扁平电线用包覆材料、包覆扁平电线和电气设备的制作方法

专利名称：扁平电线用包覆材料、包覆扁平电线和电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及扁平电线用包覆材料、具有该包覆材料的包覆扁平电线和电气设备。
背景技术：
用于电气设备的旋转设备、磁铁等线圈设备中，使用通过将绝缘性的包覆材料卷绕而用该包覆材料包覆扁平电线而形成的包覆扁平电线。作为扁平电线，一直以来使用铜、铜合金、铝、铝合金或这些金属的2种以上的组合等的线材，近年来，使用铋系、钇系、铌系等超导线材。作为这种用绝缘性的包覆材料包覆扁平电线而形成的包覆扁平电线，例如公开了以半重叠方式用绝缘薄膜带螺旋状卷绕而用该绝缘薄膜带来包覆并列配置的扁平电线而得到的包覆扁平电线。(参照专利文献I)。·现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000-4552号公报

发明内容
_7] 发明要解决的问题然而，用上述绝缘薄膜带包覆扁平电线时，绝缘薄膜带之间的叠合的可靠性有时降低。即，存在发生缩颈(necking)现象、绝缘薄膜带之间的叠合部(搭接部)的宽度局部窄于所需的宽度的情况。另外，缩颈的程度过大时，有时绝缘薄膜带之间不重叠而产生空隙或扁平电线露出，该情况下，会导致包覆扁平电线的绝缘性降低。本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供通过使一部分叠合并螺旋状卷绕来包覆扁平电线时可抑制叠合的可靠性降低的扁平电线用包覆材料、具有该包覆材料的包覆扁平电线和电气设备。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本发明人着眼于，包覆扁平电线时，为了提高与扁平电线的密合性，通常边赋予扁平电线用包覆材料以张力边包覆，但会因该张力而发生缩颈现象。本发明人还深入研究了扁平电线用包覆材料的特性与叠合的可靠性的关系，结果发现，扁平电线用包覆材料的拉伸弹性模量可以对叠合的可靠性产生很大影响，从而完成了本发明。S卩，本发明的扁平电线用包覆材料的特征在于，其为用于通过使一部分叠合且螺旋状卷绕来包覆扁平电线的包覆材料，其具备在25°c下的拉伸弹性模量为5. OGPa以上的基材O所述扁平电线用包覆材料通过具备在25°C下的拉伸弹性模量在上述范围内的基材，可以抑制包覆扁平电线时缩颈现象的发生，可以抑制叠合的可靠性的降低。进而，将扁平电线包覆而制作包覆扁平电线时，可抑制该包覆扁平电线的绝缘性的降低。另外，上述扁平电线用包覆材料优选厚度为50 μ m以下。
通过使扁平电线用包覆材料的厚度为50μπι以下，可以减小卷绕到扁平电线上的扁平电线用包覆材料与尚未卷绕扁平电线用包覆材料的扁平电线之间的高度差，因此，容易使扁平电线用包覆材料追随扁平电线的形状。因此，可以进一步抑制叠合的可靠性降低。上述扁平电线用包覆材料中，优选进一步具备形成于所述基材的一个面侧的粘弹性体层，所述基材含有聚酰亚胺树脂。聚酰亚胺树脂由于具有耐热性和耐寒性且是不燃性材料，具有作为用于电气设备的绝缘材料的优异的阻燃性，因此通过具备含有聚酰亚胺树脂的基材，扁平电线用包覆材料具有阻燃性。另外，通过具备粘弹性体层，用扁平电线用包覆材料包覆扁平电线时，扁平电线用包覆材料与扁平电线之间以及扁平电线用包覆材料之间的密合性变高，可以进一步抑制叠合的可靠性降低。上述扁平电线用包覆材料中，优选上述粘弹性体层含有硅酮系粘弹性体组合物。硅酮系粘弹性体组合物由于耐寒性、耐辐射线性、耐热性和耐腐蚀性优异，因此可 以提高粘弹性体层的特性。在上述扁平电线用包覆材料中，优选所述扁平电线是超导线。由于超导线在低温下使用，因此叠合的可靠性降低，扁平电线用包覆材料之间存在间隙等时，电绝缘性(介质击穿电压)显著降低。然而，根据上述扁平电线用包覆材料，由于具备上述拉伸弹性模量在上述范围内的基材，因此，可以抑制叠合的可靠性降低，从而可以抑制电绝缘性的降低。由此，本发明的扁平电线用包覆材料可以适宜用于超导线。本发明的包覆扁平电线具备上述扁平电线用包覆材料；以及通过使所述扁平电线用包覆材料的一部分叠合且螺旋状卷绕而被该扁平电线用包覆材料包覆的扁平电线。由此，可以抑制包覆扁平电线的绝缘性的降低。本发明的电气设备的特征在于，使用上述包覆扁平电线制作。由此，可以抑制因包覆扁平电线的绝缘性降低引起的电气设备的特性降低。
