多层绝缘电线及使用该电线的变压器的制作方法

专利名称：多层绝缘电线及使用该电线的变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及由具有2层或以上的挤压贴胶层所构成的绝缘层的多层绝缘电线。本发明还涉及使用该多层绝缘电线的变压器。
背景技术：
变压器的结构由IEC标准(国际电气技术委员会)出版物60950等规定。即，这些标准规定线圈中的第1圈和第2圈之间至少要形成3个绝缘层，其中，被覆线圈导体的漆膜不能作为绝缘层(绝缘薄膜材料)，或者，规定绝缘层的厚度是0.4mm或更大。该标准还规定在第1圈和第2圈之间的取决于所用电压变化的蠕变距离，为5mm或更大，还规定变压器第1和第2侧之间耐3,000伏的电压1分钟或更长等。
按照该标准，作为现代占主流的变压器所具有的结构，如图2的剖面图所示。在该结构中，把漆包的第1线圈4缠绕在铁素体芯上的线圈管周围，其缠绕方式要使用于保证蠕变距离的绝缘膜3单独地配置在线圈管周表面的相对面。在第1线圈4上把绝缘带5至少绕3圈，用以保证蠕变距离的其他绝缘屏蔽膜3配置在绝缘带上，以及把漆包的第2线圈6缠绕在上述绝缘带周围。
近年来，一种具有既没有绝缘膜3又没有绝缘膜5的结构的变压器，如

图1所示，已经代替具有图2所示剖面结构的变压器开始使用。图1所示变压器具有超过图2所示断面结构的变压器的优点，它可以整体小型化，并且可以省略绝缘带的缠绕操作。
在制造图1所示的变压器中，在考虑上述IEC标准时，必须在所用的第1线圈4和第2线圈6的导体4a(6a)的一种或二种的外周表面上，形成至少3个绝缘层4b(6b)、4c(6c)和4d(6d)。
作为这样的线圈，已知线圈中首先将绝缘带缠绕在导体的周围以在其上形成第1绝缘层，以及再依次缠绕以形成第2和第3绝缘层，这样形成彼此分隔的3个绝缘层。另外，已知一种线圈，其中用氟树脂依次挤压贴胶在导体上以代替绝缘带，进而形成全部由3层结构构成的挤压贴胶层以用作绝缘层。
然而，在上述卷绕绝缘带的情况下，因为卷绕带是不可避免的操作，生产效率十分低，所以，电线的成本明显上升。
在挤出上述氟树脂的的情况下，由于绝缘层是由氟树脂制成的，所以具有耐热性优良的优点。另一方面，由于树脂成本高，而且当用高剪切速度拉伸时，性质和外观状态恶化，致使生产速度难以增加，并且与绝缘带同样，电线的成本高。
为解决这些问题，一种多层绝缘电线已投入实际使用，其中，导体的外周用改性的聚酯树脂挤压贴胶，作为第1和第2绝缘层，而这种改性树脂可控制其结晶度和抑制分子量降低，并且用聚酰胺树脂作为第3绝缘层。然而，作为更好改善其耐热性的多层绝缘电线，有人提出用聚醚砜树脂通过挤压贴胶而进行生产以作为内层，而用聚酰胺树脂作为外层。
然而，随着近几年来电子、电器和工具的小型化和高密集化的发展，可涉及因构成部件的发热的影响和有害的辐射能力的影响。因此，从操作观点看，要求有更高的耐热性、高抗化学性例如耐溶剂性，并也改善使用寿命和抗电晕性以及电学性质。然而，至今满足所有这些要求的绝缘电线还没有实现。
发明的公开本发明涉及的是多层绝缘层电线，其在导体上具有2层或更多层挤出绝缘层以包覆导体，其中至少有1层绝缘层是由聚醚砜树脂构成的，以及，除了至少一层上述绝缘层以外，至少有1层作为上述绝缘层的外层，并由聚亚苯基硫树脂构成。
另外，本发明涉及的多层绝缘电线，其在导体上具有2层或多层可焊的的挤出绝缘层，以涂覆在导体上，其中至少一层绝缘层是由树脂混合物构成它通过由混合100重量份选自聚醚酰亚胺树脂和聚醚砜树脂的至少1种树脂(A)，和10重量份或以上选自聚碳酸酯树脂、多芳基化合物树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺树脂中的至少1种树脂(B)而构成以及其中，由树脂混合物构成的上述绝缘层以外的至少1层作为上述绝缘层的外层并且由聚亚苯基硫树脂构成。
