JPS58170003A - 超電導コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は冷却効率の向上した超電導コイルに関する。

［発明の技術的背景とその同麺点］ 一般に、液体ヘリウム中に浸漬して使用される磁気浮上
列車用超電導コイルや核融合用超電導コイル等の超電導
コイルにおいては、電磁力や機械力によって超電導線材
が動くと摩擦熱等により線材の温度が上昇し、超電導状
態から常電導状態に転移することがあるため、エポキシ
樹脂等の含浸樹脂によりコイル線間を一体固定させるこ
とが行われている。

しかしながら、このエポキシ樹脂は液体ヘリウム、を通
過させないので、超電導線の冷却効率が低下するという
欠点があった。

すなわら超電導線は、エポキシ樹脂を介して液体ヘリウ
ムに接することになるためエポキシ樹脂で含浸した超電
導コイルでは急速に励磁したり、外部よりの急速の磁場
、の変化があったり、あるいは超電導線の動き等により
発熱した場合、熱が液体ヘリウム中に放熱されにくく、
常電導に転移しやすいという欠点があったのである。

［発明の目的］ 本発明は、超電導コイル内に何らかのじよう乱により発
生した熱が速やかに放熱されるような超電導コイルを提
供することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち本発明の超電導コイルは、コイルの線間を一体
固定するための含浸樹脂がポリボロシロキサン樹脂を主
成分とする耐熱樹脂組成物からなることを特徴とするも
のである。

本発明に使用する耐熱樹脂組成物としては、ポリボロシ
ロキサン樹脂を主成分とし、これにシリコーン樹脂と無
機質充填剤とを配合してなるものが上げられ、使用に際
してはクレゾール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）等の有機溶剤に溶解あるいは分散させて塗料状とす
ることが望ましい。このものは加熱硬化により非常にポ
ーラスな状態となる。

なおポリボロシロキサン樹脂は （ａ　）Ｓｉ　Ｘ４、Ｓｉ　ＲＸ３、Ｓｔ　ＲＲ’　Ｘ
２　ｔ’表わされるシラン化合物（但し、上式中Ｒ，Ｒ
’はアルキル基またはアリール基、Ｘは水酸基、アルコ
キシル基、アセトキリル基であって、Ｘが水酸基の場合
はその脱水縮合物も含む［但しＳｉＸ幡は、Ｘが４個と
も水酸基である場合を除＜］）の１種または２種以上と （ｂ　）ホウ酸、無水ホヴ酸、ホウ酸金属塩、ハロゲン
化ホウ素、ホウ酸エステルの１種または２種以上とをＳ
：　ニホウ素の原子比で１＝１０〜１０：１好ましくは
５：１〜１：５の範囲で５０〜８００℃で加熱して縮重
合させることにより得られる。

このとき必要に応じてアセチルアセトン、無水酢酸、ク
レゾール、テトラヒドロフラン、キシレン、ＮＭＰ、ジ
メチルアセトアミドのような有機溶剤を用いてもよい。

しかして上記（ａ）、（１１）成分ととともに下記の成
分を配合して反応させることにより、得られるポリボロ
シロキサン樹脂の可呪う性や耐水性を向上させることも
できる。

（Ｃ）メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリ
コーンオイル等のシリコーンオイル（ｄ）芳香族アルコ
ール、脂肪族多価アルコール、フェノール類、芳香族カ
ルボン酸 （ｅ）鉛、マンガン、コバルト、亜鉛、カルシウム等の
有機塩の混合物 （ず）トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、
ジェタノールアミン、フェニレンジアミン、エチレンジ
アミン、トリメチレンジアミン等の含窒素化合物 （０）〜（ｆ）成分の配合量は、（ａ　）成分と（ｂ）
成分との合計量１００重量部あたり、（Ｃ）成分は５〜
１００重一部、（ｄ　）の成分は５〜３〇−置部、（ｅ
）成分は０００５〜１０重量部、（ｆ）成分は、Ｎ原子
の数が（ｂ）成分中のホウ素原子の数１００あたり５〜
２００となる量とすることが望ましい。上記（０）〜（
ｆ）成分は、単独でもしくは２種以上で用いｄれ゛る。

