JPH06131917A - 多重被覆絶縁電線及び該電線を用いたコイル - Google Patents
多重被覆絶縁電線及び該電線を用いたコイルInfo
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- JPH06131917A JPH06131917A JP27906792A JP27906792A JPH06131917A JP H06131917 A JPH06131917 A JP H06131917A JP 27906792 A JP27906792 A JP 27906792A JP 27906792 A JP27906792 A JP 27906792A JP H06131917 A JPH06131917 A JP H06131917A
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- resin
- methacrylic acid
- ethylene
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱融着性被覆を最外層にもつ絶縁電線におい
て、電磁力や極低温雰囲気にて剥離やクラックを生じる
ことのない多重被覆絶縁電線を提供する。 【構成】 導線（１）の絶縁被膜を２層構造とし、外層
にエチレン−メタクリル酸共重合体（３）を主成分とす
る被膜を形成させる。
て、電磁力や極低温雰囲気にて剥離やクラックを生じる
ことのない多重被覆絶縁電線を提供する。 【構成】 導線（１）の絶縁被膜を２層構造とし、外層
にエチレン−メタクリル酸共重合体（３）を主成分とす
る被膜を形成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱融着性被覆を最外層
に持つエナメル線を使用して電気機器に用いるコイルに
関する。
に持つエナメル線を使用して電気機器に用いるコイルに
関する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂を含浸して固めた超電導コイルにつ
いては、例えば森山、他：「速応励磁形 100KVA 超電導
発電機の界磁巻線絶縁の検討」電気学会第22回電気絶縁
材料シンポジウムＰ−11（1989）の文献が知られてい
る。この種の超電導コイルは、エナメル被覆の超電導線
を巻き回して、含浸樹脂で固めている。
いては、例えば森山、他：「速応励磁形 100KVA 超電導
発電機の界磁巻線絶縁の検討」電気学会第22回電気絶縁
材料シンポジウムＰ−11（1989）の文献が知られてい
る。この種の超電導コイルは、エナメル被覆の超電導線
を巻き回して、含浸樹脂で固めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の超電
導コイルにおいては、電磁力や室温と極低温の間のサイ
クルなどにより、エナメル被膜と含浸樹脂の接着界面で
剥離、あるいは、含浸樹脂のクラックなどが発生するこ
とがある。この剥離やクラックなどは、真空断熱に近い
状態となるため、超電導線の冷却を阻害して、クエンチ
を伴うことが懸念される。
導コイルにおいては、電磁力や室温と極低温の間のサイ
クルなどにより、エナメル被膜と含浸樹脂の接着界面で
剥離、あるいは、含浸樹脂のクラックなどが発生するこ
とがある。この剥離やクラックなどは、真空断熱に近い
状態となるため、超電導線の冷却を阻害して、クエンチ
を伴うことが懸念される。
【０００４】本発明は、エナメル被膜と含浸樹脂を強く
結合させると共に低応力化をはかることにより、クエン
チの発生及び冷却の阻害を抑えた超電導コイルを提供す
ることを目的とする。
結合させると共に低応力化をはかることにより、クエン
チの発生及び冷却の阻害を抑えた超電導コイルを提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、超電導線をエナメル被膜で多重に覆った絶
縁電線において、最外層の被覆材が水素結合または金属
イオンによるカルボキシル基相互の結合で分子鎖が架橋
されたエチレン−メタクリル酸共重合体を主成分とする
樹脂薄膜で構成された該エナメル線を巻回してコイルを
作成する。このコイルを加熱することでエチレン−メタ
ンリル酸共重合体が自己融着することでコイルが固着す
る。または、特にエポキシ樹脂が好ましいが、これを含
浸し硬化する事によってコイルを固着する事を特徴とす
る。
に本発明は、超電導線をエナメル被膜で多重に覆った絶
縁電線において、最外層の被覆材が水素結合または金属
イオンによるカルボキシル基相互の結合で分子鎖が架橋
されたエチレン−メタクリル酸共重合体を主成分とする
樹脂薄膜で構成された該エナメル線を巻回してコイルを
作成する。このコイルを加熱することでエチレン−メタ
ンリル酸共重合体が自己融着することでコイルが固着す
る。または、特にエポキシ樹脂が好ましいが、これを含
浸し硬化する事によってコイルを固着する事を特徴とす
る。
【０００６】ここで、本発明の多重被覆エナメル線の最
外層に被覆される樹脂薄膜は、エチレンとメタクリル酸
とのランダム共重合体であり、その分子構造において二
つのタイプに大別される。まず、第一のタイプは、当該
共重合体の分子鎖中に不規則に存在するメタクリル酸単
位のカルボキシル基が水素結合によって結合し、これに
よって分子鎖間が架橋された熱可塑性樹脂である。
外層に被覆される樹脂薄膜は、エチレンとメタクリル酸
