絕緣線、電氣設(shè)備及絕緣線的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種絕緣線，其具有導(dǎo)體、發(fā)泡絕緣層和在發(fā)泡絕緣層外周的未發(fā)泡的填充層，在所述填充層中含有耐局部放電性物質(zhì)。該絕緣線具有高的局部放電起始電壓、耐局部放電性、耐熱性和耐磨耗性(耐損傷性)中的所有性質(zhì)。
【專利說明】絕緣線、電氣設(shè)備及絕緣線的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及絕緣線、電氣設(shè)備和絕緣線的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器(Inverter)作為有效的可變速控制裝置而正逐步安裝于許多電氣設(shè)備中。然而，在數(shù)kHz?數(shù)十kHz進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)它們的每次脈沖會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓。這樣的變頻器浪涌是如下現(xiàn)象:在傳播體系內(nèi)的電阻的不連續(xù)點(diǎn)、例如所連接的配線的始端或終端等處發(fā)生反射，結(jié)果導(dǎo)致施加最大為變頻器輸出電壓2倍的電壓。特別是由IGBT等高速開關(guān)元件所產(chǎn)生的輸出脈沖的電壓陡度高，由此導(dǎo)致即使連接電纜較短，浪涌電壓也高，進(jìn)一步基于該連接電纜的電壓衰減也小，其結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)生接近反向器輸出電壓2倍的電壓。
[0003]在變頻器相關(guān)設(shè)備、例如高速開關(guān)元件、變頻器電動(dòng)機(jī)、變壓器等的電氣設(shè)備線圈中，主要使用為漆包線的絕緣線作為磁導(dǎo)線。因而，如上所述，在變頻器相關(guān)設(shè)備中，由于施加了接近變頻器輸出電壓2倍的電壓，因而對(duì)于絕緣線一直要求其由變頻器浪涌所致的局部放電劣化處于最小限度。
[0004]通常，局部放電劣化是指如下現(xiàn)象:因電絕緣材料的局部放電(具有微小空隙狀缺陷等的部分的放電)中產(chǎn)生的帶電顆粒的碰撞所致的分子鏈切斷劣化、濺射劣化、因局部溫度上升所致的熱熔融或熱分解劣化、或者因在放電中產(chǎn)生的臭氧所致的化學(xué)劣化等錯(cuò)綜復(fù)雜地出現(xiàn)。在實(shí)際的由于局部放電導(dǎo)致劣化的電絕緣材料中，發(fā)現(xiàn)其厚度發(fā)生減少。
[0005]為了防止這樣的因局部放電所致的絕緣線的劣化而提出了一種通過向絕緣皮膜中混配顆粒來提高耐電暈放電性的絕緣線。例如提出有:使絕緣皮膜中含有金屬氧化物微?；蚬柩趸镂⒘５慕^緣線(參照專利文獻(xiàn)I)、或使絕緣皮膜中含有二氧化硅的絕緣線(參照專利文獻(xiàn)2)。這些絕緣電線通過含有顆粒的絕緣皮膜來降低因電暈放電所致的侵蝕劣化。然而，這些具有含有顆粒的絕緣皮膜的絕緣電線存在局部放電起始電壓下降或皮膜的可撓性下降這樣的問題。
[0006]還存在得到不產(chǎn)生局部放電的絕緣線、即局部放電的產(chǎn)生電壓高的絕緣線的方法。對(duì)此可以考慮使絕緣線的絕緣層的厚度增厚、或在絕緣層中使用相對(duì)介電常數(shù)低的樹脂這樣的方法。
[0007]但是，若增厚絕緣層，則絕緣線變粗，其結(jié)果會(huì)招致電氣設(shè)備的大型化。這種情況與近年來在電動(dòng)機(jī)或變壓器所代表的電氣設(shè)備中的小型化要求相悖。例如，具體地說，通過在定子槽中可插入多少根電線來確定電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)的性能也并非言過其詞，其結(jié)果是，近年來要求導(dǎo)體截面積相對(duì)于定子槽截面積的比例(占空系數(shù))變得非常高。因此，增厚絕緣層的厚度則占空系數(shù)降低，若考慮到所要求的性能則是不優(yōu)選的。
[0008]另一方面，對(duì)于絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)，大多數(shù)常用作絕緣層材料的樹脂的相對(duì)介電常數(shù)為3?4之間，并沒有相對(duì)介電常數(shù)特別低的材料。另外，實(shí)際上考慮到對(duì)絕緣層所要求的其他特性(耐熱性、耐溶劑性、可撓性等)時(shí)，未必總是能夠選擇相對(duì)介電常數(shù)低的材料。[0009]作為減小絕緣層的實(shí)際的相對(duì)介電常數(shù)的方法，可以考慮以發(fā)泡體形成絕緣層。以往以來，具有導(dǎo)體和發(fā)泡絕緣層的發(fā)泡電線已經(jīng)廣泛用作通信電線。以往，例如使聚乙烯等烯烴系樹脂或氟樹脂發(fā)泡所得到的發(fā)泡電線已熟知，且作為這樣的發(fā)泡電線，例如在專利文獻(xiàn)3中記載有發(fā)泡而成的聚乙烯絕緣電線，在專利文獻(xiàn)4中記載有發(fā)泡而成的氟樹脂絕緣電線，在專利文獻(xiàn)5中對(duì)兩者均有記載。
