CN102498526A - 多层绝缘电线和使用其的变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多层绝缘电线，其为具有导体和被覆上述导体的至少3层挤出绝缘层的多层绝缘电线，其中，上述绝缘层的最外层(A)由聚酰胺树脂的挤出被覆层构成，且其膜厚为25μm以下，绝缘层的内层(B)(即内侧的层)由含有熔点为225℃以上的结晶性树脂或玻璃化转变温度为200℃以上的非晶性树脂的挤出被覆层构成。

Description

多层绝缘电线和使用其的变压器
技术领域
本发明涉及绝缘层由3层或其以上的挤出被覆层构成的多层绝缘电线和使用其的变压器。
背景技术
变压器的结构被IEC标准(国际电工技术委员会标准(International ElectrotechnicalCommunication Standard))Pub.60950等规定。即，在这些标准中有如下规定：在绕组线中，在一次绕组线和二次绕组线之间形成有至少3层的绝缘层(被覆导体的漆膜不被认为是绝缘层)、或绝缘层的厚度为0.4mm以上。另外，一次绕组线和二次绕组线的爬电距离随施加电压的不同亦有所不同，但一般认为5mm以上。此外规定了：向一次侧与二次侧施加3000V的电压时可耐受1分钟以上；等等。
基于这样的标准，以往，作为占据主流地位的变压器，采用的是图2中的截面图所例示那样的结构。该变压器为如下结构：在铁氧体磁芯1上的变压器骨架2的周面两侧端配置有用于确保爬电距离的绝缘障壁3，在这样的状态下卷绕漆包一次绕组线4，之后在该一次绕组线4上卷绕至少3层的绝缘胶带5，进一步在该绝缘胶带上配置用于确保爬电距离的绝缘障壁3，然后同样地卷绕漆包二次绕组线6。
然而，近年来，使用了如图1所示不包含绝缘障壁3及绝缘胶带层5的结构的变压器来代替图2所示截面结构的变压器(transformer)。与图2结构的变压器相比较，该变压器具有可将整体小型化、并且能够省略绝缘胶带的卷绕作业等优点。
在制造图1所示的变压器的情况下，对于所使用的1次绕组线4和2次绕组线6，在任意之一或两者的导体4a(6a)的外周形成至少3层的绝缘层4b(6b)、4c(6c)、4d(6d)，这一点在与上述IEC标准的关系方面来看是必要的。
作为这样的绕组线，已知有在导体外周卷绕绝缘胶带形成第1层绝缘层、进一步在其上卷绕绝缘胶带依次形成第2层绝缘层、第3层绝缘层，以形成层间相互剥离的3层结构的绝缘层的绕组线。此外，还有不使用绝缘胶带而在导体的外周上依次挤出被覆氟树脂，整体上形成3层绝缘层的绕组线也是周知的(例如，参见专利文献1)。
但是，在通过上述绝缘胶带卷制造绕组线的情况下，由于卷绕作业是不可避免的，因而生产率显著降低，因此电线成本非常高。
另外，对于用上述氟树脂挤出被覆的绝缘电线，由于绝缘层是由氟类树脂形成的，因而具有耐热性良好这样的优点。但是，氟树脂较昂贵，而且在以高剪切速度进行拉伸时，具有外观状态变差这样的性质，因此制造速度亦难以提高。因此，用氟树脂挤出被覆的绝缘电线与绝缘胶带卷同样地存在电线成本高这样的问题。
为了解决这些问题，实际应用了一种多层绝缘电线，该多层绝缘电线在导体的外周上挤出了结晶化受控制且分子量降低得到抑制的改性聚酯树脂作为第1层、第2层绝缘层；挤出被覆聚酰胺树脂作为第3层绝缘层(例如，参见专利文献2和3)。再者伴随着近年来的电气/电子机器的小型化，存在因发热对机器造成的影响之虞，因而作为耐热性进一步提高的多层绝缘电线，有人提出了在内层挤出被覆聚醚砜树脂、在最外层挤出被覆聚酰胺树脂而成的多层绝缘电线(例如，参见专利文献4。)。
上述绝缘电线遵循IEC标准(国际电工技术委员会标准(InternationalElectrotechnical Communication Standard))Pub.60950已在电气/电子机器用途中展开使用。人们还期望能够实现小型化、高效率化的绝缘电线在遵循IEC标准Pub.61558的家电用途中展开使用。因此，寻求一种遵循所要求的电压规定更加严格的IEC标准Pub.61558的多层绝缘电线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平3-56112号公报
专利文献2：美国专利第5,606,152号说明书
专利文献3：日本特开平6-223634号公报