とのランダム共重合体であり、その分子構造において二
つのタイプに大別される。まず、第一のタイプは、当該
共重合体の分子鎖中に不規則に存在するメタクリル酸単
位のカルボキシル基が水素結合によって結合し、これに
よって分子鎖間が架橋された熱可塑性樹脂である。
【０００７】一方、第二のタイプは、前記メタクリル酸
単位のカルボキシル基が部分的にナトリウム、亜鉛等の
金属イオンを介して結合し、これによって分子鎖間が架
橋された熱可塑性樹脂である。
単位のカルボキシル基が部分的にナトリウム、亜鉛等の
金属イオンを介して結合し、これによって分子鎖間が架
橋された熱可塑性樹脂である。
【０００８】具体的には、第一のタイプとして、化学構
造式（１）にしめすＥＭＭＡ樹脂ニュクレル（三井・デ
ュポンポリケミカル社製）が、また、第二のタイプとし
て、化学構造式（２）にしめすアイオノマー樹脂ハイミ
ライン（三井・デュポンポリケミカル社製）が各々挙げ
られる。
造式（１）にしめすＥＭＭＡ樹脂ニュクレル（三井・デ
ュポンポリケミカル社製）が、また、第二のタイプとし
て、化学構造式（２）にしめすアイオノマー樹脂ハイミ
ライン（三井・デュポンポリケミカル社製）が各々挙げ
られる。
【０００９】前記エチレン−メタクリル酸共重合体の融
点は特に限定されないが、80〜110℃程度が好ましい。
この理由は、自己融着に於いては適度な温度で他の絶縁
材料の熱劣化に影響を及ぼさないで固着できる。また、
含浸樹脂にエポキシ樹脂を使用する場合には、前記樹脂
薄膜を構成する共重合体とこれと接するエポキシ樹脂と
を相溶させ、エポキシ樹脂との硬化反応を促進するのに
最適な温度範囲に当たるためである。本発明のエポキシ
含浸樹脂は、エポキシ樹脂を主成分として、更に硬化剤
及び適宜他の添加剤を含有した熱硬化性材料である。
点は特に限定されないが、80〜110℃程度が好ましい。
この理由は、自己融着に於いては適度な温度で他の絶縁
材料の熱劣化に影響を及ぼさないで固着できる。また、
含浸樹脂にエポキシ樹脂を使用する場合には、前記樹脂
薄膜を構成する共重合体とこれと接するエポキシ樹脂と
を相溶させ、エポキシ樹脂との硬化反応を促進するのに
最適な温度範囲に当たるためである。本発明のエポキシ
含浸樹脂は、エポキシ樹脂を主成分として、更に硬化剤
及び適宜他の添加剤を含有した熱硬化性材料である。
【００１０】前記エポキシ樹脂には、一分子中に少なく
とも一個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が使用され
得る。その具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＡ−Ｄ型エポキシ樹脂、多価アルコールのグリシジ
ルエステル、脂環式エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹
脂等が挙げられる。これらエポキシ樹脂は、必要に応じ
て、反応性希釈剤、または非反応性希釈剤等が添加され
た上で使用され得る。
とも一個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が使用され
得る。その具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＡ−Ｄ型エポキシ樹脂、多価アルコールのグリシジ
ルエステル、脂環式エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹
脂等が挙げられる。これらエポキシ樹脂は、必要に応じ
て、反応性希釈剤、または非反応性希釈剤等が添加され
た上で使用され得る。
【００１１】前記硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化
剤として通常使用され得るものであれば特に限定されな
いが室温で液状のものが好ましく、例えば液状フェノー
ルレゾール樹脂、液状ポリアミン樹脂、液状有機酸無水
物等が挙げられる。これらエポキシ樹脂と硬化剤との配
合比は、一般的に当該エポキシ樹脂が含浸材料として使
用される場合に適するような比率に設定され得る。
剤として通常使用され得るものであれば特に限定されな
いが室温で液状のものが好ましく、例えば液状フェノー
ルレゾール樹脂、液状ポリアミン樹脂、液状有機酸無水
物等が挙げられる。これらエポキシ樹脂と硬化剤との配
合比は、一般的に当該エポキシ樹脂が含浸材料として使
用される場合に適するような比率に設定され得る。
【００１２】前記エポキシ樹脂系含浸材料には、必要に
応じて上述した成分に加え、エポキシ樹脂の硬化反応を
促進させるための触媒、柔軟性添加剤、更には、例えば
石英粉末、溶融シリカ粉末、ガラス粉末、ガラス繊維、
各種ウイスカ、タルク窒化ケイ素、窒化アルミニウム、
アルミナ等の無機質充填剤等が配合され得る。
応じて上述した成分に加え、エポキシ樹脂の硬化反応を
促進させるための触媒、柔軟性添加剤、更には、例えば
石英粉末、溶融シリカ粉末、ガラス粉末、ガラス繊維、
各種ウイスカ、タルク窒化ケイ素、窒化アルミニウム、
アルミナ等の無機質充填剤等が配合され得る。
【００１３】
【化１】
【００１４】
【化２】
【００１５】
【作用】本発明の多重被覆エナメル線の最外層に被覆さ
れる樹脂薄膜は、エチレンとメタクリル酸とのランダム
共重合体を主成分としており、この樹脂薄膜は、低温に
於いては脆性破壊を起こさず、応力緩和構造として機能