[0010]然而，如上所述的以往的發(fā)泡電線的皮膜的耐熱溫度低，耐損傷性也差，因而在這方面尚不能令人滿意。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本專利第3496636號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本專利第4584014號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)3:日本專利第3299552號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)4:日本專利第3276665號(hào)公報(bào)
[0017]專利文獻(xiàn)5:日本專利第3457543號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明要解決的課題
[0019]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種優(yōu)異的絕緣線及其制造方法，所述絕緣線具備高的局部放電起始電壓、耐局部放電性、耐熱性以及耐磨耗性(耐損傷性)中的所有性質(zhì)。進(jìn)一步本發(fā)明的目的在于提供一種使用了上述性能優(yōu)異的絕緣線的電氣設(shè)備。
[0020]用于解決問題的手段
[0021 ] 本發(fā)明的課題可通過下述的技術(shù)方案解決。
[0022](I) 一種絕緣線，其具有導(dǎo)體、使熱固性樹脂發(fā)泡而成的發(fā)泡絕緣層、和在發(fā)泡絕緣層的外周的未發(fā)泡的填充層，其特征在于，在所述填充層中含有樹脂的30質(zhì)量％以下的耐局部放電性物質(zhì)，所述發(fā)泡絕緣層的厚度為發(fā)泡絕緣層的厚度與填充層的厚度的合計(jì)的30%以上。
[0023](2)如(I)所述的絕緣線，其特征在于，在所述發(fā)泡絕緣層的內(nèi)周具有填充層。
[0024](3)如⑴或⑵所述的絕緣線，其特征在于，所述發(fā)泡絕緣層為層積2層以上的在內(nèi)外周或者單側(cè)具有填充層的發(fā)泡層而成的。
[0025](4)如⑵或(3)所述的絕緣線，其特征在于，在所述發(fā)泡絕緣層和/或內(nèi)周的填充層中含有耐局部放電性物質(zhì)。
[0026](5)如⑴?(4)中任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，所述耐局部放電性物質(zhì)為
二氧化鈦或二氧化硅。
[0027](6)如(I)?(5)中任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，所述發(fā)泡絕緣層和填充層由聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺的任一種構(gòu)成。
[0028](7)如⑴?(6)中任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，該絕緣線的介電常數(shù)為4以下。
[0029](8)如⑴?(7)中任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，所述發(fā)泡絕緣層的平均氣泡直徑為5μπι以下。
[0030](9) 一種絕緣線的制造方法，其是(I)?(8)中任一項(xiàng)所述的絕緣線的制造方法，其特征在于，該制造方法通過在導(dǎo)體上直接或者隔著填充層涂布熱固性樹脂的清漆并進(jìn)行燒附而使該熱固性樹脂的清漆在燒附工序中發(fā)泡，由此形成所述發(fā)泡絕緣層。
[0031](10) 一種電子電氣設(shè)備，其是將⑴?⑶中任一項(xiàng)所述的絕緣線用于電動(dòng)機(jī)或變壓器而成。
[0032]發(fā)明效果
[0033]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種耐局部放電性、局部放電起始電壓、可撓性和耐熱性優(yōu)異的絕緣線。并且可以制造如上所述的特性優(yōu)異的絕緣線。
[0034]本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)可適當(dāng)參照所附的附圖，并根據(jù)下述記載而更為明確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1中，圖1 (a)為示出本發(fā)明的發(fā)泡電線的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖，圖1(b)為示出本發(fā)明的發(fā)泡電線的另一實(shí)施方式的截面圖。
