CN108292543A - 自热粘性绝缘电线、线圈和电气/电子设备 - Google Patents

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layer
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斋藤豪
福田秀雄
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Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Magnet Wire Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Magnet Wire Co Ltd
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Abstract

一种自热粘性绝缘电线、由该绝缘电线构成的线圈、以及电气/电子设备，该自热粘性绝缘电线在截面为矩形的导体的外周具有热塑性树脂层，在该热塑性树脂层的外周具有热固性的热粘层，其中，上述热粘层由包含含环氧基的苯氧基树脂(a1)、软化点为50℃以上250℃以下的环氧树脂(a2)和咪唑系固化剂的固化性树脂组合物构成，在上述固化性树脂组合物中，上述树脂(a1)与上述树脂(a2)的含量之比满足(a1)：(a2)＝71：29～95：5(质量比)，并且，相对于上述树脂(a1)与上述树脂(a2)的总含量100质量份，上述咪唑系固化剂的含量小于2质量份，上述固化性树脂组合物的固化后的在85℃的储能模量为100MPa～2500MPa。

Description

自热粘性绝缘电线、线圈和电气/电子设备
技术领域
本发明涉及绝缘电线、线圈和电气/电子设备。
背景技术
在变频器相关设备、例如高速开关元件、变频器马达、变压器等电气/电子设备用线圈中，作为磁线，使用了由所谓的漆包线构成的绝缘电线(绝缘线)；具有多层被覆层的绝缘电线，该多层被覆层包含由漆包树脂构成的层、和由与漆包树脂为不同种类树脂构成的被覆层；等等。
为了在电气/电子设备用线圈中将绝缘电线(绕线)固定化、或提高绝缘性，进行了下述操作：使配置于定子铁心的线圈浸渗清漆，接下来使清漆干燥、固化。另外，还已知不使用清漆而将绕线固定化的技术。例如专利文献1中记载了一种自热粘性漆包线，其在漆包线的上层设置有热粘层，该热粘层是由在熔点为170℃以上的共聚聚酰胺树脂中添加了抗氧化剂的涂料构成的。另外，专利文献2中记载了一种在导体上直接或隔着其它绝缘物而设置有热粘层的自热粘性漆包线，并且记载了利用特定结构的含磺基的多羟基聚醚树脂和芳香族无水物来形成该热粘层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-358836号公报
专利文献2：日本特开平11-297124号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，对于绝缘电线要求具有更高的耐热性。在小型化或高性能化的旋转电机等中，由于其高效化而将使用电压设定得较高，与之相伴，放热量也增大。另外，在小型化的旋转电机等中，还难以确保充分的散热性。因此，对于在旋转电机等中使用的绝缘电线来说，要求即便暴露于例如200℃以上的高温下也能稳定地维持绕线的固定状态(粘着状态)、能够持续地表现出初期性能的特性。但是，上述专利文献1和2中记载的自热粘性漆包线若暴露于高温的热环境下，则粘着的热粘层的粘着状态容易松动，例如在200℃以上的高温环境下难以稳定地维持绕线的粘着状态。
另外，旋转电机等在其使用环境下暴露于油中，因此要求即便暴露于油中也能稳定地维持绕线的粘着状态。
另外，在小型化或高性能化的电气/电子设备(也简称为电气设备)中，其使用方法多为将对绝缘电线进行加工(例如绕线加工(线圈加工))而成的绕线(线圈)塞入非常窄的部分而进行使用。例如，在旋转电机或变压器等电气设备中，即便说根据在定子铁心的槽中可放入几个线圈来决定其性能也不过分。这些电气设备中使用的绝缘电线被复杂地、并且以小的弯曲半径进行弯曲加工。因此，要求树脂被覆层具有高度的耐折性。
本发明的课题在于提供一种绝缘电线、使用了该绝缘电线的线圈、使用了该线圈的电气/电子设备，上述绝缘电线具有热粘层作为最外被覆层，被覆层难以因弯曲加工而产生龟裂，耐折性优异，并且粘着后的热粘层即便暴露于高温环境下也能稳定地维持牢固的粘着状态，进而即便浸渍于油中也能稳定地保持粘着状态。
用于解决课题的方案
本发明人发现，下述绝缘电线即便折弯也难以产生龟裂，耐折性优异；进行热固化而粘着的热粘层即便暴露于高温环境下也能稳定地维持粘着状态；进而即便浸渍于油中也能稳定地维持上述粘着状态，该绝缘电线在截面为矩形的导体上设置了热塑性树脂层，在该热塑性树脂层的外周进一步设置了热固性的热粘层，该热固性的热粘层是以特定比例包含含环氧基的苯氧基树脂和特定的环氧树脂、并且包含咪唑系固化剂而成的。本发明是基于这些技术思想而完成的。
即，本发明的上述课题可通过以下方案来解决。
[1]
一种自热粘性绝缘电线，该自热粘性绝缘电线在截面为矩形的导体的外周具有热塑性树脂层，在该热塑性树脂层的外周具有热固性的热粘层，其中，
上述热粘层由包含含环氧基的苯氧基树脂(a1)、软化点为50℃以上250℃以下的环氧树脂(a2)和咪唑系固化剂的固化性树脂组合物构成，
在上述固化性树脂组合物中，上述树脂(a1)与上述树脂(a2)的含量之比满足(a1)：(a2)＝71：29～95：5(质量比)，并且，相对于上述树脂(a1)与上述树脂(a2)的总含量100质量份，上述咪唑系固化剂的含量小于2质量份，
