CN102782773B - 绝缘电线 - Google Patents

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Abstract

提供一种绝缘电线，该绝缘电线中，即使层积绝缘树脂涂料，层间密合性也优异，因而绝缘击穿高，由于电容率低，因而耐局部放电性也优异。一种绝缘电线，其为在导体(1)上直接或间接具有至少2个层积单元的绝缘电线，所述层积单元是从导体侧顺序层积绝缘层(21、23)与电容率分别高于上述绝缘层(21、23)的绝缘层(22、24)而形成的。

Description

绝缘电线
技术领域
本发明涉及绝缘电线。
背景技术
变换器作为有效的可变速控制装置而正逐步安装于许多电气设备中。但要，在数kHz～数十kHz进行转换，对应这些脉冲而产生浪涌电压。这样的变换器浪涌是如下现象：在传播体系内的电阻的不连续点、例如所连接的配线的始端或终端等，发生反射，结果施加最大为变换器输出电压2倍的电压。特别是由IGBT等高速开关元件所产生的输出脉冲的电压陡度高，从而即使连接电缆变短，浪涌电压也高，进一步基于该连接电缆的电压衰减也小，其结果，产生变换器输出电压近2倍的电压。
在变换器关联设备、例如高速开关元件、变换器马达、变压器等的电气设备线圈中，作为磁导线主要使用为漆包线的绝缘电线。因而，如上所述，在变换器关联设备中，由于施加了变换器输出电压近2倍的电压，因而对于绝缘电线要求由变换器浪涌所致的局部放电劣化处于最小限。
为了防止这样的局部放电所致的绝缘电线的劣化，对于局部放电的发生电压高的绝缘电线进行了研究。为了得到该绝缘电线，可以考虑使绝缘电线的绝缘层的厚度增厚、或在绝缘层中使用电容率低的树脂这样的方法。
但是，若增厚绝缘层，则绝缘电线***，其结果会招致电气设备的大型化。这种情况与近年来在马达或变压器所代表的电气设备中的小型化要求相悖。例如，具体地说，通过在定子槽中可***多少根电线来确定马达等旋转机的性能也并非为夸大其词，其结果，导体截面积相对于定子槽截面积的比例(占空系数)在近年来变得非常高。从而，若绝缘层的厚度增厚，则占空系数变低，因而不优选。
另一方面，作为绝缘层的电容率低的绝缘电线，有提案提出了将在分子内的特定部位具有氟原子或全氟烷基的聚酰亚胺树脂涂料涂布在导体上而得到的电线(例如，参见专利文献1)。但是，通常的绝缘电线是通过将含有溶剂的涂料在导体上反复涂布多次并进行干燥来形成绝缘层的。上述专利文献1中记载的聚酰亚胺树脂的层间密合力不充分。若在导体上所形成的树脂涂料的层间密合力不充分，则在加工绝缘电线时在极端情况下会发生层间剥离而无法使用。即使在未发生明确的层间剥离的情况下，绝缘击穿电压也较低，多在电气绝缘性方面有问题。并且，若在高温下，则会产生以氟化氢为代表的腐蚀性气体，因而具有所用设备的金属部会发生早期劣化的问题。
此外，作为绝缘层的电容率低的绝缘电线，有提案提出了一种绝缘电线，其使用了每重复单元的酰胺基数目和酰亚胺基数目减少了的聚酰胺酰亚胺树脂涂料(例如，参见专利文献2)。在该绝缘电线的情况下，由于酰胺基数目和酰亚胺基数目减少，因而与导体的密合力不充分。对于与导体的密合力，在进行弯曲或拉伸等加工时，会产生导体与绝缘皮膜的剥离，在电气绝缘性方面多有问题。并且，所使用的原料特殊，非常昂贵。
另外还提出了下述绝缘电线：该绝缘电线具有即使在进行严格的轧制加工或卷线加工等时皮膜也不会发生损伤等的耐加工性、以及与聚酰胺酰亚胺同等高的耐热性，并且具有在将绝缘电线的末端接合的工序中，接合部附近的绝缘皮膜也不会因接合中的热等而发泡的接合性(例如，参见专利文献3)。该专利文献3所述的绝缘电线是通过依序进行下述(1)的第1绝缘层与(2)的第2绝缘层的包覆、层积而在导体上形成绝缘皮膜的，其中(1)为实质上由聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺之中的至少一方形成的第1绝缘层，(2)为在聚酰胺酰亚胺A中以重量比A/B所表示的A/B=70/30～30/70的比例配合玻璃化转变温度为140℃以上的热塑性树脂B而成的第2绝缘层，所述绝缘皮膜中，上述第1绝缘层的膜厚T1与第2绝缘层的膜厚T2的比T1/T2为T1/T2=5/95～40/60的范围内，且残留溶剂量为绝缘皮膜总量的0.05重量%以下。在专利文献3所述的绝缘电线中，以热软化温度评价的耐热性为400℃以上。但是，对于上述第1绝缘层与上述第2绝缘层这2层的层积结构，各层的电容率并无任何提及，具有绝缘击穿强度低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-56720号公报
