绝缘电线及电动的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种绝缘电线，上述绝缘电线具备导体、被覆导体的外周面且含发泡热固性树脂的绝缘层和被覆绝缘层的外周面的外侧非发泡绝缘层，其在25℃施加1MPa的压力时的绝缘层的厚度变形率为15％以上且50％以下，外侧非发泡绝缘层的铅笔硬度为4H以上，绝缘层厚度与外侧非发泡绝缘层厚度之比为20：80～80：20；本发明还涉及一种电动机，其是在使绝缘电线的外径缩径的方向施加压力从而使绝缘层的厚度减少的状态下将该绝缘电线卷绕于定子槽而成的。
【专利说明】绝缘电线及电动机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及绝缘电线及电动机。
【背景技术】
[0002] 变频器（inverter)作为有效的可变速控制装置被安装在许多电气设备上。但是， 变频器以数kHz?数十kHz进行转换，对应这些脉冲会产生浪涌电压。对于这种变频器浪 涌（invertersurge)而言，在其传输体是内的阻抗的不连续点、例如所连接的配线的始端 或终端等发生反射，结果为，施加有最大为变频器输出电压的2倍的电压。尤其是利用IGBT 等高速转换元件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 而由该连接电缆所引起的电压衰减也小，其结果，产生变频器输出电压近2倍的电压。
[0003] 在变频器相关设备、例如高速转换元件、变频器马达、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（也称绝缘线）。因此，如上所述，在变频器相 关设备中，由于施加有变频器输出电压近2倍的电压，因此对于绝缘电线要求使起因于变 频器浪涌的局部放电劣化为最小限度。
[0004] 局部放电劣化通常为电气绝缘材料复杂地产生下述劣化的现象：由电气绝缘材料 的局部放电（有微小的空隙状缺陷等的局部放电）而产生的带电颗粒的碰撞所引起的分子 链切断劣化、溅射劣化、局部温度上升所引起的热熔融或者热分解劣化、或由放电所产生的 臭氧所引起的化学劣化等。实际上，可发现已局部放电劣化的电气绝缘材料其厚度减小。
[0005] 为了防止这种由局部放电引起的绝缘电线的劣化，提出了一种绝缘电线，其通过 在绝缘皮膜中混配颗粒由此使耐电晕放电性提高。例如提出有在绝缘皮膜中含有金属氧化 物微粒或氧化硅微粒的材料（参照专利文献1)、在绝缘皮膜中含有二氧化硅的材料（参照 专利文献2)。这些绝缘电线通过含有颗粒的绝缘皮膜来减少由电晕放电引起的侵蚀劣化。 然而，这些具有含颗粒的绝缘皮膜的绝缘电线存在如下问题，即其效果不充分，且局部放电 起始电压降低或皮膜的可挠性降低。
[0006] 也有获得不产生局部放电的绝缘电线、即局部放电的产生电压较高的绝缘电线的 方法。据认为其是使绝缘电线的绝缘层的厚度增加、或者在绝缘层使用相对介电常数较低 的树脂这样的方法。
[0007] 然而，若增加绝缘层的厚度，则绝缘电线变粗，其结果导致电气设备的大型化。这 与近年来以电动机或变压器为代表的电气设备的小型化的要求相悖。例如，具体而言，电动 机等旋转机的性能由定子槽中可放入多少根电线来决定的，这也并非夸大其词，其结果，近 年来要求使导体截面面积相对于定子槽截面面积的比率（占空系数（spacefactor))特别 地提高。因此，使绝缘层的厚度增厚会使占空系数降低，若考虑要求性能则是不理想的。
[0008] 另一方面，作为使绝缘层的实质相对介电常数减小的手段，考虑利用发泡体形成 绝缘层，以往广泛使用具有导体与发泡绝缘层的发泡电线作为通信电线。以往众所周知有 例如使聚乙烯等烯烃系树脂或氟树脂发泡而获得的发泡电线，具体而言，可列举发泡的聚 乙烯绝缘电线（参照专利文献3)、发泡的氟树脂绝缘电线（参照专利文献4)等。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本专利第3496636号公报