上述固化性树脂组合物的固化后的在85℃的储能模量为100MPa～2500MPa。
[2]
一种自热粘性绝缘电线，该自热粘性绝缘电线在截面为矩形的导体的外周具有热塑性树脂层，在该热塑性树脂层的外周具有热固性的热粘层，其中，
上述热粘层由包含含环氧基的苯氧基树脂(a1)、软化点为50℃以上250℃以下的环氧树脂(a2)和咪唑系固化剂的固化性树脂组合物构成，
在上述固化性树脂组合物中，上述树脂(a1)与上述树脂(a2)的含量之比满足(a1)：(a2)＝71：29～95：5(质量比)，并且，相对于上述树脂(a1)与上述树脂(a2)的总含量100质量份，上述咪唑系固化剂的含量小于2质量份，
上述固化性树脂组合物的固化后的在130℃的储能模量为100MPa～2500MPa。
[3]
如[1]或[2]所述的自热粘性绝缘电线，其中，上述树脂(a1)在分子内具有2个以上的环氧基。
[4]
如[1]～[3]中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，上述树脂(a1)的重均分子量为10,000～100,000。
[5]
如[1]～[4]中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，上述树脂(a1)的环氧当量为3000g/eq～20000g/eq，上述树脂(a2)的环氧当量为150g/eq～2500g/eq。
[6]
如[1]～[5]中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，上述热粘层的厚度为2μm～100μm。
[7]
如[1]～[6]中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，构成上述热塑性树脂层的热塑性树脂的熔点为250℃以上。
[8]
如[1]～[7]中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，上述热塑性树脂层为由选自聚苯硫醚、聚醚醚酮、改性聚醚醚酮和热塑性聚酰亚胺中的一种或两种以上的热塑性树脂构成的层。
[9]
一种线圈，其由[1]～[8]中任一项所述的自热粘性绝缘电线构成。
[10]
一种电气/电子设备，其具有[9]所述的线圈。
本发明中，使用“～”表示的数值范围是指包含在其前后记载的数值作为下限值和上限值的范围。
发明的效果
本发明的自热粘性绝缘电线具有热固性的热粘层作为最外被覆层，即便折弯树脂被覆层也难以产生龟裂，耐折性优异。另外，对于通过热固化而与对象物粘着的热粘层来说，即便暴露于高温环境下或浸渍于油中，也能稳定地维持其粘着状态。另外，本发明的线圈、使用了该线圈的电气/电子设备即便在高温环境下也能稳定地维持绕线的牢固的粘着状态，即便在苛刻环境下使用也能持续地表现出优异的性能。
本发明的上述和其它特征及优点可适当参照附图由下述记载内容进一步明确。
附图说明
图1是示出本发明的绝缘电线的优选方式的示意性截面图。
图2是示出本发明的绝缘电线的另一优选方式的示意性截面图。
图3是示出本发明的绝缘电线的又一优选方式的示意性截面图。
图4是示出在本发明的电气/电子设备中使用的定子的优选方式的示意性立体图。
图5是示出在本发明的电气/电子设备中使用的定子的优选方式的示意性分解立体图。
具体实施方式
[自热粘性绝缘电线]
本发明的自热粘性绝缘电线(以下也称为“本发明的绝缘电线”)在截面为矩形的导体的外周具有由热塑性树脂构成的层(称为热塑性树脂层)，在该热塑性树脂层的外周具有热固性的热粘层。上述热塑性树脂层可以直接设置于上述导体的外周，也可以隔着绝缘层进行设置(即，在导体与热塑性树脂层之间可以具有绝缘层)。另外，上述热粘层可以直接设置于上述热塑性树脂层的外周，也可以隔着由热固性树脂构成的层(称为热固性树脂层)进行设置(即，在热塑性树脂层与热粘层的层间可以具有热固性树脂层)。关于构成本发明的绝缘电线的导体、各树脂被覆层的组成，如后所述。
本发明中，称为“由树脂(树脂Z)构成的层”的情况下，以包括仅由树脂Z形成的层、和由树脂Z与其它成分(例如，树脂Z以外的树脂或添加剂)形成的层这两种形态的含义使用。此处，只要无损本发明的效果，则由树脂Z构成的层中的上述“其它成分”的含量没有特别限定，通常大于0质量％且为5质量％以下。
下面，参照附图对本发明的绝缘电线的优选实施方式进行说明，但除本发明中的规定的事项外，本发明并不限定于下述实施方式。另外，各附图所示的方式为用于容易地理解本发明的示意图，关于各构件的尺寸、厚度或相对大小关系，为了便于说明而有时会改变大小，并非直接显示实际的关系。另外，除本发明中规定的事项外，并不限定于这些附图所示的外形、形状。
在图1中示出截面图的本发明的优选的绝缘电线1具有导体11、和形成于导体11的外周面的树脂被覆层14。
导体11的截面形状为矩形(扁平形状)。本发明中，截面为矩形的导体包含截面为长方形的导体和截面为正方形的导体。
树脂被覆层14为两层结构，其由与导体11的外周面接触的作为最内侧的树脂层的热塑性树脂层12、和与热塑性树脂层12的外周面接触的热粘层13构成。树脂被覆层14的总厚优选设定为40μm～250μm。
本说明书中，树脂被覆层或构成树脂被覆层的各树脂层的厚度为如下算出的值：将电线相对于其长度轴向垂直地切断，利用显微镜对所得到的截面进行观察，对于随机选择的16点测定从与测定对象的树脂层相邻的内侧的层(测定对象的树脂层与导体接触的情况下，为导体)的外周至测定对象的树脂层的外周的最短距离，计算出其平均值作为上述厚度。
