TWI523049B - Insulated wire, electrical / electronic machine and insulated wire manufacturing method - Google Patents

Insulated wire, electrical / electronic machine and insulated wire manufacturing method Download PDF

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TWI523049B
TWI523049B TW102108009A TW102108009A TWI523049B TW I523049 B TWI523049 B TW I523049B TW 102108009 A TW102108009 A TW 102108009A TW 102108009 A TW102108009 A TW 102108009A TW I523049 B TWI523049 B TW I523049B
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Daisuke Muto
Makoto Onodera
Keiichi Tomizawa
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Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Magnet Wire Co Ltd
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Description

絕緣電線、電氣/電子機器及絕緣電線之製造方法
本發明係關於一種各種電氣機器所使用之絕緣電線。又，本發明係關於一種使用有絕緣電線之電動馬達或變壓器等電氣機器。進而，本發明係關於一種絕緣電線之製造方法。
先前以來，以絕緣被膜被覆導體之絕緣電線用於馬達或變壓器等各種電氣機器用電氣線圈。對形成該電氣線圈之絕緣電線而言，對導體之密合性、電氣絕緣性及耐熱性是必需的。尤其是近年來，對太空用電氣機器、飛機用電氣機器、核能用電氣機器、能量用電氣機器、汽車用電氣機器要求小型化或輕量化、並要求高性能化。例如，於馬達等旋轉電機或變壓器中，比先前更要求高輸出化。
然而，旋轉電機係將捲繞於芯上之絕緣電線壓入槽而製造。由於向該槽中儘可能較多地壓入絕緣電線，故而對瓷漆線施加較大壓力。因此，必需增強絕緣被膜之皮膜。然而，樹脂之強度有其極限，故而必須形成吸收該衝擊般之結構。
又，對絕緣電線之絕緣被膜薄膜化之要求增高。因此，必須提高絕緣電線之絕緣破壞電壓。又，將具有薄膜之絕緣被膜之絕緣電線壓入槽時可降低該絕緣被膜之損傷的絕緣電線是必需的。
進而，若於旋轉電機運行時施加高電壓，則會有於絕緣電線與槽之間或絕緣電線彼此之間產生電暈放電的情況。於施加電壓並不太高之情形時，絕緣電線對耐電暈放電性之要求並不高。然而，由於在高輸出之旋轉電機中施加高電壓，故而需要耐電暈放電性優異且局部放電起始電壓較高之絕緣電線。
為提高絕緣電線之局部放電起始電壓，考慮加厚絕緣被膜。然而，就絕緣電線之薄膜化之要求而言，難以加厚絕緣被膜。又，通常，絕緣電線係於導體上重複若干次將樹脂清漆進行塗佈燒製而製造。由於為加厚絕緣被膜而於製造步驟中增加通過燒製爐之次數，故而作為導體之銅表面之由氧化銅構成的皮膜厚度成長，由此導致導體與絕緣被膜之密合力降低。
又，作為提高絕緣電線之局部放電起始電壓之其他方法，考慮將低介電常數之樹脂用於絕緣被膜。然而，低介電常數之樹脂通常表面自由能低，與導體之密合性差，故而難以使用。
進而，提出有藉由於絕緣被膜中摻合粒子而提高耐電暈放電性的絕緣電線。例如提出有於絕緣被膜中含有氧化鋁、二氧化矽、氧化鉻等粒子者(參照專利文獻1、2)、或於絕緣被膜中含有碳化氮或氮化矽者(參照專利文獻3)。該等絕緣電線係藉由含有粒子之絕緣被膜而降低由電暈放電所致之侵蝕劣化者。然而，具有含有該等粒子之絕緣被膜的絕緣電線大多情況下皮膜之可撓性降低，皮膜表面粗糙。由於該皮膜表面粗糙，而使絕緣電線難以壓入槽中。因此，視情形，絕緣電線之耐磨耗性較差，容易於絕緣被膜產生損傷。
又，提出有為降低絕緣電線之介電常數而使熱塑性樹脂批次式發泡者(參照專利文獻4)。例如使聚苯硫醚樹脂於高壓條件下含有二氧化碳而發泡。然而，於該方法中，存在熱塑性樹脂內之氣泡會因壓縮成型而破裂， 並且耐熱溫度較低之問題。
進而提出有於使聚醯亞胺前驅物進行發泡化之清漆中添加水溶性之醇或醚、水，但已知於該方法中，由於使用低沸點之醇或醚，故而添加劑優先與聚醯亞胺前驅物反應，分子量變小，無法獲得充分之耐熱性(參照專利文獻5)。
又，於專利文獻6中記載有由含有熱塑性樹脂之熱硬化性樹脂組成的之硬化物形成絕緣皮膜，且該絕緣皮膜具有微細氣孔之絕緣電線技術。然而，於該技術中，熱硬化性樹脂並不含有氣泡。於塗佈含有熱塑性樹脂之熱硬化性樹脂清漆並進行燒製而形成之網狀結構中之熱塑性樹脂粒子中形成有氣泡。
[專利文獻1]日本特開昭57-2361號公報
[專利文獻2]日本特開平2-106812號公報
[專利文獻3]日本特開平11-130993號公報
[專利文獻4]日本特願2010-070068號說明書
[專利文獻5]日本專利第3414479號公報
[專利文獻6]日本特開2011-238384號公報
本發明之課題在於提供一種具有較高之局部放電起始電壓與耐熱性，進而減輕加工時施加於絕緣被膜之應力的瓷漆線。又，本發明之課題在於提供一種使用絕緣電線而成之壽命特性優異的電氣機器。進而，本發明之課題在於提供一種絕緣電線之製造方法。
本發明人等為解決上述課題而進行了潛心研究。
作為降低介電常數並且增加局部放電起始電壓之方法，本發明人等針 對使瓷漆絕緣電線之絕緣被膜含有氣泡之情況進行了研究。藉由使用該方法，亦可預期衝擊吸收之效果。研究結果發現，藉由使瓷漆樹脂清漆含有下述溶劑(高沸點溶劑)作為發泡劑，可獲得具有微細之氣泡之絕緣電線，該溶劑係均勻分散於清漆之有機溶劑成分中且沸點高於清漆之溶劑成分者。即，可知於混合含有作為上述清漆之主要溶劑成分之有機溶劑與至少1種高沸點溶劑在內的3種以上之溶劑而使用之情形時，成為形成含有氣泡之絕緣電線用皮膜之清漆。藉由形成此種絕緣電線，可不使絕緣破壞電壓降低至無法使用於馬達之程度而增加局部放電起始電壓，又，耐磨耗性優異。