[0036]圖2中，圖2(a)為示出本發(fā)明的發(fā)泡電線的又一實(shí)施方式的截面圖，圖2 (b)為示出本發(fā)明的發(fā)泡電線的又一實(shí)施方式的截面圖，圖2(c)為示出本發(fā)明的發(fā)泡電線的又一實(shí)施方式的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的發(fā)泡電線的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0038]在圖1(a)中示出了截面圖的本發(fā)明的絕緣線的一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的絕緣線具有導(dǎo)體1、被覆導(dǎo)體I的發(fā)泡絕緣層2、和含有耐局部放電性物質(zhì)3的填充層4而成的。
[0039]在圖1(b)中示出了截面圖的本發(fā)明的絕緣線的另一實(shí)施方式中，使用了截面為矩形的導(dǎo)體作為導(dǎo)體1，除此以外與圖1(a)基本相同，并且由于導(dǎo)體I的截面為矩形，因而發(fā)泡絕緣層2、含有耐局部放電性物質(zhì)3的填充層4的截面也為矩形。
[0040]在圖2(a)中示出了截面圖的本發(fā)明的絕緣線的又一實(shí)施方式中，在發(fā)泡絕緣層2的內(nèi)側(cè)且導(dǎo)體I的外周設(shè)置填充層25，除此以外與圖1(a)相同。在圖2(b)中示出的本發(fā)明的絕緣線的又一實(shí)施方式中，在發(fā)泡絕緣層2中以與發(fā)泡絕緣層2呈同心圓狀的方式具有填充層26，相當(dāng)于將圖2(a)的發(fā)泡絕緣層2分割為2層以上并進(jìn)行了層積的形式，所述發(fā)泡絕緣層2設(shè)置于在外周設(shè)置有填充層25的導(dǎo)體I的外側(cè)。在本說明書中，填充層是指不發(fā)泡的層。以上各圖中相同符號(hào)的意思相同，不再重復(fù)說明。
[0041]若如上所述在發(fā)泡絕緣層的內(nèi)外周或單側(cè)具有填充層，則導(dǎo)體和絕緣層的密合性和機(jī)械強(qiáng)度提高，因而是更為優(yōu)選的。但是，此時(shí)為了不妨害降低相對(duì)介電常數(shù)的效果，發(fā)泡絕緣層的厚度優(yōu)選為發(fā)泡絕緣層的厚度與填充層的厚度的合計(jì)的30%?90%。若發(fā)泡絕緣層的厚度的比例過低，則導(dǎo)致耐局部放電性變差，因而考慮該方面來決定其厚度的比例。
[0042]上述耐局部放電性物質(zhì)是指如下物質(zhì):其為不易受到局部放電劣化的絕緣材料，且通過分散于電線的絕緣皮膜中而具有提高供電壽命特性的作用。其示例有氧化物(金屬或非金屬元素的氧化物)、氮化物、玻璃、云母等，作為具體示例，耐局部放電性物質(zhì)3可以使用二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、鈦酸鋇、氧化鋅和氮化鎵等的微粒。更優(yōu)選為二氧化硅、二氧化鈦。微粒的一次顆粒的粒徑優(yōu)選為Iym以下，更優(yōu)選為500nm以下。對(duì)于其下限沒有限制，通常為lnm。
[0043]通過使耐局部放電性物質(zhì)的粒徑為上述范圍，從而具有提高電線的供電壽命的作用效果；若粒徑過大，則提高供電壽命的效果小，而且絕緣皮膜的表面平滑性和可撓性變差；若粒徑過小，則因凝聚而難以得到微細(xì)化的效果。
[0044]發(fā)泡絕緣層的外周的未發(fā)泡的填充層中的耐局部放電性物質(zhì)的含量從其目標(biāo)作用效果方面出發(fā)來決定。優(yōu)選為構(gòu)成填充層的樹脂的30%質(zhì)量以下，更優(yōu)選為20質(zhì)量％?30質(zhì)量％。對(duì)可得到維持可撓性并且大幅提高耐局部放電性的作用的含量進(jìn)行了規(guī)定。若耐局部放電性物質(zhì)的含量過多，則會(huì)產(chǎn)生絕緣皮膜的可撓性變差的問題；若過少，則提高供電壽命的效果減小。
[0045]在上述發(fā)泡絕緣層的內(nèi)周也可以具有填充層，上述發(fā)泡絕緣層也可以由層積2層以上的在內(nèi)外周或單側(cè)具有填充層的發(fā)泡層而成的層構(gòu)成。耐局部放電性物質(zhì)也可以含于發(fā)泡絕緣層和/或發(fā)泡絕緣層的內(nèi)周的填充層中。即，可以含于外周的填充層和內(nèi)周的填充層中，也可以含于外周的填充層和發(fā)泡絕緣層中，也可以含于外周的填充層、內(nèi)周的填充層和發(fā)泡絕緣層的所有層中。對(duì)于此時(shí)的耐局部放電性物質(zhì)的量來說，在發(fā)泡絕緣層中優(yōu)選為樹脂的5%?30%，在發(fā)泡絕緣層的內(nèi)周的填充層中優(yōu)選為樹脂的30質(zhì)量％以下，更優(yōu)選的范圍為20質(zhì)量％?30質(zhì)量％。從介電常數(shù)和可撓性方面考慮，優(yōu)選僅在內(nèi)周和外周的填充層中含有耐局部放電性物質(zhì)，從有效發(fā)揮耐局部放電性的方面考慮，特別優(yōu)選僅在外周的填充層含有耐局部放電性物質(zhì)。