在图2中示出截面图的本发明的优选的绝缘电线2除了在导体21与热塑性树脂层23之间具有绝缘层22以外，为与绝缘电线1相同的构成。即，绝缘电线2具有导体21和形成于导体21的外周面的树脂被覆层25。该树脂被覆层25为三层结构，其由与导体11的外周面接触的作为最内侧的树脂层的绝缘层22、与绝缘层22的外周面接触的热塑性树脂层23、和与热塑性树脂层23的外周面接触的热粘层24构成。树脂被覆层25的总厚优选设定为50μm～300μm。
在图3中示出截面图的本发明的优选的绝缘电线3除了在热塑性树脂层32与热粘层34之间具有热固性树脂层33以外，为与绝缘电线1相同的构成。即，绝缘电线3具有导体31和形成于导体31的外周面的树脂被覆层35。该树脂被覆层35为三层结构，其由与导体11的外周面接触的作为最内侧的树脂层的热塑性树脂层32、与热塑性树脂层32的外周面接触的热固性树脂层33、和与热固性树脂层33的外周面接触的热粘层34构成。树脂被覆层35的总厚优选设定为50μm～300μm。
另外，在绝缘电线3的方式中，在导体31与热塑性树脂层32之间具有上述绝缘层(图3中未图示)的方式也可以优选用作本发明的绝缘电线。
<导体>
作为本发明中使用的导体，可以使用以往在绝缘电线中所使用的导体，可以举出铜线、铝线等金属导体。优选含氧量为30ppm以下的低氧铜，进一步优选含氧量为20ppm以下的低氧铜或无氧铜的导体。若含氧量为30ppm以下，则在为了焊接导体而利用热使其熔融时，在焊接部分不会产生因所含氧引起的空隙，可以防止焊接部分的电阻变差，并且可以保持焊接部分的强度。
本发明中使用的导体的截面形状为矩形(扁平形状)。与圆形的导体相比，扁平形状的导体在绕线时能够提高相对于定子铁心的槽的占空系数。
从抑制由角部的局部放电的方面考虑，扁平形状的导体优选如图1～图3所示那样为在4角设置有倒角(曲率半径r)的形状。曲率半径r优选为0.6mm以下、更优选为0.2mm～0.4mm。
对导体的大小没有特别限定，在扁平导体的情况下，矩形的截面形状中宽度(长边)优选为1mm～5mm、更优选为1.4mm～4.0mm，厚度(短边)优选为0.4mm～3.0mm、更优选为0.5mm～2.5mm。宽度(长边)与厚度(短边)的长度的比例(厚度：宽度)优选为1：1～1：4。另一方面，在截面形状为圆形的导体的情况下，直径优选为0.3mm～3.0mm、优选为0.4mm～2.7mm。
<热塑性树脂层12、23、32>
作为构成热塑性树脂层12、23、32的树脂，例如可以举出聚酰胺(也称为尼龙)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、间规聚苯乙烯树脂(SPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、超高分子量聚乙烯等通用工程塑料；以及聚砜(PSF)、聚苯硫醚、聚醚酮(PEK)、聚芳基醚酮(PAEK)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚醚醚酮(PEEK)、改性PEEK、聚醚酮酮(PEKK)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性聚酰亚胺(TPI)、热塑性聚酰胺酰亚胺、液晶聚酯等超级工程塑料；以及将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为基础树脂的聚合物合金、ABS/聚碳酸酯、尼龙6,6、芳香族聚酰胺、聚苯醚/尼龙6,6、聚苯醚/聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯等包含上述工程塑料的聚合物合金。
其中，优选结晶性的热塑性树脂。作为结晶性的热塑性树脂，在上述热塑性树脂中，例如可以举出聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、超高分子量聚乙烯等通用工程塑料、间规聚苯乙烯树脂、聚苯硫醚、聚醚酮、PEEK、改性PEEK、聚芳基醚酮、聚醚酮酮、热塑性聚酰亚胺等。
此外，优选使用高耐热性(250℃以上的高熔点)的热塑性树脂，从该观点出发，优选使用间规聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚芳基醚酮、PEEK、改性PEEK、聚醚酮酮、聚酰胺(特别是尼龙6,6)、聚醚酮、热塑性聚酰亚胺，更优选使用选自聚苯硫醚、PEEK、改性PEEK和热塑性聚酰亚胺中的树脂。
热塑性树脂可以单独使用一种，另外也可以合用两种以上。
对热塑性树脂层12、23、32的厚度没有特别限定，例如优选为30μm～200μm、更优选为50μm～150μm。
<热粘层13、24、34>
热粘层13、24、34为热固性的层。通过将热粘层加热而固化，能够使与热粘层接触的对象物和热粘层发生粘着，结果能够将绝缘电线固定在该对象物上。热粘层13、24、34由固化性树脂组合物构成，该固化性树脂组合物以特定比例组合包含含环氧基的苯氧基树脂与具有特定软化点的环氧树脂，并进一步包含咪唑系固化剂。通过该构成，在使热粘层粘着后，即便将该粘着状态暴露于高温环境下或浸渍于油中，也能稳定地维持粘着力。对构成热粘层13、24、34的树脂进行说明。
-含环氧基的苯氧基树脂(a1)-
含环氧基的苯氧基树脂(a1)(下文中也简称为“树脂(a1)”)是指使双酚化合物与环氧氯丙烷反应而得到的树脂。树脂(a1)在分子内具有环氧基(优选在分子内具有2个以上的环氧基)，具有通过利用该环氧基形成交联结构而固化的特性。
