專利名稱：絕緣電線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在旋轉(zhuǎn)電機(jī)和變壓器等電氣設(shè)備的線圈中使用的絕緣電線，尤其是涉及形成有絕緣披覆(包含擠出披覆層)的絕緣電線。
背景技術(shù)：
對(duì)于在旋轉(zhuǎn)電機(jī)和變壓器等電氣設(shè)備的線圈中使用的絕緣電線(覆蓋有瓷漆的絕緣電線)而言，一般來說構(gòu)造為在導(dǎo)體的外周形成單層或多層的絕緣披覆，其中將所述導(dǎo)體成形為與線圈的用途、形狀相符合的截面形狀(例如，圓形或矩形)。在形成該絕緣披覆的方法中有將使樹脂溶解于有機(jī)溶劑而成的絕緣涂料涂布在導(dǎo)體并烘烤的方法，以及將預(yù)先調(diào)配的樹脂組合物擠出披覆至導(dǎo)體上的方法。近幾年，由于對(duì)電氣設(shè)備小型化的要求，一直向著在線圈卷線工序中，在高的張力下、將絕緣電線高密度地卷繞至小直徑的芯體上的方向發(fā)展，要求絕緣披覆具有耐受嚴(yán)酷加工應(yīng)力的機(jī)械特性(例如密合性或耐磨損性等)。此外，出于對(duì)電氣設(shè)備的高效率化、高輸出化的要求，變換器控制和高電壓化也在發(fā)展。其結(jié)果是，存在線圈的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度比以前更為上升的傾向，也要求絕緣披覆具有高的耐熱性。除了這些之外，由于對(duì)電氣設(shè)備中的線圈施加變換器浪涌電壓等更高的電壓，產(chǎn)生的問題是存在由于產(chǎn)生部分放電而導(dǎo)致絕緣披覆劣化、損傷的情況。為了防止由于部分放電導(dǎo)致的絕緣披覆的劣化、損傷，正在推進(jìn)部分放電起始電壓高的絕緣披覆的開發(fā)。作為提高絕緣披覆的部分放電起始電壓的方案，可列舉在絕緣披覆中使用相對(duì)介電常數(shù)低的樹脂的方法或增厚絕緣披覆的厚度的方法。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了包含具有特定結(jié)構(gòu)的氟系聚酰亞胺樹脂的線圈的絕緣披覆材料。專利文獻(xiàn)1所述的絕緣披覆材料的相對(duì)介電常數(shù)為2. 3 2. 8，與現(xiàn)有的絕緣涂料的相對(duì)介電常數(shù)(3 4左右)相比有意地降低，認(rèn)為其結(jié)果是，抑制了絕緣披覆的發(fā)熱量、抑制了由熱導(dǎo)致的劣化。在專利文獻(xiàn)2中，公開了一種耐變換器浪涌電壓的絕緣電線，該絕緣電線的特征在于，導(dǎo)體的外周具有至少一層瓷漆烘烤層以及其外側(cè)的至少一層擠出披覆樹脂層，該瓷漆烘烤層與該擠出披覆樹脂層的厚度合計(jì)為60 μ m以上，所述瓷漆烘烤層的厚度為50 μ m 以下，所述擠出披覆樹脂層由25 °C的拉伸模量為IOOOMPa以上、且250°C的拉伸模量為 IOMPa以上的樹脂材料(除了聚醚醚酮)構(gòu)成。對(duì)于專利文獻(xiàn)2所述的絕緣電線而言，認(rèn)為沒有降低導(dǎo)體與絕緣披覆層的粘接強(qiáng)度，可提供具有高的部分放電起始電壓(900Vp左右) 的絕緣電線。此外，在專利文獻(xiàn)3中公開了一種多層絕緣電線，該多層絕緣電線的特征在于，其為具有導(dǎo)體和披覆所述導(dǎo)體的擠出絕緣層的兩層以上的多層絕緣電線，所述絕緣層的最內(nèi)層以外的至少一層由以聚苯硫醚樹脂為連續(xù)層、以烯烴系共聚物成分為分散相的樹脂混合物形成，所述由樹脂混合物形成的絕緣層含有聚苯硫醚100質(zhì)量份和烯烴系共聚物成分 3 40質(zhì)量份。對(duì)于專利文獻(xiàn)3所述的絕緣電線，認(rèn)為其耐熱性和耐藥品性優(yōu)良。