专利文献2：日本特开2009-161683号公报
专利文献3：日本特开2001-155551号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于提供一种绝缘电线，其至少具备2个由电容率低的层与电容率高的层层积而成的层积单元，从而尽管含有电容率高的层，但与具有在电容率高的材料中混合电容率低的材料而成的单独层的绝缘电线相比，电容率也不会变高、绝缘击穿电压高。
用于解决课题的手段
本发明人鉴于上述课题进行了深入研究，结果发现，对于在导体上反复形成多个电容率高的绝缘层和电容率低的绝缘层的绝缘电线来说，尽管其含有电容率高的层，但与具有在电容率高的材料中混合电容率低的材料而成的单独层的绝缘电线相比，电容率也不会变高，具有高绝缘击穿电压。本发明是基于该见解而完成的。
根据本发明，提供了下述手段：
<1>一种绝缘电线，其特征在于，该绝缘电线是在导体上直接或间接具有至少2个层积单元的绝缘电线，所述层积单元是从导体侧顺序层积第一绝缘层(X1)与电容率高于上述第一绝缘层(X1)的第二绝缘层(X2)而形成的。
<2>如<1>所述的绝缘电线，其特征在于，某一层积单元中的第二绝缘层(X2)的电容率(ε(X2))高于位于该层积单元的外层侧的位置的其它层积单元的第一绝缘层(X1’)的电容率(ε(X1’))。
<3>如<1>或<2>所述的绝缘电线，其特征在于，在上述绝缘层之中彼此相接的2个层的电容率之差的绝对值为0.2以上。
<4>如<1>～<3>的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，电容率低的第一绝缘层(X1、X1’、…)分别由含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种的树脂组合物构成。
<5>如<1>～<3>的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，电容率低的第一绝缘层(X1、X1’、…)分别由含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种还含有聚酰胺酰亚胺的树脂组合物构成。
<6>如<1>～<3>的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层(X1、X1’、…)分别由含有低电容率聚酰亚胺的树脂组合物构成。
<7>如<4>～<6>的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，电容率高的第二绝缘层(X2、X2’、…)分别由含有聚酰胺酰亚胺的树脂组合物构成。
<8>如<4>～<6>的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，电容率高的第二绝缘层(X2、X2’、…)分别由含有聚酰胺酰亚胺还含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种的树脂组合物构成。
<9>如<6>所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第二绝缘层(X2、X2’、…)分别由含有聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺的树脂组合物构成。
此处，本说明书中，有时也将上述说明的“电容率高于第一绝缘层的第二绝缘层”仅称为“电容率高的第二绝缘层”或者“电容率高的绝缘层”，并将处于该关系中的“电容率低于第二绝缘层的第一绝缘层”仅称为“电容率低的第一绝缘层”或者“电容率低的绝缘层”。
发明效果
根据本发明，可以提供下述绝缘电线：即使层积绝缘树脂涂料，层间密合性也优异，因而耐绝缘击穿性高；由于电容率低，因而耐局部放电性也优异。
本发明的上述和其它特征及优点可适当参照所附的附图根据下述记载而更为明确。
附图说明
图1为示意性示出本发明的绝缘电线的一个实施方式的截面图。
图2中，图2(a)为示意性示出本发明的绝缘电线的一个实施方式的一部分的截面图，图2(b)为示意性示出本发明的绝缘电线的另一实施方式的一部分的截面图，图2(c)为示意性示出本发明的绝缘电线的又一实施方式的一部分的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的绝缘电线的实施方式进行说明。