树脂(a1)的重均分子量(Mw)优选为10,000～100,000、更优选为30,000～80,000。重均分子量可以使用GPC(凝胶过滤色谱)进行测定。
树脂(a1)的环氧当量(包含1克当量环氧基的树脂的克数)优选为3000～20000g/当量(eq)、更优选为3000～16000g/当量(eq)。通过使环氧当量为上述优选范围内，可适度抑制粘度，作业性进一步提高，而且固化后的耐热性也能够进一步提高。
上述树脂(a1)的玻璃化转变温度(Tg)优选为120℃～250℃、更优选为130℃～180℃。玻璃化转变温度利用后述[实施例]中记载的方法进行测定。
具有上述特性的树脂(a1)可以利用常规方法进行制备，也可以使用市售品。作为可用作树脂(a1)的市售品，例如可以举出YX7200B35(商品名、三菱化学公司制造)、YX6954BH30(商品名、三菱化学公司制造)、Phenotohto YP-50S(商品名、新日铁住金化学公司制造)、Phenotohto YP-70(商品名、新日铁住金化学公司制造)。
上述热粘层中存在的树脂(a1)可以为一种，也可以为两种以上。
-环氧树脂(a2)-
除了上述树脂(a1)以外，热粘层13、24、34还含有软化点为50℃以上250℃以下(即常温(25℃)下为固体)的环氧树脂(a2)(下文中也简称为树脂(a2))。树脂(a1)与树脂(a2)是相互不同的树脂。树脂(a2)的软化点优选为50℃～150℃、更优选为60℃～120℃。软化点利用后述[实施例]中记载的方法进行测定。
树脂(a2)的环氧当量优选为150～2500g/当量(eq)、更优选为400～2000g/当量(eq)。
树脂(a2)只要具有上述软化点就没有特别限定，例如可以举出双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、氢化双酚F型、联苯型、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型、三苯酚甲烷型、四苯酚甲烷型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、脂环式的各环氧树脂。其中优选甲酚酚醛清漆型、双酚A型。
另外，树脂(a2)的重均分子量优选为300～6000。
具有上述特性的树脂(a2)可以利用常规方法进行制备，也可以使用市售品。作为可用作树脂(a2)的市售品，例如可以举出1001(商品名、三菱化学公司制造)、ECN1299(商品名、Ciba-Geigy公司制造)、1002(商品名、三菱化学公司制造)、1003(商品名、三菱化学公司制造)、1004(商品名、三菱化学公司制造)、1007(商品名、三菱化学公司制造)。
上述热粘层中存在的树脂(a2)可以为一种，也可以为两种以上。
上述热粘层中(即，构成上述热粘层的上述固化性树脂组合物中)，树脂(a1)与树脂(a2)的含量之比(质量比)满足(a1)：(a2)＝71：29～95：5，优选满足(a1)：(a2)＝73：27～95：5。若树脂(a1)的含量多于或少于上述规定，则难以得到所期望的粘着力。
上述热粘层中，树脂(a1)与树脂(a2)的含量的合计优选为80质量％以上、更优选为90质量％以上、更优选为95质量％～99.5质量％、进一步优选为97质量％～99.2质量％。
接着，对热粘层13、24、34中使用的咪唑系固化剂进行说明。需要说明的是，本发明中，咪唑系固化剂是指在分子结构中具有咪唑环的固化剂。
作为本发明中使用的咪唑系固化剂，例如可以举出2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑。
关于上述热粘层中存在的本发明中使用的咪唑系固化剂的含量，相对于上述热粘层中的树脂(a1)与树脂(a2)的总含量100质量份，小于2质量份、更优选为0.5质量份～1.5质量份。在热粘层中，通过使本发明中使用的咪唑系固化剂为上述含量，即便暴露于高温环境下或浸渍于油中，也能稳定地维持所粘着的热粘层的牢固的粘着状态。若咪唑系固化剂的含量过少，则热粘层的固化有可能不充分；另一方面，若咪唑系固化剂的含量过多，则粘着力、耐油性有变差的倾向。
上述热粘层(即，构成上述热粘层的固化性树脂组合物)的放热峰温度优选为120℃以上、优选为130℃～180℃。通过使热粘层的放热峰温度为上述温度，能够大幅提高绝缘电线的耐折性。如后述[实施例]中所记载的那样，将构成热粘层的固化性树脂组合物作为试样而取得DSC图，从而可以决定放热峰温度。
另外，在本发明的一个实施方式中，对于构成上述热粘层的固化性树脂组合物来说，固化后的(即，固化物的)在85℃的储能模量为100MPa～2500MPa、优选为100MPa～2000MPa、更优选为100MPa～1800MPa、进一步优选为100MPa～1500MPa、进一步优选为100MPa～1200MPa、特别优选为100MPa～1000MPa。另外，在本发明的一个实施方式中，可以使上述在85℃的储能模量为100MPa～700MPa，也可以为100MPa～500MPa，还可以为100MPa～400MPa。
另外，在本发明的另一实施方式中，对于构成上述热粘层的固化性树脂组合物来说，固化后的(即，固化物的)在130℃的储能模量为100MPa～2500MPa、优选为120MPa～2000MPa、更优选为120MPa～1000MPa、进一步优选为150MPa～500MPa。
进一步优选的是，在本发明的绝缘电线中，对于构成上述热粘层的固化性树脂组合物来说，固化后的(即，固化物的)在85℃的储能模量为100MPa～1500MPa(优选为100MPa～1000MPa，另外可以为100MPa～700MPa，也可以为100MPa～500MPa，还可以为100MPa～400MPa)，并且，使该组合物固化后的(即，固化物的)在130℃的储能模量优选为100MPa～1000MPa(优选为120MPa～1000MPa、更优选为150MPa～500MPa)。