另外，本发明涉及采用上述任何一种多层绝缘电线的变压器。
从下列结合附图的说明中可更加清楚的了解本发明的上述及其他特征和优点。
附图的简要说明图1是其中具有以3层绝缘的电线用作线圈的结构的变压器实施例的剖面图。
图2是说明具有现有结构的变压器一例的剖面图。
实施本发明的最佳方案按照本发明，提供下列方法。
(1)一种多层绝缘层电线，其在导体上具有2层或多层挤压绝缘层以覆盖导体，其中至少有1层绝缘层是由聚醚砜树脂构成，以及其中，除了至少1层绝缘层以外的至少1绝缘层作为上述至少1绝缘层的外层，并且由聚亚苯基硫树脂构成。
(2)一种多层绝缘电线，其在导体上具有2层或多层可焊的挤出绝缘层以覆盖导体，其中至少一层绝缘层是由树脂混合物构成，它通过混合100重量份选自聚醚酰亚胺树脂和聚醚砜树脂的至少1种树脂(A)，和10重量份或以上选自聚碳酸酯树脂、多芳基化合物树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺树脂中的至少1种树脂(B)而构成以及其中，除了至少一层由树脂混合物构成的绝缘层以外有至少1层作为上述至少一绝缘层的外层并由聚亚苯基硫树脂构成。
(3)上述(2)中所述的多层绝缘电线，其中，树脂(A)是聚醚砜树脂。
(4)上述(2)中所述的多层绝缘电线，其中，树脂(B)是聚碳酸酯树脂。
(5)上述(2)中所述的多层绝缘电线，其中，树脂(A)是聚醚砜树脂，而树脂(B)是聚碳酸酯树脂。
(6)上述(2)至(5)中所述的多层绝缘电线，其中，树脂混合物是通过混合100重量份树脂(A)和10-70重量份树脂(B)而构成的。
(7)上述(1)至(6)中任何一项所述的多层绝缘电线，其中，形成至少1层绝缘层的聚醚砜树脂在300℃、1拉德/s的氮气中起始具有的损耗模数二倍或更多倍于贮能模数。
(8)上述(1)至(7)中任何一项所述的多层绝缘电线，其中，在绝缘层中的最外层是由聚亚苯基硫树脂构成。
(9)上述(1)至(8)中任何一项所述的多层绝缘电线，其中，至少1绝缘层由混合10-85重量份无机填料、100重量份聚醚砜树脂、或树脂(A)和(B)的树脂混合物所构成。
(10)一种变压器，它包含由上述(1)至(9)中任何一项所述的多层绝缘电线构成。
下面详细说明本发明。
在本发明的多层绝缘电线中，绝缘层由2层或多层，最好3层构成。
在绝缘层中，作为具有高耐热性的任意的聚醚砜树脂可以从已知的树脂中选择并使用，并优选使用以下列化学式(1)表示的那些化学式(1) 式中R1表示单键或-R2-O-，其中R2可以是取代的，表示亚苯基、亚联苯基或 式中R3表示亚烷基例如-C-(CH3)2-和-CH2-，n是足以生成聚合物的正整数。
这些树脂制造方法本身是已知的，作为实例可以举出的制造方法有，其中，在高沸点溶剂中，使二氯二苯基砜、双酚S和碳酸钾反应。作为市场上可以购得的树脂，例如，可以举出SUMIKAEXCEL PES(商品名，住友化学工业社制造)和Radel A(商品名，BP.Amoco公司制造)。
在不损伤耐热性的范围内，在绝缘层中可以添加其他的耐热性热塑性树脂和通常使用的添加剂、无机填料、加工助剂、着色剂等。
作为多层绝缘电线的绝缘层结构，优选使用聚醚砜树脂通过挤压贴胶而得到的具有2层或多层的绝缘层，因为这可确保耐热性。还有，当导体使用以聚醚砜树脂挤压贴胶时，根据需要，可预热导体。当导体预热时，温度最好设定在140℃或更低。通过预热，导体和聚醚砜树脂之间的粘合更为增强。
另一方面，当可焊性是绝缘层特别要求时，绝缘层中最好至少有1层绝缘层由树脂(A)和(B)的树脂混合物形成。在重视耐热性的场合，除最外层以外的所有层最好由这种该树脂混合物构成。