在图1中示出了截面图的本发明的绝缘电线的一个实施方式中，具有导体1以及包覆导体1的绝缘层2。本发明的绝缘电线是在导体上直接或间接具有至少2个层积单元的绝缘电线，该层积单元是从导体侧顺序层积绝缘层(X1)与电容率高于上述绝缘层(X1)的绝缘层(X2)而形成的。在图1中，记载了在导体上直接具有绝缘层的绝缘电线，但如后所述，也可以隔着导体上的密合层(图1中未图示)而具有绝缘层。并且在绝缘层的最表层也可以具有表面润滑层或耐磨耗层等外涂层(topcoat)(图1中未图示)。在图2(a)～图2(c)中，对于具有密合层和外涂层的绝缘电线，示出了图1所示的A-A’的部分放大图的一部分。
本说明书中，将绝缘层(X1)与电容率高于上述绝缘层(X1)的绝缘层(X2)层积而成的部分称为层积单元。因而，作为具有至少2个层积单元的部分，可以举出例如如下形成的部分：如图1所示，在绝缘层21(X1)上层积电容率高于上述绝缘层21(X1)的绝缘层22(X2)来形成第一层积单元，进一步在该第一层积单元的上面层积电容率低的绝缘层23(X1’)，并进一步在其上层积电容率高于上述绝缘层23(X1’)的绝缘层24(X2’)来形成第二层积单元。
进一步优选的是，第一层积单元中的电容率高的绝缘层22(X2)与属于与该第一层积单元不同的第二层积单元中的电容率低的绝缘层23(X1’)的电容率如下式(1)所表示。
ε(X2)>ε(X1’)式(1)
上述式(1)中，ε(X2)表示绝缘层(X2)中的电容率，ε(X1’)表示绝缘层(X1’)中的电容率。
此处，式(1)中所表示的关系并不限于在上述示例出那样的相邻的2个层积单元之间满足的情况，如包含该方式的上述<2>项中所规定，在未必相邻的特定的2个层积单元之间也可满足。
由此，本发明的绝缘电线至少具有2个层积单元，该层积单元是通过从导体侧依序将电容率低的绝缘层与电容率高于该绝缘层的绝缘层进行交替层积而形成的。
导体1例如由铜、铜合金、铝、铝合金或它们的组合等制作。导体1的截面形状并无限定，可以应用圆形、矩形(扁平)等。
导体1的尺寸(截面形状为圆形的情况下为直径；或者截面形状为矩形的情况下为长边的长度)可以适宜设定，可以为0.05～5mm。进一步优选尺寸为0.1～4mm。
绝缘层2的厚度可以适宜设定，绝缘层21～24的合计厚度可以为20～200μm。进一步优选厚度为30～150μm。
如图1所示，本发明的绝缘电线中，在导体上形成绝缘层21(X1)以及电容率高于上述绝缘层21(X1)的绝缘层22(X2)，进一步优选在上述绝缘层22(X2)上形成电容率低于上述绝缘层22(X2)的绝缘层23(X1’)，进而在上述绝缘层23(X1’)上形成电容率高于上述绝缘层23(X1’)的绝缘层24(X2’)。也可以在绝缘层24(X2’)上进一步堆叠层积单元，使层积单元为3个以上。电容率可以使用市售的测定器进行测定。关于测定温度和测定频率，可以根据需要进行变更，但在本说明书中，只要没有特别记载，指的是以测定温度为25℃、测定频率为50Hz进行测定得到的值。各绝缘层的电容率指的是对构成绝缘层的树脂组合物涂料进行干燥使该涂料所含有的溶剂挥发后进行测定得到的值。
在各绝缘层间之中彼此相接的2个层的电容率之差的绝对值优选为0.2以上、进一步优选为0.3～1.8。进一步地，对于各层积单元内彼此相接的2个绝缘层的电容率之差，优选电容率高的外层(远离导体的一侧)的绝缘层的电容率与电容率低的内层(靠近导体的一侧)的绝缘层的电容率的差为0.2以上、进一步优选该差值为0.3～1.8。若电容率之差过小，则无法得到电容率低的绝缘电线。在电容率的差过大的情况下，X2的电容率结果也会增高，无法使作为皮膜整体的电容率降低。
本发明的绝缘电线的绝缘层可在导体上直接或间接地形成。例如，如图2(a)所示，对于各绝缘层21～24，可以反复涂布构成绝缘层的树脂组合物并进行适宜干燥而进行层积，由此形成各绝缘层。如此，绝缘层21可在导体上直接形成，也可以在导体1与最下层(最靠近导体)的绝缘层21之间形成与导体的密合性优异的密合层11。作为可用作密合层的材料，可以举出例如聚酰亚胺、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、聚酯、聚酯酰亚胺、三聚氰胺树脂、环氧树脂等。这些树脂通常电容率较高，因而将不包括密合层而形成在密合层上的层作为绝缘层21。这些密合层的树脂中可以加入例如硅烷醇盐系密合改良剂(硅烷偶联剂)；烷醇钛、酰化钛、钛螯合物等钛系密合改良剂；三嗪系密合改良剂、咪唑系密合改良剂、三聚氰胺系密合改良剂、硫醇系密合改良剂等密合改良剂。