构成热粘层的固化性树脂组合物的在85℃的储能模量和在130℃的储能模量可以通过后述[实施例]中记载的方法进行测定。
对热粘层13、24、34的厚度没有特别限定，从兼顾充分的粘着力和线圈的高密度化(占空系数)的方面考虑，优选为2μm～100μm、更优选为5μm～50μm。
<绝缘层22>
本发明的绝缘电线可以在导体与热塑性树脂层之间具有绝缘层。
绝缘层22由热固性树脂形成，优选为所谓的漆包(树脂)层。
作为绝缘层22中使用的热固性树脂，没有特别限定，例如可以举出聚酰亚胺(PI)、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酯(PEst)、聚苯并咪唑、聚酯酰亚胺(PEsI)、三聚氰胺树脂、环氧树脂等。其中，优选为选自由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯和聚酯酰亚胺组成的组中的至少一种，更优选为选自由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酯组成的组中的至少一种。
在绝缘层22中可以单独使用一种热固性树脂，也可以合用两种以上。
对可构成绝缘层的聚酰亚胺没有特别限定，可以使用全芳香族聚酰亚胺和热固性芳香族聚酰亚胺等通常的聚酰亚胺。另外，可以使用通过下述方式所得到的聚酰亚胺：使用通过常规方法使芳香族四羧酸二酐与芳香族二胺化合物在极性溶剂中进行反应而得到的聚酰胺酸溶液，通过烘烤时的加热处理而使其酰亚胺化，由此得到聚酰亚胺。
与其它树脂相比，可构成绝缘层的聚酰胺酰亚胺的导热系数低，绝缘击穿电压高，能够进行烘烤固化。对聚酰胺酰亚胺没有特别限定，可以举出通过下述方式所得到的聚酰胺酰亚胺：通过常规方法，在例如极性溶剂中使三羧酸酐与二异氰酸酯化合物直接反应而得到的聚酰胺酰亚胺；或者，在极性溶剂中先使三羧酸酐与二胺化合物进行反应而率先导入酰亚胺键，接着利用二异氰酸酯化合物进行酰胺化而得到的聚酰胺酰亚胺。
可构成绝缘层的聚酯只要是在分子内具有酯键的聚合物且为热固性即可，优选为H级聚酯(HPE)。作为这样的H级聚酯，例如可以举出芳香族聚酯中的通过添加酚醛树脂等而使树脂改性而成的聚酯，是耐热级别为H级的聚酯。
另外，可构成绝缘层的聚酯酰亚胺只要是在分子内具有酯键与酰亚胺键的聚合物且为热固性即可，没有特别限定。例如可以使用通过由三羧酸酐与胺化合物形成酰亚胺键，由醇与羧酸或其烷基酯形成酯键，然后使酰亚胺键的游离酸基或酸酐基加入至酯形成反应而得到的聚酯酰亚胺。这种聚酯酰亚胺例如也可以使用通过公知的方法使三羧酸酐、二羧酸化合物或其烷基酯、醇化合物及二胺化合物进行反应而得到的聚酯酰亚胺。
对绝缘层22的厚度没有特别限定，通常为20μm～120μm、更优选为40μm～100μm。
绝缘层22通过在导体21的表面通常进行烘烤涂布而形成。具体而言，优选将含有热固性树脂的清漆烘烤涂布到导体21的表面，从而形成。
作为绝缘层22中使用的热固性树脂，可以使用市售品。例如，作为聚酰亚胺，可以举出U IMIDE(商品名、Unitika公司制造)、U-VARNISH(商品名、宇部兴产公司制造)等。作为聚酰胺酰亚胺，可以举出HI406或HCI系列(均为商品名、日立化成公司制造)等。作为H级聚酯，可以举出Isonel 200(商品名、美国Schenectady International公司制造)等。作为聚酯酰亚胺，可以举出Neoheat 8600A(商品名、东特涂料公司制造)等。
<热固性树脂层33>
本发明的绝缘电线可以在热塑性树脂层与热粘层之间具有热固性树脂层。
作为构成热固性树脂层33的树脂，可以使用作为构成上述绝缘层22的树脂所说明的树脂。优选的树脂的方式也相同。
对热固性树脂层33的厚度没有特别限定，通常为20μm～120μm、更优选为40μm～100μm。
[绝缘电线的制造方法]
本发明的绝缘电线通过在导体的外周面形成至少包含热塑性树脂层和热粘层的树脂被覆层来制造。
更详细而言，在导体11、21、31的外周面依次或同时形成热塑性树脂层12、23、32和热粘层13、24、34，由此可以进行制造。另外，根据希望，可以引入上述的绝缘层22、热固性树脂层33的形成工序。各层的形成可以为从接近导体外周面一侧依次形成的方式，也可以将一部分或全部层同时形成。另外，在形成各层时也可以采用下述方法：制备包含树脂的清漆，使用该清漆形成层后进行干燥。
另外，还优选的是，将除热粘层外的各层依次烘烤涂布到导体外周面后，形成热粘层作为最外层。由于热粘层是由热固性的组合物(包含含环氧基的苯氧基树脂、软化点50℃以上的环氧树脂和咪唑系固化剂的组合物)形成的层，因而通常不进行通过烘烤来形成热粘层。
在烘烤形成树脂层的情况下，制备包含构成目标树脂层的树脂的清漆，涂布该清漆并烘烤，由此可以形成。涂布清漆的方法可以没有特别限定地应用现有的方法。例如可以举出：使用与导体的截面形状为相似形状的清漆涂布用模具的方法；在导体的截面形状为矩形的情况下，使用形成为井字状的被称为“通用模具(universal dies)”的模具的方法。
清漆涂布后的烘烤可以利用常规方法进行，例如可以在烘烤炉中进行烘烤。此时的具体的烘烤条件取决于所使用的炉的形状等，而不能一概地决定，若为约8m的自然对流式的立式炉，例如可以举出在炉内温度400℃～650℃下使通过时间为10秒～90秒的条件。