作为树脂(A)，具有高耐热性的任何一种聚醚砜树脂可从已知树脂中任意选择和使用。另外，树脂(A)，也可以使用聚醚酰亚胺树脂。聚醚酰亚胺树脂以及聚醚酰亚胺树脂的制造方法是已知的。例如，聚醚酰亚胺树脂，可以通过在邻二氯苯的溶剂中使2，2’-双[3-(3，4-二羧基苯氧基)-苯基]丙二酸酐和4，4’-二氨基二苯基甲烷进行溶液缩聚而合成。
聚醚酰亚胺树脂，优选用下列化学式(2)表示的化学式(2) 式中R4和R5可以是取代的，分别表示亚苯基、亚联苯基、 式中R6表示优选具有1至7个碳原子的亚烷基(例如，优选亚甲基、亚乙基和亚丙基(特别优选亚异丙基))，或亚萘基，其每个R4和R5可以具有取代基，例如烷基(例如，甲基和乙基)；m是足以形成聚合物的正整数。
作为市场上可以购得的树脂，例如ULTEM(商品名，GE塑料公司制造)。
在本发明中，通过混合耐热性树脂(A)与树脂(B)，所得到树脂组合物具有可焊性。
上述聚碳酸酯树脂、多芳基化合物树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂，其中每种均可用作树脂(B)而不作特别限定。作为聚碳酸酯树脂，可以通过使用，例如，以二元醇、光气等作为原料而以已知的方法制造的那些。作为市场上可以得到的树脂，可以举出例如，Lexan(商品名，GE塑料公司制造)，Panlite(商品名，帝人化成社制造)和Upiron(商品名，三菱瓦斯化学社制造)等。作为本发明中可以使用的聚碳酸酯树脂，可以使用已知的聚碳酸酯树脂，例如，以化学式(3)表示的那些化学式(3) 式中，R7表示亚苯基、亚联苯基， 式中R8表示，优选具有1-7个碳原子的亚烷基(例如，优选亚甲基、亚乙基或亚丙基(特别优选亚异丙基))，或亚萘基，其每个R4和R5可以具有取代基，例如烷基(例如，甲基和乙基)；s是足以形成聚合物的正整数。
另外，一般通过界面聚合法制造多芳基化合物树脂，其中，例如，溶于碱性水溶液中的双酚A，和溶于有机溶剂例如卤代烃中的对苯二酰氯和间苯二酰氯混合物，在常温下进行反应，合成树脂。作为市场上可以购得的树脂，例如，可以举出U-聚合物(商品名，Unitika公司制造)。
另外，作为聚酯树脂，以二元醇和二价芳香族羧酸等作为原料，采用已知的方法制造的。作为市场可购得的树脂，可以使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)系树脂，例如Byropet(商品名，东洋纺社制造)；聚萘乙二酯(PEN)系树脂，例如帝人PEN(商品名，帝人化成社制造)。
另外，作为聚酰胺树脂，以二胺、二羧酸等作为原料，通过已知的方法而制造的。作为市场可购得的树脂，例如，可以举出尼龙66例如Amilan(商品名，东レ社制造)、Zytel(商品名，E.I.du Pont DeNemours & Co.，Inc.制造)、Maranyl(商品名，Unitika公司制造)；和尼龙6，T，例如ARLEN(商品名，三井化学社制造)等。
在本发明中，在100重量份树脂(A)中树脂(B)的混合量是10重量份或更多。当树脂(B)在100重量份树脂(A)中的量少于10重量份时，耐热性增加，但不能得到可焊性。混合的树脂(B)量上限，是以所要求的耐热性水平而确定，但是，优选100重量份或更少。当保持高的可焊性的同时要有特别高的耐热性时，所用的树脂(B)的量优选70重量份或更少，其中这两特性达到特别良好平衡的优选范围是，在100重量份树脂(A)中混合的树脂(B)为20-50重量份是更优选的。
上述树脂组合物可采用常用的混合机，例如双螺杆挤出机和捏和机通过熔融和混合而制备。已发现，要混合的树脂的混合温度对直接可焊性有影响，混合机的混合温度设定愈高，所得到的可焊性愈好。混合温度优选设定在320℃或更高，特别优选360℃或更高。
