JPWO2019188898A1 - 絶縁電線 - Google Patents
絶縁電線 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019188898A1 JPWO2019188898A1 JP2020510029A JP2020510029A JPWO2019188898A1 JP WO2019188898 A1 JPWO2019188898 A1 JP WO2019188898A1 JP 2020510029 A JP2020510029 A JP 2020510029A JP 2020510029 A JP2020510029 A JP 2020510029A JP WO2019188898 A1 JPWO2019188898 A1 JP WO2019188898A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- bubble
- containing insulating
- insulated wire
- bubbles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 60
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 23
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 23
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 12
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 claims description 9
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 229920003055 poly(ester-imide) Polymers 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 200
- 238000000034 method Methods 0.000 description 49
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 28
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 21
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 20
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 241000282341 Mustela putorius furo Species 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 5
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 5
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 5
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- -1 polyhydrantin Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 3
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- JBFHTYHTHYHCDJ-UHFFFAOYSA-N gamma-caprolactone Chemical compound CCC1CCC(=O)O1 JBFHTYHTHYHCDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001490 poly(butyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 2
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOC(C)=O NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRWNQZTZTZWPOF-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-4-phenylpyridine Chemical compound C1=NC(C)=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 CRWNQZTZTZWPOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000197192 Bulla gouldiana Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical class CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- TUEYHEWXYWCDHA-UHFFFAOYSA-N ethyl 5-methylthiadiazole-4-carboxylate Chemical compound CCOC(=O)C=1N=NSC=1C TUEYHEWXYWCDHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000006081 fluorescent whitening agent Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- VGGNVBNNVSIGKG-UHFFFAOYSA-N n,n,2-trimethylaziridine-1-carboxamide Chemical compound CC1CN1C(=O)N(C)C VGGNVBNNVSIGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCOGQSHZVSZAHH-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylaziridine-1-carboxamide Chemical compound CN(C)C(=O)N1CC1 ZCOGQSHZVSZAHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/42—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