各绝缘层21～24中，通过将电容率低的层与电容率高的层进行层积，尽管含有电容率高的层，但与具有在电容率高的材料中混合电容率低的材料而成的单独层的绝缘电线相比，电容率也不会提高，可以得到绝缘击穿电压高的绝缘电线。关于其原因尚未确定，但据认为，这是由于，电容率是由单位体积中的各材料的体积来确定的。进一步地，本发明的绝缘电线具有高绝缘击穿电压、电气绝缘性优异。以往，对于将电容率低的树脂例如聚醚酰亚胺或聚醚砜单独用于绝缘层的绝缘电线来说，电容率的确较低，但绝缘击穿电压低。与此相对，对于本发明的绝缘电线来说，例如通过设有多个将使用了这些电容率低的树脂的层与电容率高的树脂进行层积而成的层，尽管含有电容率高的层，但与具有在电容率高的材料中混合电容率低的材料而制作的单独层的绝缘电线相比，电容率也没有提高，可以具有高绝缘击穿电压。
本发明的绝缘电线中，皮膜整体的电容率优选为3.9以下、进一步优选为3.8以下。皮膜整体的电容率的下限值没有特别限制，但通常为2.5以上、优选为3.0以上。此处，所谓皮膜整体指的是，将上述的密合层(底涂层)、具有低电容率的绝缘层、具有高于其的电容率的绝缘层、以及表面润滑层或耐磨耗层等外涂层合在一起的整体。并且将具有低电容率的绝缘层与具有高于其的电容率的绝缘层合在一起称为绝缘层2、或者也称为层积部。如上所述，优选在各绝缘层间之中相接的层的电容率之差相对于下层为0.2以上。皮膜整体的电容率若过高，则即使绝缘击穿电压高也会产生局部放电，因而树脂发生劣化，并不能说绝缘耐力充分。对于本发明的绝缘电线的绝缘击穿电压，优选利用后述实施例中记载的双绞线法测定为9.0kV以上。
例如，在将聚酰胺酰亚胺作为包覆层的绝缘电线的情况下，以往使用的是电容率为4.0、包覆层的厚度为40μm左右的物质。假定通过使用本发明的构成而使包覆树脂的电容率仅下降0.2，为3.8，则在将局部放电起始电压保留至同等程度的范围内可削减的包覆层的厚度为5%。即，可将包覆层的厚度削减2.0μm。由此可使线圈成型后的尺寸大幅减少。通常的将聚酰胺酰亚胺作为包覆层的绝缘电线是通过例如将一层的厚度为2μm的聚酰胺酰亚胺进行重叠来制造的。通过使电容率下降0.2，可发挥出将聚酰胺酰亚胺的重涂次数减少1次这样的优异效果。
如图2(b)所示，本发明的绝缘电线中，可以在电容率高的绝缘层24(X2’)上交替形成电容率低于绝缘层24(X2’)的绝缘层31(Y1’)与电容率高于上述绝缘层31(Y1’)的绝缘层32(Y2’)。这种情况下，绝缘层31与绝缘层32为第三层积单元。由此，通过增加电容率高的层与电容率低的层的层积次数，可以得到具有高绝缘击穿电压的绝缘电线。关于其原因尚未确定，但据认为，电介质的绝缘击穿是基于电子的雪崩效应而产生的，作为漆包线皮膜的绝缘体的厚度越薄则单位厚度的绝缘击穿电压越高，这一现象通过层积而使效果持续。电容率高的层与电容率低的层的层积次数优选为2～30次、更优选为2～15次。层积次数若过多，则会产生作业效率变差的问题。
并且，如图2(c)所示，也可以在电容率高的绝缘层24(X2’)上形成电容率低于绝缘层24(X2’)的绝缘层31(Y1’)与电容率高于上述绝缘层31(Y1’)的绝缘层32(Y2’)，进而同样地，也可以交替形成电容率低的绝缘层(33、35、37)与电容率高的绝缘层(34、36、38)。这种情况下，设有共计6个层积单元。
本发明的绝缘电线中，上述绝缘层(X1)和绝缘层(X1’)等在各层积单元中具有低电容率的绝缘层优选由选自聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺中的至少一种构成。作为聚醚酰亚胺，可以使用例如ULTEM(GE塑料社制造，商品名)等。作为聚醚砜，可以使用例如SumikaexcelPES(住友化学社制造，商品名)、PES(三井化学社制造，商品名)、UltrasonE(BASFJapan社制造，商品名)、RadelA(SolvayAdvancedPolymers社制造，商品名)等。作为聚苯醚，可以使用例如Zylon(旭化成化学社制造，商品名)、Lupiace(MitsubishiEngineering-Plastics社制造，商品名)等。作为聚苯砜，可以使用例如RadelR(SolvayAdvancedPolymer社制造，商品名)等。作为聚酰亚胺，可以使用例如U-Varnish(宇部兴产社制造，商品名)、HCI系列(日立化成社商品名)、U-imide(Unitika社制造，商品名)、AURUM(三井化学社制造，商品名)等。对于这些树脂的电容率，聚醚酰亚胺(电容率3.2～3.4)、聚醚砜(电容率3.5)、聚苯醚(电容率2.7)、聚苯砜(电容率3.4)、聚酰亚胺(电容率3.5)，电容率低。但是，尽管这些树脂单独的绝缘击穿电压低，但通过与后述的绝缘层(X2)和绝缘层(X2’)中所用的树脂进行组合，可以得到电容率低、绝缘击穿电压高的绝缘电线。