其他的耐热性热塑性树脂和常用添加剂、无机填料、加工助剂、着色剂等可以添加至绝缘层中，其添加量要不损害可焊性及耐热性的程度。
作为多层绝缘电线的绝缘层结构，优选的是绝缘层具有用树脂混合物通过挤压贴胶而得到的2层或多层的组合物，因为在耐热性和可焊性的可靠性之间具有良好的平衡。另外，当通过挤压贴胶法在导体上被覆树脂组合物时，优选的是导体不进行预热而使其具有可焊性。当导体进行预热时，温度最好设定在140℃或以下。由于导体不进行预热，导体和树脂混合物涂层之间的粘合性减弱，在焊接时在电线长度方向树脂混合物被覆层产生10～30％的大的热收缩，从而改善了可焊性。
在由聚醚砜树脂或树脂混合物构成的绝缘层外面形成至少1层由聚亚苯基硫构成的绝缘层。
作为聚亚苯基硫树脂，其常用的制造方法是通过在高温和压力下，使对二氯苯和NaSH/NaOH或亚硫酸钠在N-甲基吡咯烷酮中进行缩聚反应而制造。聚亚苯基硫树脂类型的实例，包括交联的分子结构聚合物类(下面简称交联型)和线性分子结构聚合物类(下面简称线型)。在交联型的情况下，反应时生成的环状低聚物在热交联步骤中掺入聚合物中。线型是聚亚苯基硫树脂，它是在反应过程，采用聚合剂而使其具有高分子量而制备。在本发明中，优选使用的是以线型作为主体的聚亚苯基硫树脂。在本发明中，优选使用的聚亚苯基硫树脂，是在氮气中，在1拉德/秒、300℃时的初始具有的损耗模量是贮能模量的2倍或多倍。作为评价方法，通过采用损耗模量和贮能模量对时间依赖的测定装置可容易地进行评价。作为该装置的实例，可以举出Reometric Scientfic公司制造的Ares测定装置。该2种模量间之比是交联水平的标准。在聚亚苯基硫树脂的损耗模量低于贮能模量2倍时，有时难以实施成型加工。
主要含有线型的亚苯基硫树脂可通过连续挤出成型而制造，并具有足以作为多层绝缘电线的涂层的挠性。另一方面，在交联型亚苯基硫树脂的情况下，在成型时，可以形成凝胶产物。然而，在不阻碍其加工成型的范围内，以线型为主体的聚亚苯基硫树脂可以与交联型亚苯基硫树脂组合，或在聚合物内进一步含有，例如交联成分和支链成分。这里，“以线型为主体”，意指在聚亚苯基硫树脂总成分中，线型聚亚苯基硫树脂成分通常占70摩尔％或更多。
另外，聚亚苯基硫树脂，在膜厚的情况下，通常具有的特征是，拉伸断裂时的伸长率非常小，具体的，对交联型为1～3％，对线型为20～40％。因此，厚的聚亚苯基硫树脂膜完全不适合用作绝缘电线的被覆材料。然而，本发明人惊奇意外发现，在采用薄膜(180μm或更低)结构例如本发明所用的那些的情况下，当采用主要含有线型的聚亚苯基硫树脂时，拉伸断裂时的伸长率增加到50～70％。如果在拉伸断裂时的伸长达到50％或更多时，这表明该材料作为涂布材料具有足够的挠性。
另外，在由聚醚砜树脂或树脂混合物构成的上述绝缘层的外层，设置至少1层这种聚亚苯基硫树脂层，与不设置该层相比，耐溶剂性等耐化学性显著提高。树脂，例如结晶性树脂已知具有强的耐化学性，例如耐溶剂性等。然而，本发明首先发现，甚至用于本发明的这种薄膜结构情况下，这种树脂具有耐化学性，并可高速挤出成型，而且还具有作为多层绝缘电线的特性。从耐热性的观点考虑，可以推测，聚亚苯基硫树脂甚至在薄膜结构的情况下仍具有充分的耐热性，因为其氧化机理基本上不同于其他树脂，例如具有氧化机理的聚酰胺树脂，其中通过由表面热氧化引起劣化而进展到内部的氧化。
另外，已经确认，本发明的多层绝缘电线对电学性质中的使用寿命特征有改善的效果。虽然说在聚亚苯基硫树脂的情况下，防漏电性不好，已发现作为在本发明的多层绝缘电线的绝缘层结构的一部分通过使用聚亚苯基硫树脂，则在带电试验中使用寿命延长，并且聚亚苯基硫树脂具有耐电晕的效果。这是基于由于放电而减少臭氧的发生，并且超出通常成型材料技术观点的想像力，该技术是通过注射成型等发展起来的。通过采用本发明所述的结构，第1次提出这些发展效果。