專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-56720號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許4177295號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本再公表2005-106898號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在使用如專利文獻(xiàn)1所述那種由氟系聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的絕緣涂料形成絕緣披覆時(shí)，雖然可降低絕緣披覆的相對(duì)介電常數(shù)，但由于由氟系聚酰亞胺樹脂形成的絕緣披覆對(duì)導(dǎo)體的密合性低，因此例如由于線圈卷線工序中的嚴(yán)酷的加工應(yīng)力，可能導(dǎo)致產(chǎn)生絕緣披覆從導(dǎo)體上剝離的現(xiàn)象(披覆不牢)。披覆不牢在最差的情況下成為產(chǎn)生破壞絕緣的要因。對(duì)于如專利文獻(xiàn)2所述那種具有擠出披覆樹脂層的現(xiàn)有的絕緣電線而言，雖然認(rèn)為通過增厚擠出披覆樹脂層的厚度，可提高部分放電起始電壓，但是為了確保擠出披覆樹脂層的密合性，需要使瓷漆烘烤層介于導(dǎo)體和擠出披覆樹脂層之間。此外，在專利文獻(xiàn)2 中，作為其優(yōu)選的方式，進(jìn)一步使粘接層介于瓷漆烘烤層和擠出披覆樹脂層之間，來強(qiáng)化瓷漆烘烤層和擠出披覆樹脂層之間的粘接力。但是，由于對(duì)于瓷漆烘烤層和擠出披覆樹脂層而言，樹脂組合物的性質(zhì)和形成方法有著很大的不同，因此對(duì)于專利文獻(xiàn)2的絕緣電線而言，有著制造工序容易變得煩雜、制造成本易于增大的問題。此外，在使粘接層進(jìn)一步介于這些層間時(shí)，存在制造成本進(jìn)一步增大的問題。因此，本發(fā)明的目的在于，解決上述問題，提供一種絕緣電線，其在確保導(dǎo)體與絕緣披覆的密合性與現(xiàn)有技術(shù)等同的同時(shí)(不降低導(dǎo)體和絕緣披覆的密合性)，具有比現(xiàn)有技術(shù)高的部分放電起始電壓。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種絕緣電線，其特征在于，其為在導(dǎo)體上形成有絕緣披覆的絕緣電線，所述絕緣披覆為將混合了由聚苯硫醚構(gòu)成的樹脂(A)和由聚酰胺構(gòu)成的樹脂(B)的樹脂組合物直接擠出披覆到所述導(dǎo)體之上而成的層(擠出披覆層)，所述樹脂組合物的所述樹脂(A)和所述樹脂(B)在以重量份數(shù)比計(jì)“(B)/(A) = 5/95 30/70” 的范圍進(jìn)行混合。這里“5/95 30/70”意思是“5/95以上、30/70以下”。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，可在上述的本發(fā)明涉及的絕緣電線中，施加以下的改良和變形。(1)所述擠出披覆層在擠出披覆后，在250°C以上的溫度進(jìn)行加熱處理。(2)所述樹脂⑶為由熔點(diǎn)280°C以上的聚酰胺構(gòu)成的樹脂。(3)所述樹脂⑶含有選自尼龍46、尼龍6T、尼龍61、尼龍9T以及尼龍M-5T中的至少一種的樹脂。根據(jù)本發(fā)明，可提供一種絕緣電線，其在確保導(dǎo)體和絕緣披覆的密合性與現(xiàn)有技術(shù)等同的同時(shí)(不降低導(dǎo)體和絕緣披覆的密合性)，具有比現(xiàn)有技術(shù)高的部分放電起始電壓。


圖1為表示本發(fā)明涉及的絕緣電線的實(shí)施方式的一個(gè)例子的剖視模式圖。
符號(hào)說明1 絕緣電線；2 導(dǎo)體；3 絕緣披覆。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人等為了提高絕緣電線的耐部分放電的特性，對(duì)絕緣披覆的樹脂組合物和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用以規(guī)定的重量份數(shù)比混合了由聚苯硫醚構(gòu)成的樹脂