上述绝缘层(X1)和绝缘层(X1’)等在各层积单元中具有低电容率的绝缘层使用选自聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺中的至少一种，进一步进行发泡，从而可降低电容率。
本发明的绝缘电线中，上述绝缘层(X2)和绝缘层(X2’)等在各层积单元中具有高电容率的绝缘层优选含有聚酰胺酰亚胺。通过使这些绝缘层含有聚酰胺酰亚胺，可以得到具备耐热性和加工性的绝缘电线。
进一步优选的是，本发明的绝缘电线中，上述绝缘层(X2)和绝缘层(X2’)等在各层积单元中具有高电容率的绝缘层优选由含有聚酰胺酰亚胺进一步含有选自聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺中的至少一种的树脂组合物构成。通过制成含有聚酰胺酰亚胺作为必要树脂成分、并含有选自聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺中的至少一种的树脂组合物，可以得到耐热性优异的低电容率的绝缘材料。树脂组合物的树脂成分中，聚酰胺酰亚胺优选为20质量%～100质量%、更优选为60质量%～90质量%。聚酰胺酰亚胺若过少，则耐溶剂性和耐热性变差；若过多，则不能充分得到电容率降低的效果。
作为聚酰胺酰亚胺，可以使用例如Vylomax(东洋纺社制造，商品名)、Torlon(SolvayAdvancedPolymers社制造，商品名)、HI-400、HI-405、HI-406系列(日立化成工业社制造，商品名)等。作为聚醚酰亚胺，可以使用例如ULTEM(GE塑料社制造，商品名)等。作为聚醚砜，可以使用例如SumikaexcelPES(住友化学社制造，商品名)、PES(三井化学社制造，商品名)、UltrasonE(BASFJapan社制造，商品名)、Veradel(SolvayAdvancedPolymers社制造，商品名)等。作为聚苯醚，可以使用例如Zylon(旭化成化学社制造，商品名)、Lupiace(MitsubishiEngineering-Plastics社制造，商品名)等。作为聚苯砜，可以使用例如RadelR(SolvayAdvancedPolymer社制造，商品名)等。作为聚酰亚胺，可以使用例如U-Varnish(宇部兴产社制造，商品名)、HCI系列(日立化成社，商品名)、U-imide(Unitika社制造，商品名)、AURUM(三井化学社制造，商品名)等。
聚醚酰亚胺、聚醚砜等非晶性树脂通常缺乏耐化学药品性，将绝缘电线成型为线圈状后，对该线圈进行浸渍在清漆中的处理时，绝缘覆膜产生裂纹，电学特性容易降低。其原因尚未确定，但据认为，该裂纹为如下的现象：化学药品渗透到存在残余应力的树脂中，使聚合物链易于变动，结果局部应力得到缓和而在覆膜上产生龟裂。例如，对绝缘电线进行卷线形成线圈，浸渍在环氧树脂等浸渍清漆中，之后使浸渍清漆固化，此时受到浸渍清漆的渗透而易于产生裂纹。
与此相对，通过使上述绝缘层(X2)和绝缘层(X2’)等在各层积单元中具有高电容率的绝缘层、特别是最外层的绝缘层由含有聚酰胺酰亚胺并含有选自聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺中的至少一种的树脂组合物构成，可以提高耐溶剂性。
作为构成上述绝缘层(X1)和绝缘层(X1’)等在各层积单元中具有低电容率的绝缘层的树脂组合物，可以使用含有聚酰胺酰亚胺作为树脂成分、进一步含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种的树脂组合物。这种情况下，作为构成上述绝缘层(X1)和绝缘层(X1’)等在各层积单元中具有低电容率的绝缘层的树脂组合物，优选使用含有5质量%～70质量%的聚酰胺酰亚胺作为树脂成分、进一步含有95质量%～30质量%的选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种的树脂组合物。通过使用该构成的树脂组合物，可以不使绝缘击穿电压降低而保持电容率为低值。聚酰胺酰亚胺的电容率为4.0，但通过使用与选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种混合而成的树脂组合物，可使电容率保持为低值。并且聚酰胺酰亚胺的耐热性和耐溶剂性的特性优异，因而通过使用该树脂组合物，可发挥出防止在浸渍清漆的高温固化处理时出现裂纹的效果。