市场可得到的聚亚苯基硫树脂包括Fotron(商品名，Polyplastics制造)、Dic.PPS(商品名，Dainippon Ink & Chemicals，Inc.)和PPS(商品名，DIC EP制造)。在这些树脂中，例如，Fortron(0220 A9(等级名))、DIC-PPS(Fz-2200-A5(等级名))、和DIC EP·PPS(LT-4P(等级名))具有下列模量比(即损耗模量/贮能模量)(在氮气氛中，1拉德/秒，300℃ )分别为3.5、3.5和5.9，这些值是优选的。
其他的耐热性热塑性树脂、热塑性弹性体、和常用的添加剂、无机填料、加工助剂、着色剂等在不影响耐热性及耐化学试剂性的范围内可以添加。在进行加工成型时，可以采用氮气置换空气的方法以抑制在成型机内因氧化引起的支化和交联反应。
在加工成型后，根据需要，可进行退火处理。退火可以得到更高的结晶度并进一步改善耐化学性。
关于无机填料，当对100重量份聚醚砜树脂或100重量份上述树脂(A)和树脂(B)的树脂混合物的混合量为10至85重量份时，所得到的绝缘电线能进一步改善电学性质，因此，上述规定的范围是优选的。
作为无机填料，例如，可以采用氧化钛、硅石(二氧化硅)、和氧化铝。作为市场上可得的产物，并可使用的如二氧化钛，FR-88(等级名，FURUKAWA CO.，LTD.制造，平均粒径0.19μm)；作为硅石，5X(等级名，Tatsumori，Ltd.制造，平均粒径1.5μm)；作为氧化铝，RA-30(等级名，Iwatani国际公司制造，平均粒径0.1μm)。当无机填料量太少时，填料对电学性质的效果不能呈现，当过多时，多层绝缘电线所必要的挠性得不到，并且，耐热性受损。无机填料的添加可明显的改善，特别是使用寿命。
作为本发明所用的导体，可以使用金属裸线(硬线)、在金属裸线上被覆有漆膜或薄的绝缘层的绝缘电线、由绞合的金属裸线构成的多芯股线(电线束)或由绞合的绝缘电线构成的多芯股线，其每种均涂覆有漆膜或薄绝缘层。多芯股线的绞合线数，按照所要求的高频用而任意选择。另外，当多芯股线的绞合线数大时，例如19-或37-根单线，多芯电线(基本电线)可以形成绞合电线或非绞合电线。在非绞合电线的场合，例如，多根导线其每个可以是裸线，或形成单线的绝缘电线仅以接近平行方向而一起捆扎而聚集(集中)，或以非常大的螺距将它们绞合成捆。在任何一种情况下，其断面优选为圆形或近似圆形。然而，作为薄的绝缘层材料，要求采用本身具有好的可焊性的树脂，例如，酯酰亚胺改性的聚氨酯树脂、脲改性的聚氨酯树脂和聚酯酰亚胺树脂，具体地，例如，可以使用WD-4305(商品名，日立化成社制造)、TSF-200和TPU-7000(商品名，东特涂料社制造)和FS-304(商品名，大日精化社制造)。另外，在导体上使用焊锡或在导体上镀锡是一种改善可焊性的方法。
关于本发明优选实施方案的结构其多层绝缘电线可通过用聚醚砜树脂挤压贴胶导体的外层，以形成具有所希望厚度的绝缘层作为第1层，以及，用聚醚砜树脂挤压贴胶第1绝缘层的外周，以形成具有所希望厚度的绝缘层作为第2层，以及，再用聚亚苯基硫树脂挤压贴胶第2绝缘层的外周，以形成具有所希望厚度的绝缘层作为第3层，优选的，在三层的情况下，这样形成的挤压贴胶绝缘层的总厚度可控制在60至180μm的范围内。这是因为，如果绝缘层的总厚度太薄，则得到的耐热多层绝缘电线的电学特性大大降低，以使电线不能使用。另外，如果绝缘层的总厚度太厚，则可焊性明显受损。更优选的是，挤压贴胶绝缘层的总厚度在70至150μm的范围内。上述3层的每层厚度，优选控制在20至60μm的范围内。
同时，当重视可焊性时，本发明中所用的上述树脂混合物通过挤压贴胶进行以形成第1和第2绝缘层，从而呈现设计的性质。