_] 发明的效果如以上所说明的那样，根据本发明，可以提供通过使一部分叠合并螺旋状卷绕来包覆扁平电线时可抑制叠合的可靠性降低的扁平电线用包覆材料、具有该包覆材料的包覆扁平电线和电气设备。


图I所示为本发明的第一实施方式的扁平电线用包覆材料的示意性侧面图。图2所示为本发明的第一实施方式的扁平电线用包覆材料的示意性剖视图，其为图I中的区域II的放大剖视图。图3所示为本发明的第二实施方式的包覆扁平电线的示意性立体图。图4所示为本发明的第二实施方式的包覆扁平电线的示意性平面图。图5示意性示出了本发明的第二实施方式的包覆扁平电线，是沿图3和图4的V-V线剖开的剖视图。图6示意性示出了本发明的第二实施方式的包覆扁平电线，是沿图4的VI-VI线剖开的剖视图。图7示意性示出了本发明的第二实施方式的包覆扁平电线，是沿图4的VII-VII线剖开的剖视图。图8所示为作为本发明的第三实施方式的电气设备的一个例子的线圈的示意性立体图。附图标记说明10扁平电线用包覆材料，11基材，lla、12a表面，Ilb背面，12粘弹性体层，20卷芯，100包覆扁平电线，110扁平电线，120搭接部，200线圈，210线圈架，W10、W120宽
度，Θ角度。
具体实施例方式以下根据附图来说明本发明的实施方式。需要说明的是，在以下的附图中，同一或等同部分赋予相同的附图标记，并且不重复说明。(第一实施方式)参照图I和图2，说明本发明的第一实施方式的扁平电线用包覆材料。如图I和图2所示，扁平电线用包覆材料10是用于包覆扁平电线的包覆材料。如图I所示，扁平电线用包覆材料10是带状的，例如在卷芯20上卷绕成卷筒状。其中，扁平电线用包覆材料10不限于带状，可以是薄片状、薄膜状等其他形状。如图2所示，扁平电线用包覆材料10具备基材11和形成于基材11的表面Ila上的粘弹性体层12，所述基材11具有表面Ila和与该表面Ila处于相反侧的背面lib。其中，在基材11与粘弹性体层12之间，可以进一步形成其他层。另外，在粘弹性体层12的表面12a上可以形成用于保护表面12a的剥离衬垫(未图示)。另外，在基材11的背面Ilb上优选不形成粘弹性体层12。基材11只要具有绝缘性即可，对其没有特别限制，优选具有耐热性和耐寒性。作为这种基材11，例如可列举出聚酰亚胺树脂、聚醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等。这些树脂可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。在这些树脂中，尤其优选使用聚酰亚胺树脂作为基材11。聚酰亚胺树脂由于具有耐热性且是不燃性材料，因此作为用于电气设备的绝缘材料，具有优异阻燃性，从这方面来看，作为本实施方式的扁平电线用包覆材料10的基材11具有优异的特性。上述聚酰亚胺树脂可以通过公知或惯用的方法来获得。例如，聚酰亚胺可以通过使有机四羧酸二酐与二氨基化合物(二胺)反应，合成聚酰亚胺前体(聚酰胺酸)，再将该聚酰亚胺前体脱水闭环来获得。作为上述有机四羧酸二酐，例如，可列举出均苯四酸二酐、3，3’，4，4’ -联苯四羧酸二酐、2，2-双(2，3- 二羧基苯基)-I, I, I, 3，3，3-六氟丙烷二酐、2，2-双(3，4- 二羧基苯基)-1，I, 1,3, 3，3-六氟丙烷二酐、3，3’，4，4’ _ 二苯甲酮四羧酸二酐、双(3，4-二羧基苯