构成上述绝缘层(X1)和绝缘层(X1’)等在各层积单元中具有低电容率的绝缘层的树脂组合物的树脂成分中，更优选聚酰胺酰亚胺为10质量%～60质量%、选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺组成的组中的至少一种为90质量%～40质量%。聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜以及聚酰亚胺若过少，则电容率的降低较小；若过多，则耐溶剂性变差、进而绝缘击穿电压降低。
作为聚酰胺酰亚胺，可以使用例如Vylomax(东洋纺社制造，商品名)、Torlon(SolvayAdvancedPolymers社制造，商品名)、HI-400、HI-405、HI-406系列(日立化成工业社制造，商品名)等。并且，作为聚醚酰亚胺，可以使用例如ULTEM(GE塑料社制造，商品名)等。作为聚醚砜，可以使用例如SumikaexcelPES(住友化学社制造，商品名)、PES(三井化学社制造，商品名)、UltrasonE(BASFJapan社制造，商品名)、Veradel(SolvayAdvancedPolymers社制造，商品名)等。作为聚苯醚，可以使用例如Zylon(旭化成化学社制造，商品名)、Lupiace(MitsubishiEngineering-Plastics社制造，商品名)等。作为聚苯砜，可以使用例如RadelR(SolvayAdvancedPolymer社制造，商品名)等。作为聚酰亚胺，可以使用例如U-Varnish(宇部兴产社制造，商品名)、HCI系列(日立化成社商品名)、U-imide(Unitika社制造，商品名)、AURUM(三井化学社制造，商品名)等。
本发明中，上述绝缘层(X1)和绝缘层(X1’)等在各层积单元中具有低电容率的绝缘层中，也可以不使用上述聚酰亚胺而使用电容率低于通常的聚酰亚胺的聚酰亚胺(下文也称为低电容率聚酰亚胺或低电容率PI。)。该低电容率聚酰亚胺可以通过特定的胺成分与特定的酸成分的酰亚胺化反应而得到。此处，作为上述胺成分，可以使用2,2-双[4-[4-氨基苯氧基]苯基]丙烷、4,4’-氧二苯胺、对苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-双(4-氨基苯基)硫醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯等。并且，胺成分可以使用单一成分、或混合两种以上等，对其成分的组合没有特别限制。另一方面，作为上述酸成分，可以使用5,5’-[1-甲基-1,1-乙烷二基双(1,4-亚苯基)双氧基]双(异苯并呋喃-1,3-二酮)、均苯四酸二酐、氧双邻苯二甲酸酐、联苯-3,4,3’,4’-四羧酸二酐、二苯甲酮-3,4,3’,4’-四羧酸二酐、4,4’-(2,2-六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸酐等。酸成分可以使用单一成分、或混合两种以上等，对其成分的组合没有特别限制。
作为低电容率聚酰亚胺，优选其结构中的非极性烃部分多。
低电容率聚酰亚胺的电容率为2.8左右，低于通常聚酰亚胺的电容率3.5。
通常，低电容率聚酰亚胺的耐热性和耐溶剂性劣于通常的聚酰亚胺，因而仅由低电容率聚酰亚胺构成漆包线也显示不出优异的特性。本发明人发现，利用低电容率聚酰亚胺构成上述具有低电容率的绝缘层，另外利用耐热性和耐溶剂性优异的聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺等构成上述具有高电容率的绝缘层，将这两种绝缘层制成层积单元并在导体上层积2个以上的层积单元，由此即使构成为含有低电容率聚酰亚胺而成的绝缘层，所得到的绝缘电线也表现出较高的耐热性和耐溶剂性。
作为本发明的绝缘电线的绝缘层，在无损于本发明目的效果的范围内，可以使用含有颜料、染料等着色剂；无机或有机填料；润滑剂等各种添加剂的树脂组合物。如上所述，在导体上可以具有上述密合层(底涂层)，也可以具有作为绝缘层的最表层(外涂层)的表面润滑层或耐磨耗层。作为表面润滑层并无特别限制，例如，可以涂布液体石蜡或固体链烷烃等，或者使各种蜡、聚乙烯、氟树脂等润滑剂成膜于绝缘层的最表层。作为耐磨耗层，可以在聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂等各种树脂中填充氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝等无机填料，使所得到的填充有无机填料的树脂成膜于绝缘层的最表层。
此处，对于密合层的厚度没有特别限制，例如可为3～9μm。对于外涂层的厚度也没有特别限制，例如可为2～8μm。