[0012] 专利文献2 :日本专利第4584014号公报
[0013] 专利文献3 :日本专利第3299552号公报
[0014] 专利文献4 :日本专利第3276665号公报
【发明内容】
[0015] 发明要解决的问题
[0016] 针对进行线圈成型而用于电动机等的绕线的绝缘电线，如上所述，要求在局部放 电及线圈成型时难以产生损伤，有助于电动机等的小型化、高效率化。
[0017] 然而，例如专利文献3中记载的含有气泡的绝缘电线是用于通信用途的绝缘电 线，无法说作为进行线圈成型而用于电动机等的绕线的绝缘电线是最合适的。尤其是专利 文献3中记载的绝缘电线存在如下问题：绝缘层表面的耐磨损性不充分，因此在作为绕线 而使用的情况下容易使绝缘层受损。
[0018] 本发明的课题在于提供一种可维持较高的局部放电起始电压同时耐损伤性优异， 且可使电动机或变压器的导体占空系数增大的绝缘电线。
[0019] 另外，本发明的课题在于提供一种使用该性能优异的绝缘电线的小型且高效的电 动机，通过使用上述绝缘电线可选择性地抑制在绝缘电线的末端部的局部放电。
[0020] 用于解决问题的手段
[0021] 本申请发明人发现，若在具备发泡绝缘层及外侧非发泡绝缘层的绝缘电线中，将 发泡绝缘层的厚度变形率、外侧非发泡绝缘层的硬度、以及发泡绝缘层及外侧非发泡绝缘 层的厚度比均设定为特定的范围，则发泡绝缘层及外侧非发泡绝缘层会相互作用而提高绝 缘电线的局部放电起始电压，另一方面，也有助于电动机线圈的小型化及高效率化，从而完 成本发明。
[0022] 本发明的课题是通过下述手段而解决的。
[0023] (1) -种绝缘电线，其具备导体、直接或间接被覆该导体的外周面且含有发泡热固 性树脂的绝缘层（有时称为发泡绝缘层）、和直接或间接被覆该绝缘层的外周面的外侧非 发泡绝缘层，在25°C施加IMPa的压力时的上述绝缘层的厚度变形率为15%以上且50%以 下，上述外侧非发泡绝缘层的铅笔硬度为4H以上，上述绝缘层的厚度与上述外侧非发泡绝 缘层的厚度之比为20 :80?80 :20。
[0024] (2)如⑴所述的绝缘电线，其中，上述热固性树脂的玻璃化转变温度为150°C以 上。
[0025] (3)如⑴或⑵中任一项所述的绝缘电线，其中，上述绝缘层含有独立气泡。
[0026] (4)如⑴?（3)中任一项所述的绝缘电线，其中，上述绝缘层的空隙率为10%以 上。
[0027] (5)如⑴?⑷中任一项所述的绝缘电线，其用作电动机线圈用的绕线。
[0028] (6) -种电动机，其是将⑴?（5)中任一项所述的绝缘电线在使该绝缘电线的外 径缩径的方向施加压力从而使上述绝缘层的厚度减小的状态下卷绕于定子槽而成的。
[0029] 在本发明中，玻璃化转变温度在存在2个以上时是指最低的玻璃化转变温度。
[0030] 另外，在本发明中，所谓"间接被覆"意味着隔着其它层进行被覆。例如意味着发泡 绝缘层隔着其它层而被覆导体，或指外侧非发泡绝缘层隔着其它层而被覆发泡绝缘层。此 处，作为其它层，例如可列举上述发泡绝缘层及外侧非发泡绝缘层以外的不具有气泡的内 侧非发泡绝缘层或密合层（接合层）等。
[0031] 发明的效果
[0032] 通过本发明，可提供一种绝缘电线，其可发挥较高的局部放电起始电压及耐损伤 性，并且在电动机成型时通过使导体截面面积在绝缘电线截面面积中的比例相对增大而有 助于电动机线圈的小型化及高效率化。此外，通过本发明，可提供一种使用该性能优异的绝 缘电线的小型且高效的电动机，通过使用上述绝缘电线可选择性地抑制在绝缘电线的末端 部的局部放电。