- H01B3/421—Polyesters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/02—Disposition of insulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/303—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
- H01B3/306—Polyimides or polyesterimides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/02—Disposition of insulation
- H01B7/0233—Cables with a predominant gas dielectric
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F5/00—Coils
- H01F5/06—Insulation of windings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Description
高出力への要求から、回転電機に使用される絶縁電線には高電圧への対応が求められている。例えば、絶縁破壊電圧の高い絶縁電線が求められる。
また、高電圧の印加により、絶縁層表面では部分放電が発生しやすい。このため、部分放電による劣化を抑制することが要求される。この劣化を抑制するには、部分放電開始電圧(PDIV)を高めることが重要である。部分放電開始電圧を高める方法の1つとして、絶縁層の比誘電率を下げる方法がある。比誘電率を下げる方法の1つとして、気泡を有する絶縁層とする方法が知られている。
本発明は、高い部分放電開始電圧を維持しつつ、絶縁破壊電圧をより高めた、気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を提供することを課題とする。
〔1〕
導体と、該導体の外周面を直接又は間接的に被覆する、熱硬化性樹脂を含む気泡含有絶縁層とを有する絶縁電線であって、
前記気泡含有絶縁層中の気泡が、前記絶縁電線の長手方向に垂直な断面における、気泡の扁平率(気泡断面形状の横方向の長さ/気泡断面形状の縦方向の長さ)が1.5以上5.0以下である扁平気泡を含む、絶縁電線。
〔2〕
前記気泡含有絶縁層中の気泡中、前記扁平気泡の数の割合が50%以上である〔1〕に記載の絶縁電線。
〔3〕
前記気泡含有絶縁層の空隙率が70%以下である〔1〕又は〔2〕に記載の絶縁電線。
〔4〕
前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド、若しくはポリアミドイミド、又はその組み合わせである〔1〕〜〔3〕のいずれか1つに記載の絶縁電線。
〔5〕
前記気泡含有絶縁層の外周面を直接又は間接的に被覆する外側気泡非含有絶縁層を有する〔1〕〜〔4〕のいずれか1つに記載の絶縁電線。
〔6〕
前記気泡含有絶縁層の厚さが10μm以上250μm以下である〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載の絶縁電線。
〔7〕
前記扁平気泡が、気泡を有する絶縁層の厚さ方向の圧縮により形成される〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載の絶縁電線。
本発明の絶縁電線は、導体と、該導体の外周面を直接又は間接的に被覆する、熱硬化性樹脂を含む気泡含有絶縁層を有する。気泡含有絶縁層は気泡を有し、気泡には、絶縁電線の長手方向に垂直な断面における、気泡の扁平率(気泡断面形状の横方向の長さ/気泡断面形状の縦方向の長さで規定され、気泡扁平率若しくは単に扁平率ともいう。)が1.5以上5.0以下である扁平気泡を含む。以下、気泡を有する絶縁層を「気泡含有絶縁層」といい、上記特定の扁平気泡を有する気泡含有絶縁層を「扁平気泡含有絶縁層」ということがある。
導体の外周面を直接被覆する気泡含有絶縁層とは、導体と気泡含有絶縁層との間に他の層(例えば、接着剤層、エナメル層)を設けることなく、外周面に接した状態で気泡含有絶縁層を有することを意味する。一方、導体の外周面を間接的に被覆する気泡含有絶縁層とは、導体と気泡含有絶縁層との間に設けた他の層を介して導体の上に気泡含有絶縁層を有することを意味する。
本発明の絶縁電線の好ましい実施形態を、図を参照して、説明する。
図1に断面図を示した本発明の絶縁電線の一実施態様は、絶縁電線の長手方向に垂直な断面が矩形の導体1と、導体1の外周面を直接被覆する扁平気泡含有絶縁層2とを有する絶縁電線10である。
図2に断面図を示した本発明の絶縁電線の別の実施態様(絶縁電線20)は、扁平気泡含有絶縁層2の外周に外側非気泡含有絶縁層3を直接設けた以外は図1に示す絶縁電線と同様である。
図3は、図1に示した扁平気泡含有絶縁層2と導体1の一部を拡大した模式図であり、扁平気泡含有絶縁層2は、扁平気泡4を有している。Yは扁平気泡含有絶縁層2の厚さ方向を示す。図3においては、気泡は規則正しい配置となっているが、本発明はこれに限定されない。
扁平気泡含有絶縁層は、少なくとも、後述する特定の扁平気泡を有する。
ここで、扁平気泡含有絶縁層が有する気泡は、独立気泡であっても連通気泡であってもよく、これらの両方であってもよい。独立気泡とは、任意の面で切断した絶縁電線の断面をマイクロスコープで観察したときに気泡壁に隣接する気泡との連通開口部が確認できないものをいい、連通気泡とは、同様にして観察したときに気泡壁に連通開口部が確認できるものをいう。
扁平気泡とは、上記独立気泡と連通気泡とを含む気泡のうち、絶縁電線の長手方向(軸線方向)に垂直な断面において、気泡扁平率が、1.5以上5.0以下である気泡を指す。扁平気泡を含有することで、部分放電開始電圧を維持しつつ、絶縁破壊電圧を高めることができる。扁平率が5.0を超えると、気泡形状が保てない場合があるので、実際的ではない。
扁平率は、1.5以上3.0以下であることが好ましく、1.5以上2.5以下がより好ましい。
扁平気泡含有絶縁層は扁平率を満たさない気泡、例えば、円形、楕円形(上記扁平率を満たさない)、不定形等の断面形状の気泡を有していてもよい。
絶縁電線を、絶縁電線の長手方向に垂直に切断し、イオンミリング処理により断面を加工する。このようにして得られた扁平気泡含有絶縁層の断面(100μm×150μm)を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、断面画像を得る。扁平気泡含有絶縁層の厚さが100μm未満の場合等には、上記断面積となるように複数の断面画像を用いる。
得られた断面画像において、任意の気泡を選択し、選択した気泡が含有される扁平気泡含有絶縁層の厚さ方向をy軸方向(垂直方向)、厚さ方向に垂直な方向をx軸方向(水平方向)とする。
次いで、気泡の断面形状に外接する長方形を、その一辺が上記x軸と平行となるように描き、この長方形のx軸方向(水平方向)の一辺の長さをフェレ水平径、y軸方向(扁平気泡含有絶縁層の厚さ方向)の一辺の長さをフェレ垂直径として求める。フェレ水平径を気泡断面形状の横方向の長さ、フェレ垂直径を気泡形状の縦方向の長さとして、フェレ水平径をフェレ垂直径で割った割合を気泡の横/縦比とする。