(A)和由聚酰胺構(gòu)成的樹脂(B)的樹脂組合物，在直接在導(dǎo)體上形成擠出披覆層是有效的。 本發(fā)明基于這些認(rèn)識(shí)而完成。以下，對(duì)發(fā)明涉及的實(shí)施方式進(jìn)行說明。但是本發(fā)明并不限定為此處提出的實(shí)施方式，在不改變主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行適宜的組合和改良。圖1為表示本發(fā)明涉及的絕緣電線的實(shí)施方式的一個(gè)例子的剖視模式圖。如圖1 所示，本發(fā)明涉及的絕緣電線ι在導(dǎo)體2之上直接形成有單層絕緣披覆3。絕緣披覆3為對(duì)混合了由聚苯硫醚構(gòu)成的樹脂(A)和由聚酰胺構(gòu)成的樹脂(B)的樹脂組合物進(jìn)行擠出披覆而成的層(擠出披覆層)，所述樹脂組合物的所述樹脂(A)和所述樹脂(B)在以重量份數(shù)比計(jì)“(B)/(A) = 5/95 30/70”的范圍進(jìn)行混合。通過構(gòu)成為這種結(jié)構(gòu)，可不降低導(dǎo)體 2和絕緣披覆3的密合性，并實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)高的部分放電起始電壓(例如，1500Vp以上的高的部分放電起始電壓)。特別是，如果樹脂㈧和樹脂⑶以重量份數(shù)比計(jì)“(B)/㈧= 5/95 10/90”，在不降低密合性的同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)達(dá)到比以往更高的部分放電起始電壓的效果。由聚苯硫醚構(gòu)成的樹脂(A)雖然具有高的耐熱性和高的機(jī)械特性，但僅依靠其， 有時(shí)與導(dǎo)體的密合性不夠。因此，為了提高與導(dǎo)體的密合性，研究了與由聚酰胺構(gòu)成的樹脂
(B)混合后的樹脂組合物。如果混合樹脂(A)和樹脂(B)的比率(重量份數(shù)比)為“(B)/ (A) <5/95”，則樹脂(B)過少，不能充分得到提高與導(dǎo)體密合性的效果。另一方面，如果該重量份數(shù)比為“(B)/(A) > 30/70”，則樹脂(B)過多，聚酰胺分子結(jié)構(gòu)中具有的極性基團(tuán)的影響相對(duì)增大，成為降低部分放電起始電壓的要因。作為樹脂(B)優(yōu)選使用由熔點(diǎn)為280°C以上的聚酰胺構(gòu)成的樹脂。此外，作為熔點(diǎn)為280°C以上的聚酰胺，可以列舉作為脂肪族聚酰胺的尼龍46、作為芳香族聚酰胺的尼龍6T (六亞甲基二胺和對(duì)苯二甲酸的共縮聚物)或尼龍61 (六亞甲基二胺和間苯二甲酸的共縮聚物)、尼龍9T(壬二胺和對(duì)苯二甲酸的共縮聚物)、尼龍Μ-5Τ(甲基戊二胺和對(duì)苯二甲酸的共縮聚物)、尼龍6Τ/66 (尼龍6Τ和尼龍66的共聚物)、尼龍6Τ/6Ι (尼龍6Τ和尼龍 61的共聚物)、尼龍6Τ/6Ι/66 (尼龍6Τ、尼龍61和尼龍66的共聚物)、尼龍6Τ/Μ-5Τ (尼龍 6Τ和尼龍Μ-5Τ的共聚物)、尼龍6Τ/6(尼龍6Τ和尼龍6的共聚物)等。作為樹脂(B)可單獨(dú)使用上述聚酰胺，也可組合多種而使用。需要說明的是，作為樹脂B，特別優(yōu)選使用尼龍 9Τ等熔點(diǎn)為300°C以上的聚酰胺。此外，也可為以上述聚酰胺作為主成分、進(jìn)一步混合了尼龍6( ε -己內(nèi)酰胺的縮聚物)或尼龍66(六亞甲基二胺和己二酸的共縮聚物)等的樹脂(B)。此時(shí)，例如，優(yōu)選以如下范圍的量混合尼龍6或尼龍66等即使用差示掃描量熱計(jì)(DSC)，在升溫速度10°C / min的條件下對(duì)該樹脂(B)進(jìn)行熱分析時(shí)，不使熔點(diǎn)的主峰降低的范圍的量。在將樹脂組合物擠出披覆到導(dǎo)體2上之后(線圈成形前)，優(yōu)選以250V以上的溫度實(shí)施加熱處理。由此，進(jìn)一步提高導(dǎo)體2和絕緣披覆3的密合性。通過提高密合性，在即便小直徑(例如，自身直徑)地彎曲絕緣電線1也能防止產(chǎn)生褶皺的同時(shí)，也可提高耐磨損性。對(duì)于加熱時(shí)間沒有特別的限定，優(yōu)選保持?jǐn)?shù)十秒鐘至數(shù)分鐘。此外，對(duì)于加熱方法也沒有特別的限定，可使用電爐、燃燒器、熱風(fēng)加熱裝置、感應(yīng)加熱裝置等。對(duì)于加熱溫度而言， 如果設(shè)為比樹脂組合物的玻璃化溫度(Tg)高100°C以上的、作為樹脂組合物的熔融開始溫度的250°C以上，則可得到顯著的效果。此外，加熱溫度不足250°C時(shí)，不過是得不到由加熱處理導(dǎo)致的更進(jìn)一步的效果。