本发明的多层绝缘电线具有至少1层由聚醚砜树脂构成的作为绝缘层，和具有至少1层由聚亚苯基硫树脂构成的作为上述绝缘层的外层，以及，多层绝缘电线具有必需的耐热性、耐化学性和更高的电学性质。另外，当多层绝缘电线具有至少1层由树脂混合物构成的作为绝缘层和具有至少1层由聚亚苯基硫树脂构成的作为上述绝缘层的外层时，则除上述特征外还呈现良好的可焊性。
本发明的变压器，其中，采用本发明的多层绝缘电线，不仅满足IEC60950的标准，而且，也适用于要求质量水平更严格的设计，因为它不缠绕绝缘带，所以，变压器体积可以小型化而耐热性高。
本发明的多层绝缘电线可用作任何类型变压器的线圈，包括图1和图2所示的那些。在变压器中，一般在芯上以叠层方式缠绕第1线圈和第2线圈，但是，本发明的多层绝缘电线可用于变压器，其中第1线圈和第2线圈可交替缠绕(JP-A-5-152139“JP-A”表示待审查的公开的日本专利申请))。在本发明的变压器中，上述多层绝缘电线可同时用作第1和第2线圈，或第1和第2线圈的任何一种。另外，当本发明的多层绝缘电线具有2层(例如，当第1线圈和第2线圈是2层绝缘层时，或当第1线圈和第2线圈中之一是是漆包线而另一个是2层绝缘电线时)，至少在所用的线圈之间可插入1个屏蔽层。
按照本发明，可以提供多层绝缘电线该电线可用作要装配的变压器的导线和线圈例如用于电学和电子仪器和工具等中有用的多层绝缘电线并且其耐热性和耐化学性优良。另外，在绝缘层所用的绝缘材料的实施方案中，本发明提供一种具有良好可焊性的多层绝缘电线，当该电线浸渍在焊浴中时，绝缘层能在短时间内脱除，从而使焊锡易在导体上粘住。
按照本发明，可以提供耐热性和耐化学性优良的多层绝缘电线、使用寿命特征得到改善的、以及耐电晕性优良的电学性质、工业生产性优选。另外，按照本发明，可以提供高可靠性的变压器，其是通过缠绕这种多层绝缘电线而获得的。
本发明的多层绝缘电线不仅满意地满足所要求的耐热性水平，而且，具有优良的耐溶剂性和耐化学性，因此，线圈加工后的相继后处理中可在很宽的范围内选择方法。
另外，按照本发明的多层绝缘电线，在至少1绝缘层采用特定的树脂混合物，借此，在最终加工时可直接进行焊接。
采用上述多层绝缘电线制造的本发明变压器，具有优良的电学性质，和可靠性高。
上述树脂组合物采用30mmΦ的双螺杆挤出机(L/D＝30)进行混合。
所得到的多层绝缘电线的各种特性按下列方法试验和测定。A.耐热性(1)采用下列方法评价耐热性，按照IEC标准60950标准的条款2.9.4.4的附录U(绝缘电线)和条款1.5.3的附录C(变压器)进行评价。
在直径6mm芯线周围，在荷重118MPa(12kgf/mm2)下缠绕多层绝缘电线10层。B级是于225℃(E级215℃；F级240℃)加热1小时，然后，B级在200℃(E级190℃，F级215℃)再加热71小时，再于25℃、95％RH的气氛中保持48小时，然后，立即施加3,000伏1分钟。当未发生电短路时，便认为它通过B级(E级、F级)合格。(以n＝5次进行判断。即使1次为NG则为不合格)。B.介电击穿电压按照JIS C 3003-198411.2的扭转线对的方法测定介电击穿电压。结果用kV单位表示。如果击穿电压低于14kV则认为不合格。C.耐热性(2)按照JIS C 3003-1984的扭转线对的方法扭转多层绝缘电线，把得到的扭转电线于220℃的温度加热，等级B加热168小时(7天)，然后，测定介电击穿电压。结果表明，该值愈大耐热性愈高。当破坏后的介电击穿电压对热处理前的介电击穿电压之比，即破坏后的介电击穿电压的残留比(％)为50％或更大，这认为多层绝缘电线大略满足IEC标准60172的耐热性B级。在表中，结果是用上述样品破坏后的介电击穿电压的残留比(％)表示。D.