上記のようにして、任意の気泡を観察してこの気泡の横/縦比を算出し、横/縦比が1.5以上5.0以下である気泡20個の横/縦比の平均値を扁平率とする。各気泡間の境界線が明確でないものは計測から除外する(扁平率を算出する気泡として観察しない)。また、絶縁電線が角線(断面矩形)の場合、コーナー部分の気泡についても計測から除外する。
扁平気泡の割合は、以下のようにして求めることができる。
扁平率を求める場合と同様に断面画像を取得し、任意の20個の気泡を観察し、各気泡について気泡の横/縦比を算出し、その扁平率が1.5以上5.0以下となった気泡の個数の、全気泡観察数(20個)に対する割合を扁平気泡の割合とする。各気泡間の境界線が明確でないものは計測から除外する。また、角線の場合、コーナー部分の気泡についても計測から除外する。
扁平気泡含有絶縁層の空隙率は、発泡倍率、ワニス中の樹脂濃度、粘度、ワニス塗布時の温度、発泡剤の添加量、焼付け炉の温度等によって調整できる。
扁平気泡含有絶縁層における空隙率は、以下のようにして求めることができる。
扁平気泡含有絶縁層の気泡形成(発泡)後の嵩密度(D2)と気泡形成(発泡)前の同じ部分の層の嵩密度(D1)とを求め、以下の式から算出される。
発泡倍率=(D1/D2)×100(%)
空隙率={(発泡倍率−100)/発泡倍率}×100(%)
なお、嵩密度は、JIS K 7112(1999)[プラスチック―非発泡プラスチックの密度および比重の測定方法]のA法(水中置換法)に準拠して求める。具体的には、メトラー社製電子天秤SX64に付属の密度測定キッドを用い、浸漬液はメタノールを使用する。絶縁電線の扁平気泡含有絶縁層と気泡形成(発泡)前の同じ部分の層をそれぞれ剥がし取って、各試料片とし、該各試験片の嵩密度(ρs,t)を下記計算式から算出する。
試験片の嵩密度ρs,t=(ms,t×ρIL)/(ms,A−ms,IL)
ここで、ms,Aは、空気中で測定した試験片の質量(g)であり、ms,ILは、浸漬液中で測定した試験片の質量(g)であり、ρILは、浸漬液の密度(g/cm3)である。
気泡径は、以下の方法によって測定することができる。
絶縁電線を、絶縁電線の長手方向に垂直に切断し、イオンミリング処理により断面を加工する。得られた扁平気泡含有絶縁層の断面(100μm×150μm)を、走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、任意に選択した20個の気泡の直径を、画像寸法計測ソフト(三谷商事社製WinROOF)を用いて径測定モードで測定し、各気泡の円相当径を得、その平均値を気泡径とする。各気泡間の境界線が明確でないものは計測から除外する。
扁平気泡含有絶縁層が含む熱硬化樹脂としては、通常、絶縁電線に使用されるものであって、気泡の形成ができるものであれば特に限定されない。
熱硬化性樹脂としては、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、ポリアミド、ポリウレタン、ポリヒダントイン、ポリイミドヒダントイン変性ポリエステル、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾール、メラミン樹脂、ホルマール、ポリビニルホルマール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレア樹脂が挙げられる。また、これらを2種以上組み合わせて用いてもよい。
熱硬化性樹脂としては、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド、若しくはポリアミドイミド、又はその組み合わせが好ましい。
扁平気泡含有絶縁層の厚さは、絶縁電線の断面の走査電子顕微鏡(SEM)写真から求めることができる。
導体としては、導電性を有するものであればよく、通常用いられる導体を特に制限されることなく用いることができる。このような導体としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導体が挙げられる。
導体の断面形状は用途に応じて、円形(丸)、矩形(平角)、あるいは六角形などから選択することができる。
導体のサイズは用途に応じて決めるものであるため特に限定されない。断面円形の導体の場合は直径で0.3〜3.0mmが好ましく、0.4〜2.7mmがより好ましい。断面矩形の導体の場合は、幅(長辺)1.0〜5.0mmが好ましく1.4〜4.0mmがより好ましく、厚さ(短辺)0.4〜3.0mmが好ましく、0.5〜2.5mmがより好ましい。ただし、本発明の効果が得られる導体サイズの範囲はこの限りではない。
また、断面矩形(平角形状)の導体の場合、これも用途に応じて異なるが、断面正方形よりも、断面長方形が一般的である。
本発明の絶縁電線は、少なくとも1層の扁平気泡含有絶縁層を有していればよく、扁平気泡含有絶縁層以外の被覆層を有してもよい。
例えば、扁平気泡含有絶縁層の内側に被覆層を有してもよく、特許第4177295号公報で示されるように、導体の外周に、導体との高い密着性や皮膜の耐熱性を高く維持することが可能な熱硬化性樹脂層(いわゆるエナメル層)を設け、その外周に扁平気泡含有絶縁層を設けてもよい。
また、扁平気泡含有絶縁層の外周に、気泡を有しない絶縁層(外側気泡非含有絶縁層)を設けてもよい。本発明において、気泡を有しないとは、絶縁電線の軸線方向に垂直な断面において、気泡が存在しない形態に加えて、本発明の効果又は外側気泡非含有絶縁層の機能を損なわない程度、の気泡を有する態様を包含する。
外側気泡非含有絶縁層は、通常、樹脂若しくは樹脂組成物で形成され、樹脂としては、特に制限されないが、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含むこと、また、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)から選択される少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。
外側気泡非含有絶縁層の厚さは、特に限定されないが、20〜150μmが好ましい。
本発明の絶縁電線の製造方法について説明する。
本発明の絶縁電線は、扁平気泡含有絶縁層の形成方法以外は、通常の絶縁電線の製造方法と同様に製造することができる。
扁平気泡含有絶縁層の形成方法について説明する。
扁平気泡含有絶縁層の形成方法は、導体の外周に、上記特定の扁平気泡を有する気泡含有絶縁層を形成できる方法であれば、特に限定されない。扁平気泡含有絶縁層の形成方法としては、例えば、1)導体の外周に、熱硬化性樹脂を用いて気泡含有絶縁層を形成し、その後、得られた気泡含有絶縁層を圧縮して、扁平気泡含有絶縁層とする方法(圧縮法)、2)扁平形状の熱分解性樹脂粒子を形成し、この熱分解性樹脂粒子を、熱硬化性樹脂と混合し、この混合物を用いて導体の外周に被覆層を形成し、熱分解性樹脂を熱分解させて、扁平気泡含有絶縁層とする方法(熱分解法)、が挙げられる。これらの方法において、気泡含有絶縁層は導体の外周に直接的又は間接的に設けることができる。