[0033] 本发明的上述及其它特征和优点可适当参照附图、并根据下述记载而更加明确。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1是表示本发明的绝缘电线的一实施方式的截面图。
[0035] 图2是表示本发明的绝缘电线的另一实施方式的截面图。
[0036] 图3是表示本发明的绝缘电线的另外一实施方式的截面图。
[0037] 图4是表示本发明的绝缘电线的进而另外一实施方式的截面图。
[0038] 图5是表示本发明的绝缘电线的另一实施方式的截面图。
[0039] 图6是表示本发明的绝缘电线的另外一实施方式的截面图。
【具体实施方式】
[0040] 以下，针对本发明的发泡电线的实施方式，参照附图进行说明。
[0041] 图1中示出了截面图的本发明的绝缘电线的一实施方式是具有截面为圆形的导 体1、被覆导体1的外周面的发泡绝缘层2、和被覆发泡绝缘层2的外周面的外侧非发泡绝 缘层3而成的。该一实施方式中，发泡绝缘层2及外侧非发泡绝缘层3的截面也为圆形。
[0042] 在图2示出了截面图的本发明的绝缘电线的另一实施方式中，在发泡绝缘层2的 内侧即导体1的外周设置有内侧非发泡绝缘层25,除此以外，与图1所示的绝缘电线相同。
[0043] 在图3示出了截面图的本发明的绝缘电线的另外一实施方式中，在发泡绝缘层2 与外侧非发泡绝缘层3之间安插有密合层35,除此以外，与图2所示的绝缘电线相同。
[0044] 图4中示出了截面图的进而另外一实施方式中，使用截面为矩形的导体作为导体 1，除此以外，基本上与图1所示的绝缘电线相同。关于该实施方式，因导体1的截面为矩形， 因此发泡绝缘层2及外侧非发泡绝缘层3的截面也为矩形。
[0045] 图5中示出了截面图的另一实施方式中，使用截面为矩形的导体作为导体1，除此 以外，基本上与图2所示的绝缘电线相同。关于该实施方式，发泡绝缘层2及外侧非发泡绝 缘层3的截面也为矩形。
[0046] 图6中示出了截面图的另外一实施方式，使用截面为矩形的导体作为导体1，除此 以外，基本上与图3所示的绝缘电线相同。关于该实施方式，发泡绝缘层2及外侧非发泡绝 缘层3的截面也为矩形。
[0047] 在以上的各图中，相同符号意味着相同者，不重复进行说明。
[0048] 在本发明中，"内侧非发泡绝缘层"除不具有气泡以外，与发泡绝缘层基本相同。 [0049] 另外，在本发明中，密合层35是设置在发泡绝缘层2与外侧非发泡绝缘层3之间 而使发泡绝缘层2与外侧非发泡绝缘层3的层间密合力提高的层。
[0050] 本发明的绝缘电线所使用的导体1可使用现有绝缘电线中所使用的导体，例如由 铜、铜合金、铝、铝合金或它们的组合材料等形成。
[0051] 导体1的横截面（垂直于轴线的截面）并无特别限定，可使用所期望的形状，例如 可列举：圆形、矩形等。从相对于定子槽的占有率的方面而言，导体1优选为如图4?图6 所示那样至少在其横截面具有角的形状，例如扁平形状（矩形）。进而，从抑制自角部的局 部放电的方面而言，较理想为在四角设置有倒角（半径r)的形状。
[0052] 内侧非发泡绝缘层25形成在导体1的外周面，其是以形成下述发泡绝缘层2的热 固性树脂形成为不具有气泡的状态、即非发泡状态的层。在该发明中，根据需要形成内侧非 发泡绝缘层25。此处，所谓不具有气泡的状态不仅为完全不存在气泡的状态，且也包含存在 气泡的情况。即，内侧非发泡绝缘层25是利用不积极形成气泡的方法而形成的，例如也可 在任意截面每lcm2存在1个以下的气泡。
[0053] 发泡绝缘层2是包含具有气泡的热固性树脂、即发泡的热固性树脂的层，其形成 在导体1的外周面上。若发泡绝缘层2具有气泡，则因存在于气泡内部的空气而使发泡绝 缘层2的相对介电常数降低，可在对卷绕于电动机上的绝缘电线施加电压时抑制产生在相 互邻接的绝缘电线间的空气间隙的局部放电或电晕放电。