另外，如果為了降低絕緣披覆樹脂與導(dǎo)體之間的溫度差，而將絕緣披覆之前的導(dǎo)體加熱到250°C以上，那么有可能容易在導(dǎo)體表面形成氧化膜等，反而降低導(dǎo)體與絕緣披覆之間的密合性。絕緣披覆3的厚度沒有特別的限定，但優(yōu)選為80 180 μ m。此外，為了不降低絕緣披覆3的部分放電起始電壓和密合性并且提高可撓性，可將聚烯烴系樹脂或者聚烯烴系樹脂用馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯改性的樹脂組合物作為副材料混合至上述樹脂組合物。作為聚烯烴系樹脂，可以舉出例如聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物等乙烯共聚物、 等規(guī)聚丙烯(isotactic polypropylene)、間規(guī)聚丙烯(syndiotactic polypropylene)、聚甲基戊烯等樹脂。此外，聚烯烴系樹脂或者聚烯烴系樹脂用馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯改性的樹脂組合物(C)的混合比例(重量份比)，相對(duì)于樹脂㈧優(yōu)選為“(C)/㈧= 20/80 70/30”的范圍，更優(yōu)選為“(C)/(A) = 55/45 70/30”的范圍。此外，根據(jù)需要， 也可向上述樹脂組合物中添加抗氧化劑、防銅老化劑、潤滑劑、著色劑等，也可在絕緣披覆3 的外周通過其他途徑形成潤滑層。對(duì)于導(dǎo)體2的材料沒有特別的限定，可使用在瓷漆披覆絕緣電線中常用的材料 (例如，無氧銅、低氧銅等)。而且，雖然在圖1中顯示了作為導(dǎo)體2具有圓形截面的例子， 但是不限定于此，也可為具有矩形截面的導(dǎo)體。實(shí)施例以下，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限定于這些。此外， 構(gòu)成實(shí)施例1 11的絕緣披覆的樹脂組合物的組成示于后述表1，構(gòu)成比較例1 3的絕緣披覆的樹脂組合物的組成示于后述表2。實(shí)施例1 11以及比較例1 3的制作作為導(dǎo)體使用外徑1.25mm的銅線，在該銅線的外層使用擠出機(jī)擠出披覆表1、表2 所示的樹脂組合物，制作如圖1所示形狀的絕緣電線。擠出披覆時(shí)的溫度為約300°C，絕緣披覆的厚度設(shè)為150 μ m。對(duì)于實(shí)施例3 11及比較例2 3，在擠出披覆樹脂組合物后， 穿過加熱溫度(設(shè)定溫度)為200 300°C的電爐而實(shí)施熱處理。對(duì)于如上所述地制成的絕緣電線(實(shí)施例1 11及比較例1 3)，進(jìn)行如下的測
定及試驗(yàn)。(1)部分放電起始電壓測定部分放電起始電壓的測定以如下的順序進(jìn)行。將絕緣電線以500mm的長度切出兩根，一邊施加39N(4kgf)的張力、一邊使其捻合，準(zhǔn)備在中央部120mm的范圍內(nèi)具有6次捻合部的雙扭線試樣。將試樣端部的IOmm的絕緣披覆用ABIS0FIX裝置剝離。之后，為了干燥絕緣披覆，在120°C的恒溫槽中保持30分鐘，在干燥器中放置18小時(shí)直至為室溫。部分放電起始電壓使用部分放電自動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)(總研電氣株式會(huì)社制，DAC-6024)進(jìn)行測定。對(duì)于測定條件而言，設(shè)為25°C下相對(duì)濕度50%的氛圍，在以10 30V/s上升50Hz的電壓的同時(shí)使雙扭線試樣帶電。以在雙扭線試樣中50pC的放電發(fā)生50次的電壓為部分放電起始電壓(Vp)。(2)密合性評(píng)價(jià)密合性通過實(shí)施依照J(rèn)IS C3003的急劇拉伸試驗(yàn)而進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于急劇拉伸試驗(yàn)的結(jié)果，將從斷裂點(diǎn)起絕緣披覆的不牢(剝離)長度為2mm以下的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)為“◎意思是優(yōu)秀”，2 20mm的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)為“〇意思是合格”，比20mm長的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)為“ X 意思是不合格”。