上記1−1)〜1−3)の方法以外にも、後述する熱分解法によって、略真円断面を有する気泡を有する気泡含有絶縁層を形成し、これを圧縮して扁平気泡含有絶縁層を形成する方法も挙げられる。
上記方法の中でも、気泡形成剤による方法が好ましい。以下、好ましい方法である、1−1)気泡形成剤による方法について、簡単に詳細を説明するが、その詳細は上記国際公開第2015/137342号を参照できる。
この方法においては、気泡含有絶縁層形成用の熱硬化性樹脂に、気泡形成剤を加えて塗布組成物を調製し、導体上に塗布等を行って該塗布組成物で被覆し、加熱して気泡を形成させることが好ましい。
気泡形成剤は、沸点が180℃〜300℃、より好ましくは210℃〜260℃である高沸点溶媒が好ましく、有機溶媒が好ましい。気泡形成剤は、具体的には、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルなどを用いることができる。
気泡形成剤としての高沸点溶媒は、1種でもよいが、気泡が広い温度範囲で発生する効果が得られる点で、少なくとも2種を組み合わせて用いるのが好ましい。
塗布組成物には、気泡形成剤とは別に、通常、樹脂ワニス化に使用する有機溶媒が使用される。この場合、気泡形成剤としての高沸点溶媒は、後述する樹脂ワニス化のための有機溶媒よりも高沸点であるのが好ましく、気泡形成剤として高沸点溶媒を1種類使用する場合は、樹脂ワニス化のための溶媒より10℃以上高いことが好ましい。なお、気泡形成剤として高沸点溶媒を1種類使用する場合は、高沸点溶媒は気泡核剤と発泡剤の両方の役割を有する。一方、気泡形成剤として高沸点溶媒を2種類以上使用する場合は、最も高い沸点のものが発泡剤、中間の沸点を持つ気泡形成用の高沸点溶媒が気泡核剤として作用する。
樹脂ワニス化に使用する有機溶媒としては、熱硬化性樹脂の反応を阻害しない限りは特に制限はなく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、N,N−ジメチルエチレンウレア、N,N−ジメチルプロピレンウレア、テトラメチル尿素等の尿素系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、エチルカルビトールアセテート等のエステル系溶媒、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム系溶媒、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、スルホラン等のスルホン系溶媒などが挙げられる。樹脂ワニス化に使用する有機溶剤の沸点は、好ましくは160℃〜250℃、より好ましくは165℃〜210℃のものである。
導体上に被覆された塗布組成物を、焼付炉で焼付けすることにより、気泡が形成される。
具体的な焼付条件はその使用される炉の形状などに左右されるが、およそ5mの自然対流式の竪型炉であれば、炉温500〜520℃で焼付けを行うことで気泡入り絶縁層とすることができる。また、炉の通過時間は10〜90秒が一般的である。
なお、塗布組成物は、上記以外に、必要に応じ酸化防止剤、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、及びエラストマーなどの各種添加剤などを含有してもよい。
圧縮は、圧縮成型、圧延などにより行うことができる。気泡含有絶縁層を厚さ方向に圧縮して成型することが好ましい。圧縮は、例えば、プレス機(例えば、富士スチール工業株式会社製、FSP1−600S)、ローラー(圧延ローラー(例えば、ロール形状φ100×幅50mm))等を使用して行うことができる。
圧縮の条件としては、材料等により異なるため一義的に決定できないが、通常、気泡含有絶縁層に対して印加する圧力を高くする、及び/又は圧縮時間を長くすることにより、扁平率の高い扁平気泡を、気泡含有絶縁層中に形成できる。また、扁平気泡の割合も適宜に設定できる。例えば、上記プレス法においては、後述する実施例で使用した材料等を用いる場合、100MPa加圧し60秒保持後除圧することで、扁平気泡を有する絶縁電線を得ることができる。ローラー法では、実施例で使用した材料等を用いる場合、荷重が100MPaとなるように圧延荷重を設定し、厚さ方向及び幅方向の2方向からローラーで圧縮することで扁平気泡を有する絶縁電線を得ることができる。
圧縮する前の気泡含有絶縁層の厚さは、圧縮率、扁平率等に応じて一概に設定できないが、例えば、圧縮前後の下記厚さの比率(圧縮率)を満たす厚さに形成される。
圧縮率=(圧縮後の気泡含有絶縁層の厚さ/圧縮前の気泡含有絶縁層の厚さ)×100(%)
すなわち、圧縮後の気泡含有絶縁層の厚さが、圧縮する前の厚さに対して40〜95%が好ましく、50〜95%がより好ましく、50〜90%がさらに好ましい。
圧縮は、導体の長手方向の全周にわたって行い、全周に扁平気泡を形成する。圧縮により、上記扁平率を満たす扁平気泡が得られる。扁平気泡の気泡含有絶縁層の厚さ方向に垂直な断面は、略円形状を有していることが好ましい。
上記気泡含有絶縁層の形成条件、気泡含有絶縁層の圧縮条件を適宜に変更することにより、空隙率、扁平率、気泡径、扁平気泡の割合を適宜に設定できる。
熱分解性樹脂としては、特開2012−224714号公報に記載の熱分解性樹脂を使用することができ、(メタ)アクリル系重合体(ポリメタクリル酸メチル等)、及びその架橋物(架橋ポリ(メタ)アクリル系重合体、例えば、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチルを含む、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル等)等が好ましい。
熱分解性樹脂粒子の形状は、上述の扁平気泡を形成できる形状であれば特に限定されない。上述の扁平率を満たす形状とすることが好ましく、上記扁平気泡について説明した気泡径の気泡を形成できるサイズを有する形状とすることがより好ましい。
熱分解性樹脂粒子の調製は、上記形状とできる方法であればよく、通常の方法により行うことができる。例えば、真球状の熱分解性樹脂粒子の上部から所定の荷重(最大荷重100N)まで所定の時間(例えば、60秒)で押込み、所定の荷重に到達後は荷重を保持せず、同速度にて除圧することで粒子形状を変形する等して調製することができる。また、予め扁平形状である熱分解性樹脂粒子(例えば、ASF-7(商品名)、東洋紡社製)を使用してもよい。
(実施例1)