[0054] 发泡绝缘层2所具有的气泡可为独立气泡，也可为连通气泡，另外，也可为这两 者。此处，所谓独立气泡，是指利用显微镜对在任意截面所切断的发泡绝缘层2的截面进行 观察时在气泡内壁无法确认到有孔、即与邻接的气泡的连通开口部的气泡；所谓连通气泡， 是指以相同方式进行观察时可在气泡内壁确认有孔的气泡。关于气泡，从维持发泡绝缘层2 的磨损特性或机械特性，并且即便在纵方向即厚度方向瞬间崩溃而变形，也会使内压上升， 若释放压力则容易恢复等方面而言，优选含有独立气泡。另外，从即便浸渍在溶剂等也不会 使溶剂等渗入至气泡内部而填满气泡部分、可抑制相对介电常数的上升的方面而言，优选 含有独立气泡。
[0055] 在本发明中，优选在满足发泡绝缘层2的崩溃容易度与绝缘电线的要求特性的范 围内具有独立气泡，相对于气泡总数，独立气泡更优选为70 %以上，进一步优选为90 %以 上。需要说明的是，独立气泡的比例的上限值当然为1〇〇%，实质上为99%以下。独立气泡 的比例可根据发泡倍率、清漆中的树脂浓度、粘度、清漆涂布时的温度、发泡剂的添加量、烧 制炉的温度等进行调整。
[0056] 独立气泡的比例可如下算出：利用扫描电子显微镜（SEM)对在任意截面所切断的 发泡绝缘层2的截面进行观察，对观察到的观察区域存在（开口）的总气泡数与独立气泡 数进行计数，并用独立气泡数除以总气泡数，从而算出独立气泡的比例。需要说明的是，关 于连通气泡，除计数对象气泡以外，也将在该气泡内壁开口的1个孔作为1个气泡而计数。
[0057] 从可良好地维持绝缘击穿电压的方面而言，气泡的平均气泡径优选为5pm以下， 从可更可靠地保持绝缘击穿电压的方面而言，气泡的平均气泡径更优选为3pm以下，进一 步优选为lum以下。平均气泡径的下限并无限制，但实际优选为lnm以上。平均气泡径是 利用扫描电子显微镜（SEM)对发泡绝缘层2的截面进行观察，使用图像尺寸测量软件（三 谷商事公司制造的WinROOF)，以直径测定模式对任意选择的20个气泡的直径进行测定，并 将这些进行平均而算出的值。需要说明的是，当气泡形状并非圆形时，将最长部分作为直 径。该气泡径可根据发泡倍率、清漆中的树脂浓度、粘度、清漆涂布时的温度、发泡剂的添加 量、烧制炉的温度等进行调整。
[0058] 从通过相对介电常数的降低而发挥较高的绝缘击穿电压的方面而言，发泡绝缘层 2优选具有10%以上的空隙率，更优选具有20%以上的空隙率，进一步优选具有30%以上 的空隙率。从发泡绝缘层2的机械强度的方面而言，空隙率优选为80%以下，更优选为70% 以下，进一步优选为60%以下。发泡绝缘层2的空隙率可根据发泡倍率、清漆中的树脂浓 度、粘度、清漆涂布时的温度、发泡剂的添加量、烧制炉的温度等进行调整。
[0059] 空隙率是根据发泡绝缘层2的体积（VI)及气泡的体积（V2)、通过式：V2/ V1X100(% )而算出的。此处，发泡绝缘层2的体积（VI)是通过常规方法而算出的，气泡 的体积（V2)可使用气泡的密度为0及形成发泡绝缘层2的热固性树脂的密度而算出。
[0060] 关于发泡绝缘层2,在25°C施加IMPa的压力时，具体而言，从直径方向施加IMPa的压力而受压时的厚度变形率为15%以上。若该厚度变形率为15%以上，则在将绝缘电线 卷绕于定子槽而形成电动机时，发泡绝缘层2会优先变形而使绝缘电线的膜厚变小。其结 果，在定子槽为固定尺寸的情况下，可将绝缘电线以较多的绕线数卷绕于其中，从而可有助 于电动机线圈、即电动机的高效率化。另一方面，在绕线数相同的情况下，可有助于电动机 线圈、即电动机的小型化。从可有助于电动机线圈的进一步小型化及高效率化的方面而言， 厚度变形率优选为20%以上，进一步优选为25%以上。另一方面，从绝缘特性的维持、耐磨 损性和可挠性的方面而言，厚度变形率优选为50%以下。该厚度变形率可通过形成发泡绝 缘层2的热固性树脂的种类、气泡径、空隙率及发泡倍率等加以调整。