する。したがって自己融着コイルに於しては、隣接する
コイル間を柔軟に固定するため、クラック、剥離等の発
生を抑止する効果が大きい。
れる樹脂薄膜は、エチレンとメタクリル酸とのランダム
共重合体を主成分としており、この樹脂薄膜は、低温に
於いては脆性破壊を起こさず、応力緩和構造として機能
する。したがって自己融着コイルに於しては、隣接する
コイル間を柔軟に固定するため、クラック、剥離等の発
生を抑止する効果が大きい。
【００１６】一方、エポキシ含浸樹脂によって固着した
コイルは、多重被覆エナメル線の最外層に被覆されるエ
チレンとメタクリル酸の共重合体のメタクリル酸単位に
おけるカルボキシル基の水素結合または金属イオンを介
した結合によって架橋されているが、高温、特に該共重
合体の軟化点以上に於いてはこの架橋結合が弱まり、カ
ルボキシル基が再生する。この再生したカルボキシル基
は、エポキシ樹脂と相溶して、そのエポキシ基と反応す
るため、最終的には多重被覆エナメル線で作成したコイ
ルにおけるエナメル線相互間を強力に固着する。したが
って、クラック、剥離等の発生を大幅に改善できる。
コイルは、多重被覆エナメル線の最外層に被覆されるエ
チレンとメタクリル酸の共重合体のメタクリル酸単位に
おけるカルボキシル基の水素結合または金属イオンを介
した結合によって架橋されているが、高温、特に該共重
合体の軟化点以上に於いてはこの架橋結合が弱まり、カ
ルボキシル基が再生する。この再生したカルボキシル基
は、エポキシ樹脂と相溶して、そのエポキシ基と反応す
るため、最終的には多重被覆エナメル線で作成したコイ
ルにおけるエナメル線相互間を強力に固着する。したが
って、クラック、剥離等の発生を大幅に改善できる。
【００１７】
【実施例】以下本発明を図を用いて説明する。
【００１８】図１に示すように、直径２mmt の超電導線
１にホルマール塗膜２を形成した上にエチレン−メタク
リル酸の共重合体３を塗布した超電導エナメル線を作成
した。この超電導エナメル線を直径80mm、長さ100mm の
アルミニウム製の鍔付き円筒に密に５層巻き付けコイル
を作成した。 （実施例１）超電導エナメル線に電流を流し、電磁振動
と加熱を、更に外部から熱を加えコイル温度を 120℃に
10分間保ち、コイルの固着を完了した。このコイルの断
面状態を図２に示す。エチレン−メタクリル酸共重合体
３の塗膜の厚さによって、空隙４および接着面積が変化
する。 （実施例２）
１にホルマール塗膜２を形成した上にエチレン−メタク
リル酸の共重合体３を塗布した超電導エナメル線を作成
した。この超電導エナメル線を直径80mm、長さ100mm の
アルミニウム製の鍔付き円筒に密に５層巻き付けコイル
を作成した。 （実施例１）超電導エナメル線に電流を流し、電磁振動
と加熱を、更に外部から熱を加えコイル温度を 120℃に
10分間保ち、コイルの固着を完了した。このコイルの断
面状態を図２に示す。エチレン−メタクリル酸共重合体
３の塗膜の厚さによって、空隙４および接着面積が変化
する。 （実施例２）
【００１９】含浸樹脂として、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂エピコート 828（シェル化学社製） 100重量部
と、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸ＨＮ
−2200（日立化成社製）80重量部を、硬化促進剤とし
て、ＤＢＵ（１・８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウ
ンデセン−７）を加えて良く攪拌した組成を使用した。
この含浸樹脂を作成した超電導コイルに、減圧含浸した
後 120℃で３時間、 150℃で５時間の硬化条件で作成し
た。
キシ樹脂エピコート 828（シェル化学社製） 100重量部
と、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸ＨＮ
−2200（日立化成社製）80重量部を、硬化促進剤とし
て、ＤＢＵ（１・８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウ
ンデセン−７）を加えて良く攪拌した組成を使用した。
この含浸樹脂を作成した超電導コイルに、減圧含浸した
後 120℃で３時間、 150℃で５時間の硬化条件で作成し
た。
【００２０】断面の概要を図３に、超電導エナメル線の
ホルマール界面とエポキシ含浸樹脂の間の界面の状況を
推定した結果を図４に示す。エチレン−メタクリル酸共
重合体とエポキシ含浸樹脂とは、硬化する前に、相溶す
るため、境界面を作らずなだらかな組成変化を示すもの
と推定できる。 （比較例１）
ホルマール界面とエポキシ含浸樹脂の間の界面の状況を
推定した結果を図４に示す。エチレン−メタクリル酸共
重合体とエポキシ含浸樹脂とは、硬化する前に、相溶す
るため、境界面を作らずなだらかな組成変化を示すもの
と推定できる。 （比較例１）
【００２１】直径２mmt の超電導線にホルマール塗膜を
形成した。この超電導エナメル線を前記実施例と同様
に、直径80mm、長さ100mm のアルミニウム製の鍔付き円
筒に密に５層巻き付けコイルを作成した。このコイル
に、実施例２と同じ成分の含浸樹脂を同条件で硬化して
モデルコイルを作成した。
形成した。この超電導エナメル線を前記実施例と同様
に、直径80mm、長さ100mm のアルミニウム製の鍔付き円