2Lセパラブルフラスコにポリアミドイミド(PAI)〔日立化成社製、商品名:HI−406SA、樹脂成分32質量%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液〕を入れ、この溶液に気泡形成剤としてテトラエチレングリコールジメチルエーテルおよびトリエチレングリコールジメチルエーテルを添加して、PAIワニスを得た。このPAIワニスを断面矩形(長辺3.86mm×短辺2.36mmで、四隅の面取りの曲率半径r=0.3mm)の平角導体(酸素含有量15ppmの銅)の外周に塗布し、炉温500℃で焼付けを行い、気泡含有絶縁層(厚さ48μm)を形成した。プレス機(富士スチール工業株式会社製、FSP1−600S)を用いて、気泡含有絶縁層を100MPa加圧下に60秒保持して圧縮し、厚さを40μm(圧縮率83%)とした。このようにして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
2Lセパラブルフラスコに、ポリイミド(PI)[ユニチカ株式会社製:商品名;Uイミド(樹脂成分25質量%のNMP溶液)を入れ、気泡形成剤としてテトラエチレングリコールジメチルエーテルを添加することにより、PIワニスを得た。実施例1と同じ導体上に、上記PIワニスを塗布し、これを前半は炉温540℃、後半は炉温520℃にて焼き付けて、気泡含有絶縁層を形成した。実施例1と同様にプレス機を用いて気泡含有絶縁層を圧縮し、厚さを100μmとした。このようにして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
空隙率が表1に示す値になるように気泡形成剤の配合量を調節して作製した気泡含有絶縁層を、ローラー(ロール形状φ100×幅50mm)を用いて荷重が100MPaとなるように圧延荷重を設定して厚さ方向及び幅方向の2方向から圧縮して表1に示す厚さに設定した以外は、実施例1と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
空隙率が表1に示す値になるように気泡形成剤の配合量を調節して作製した気泡含有絶縁層を表1に示す厚さに圧縮した以外は、実施例2と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
空隙率が表1に示す値になるように気泡形成剤の配合量を調節して作製した気泡含有絶縁層を表1に示す厚さに圧縮した以外は、実施例1と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
空隙率が表1に示す値になるように気泡形成剤の配合量を調節して作製した気泡含有絶縁層を表1に示す厚さに圧縮した以外は、実施例2と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を形成した。
得られた扁平気泡含有絶縁層の外周に、押出機(スクリュー:直径30mmフルフライト、L/D=20、圧縮比3)を用いて、以下の様にして熱可塑性樹脂からなる外側非気泡含有絶縁層を形成した。熱可塑性樹脂はポリフェニレンスルフィド(PPS)(DIC社製、商品名:FZ−2100)を用いた。押出被覆樹脂層の断面の外形の形状が導体の形状と相似形になるように、押出ダイを用いてPPSの押出被覆を行い、厚さが40μmの外側非気泡含有絶縁層を形成した。このようにして、扁平気泡含有絶縁層と外側非気泡含有絶縁層とを有する絶縁電線を作製した。
空隙率が表1に示す値になるように気泡形成剤の配合量を調節して作製した気泡含有絶縁層を表1に示す厚さに圧縮した以外は、実施例1と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を形成した。
得られた扁平気泡含有絶縁層の外周に、押出機(スクリュー:直径30mmフルフライト、L/D=20、圧縮比3)を用いて、以下の様にして熱可塑性樹脂からなる外側非気泡含有絶縁層を形成した。熱可塑性樹脂はポリエーテルエーテルケトン(PEEK)(ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、商品名:キータスパイアKT−820)を用い、押出被覆樹脂層の断面の外形の形状が導体の形状と相似形になるように、押出ダイを用いてPEEKの押出被覆を行い、厚さが50μmの外側非気泡含有絶縁層を形成した。このようにして、扁平気泡含有絶縁層と外側非気泡含有絶縁層とを有する絶縁電線を作製した。
ポリアミドイミド(PAI)〔日立化成社製、商品名:HI−406SA、樹脂成分32質量%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液〕を、実施例1と同じ導体上に、塗布した。これを前半は炉温540℃、後半は炉温520℃にて焼き付けて、皮膜の厚さが30μmの絶縁電線を作製した。気泡形成剤を加えていないため、気泡含有絶縁層を有さない絶縁電線である。
(実施例6)
2Lセパラブルフラスコに、ポリアミドイミド(PAI)〔日立化成社製、商品名:HI−406SA、樹脂成分32質量%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液〕を入れ、気泡形成剤として熱分解性樹脂である架橋ポリメタクリル酸メチル〔積水化成品工業社製、商品名:SSX−102、粒子径2.5μm〕を添加し、十分に攪拌・混合することにより熱分解性樹脂含有ポリアミドイミドワニスを得た。実施例1と同じ導体1上に、上記で調製した熱分解性樹脂含有ポリアミドイミドワニスを塗布し、これを前半は炉温540℃、後半は炉温520℃にて焼き付けた。熱分解性樹脂を分解させることで気泡含有絶縁層を形成した。プレス機を用いて作製された気泡含有絶縁層を圧縮し、厚さを30μmとした。このようにして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
(実施例7)
上記架橋ポリメタクリル酸メチルの粒子をプレス機を用いて扁平率が1.5以上5.0以下になるように予め一方向より圧延した粒子を用い、プレス機による圧縮を行わなかった以外は、実施例6と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を有する絶縁電線を得た。
(実施例11)
空隙率が表1に示す値になるように気泡形成剤の配合量を調節して作製した気泡含有絶縁層を表1に示す厚さに圧縮した以外は、実施例2と同様にして、扁平気泡含有絶縁層を形成した。
得られた扁平気泡含有絶縁層の外周に、気泡形成剤を添加しないポリイミドを焼き付けし、厚さ50μmの外側非気泡含絶縁層を形成した。
このようにして、扁平気泡含有絶縁層と外側非気泡含有絶縁層とを有する絶縁電線を作製した。
(比較例4)
2Lセパラブルフラスコに、ポリアミドイミド(PAI)〔日立化成社製、商品名:HI−406SA、樹脂成分32質量%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液〕を入れ、気泡形成剤として熱分解性樹脂である架橋ポリメタクリル酸ブチル〔積水化成品工業社製、商品名:BM30X−5、粒子径5.0μm〕を添加し、十分に攪拌・混合することにより熱分解性樹脂含有絶縁ワニスを得た。実施例1と同じ導体1上に、上記で調製した熱分解性樹脂添加のポリアミドイミドワニスを塗布し、これを前半は炉温540℃、後半は炉温520℃にて焼き付けた。熱分解性樹脂を分解させることで気泡含有絶縁層を形成し、気泡含有絶縁層の厚さが43μmの絶縁電線を作製した。