[0061]发泡绝缘层2的厚度变形率是根据施加压力前绝缘电线中的发泡绝缘层2的厚度Ti(发泡绝缘层2的外径/2)、与施加IMPa的压力时（压缩）变形的发泡绝缘层2的厚度 Ta(被压缩的发泡绝缘层2的直径/2)、并通过下述式而算出。
[0062] 式：（Ta/Ti)X100(% )
[0063] 需要说明的是，对发泡绝缘层2施加IMPa的压力的方法只要为可在发泡绝缘层2 的直径方向施加IMPa的压力的方法，则并无特别限定，例如可列举对挟着绝缘电线的2片 不锈钢施加IMPa的压力的方法。在该方法中，虽并非直接对发泡绝缘层2施加IMPa的压 力，但外侧非发泡绝缘层3的膜厚较薄而几乎不会吸收压力，因此实际上等同于对绝缘电 线施加IMPa的压力，由此可测定发泡绝缘层2的厚度变形率。
[0064] 对于发泡绝缘层2的厚度，发泡绝缘层2的厚度与外侧非发泡绝缘层3的厚度之 比（以下称为厚度比）在20 :80?80 :20的范围内。发泡绝缘层2的厚度越厚，相对介电 常数越降低，从而可使局部放电起始电压上升，另外，厚度变形率容易变大。另一方面，外侧 非发泡绝缘层3的厚度越厚，强度及可挠性等机械特性越提高。若发泡绝缘层2的厚度在 上述范围内，则可同时实现局部放电起始电压及厚度变形率和机械特性。从能够以较高水 准同时实现绝缘电线的局部放电起始电压及厚度变形率和机械特性的方面而言，该厚度比 更优选为30 :70?75 :25,特别优选为35 :65?40 :60。
[0065]发泡绝缘层2的厚度只要是使上述厚度比为20 :0?80 :20的范围内的厚度，则并 无特别限制，优选的是，实际上为10?200i!m。因此，发泡绝缘层2的厚度是按照满足厚度 比的方式从10?200iim的范围内进行选择的。
[0066] 可预先在发泡绝缘层2的外侧利用耐伤性较强的树脂形成外侧非发泡绝缘层，并 且通过施加压力而适当变形，由此可根据想要使用的形状或空间而调整为最低限度所需的 皮膜厚度。由此，在使用相同导体的情况下，可成为导体占空系数更高的绝缘线。发现通过 提高截面的导体占空系数，在成型为以电动机为代表的线圈形状时可提高其效率。
[0067] 进而，因皮膜部分发生变形从而可填补产生局部放电的空气的部分。由此，变得难 以产生局部放电，因此可在不改变占空系数或耐热性等的情况下维持/提高局部放电起始 电压。
[0068] 对于形成发泡绝缘层2的热固性树脂，优选的是，以清漆的形式直接或间接涂布 在导体1上，并进行烧制而形成气泡，从而可形成发泡绝缘皮膜。此处，所谓"间接涂布"，意 味着将清漆隔着其它层、例如内侧非发泡绝缘层25涂布在导体1上。作为这种清漆所含的 热固性树脂，例如可使用聚酰亚胺（PI)、聚酰胺酰亚胺（PAI)、聚酯酰亚胺（PEsI)、聚酯等。 [0069] 热固性树脂优选为玻璃化转变温度为150°C以上且有助于绝缘电线的耐热性提高 的PAI、PI、聚酯、PEsI，进一步优选为PAI。从耐热性的方面而言，热固性树脂的玻璃化转变 温度进一步优选为210?350°C。热固性树脂的玻璃化转变温度可通过差示扫描热量测定 (DSC)来进行测定。需要说明的是，所使用的热固性树脂可单独使用1种，也可合用2种以 上。
[0070] 作为聚酰胺酰亚胺，并无特别限制，可使用利用通常的方法而得到的聚酰胺酰亚 胺，例如在极性溶剂中使三羧酸酐与二异氰酸酯类直接反应而获得的聚酰胺酰亚胺、和在 极性溶剂中将二胺类与三羧酸酐混合并利用二异氰酸酯类进行酰胺化而获得的聚酰胺酰 亚胺等。另外，PAI也可使用市售品（例如HI-406(日立化成股份公司制造，商品名等）。