[0046]另外，也可以對(duì)含有耐局部放電性物質(zhì)的外周的填充層的更外周、即絕緣線的最外周賦予不含有耐局部放電性物質(zhì)的填充層。如此構(gòu)成的絕緣線的表面平滑性好，滑動(dòng)性優(yōu)異。此時(shí)，為了不損害耐局部放電性和介電常數(shù)的特性，最外周的不含有耐局部放電性物質(zhì)的填充層的厚度優(yōu)選為整體厚度的5%?10%。
[0047]上述導(dǎo)體I由例如銅、銅合金、鋁、鋁合金或它們的組合等制作。導(dǎo)體I的截面形狀并無限定，可以適用圓形、矩形(扁平)等。
[0048]為了能夠涂布燒附在導(dǎo)體上而形成絕緣皮膜，發(fā)泡絕緣層2優(yōu)選能夠形成為清漆狀的材料。例如可以使用聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺酰亞胺(PAI)等。更優(yōu)選為耐溶劑性優(yōu)異的聚酰亞胺(PI)、聚酰胺酰亞胺(PAI)。需要說明的是，所使用的樹脂可以使用單獨(dú)I種，也可以混合2種以上使用。
[0049]對(duì)于發(fā)泡絕緣層2，可以通過對(duì)作為清漆的主要溶劑成分的有機(jī)溶劑和至少包括I種高沸點(diǎn)溶劑的2種或3種以上的溶劑(如后所述的溶解熱固性樹脂的有機(jī)溶劑、作為高沸點(diǎn)溶劑的氣泡成核劑和發(fā)泡劑這3種，但是在高沸點(diǎn)溶劑發(fā)揮氣泡成核劑和發(fā)泡劑兩者的作用時(shí)為2種)進(jìn)行混合而得到絕緣清漆，將所得到的絕緣清漆涂布于導(dǎo)體周圍并進(jìn)行燒附，從而得到發(fā)泡絕緣層2。清漆的涂布可以在導(dǎo)體上直接涂布，也可以使其之間間隔有其他樹脂層而進(jìn)行。
[0050]對(duì)于發(fā)泡絕緣層2，可以通過對(duì)特定的有機(jī)溶劑和至少包括I種高沸點(diǎn)溶劑的3種以上的溶劑進(jìn)行混合得到絕緣清漆，將所得到的絕緣清漆涂布于導(dǎo)體周圍并進(jìn)行燒附，從而得到發(fā)泡絕緣層2。清漆的涂布可以在導(dǎo)體上直接涂布，也可以使其之間間隔有其他樹脂層而進(jìn)行。
[0051]上述有機(jī)溶劑作為使熱固性樹脂溶解的溶劑而發(fā)揮作用。對(duì)于該有機(jī)溶劑，只要不妨害熱固性樹脂的反應(yīng)就沒有特別的限制，例如可以舉出N —甲基一 2 一吡咯烷酮(NMP)、N，N —二甲基乙酰胺(DMAC)、N，N —二甲基甲酰胺等酰胺系溶劑；N，N—二甲基乙烯基脲、N，N—二甲基丙烯基脲、四甲基脲等脲系溶劑；Y —丁內(nèi)酯、Y —己內(nèi)酯等內(nèi)酯系溶劑；碳酸亞丙酯等碳酸酯系溶劑；甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮等酮系溶劑；乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丁基乙酸溶纖劑、丁基卡必醇乙酸酯、乙基乙酸溶纖劑、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(huán)己烷等烴系溶劑；環(huán)丁砜等砜系溶劑；等等。在它們中，從高溶解性、高反應(yīng)促進(jìn)性等方面考慮，優(yōu)選為酰胺系溶劑、脲系溶劑；從不帶有容易因加熱而妨害交聯(lián)反應(yīng)的氫原子等的方面考慮，更優(yōu)選N -甲基一 2 —吡咯烷酮、N，N 一二甲基乙酰胺、N，N —二甲基乙烯基脲、N，N—二甲基丙烯基脲、四甲基脲，特別優(yōu)選N—甲基一2 —吡咯烷酮。這些有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)優(yōu)選為160°C?250°C，更優(yōu)選為165°C?210°C。