基)醚二酐、双(3，4-二羧基苯基)砜二酐等。这些有机四羧酸二酐可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。作为上述二氨基化合物，例如，可列举出间苯二胺、对苯二胺、3，4-二氨基二苯基酿、4，4’ - 二氛基二苯基酿、4，4’ - 二氛基二苯基讽、3，3’ - 二氛基二苯基讽、2，2-双(4-氛基苯氧基苯基)丙烷、2，2-双(4-氨基苯氧基苯基)六氟丙烷、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、二氨基二苯基甲烧、2，2’ _ 二甲基-4，4’ - 二氨基联苯、2，2’ -双(二氟甲基)-4, 4’ - 二氨基联苯等。这些二氨基化合物可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。作为上述二氨基化合物，含有醚键的化合物是优选的，具体而言，优选使用4，4’-二氨基二苯基醚(0DA)。通过含有0DA，扁平电线用包覆材料10的伸长率提高，可以设计成柔软的薄膜。二氨基化合物成分中的ODA的添加量优选为10摩尔％以上且100摩尔％以下，进一步优选为50摩尔％以上且100摩尔％以下。其中，对于本实施方式中使用的聚酰亚胺树脂而言，作为有机四羧酸二酐，优选使用均苯四酸二酐、3，3’，4，4’ -联苯四羧酸二酐，作为二氨基化合物，优选使用对苯二胺、
4，4’ - 二氨基二苯基醚。这种聚酰亚胺树脂还可以使用“Kapton (注册商标)EN”(DU P0NT-T0RAY CO.，LTD. 制造)、“UPILEX (注册商标)_S”(宇部兴产公司制造)等市售产品。基材11优选具有50 μ m以下的厚度，更优选具有25 μ m以下的厚度，更进一步优选具有13μπ 以下的厚度。厚度为50μπ 以下时，可以容易地减小卷绕在扁平电线上的扁平电线用包覆材料与尚未被扁平电线用包覆材料卷绕的扁平电线的高度差，因此可以进一步抑制叠合的可靠性的降低。而且，通过减小绝缘层厚度，可以增加每单位截面积的扁平电线的占有面积比，因此可以提闻线占空系数，可以提闻线圈设备等的性能。另一方面，基材11的厚度优选为5 μ m以上,更优选具有7 μ m以上的厚度，更进一步优选具有7. 5 μ m以上的厚度。厚度为5 μ m以上时，从基材11的处理性的观点来看是优选的。其中，为了提高与后述的粘弹性体层12的锚固力，基材11可以进行溅射蚀刻处理、电晕处理、等离子体处理等化学处理，也可以涂布底涂剂等。另外，本实施方式的基材11可以由I层构成，也可以由多层构成。粘弹性体层12包含构成粘弹性体的基础聚合物。对这种基础聚合物没有特别限制，可以从公知的基础聚合物中适当选择和使用，例如，可列举出丙烯酸系聚合物、橡胶系聚合物、乙烯基烷基醚系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚氨酯系聚合物、氟系聚合物、环氧系聚合物等。这些基础聚合物可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。在这些基础聚合物中，从耐寒性、耐辐射线性、耐热性和耐腐蚀性优异的观点来看，优选使用硅酮系聚合物作为粘弹性体层12。即，粘弹性体层12优选包含含有硅酮系聚合物的粘弹性体组合物(硅酮系粘弹性体组合物)，更优选以硅酮系粘弹性体组合物为主成分、剩余部分由不可避免的杂质构成。在此处,上述娃酮系粘弹性体组合物含有以娃酮橡胶(silicone rubber)和娃酮树脂(silicone resin)为主成分的配混物的交联结构。作为硅酮橡胶，例如可以适宜使用以二甲基硅氧烷为主要构成单元的有机聚硅氧烷。在有机聚硅氧烷中，根据需要可以引入乙烯基或其他官能团。有机聚硅氧烷的重均分子量通常为18万以上，优选为28万以上且100万以下，更优选为50万以上且90万以下。这些硅酮橡胶可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。重均分子量低时，可以根据交联剂的量来调整凝胶率。作为硅酮橡胶，例如，可以适宜使用由具有选自M单元(R3Si01/2)、Q单元(Si02)、T单元(RSiOv2)和D单元(R2SiO)中的至少任一单元(上述单元中，R表示一价烃基或轻基)的共聚物形成的有机聚硅氧烷。