[0071] 作为聚酰亚胺，并无特别限制，可列举：例如热固性芳香族聚酰亚胺等通常的聚酰 亚胺树脂；例如使芳香族四羧酸二酐与芳香族二胺类在极性溶剂中进行反应，使用由此获 得的聚酰胺酸溶液，并通过在形成绝缘皮膜下的烧制时的加热处理而酰亚胺化，由此热固 化而得到的聚酰亚胺树脂。作为市售的聚酰亚胺树脂，可使用Uimide(Unitika公司制造， 商品名）、U-varnish(宇部兴产公司制造，商品名）、HCI系列（日立化成公司制造，商品 名）、AURUM(三井化学公司制造，商品名）等。
[0072] 作为可用于本发明的聚酯，并无特别限制，可列举通过在芳香族聚酯中添加酚醛 树脂等而进行了改性的聚酯。具体而言，可列举耐热等级为H级的聚酯树脂。作为市售的 H级聚酯树脂，可列举Isonel200(商品名，SchenectadyInternational公司制造）等。
[0073] 作为聚酯酰亚胺，并无特别限制，可列举：利用通常的方法而得到的聚酯酰亚胺， 例如在极性溶剂中使三羧酸酐与二异氰酸酯类直接反应而形成酰亚胺骨架后，在催化剂存 在下与二醇类进行反应而获得的聚酯酰亚胺；以及在极性溶剂中将二胺类与三羧酸酐混合 而形成酰亚胺骨架，其后与二醇类进行反应，由此合成得到的聚酯酰亚胺；等等。作为市售 的聚酯酰亚胺树脂，可列举：Neoheat8200K2、Neoheat8600、LIT0N3300 (均为商品名，东 特涂料公司制造）等。
[0074] 在本发明中，也可在不对特性造成影响的范围内，对形成发泡绝缘层2的热固性 树脂混配气泡成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、抗紫外线剂、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、塑化剂、增粘剂、减粘剂、及弹性体 等各种添加剂。另外，可在所获得的绝缘电线层积与发泡绝缘层2不同的由含有这些添加 剂的树脂所构成的层，也可涂布含有这些添加剂的涂料。
[0075] 另外，在其内部形成气泡的热固性树脂也可在无损耐热性的范围混合热塑性树 月旨。通过掺混热塑性树脂，可在制造工序中抑制热变形并且赋予可挠性等绝缘电线所需的 机械特性。热塑性树脂的玻璃化转变温度优选为150°C以上，进一步优选为210?350°C。 热塑性树脂的玻璃化转变温度能够按照与热固性树脂的玻璃化转变温度相同的方式进行 测定。这种热塑性树脂的添加量优选为树脂固体成分的1?40质量％。
[0076] 作为可用于该目的热塑性树脂，从难以产生由因热而结晶化从而收缩等、即状态 变化所引起的应力的方面而言，优选为非晶性的树脂。例如，优选选自聚醚酰亚胺、聚醚砜、 聚苯醚、聚苯砜（PPSU)及聚酰亚胺中的至少1种。
[0077] 作为聚醚酰亚胺，例如可使用ULTEM(GEPlastic公司制造，商品名）等。作为 聚醚砜，例如可使用SumikaexcelPES(住友化学公司制造，商品名）、PES(三井化学公司 制造，商品名）、UltrasonE(BASFJapan公司制造，商品名）、RadelA(SolvayAdvanced Polymers公司制造，商品名）等。作为聚苯醚，例如可使用Zylon(旭化成化学公司制造， 商品名）、Iupiace(MitsubishiEngineering-Plastics公司制造，商品名）等。作为聚苯 砜，例如可使用RadelR(SolvayAdvancedPolymer公司制造，商品名）等。作为聚酰亚胺， 例如可使用U-varnish(宇部兴产公司制造，商品名）、HCI系列（日立化成公司制造，商品 名）、Uimide(Unitika公司制造，商品名）、AURUM(三井化学公司制造，商品名）等。从易 溶解于溶剂的方面而言，更优选为聚苯砜、聚醚酰亚胺。
[0078] 在本发明中，所谓"非晶性"，是指保持几乎不具有晶体结构的无定形状态，并且是 指在固化时高分子的链为无规状态的特性。