上述清漆可以在不影响各层的特性的范围内含有各种添加剂。作为各种添加剂，没有特别限定，例如可以举出气泡化成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、紫外线抑制剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、增容剂、润滑剂、增强剂、阻燃剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、增稠剂、减粘剂或弹性体等。
为了使热塑性树脂或热固性树脂清漆化，清漆优选含有有机溶剂等。作为该有机溶剂，例如可以举出：N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等酰胺系溶剂；N,N-二甲基乙烯脲、N,N-二甲基丙烯脲、四甲基脲等脲系溶剂；γ-丁内酯、γ-己内酯等内酯系溶剂；碳酸亚丙酯等碳酸酯系溶剂；甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂；乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丁基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯等酯系溶剂；二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等甘醇二甲醚系溶剂；甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂；甲酚、苯酚、卤化苯酚等酚系溶剂；环丁砜等砜系溶剂；二甲基亚砜(DMSO)等。
有机溶剂等可以单独仅使用一种，也可以合用两种以上。
[线圈和电气/电子设备]
本发明的绝缘电线可以作为线圈用于各种电气/电子设备等需要电气特性(耐电压性)、耐热性的领域中。例如，本发明的绝缘电线被用于马达或变压器等中，可以构成高性能的电气/电子设备。特别适合用作HV(混合动力汽车)、EV(电动汽车)的驱动马达用的绕线。这样，根据本发明，可以提供将本发明的绝缘电线作为线圈使用的电气/电子设备、特别是HV和EV的驱动马达。
本发明的线圈只要具有适合于各种电气/电子设备的形态即可，可以举出：对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈；对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈；等等。
作为对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈，没有特别限定，可以举出将长的绝缘电线卷绕成螺旋状而成的线圈。在这样的线圈中，对绝缘电线的绕线数等没有特别限定。通常，在卷绕绝缘电线时使用铁心等。
作为对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈，可以举出在旋转电机等的定子中所用的线圈。这样线圈例如可以举出如下制作的线圈43：如图5所示，将本发明的绝缘电线切断成特定的长度并以U字形状等进行弯曲加工，制作出多个电线段44，将各电线段44的U字形状等的两个开放端部(末端)44a相互不同地连接，制作出线圈43(参照图4)。通过将线圈43加热到热粘层的固化开始温度以上的温度，能够将相邻的热粘层彼此、或者热粘层与槽42粘着，线圈被固定化。
作为使用该线圈而成的电气/电子设备，没有特别限定。作为这样的电气/电子设备的一个优选方式，例如可以举出具备图4所示的定子40的旋转电机(特别是HV和EV的驱动马达)。该旋转电机除了具备定子40以外，可以为与现有的旋转电机同样的构成。
定子40除了电线段44由本发明的绝缘电线形成以外，可以为与现有的定子同样的构成。即，定子40具有定子铁心41和线圈43，其中，例如如图3所示由本发明的绝缘电线构成的电线段44被组装到定子铁心41的槽42中，开放端部44a被电连接，由此形成线圈43。该线圈43成为了相邻的热粘层彼此、或者热粘层与槽42被粘着而固定化的状态。此处，电线段44可以以一根的形式组装到槽42中，但优选如图4所示以两根一组的形式组装。该定子40中，线圈43被收纳于定子铁心41的槽42中，该线圈43是将如上所述进行了弯曲加工的电线段44的两个末端即开放端部44a相互不同地连接而成的。此时，可以在连接电线段44的开放端部44a后收纳于槽42中，另外，也可以在将绝缘段44收纳于槽42中后，对电线段44的开放端部44a进行折弯加工并连接。
若使用截面形状为矩形的导体作为本发明的绝缘电线，例如能够提高导体的截面积相对于定子铁心的槽截面积的比例(占空系数)，能够提高电气/电子设备的特性。
下面，基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限定于这些实施例。
实施例
[实验例]
<制造例>
制造图1所示的结构的绝缘电线。
-导体11-
作为导体11，使用截面扁平(长边3.2mm×短边2.4mm，四角的倒角的曲率半径r＝0.3mm)的扁平导体(含氧量15ppm的铜)。
-热塑性树脂层12-
挤出机的螺杆使用了30mm全程螺杆，L/D＝20、压缩比为3。材料使用聚醚醚酮(PEEK)(Solvay Specialty Polymers制造、商品名：KetaSpire KT-820、相对介电常数3.1、熔点250℃以上)，挤出温度条件如下设定。
(挤出温度条件)
C1：300℃
C2：380℃
C3：380℃
H：390℃
D：400℃