由该共聚物形成的有机聚硅氧烷除了具有OH基以外还可根据需要引入乙烯基等各种官能团。引入的官能团可以为发生交联反应的官能团。作为共聚物，由M单元与Q单元形成的MQ树脂是优选的。对硅酮橡胶与硅酮树脂的配合比例(重量比)没有特别限制，优选硅酮橡胶硅酮树脂=100: (Γ20:80左右，更优选为100: (Γ30:70左右。硅酮橡胶和硅酮树脂可以只是将它们配合，也可以是它们的部分缩合物。在上述配混物中，为了使其形成交联结构物，通常含有交联剂。通过交联剂，可以调整硅酮系粘弹性体组合物的凝胶率。粘弹性体层12的凝胶率根据硅酮系粘弹性体组合物的种类而不同，优选大致为20%以上且99%以下左右，更优选为30%以上且98%以下左右。凝胶率在该范围内时，具有容易取得粘接力与保持力的平衡的优点。具体而言，凝胶率为99%以下时，可以抑制初始粘接力变低，因此贴合良好。凝胶率为20%以上时，获得了充分的保持力，因此，可以抑制扁平·电线用包覆材料10的偏移。本实施方式的硅酮系粘弹性体组合物的凝胶率(重量％)是如下求出的值从硅酮系粘弹性体组合物中取干燥重量W1 (g)的试样，将其浸溃在甲苯中，然后从甲苯中取出该试样的不溶成分，测定干燥后的重量W2 (g)，通过式(W2ZW1) XlOO求出的值。本实施方式的硅酮系粘弹性体组合物可以使用常用的基于过氧化物系交联剂的过氧化物固化型交联和基于含有Si-H基的硅氧烷系交联剂的加成反应型交联。由于过氧化物系交联剂的交联反应是自由基反应，因此，通常在150°C以上且220°C以下的高温下进行交联反应。另一方面，由于含乙烯基有机聚硅氧烷与硅氧烷系交联剂的交联反应是加成反应，因此，反应通常在80°C以上且150°C以下的低温下进行。在本实施方式中，尤其从能够在低温短时间完成交联的观点考虑，加成反应型交联是优选的。作为上述过氧化物系交联剂，可以没有特别限制地使用一直以来用于硅酮系粘弹性体组合物的各种交联剂，例如，可列举出过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯、叔丁基过氧化物、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧化己烷、2，4- 二氯-过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化二异丙基苯、1，I-双(叔丁基过氧化)-3，3，5-三甲基-环己烷、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧化己炔_3等。这些过氧化物系交联剂可以单独使用一种，也可以将两种以上混合使用。过氧化物系交联剂的用量通常相对于100重量份硅酮橡胶优选为O. 15重量份以上且2重量份以下，更优选为O. 5重量份以上且I. 4重量份以下。作为硅氧烷系交联剂，例如，使用分子中具有至少平均2个与硅原子键合的氢原子的聚有机氢硅氧烷。作为与硅原子键合的有机基团，可列举出烷基、苯基、卤代烷基等，从合成和处理容易的观点出发，甲基是优选的。硅氧烷骨架结构可以是直链状、支链状、环状的任一种，优选是直链状。硅氧烷系交联剂以使得相对于硅酮橡胶和硅酮树脂中的乙烯基I个，与硅原子键合的氢原子优选为I个以上且30个以下、更优选为4个以上且17个以下的添加量配合。与硅原子键合的氢原子为I个以上时，可获得充分的内聚力，为4个以上时，可获得更充分的内聚力。与硅原子键合的氢原子为30个以下时，可抑制粘接特性的降低，为17个以下时，可进一步抑制粘接特性的降低。