[0052]可用于氣泡形成用的高沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)優(yōu)選為180°C?300°C，更優(yōu)選為210°C?260°C。具體來說，可以使用二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、四乙二醇二甲醚和四乙二醇單甲醚等。在氣泡直徑的不均較小的方面，更優(yōu)選三乙二醇二甲醚?？?br> 以使用二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、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、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、聚乙二醇單甲醚和丙二醇單甲醚等。在上述高沸點(diǎn)溶劑中，作為氣泡成核劑優(yōu)選四乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚和三乙二醇單甲醚等。至少2種高沸點(diǎn)溶劑的優(yōu)選組合為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，更優(yōu)選包括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的組合。
[0053]氣泡形成用的高沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)需要高于使熱固性樹脂溶解的有機(jī)溶劑，在向清漆中添加I種高沸點(diǎn)溶劑的情況下，優(yōu)選高沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)比使熱固性樹脂溶解的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)高10°c以上。另外可知，在使用了 I種高沸點(diǎn)溶劑時(shí)，高沸點(diǎn)溶劑具有氣泡成核劑和發(fā)泡劑這兩種作用。另一方面，使用了 2種以上的高沸點(diǎn)溶劑時(shí)，沸點(diǎn)最高的溶劑發(fā)揮發(fā)泡劑的作用，具有介于使熱固性樹脂溶解的有機(jī)溶劑與沸點(diǎn)最高的高沸點(diǎn)溶劑的中間的沸點(diǎn)的氣泡形成用高沸點(diǎn)溶劑發(fā)揮氣泡成核劑的作用。優(yōu)選沸點(diǎn)最高的溶劑的沸點(diǎn)比熱固性樹脂的溶劑高20°C以上，更優(yōu)選高出30°C?50°C。具有中間沸點(diǎn)的氣泡形成用高沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)介于發(fā)揮發(fā)泡劑作用的溶劑的沸點(diǎn)與熱固性樹脂的溶劑的沸點(diǎn)的中間即可，優(yōu)選具有與發(fā)泡劑的沸點(diǎn)相差10°C以上的沸點(diǎn)差。具有中間沸點(diǎn)的氣泡形成用高沸點(diǎn)溶劑對(duì)熱固性樹脂的溶解度高于發(fā)揮發(fā)泡劑作用的溶劑時(shí)，在清漆燒附后可以形成均勻的氣泡。
[0054]在本發(fā)明中，在對(duì)特性不造成影響的范圍內(nèi)，可以向得到發(fā)泡絕緣層的原料中混配發(fā)泡成核劑、抗氧化劑、抗靜電劑、紫外線抑制劑、光穩(wěn)定劑、熒光增白劑、顏料、染料、相容劑、潤(rùn)滑劑、增韌劑、阻燃劑、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、增塑劑、增粘劑、減粘劑和彈性體等各種添加劑。另外，也可以對(duì)所得到的絕緣線層積由含有這些添加劑的樹脂構(gòu)成的層，也可以將含有這些添加劑的涂料進(jìn)行涂覆。
[0055]在所得到的絕緣線中，為了得到提高局部放電產(chǎn)生電壓的效果，優(yōu)選絕緣線的有效相對(duì)介電常數(shù)為4.0以下，進(jìn)一步優(yōu)選為3.0以下。對(duì)于相對(duì)介電常數(shù)的下限沒有限制，優(yōu)選為1.5以上。相對(duì)介電常數(shù)可以使用市售的測(cè)定器進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于測(cè)定溫度和測(cè)定頻率，可以根據(jù)需要進(jìn)行變更，但在本說明書中，只要沒有特別記載，則以測(cè)定溫度為25°C、測(cè)定頻率為50Hz進(jìn)行測(cè)定。
[0056]為了表現(xiàn)出所需要的相對(duì)介電常數(shù)，發(fā)泡絕緣層2的發(fā)泡倍率優(yōu)選為1.2倍以上，更優(yōu)選為1.4倍以上。對(duì)于發(fā)泡倍率的上限沒有限制，通常優(yōu)選為5.0倍以下。對(duì)于發(fā)泡倍率來說，通過水中置換法測(cè)定用于發(fā)泡而被覆的樹脂的密度(Pf)和發(fā)泡前的密度(P S)，并按照(Ps/Pf)算出發(fā)泡倍率。
[0057]對(duì)于發(fā)泡絕緣層2來說，平均氣泡直徑設(shè)為5 μ m以下，優(yōu)選為3 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選為I μ m以下。若超過5 μ m，則絕緣擊穿電壓降低，通過設(shè)為5 μ m以下可以維持良好的絕緣擊穿電壓。進(jìn)一步，通過設(shè)為3μπι以下可以更加確保保持絕緣擊穿電壓。對(duì)于平均氣泡直徑的下限沒有限制，Inm以上較為現(xiàn)實(shí)，因而是優(yōu)選的。對(duì)于發(fā)泡絕緣層2的厚度沒有限制，ΙΟμπι?200μπι較為現(xiàn)實(shí)，因而是優(yōu)選的。