本發明係基於該見解而完成者。
(1)一種絕緣電線，其係於導體上直接或隔著其他絕緣層而於絕緣被膜中具有熱硬化性樹脂者，熱硬化性樹脂之絕緣被膜藉由熱硬化性樹脂清漆之燒製而成為含有氣泡之層，於該含有氣泡之層的上層或下層形成有不含氣泡之層。
(2)如上述(1)之絕緣電線，其係於導體上直接或隔著其他絕緣層而具有作為絕緣層之熱硬化性樹脂層者，該熱硬化性樹脂層含有在熱硬化性樹脂之清漆的燒製步驟中發泡而形成的氣泡，上述含有氣泡之由熱硬化性樹脂構成之絕緣層的平均氣泡直徑為10μm以下，於該含有氣泡之絕緣層的上層及/或下層配設有厚度1μm以上之不含氣泡的絕緣層，上述由熱硬化性樹脂構成之含有氣泡的絕緣層積層1次以上。
(3)如上述(1)或(2)之絕緣電線，其積層2次以上含有氣泡之層，該含有氣泡之層係由下述組合構成：上層及/或下層之厚度1μm以上的不含氣泡之層與含有氣泡之層的組合。
(4)如上述(1)或(2)之絕緣電線，其中，熱硬化性樹脂之清漆含有熱硬化性樹脂之溶劑、氣泡形成劑、及沸點高於熱硬化性樹脂之溶劑的 溶劑作為混合溶劑。
(5)如上述(1)或(2)之絕緣電線，其中，上述熱硬化性樹脂為聚醯胺醯亞胺樹脂。
(6)如上述(1)或(2)之絕緣電線，其中，於上述含有氣泡之熱硬化性樹脂層添加有熱塑性樹脂。
(7)一種絕緣電線之製造方法，於導體上直接或隔著其他絕緣層塗佈熱硬化性樹脂之清漆並進行燒製，於該熱硬化性樹脂之清漆的燒製步驟中發泡，而具有由熱硬化性樹脂構成的含有氣泡之層作為絕緣層，上述含有氣泡之絕緣層的平均氣泡直徑為10μm以下，於該含有氣泡之絕緣層的上層及/或下層配設有厚度1μm以上之不含氣泡的絕緣層，將上述由熱硬化性樹脂構成之含有氣泡的絕緣層積層1次以上。
(8)如上述(7)之絕緣電線之製造方法，其中，氣泡形成用高沸點溶劑的沸點高於熱硬化性樹脂之溶劑，於添加1種至熱硬化性樹脂之清漆中的情形時，高沸點溶劑具有氣泡成核劑與發泡劑兩種作用，於使用2種以上之高沸點溶劑添加至清漆中的情形時，分別發揮作為發泡劑與氣泡成核劑之作用。
(9)如上述(7)之絕緣電線之製造方法，其中，上述熱硬化性樹脂之清漆係使用有沸點為160℃以上之至少3種混合溶劑者。
(10)一種電氣/電子機器，其係將上述(1)至(6)中任一項之絕緣電線用於組裝在電氣/電子機器中之變壓器的繞線及/或旋轉機之馬達線圈。
本發明可提供一種具有高局部放電起始電壓與耐熱性、且耐加工性優異之絕緣電線。又，本發明可提供一種使用絕緣電線而成之壽命特性優異的電氣機器。進而，本發明可提供一種該絕緣電線之製造方法。
本發明之上述及其他特徵及優點係適當參照附圖，並由下述 記載而更加明確。
10‧‧‧絕緣電線
11‧‧‧導體
12‧‧‧具有氣泡之絕緣層
13、15、16‧‧‧不含氣泡之層
14‧‧‧具有氣泡之絕緣層
20‧‧‧絕緣電線
21‧‧‧導體
22‧‧‧不含氣泡之絕緣層
23‧‧‧具有氣泡之絕緣層
24‧‧‧不含氣泡之絕緣層
25‧‧‧具有氣泡之絕緣層
圖1係表示本發明之絕緣電線之一實施態樣之剖面圖。
圖2係表示本發明之絕緣電線之再另一實施態樣之剖面圖。
圖3係表示本發明之絕緣電線之再另一實施態樣之剖面圖。
圖4(a)係實施例2中製作之絕緣電線之剖面圖，(b)係實施例3中製作之絕緣電線之剖面圖，(c)係實施例6中製作之絕緣電線之剖面圖。
參照圖式對本發明之絕緣電線之較佳之實施形態進行說明。
圖3係表示本發明之絕緣電線之較佳之一實施形態的概略剖面圖。圖3中，10表示絕緣電線，11係導體，12係具有氣泡之絕緣層，13係不含氣泡之絕緣層，14係具有氣泡之絕緣層，15、16係不含氣泡之絕緣層。由該圖可知，本發明之絕緣電線10於導體11之外周被覆有絕緣層16、絕緣層12。絕緣層12具有至少1層將藉由燒製而成為含有氣泡之熱硬化性樹脂皮膜之樹脂清漆直接或間接塗佈於導體外周，其後燒製而形成的絕緣層。顯示在該絕緣層12之外側進而具有絕緣層13之構造。絕緣層12於該絕緣層中具有微細之氣孔(未圖示)。絕緣層14亦與此相同。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中設為4×109~7×1011個/cm3，更佳為8×109~5×1011個/cm3。若氣泡之分佈密度過大，則瓷漆線所必需之耐壓扁性等機械強度降低，若過小則難以獲得降低介電常數之效果。
導體之形狀係如圖2所示，可為剖面呈矩形且角圓滑者。若以此作為第2實施形態進行說明，則於絕緣電線20中，21係導體，22係不含氣泡之 絕緣層，23係具有氣泡之絕緣層，24係不含氣泡之絕緣層，25係具有氣泡之絕緣層。該形態之具有氣泡之絕緣層23、25係與第1實施形態之絕緣層12、14相同之構造，可利用同樣之方法生成氣泡而製造。
圖1係表示本發明之絕緣電線之另一較佳之一實施態樣。與圖3相同之符號係表示相同者。
[絕緣電線之構成]
於本發明中，導體例如可列舉銅、銅合金、鋁、鋁合金或該等之組合等自先前以來便用作絕緣電線之導體者。
具有含絕緣氣泡之絕緣層的絕緣電線之形成可以如下方式進行。
使用上述者作為導體，並於其周圍塗佈清漆。於製備清漆時，利用：於混合含有特定之有機溶劑與至少1種高沸點溶劑在內的3種以上溶劑之情形時，成為形成絕緣電線用皮膜之清漆，該絕緣電線用皮膜含有含氣泡之層。繼而將該清漆被覆於導體上。繼而加熱清漆使有機溶劑汽化而於塗佈清漆中形成氣泡。清漆之塗佈可於導體上直接塗佈，亦可於其間隔著其他樹脂層而進行。