使用硅氧烷系交联剂时，通常使用钼催化剂，但也可以使用其他各种催化剂。其中，使用硅氧烷系交联剂时，作为硅酮橡胶，使用具有乙烯基的有机聚硅氧烷，其乙烯基优选为O. 0001摩尔/IOOg以上且O. 01摩尔/IOOg以下左右。本发明的粘弹性体层中，除了上述基础聚合物以外，在不妨碍本发明的效果的范围内可以适当配合赋粘剂、增塑剂、分散剂、抗老化剂、抗氧化剂、加工助剂、稳定剂、消泡齐U、阻燃剂、增稠剂、颜料、软化剂、填充剂等以往公知的各种添加剂。粘弹性体层12优选具有O. 5 μ m以上且50 μ m以下的厚度，更优选具有I μ m以上且25 μ m以下的厚度。粘弹性体层12的厚度在该范围内时，具有获得适度的粘接性的优点。具体而言，粘弹性体层12的厚度为10 μ m以下时，可以提高扁平电线用包覆材料10包覆在扁平电线上时形成的包覆扁平电线中的扁平电线的线占空系数，因此可以提高线圈设备等的性能。粘弹性体层12的厚度为5μπι以下时，可以更进一步提高线占空系数，从而可以进一步提高线圈设备等的性能。 另一方面，粘弹性体层12的厚度为Iym以上时，可以提高与扁平电线的密合度，可以进一步抑制扁平电线与扁平电线用包覆材料10之间形成的间隙。粘弹性体层12的厚度为2 μ m以上时，可以更进一步抑制扁平电线与扁平电线用包覆材料10之间形成的间隙。扁平电线用包覆材料10在25°C下的拉伸弹性模量为5. OGPa以上，优选为6. OGPa以上。在25°C下的拉伸弹性模量为5. OGPa以上时，用扁平电线用包覆材料10包覆扁平电线时，可以抑制缩颈现象的发生，且可以抑制叠合的可靠性降低。进而，将扁平电线包覆而制作包覆扁平电线时，可以抑制该包覆扁平电线的绝缘性的降低。另外，在25°C下的拉伸弹性模量为6. OGPa以上时，可以进一步抑制缩颈现象的发生。其中，扁平电线用包覆材料10在25°C下的拉伸弹性模量越大越优选，但从处理性的观点考虑，上限例如为50GPa。在此处，上述“在25°C下的拉伸弹性模量”通过基于ASTM-D882在25°C的气氛下进行拉伸试验来测定。上述“在25°C下的拉伸弹性模量”可以根据基材的聚合物设计、成膜条件、拉伸条件等，通过在构成基材的分子结构中适当插入-O-(醚键)来调整。另外，扁平电线用包覆材料10优选具有50μπι以下的厚度，更优选具有40μπι以下的厚度，进一步优选具有30 μ m以下的厚度，更进一步优选具有20 μ m以下的厚度。厚度为50 μ m以下时，可以减小卷绕在扁平电线上的扁平电线用包覆材料10与尚未被扁平电线用包覆材料10卷绕的扁平电线的高度差，因此可以进一步抑制叠合的可靠性的降低。而且，通过减小绝缘层的厚度，可以增加每单位截面积的扁平电线的占有面积比，因此可以提闻线占空系数，可以提闻线圈设备等的性能。另一方面，扁平电线用包覆材料10的厚度优选为7 μ m以上，更优选具有10 μ m以上的厚度。厚度为7 μ m以上时，强度充分，处理性优异，为10 μ m以上时，强度更充分，处理性更优异。从螺旋状包覆扁平电线时能够缩窄搭接宽度且能够减小扁平电线的延伸方向与扁平电线用包覆材料10的卷绕方向所形成的角度的观点考虑，扁平电线用包覆材料10优选具有所包覆的扁平电线的宽度I倍以上且2倍以下的宽度。这种扁平电线用包覆材料10的宽度例如优选为Imm以上且80mm以下,更优选为I. 5mm以上且60mm以下,进一步优选为2mm以上且40mm以下。另外，扁平电线用包覆材料10优选不设置属于包覆电线时的连接部分的接缝，因此优选是长条状的。这种扁平电线用包覆材料10的长度例如优选为500mm以上，更优选为IOOOmm以上，进一步优选为3000mm以上。本实施方式的扁平电线用包覆材料10在卷芯20上卷绕成卷筒状并保持，但也可以通过在I个卷芯20上卷绕多列的所谓圆筒式绕组(Bobbin winding)来保持。接着，参照图I和图2，说明本实施方式的扁平电线用包覆材料10的制造方法。首先，准备如上所述具有表面Ila和与该表面Ila处于相反侧的背面Ilb的基材11。接着，在基材11的表面Ila上形成粘弹性体层12。对粘弹性体层12的形成方法