[0058]耐局部放電性物質(zhì)3可以使用二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、鈦酸鋇、氧化鋅、氮化鎵等的微粒。更優(yōu)選為二氧化硅、二氧化鈦。微粒的粒徑優(yōu)選為I μ m以下，更優(yōu)選為500nm以下。
[0059]填充層4在本發(fā)明中是指不發(fā)泡的層。為了提高耐局部放電性，在絕緣皮膜的最外層含有耐局部放電性物質(zhì)3。此外的填充層中也可以含有耐局部放電性物質(zhì)，也可以在所有層中含有耐局部放電性物質(zhì)。
[0060]實(shí)施例
[0061]接著，基于實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但下述實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明產(chǎn)生限制。需要說明的是，下述示例中表示組成的％是指質(zhì)量％。
[0062]如下制作了實(shí)施例、比較例的絕緣線。對(duì)于用于發(fā)泡絕緣層的聚酰胺酰亞胺清漆來說，通過在2L容量的可分離式燒瓶中加入IOOOg的H1-406 (樹脂成分為32質(zhì)量％的NMP溶液)(商品名，日立化成株式會(huì)社制造)，向該溶液中添加三乙二醇單甲醚IOOg和四乙二醇二甲醚150g作為氣泡形成劑，從而得到了用于發(fā)泡絕緣層的聚酰胺酰亞胺清漆。用于填充層的聚酰胺酰亞胺清漆使用了 IOOOg的H1- 406。該IOOOg的聚酰胺酰亞胺清漆使用NMP作為溶劑制成30質(zhì)量％的樹脂溶液來使用。
[0063]對(duì)于用于發(fā)泡絕緣層的聚酰亞胺清漆來說，通過在2L容量的可分離式燒瓶中加入IOOOg的U Imide (樹脂成分為25質(zhì)量％的NMP溶液)(Unitika公司制造的商品名)，添加NMP75g、DMAC150g、四乙二醇二甲醚200g作為溶劑，從而得到用于發(fā)泡絕緣層的聚酰亞胺清漆。用于填充層的聚酰亞胺清漆使用U Imide,向IOOOg的該樹脂中添加250g的DMAC作為溶劑制備了用于填充層的聚酰亞胺清漆。
[0064]將所得到的各絕緣清漆涂布于lmm(p的銅導(dǎo)體上，在爐溫520°C下進(jìn)行燒附，得到了膜厚為26 μ m?29 μ m的絕緣線。對(duì)所得到的絕緣線進(jìn)行了尺寸、介電常數(shù)、局部放電起始電壓、供電壽命、耐熱性和可撓性的評(píng)價(jià)。
[0065](實(shí)施例1)[0066]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為18μπι)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有20%的二氧化硅(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(4 μ m)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2(a))。氣泡直徑為4μπι。
[0067](實(shí)施例2)
[0068]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為18μπι)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有20%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(5 μ m)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2(a))。氣泡直徑為4μπι。
[0069](實(shí)施例3)
[0070]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為18μπι)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(4 μ m)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2(a))。氣泡直徑為4μπι。
[0071](實(shí)施例4)
[0072]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為ΙΟμπι)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(15 μ m)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2(a))。氣泡直徑為4μπι。
[0073](實(shí)施例5)