気泡含有絶縁層及び外側非気泡含有絶縁層の厚さは、上述した扁平気泡含有絶縁層の厚さの測定方法に従って測定した。
各絶縁電線の気泡含有絶縁層の空隙率は、上述した空隙率の測定方法に従って測定した。
各絶縁電線の気泡含有絶縁層における気泡の扁平率は、上述した扁平率の測定方法に従って測定した。
各絶縁電線の気泡含有絶縁層における気泡の気泡径は、上述した気泡径の測定方法に従って測定した。
実施例で製造した絶縁電線の扁平気泡含有層、及び、比較例で製造した絶縁電線の気泡含有絶縁層における、扁平気泡の割合は、上述した扁平気泡の割合の測定方法に従って測定した。
絶縁破壊電圧は、以下に示す導電性銅箔テープ法で評価した。
上記で作製した絶縁電線を、適切な長さ(約20cmの長さ)に切り出し、中央付近に20mm幅の導電性銅箔テープを巻き付け、銅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した。電圧(実効値)を測定した。測定は20回行い、その平均値を断面測定により観察される膜厚の最小値(外側気泡非含有絶縁層を有する場合には、気泡含有絶縁層と外側気泡非含有絶縁層の合計の最小値)で除した値を絶縁破壊強さ(kV/mm)とした。
なお、測定温度は25℃で行った。
本試験においては、絶縁破壊電圧150kV/mm以上のものを合格とした。
絶縁電線を2枚のステンレス板(SUS板ともいう)に挟んで万能材料試験器(島津製作所社製、商品名:オートグラフ AGS−H)にて1MPaで圧縮した。SUS板の片方に接地電極を、導体に高圧電極を配線し、部分放電開始電圧装置(菊水電子社製、KPD2050)を用いて、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25℃、50%RHとした。部分放電開始電圧は、絶縁層全体の厚さ(表1の気泡含有絶縁層の皮膜厚さと外側気泡非含有絶縁層の厚さの合計)によるが、絶縁層全体の厚さを50μmとしたときの下記式による換算値が600V以上であれば部分放電が発生しにくいといえる。したがって、評価は、この換算値が650V以上であった場合を「◎」、600〜649Vであった場合を「○」、600V未満であった場合を「△」とした。
換算式:50μmとしたときの換算にはダーキンの下記実験式によって行った。
式 : εr*=Cp・Log(b/a)/(2πε0)
ここで、εr*は絶縁層全体の比誘電率、Cpは単位長さ当りの静電容量[pF/m]、aは導体の外径、bは絶縁電線の外径、ε0は真空の誘電率(8.855×10−12[F/m])を、それぞれ、表す。
絶縁電線の静電容量は、LCRハイテスタ(日置電機社製、型式3532−50(商品名:LCRハイテスタ))、及び、常温(25℃)の乾燥空気中に24時間以上放置した絶縁電線を用いて、測定温度を25℃及び250℃に設定し、所定の温度に設定した恒温槽に絶縁電線を入れて温度が一定になった時点で測定した。
絶縁電線の断面が円形ではない場合、例えば、矩形である場合には、「絶縁層全体の比誘電率」は、絶縁層全体の静電容量Cpが平坦部の静電容量Cfとコーナー部の静電容量Ceの合成(Cp=Cf+Ce)であることを利用して算出できる。具体的には、導体の直線部の長辺と短辺の長さをL1、L2、導体コーナーの曲率半径R、絶縁層全体の厚さTとすると、平坦部の静電容量Cf及びコーナー部の静電容量Ceは下記式で表される。これら式と、実測した絶縁電線の静電容量及び絶縁層全体の静電容量Cp(Cf+Ce)とからεr*を算出した。
Cf=(εr*/ε0)×2×(L1+L2)/T
Ce=(εr*/ε0)×2πε0/Log{(R+T)/R}
製造した各絶縁電線の可とう性を次のようにして評価した。
絶縁電線の短辺長さと同寸の外径を有する円柱体に巻きつけた絶縁電線の絶縁層外層(気泡含有絶縁層。外側非気泡含有絶縁層を有する絶縁電線では外側非気泡含有絶縁層)の外観をマイクロスコープ(キーエンス社製:VHX−2000(商品名))で観察した。
試験は5検体について行った。
評価は、5検体の全てについて外観に全く変化が見られなかった場合を「◎」、少なくとも1検体に絶縁層外層の色が変化し、しわが曲げた外側部分に生じるものの、実用特性に影響がない場合を「○」、少なくとも1検体に、絶縁層外層の色の変化を生じ、しわが気泡含有絶縁層の全周で確認されるものの、実用性に影響がない場合を「△」、少なくとも1検体に、絶縁層に亀裂が生じ、又は、導体が露出した場合を「×」とした。
本試験は、参考試験である。
比較例1〜5の絶縁電線は、いずれも絶縁破壊電圧と部分放電開始電圧とを両立することができなかった。
これに対して、扁平率が1.5以上5.0以下である扁平気泡を有する実施例1〜13の絶縁電線は、いずれも、部分放電開始電圧を維持しつつ、より高い絶縁破壊電圧を示した。特に、実施例1、2の絶縁電線は、扁平率の低すぎる気泡を有する比較例1、2の絶縁電線に対して、いずれも10kV/mm程度も絶縁破壊電圧が高かった。
実施例1と実施例12の比較より、扁平した気泡の割合が50%以上である場合に、絶縁破壊電圧がより高いことが分かる。
実施例2と実施例13の比較より、空隙率が70%以下である場合に、絶縁破壊電圧及び可とう性により優れることが分かる。
1 導体
2 扁平気泡含有絶縁層
3 外側気泡非含有絶縁層
4 扁平気泡
Claims (7)
- 導体と、該導体の外周面を直接又は間接的に被覆する、熱硬化性樹脂を含む気泡含有絶縁層とを有する絶縁電線であって、
前記気泡含有絶縁層中の気泡が、前記絶縁電線の長手方向に垂直な断面における、気泡の扁平率(気泡断面形状の横方向の長さ/気泡断面形状の縦方向の長さ)が1.5以上5.0以下である扁平気泡を含む、絶縁電線。 - 前記気泡含有絶縁層中の気泡中、前記扁平気泡の数の割合が50%以上である請求項1に記載の絶縁電線。
- 前記気泡含有絶縁層の空隙率が70%以下である請求項1又は2に記載の絶縁電線。
- 前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド、若しくはポリアミドイミド、又はその組み合わせである請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記気泡含有絶縁層の外周面を直接又は間接的に被覆する外側気泡非含有絶縁層を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記気泡含有絶縁層の厚さが10μm以上250μm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 前記扁平気泡が、気泡を有する絶縁層の厚さ方向の圧縮により形成される請求項1〜6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018068758 | 2018-03-30 | ||