没有特别限制，例如，通过在基材11的表面Ila上涂布硅酮系粘弹性体组合物的方法，可以形成粘弹性体层12。具体而言，将在甲苯等溶剂中溶解含有硅酮橡胶、硅酮树脂、交联剂、催化剂等的硅酮系粘弹性体组合物而成的溶液涂布于基材11的表面Ila上，接着，通过加热上述配混物，蒸馏除去溶剂并进行交联。作为本实施方式的含有硅酮系粘弹性体组合物的粘弹性体层12的形成方法，例如，可列举出辊涂法、辊舔式涂布法、凹版涂布法、逆向涂布法、辊刷法、喷涂法、浸入辊涂布法、棒涂法、刮刀涂布法、气刀涂布法、幕涂法、唇口涂布法、利用模涂布机等的挤出涂布法等方法。通过实施以上工序，可以制造图2所示的扁平电线用包覆材料10。其中，扁平电线用包覆材料10的制造方法不限于上述方法。扁平电线用包覆材料10具有剥离衬垫时，例如，可以用以下的方法制造。具体而言，首先准备剥离衬垫。作为剥离衬垫，例如，可列举出纸、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等合成树脂薄膜、橡胶薄片、纸、布、无纺布、网、发泡薄片、金属箔或它们的层压体等。接着，在剥离衬垫上形成例如含有硅酮系粘弹性体组合物的粘弹性体层12。对形成粘弹性体层12的方法没有特别限制，在使用甲苯作为溶剂，通过加热进行加成反应型交联时，加热温度优选为例如80°C以上且150°C以下，更优选为100°C以上且130°C以下。其中，加热温度只要是能够蒸馏除去溶剂、进行规定的交联反应的温度即可，对其没有特别限制。接着，将形成于剥离衬垫上的粘弹性体层12转印到基材11上。通过实施以上的工序，可以制造图2所示的扁平电线用包覆材料10。其中，在本实施方式中，可以如图I所示进一步实施将图2所示的扁平电线用包覆材料10卷绕到卷芯20上的工序。该工序可以根据扁平电线用包覆材料10的形状等而省略。如以上所说明的那样，本实施方式的扁平电线用包覆材料10为用于通过使一部分重叠且螺旋状卷绕来包覆扁平电线的包覆材料，具备在25°C下的拉伸弹性模量为
5.OGPa以上的基材。所述扁平电线用包覆材料10由于基材11的上述拉伸弹性模量在上述范围内，因此，在包覆扁平电线时可以抑制缩颈现象的发生，可以抑制叠合的可靠性的降低。进而，将扁平电线包覆而制作包覆扁平电线时，可以抑制该包覆扁平电线的绝缘性的降低。而且，还可以提高制作包覆扁平电线时的成品率，与叠合可靠性的降低的抑制相互结合，可以提高操作性。(第二实施方式)参照图3 图7，说明本发明的第二实施方式的包覆扁平电线100。本实施方式中，包覆扁平电线100如图3所示具备第一实施方式的扁平电线用包覆材料10和被该扁平电线用包覆材料10包覆的扁平电线110。扁平电线110被扁平电线用包覆材料10包覆的方式只要是使一部分叠合且在扁平电线上螺旋状卷绕来包覆的方式即可，对其没有特别限制。本实施方式的电线110如图3 图7所示以使得形成一部分叠合的搭接部120并且螺旋状卷绕的方式被扁平电线用包覆材料10包覆。换而言之，用扁平电线用包覆材料10的一部分叠合的半搭接方式螺旋状卷绕来包覆。 另外，如图5和图6所示，没有形成搭接部120的区域中的电线110被扁平电线用包覆材料10单重包覆，如图5和图7所示，形成了搭接部120的区域中的电线110被扁平电线用包覆材料10双重包覆。因此，通过设置搭接部120，可以提高扁平电线110的绝缘性。如图5所示，搭接部120的宽度W120(也称为重叠宽度或爬电距离)优选低于扁平电线用包覆材料10的宽度WlO的40%，更优选为30%以下。搭接部120的宽度W120越大，电流越不易漏出，因此可以抑制放电，可以提高介质击穿电压。然而，在本实施方式中，在搭接部120中，由于粘弹性体层12密合在基材11的背面Ilb上，因此，即使搭接部120的宽度W120小，电流也不易漏出。这样，能够减小搭接部120的宽度W120，并且可以延长能够用I条扁平电线用包覆材料10卷绕的扁平电线110的长度。接着，说明扁平电线110。扁平电线110在此处使用扁平电线。该扁平电线是带状的线材，各顶点可以是呈方形的，也可以是弯曲的(可以设置R (R指顶点是圆的))。对扁平电线110没有特别限制，可以使用以往公知物，作为其原料，例如，可以使用由铜、铜合金、铝、铝合金或这些的两种以上金属的组合形成的线材。另外，作为电线110，还可以使用由铋系、钇系、铌系等各种超导材料形成的电线。