上述有機溶劑發揮作為使熱硬化性樹脂溶解之溶劑之作用。作為該有機溶劑，只要不阻礙熱硬化性樹脂之反應則並無特別限制，例如可列舉：N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺等醯胺系溶劑；N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲等脲系溶劑；γ-丁內酯、γ-己內酯等內酯系溶劑；碳酸丙二酯等碳酸酯系溶劑；甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑；乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丁基賽路蘇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙基賽路蘇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯等酯系溶劑；二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等乙二醇二甲醚系溶劑；甲苯、二甲苯、環己烷等烴系溶劑； 環丁碸等碸系溶劑等。於該等之中，就高溶解性、高反應促進性等方面而言，較佳為醯胺系溶劑、脲系溶劑，就不具有容易阻礙利用加熱之交聯反應之氫原子等方面而言，更佳為N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲，尤佳為N-甲基-2-吡咯啶酮。該有機溶劑之沸點較佳為160℃~250℃，更佳為165℃~210℃。
可用於氣泡形成用高沸點溶劑其沸點較佳為180℃~300℃，更佳為210℃~260℃。其至少一者發揮作為氣泡成核劑之作用。具體而言，可使用二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇單甲醚等。就氣泡直徑之不均較小之方面而言，更佳為三乙二醇二甲醚。又，可使用二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲醚、二丙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇丁基甲基醚、三丙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇單乙烯醚、三乙二醇二丙醚、四乙二醇甲基丙基醚、四乙二醇甲基乙烯基醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二乙烯醚、二乙二醇單丁醚、乙二醇單苯醚、三乙二醇單甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇丁基甲基醚、聚乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、聚乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚等。於上述之中，四乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇單甲醚等較佳用作氣泡成核劑。高沸點溶劑之至少2種之較佳之組合係包含四乙二醇二甲醚與二乙二醇二丁醚、二乙二醇二丁醚與三乙二醇二甲醚、三乙二醇單甲醚與四乙二醇二甲醚、三乙二醇丁基甲基醚與四乙二醇二甲醚之組合者，更佳為包含二乙二醇二丁醚與三乙二醇二甲醚、三乙二醇單甲醚與四乙二醇二甲醚之組合者。
氣泡形成用高沸點溶劑之沸點必需高於熱硬化性樹脂之溶劑，於添加1種至清漆中之情形時，較佳為比熱硬化性樹脂之溶劑高10℃以上。又，可 知於使用1種之情形時，高沸點溶劑具有氣泡成核劑與發泡劑兩者之作用。另一方面，於使用2種以上高沸點溶劑之情形時，沸點最高者發揮發泡劑之作用，具有熱硬化性樹脂之溶劑與具有最高沸點之高沸點溶劑中間之沸點的氣泡形成用高沸點溶劑發揮氣泡成核劑之作用。沸點最高之溶劑較佳為比熱硬化性樹脂之溶劑高20℃以上，更佳為高30~50℃。具有中間之沸點之氣泡形成用高沸點溶劑只要沸點於發揮作為發泡劑之作用的溶劑之沸點與熱硬化性樹脂之溶劑中間即可，較佳為與發泡劑之沸點具有10℃以上之沸點差。於具有中間之沸點之氣泡形成用高沸點溶劑的熱硬化性之溶解度高於發揮作為發泡劑作用之溶劑之情形時，可於清漆燒製後形成均勻之氣泡。
可知於混合選自上述有機溶劑與至少1種高沸點溶劑中之3種以上之情形時，成為形成絕緣電線用皮膜的清漆，該絕緣電線用皮膜具有含有氣泡層之絕緣層。
藉由本發明可實現高發泡化，即，可達成明顯之皮膜之低介電常數化。以下敍述其原因。
可根據相對介電常數算出發泡倍率。通常，可知發泡體之發泡倍率與相對介電常數之關係係以下式(A.S.Windeler之式)表示。
發泡體之相對介電常數 ε*
絕緣體之相對介電常數 εi
發泡(空氣)之相對介電常數 εa(=1)
發泡之容積比 F[%]
此處，可以發泡倍率(倍)=1/(1-F/100)算出。
於基礎聚合物為PAI之情形時，如上所述計算之本發明中皮膜的發泡倍率約為1.2~1.7倍。
如此，藉由本發明可實現高發泡化，並且可達成明顯之被膜之低介電常數化。
於本發明中使用熱硬化性樹脂作為絕緣被膜，可較佳地使用下述聚醯胺醯亞胺樹脂等。
作為聚醯胺醯亞胺樹脂，可使用市售品(例如HI406(日立化成股份有限公司製造之商品名)等)，或者使用藉由通常之方法、例如於極性溶劑中使三羧酸酐與二異氰酸酯類直接反應而獲得者。
作為聚醯亞胺，例如可使用U Imide(Unitika公司製造之商品名)、U Varnish(宇部興產公司製造之商品名)、HCI系列(日立化成公司之商品名)、Aurum(三井化學公司製造之商品名)等。
上述熱硬化性樹脂可單獨使用1種，亦可混合2種以上使用。於本發明中，亦可於不損害本發明主旨之範圍內摻合結晶化成核劑、結晶化促進劑、氣泡化成核劑、消泡劑、界面活性劑、抗氧化劑、抗靜電劑、紫外線抑制劑、光穩定劑、螢光增白劑、顏料、染料、相溶劑、潤滑劑、強化劑、難燃劑、交聯劑、交聯助劑、塑化劑、增黏劑、減黏劑、及彈性體等各種添加劑。
又，亦可於熱硬化性樹脂中混合高玻璃轉移溫度之熱塑性樹脂。藉由含有熱塑性樹脂，可改善可撓性、延伸特性。添加量較佳為樹脂固形物成分之5wt%~50wt%。
作為可以該目的使用之熱塑性樹脂，較佳為由選自聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚苯醚、聚苯碸、及聚醯亞胺之至少1種構成。作為聚醚醯亞胺，例如，可使用Ultem(GE Plastics公司製造，商品名)等。作為聚醚 碸，例如可使用Sumikaexcel PES(住友化學公司製造，商品名)、PES(三井化學公司製造，商品名)、Ultrasone E(BASE Japan公司製造，商品名)、Radel A(Solvay Advanced Polymers公司製造，商品名)等。作為聚苯醚，例如可使用Zylon(Asahi Kasei Chemicals公司製造，商品名)、Iupiace(Mitsubishi Engineering Plastics公司製造，商品名)等。作為聚苯碸，例如可使用Radel R(Solvay Advanced Polymers公司製造，商品名)等。作為聚醯亞胺，例如可使用U Varnish(宇部興產公司製造，商品名)、HCI Series(日立化成公司製造，商品名)、U Imide(Unitika公司製造，商品名)、Aurum(三井化學公司製造，商品名)等。就容易溶於溶劑中之方面而言，更佳為聚苯碸、聚醚醯亞胺。