专利文献4：日本特开平10-134642号公报
发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种用于满足如上所述所要求的电压规定更加严格的IEC标准Pub.61558的多层绝缘电线。此外，本发明的课题在于提供一种卷绕这样的耐电压特性优异的绝缘电线而形成的可靠性高的变压器。
即，本发明提供下述技术方案。
(1)一种多层绝缘电线，其为具有导体和被覆上述导体的至少3层挤出绝缘层的多层绝缘电线，其特征在于，上述绝缘层的最外层(A)由聚酰胺树脂的挤出被覆层构成，且其膜厚为25μm以下，绝缘层的内层(B)(即，内侧的层)由含有熔点为225℃以上的结晶性树脂或玻璃化转变温度为200℃以上的非晶性树脂的挤出被覆层构成；
(2)如(1)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有熔点为225℃以上的结晶性树脂，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂；
(3)如(1)或(2)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有树脂混合物，该树脂混合物是相对于熔点为225℃以上的结晶性树脂100质量份掺合侧链上具有羧酸或羧酸的金属盐的乙烯系共聚物5～40质量份而成的，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂；
(4)如(1)或(2)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有树脂混合物，该树脂混合物是相对于熔点为225℃以上的结晶性树脂100质量份掺合具有环氧基的树脂1～20质量份而成的，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂；
(5)如(1)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的基础树脂成分由除液晶聚合物以外的熔点为225℃以上的结晶性树脂75～95质量％和熔点为225℃以上的液晶聚合物5～25质量％构成，所述结晶性树脂为聚酯系树脂，所述液晶聚合物为聚酯系树脂；
(6)如(5)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂相对于上述基础树脂成分100质量份含有具有环氧基的树脂1～20质量份；
(7)如(1)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有熔点为225℃以上的结晶性树脂，所述结晶性树脂为聚苯硫醚树脂；
(8)如(1)所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有玻璃化转变温度为200℃以上的非晶性树脂，所述非晶性树脂为聚醚砜树脂；
(9)如(1)所述的多层绝缘电线，其特征在于，与上述绝缘层的最外层(A)接触的内层(B1)是熔点为225℃以上的结晶性树脂，所述结晶性树脂为聚苯硫醚树脂，除上述内层(B1)以外的内层(B2)之中的至少1层相对于熔点为225℃以上的结晶性树脂100质量份含有具有环氧基的树脂1～20质量份，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂；以及
(10)一种变压器，其特征在于，其使用(1)～(9)的任一项所述的多层绝缘电线形成。
本发明的上述课题通过以下所示的多层绝缘电线和使用该电线的变压器来实现。
本发明的多层绝缘电线不仅保持了耐热B种以上的耐热性等级，而且具有满足家电用途要求的IEC标准Pub.61558的耐电压特性。耐热B种以上的耐热等级是指遵循IEC标准Pub.61558的试验方法，即“一边施加9.4kg的负荷，一边将多层绝缘电线向直径1.0mm的芯轴上缠绕10圈，在225℃加热1小时，进一步进行3次在150℃加热21小时并在200℃加热3小时的循环加热，再在30℃、湿度95％的气氛中保持48小时，其后施加1分钟5500V的电压且无短路”。另外，在本发明的多层绝缘电线中，在最外层使用了聚酰胺树脂作为绝缘层，在其内层使用了作为电线所需要的伸展特性和耐热性优异的树脂作为绝缘层，通过这样的组合使用，本发明的多层绝缘电线能够满足挠性、耐化学药品性等要求项目。特别是，在最外层使用聚酰胺树脂的情况下，由于使其膜厚薄至某种程度时，会使耐电压特性进一步提升，因此能够使绝缘电线直径变细。