[0079] 从可降低由具有气泡的热固性树脂形成的发泡绝缘层2的相对介电常数的方面 而言，另外，从可将厚度变形率调整为上述范围的方面而言，发泡绝缘层2的发泡倍率优选 为1. 2倍以上，更优选为1. 4倍以上。发泡倍率的上限并无限制，通常优选设为5. 0倍以下。 发泡倍率如下算出：通过水中置换法测定为了发泡而被覆的树脂的密度（Pf)及发泡前的 密度（PS)，并由（ps/pf)算出发泡倍率。
[0080] 发泡绝缘层2可通过在导体1的周围涂布绝缘清漆并进行烧制而获得，该绝缘清 漆是通过将热固性树脂、和包含特定有机溶剂及至少1种高沸点溶剂的2种以上、优选为3 种以上的溶剂混合而得到的。清漆可直接涂布在导体1上，也可间接涂布在导体1上。
[0081] 发泡绝缘层2所使用的清漆的特定的有机溶剂作为使热固性树脂溶解的溶剂而 发挥作用。作为该有机溶剂，只要不抑制热固性树脂的反应，则并无特别限制，例如可列举： N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP)、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC)、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺等 酰胺系溶剂；N，N-二甲基乙烯基脲、N，N-二甲基丙烯基脲、四甲基脲等脲系溶剂；Y_ 丁内 酯、己内酯等内酯系溶剂；碳酸丙烯酯等碳酸酯系溶剂；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；二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙醇二甲 醚等乙二醇二甲醚是溶剂；甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂；环丁砜等砜系溶剂等。这些 之中，从高溶解性、高反应促进性等方面而言，优选为酰胺系溶剂、脲系溶剂，从不具有容易 抑制由加热引起的交联反应的氢原子等方面而言，更优选为N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二 甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙烯基脲、N，N-二甲基丙烯基脲、四甲基脲，特别优选为N-甲 基-2-吡咯烷酮。该有机溶剂的沸点优选为160°C?250°C，更优选为165°C?210°C。
[0082] 可用于气泡形成用的高沸点溶剂是沸点优选为180°C?300°C，更优选为210°C? 260°C的溶剂。具体而言，可使用二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、四乙 二醇二甲醚、四乙二醇单甲醚等。从气泡直径的不均较小的方面而言，更优选为三乙二醇二 甲醚。除这些以外，也可使用二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲醚、二丙二醇单甲醚、二乙二 醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁基甲醚、三丙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇 单苯醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇丁基甲醚、聚乙二醇二甲醚、聚乙二醇单甲醚、丙二醇单 甲醚等。
[0083] 高沸点溶剂也可为1种，但从可获得在较广温度范围内产生气泡的效果的方面而 言，优选组合至少2种而使用。高沸点溶剂的至少2种的优选组合包含四乙二醇二甲醚与 二乙二醇二丁醚、二乙二醇二丁醚与三乙二醇二甲醚、三乙二醇单甲醚与四乙二醇二甲醚、 三乙二醇丁基甲醚与四乙二醇二甲醚，更优选包含二乙二醇二丁醚与三乙二醇二甲醚、三 乙二醇单甲醚与四乙二醇二甲醚的组合。