[絕緣電線之製作]
本發明之絕緣電線如圖1、2所示，絕緣層具有：具有微細之氣泡之絕緣層與不含氣泡之層。不含氣泡之層係如圖1、2所示，構成於具有微細之氣泡之絕緣層之上層及/或下層。
該具有氣泡之絕緣層可直接形成於導體上，亦可隔著不含氣泡之層而構成。又，已知不含氣泡之層之絕緣性能較高。於上層及/或下層具有不含氣泡之層的具有氣泡之層可藉由添加本發明中之發泡劑即1種或2種以上之發泡用溶劑，並於爐溫500~520℃進行燒製而製作。於該情形時可根據發泡劑之添加量等，將不含氣泡之層之厚度調整為1~2μm。又，關於上下完全不存在不含氣泡之層者，可藉由將添加有1種或2種以上之發泡劑(高沸點溶劑)而成之發泡用之清漆於爐溫550℃以上進行燒製而製作。藉由使清漆迅速聚合、固化，可將含有氣泡之區域擴展至皮膜整體。進而，當未發泡之層僅構成於上下任一方時，以同樣之條件形成不存在上下不含氣泡之層之層，並於其上或下燒製不含發泡劑之清漆，製作瓷漆線。
根據本發明，即便於發生局部放電並長時間暴露於放電之情形時，亦 可防止絕緣電線進行絕緣破壞。為於長時間暴露於該局部放電之試驗中進一步提高耐絕緣破壞性，亦可對本發明中之具有氣泡之絕緣層及不含氣泡之層添加氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁等無機填料。為不阻礙氣泡之生成，無機填料之平均1次粒徑較佳為未達10μm。為了更有效地表現耐局部放電特性，更佳為進一步加厚上層側之不含氣泡之絕緣層。
介電常數降低之效果係具有氣泡之絕緣層越多越有利。不含氣泡之層為了不阻礙降低介電常數之效果，較佳為不含氣泡之層之合計厚度相對於絕緣層整體之厚度為80%以下，進而較佳為50%以下。
進而，藉由製成一併包括具有氣泡之層及不含氣泡之層的絕緣電線，可確保耐磨耗性及拉伸強度等機械強度。
為了於具有氣泡之層之外側形成不含氣泡之層，可於具有氣泡之絕緣層上積層貼附樹脂膜，亦可於上層塗佈不含發泡劑之清漆並燒製，亦可藉由變更燒製條件而於形成具有氣泡之絕緣層時構成。若考慮製造時之效率，則更佳為燒製不含氣泡形成劑之清漆。
於本發明之含有氣泡之絕緣電線中，不含氣泡之層之厚度並未特別設定上限，可根據絕緣破壞電壓之要求特性自由設計。然而，就實現相對介電常數之明顯降低之觀點而言，不含氣泡之層之厚度相對於絕緣層整體之厚度較佳為未達80%。於滿足磨耗特性等機械特性之方面，更佳為40~70%。就厚度之值而言，具有氣泡之層較佳為3~40μm，更佳為5~28μm。又，不含氣泡之層較佳為0.5~20μm，更佳為1~15μm。
於本發明之絕緣電線之絕緣被膜形成微細之氣泡之方法並無特別限制。氣泡之平均直徑較佳為10μm以下。藉此，可將絕緣破壞電壓維持於較高之值。氣孔之平均直徑進而較佳為5μm以下。下限並無限制，可根據絕緣電線之電壓壽命特性(V-t特性)之要求特性自由設計。通常，氣孔之平均直徑為3~5μm。若氣泡直徑過大，則絕緣破壞電壓降 低。氣孔直徑之平均直徑可藉由SEM觀察而測定。
作為控制氣泡大小之方法，可使用界面活性劑、消泡劑、氣泡成核劑等添加劑，進而亦可使絕緣塗料之濃度變化。又，作為不使成分變化之方法，可使燒製之爐溫變化，亦可利用塗佈裝置控制清漆之溫度。
作為於本發明之絕緣電線之絕緣被膜中形成微細之氣泡之方法，具體而言例如可列舉以下方法。於在導體外周塗佈燒製上述樹脂清漆之後，使氣體含浸於絕緣被膜中，其後進行加熱，藉此，可形成微細之氣孔。若進一步詳細說明，則可利用如下方法製造絕緣層中具有微細之氣孔之絕緣電線，該方法係由如下步驟構成：藉由將塗佈、燒製有樹脂清漆之導體保持於加壓惰性氣體環境中，而使惰性氣體含於燒製有樹脂清漆之層中；及藉由在常壓下對燒製有該樹脂清漆之層進行加熱而形成氣孔。
又，於利用使用有本發明之氣泡形成劑之清漆之情形時，可於瓷漆線之燒製爐中形成氣泡，可以1次清漆燒製進行預乾燥、發泡、硬化反應。
本發明之絕緣電線例如可以如下方式製造。即，藉由將於導體外周塗佈燒製上述樹脂清漆者通過熱風爐，可連續地於皮膜中形成氣泡，製造絕緣電線。
又，藉由使溶劑之沸點差變化，可調整獨立氣泡之發泡粒徑。考慮燒製所花費之時間等成本方面，使用之溶劑較佳為140℃~300℃者。考慮基底樹脂之溶解性，則較佳為作為難溶於水之溶劑「乙二醇二甲醚系溶劑、醇系溶劑」，考慮經發泡化之絕緣被膜之強度，則進而較佳為210℃~260℃之乙二醇二甲醚系溶劑。可知於使用低沸點之醇之情形時，會阻礙熱硬化性之反應，完成之絕緣被膜之玻璃轉移溫度變低。由此，可謂往復磨耗特性、可撓性、耐溶劑性等大幅惡化。
進而，使用3種以上之溶劑之原因在於沸點最低之溶劑係發 揮氣泡成核劑之作用。若僅利用用作清漆之主要溶劑的溶劑與用作氣泡形成劑之溶劑此2種，則不易產生氣泡。通常，與均勻之溶劑系統相比，不同種類之化合物混合存在之系統會更穩定地進行汽化。因此，若溶劑之種類僅為2種，則會於產生氣泡時爆沸，故而氣泡直徑變大，又，容易產生不均。較理想為第3種以後之溶劑與用作樹脂溶劑之溶劑相比沸點更高。
就用作溶劑之混合溶劑中沸點最低者而言，更佳為160℃以上。其取決於燒製爐之溫度。於本發明之製造條件之情形時，設定為500~600℃左右之爐溫，於未達160℃之溶劑之情形時，汽化激烈，故而氣泡直徑容易變大且容易產生不均。
大多情況下，使用本發明之方法所獲得之絕緣電線係於繞於線圈之後於高溫下使用。為了於施加荷重之狀態下防止暴露於高溫下之情形時之變形，至少需熱硬化性樹脂。又，即便為熱硬化樹脂，於玻璃轉移溫度較低之情形時亦會發生變形，或者劣化反應變快。作為於高溫下亦表現穩定之絕緣電線性能之皮膜，玻璃轉移溫度較佳為200℃以上。
本發明之絕緣電線具有高絕緣破壞電壓與局部放電起始電壓，且耐磨耗性優異，故而可用於馬達或變壓器等各種電氣機器。
[實施例]