本发明的多层绝缘电线在末端加工时可以直接进行焊接，充分提高了绕组线加工的作业性。而且，使用上述多层绝缘电线形成的本发明的变压器在高电压时、高温加热时等的电学特性优异、可靠性高。
本发明的上述和其他特征及优点可以适当参照附图由下述记载来阐明。
附图说明
图1为示出将多层绝缘电线制成绕组线的结构的变压器的实例的截面图。
图2为示出现有结构的变压器的1例的截面图。
图3为绝缘层由3层构成的多层绝缘电线的截面图。
具体实施方式
虽然绝缘电线已用于电气/电子机器的领域，但仍要求耐电压的要求等级更高的家电领域中的多层绝缘电线。然而，迄今的多层绝缘电线中，并无满足IEC标准Pub.61558的绝缘电线。
本发明的多层绝缘电线是被覆的绝缘层由至少3层、优选3层构成的多层绝缘电线。对其优选实施形态、形成各层的树脂进行说明。
本发明的多层绝缘电线的最外层(A)是由聚酰胺树脂构成的挤出被覆层。作为适合用作最外层的绝缘层的聚酰胺树脂，可以举出尼龙6，6[“A-125”：商品名、Unitika株式会社制造、“Amilan CM-3001”：商品名、东丽株式会社制造]、尼龙4，6[“F-5000”：商品名、Unitika株式会社制造、“C2000”：商品名、帝人株式会社制造]、尼龙6，T[“ArlenAE-420”：商品名、三井石油化学株式会社制造]、聚邻苯二甲酰胺[“AmodelPXM04049”：商品名、Solvay株式会社制造]等。
由聚酰胺树脂构成的最外层(A)的挤出被覆层的膜厚即使较薄，耐电压特性也良好，因此能够为25μm以下，优选为10～20μm。若该膜厚过薄，则耐热性降低，若过厚，则耐电压特性降低。
本发明的多层绝缘电线的内层(B)由含有熔点为225℃以上、优选为250℃以上的结晶性树脂的挤出被覆层构成。若熔点过低，则耐热性不足，导致不满足耐热B种的结果，不适合作为被覆层。
作为熔点为225℃以上的结晶性树脂，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚萘二甲酸丁二醇酯等，特别优选作为后述热塑性直链聚酯树脂的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等。
另外，本发明的多层绝缘电线的内层(B)也可以由含有玻璃化转变温度为200℃以上、优选为220℃以上的非晶性树脂的挤出被覆层构成。即使为非晶性树脂，若玻璃化转变温度过低，则耐热性不足，导致不满足耐热B种的结果，不适合作为被覆层。
这样的非晶性树脂中有聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂等，优选后述的非晶性树脂的聚醚砜树脂等。
本发明的优选实施方式中，由熔点为225℃以上的结晶性树脂形成的绝缘层的内层(B)是全部或一部分含有热塑性直链聚酯树脂的物质的挤出被覆层，该热塑性直链聚酯树脂是将脂肪族醇成分与酸成分键合而形成的。
作为热塑性直链聚酯树脂，优选使用通过芳香族二羧酸或其一部分被脂肪族二羧酸取代的二羧酸与脂肪族二醇之间的酯化反应所得到的树脂。例如，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇树脂(PEN)等作为代表例。
作为该热塑性直链聚酯树脂的合成时所用的芳香族二羧酸，例如，可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸(テレフタルヅカルボン酸)、二苯基砜二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基醚羧酸、甲基对苯二甲酸、甲基间苯二甲酸等。这些之中，特别优选对苯二甲酸。
作为取代部分芳香族二羧酸的脂肪族二羧酸，例如，可以举出琥珀酸、己二酸、癸二酸等。这些脂肪族二羧酸的取代量优选低于芳香族二羧酸的30摩尔％，特别优选低于20摩尔％。
另一方面，作为用于酯化反应的脂肪族二醇，例如，可以举出乙二醇、1，3-丙二醇、四亚甲基二醇、己二醇、癸二醇等。这些之中，乙二醇、四亚甲基二醇是适宜的。另外，作为脂肪族二醇，其一部分也可以是如聚乙二醇或聚四亚甲基二醇那样的氧杂二醇。