本発明において樹脂組成物に配合されるシリコーン樹脂
は市販のものが使用でき、例えば東芝シリコーン社製の
ＴＳＲ１１６がある。このような純シリコーンの他シリ
コーンアルキッド、シリコーンポリエステル、シリコー
ンエポキシ等がある。

このものの配合量はボリボ０シ０キサン樹脂１００重―
部あたり５〜４００好ましくは１０〜２００重饅部が適
している。この範囲未満では可どう性が劣り、この値を
越えると耐熱性が低下する。

さらにまた、無機質充填剤としては、雪母、タルク、酸
化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム
、タングステン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシ
ウム、数種の金属酸化物を混合溶解したセラミックフリ
ット等がある。これらは単独で使用してもよく、また混
合して使用しても同様の効果が得られる。これらの無機
質充填剤は天ｉ産でもよく合成品でもよいが、いずれ゛
も粒！１０μ口以下の微粉末が望ましい。このものの配
合量はポリボロシロキサン樹脂とシリコーン樹脂との合
計１１１００１１曇部あたり５〜３００好ましくは５〜
２００重量部が適している。この値未満では耐熱性に劣
り、この値を越−え゛ると機械特性が低下する。

本発明のコイルは、例えば超電導線材に前述の耐熱樹脂
組成物を有機溶剤に溶解あるいは分散させて塗料状とし
て塗布焼付し、これをコイル巻きして轡られるか、ある
いはコイル巻きした後前述の耐熱樹脂組成物を充填し加
熱硬化させることにより得られる。

このようにして得られた超電導コイルは、加熱硬化によ
り耐熱樹脂組成物が非常にポーラスな状態となっている
ため液体ヘリウムが耐熱樹脂組成物を通過して超電導線
に直接接触することができる。

なお、本発明における耐熱樹脂組成物は電気絶縁を兼ね
ることができるものであるが、超電導輪間の電気絶縁が
本樹脂のみで不十分な場合には、超電導線に他の絶縁被
覆を施したり、線間に絶縁材を挿入する等の処理をする
こともできる。

［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。

（耐熱樹脂組成物の製造） ジフェニルジヒドロキシシラン４３２ｏ　　（２モル）
、ホウ酸８３ｏ（１，３モル）、粘度（２５℃）が１０
センチストークスのジメチルシリコーンオイル２５６ｇ
をフラスコに入れ、窒素雰囲気中で攪拌下に室温から４
００℃まで６時間を要して昇温させ、さらに４００℃で
１時間加熱攪拌して縮重合反応を行なった。反応過程で
６６ａの水と７０ｏの未反応の低分子−シ（リコーンオ
イルがＨＷ１出除去された。

このようにして得られたポリボロシロキサン樹脂は、常
温で無色固形状であり、収−は５２５ｇであつた。この
樹脂の数平均分子−はポリスチレン換算で１５００であ
り、７００℃までの焼成残存率は３５％であった。これ
をＮＭＰに溶解させて不揮発分４５・６％の樹脂溶液と
した。

このポリボロシロキサン樹脂溶液３３３９をシリコーン
樹脂（東芝シリコーン社製ＴＳＲ１１６）３００ｇ、酸
化マグネシウム１２０ｇとともに、ＮＭＰ３００ｏに溶
解させて耐熱塗料を製造した。

実施例 Ｎｂ−Ｔｉの２９５本マルチ線をコイル巻し、前述の耐
熱樹脂組成物を含浸して２５０〜３５０℃で０．５時間
加熱硬化させた。これを液体ヘリウム中に浸漬して使用
したところ冷却効率は良好であり、常電導に転移しにく
かった。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明の超電導コ
イルは耐熱樹脂組成物がポーラスな状態であるため、冷
却効率が大きく急速に励磁および減磁したり、交流磁場
中で用いたりしても冷却効率が向上するため常電導に転
移しにくくなる利森がある。

代理人弁理士　　　須　山　佐　− （ほか１名） 第１頁の続き ０発　明　者　荒原幸三 川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号昭和電線電纜株式会社内 ０発　明　者　星野哲夫 川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号昭和電線電纜株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超電導線をコイル巻し、その線間に含浸樹脂を充填して
   一体に固定してなる超電導コイルにおいて、前記含浸樹
   脂がポリボロシロキサン樹脂を主成分とする耐熱樹脂組
   成物からなることを特徴とする超電導コイル。