JP2018068758 | 2018-03-30 | ||
PCT/JP2019/012352 WO2019188898A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-25 | 絶縁電線 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019188898A1 true JPWO2019188898A1 (ja) | 2021-04-15 |
Family
ID=68059084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020510029A Pending JPWO2019188898A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-25 | 絶縁電線 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11450450B2 (ja) |
EP (1) | EP3780015A4 (ja) |
JP (1) | JPWO2019188898A1 (ja) |
KR (1) | KR20200136883A (ja) |
CN (1) | CN111587462B (ja) |
TW (1) | TWI697016B (ja) |
WO (1) | WO2019188898A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7423509B2 (ja) * | 2018-02-16 | 2024-01-29 | エセックス古河マグネットワイヤジャパン株式会社 | 絶縁ワイヤ、コイル及び電気・電子機器 |
WO2021176560A1 (ja) | 2020-03-03 | 2021-09-10 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 絶縁電線用ポリイミド前駆体、絶縁電線用樹脂組成物、及び絶縁電線 |
WO2022030500A1 (ja) * | 2020-08-03 | 2022-02-10 | ダイキン工業株式会社 | 発泡成形用組成物、発泡成形体、電線、発泡成形体の製造方法、及び、電線の製造方法 |
US20220165458A1 (en) * | 2020-11-26 | 2022-05-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated Wire |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5980910U (ja) * | 1982-11-24 | 1984-05-31 | 古河電気工業株式会社 | ポリオレフインシ−ス電気ケ−ブル |
WO2014123122A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 古河電気工業株式会社 | 絶縁電線及びモータ |
WO2017073551A1 (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 住友電気工業株式会社 | 絶縁電線及び絶縁層形成用ワニス |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US310879A (en) * | 1885-01-20 | Electrical cable | ||
US2284400A (en) * | 1939-04-07 | 1942-05-26 | Us Steel Corp Of New Jersey | Thermal insulation |
BE472271A (ja) * | 1944-12-22 | |||
US4910359A (en) * | 1988-10-31 | 1990-03-20 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Technologies, Inc. | Universal cordage for transmitting communications signals |
US5115103A (en) * | 1988-12-13 | 1992-05-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Insulated conductor and method of producing the same |
JP4177295B2 (ja) | 2003-12-17 | 2008-11-05 | 古河電気工業株式会社 | 耐インバータサージ絶縁ワイヤおよびその製造方法 |
US8785509B2 (en) * | 2008-05-02 | 2014-07-22 | Industrial Science & Technology Network, Inc. | Superinsulation with nanopores |
CN102017019B (zh) * | 2009-03-02 | 2012-03-28 | 科尔曼电缆公司 | 具有双层护套的软电缆 |
JP5922571B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2016-05-24 | 古河電気工業株式会社 | 発泡電線及びその製造方法 |
JP2012224714A (ja) | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 低誘電率用絶縁ワニス及びこれを用いた絶縁電線 |
KR101664536B1 (ko) * | 2012-03-07 | 2016-10-10 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | 절연 와이어, 전기기기 및 절연 와이어의 제조방법 |
US20140231695A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-08-21 | Powdermet, Inc. | Syntactic Insulator with Co-Shrinking Fillers |
MY175284A (en) * | 2013-04-26 | 2020-06-18 | Furukawa Magnet Wire Co Ltd | Insulated wire, and electric/electronic equipments, motor and transformer using the same |
JP6299233B2 (ja) * | 2014-01-22 | 2018-03-28 | 住友電気工業株式会社 | 絶縁電線及び同軸ケーブル |