作为本发明中能够优选使用的市售的热塑性直链聚酯树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂可以举出“Vylopet”(商品名：东洋纺社制造)、“Bellpet”(商品名：钟纺社制造)、“帝人PET”(商品名：帝人社制造)。作为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂，可以举出“帝人PEN”(商品名：帝人社制造)；作为聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)树脂，可以举出“Ektar”(商品名：东丽社制造)等。
此外，构成内层(B)的树脂优选为树脂混合物，该树脂混合物是相对于熔点为225℃以上的作为结晶性树脂的热塑性直链聚酯树脂100质量份掺合侧链上具有羧酸或羧酸的金属盐的乙烯系共聚物5～40质量份而成的。
树脂混合物中优选含有例如在聚乙烯的侧链键合了羧酸或羧酸的金属盐的乙烯系共聚物。该乙烯系共聚物具有抑制上述热塑性直链聚酯树脂的结晶化的作用。
作为与乙烯共聚物键合的羧酸，例如，可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸这样的不饱和单羧酸；或马来酸、富马酸、邻苯二甲酸这样的不饱和二羧酸，另外作为它们的金属盐，可以举出Zn、Na、K、Mg等盐。
作为这样的乙烯系共聚物，例如，可以举出使乙烯-甲基丙烯酸共聚物的部分羧酸形成金属盐、通常被称为离聚物的树脂(例如，“Himilan”；商品名、MitsuiPolychemicals株式会社制造)、乙烯-丙烯酸共聚物(例如，“EAA”；商品名、DowChemical社制造)、侧链上具有羧酸的乙烯系接枝聚合物(例如，“Admer”；商品名、三井石油化学工业株式会社制造)。
在构成该实施方式的内层(B)的树脂混合物中，热塑性直链聚酯树脂与侧链上具有羧酸或羧酸的金属盐的乙烯系共聚物的掺合比例优选为，相对于前者100质量份，后者设定为5～40质量份的范围。若后者的掺合量过少，则虽然所形成的绝缘层的耐热性不存在问题，但热塑性直链聚酯树脂的结晶化抑制效果变小，因此，有时在弯曲加工等线圈加工时在绝缘层的表面产生微小裂纹、即产生所谓龟裂现象。另外，有时绝缘层的经时劣化不断进行而引起绝缘击穿电压显著降低。另一方面，若掺合量过多，则绝缘层的耐热性显著劣化。两者的更优选的掺合比例为，相对于前者100质量份，后者为7～25质量份。
另外，在另一个优选实施方式中，内层(B)为树脂混合物的挤出被覆层，该树脂混合物的全部或一部分是相对于热塑性直链聚酯树脂(将脂肪族醇成分与酸成分键合而形成的熔点为225℃以上的结晶性树脂)100质量份掺合具有环氧基的树脂1～20质量份而成的。作为热塑性直链聚酯树脂，与上述实施方式中的热塑性直链聚酯树脂相同且优选范围也相同。另外，上述环氧基是与上述热塑性直链聚酯树脂具有反应性的官能团。上述具有环氧基的树脂优选具有1～20质量份的含有该官能团的单体成分，更优选具有2～15质量份。作为这样的树脂，优选为含有含环氧基的化合物成分的共聚物。作为具有反应性的含环氧基的化合物，例如，可以举出下述通式(1)所示的不饱和羧酸的缩水甘油酯化合物。
通式(1)
Figure BDA0000139788340000071
[式中，R表示碳原子数为2～18的链烯基，X表示羰酰氧基。]
作为不饱和羧酸缩水甘油酯的具体例子，可以举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯等，其中优选甲基丙烯酸缩水甘油酯。
作为上述与热塑性直链聚酯系树脂具有反应性的含环氧基的树脂的代表例，可以举出乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙酸乙烯酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯/乙酸乙烯酯四元共聚物等。其中优选乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯三元共聚物。市售的树脂中，例如，可以举出“Bondfast”(商品名：住友化学工业社制造)、“Lotader”(商品名：ATOFINA社制造)。