参照图1对本发明绝缘电线的制造方法进行说明。例如，作为构成绝缘层21的树脂组合物使用上述的树脂组合物，在导体的四周适当地反复重涂和干燥，形成绝缘层21。其后，利用相同的方法进一步形成绝缘层22～24，从而得到所期望的绝缘电线。对于所得到的绝缘电线，将多根绝缘电线捆起，之后将它们汇集起来进行包覆，从而可制成1根绝缘电线(多芯线)。
实施例
下面基于实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限于这些。
本发明人制造表1～4中记载的构成的绝缘电线，对其性能进行评价。在直径1mm的铜导体上按表1～4中记载的重复次数交替层积表1～4中记载的电容率低的绝缘层与电容率高的绝缘层，以表1～4中记载的厚度形成绝缘层，得到实施例1～13与比较例1～4的绝缘电线。此处，在实施例1～10、实施例13以及比较例3中，使用在导体的四周形成HI-406系列(日立化成工业社制造，商品名)作为表1～4中记载的密合性聚酰胺酰亚胺层的绝缘电线。对于所得到的绝缘电线进行以下项目的评价。并且，在实施例1～10、实施例12以及比较例3中，使用形成了润滑性聚酰胺酰亚胺AIB-SL3(古河电气工业社制造，商品名)作为外涂层的绝缘电线。
在实施例1～13、比较例1～4中，作为构成绝缘层的树脂使用以下树脂，在将树脂混合而制成组合物来使用的情况下，使用表1～4所示的质量比。
(1)PEI；聚醚酰亚胺(ULTEM(GE塑料社制造，商品名))
(2)PES；聚醚砜(SumikaexcelPES(住友化学社制造，商品名))
(3)PI；聚酰亚胺(U-imide(Unitika社制造，商品名))
(4)PAI；聚酰胺酰亚胺(HI-406系列(日立化成工业社制造，商品名))
(5)PPSU；聚苯砜(RadelR(SolvayAdvancedPolymer社制造，商品名))
(6)PPE；聚苯醚(Zylon(旭化成化学社制造，商品名))
<低电容率聚酰亚胺的制备>
实施例14、15中与上述实施例1～13的绝缘电线的制备相同，但其使用如下制备的表3中记载的低电容率聚酰亚胺(低电容率PI)来制备绝缘电线。
即，向500ml的烧瓶中加入N-甲基-2-吡咯烷酮395g、2,2-双[4-[4-氨基苯氧基]苯基]丙烷47.94g(0.117mol)和5,5’-[1-甲基-1,1-乙烷二基双(1,4-亚苯基)双氧基]双(异苯并呋喃-1,3-二酮)57.06g(0.117mol)，在室温、氮气气氛下搅拌12小时进行反应，得到低电容率聚酰亚胺。
将如上制作的低电容率聚酰亚胺用于在上述具有低电容率的绝缘层(X1)和(X1’)等的形成中所使用的清漆中，通过对其进行烧结(涂布、干燥)来得到实施例14和15的绝缘电线。
[电容率]
对于电容率，测定漆包线的静电容量，将由静电容量和绝缘层的厚度得到的电容率作为测定值。在静电容量的测定中，使用LCRHITESTER(日置电机株式会社制造，型号3532-50)。测定温度为25℃、测定频率为50Hz。电容率为3.9以下为合格。
[绝缘击穿电压]
利用双绞线法对绝缘击穿电压进行测定。绝缘击穿电压为9.0kV以上为合格。
(双绞线法)
将2根绝缘电线捻合，对各导体间施加正弦波50Hz的交流电压，在连续升压的同时对绝缘击穿的电压(有效值)进行测定。测定温度为25℃。
[耐溶剂性]
将长度50cm的绝缘电线卷缠在直径50mm的棒上，在室温下，将其于甲酚中浸渍1小时，其后取出，对绝缘电线的表面进行观察。根据其状态，将未有裂纹产生的情况作为合格，合格的情况在表1～4中表示为○；不合格的情况在表1～4中表示为×。
将实施例1～15和比较例1～4中得到的绝缘电线的评价结果示于表1～4。
表1
表2
表3
表4
由表1～4可知，实施例1～15的绝缘电线在电容率、绝缘击穿电压和耐溶剂性方面显示出了优异的结果。另一方面，仅由聚醚酰亚胺层构成的绝缘电线的电容率低，但耐电压(绝缘击穿电压)与耐溶剂性不合格(比较例1)。并且，仅由聚酰胺酰亚胺层构成的绝缘电线的耐电压(绝缘击穿电压)高，但电容率高，因而不合格(比较例2)。进一步地，如比较例3所示，即使使用聚醚酰亚胺作为电容率低的层、使用聚酰亚胺作为电容率高的层，但层积单元仅为1个时，尽管电容率为合格水平，但绝缘击穿电压仍不合格。另外，比较例4为模拟上述专利文献3(日本特开2001-155551号公报)记载的实施例12的试验例，如表4所示，即使使用聚酰亚胺的清漆作为电容率低的层、使用由聚醚酰亚胺与聚酰胺酰亚胺构成的清漆作为电容率高的层，但层积单元仅为1个时，尽管电容率为合格水平，但耐溶剂性仍很差，并且绝缘击穿电压也不合格。
将本发明与其实施方式一同进行了说明，但发明人认为，只要未特别限定，则在说明的任一细微处均不是对本申请发明进行限定，应在不违反所附权利要求中所示的发明精神和范围的情况下做出宽泛的解释。