以下，基於實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。
1.絕緣電線之製作
以如下方式製作下述表1、2所示之構造之絕緣電線。
[實施例1]
以下述方式製作圖1所示之絕緣電線。
於2L可分離燒瓶中放入HI-406(樹脂成分32質量%之NMP溶液)(商品名，日立化成公司製造)，於該溶液中添加作為氣泡形成劑之四乙二醇二 甲醚及三乙二醇二甲醚，獲得可形成氣泡之清漆。
將該可形成氣泡之清漆塗佈於直徑1mm之銅線之外周，以爐溫500℃進行燒製。獲得於導體外周具有厚度32μm之皮膜之實施例1之絕緣電線，該皮膜於上下具有2μm之不具有氣泡之層。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為5×1010個/cm3。
[實施例2]
以下述方式製作圖4(a)所示之絕緣電線。
於2L可分離燒瓶中放入HI-406(樹脂成分32質量%之NMP溶液)(商品名，日立化成公司製造)，於該溶液中添加作為氣泡形成劑之N,N-二甲基丙烯脲、三乙二醇二甲醚、N-二甲基乙烯脲，獲得可形成氣泡之清漆。
首先，將未添加氣泡形成劑之HI-406(商品名，日立化成公司製造)塗佈於直徑1mm之銅線之外周進行燒製，其後，塗佈上述可形成氣泡之清漆，以爐溫550℃進行燒製，獲得於導體外周具有厚度31μm之皮膜之實施例2之絕緣電線。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為4×1010個/cm3。
[實施例3]
以下述方式製作圖4(b)所示之絕緣電線。
於直徑1mm之銅線之外周塗佈與實施例2同樣之可形成氣泡之清漆，以爐溫550℃進行燒製，進而於外層直接塗佈作為熱硬化性樹脂PAI清漆之HI-406(商品名，日立化成公司製造)並進行燒製，藉此，獲得於導體外周具有厚度32μm之皮膜之實施例3之絕緣電線。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為4×1010個/cm3。
[實施例4]
以下述方式製作圖3所示之絕緣電線。
於2L可分離燒瓶中放入作為PI清漆之U Imide(Unitika公司製造之商品名)，並添加作為溶劑之NMP、DMAC、四乙二醇二甲醚，獲得可形成氣 泡之清漆。於直徑1mm之銅線之外周塗佈不含氣泡形成劑之清漆HI-406(商品名，日立化成公司製造)，以爐溫550℃進行燒製，進而重複2次分別塗佈與燒製可形成氣泡之清漆與不含氣泡形成劑之清漆，藉此，獲得具有厚度30μm之皮膜之實施例4之絕緣電線。含有氣泡之層之厚度自導體側起為11μm、11μm。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為5×1011個/cm3。
[實施例5]
將重複次數設為4次，除此以外，與實施例4同樣地進行燒製。獲得具有厚度30μm之皮膜之實施例5之絕緣電線。含有氣泡之層之厚度自導體側起為6μm、5μm、5μm、4μm。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為5×1011個/cm3。
[實施例6]
以下述方式製作圖4(c)所示之絕緣電線。
於2L可分離燒瓶中放入NMP(N-甲基2-吡咯啶酮)1600g，進而於室溫下一點一點地添加PEI 400g。於室溫下攪拌24小時，藉此獲得黃色透明之溶液。將所獲得之溶液添加至熱硬化性樹脂PAI清漆HI-406(樹脂成分32質量%之NMP溶液)5000g中並攪拌1小時，藉此，獲得含有熱塑性及熱硬化性樹脂之溶液。於該溶液中添加作為氣泡形成劑之三乙二醇單甲醚及二乙二醇二丁醚，獲得可形成氣泡之清漆。首先，將未添加氣泡形成劑之HI-406(商品名，日立化成公司製造)塗佈於直徑1mm之銅線之外周並進行燒製，其後，塗佈該可形成氣泡之清漆，以爐溫550℃進行燒製，進而重複塗佈、燒製不含氣泡形成劑之清漆與可形成氣泡之清漆，藉此，獲得於導體外周具有厚度31μm之皮膜之實施例6之絕緣電線。含有氣泡之層之厚度自導體側起為11μm、10μm。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為2×1011個/cm3。
[比較例1]
將燒製溫度設為620℃，除此以外，與實施例1同樣地進行燒製。其結果，獲得具有不存在不含氣泡之層之厚度32μm之皮膜的比較例1之絕緣電線。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為5×1011個/cm3。
[比較例2]
於導體上燒製一層不含氣泡形成劑之HI-406(固形物成分濃度10%)，並將燒製溫度設為600℃，除此以外，與實施例2同樣地進行燒製。其結果，獲得具有厚度31μm之皮膜的比較例2之絕緣電線，該皮膜形成有厚度0.1μm之不含氣泡之層作為含有氣泡之層之下層。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為5×1011個/cm3。
[比較例3]
於2L可分離燒瓶中放入HI-406(商品名，日立化成公司製造)並添加NMP。於該溶液中添加作為氣泡形成劑之N,N-二甲基丙烯脲，獲得可形成氣泡之清漆。
將該清漆塗佈於直徑1mm之銅線之外周，以550℃進行燒製，藉此，形成在上下不存在不含氣泡之層的含有氣泡之絕緣層，進而於外層燒製5μm之不含氣泡形成劑之HI-406清漆，藉此，獲得於導體外周具有厚度32μm之皮膜之比較例3之絕緣電線。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為8×1011個/cm3。
[比較例4]
於2L可分離燒瓶中放入NMP(N-甲基2-吡咯啶酮)1600g，進而於室溫下逐漸添加PAR 400g。在室溫下攪拌24小時，藉此獲得無色透明之溶液。將該清漆塗佈於直徑1mm之銅線之外周，以520℃進行燒製，藉此，獲得於導體外周具有厚度30μm之無氣泡之皮膜的比較例4之絕緣電線。
[比較例5]
於2L可分離燒瓶中放入HI-406(樹脂成分32質量%之NMP溶液)(商 品名，日立化成公司製造)，於該溶液中添加作為氣泡形成劑之乙二醇單甲醚乙酸酯，獲得可形成氣泡之清漆。將該清漆塗佈於直徑1mm之銅線之外周，以520℃進行燒製，藉此，獲得於導體外周存在具有氣泡之皮膜的比較例5之絕緣電線。然而，由於外觀不良故而無法測定膜厚。氣泡之分佈密度於絕緣被膜層中為9×1011個/cm3。