在构成该实施方式的内层(B)的树脂混合物中，热塑性直链聚酯树脂与上述具有环氧基的树脂的掺合比例优选为，相对于前者100质量份，后者设定为1～20质量份的范围。若后者的掺合量过少，则热塑性直链聚酯树脂的结晶化抑制效果变小，因此，有时在弯曲加工等线圈加工时在绝缘层的表面产生微小裂纹、即产生所谓龟裂现象。另外，有时绝缘层的经时劣化不断推进而引起绝缘击穿电压显著降低。另一方面，若掺合量过多，则绝缘层的耐热性显著降低，不满足耐热B种。两者的更优选的掺合比例为，相对于前者100质量份，后者为2～15质量份。
本发明中，借由热塑性直链聚酯树脂中的羧基与环氧基进行反应，能够抑制经时劣化，同时抑制树脂的脆化，获得挠性优异的多层绝缘电线。
另外，作为构成另一个实施方式的内层(B)的基础树脂成分，为含有聚酯系树脂而形成的聚酯系树脂组合物，该聚酯系树脂含有除液晶聚合物以外的熔点为225℃以上的作为结晶性树脂的聚酯系树脂75～95质量％和熔点为225℃以上的作为液晶聚合物的聚酯系树脂5～25质量％。除液晶聚合物以外的聚酯系树脂与液晶聚合物的混合方法能够使用任意方法。
以下，对本发明中使用的液晶聚合物进行说明。
作为所使用的液晶聚合物，其分子结构、密度、分子量等并无特别限定，优选在熔融时形成液晶的熔融液晶性聚合物(热致液晶聚合物)。在熔融液晶性聚合物之中，优选熔融液晶性聚酯系共聚物。
作为这样的熔融液晶性聚酯，有：(I)将2种长度不同的刚直线性聚酯嵌段共聚得到的刚性成分彼此共聚的共聚型聚酯；(II)将刚直线性聚酯与刚直非线性聚酯嵌段共聚得到的非线性结构导入型聚酯；(III)刚直线性聚酯与具有挠曲性的聚酯进行共聚而成的弯曲链导入型聚酯；(IV)利用刚直链向线性聚酯的芳香环上导入取代基而成的芳核取代芳香族导入型聚酯。
作为这样的聚酯的重复单元，可以举出下述的a.来自芳香族二羧酸的单元、b.来自芳香族二醇的单元、c.来自芳香族羟基羧酸的单元，但并不限于这些。
a.来自芳香族二羧酸的重复单元：
Figure BDA0000139788340000091
b.来自芳香族二醇的重复单元：
Figure BDA0000139788340000101
Figure BDA0000139788340000111
c.来自芳香族羟基羧酸的重复单元：
Figure BDA0000139788340000121
从被覆层的膜成型工序中的作业性、耐热性、绝缘覆膜的力学特性等的平衡的方面考虑，液晶聚合物优选含有下述重复单元，进一步优选该重复单元的含量为全部重复单元的至少30摩尔％以上。
Figure BDA0000139788340000122
优选的重复单元的组合可以举出下述(I)～(VI)中记载的重复单元的组合。
Figure BDA0000139788340000131
关于这样的作为液晶聚合物的聚酯系树脂的制造方法，例如在日本特开平2-51523号公报、日本特公昭63-3888号公报、日本特公昭63-3891号公报等中有所记载。
这些之中，可以举出优选(I)、(II)、(V)所示的组合，进一步优选(V)所示的组合。
与本发明中所用的聚酰胺树脂、热塑性聚酯相比，液晶聚合物的聚酯系树脂的熔点略高，流动温度为300℃以上。此外，液晶聚合物的聚酯系树脂的熔融时的粘度也为聚对苯二甲酸乙二醇酯及6，6尼龙的粘度以下，因此能够在高速下进行挤出、进行被覆处理，能够以低成本形成绝缘被覆层。
液晶聚合物覆膜反而具有伸长率极低(为百分之几)的特征，并且在挠曲性方面有问题。因而，通过向液晶聚合物中掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等除液晶聚合物以外的聚酯系树脂，能够改善覆膜的伸展性，并且能够使挠性良好。
作为形成本发明的内层(B)的树脂，优选含有下述树脂混合物，该树脂混合物相对于含有上述液晶聚合物与作为除液晶以外的聚合物的聚酯系树脂的基础树脂成分，含有具有环氧基的树脂，该树脂混合物将聚酯系树脂作为连续层，将具有环氧基的树脂作为分散相。相对于聚酯系树脂的基础树脂成分100质量份，该具有环氧基的树脂的含量优选为1～20质量份，更优选为2～15质量份。