耐溶剂性按照JIS C 3003-198414.1(2)评价样品，其中使样品在溶剂二甲苯中浸渍30分钟后确认皮膜的铅笔硬度和是否膨润。铅笔硬度大于H且不膨润者为合格。表中当所得样品发生膨润时用铅笔硬度(例如B)表示或以“膨胀(sell)”表示时，表明试验不合格。E.耐化学性在按照扭绞二线法制造样品后，用二甲苯型清漆TVB2024(商品名，东芝化学社制造)以及苯乙烯单体型清漆TVB2180T(商品名，东芝化学社制造)浸渍、然后干燥。接着，用肉眼观察样品上是否龟裂。未发现龟裂等损伤的作为“合格”。F.可焊性使绝缘电线末端约40mm的长度浸渍在温度450℃的熔融焊料中，测定焊料粘附着在浸渍的30mm长度部分的所需时间(秒)。所需时间愈短，可焊性愈好。所示数值是n＝3的平均值。当该时间超过10秒为“不合格”，优选的是当膜厚约100μm时该时间在5秒以内，以及当膜厚约180μm时该时间在7秒以内。G.使用寿命按照扭绞二线法，通过与裸线(0.6mm)扭绞多层绝缘电线制备样品。然后，在常温、商用频率(50Hz)、2kV的条件下进行充电，测定样品短路所需要的时间。在充电期间，通过官能试验确认臭氧是否存在，以此确认是否发生部分放电以作为耐电晕性的评价。
表1

表1(续)

表2

表2(续)

表3

表3(续)

表4

表4(续)

(注)在表中，“-”表示未添加的成分，“ND”表示未进行试验。
简略符号表示的各种树脂如下PESSUMIKAEXCEL PES 3600(商品名，住友化学工业社制造)，聚醚砜树脂；PEIULTEM 1000(商品名，GE塑料公司制造)，聚醚酰亚胺树脂；PCLexan SP-1010(商品名，GE塑料公司制造)，聚碳酸酯树脂；PARU-聚合物(商品名，Unitika公司制造)，多芳基化合物树脂；PAARLEN AE-4200(商品名，三井化学社制造)，聚酰胺树脂；PPS-1Dic.PPS FZ 2200-A5(商品名，Dainippon Ink & Chemicals，Inc.制造)，tanδ＝3.5，聚亚苯基硫树脂；PPS-2Fortron 0220 A9(商品名，聚塑料公司制造)，tanδ＝3.5，聚亚苯基硫树脂；PPS-3LT-4P(商品名，DIC EP制造)，tanδ＝5.9，聚亚苯基硫树脂。
这里，tanδ表示(损耗模量/贮能模量)之比。
从表1中的结果说明下列情况。
实施例1至7，因为3层中下面2层是由聚醚砜树脂构成而最外层由聚亚苯基硫树脂构成，所以，呈现良好的耐热性并具有非常好的耐溶剂性和耐化学性。
然而，比较例1，因为全部3层是仅由聚醚砜树脂构成，不具有高的耐热性，涂膜就耐溶剂性而论是软的，就耐化学性质而论产生龟裂。比较例2中，最外层由聚酰胺树脂构成，呈现耐溶剂和耐化学性。然而，耐热性未达到想要的水平，该比较例难以达到上述耐热性(2)的B级耐热性，例如，从表面产生的热劣化。
从表2及表3所示的结果可以了解下列情况。
实施例8至19呈现良好的可焊性和耐热性，并还具有非常好的耐溶剂和耐化学性，这是因为3层中的2层是由处于本发明规定范围内的树脂(A)和树脂(B)的树脂混合物构成，并且最外层由聚亚苯基硫树脂构成。
相反，比较例3是仅使用聚醚砜树脂得到的结构，而比较例4是使用聚醚酰亚胺树脂和聚醚砜树脂的组合物得到的结构。虽然这2个比较例呈现高的耐热性，但它们具有的缺点是，就可焊性而论，焊料不能附着在其上，而就耐溶剂性而论，涂膜太软，而就耐化学性而论，产生龟裂。
比较例5仅由聚碳酸酯构成。因此，比较例5几乎无耐热性，而且，可焊性、耐溶剂性和耐化学性均不好。因此，比较例5不能达到实用水平。
另外，从表4所示的结果可明显了解下列情况。