本申请主张基于2010年10月1日在日本提出专利申请的日本特愿2010-224337的优先权，以参照的方式将其内容作为本说明书记载的一部分并入到本说明书中。
符号说明
1导体
2绝缘层
11密合层
21第一绝缘层(X1)
22电容率高于第一绝缘层(X1)的绝缘层(X2)
23第一绝缘层(X1’)
24电容率高于第一绝缘层(X1’)的绝缘层(X2’)
31第一绝缘层(Y1’)
32电容率高于第一绝缘层(Y1’)的绝缘层(Y2’)
33、35、37电容率低的绝缘层
34、36、38电容率高的绝缘层
41外涂层

Claims (19)

1.一种用于电气设备的绝缘电线，其特征在于，该绝缘电线是在导体上直接或间接具有3～30个层积单元的绝缘电线，所述层积单元是从导体侧顺序层积第一绝缘层与电容率高于所述第一绝缘层的第二绝缘层而形成的，所述3～30个层积单元的总膜厚为20μm～30μm，所述绝缘电线的绝缘击穿电压利用双绞线法测定为9.0kV以上。
2.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，某一层积单元中的第二绝缘层的电容率高于位于该层积单元的外层侧的位置的其它层积单元中的第一绝缘层的电容率。
3.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，在所述绝缘层内彼此相接的2个层的电容率之差的绝对值为0.2以上。
4.如权利要求2所述的绝缘电线，其特征在于，在所述绝缘层内彼此相接的2个层的电容率之差的绝对值为0.2以上。
5.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种。
6.如权利要求2所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种。
7.如权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种。
8.如权利要求4所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种。
9.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种，所述树脂组合物还含有聚酰胺酰亚胺。
10.如权利要求2所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种，所述树脂组合物还含有聚酰胺酰亚胺。
11.如权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种，所述树脂组合物还含有聚酰胺酰亚胺。
12.如权利要求4所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种，所述树脂组合物还含有聚酰胺酰亚胺。
13.如权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由含有低电容率聚酰亚胺的树脂组合物构成。
14.如权利要求2所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由含有低电容率聚酰亚胺的树脂组合物构成。
15.如权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由含有低电容率聚酰亚胺的树脂组合物构成。
16.如权利要求4所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第一绝缘层分别由含有低电容率聚酰亚胺的树脂组合物构成。
17.如权利要求5～16的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第二绝缘层分别由含有聚酰胺酰亚胺的树脂组合物构成。
18.如权利要求5～16的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第二绝缘层分别由树脂组合物构成，该树脂组合物含有聚酰胺酰亚胺，所述树脂组合物还含有选自由聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜和聚酰亚胺组成的组中的至少一种。
19.如权利要求13～16的任一项所述的绝缘电线，其特征在于，在各层积单元中，第二绝缘层分别由含有聚酰胺酰亚胺或聚酰亚胺的树脂组合物构成。
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