若具有环氧基的树脂多于20质量份，则耐热性略微降低。推定其原因在于，与液晶聚合物(LCP)或PET相比，具有环氧基的树脂成分的耐热性低。
作为上述具有环氧基的树脂的代表例，可以举出乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙酸乙烯酯三元共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯/乙酸乙烯酯四元共聚物等。其中优选乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/丙烯酸甲酯三元共聚物。市售的树脂中，例如，可以举出“Bondfast”(商品名：住友化学工业社制造)、“Lotader”(商品名：ATOFINA社制造)。
此外，在另一个实施方式中，作为构成内层(B)的树脂，优选含有熔点为225℃以上的作为结晶性树脂的聚苯硫醚树脂。本发明中，从作为多层绝缘电线的被覆层而获得良好的挤出性的方面考虑，优选交联度低的聚苯硫醚树脂。但是，在不损害树脂特性的范围内，能够组合交联型聚苯硫醚树脂，或在聚合物内部含有交联成分、支链成分等。
作为交联度低的聚苯硫醚树脂，优选的是在氮气中、1rad/s、300℃条件下的初始tanδ(损耗模量/储能模量)的值为1.5以上、最优选为2以上的树脂。上限并无特别限制，将上述tanδ的值设为400以下，也可以大于400。在氮气中，测定上述固定频率和固定温度下的损耗模量和储能模量的时间依赖性，由此可以容易地评价本发明中使用的tanδ，特别是由刚开始测定后的初始损耗模量和储能模量计算得到本发明中使用的tanδ。测定时使用直径为24mm、厚度为1mm的试样。作为能够进行这些测定的装置的一个例子，可以举出TA Instruments Japan社制造的ARES(Advanced RheometricExpansion System、商品名)装置。上述tanδ是交联水平的标准，tanδ低于2的聚苯硫醚树脂难以获得充分的挠性，并且难以得到良好的外观。
作为构成又一个实施方式的内层(B)的树脂，可以举出含有玻璃化转变温度为200℃以上的作为非晶性树脂的聚醚砜树脂的树脂。优选使用下述通式(2)所示的物质。
通式(2)
Figure BDA0000139788340000161
[式中，R1表示单键或-R2-O-(R2为亚苯基、亚联苯基、或者
Figure BDA0000139788340000162
(R3表示-C(CH3)2-、-CH2-等亚烷基)，R2的基团可以带有取代基。)。n表示正整数。]
该树脂的制造方法本身是公知的，作为一个例子，可以举出使二氯二苯基砜、双酚S和碳酸钾在高沸点溶剂中反应而制造的方法。作为市售的树脂，有“SumikaexcelPES”(商品名：住友化学工业社制造)、“Radel A”、“Radel R”(商品名：Amoco社制造)等。
对于本发明的优选多层绝缘电线，参照附图进行说明。如图3所示，能够制成由多层绝缘电线11的最外层12、与最外层接触的内层(B1)13、以及其内侧的内层(B2)14这样的3层结构构成的多层绝缘电线。图3中记载了由3层构成的多层绝缘电线，但绝缘层只要为3层以上即可。
在位于本发明的多层绝缘电线的最外层(A)的内侧的2层以上的内层(B)之中，优选使形成各层的树脂相同，但也可以使它们不同。在不同的情况下，可以采用上述实施方式中所述的不同的树脂混合物而对各层加以组合，或采用树脂混合物与树脂组合物而加以组合。
与最外层(A)接触的内层(B1)优选熔点为250℃以上的作为结晶性树脂的聚苯硫醚树脂。作为该树脂，优选上述挤出加工性优异的交联度低的聚苯硫醚树脂。形成比上述内层(B1)更内侧的内层(B2)的树脂优选为树脂混合物，该树脂混合物是相对于熔点为225℃以上的作为结晶性树脂的热塑性直链聚酯树脂100质量份掺合具有环氧基的树脂1～20质量份而成的。作为热塑性直链聚酯树脂，能够使用与上述实施方式中的树脂相同的树脂。
在不损害所要求的特性的范围内，在形成本发明中的各绝缘层的树脂中也能够添加其他耐热性树脂、通常使用的添加剂、无机填充剂、加工助剂、着色剂等。