(3)耐熱性評(píng)價(jià)耐熱性試驗(yàn)以如下的順序進(jìn)行。以500mm的長度切出2根所制成的絕緣電線，一邊施加39N (4kgf)的張力、一邊使其捻合，準(zhǔn)備在中央部120mm的范圍內(nèi)具有6次捻合部的雙扭線試樣。接著，在老化試驗(yàn)機(jī)(東洋精機(jī)株式會(huì)社制，GearOven STD60P)中，在150°C 下保持2000小時(shí)，使其加熱老化。之后，將雙扭線卷繞至直徑4mm的圓棒(卷繞棒)上，使用50倍的光學(xué)顯微鏡，研究絕緣披覆上有無裂紋。不發(fā)生裂紋等(例如，裂紋、龜裂、褶皺) 的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)為“ ◎意思是優(yōu)秀”，不產(chǎn)生裂紋的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)為“〇意思是合格”，產(chǎn)生裂紋的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)為“ X 意思是不合格”。實(shí)施例1 11的樹脂組合物的組成及測定評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1，比較例1 3的樹脂組合物的組成及測定評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2。表1實(shí)施例1 11的樹脂組合物的組成及試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種絕緣電線，其為在導(dǎo)體上形成了絕緣披覆的絕緣電線，其特征在于，所述絕緣披覆為將混合了由聚苯硫醚構(gòu)成的樹脂㈧和由聚酰胺構(gòu)成的樹脂⑶的樹脂組合物直接擠出披覆到所述導(dǎo)體之上而成的層，即擠出披覆層，所述樹脂組合物的所述樹脂(A)和所述樹脂(B)在以重量份數(shù)比計(jì)(B)/(A) = 5/95 30/70的范圍進(jìn)行混合。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣電線，其特征在于，所述擠出披覆層在擠出披覆之后，在 2500C以上的溫度進(jìn)行加熱處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的絕緣電線，其特征在于，所述樹脂⑶為由熔點(diǎn)在280°C以上的聚酰胺構(gòu)成的樹脂。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的絕緣電線，其特征在于，所述樹脂(B)含有選自尼龍46、尼龍6T、尼龍61、尼龍9T以及尼龍M-5T中的至少一種的樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種絕緣電線，其在確保導(dǎo)體和絕緣披覆的密合性與現(xiàn)有技術(shù)等同的同時(shí)具有與現(xiàn)有技術(shù)相比高的部分放電起始電壓。本發(fā)明涉及的絕緣電線的特征在于，為在導(dǎo)體上形成了絕緣披覆的絕緣電線，所述絕緣披覆為將混合了由聚苯硫醚構(gòu)成的樹脂(A)和由聚酰胺構(gòu)成的樹脂(B)的樹脂組合物直接擠出披覆到所述導(dǎo)體之上而成的層，所述樹脂組合物的所述樹脂(A)和所述樹脂(B)在以重量份數(shù)比計(jì)“(B)/(A)＝5/95～30/70”的范圍進(jìn)行混合。
文檔編號(hào)H01B3/30GK102208230SQ201110081769
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者安部淳一, 山崎孝則, 日野大輔, 渡邊清, 菊池英行 申請(qǐng)人:日立卷線株式會(huì)社, 日立電線株式會(huì)社