WO2015130681A1 (en) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | Essex Group, Inc. | Insulated winding wire |
JP6614758B2 (ja) * | 2014-03-14 | 2019-12-04 | 古河電気工業株式会社 | 絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機 |
JP6613163B2 (ja) * | 2016-02-10 | 2019-11-27 | 住友電気工業株式会社 | 絶縁電線 |
JP2018068758A (ja) | 2016-10-31 | 2018-05-10 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置およびその制御方法 |
KR20200006975A (ko) * | 2018-03-12 | 2020-01-21 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | 집합 도선, 집합 도선의 제조 방법 및 세그먼트 코일 |
-
2019
- 2019-03-25 EP EP19777157.9A patent/EP3780015A4/en not_active Withdrawn
- 2019-03-25 CN CN201980007806.4A patent/CN111587462B/zh active Active
- 2019-03-25 JP JP2020510029A patent/JPWO2019188898A1/ja active Pending
- 2019-03-25 WO PCT/JP2019/012352 patent/WO2019188898A1/ja active Application Filing
- 2019-03-25 KR KR1020207019949A patent/KR20200136883A/ko unknown
- 2019-03-29 TW TW108111203A patent/TWI697016B/zh not_active IP Right Cessation
-
2020
- 2020-09-28 US US17/034,237 patent/US11450450B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5980910U (ja) * | 1982-11-24 | 1984-05-31 | 古河電気工業株式会社 | ポリオレフインシ−ス電気ケ−ブル |
WO2014123122A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 古河電気工業株式会社 | 絶縁電線及びモータ |
WO2017073551A1 (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 住友電気工業株式会社 | 絶縁電線及び絶縁層形成用ワニス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200136883A (ko) | 2020-12-08 |
WO2019188898A1 (ja) | 2019-10-03 |
EP3780015A4 (en) | 2021-12-22 |
CN111587462A (zh) | 2020-08-25 |
TW201942915A (zh) | 2019-11-01 |
CN111587462B (zh) | 2022-04-08 |
TWI697016B (zh) | 2020-06-21 |
US20210012926A1 (en) | 2021-01-14 |
US11450450B2 (en) | 2022-09-20 |
EP3780015A1 (en) | 2021-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2019188898A1 (ja) | 絶縁電線 | |
JP6219480B2 (ja) | エナメル樹脂絶縁積層体並びにそれを用いた絶縁ワイヤ及び電気・電子機器 | |
TWI683325B (zh) | 絕緣電線、絕緣電線之製造方法、旋轉電機用定子之製造方法及旋轉電機 | |
TWI523049B (zh) | Insulated wire, electrical / electronic machine and insulated wire manufacturing method | |
JP6730930B2 (ja) | 絶縁ワイヤおよび回転電機 | |
TWI498925B (zh) | Insulated wires and motors | |
WO2013133334A1 (ja) | 絶縁ワイヤ、電気機器及び絶縁ワイヤの製造方法 | |
EP3193339B1 (en) | Insulated electric wire, coil, electric/electronic device, and method for manufacturing insulated electric wire | |
WO2015111453A1 (ja) | 絶縁電線およびその製造方法、ならびに回転電機およびその製造方法 | |
JP2022527636A (ja) | 熱可塑性絶縁体を有するマグネットワイヤ | |
JP2010123389A (ja) | 絶縁電線 | |
US10468153B2 (en) | Insulated electric wire and method for producing insulated electric wire | |
CN113348524B (zh) | 绝缘电线、线圈和电气/电子设备 | |
JP2010123390A (ja) | 絶縁電線及びその製造方法 | |
CN111490618A (zh) | 绕组用覆盖电线 | |
JP6691029B2 (ja) | 絶縁電線及び絶縁電線の製造方法 | |
JP2023538532A (ja) | 熱可塑性絶縁体を有するマグネットワイヤ | |
JP2017091627A (ja) | 絶縁電線 | |
WO2023153063A1 (ja) | 絶縁電線及び絶縁電線の製造方法 | |
JP2017068971A (ja) | 絶縁電線 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20201125 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211008 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221125 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230314 |