作为本发明的多层绝缘电线中所用的导体，可以使用金属裸线(单线)、或者使用在金属裸线上设有漆包层或薄壁绝缘层的绝缘电线、或使用将多根金属裸线或者多根漆包绝缘电线或薄壁绝缘电线捻合而成的多芯绞线。这些绞线的绞线数可以根据高频用途进行随意选择。另外，在芯线(导线束(素線))的数目多的情况下(例如，19-导线束、37-导线束)，也可以不为绞线。在不为绞线的情况下，例如可以是仅将2根以上的导线束大致平行地束起、或者也可以是将束起的导线束以非常大的间距进行捻合。优选在任一情况下都使截面大致为圆形。
对于本发明的多层绝缘电线，可以依据常规方法，在导体的外周挤出并被覆所期望厚度的第1层绝缘层，接下来在该第1层绝缘层的外周挤出并被覆所期望厚度的第2层绝缘层，进而挤出并被覆最外层的绝缘层，利用这样的方法依次挤出被覆绝缘层，从而制造本发明的多层绝缘电线。如果为3层，则如此形成的挤出绝缘层整体的厚度优选处于50～180μm的范围内。这是由于，若绝缘层整体的厚度过薄，则所得到的耐热多层绝缘电线的电学特性会大大降低，可能会不适于实用化；反之若过厚，则不适于小型化，可能会出现难以进行线圈的加工等情况。进一步优选的范围为60～150μm。另外，如上所述最外层使用聚酰胺树脂时，最外层的厚度优选为25μm以下，更优选为10～20μm。
作为使用了上述多层绝缘电线的变压器的实施方式，优选如下结构的方式：如图1所示的在铁氧体磁芯1上的变压器骨架2内，不组装绝缘障壁或绝缘胶带层而形成有1次绕组线4和2次绕组线6。另外，上述本发明的多层绝缘电线也适用于其他类型的变压器。
实施例
下面基于实施例对本发明进一步进行详细说明，但本发明并不限于这些。
[实施例1～11和比较例1～6]
作为导体，准备线径为1.0mm的软铜线。以表1所示的各层挤出被覆用树脂的配比(组成的数值表示质量份)和厚度依次挤出被覆于导体上，制造多层绝缘电线。需要说明的是，表1中的“-”表示未掺合。
表1中的表示各树脂的简写符号如下。需要说明的是，各树脂的熔点或玻璃化转变温度使用差示扫描量热计(Differential Scanning Calorimetry)(商品名：DSC-60、岛津制作所社制造)进行测定。
聚酰胺树脂：“FDK-1”(商品名：Unitika社制造)、聚酰胺66树脂(熔点：260℃)
PPS树脂：“FZ-2200-A8”(商品名：DIC社制造)、聚苯硫醚树脂(熔点：280℃)
PET树脂：“帝人PET”(商品名：帝人社制造)、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(熔点：260℃)
LCP树脂：“Rodrun LC5000”(商品名：Unitika社制造)、液晶聚酯树脂(熔点：280℃)
含环氧基的树脂：“Bondfast 7M”(商品名：住友化学工业社制造)(熔点：52℃)
乙烯系共聚物：“Himilan 1855”(商品名：三井杜邦社制造)(熔点：86℃)
PES树脂：“Sumikaexcel PES4100”(商品名：住友化学工业社制造)、聚醚砜树脂(玻璃化转变温度：225℃)
对于所得到的多层绝缘电线，依下述方法对各种特性进行试验。另外，利用肉眼对外观进行观察。所得到的结果列于表1。
A.挠性试验：
在电线自身的周围紧密地缠绕10圈以使线与线接触，并利用显微镜进行观察，若覆膜上未观察到裂纹或龟裂等异常，则视为合格，以“○”表示。
B.电气耐热性：
通过遵循IEC标准61558的下述试验方法进行评价。
一边施加9.4kg的负荷，一边将多层绝缘电线向直径1.0mm的芯轴上缠绕10圈，在225℃加热1小时，进一步进行3次在150℃加热21小时并在200℃加热3小时的循环加热，进而在30℃、湿度95％的气氛中保持48小时，其后施加1分钟5500V的电压，若无短路，则判定为B种合格，以“○”表示。(判定中以n＝5进行评价，即使1个短路，也为不合格，以“×”表示)。
C.耐溶剂性：
将进行了20D(导体径的20倍径)卷绕作为绕组线加工的电线在二甲苯和异丙醇溶剂中浸渍30秒，干燥后进行试样表面的肉眼观察，进行有无产生龟裂的判定。表1中，将无龟裂产生的样品记为“○”，将产生龟裂的样品记为“×”。在全部试样中均未观察到龟裂产生。
D.合格与否：
另外，将上述A、B、C的这些试验结果汇总，判定作为绝缘电线是否合格，将较好的记为“○”、将不合适的记为“×”。
Figure BDA0000139788340000191
Figure BDA0000139788340000201
由表1所示的结果可明确以下内容。