C1、C2、C3表示挤出机内的机筒温度，分别表示从树脂投入侧起依次为C1、C2、C3的3个区域的温度。H表示头部的温度，D表示模具部的温度。使用挤出模进行了PEEK的挤出被覆后，间隔10秒的时间进行水冷，由此在导体的外侧形成厚度为80μm的热塑性树脂层12。
如此制备出在导体11的外周具有热塑性树脂层(厚度80μm)的结构的预备电线(长度500mm)。
-热粘层13-
按照下述表1所示的配比，将各树脂和固化剂溶解于甲基乙基酮(MEK)中，制备树脂和固化剂的总含量为20质量％浓度的热粘层形成用溶液。将上述制备的预备电线切断成长度300mm后，浸渍于热粘层形成用溶液中(25℃、10秒)，在预备电线的外周涂布热粘层形成用溶液。将涂布有该热粘层形成用溶液的预备电线在120℃进行5分钟的加热处理，使MEK挥发，制作在热塑性树脂层12表面具有热固性的热粘层13(最外层、厚度30μm)的自热粘性绝缘电线。
<测定、评价>
-使形成热粘层13的固化性树脂组合物固化后的固化物的在85℃的储能模量、和在130℃的储能模量的测定-
将上述热粘层形成用溶液以膜形状涂布到玻璃板的平坦表面上，使MEK挥发，得到膜(构成热粘层的固化性树脂组合物、厚度50μm)。
接着，对所得到的膜在190℃进行30分钟的加热处理，进行固化，得到固化膜(厚度50μm)。将该固化膜切割成长20mm×宽5mm的长方形，对于该切割出的固化膜，利用动态粘弹性测定装置DMA8000(PerkinElmer公司制造)测定储能模量。更详细而言，通过拉伸模式以1Hz、10℃/分钟的升温速度升温至50℃～250℃，同时测定储能模量，决定85℃的储能模量和130℃的储能模量。
-玻璃化转变温度的测定-
玻璃化转变温度为利用差示扫描量热分析装置(岛津制作所制造、DSC-60)、以升温速度10℃/分钟从30℃至250℃所测定的值，是JIS K 7121“塑料的转变温度测定方法”的外插玻璃化转变起始温度。
-软化点的测定-
基于JIS K 7234-1986中记载的软化点试验方法(环球法)进行测定。
-形成热粘层13的固化性树脂组合物的放热峰温度-
对上述的热粘层形成用溶液在120℃进行5分钟热处理，使MEK挥发，将除去MEK后的残留物(构成热粘层的固化性树脂组合物)作为试样，利用差示扫描量热分析装置(岛津制作所制造、DSC-60)、以10℃/分钟的升温速度从40℃进行升温，得到此时的DSC图，将放热峰的顶点的温度作为放热峰温度。
-耐折性-
将上述制造的自热粘性绝缘电线在80℃加热处理168小时，使形成截面中的短边的面一侧朝向该铁心而缠绕到的铁心上(即，进行了180℃弯曲加工)。将热粘层未产生龟裂的情况作为评价A，将热粘层产生了龟裂的情况作为评价C，对耐折性进行评价。
-常温气氛中(25℃)的粘着力-
对于上述制造的2根自热粘性绝缘电线，按照重合的长度为200mm的方式，使形成截面中的长边的面彼此重合并密合，在190℃进行30分钟加热处理，使密合面整体粘着。将该电线在25℃的气氛中静置8小时后，设置于拉伸试验机(岛津制作所社制造、自动绘图仪AGS-J)中，以50mm/min的拉伸速度、将重合的电线的两端向相互相反的方向进行拉伸。将使两根电线的粘着状态断裂所需要的强度作为粘着力，根据下述基准进行评价。
粘着力为2MPa以上：A
粘着力为0.5MPa以上且小于2MPa：B
粘着力小于0.5MPa：C
-高温气氛中(200℃)的粘着力-
对于上述制造的2根自热粘性绝缘电线，按照重合的长度为200mm的方式，使形成截面中的长边的面彼此重合并密合，在190℃进行30分钟加热处理，使密合面整体粘着。将该电线设置于带恒温槽的拉伸试验机(岛津制作所社制造、自动绘图仪AGS-J、恒温槽温度：200℃)中，以50mm/min的拉伸速度、将重合的电线的两端向相互相反的方向进行拉伸。将使两根电线的粘着状态断裂所需要的强度作为粘着力，根据下述基准进行评价。
粘着力为2MPa以上：A
粘着力为0.5MPa以上且小于2MPa：B
粘着力小于0.5MPa：C
-在高温气氛中(200℃)长时间暴露后的粘着力-
对于上述制造的2根自热粘性绝缘电线，按照重合的长度为200mm的方式，使形成截面中的长边的面彼此重合并密合，在190℃进行30分钟加热处理，使密合面整体粘着。将该电线在恒温槽(温度：200℃)中静置1000小时。接着，将电线在25℃气氛中静置8小时后，设置于拉伸试验机(岛津制作所社制造、自动绘图仪AGS-J)中，以50mm/min的拉伸速度、将重合的电线的两端向相互相反的方向进行拉伸。将使两根电线的粘着状态断裂所需要的强度作为粘着力，根据下述基准进行评价。
粘着力为2MPa以上：A
粘着力为0.5MPa以上且小于2MPa：B
粘着力小于0.5MPa：C
-耐油性-
对于上述制造的2根绝缘电线，按照重合的长度为200mm的方式，使形成截面中的长边的面彼此重合并密合，在190℃进行30分钟加热处理，使密合面整体粘着。将该电线在加热到150℃的ATF油中浸渍1000小时后，设置于拉伸试验机(岛津制作所社制造、自动绘图仪AGS-J)中，以50mm/min的拉伸速度、将重合的电线的两端向相互相反的方向进行拉伸。将使两根电线的粘着状态断裂所需要的强度作为粘着力，根据下述基准进行评价。需要说明的是，在ATF油中的浸渍在150℃实施，粘着力的测定在25℃实施。
粘着力为2MPa以上：A
粘着力为0.5MPa以上且小于2MPa：B
粘着力小于0.5MPa：C
-综合评价-
将上述各评价结果适用于下述基准，综合地评价电线的性能。
所有评价结果均为评价A：A
在所有评价结果中没有评价C：B
某个评价结果为评价C：C
将上述结果归纳示于下述表1中。下述表1中记载的树脂、固化剂的种类如下所述。