筒に密に５層巻き付けコイルを作成した。このコイル
に、実施例２と同じ成分の含浸樹脂を同条件で硬化して
モデルコイルを作成した。
【００２２】上記の様に作成したモデルコイルを使用し
て、室温と液体Ｈｅ中に、それぞれ20分、２分を交互
に、冷熱サイクルを10回行いクラックの発生状況を観察
した。その結果を表１に示す。
て、室温と液体Ｈｅ中に、それぞれ20分、２分を交互
に、冷熱サイクルを10回行いクラックの発生状況を観察
した。その結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】エチレン−メタクリル酸の共重合体を最
外装に塗布したエナメル線あるいは超電導エナメル線を
使用して作成したコイルは、エチレン−メタクリル酸共
重合体が低温に於ける応力緩和性能に優れているため、
クラックの抑制に優れた効果を発揮する。またエポキシ
含浸樹脂とは相溶して明確な境界層を作らないので応力
集中を起こさず、優れた耐クラック性を発揮する。した
がって、超電導コイルに使用した場合には、剥離やクラ
ックによって発生すると推定されているクエンチおよび
冷却阻害を抑制することができる。この様に本発明によ
れば、特に低温で使用される電気機器の構成材料として
有用であり、その工業的価値は極めて大きい。
外装に塗布したエナメル線あるいは超電導エナメル線を
使用して作成したコイルは、エチレン−メタクリル酸共
重合体が低温に於ける応力緩和性能に優れているため、
クラックの抑制に優れた効果を発揮する。またエポキシ
含浸樹脂とは相溶して明確な境界層を作らないので応力
集中を起こさず、優れた耐クラック性を発揮する。した
がって、超電導コイルに使用した場合には、剥離やクラ
ックによって発生すると推定されているクエンチおよび
冷却阻害を抑制することができる。この様に本発明によ
れば、特に低温で使用される電気機器の構成材料として
有用であり、その工業的価値は極めて大きい。
【図１】本発明のエナメル線の構成例。
【図２】加熱融着によって作成したコイル断面の模式
図。
図。
【図３】含浸樹脂で構成したコイル断面の模式図。
【図４】エナメル線の界面の状況の推定図。
１…超電導線 ２…ホルマール塗膜 ３…エチレン−メタクリル酸共重合体 ４…空隙
Claims (3)
- 【請求項１】 導線または超電導線をエナメル被膜で多
重に覆った絶縁電線において、最外層の被覆材が水素結
合または金属イオンによるカルボキシル基相互の結合で
分子鎖が架橋されたエチレン−メタクリル酸共重合体を
主成分とする樹脂薄膜であることを特徴とする多重被覆
絶縁電線。 - 【請求項２】 請求項１に記載の多重被覆絶縁電線を巻
き回し、通電あるいは外部加熱により隣接する多重被覆
絶縁電線を融着したことを特徴とするコイル。 - 【請求項３】 請求項１に記載の多重被覆絶縁電線を巻
き回し、樹脂を含浸固着したことを特徴とするコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27906792A JPH06131917A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 多重被覆絶縁電線及び該電線を用いたコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27906792A JPH06131917A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 多重被覆絶縁電線及び該電線を用いたコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06131917A true JPH06131917A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17605955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27906792A Pending JPH06131917A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 多重被覆絶縁電線及び該電線を用いたコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06131917A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1355329A1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | SENSORMATIC R&D LIMITED | Production of security pedestals |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP27906792A patent/JPH06131917A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1355329A1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | SENSORMATIC R&D LIMITED | Production of security pedestals |
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