[0074]得到了由發(fā)泡聚酰亞胺層(厚度為17μπι)、聚酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(5 μ m)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2 (a))。氣泡直徑為2 μ m。
[0075](實(shí)施例6)
[0076]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為20 μ m)、在聚酰胺酰亞胺中含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的內(nèi)部填充層(4μπι)和外側(cè)填充層(6 μ m)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2(a))。氣泡直徑為4 μ m。
[0077](實(shí)施例7)
[0078]得到了由含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為20 μ m)、同樣含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4 μ m)和外側(cè)填充層(6μπι)構(gòu)成的絕緣線(參照?qǐng)D2(a))。氣泡直徑為4μπι。
[0079](比較例I)
[0080]得到了由聚酰胺酰亞胺層(26 μ m)構(gòu)成的絕緣線。
[0081](比較例2)
[0082]得到了由含有30%的二氧化硅(粒徑為15nm)的聚酰胺酰亞胺層(27 μ m)構(gòu)成的絕緣線。
[0083](比較例3)
[0084]得到了由含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的聚酰胺酰亞胺層(28 μ m)構(gòu)成的絕緣線。
[0085](比較例4)
[0086]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為18μπι)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(5μπι)和聚酰胺酰亞胺的外側(cè)填充層(4μπι)構(gòu)成的絕緣線。
[0087](比較例5)[0088]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為19μπι)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有40%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(4 μ m)構(gòu)成的絕緣線。氣泡直徑為4μηι。
[0089](比較例6)
[0090]得到了由發(fā)泡聚酰胺酰亞胺層(厚度為5 μ m)、聚酰胺酰亞胺的內(nèi)部填充層(4μπι)和在聚酰胺酰亞胺中含有30%的二氧化鈦(粒徑為15nm)的外側(cè)填充層(20 μ m)構(gòu)成的絕緣線。氣泡直徑為4μ m。
[0091]實(shí)施例1?5和比較例I?6中所得到的絕緣線的構(gòu)成、物性和評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果在表1、表2中不出。
[0092]評(píng)價(jià)方法如下所示。
[0093][發(fā)泡絕緣層的厚度和平均氣泡直徑]
[0094]發(fā)泡絕緣層的厚度和平均氣泡直徑通過利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)發(fā)泡電線的截面而求出。對(duì)平均氣泡直徑進(jìn)一步具體說明的話，對(duì)從利用SEM觀察得到的截面上任意選擇的20個(gè)氣泡的直徑進(jìn)行測(cè)定，并求出它們的平均值。
[0095][空隙率]
[0096]對(duì)于空隙率來說，通過水中置換法測(cè)定發(fā)泡電線的密度(Pf)和發(fā)泡前的密度(P S)，并利用(Pf/PS)算出空隙率。
[0097][相對(duì)介電常數(shù)]
[0098]對(duì)于相對(duì)介電常數(shù)來說，測(cè)定發(fā)泡電線的靜電容量，算出根據(jù)靜電容量和發(fā)泡絕緣層的厚度所得到的相對(duì)介電常數(shù)。靜電容量的測(cè)定中使用了 LCR HITESTER(日置電機(jī)株式會(huì)社制造的型號(hào)3532-50)。
[0099][局部放電產(chǎn)生電壓]
[0100]制作了使2根電線呈麻花狀地捻合而成的試驗(yàn)片，在各導(dǎo)體間施加正弦波50Hz的交流電壓，連續(xù)升壓，同時(shí)測(cè)定放電電荷量為IOpC時(shí)的電壓(有效值)。測(cè)定溫度為常溫。局部放電產(chǎn)生電壓的測(cè)定中使用了局部放電試驗(yàn)機(jī)(菊水電子工業(yè)制造的KPD2050)。