作为扁平电线110的具体尺寸的一个例子，厚度为例如Imm以上且IOmm以下，宽度为例如Imm以上且20mm以下，纵横比(截面形状中的宽度/厚度之比)为例如I以上且60以下左右。接着，说明本实施方式的包覆扁平电线100的制造方法。首先，根据第一实施方式制造扁平电线用包覆材料10。接着，准备扁平电线110，如图T图7所示，以扁平电线用包覆材料10的一部分叠合的半搭接方式螺旋状卷绕。具体而言，配置扁平电线用包覆材料10，使得粘弹性体层12的一部分与电线110接触，且使得粘弹性体层12的剩余部分与扁平电线用包覆材料10的基材11的背面Ilb的一部分接触。在该工序中，用扁平电线用包覆材料10包覆扁平电线110，使得扁平电线110的延伸方向与扁平电线用包覆材料10的卷绕方向所形成的角度θ优选低于80°，更优选为75°以下。另外，用扁平电线用包覆材料10包覆扁平电线110，使得搭接部120的宽度W120优选低于扁平电线用包覆材料10的宽度WlO的70%，更优选为50%以下。其中，在扁平电线用包覆材料10具有剥离衬垫时，卷绕在扁平电线110上时，边将剥离衬垫与粘弹性体层12的表面12a剥离，边卷绕电线110。通过实施上述工序，可以制造图3 图7所示的本实施方式的包覆扁平电线100。如以上说明的那样，本实施方式的包覆扁平电线100具备第一实施方式的扁平电线用包覆材料10 ;以及通过将该扁平电线用包覆材料10的一部分叠合并且用该扁平电线用包覆材料10螺旋状卷绕来包覆的扁平电线110。根据本实施方式的包覆扁平电线100，可以抑制绝缘性的降低。(第三实施方式) 参照图8，说明作为本发明的第三实施方式的电气设备的一个例子的线圈200。如图8所示，本实施方式的线圈200具备线圈架210和卷绕在该线圈架210上的第二实施方式的包覆扁平电线100。线圈架210只要能卷装包覆扁平电线100即可，对此没有特别限制，例如是圆筒型、跑道(racetrack)型等。包覆扁平电线100可以是I条，根据所需长度，也可以是多条连接而成的。线圈可以是多个线圈200层叠而成的。本实施方式的线圈200的制造方法包括准备线圈架210的工序和将包覆扁平电线100卷绕到该线圈架210上的工序。在此处，在本实施方式中，作为电气设备的一个例子，以线圈200来举例说明，但电气设备不限于线圈200。电气设备例如是绝缘线圈、超导线圈、超导磁铁、超导电缆、蓄电
目.-rf* ο如以上所说明，作为本实施方式的电气设备的一个例子的线圈200使用第二实施方式的包覆扁平电线100来制作。根据作为本发明的电气设备的一个例子的线圈200，可以抑制因包覆扁平电线的绝缘性降低引起的电气设备的特性的降低。实施例(实施例I)制造与第一实施方式同样的扁平电线用包覆材料。具体而言，将作为硅酮系粘弹性体的“X-40-3229”(硅酮橡胶，固体成分60%，信越化学工业公司制造)70重量份和“KR-3700”(硅酮树脂，固体成分60%，信越化学工业公司制造)30重量份、作为钼催化剂的“PL-50T”(信越化学工业公司制造)O. 5重量份和作为溶剂的甲苯315重量份配合，用分散机搅拌，得到含有硅酮系粘弹性体组合物的混合液。另外，使用聚酰亚胺树脂薄膜“UPILEX12. 5S”(厚度12. 5 μ m，宇部兴产公司制造)作为基材。用喷泉式辊(fountain roll)将上述混合液涂布于该基材上，使得干燥后的厚度为3 μ m，在干燥温度150°C、干燥时间I分钟的条件下固化和干燥，制作在基材上形成了凝胶率为74%的粘弹性体层的扁平电线用包覆材料。将其卷绕到卷芯20 (内径76mm)上，获得图I所示的卷筒状的卷绕体。(实施例2)除了使用“Kapton 12. 5EN”(厚度 12. 5 μ m, DU P0NT-T0RAYC0.，LTD.制造)作为基材以外，与实施例I同样地，制作扁平电线用包覆材料。