[比較例6]
將HI-406塗佈於直徑1mm之銅線之外周，以520℃進行燒製，藉此，獲得於導體外周具有厚度30μm之所有層均無氣泡之皮膜的比較例6之絕緣電線。
[具有發泡之絕緣層之厚度及平均氣泡直徑]
具有氣孔之絕緣層之厚度及平均氣泡直徑係根據絕緣電線之剖面之掃描電子顯微鏡(SEM)照片求出(自剖面任意選擇之20個氣泡之直徑平均)。
[絕緣破壞電壓]
利用雙絞線法測定絕緣破壞電壓。
(雙絞線法)撚合2根絕緣電線，於各導體間施加正弦波50Hz之交流電壓，一面連續升壓一面測定進行絕緣破壞之電壓(有效值)。測定溫度設為25℃。將絕緣破壞電壓為5kV以上設為合格，將未達5kV設為不合格。
[相對介電常數]
相對介電常數係測定瓷漆線之靜電電容，將根據靜電電容與絕緣層之厚度所獲得之相對介電常數設為測定值。於靜電電容之測定中，使用LCR HiTESTER(日置電機股份有限公司製造，型號3532-50)。相對介電常數越低則電氣特性越優異，將3.5以下設為合格。
[往復磨耗]
藉由刮刀往復法，評價瓷漆線之耐磨耗性。使施加有一定荷重之刮刀往復運動進行磨耗，測定至產生導通為止之次數。將進行15次以上但未導 通設為合格。
[電壓壽命(V-t試驗)]
撚合2根電線，使用正弦波定壓電源，於各導體間施加10kHz、1kVp之電壓V，測定至進行絕緣破壞為止之時間t。測定環境係設為25℃、50%RH、空氣中。將直至絕緣破壞為止之時間為50分鐘以上設為合格。
將實施例1~5及比較例1~6中所獲得之絕緣電線之評價結果示於表1及2。
由表1~2可知，實施例1~6之絕緣電線於相對介電常數、絕緣破壞電壓及磨耗特性中顯示優異之結果。另一方面，不具有不含氣泡之層之絕緣電線雖然相對介電常數低，但耐電壓與往復磨耗特性不合格(比較例1)。又，不含氣泡之層之厚度為0.1μm之試樣同樣地相對介電常數低，但絕緣破壞電壓、往復磨耗特性不合格(比較例2)。進而，如比較例3所示，具有平均氣泡直徑為15μm以上之較大之氣泡之絕緣電線的絕緣破壞電壓、往復磨耗特性不合格。進而，可知於玻璃轉移溫度較低之比較例4中，無法含有氣泡。可知於使用用作氣泡形成劑之溶劑之沸點為145℃者之情形時，由於沸點過低，故而於燒製時急遽產生蒸發，只能獲得外觀不良之絕緣電線(比較例5)。於對氣泡形成劑所使用之溶劑為1種之清漆進行燒製之情形時，未產生氣泡，即完全觀察不到相對介電常數之降低(比較例6)。
如實施例1~6所示，可知於導體之外周，於具有微細之氣泡之絕緣層的上層及/或下層形成有1μm以上之不具有藉由加熱而含有氣泡之絕緣層之層的絕緣電線具有5kV以上之良好之絕緣破壞電壓與往復 磨耗特性。可知尤其是於在基礎聚合物中添加有介電常數較低之PI或熱塑性樹脂「PEI」之PAI中添加氣泡形成劑並燒製而成的絕緣電線，其生成氣泡後之V-t特性特別良好，不會產生放電或者即便受到放電亦不易產生破壞(實施例4~6)。又，可知使PAI樹脂清漆中形成氣泡者，具有良好之絕緣破壞電壓及往復磨耗特性，進而玻璃轉移溫度穩定，可製作高可靠性之絕緣電線(實施例1~3)。相對於此，可知於PI之情形時，根據燒製之構成，與使用有PAI之絕緣電線相比，玻璃轉移溫度之不均較大(實施例4~5)。就該方面而言本發明之絕緣電線皮膜所使用之材料更佳為PAI。
雖說明本發明與其實施態樣，但只要本發明沒有特別指定，則即使在說明本發明之任一細部中，皆非用以限定本發明，且只要在不違反本案申請專利範圍所示之發明精神與範圍下，應作最大範圍的解釋。
本案主張基於2012年3月7日於日本提出申請之特願2012-51036之優先權，本發明係參照此申請案並將其內容加入作為本說明書記載之一部份。
10‧‧‧絕緣電線
11‧‧‧導體
12‧‧‧具有氣泡之絕緣層
13、15、16‧‧‧不含氣泡之層
14‧‧‧具有氣泡之絕緣層

Claims (10)

  1. 一種絕緣電線，其係於導體上直接或隔著其他絕緣層而於絕緣被膜中具有熱硬化性樹脂者，熱硬化性樹脂之絕緣被膜藉由熱硬化性樹脂清漆之燒製而成為均勻地含有氣泡之層，於該含有氣泡之層的上層及下層，或者該含有氣泡之層的上層或下層形成有不含氣泡之層，又，上述氣泡之平均直徑為10μm以下，含有氣泡之層的厚度為3~40μm，不含氣泡之層的厚度為0.5~20μm。
  2. 如申請專利範圍第1項之絕緣電線，其係於導體上直接或隔著其他絕緣層而具有作為絕緣層之熱硬化性樹脂層者，該熱硬化性樹脂層含有在熱硬化性樹脂之清漆的燒製步驟中發泡而形成的氣泡，該含有氣泡之由熱硬化性樹脂構成之絕緣層的平均氣泡直徑為10μm以下，於該含有氣泡之絕緣層的上層及下層，或者該含有氣泡之絕緣層的上層或下層配設有厚度1μm以上之不含氣泡的絕緣層，該由熱硬化性樹脂構成之含有氣泡的絕緣層積層1次以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其積層2次以上含有氣泡之層，該含有氣泡之層係由下述組合構成：上層及下層，或者上層或下層之厚度1μm以上的不含氣泡之層與含有氣泡之層的組合。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中，熱硬化性樹脂之清漆含有熱硬化性樹脂之溶劑、氣泡形成劑、及沸點高於熱硬化性樹脂之溶劑的溶劑作為混合溶劑。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中，該熱硬化性樹脂為聚醯胺醯亞胺樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之絕緣電線，其中，於該含有氣泡之熱硬化性樹脂層添加有熱塑性樹脂。
  7. 一種絕緣電線之製造方法，於導體上直接或隔著其他絕緣層塗佈熱硬 化性樹脂之清漆並進行燒製，於該熱硬化性樹脂之清漆的燒製步驟中發泡，而具有由熱硬化性樹脂構成的含有氣泡之層作為絕緣層，該含有氣泡之絕緣層的平均氣泡直徑為10μm以下，於該含有氣泡之絕緣層的上層及下層，或者該含有氣泡之絕緣層的上層或下層配設有厚度1μm以上之不含氣泡的絕緣層，將該由熱硬化性樹脂構成之含有氣泡的絕緣層積層1次以上。