比较例1～4中作为最外层的聚酰胺树脂的膜厚增厚至30μm，电气耐热性不满足要求。比较例5和6中，若最外层使用聚酯树脂，则无论膜厚如何，电气耐热性均不满足要求。另一方面，实施例1～11中，挠性、电气耐热性、耐化学药品性和电线外观中任一者均满足合格基准。
工业实用性
本发明提供一种多层绝缘电线，该多层绝缘电线不仅满足耐热性、耐电压特性的要求，并且还兼具线圈用途所要求的焊锡处理后的良好加工性。
上文已经对本发明与其实施方式一起进行了说明，但发明人认为，只要本申请中没有特别指定，则本发明不限定在用于说明本发明的任何细节中，且在不违反所附权利要求所示的发明宗旨和范围的条件下，应该作最大范围的解释。
本申请要求基于2009年9月2日在日本提交的专利日本特愿2009-203148的优先权，本申请参考上述专利申请的内容，将其内容作为本说明书记载的一部分引入至本申请说明书中。
符号的说明
1 铁氧体磁芯
2 变压器骨架
3 绝缘障壁
4 一次绕组线
4a 导体
4b，4c，4d 绝缘层
5 绝缘胶带
6 二次绕组线
6a 导体
6b，6c，6d 绝缘层

Claims (10)

1.一种多层绝缘电线，其为具有导体和被覆上述导体的至少3层挤出绝缘层而成的多层绝缘电线，其特征在于，上述绝缘层的最外层(A)由聚酰胺树脂的挤出被覆层构成，且其膜厚为25μm以下；绝缘层的内层(B)由含有熔点为225℃以上的结晶性树脂或玻璃化转变温度为200℃以上的非晶性树脂的挤出被覆层构成，其中，所述内层(B)为内侧的层。
2.如权利要求1所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有熔点为225℃以上的结晶性树脂，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂。
3.如权利要求1或2所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有树脂混合物，该树脂混合物是相对于熔点为225℃以上的结晶性树脂100质量份掺合侧链上具有羧酸或羧酸的金属盐的乙烯系共聚物5～40质量份而成的，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂。
4.如权利要求1或2所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有树脂混合物，该树脂混合物是相对于熔点为225℃以上的结晶性树脂100质量份掺合具有环氧基的树脂1～20质量份而成的，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂。
5.如权利要求1所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的基础树脂成分由除液晶聚合物以外的熔点为225℃以上的结晶性树脂75～95质量％和熔点为225℃以上的液晶聚合物5～25质量％构成，所述结晶性树脂为聚酯系树脂，所述液晶聚合物为聚酯系树脂。
6.如权利要求5所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂相对于上述基础树脂成分100质量份含有具有环氧基的树脂1～20质量份。
7.如权利要求1所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有熔点为225℃以上的结晶性树脂，所述结晶性树脂为聚苯硫醚树脂。
8.如权利要求1所述的多层绝缘电线，其特征在于，形成上述绝缘层的内层(B)的树脂含有玻璃化转变温度为200℃以上的非晶性树脂，所述非晶性树脂为聚醚砜树脂。
9.如权利要求1所述的多层绝缘电线，其特征在于，与上述绝缘层的最外层(A)接触的内层(B1)是熔点为225℃以上的结晶性树脂，所述结晶性树脂为聚苯硫醚树脂，除上述内层(B1)以外的内层(B2)之中的至少1层相对于熔点为225℃以上的结晶性树脂100质量份含有具有环氧基的树脂1～20质量份，所述结晶性树脂为热塑性直链聚酯树脂。
10.一种变压器，其特征在于，其使用权利要求1～9的任一项所述的多层绝缘电线形成。
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