(实施例3)除了使用“Kapton 25EN”(厚度 25 μ m，DU P0NT-T0RAYC0. , LTD.制造)作为基材以外，与实施例I同样地，制作扁平电线用包覆材料。(实施例4)除了使用“UPILEX-75S”(厚度75 μ m，宇部兴产公司制造)作为基材以外，与实施例I同样地，制作扁平电线用包覆材料。(实施例5)除了在作为基材的UPILEX-12. 5S上不形成粘弹性体层以外，与实施例I同样地，制作仅由基材形成的扁平电线用包覆材料。(比较例I) 除了使用“Kapton 12. 5H”(厚度 25 μ m，DU P0NT-T0RAYC0. , LTD.制造)作为基材以外，与实施例I同样地，制作扁平电线用包覆材料。(评价方法)对于实施例I飞和比较例1，如下测定拉伸弹性模量，并且如下评价叠合精度、密合性。结果在表I中示出。(拉伸弹性模量)实施例I飞和比较例I中使用的基材的拉伸弹性模量在25°C的气氛下基于ASTM-D882 测定。(叠合精度)对于实施例I飞和比较例I中制作的扁平电线用包覆材料，制成宽度5mm的试验片，以30m/分钟的卷绕速度螺旋状包覆作为扁平电线的“Di-BSCC0”(线材铋系超导线，厚度0. 23mmX宽度4. 3mm，住友电气工业公司制造)，使得卷绕角度(图4中的角度Θ)为60°、扁平电线用包覆材料之间的重叠尺寸(图5中的搭接部120的宽度W120)为设计值
2.0_，制作延伸方向的长度为IOm的评价样品。接着，评价各评价样品的叠合的可靠性。作为所述叠合的可靠性的评价，评价叠合精度。所述叠合精度通过用游标卡尺测定各评价样品的20个部位的搭接部宽度，用百分率表示各测定值与设计值2. Omm的比率来算出。而且，叠合精度小于±10%时评价为“〇”，为±10%以上时评价为“ X ”。结果在表I中示出。其中，在表I中示出了叠合精度的评价结果以及各测定值的上限和下限。(密合性)使用实施例f 4、比较例I中制作的上述叠合精度的评价样品作为评价样品。评价各评价样品的密合性。另外，作为表示所述密合性的指标，使用气泡进入率，该气泡进入率如下计算。即，测定评价样品的一个面的卷绕在扁平电线上的扁平电线用包覆材料的搭接部的面积和该搭接部中气泡所占的面积，用该气泡所占的面积除以上述搭接部的面积，用百分率表示，由此算出上述气泡的进入率。而且，气泡的进入率低于5%时评价为“◎”，为5%以上且低于10%时评价为“〇”，为10%以上时评价为“Λ”。结果在表I中示出。(评价结果)[表 I]
权利要求
1.一种扁平电线用包覆材料，其特征在于， 其为用于通过使一部分叠合且螺旋状卷绕来包覆扁平电线的包覆材料， 其具备在25°c下的拉伸弹性模量为5. OGPa以上的基材。
2.根据权利要求I所述的扁平电线用包覆材料，其特征在于，厚度为50μπι以下。
3.根据权利要求I或2所述的扁平电线用包覆材料，其特征在于， 还具备形成于所述基材的一个面侧的粘弹性体层， 所述基材含有聚酰亚胺树脂。
4.根据权利要求3所述的扁平电线用包覆材料，其特征在于，所述粘弹性体层含有硅酮系粘弹性体组合物。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的扁平电线用包覆材料，其特征在于，所述扁平电线是超导线。
6.一种包覆扁平电线，其特征在于， 具备 权利要求I 5中任一项所述的扁平电线用包覆材料；以及 通过将所述扁平电线用包覆材料的一部分叠合且螺旋状卷绕而被该扁平电线用包覆材料包覆的扁平电线。
7.一种电气设备，其特征在于，使用权利要求6所述的包覆扁平电线来制作。
全文摘要
本发明涉及扁平电线用包覆材料、包覆扁平电线和电气设备，所述扁平电线用包覆材料的特征在于，其为用于通过使一部分叠合且螺旋状卷绕来包覆扁平电线的包覆材料，其具备在25℃下的拉伸弹性模量为5.0GPa以上的基材。
文档编号H01B7/08GK102867601SQ20121023288
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月5日 优先权日2011年7月7日
发明者长井阳三, 松下喜一郎, 古田喜久, 正木俊辅, 林和德 申请人:日东电工株式会社, 日东新兴有限公司