实施例21至26分别具有3层中的下部2层是由在聚醚砜树脂中掺合无机填料而得到的组合物构成，或由本发明规定范围内的树脂(A)和树脂(B)的树脂混合物构成，并且最外层由聚亚苯基硫树脂构成。当无机填料量处于本发明优选的范围内时，每个实施例均呈现良好的耐热性并还具有非常好的耐溶剂性和耐化学性。实施例23至26也具有良好的可焊性。
反之，在比较例6和7的情况下，由于最外层是由聚醚砜树脂构成并且无机填料的量大，挠性受到不良影响。因此，这几个比较例的耐热性达不到所要求的水平，并且，存在的问题是，就耐溶剂性而论，涂膜太软，和就耐化学药品性而论，产生龟裂。
实施例20的使用寿命长，实施例23中配合了无机填料，使用寿命更长，试验中几乎不产生臭氧。
工业上利用的可能性本发明的多层绝缘电线，其具有良好的耐热性和耐化学性，通常用作装在电子和电学仪器和工具中的变压器中的导线或线圈。
另外，本发明的变压器作为可靠性高的变压器是优选的。
本发明的上述公开涉及的实施方案，除非另有说明，本发明不受上述公开的任何细节所限制，在不超出权利要求中所示的发明精神和范围内可作更广泛的构建。
权利要求
1.一种多层绝缘电线，在导体上具有2层或多层挤压绝缘层，以包覆导体，其中，绝缘层的至少1层是由聚醚砜树脂构成，以及其中，除了所述至少一绝缘层以外，还至少有1绝缘层作为上述至少1层绝缘层的外层，并且由聚亚苯基硫树脂构成。
2.一种多层绝缘电线，在其导体上具有2层或多层可焊的挤出绝缘层，以覆盖导体，其中绝缘层的至少1层是由树脂混合物构成，该树脂混合物由混合100重量份的选自聚醚酰亚胺和聚醚砜树脂中的至少1种树脂(A)和10重量份选自聚碳酸酯树脂、多芳基化合物树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂中的至少1种树脂(B)构成，以及上述除了至少1绝缘层以外有至少1层由树脂混合物构成，作为上述至少1层绝缘层的外层，并且由聚亚苯基硫树脂构成。
3.按照权利要求2中所述的多层绝缘电线，其中，树脂(A)是聚醚砜树脂。
4.按照权利要求2中所述的多层绝缘电线，其中，树脂(B)是聚碳酸酯。
5.按照权利要求2中所述的多层绝缘电线，其中，树脂(A)是聚醚砜树脂，而树脂(B)是聚碳酸酯。
6.按照权利要求2-5中所述的多层绝缘电线，其中，树脂混合物通过混合100重量份树脂(A)和10至70重量份树脂(B)而构成。
7.按照权利要求1-6中任何一项所述的多层绝缘电线，其中，形成上述绝缘层的聚亚苯基硫树酯，其在300℃、1拉德/分、氮气氛中的最初具有的损耗模量是贮能模量的2或多倍。
8.按照权利要求1-7中任何一项所述的多层绝缘电线，其中，绝缘层中的最外层由聚亚苯基硫树脂构成。
9.按照权利要求1-8中任何一项所述的多层绝缘电线，其中，上述绝缘层是由聚醚砜树脂或由10至85重量份无机填料和100重量份树脂(A)和树脂(B)的树脂混合物构成。
10.一种变压器，其中含有按照权利要求1-9中任何一项所述的多层绝缘电线。
全文摘要
一种多层绝缘电线，具有电导体和覆盖电导体的2层或多层挤出绝缘层，其中至少1层绝缘层由聚醚砜树脂(1)构成，或由100重量份的选自聚醚酰亚胺和聚醚砜树脂的至少1种树脂(A)和10重量份选自聚碳酸酯树脂、多芳基化合物树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂中的至少1种树脂(B)的混合物(2)所构成；并除了由树脂(1)或树脂混合物(2)构成的绝缘层外至少有一层安置在绝缘层外，并由聚亚苯基硫树脂构成；以及一种采用上述绝缘电线的变压器。
文档编号H01F27/32GK1463445SQ02801916
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月31日 优先权日2001年6月1日
发明者石井祯, 金容薰, 东浦厚, 小林勇 申请人:古河电气工业株式会社