A1：含环氧基的苯氧基树脂(商品名：YX7200B35、三菱化学公司制造、双酚A型、环氧当量：3000～16000g/eq)
A2：含环氧基的苯氧基树脂(商品名：YX6954BH30、三菱化学公司制造、双酚A型、环氧当量：10000～16000g/eq)
A3：含环氧基的苯氧基树脂(商品名：jER1256、三菱化学公司制造、双酚A型、环氧当量：7500～8500g/eq)
B1：双酚A型环氧树脂(商品名：1001、三菱化学公司制造、环氧当量：450～500g/eq、软化点：67℃)
B2：邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(商品名：ECN1299、Ciba-Geigy公司制造、环氧当量：215g/eq、软化点：99℃)
B3：双酚A型环氧树脂(商品名：1004、三菱化学公司制造、环氧当量：875～975g/eq、软化点：97℃)
C1：2-乙基-4-甲基咪唑(商品名：2E4MZ、四国化成公司制造)
C2：2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪-异氰脲酸加成物(商品名：2MA-OK、四国化成公司制造、熔点260℃)
如上述表1所示，若热粘层中的环氧树脂(a1)的含量少于本发明中的规定，则在高温气氛中粘着力降低(实验例6、12)。另外，使热粘层中的环氧树脂(a1)的含量多于本发明的规定的情况下，也同样地得到在高温气氛中粘着力降低的结果，而且耐折性也差(实验例7)。
另外，即使热粘层中的环氧树脂(a1)和(a2)的量比在本发明的规定内，若固化剂的含量超过本发明的规定，则仍然得到粘着力差的结果(实验例8、9)。
另外，在热粘层不含树脂(a1)的情况下，也得到粘着力差的结果(实验例10、11)。
与此相对，可知：满足本发明的规定的绝缘电线(实验例1～5)在高温气氛中也能良好地维持所粘着的热粘层的粘着力，进而在耐油性、耐折性的任一方面均具有优异的特性。
结合其实施方式对本发明进行了说明，但本申请人认为，只要没有特别指定，则本发明在说明的任何细节均不被限定，应当在不违反所附权利要求书所示的发明精神和范围的情况下进行宽泛的解释。
本申请要求基于2015年12月4日在日本提交专利申请的日本特愿2015-238082的优先权，将其内容以参考的形式作为本说明书记载内容的一部分引入本申请。
符号说明
1、2、3 绝缘电线
11、21、31 导体
12、23、32 热塑性树脂层
13、24、34 热固性的热粘层
22、绝缘层(热固性树脂层)
14、25、35 树脂被覆层
40 定子
41 定子铁心
42 槽
43 线圈
44 电线段
44a 开放端部

Claims (10)

1.一种自热粘性绝缘电线，该自热粘性绝缘电线在截面为矩形的导体的外周具有热塑性树脂层，在该热塑性树脂层的外周具有热固性的热粘层，其中，
所述热粘层由包含含环氧基的苯氧基树脂(a1)、软化点为50℃以上250℃以下的环氧树脂(a2)和咪唑系固化剂的固化性树脂组合物构成，
在所述固化性树脂组合物中，所述树脂(a1)与所述树脂(a2)的含量之比以质量比计满足(a1)：(a2)＝71：29～95：5，并且，相对于所述树脂(a1)与所述树脂(a2)的总含量100质量份，所述咪唑系固化剂的含量小于2质量份，
所述固化性树脂组合物的固化后的在85℃的储能模量为100MPa～2500MPa。
2.一种自热粘性绝缘电线，该自热粘性绝缘电线在截面为矩形的导体的外周具有热塑性树脂层，在该热塑性树脂层的外周具有热固性的热粘层，其中，
所述热粘层由包含含环氧基的苯氧基树脂(a1)、软化点为50℃以上250℃以下的环氧树脂(a2)和咪唑系固化剂的固化性树脂组合物构成，
在所述固化性树脂组合物中，所述树脂(a1)与所述树脂(a2)的含量之比以质量比计满足(a1)：(a2)＝71：29～95：5，并且，相对于所述树脂(a1)与所述树脂(a2)的总含量100质量份，所述咪唑系固化剂的含量小于2质量份，
所述固化性树脂组合物的固化后的在130℃的储能模量为100MPa～2500MPa。
3.如权利要求1或2所述的自热粘性绝缘电线，其中，所述树脂(a1)在分子内具有2个以上的环氧基。
4.如权利要求1～3中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，所述树脂(a1)的重均分子量为10,000～100,000。
5.如权利要求1～4中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，所述树脂(a1)的环氧当量为3000g/eq～20000g/eq，所述树脂(a2)的环氧当量为150g/eq～2500g/eq。
6.如权利要求1～5中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，所述热粘层的厚度为2μm～100μm。
7.如权利要求1～6中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，构成所述热塑性树脂层的热塑性树脂的熔点为250℃以上。
8.如权利要求1～7中任一项所述的自热粘性绝缘电线，其中，所述热塑性树脂层为由选自聚苯硫醚、聚醚醚酮、改性聚醚醚酮和热塑性聚酰亚胺中的一种或两种以上的热塑性树脂构成的层。
9.一种线圈，其由权利要求1～8中任一项所述的自热粘性绝缘电线构成。
10.一种电气/电子设备，其具有权利要求9所述的线圈。
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