[0101][供電壽命]
[0102]捻合2根電線，在各導(dǎo)體間施加正弦波IOkHz -1kVp的交流電壓，測(cè)定直至發(fā)生絕緣擊穿為止的時(shí)間。測(cè)定溫度為常溫。直至發(fā)生絕緣擊穿為止的時(shí)間為100分鐘以上的為合格。
[0103]€):1000 分鐘以上
[0104]O:100分鐘以上且小于1000分鐘
[0105]X:小于100分鐘
[0106][耐熱性]
[0107]將電線在200°C的高溫槽中放置500小時(shí)，目視檢查皮膜有無龜裂。
[0108]O:無龜裂
[0109]X:有龜裂
[0110][可撓性]
[0111]在各電線自身的周圍以線與線接觸的方式緊密地卷繞10次，目視檢查此時(shí)的皮
膜有無龜裂。[0112]O:無龜裂
[0113]X:有龜裂
[0114][粒徑]
[0115]粒徑通過利用掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行觀測(cè)而求出。測(cè)定任意選擇的20個(gè)一次顆粒的直徑，將它們的平均值定義為所述粒徑。
[0116][氣泡直徑]
[0117]平均氣泡直徑通過利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)發(fā)泡層的截面而求出。對(duì)平均氣泡直徑進(jìn)一步具體說明的話，對(duì)從利用SEM觀察得到的截面任意選擇的20個(gè)氣泡的在絕緣層厚度方向上的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定，并將它們的平均值定義為平均氣泡直徑。
[0118][燒附條件]
[0119]各實(shí)施例、比較例的發(fā)泡絕緣層、填充層的燒附溫度匯總于下述表1、2中。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣線，其具有導(dǎo)體、使熱固性樹脂發(fā)泡而成的發(fā)泡絕緣層、和在發(fā)泡絕緣層的外周的未發(fā)泡的填充層，其特征在于，在所述填充層中含有相對(duì)于樹脂為30質(zhì)量％以下的耐局部放電性物質(zhì)，所述發(fā)泡絕緣層的厚度為發(fā)泡絕緣層的厚度與填充層的厚度的合計(jì)的30%以上。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣線，其特征在于，在所述發(fā)泡絕緣層的內(nèi)周具有填充層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的絕緣線，其特征在于，所述發(fā)泡絕緣層層積有2層以上的發(fā)泡層，所述發(fā)泡層在內(nèi)外周或者單側(cè)具有填充層。
4.如權(quán)利要求2或3所述的絕緣線，其特征在于，在所述發(fā)泡絕緣層和/或內(nèi)周的填充層中含有耐局部放電性物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，所述耐局部放電性物質(zhì)為二氧化鈦或二氧化硅。
6.如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，所述發(fā)泡絕緣層和填充層由聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺的任一種構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，該絕緣線的介電常數(shù)為4以下。
8.如權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的絕緣線，其特征在于，所述發(fā)泡絕緣層的平均氣泡直徑為5 μ m以下。
9.一種絕緣線的制造方法，其是權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的絕緣線的制造方法，其特征在于，在導(dǎo)體上直接地或者隔著填充層涂布熱固性樹脂的清漆并進(jìn)行燒附，使該熱固性樹脂的清漆在燒附工序中發(fā)泡，由此形成所述發(fā)泡絕緣層。
10.一種電子電氣設(shè)備，其是將權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的絕緣線用于電動(dòng)機(jī)或變壓器而成。
【文檔編號(hào)】H02K15/04GK103650066SQ201380001977
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月7日
【發(fā)明者】武藤大介, 大矢真, 仲聰志 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社, 古河電磁線株式會(huì)社