  8. 如申請專利範圍第7項之絕緣電線之製造方法，其中，氣泡形成用高沸點溶劑的沸點高於熱硬化性樹脂之溶劑，於添加1種高沸點溶劑至熱硬化性樹脂之清漆中的情形時，該高沸點溶劑具有氣泡成核劑與發泡劑兩種作用，於使用2種以上之高沸點溶劑添加至清漆中的情形時，發揮作為發泡劑之作用的高沸點溶劑與發揮作為氣泡成核劑之作用的高沸點溶劑分別為不同的高沸點溶劑。
  9. 如申請專利範圍第7項之絕緣電線之製造方法，其中，該熱硬化性樹脂之清漆係使用有沸點為160℃以上之至少3種混合溶劑者。
  10. 一種電氣/電子機器，其係將申請專利範圍第1至6項中任一項之絕緣電線用於組裝在電氣/電子機器中之變壓器的繞線及/或旋轉機之馬達線圈。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014123123A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 古河電気工業株式会社 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
CA2893045A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-14 Furukawa Electric Co., Ltd. Insulated wire and motor
WO2014175266A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 古河電気工業株式会社 絶縁電線ならびにそれを用いた電気・電子機器、モーターおよびトランス
CN105916941A (zh) 2014-01-16 2016-08-31 尤尼吉可株式会社 聚酰胺酰亚胺溶液、多孔聚酰胺酰亚胺膜及其制造方法
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
CN106575549B (zh) * 2014-08-01 2019-06-11 住友电气工业株式会社 自粘合性绝缘电线及线圈用电线
JP6412740B2 (ja) * 2014-08-26 2018-10-24 三菱マテリアル株式会社 電着塗装体の製造方法
KR20180075482A (ko) * 2015-10-28 2018-07-04 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 절연전선, 절연전선의 제조방법, 코일, 회전전기 및 전기·전자기기
US20180322980A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Essex Group, Inc. Surface Treating Magnet Wire Enamel Layers To Promote Layer Adhesion
JP7213806B2 (ja) * 2017-06-16 2023-01-27 住友電気工業株式会社 絶縁電線
JP2019161196A (ja) * 2018-03-17 2019-09-19 株式会社村田製作所 コイル部品
WO2019204105A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Ohio Aerospace Institute High performance multilayer insulation composite for high voltage applications
JP2020064801A (ja) * 2018-10-18 2020-04-23 本田技研工業株式会社 ステータ
JP2020064800A (ja) * 2018-10-18 2020-04-23 本田技研工業株式会社 ステータ
JP7143247B2 (ja) * 2019-05-24 2022-09-28 エセックス古河マグネットワイヤジャパン株式会社 絶縁電線、コイル、及び電気・電子機器
KR20240096871A (ko) 2019-08-23 2024-06-26 제우스 컴퍼니 엘엘씨 중합체-코팅된 와이어
US12100532B2 (en) * 2020-11-26 2024-09-24 Proterial, Ltd. Insulated wire
CN114464348A (zh) * 2021-08-12 2022-05-10 上海蔚兰动力科技有限公司 耐电晕漆包圆线及其制备方法
CN114716858B (zh) * 2022-04-24 2022-11-11 住井科技(深圳)有限公司 低介电耐电涌清漆及绝缘电线
CN114709011B (zh) * 2022-04-24 2023-06-30 住井科技(深圳)有限公司 绝缘电线

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1419881A (en) * 1972-03-06 1975-12-31 Sumitomo Electric Industries Electrically insulated wire
US4104481A (en) * 1977-06-05 1978-08-01 Comm/Scope Company Coaxial cable with improved properties and process of making same
NL189832C (nl) 1980-05-02 1993-08-02 Gen Electric Werkwijze voor het maken van een isolatielaag op een elektrische geleider.
US4473665A (en) * 1982-07-30 1984-09-25 Massachusetts Institute Of Technology Microcellular closed cell foams and their method of manufacture
US4692381A (en) * 1984-07-16 1987-09-08 Pennwalt Corporation Foamable polyvinylidene fluoride and methods
