往復磨耗回数が２００回に満たなかったものを×と表示し、不合格とした。

［絶縁破壊電圧］
以下に示すアルミ箔法で、絶縁電線の絶縁破壊電圧を評価した。
２００ｍｍ程度の長さに絶縁電線を切り出し、中央付近に１０ｍｍ幅のアルミ箔を巻き付け、アルミ箔と導体間に正弦波５０Ｈｚの交流電圧を印加して、連続的に昇圧させながら絶縁破壊する電圧（実効値）を測定し、その値を絶縁破壊電圧とした。測定温度は室温とした。絶縁破壊電圧が１０ｋＶ以上を合格、１０ｋＶ未満を不合格とした。

［部分放電開始電圧］
各実施例及び比較例の２本の絶縁電線をツイスト状に撚り合わせた試験片を作製し、各々の導体間に正弦波５０Ｈｚの交流電圧を印加して、連続的に昇圧させながら放電電荷量が１０ｐＣのときの電圧（実効値）を測定した。測定温度は室温とした。部分放電開始電圧の測定には部分放電試験機（菊水電子工業製ＫＰＤ２０５０（商品名））を用いた。部分放電開始電圧が９００Ｖｐ以上を合格、９００Ｖｐ未満を不合格とした。

実施例１〜１１および比較例１〜４で得られた絶縁電線の評価結果を、表１〜３に示す。

実施例１〜１１に示されるように、導体の外周に熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを塗布し、その後焼き付けて形成するとともに微細な気孔を有する絶縁皮膜が形成された絶縁電線は、部分放電開始電圧が９３０Ｖｐと高い値を示し、耐摩耗性は合格であった。
これに対して、熱硬化性樹脂であるＰＡＩ樹脂ワニスのみを塗布・焼き付けて作製した絶縁電線は部分放電開始電圧が低くなった（比較例１）。また熱硬化性樹脂を含有しない樹脂ワニスのみを塗布・焼き付けて作製した絶縁電線は、耐摩耗性に劣る結果となった（比較例２）。

１導体
２気孔を有する絶縁皮膜
３微細な気孔
４気孔を有しない絶縁層
１０絶縁電線

Claims

導体の外周が絶縁皮膜で被覆された絶縁電線であって、該絶縁皮膜が熱可塑性樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物で形成され、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の合計質量中熱硬化性樹脂質量が５％超であって、前記絶縁皮膜が微細な気孔を有することを特徴とする絶縁電線。
前記気孔の平均直径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の絶縁電線。
前記熱硬化性樹脂の樹脂成分の質量をＡ、前記熱可塑性樹脂の質量をＢとしたとき、Ａ／Ｂが１０／９０〜９０／１０であることを特徴とする請求項１又は２記載の絶縁電線。
前記熱可塑性樹脂が、非晶性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の絶縁電線。
前記非晶性樹脂が、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、ポリサルフォン、熱可塑性ポリイミド、及びポリアリレートの群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項４記載の絶縁電線。
前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル、ポリイミド、及びポリアミドイミドの群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の絶縁電線。
請求項１〜６のいずれか１項記載の絶縁電線を用いてなることを特徴とする電気機器。
熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を含有する樹脂ワニスを直接又は間接に導体の外周に塗布し焼き付けて絶縁皮膜を形成する工程と、その後加圧不活性ガス雰囲気中に保持することにより、不活性ガスを樹脂ワニスが焼き付けられた層に含有させる工程と、常圧下で該樹脂ワニスが焼きつけられた層を加熱することにより気孔を形成させる工程とを有し、前記樹脂ワニスにおいて熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の合計質量中熱硬化性樹脂質量が５％超であることを特徴とする絶縁電線の製造方法。