US4711811A (en) * 1986-10-22 1987-12-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thin wall cover on foamed insulation on wire
SE461941B (sv) 1988-08-30 1990-04-09 Asea Brown Boveri Elektrisk ledare med en omgivande isolering samt anvaendning av ledaren i en haerva
EP0440118A3 (en) * 1990-01-31 1992-02-26 Fujikura Ltd. Electric insulated wire and cable using the same
US5162609A (en) * 1991-07-31 1992-11-10 At&T Bell Laboratories Fire-resistant cable for transmitting high frequency signals
JP3414479B2 (ja) 1993-02-10 2003-06-09 ユニチカ株式会社 製膜溶液及びそれから得られる多孔質フィルム又は多孔質フィルムの被覆物
US5563377A (en) * 1994-03-22 1996-10-08 Northern Telecom Limited Telecommunications cable
CA2157322C (en) * 1995-08-31 1998-02-03 Gilles Gagnon Dual insulated data communication cable
US6037546A (en) * 1996-04-30 2000-03-14 Belden Communications Company Single-jacketed plenum cable
US20020033132A1 (en) * 1996-08-27 2002-03-21 Kim Roland Y. Crush-resistant polymeric microcellular wire coating
US5841073A (en) * 1996-09-05 1998-11-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Plenum cable
JPH11130993A (ja) 1997-10-27 1999-05-18 Optec Dai Ichi Denko Co Ltd 絶縁塗料及び絶縁電線とこれを用いた電気機器
JP4057230B2 (ja) * 2000-10-03 2008-03-05 古河電気工業株式会社 絶縁被覆電気導体
JP4044330B2 (ja) * 2001-12-25 2008-02-06 ミネベア株式会社 Ｒｂｃ又はｃｒｂｃの微粉末が分散した合成樹脂発泡成型体、その製造方法及びその用途
WO2004106058A1 (en) * 2003-05-27 2004-12-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Tie-layer materials for use with ionomer-based films and sheets as skins on other materials
JP2006031980A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Sumitomo Electric Wintec Inc 耐熱絶縁電線及びそれを用いるヒュージング方法
US7795539B2 (en) * 2008-03-17 2010-09-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Crush resistant conductor insulation
JP5211977B2 (ja) 2008-09-19 2013-06-12 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP2010097858A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Hitachi Cable Ltd 多孔質体を用いた発泡電線の製造方法及び発泡電線
US20110203830A1 (en) * 2008-10-31 2011-08-25 Daikin America, Inc. Foam electric wire
US8779017B2 (en) * 2008-11-14 2014-07-15 Mitsui Chemicals, Inc. Foam and production method of the same
JP5417887B2 (ja) * 2009-02-24 2014-02-19 日立金属株式会社 絶縁電線及びその製造方法
WO2011027748A1 (ja) * 2009-09-02 2011-03-10 古河電気工業株式会社 多層絶縁電線及びそれを用いた変圧器
JP2011174040A (ja) * 2010-01-26 2011-09-08 Hitachi Cable Ltd 含水吸水性ポリマー分散紫外線硬化型樹脂組成物、及びこれを用いた、多孔質物、絶縁電線とその製造方法、及び絶縁被覆電線、同軸ケーブル
CN102812524B (zh) * 2010-03-25 2015-05-27 古河电气工业株式会社 发泡电线及其制造方法
JP5449012B2 (ja) * 2010-05-06 2014-03-19 古河電気工業株式会社 絶縁電線、電気機器及び絶縁電線の製造方法
CN201758030U (zh) * 2010-07-09 2011-03-09 安徽华通电缆集团有限公司 物理发泡聚烯烃绝缘低噪音电缆

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