[0084] 气泡形成用的高沸点溶剂的特征在于其沸点高于使热固性树脂溶解的特定的有 机溶剂，且为了形成气泡所添加的高沸点溶剂的沸点也可比清漆的溶剂成分的蒸发起始温 度高50°C以上。当添加1种至清漆时，该高沸点溶剂的沸点优选比室温下的热固性树脂的 特定的有机溶剂的沸点高20°C以上。另外，可知当使用1种时，高沸点溶剂具有气泡成核剂 与发泡剂两者的作用。另一方面，当使用2种以上高沸点溶剂时，沸点最高者发挥发泡剂作 用，具有中间沸点的气泡形成用的高沸点溶剂发挥气泡成核剂作用。沸点最高的溶剂的沸 点优选比特定的有机溶剂的沸点高20°C以上，更优选高30?60°C。具有中间沸点的高沸 点溶剂的沸点只要处于发挥发泡剂作用的高沸点溶剂与特定的有机溶剂的沸点的中间即 可，优选与发泡剂的沸点具有l〇°C以上的沸点差。对于具有中间沸点的气泡形成用高沸点 溶剂而言，在其热固性的溶解度高于发挥发泡剂作用的高沸点溶剂时，可在烧制清漆后形 成均匀的气泡。当使用2种以上高沸点溶剂时，具有最高沸点的高沸点溶剂相对于具有中 间沸点的高沸点溶剂的使用比率例如以质量比计优选为99/1?1/99,从容易产生气泡的 方面而言，更优选为10/1?1/10。
[0085] 在本发明中，当使用上述含有高沸点溶剂的2种以上溶剂而形成发泡绝缘层2的 情况下，为了使该高沸点溶剂蒸发，而需要比现有形成不含气泡的绝缘层的情况更多的能 量。进而，在形成外侧非发泡绝缘层3时为了使发泡绝缘层2也发挥隔热效果，而不将导体 1的热能高效地传导至外侧非发泡绝缘层3,使得越外侧越难以进行烧制。
[0086] 在这种情况下，本发明人发现，若通过在全部涂装及烧制结束后进行再加热而提 高外侧非发泡绝缘层3的硬度，则绝缘电线的性能、例如耐损伤性得以提高，除此之外，也 体现出有助于电动机的小型化的特性。即，为了高效率地产生由压力引起的崩溃以发挥优 异的耐损伤性且有助于小型化，优选为外侧非发泡绝缘层3具有足够的硬度，具体而言，夕卜 侧非发泡绝缘层3的铅笔硬度在25°C为4H以上，进一步优选为5H以上，从而在25°C施加 IMPa压力时外侧非发泡绝缘层3可进一步崩溃。若由热固性树脂构成的外侧非发泡绝缘 层的铅笔硬度小于4H，则不仅耐损伤性较差，而且因施加于外侧非发泡绝缘层3的应力会 导致外侧非发泡绝缘层3本身变得容易崩溃，因此，无法高效率地将应力传递至发泡绝缘 层2,从而本发明的绝缘电线变得难以收缩。进而，在自突起部等受到应力的情况下，仅应 力部分收缩，因此变得难以使绝缘皮膜整体的体积缩小。需要说明的是，外侧非发泡绝缘层 3的硬度较高的情况下，在作为绝缘电线进行线圈成型时的磨损等耐磨损性的能力提高，这 自不必而言。
[0087] 外侧非发泡绝缘层3的铅笔硬度的上限为9H。外侧非发泡绝缘层3的铅笔硬度是 利用JIS-K5600-5-4所规定的铅笔硬度法测得的硬度（漆包线），并且是基于该铅笔硬度 法对外侧非发泡绝缘层3进行测定所得的值。该铅笔硬度可使用电动铅笔划痕硬度试验机 (安田精机制作所公司制造；No. 553-Ml(商品名））而进行测定。外侧非发泡绝缘层3的铅 笔硬度与形成外侧非发泡绝缘层3的树脂的铅笔硬度的值相同，因此可通过采用具有上述 范围的铅笔硬度的树脂来进行调整。
[0088] 外侧非发泡绝缘层3由热固性树脂形成在发泡绝缘层2的外侧。若由热固性树脂 形成外侧非发泡绝缘层3,则具有上述铅笔硬度，可有效地将作用于外侧非发泡绝缘层3的 应力或负荷传递至发泡绝缘层2。形成外侧非发泡绝缘层3的热固性树脂并无特别限制，可 使用发泡绝缘层2所例示的各种热固性树脂。特别优选为按照使外侧非发泡绝缘层3具有 上述铅笔硬度的方式选择热固性树脂，具体而言，优选为所选择的热固性树脂的铅笔硬度 具有上述范围的铅笔硬度。因本发明的绝缘电线可合适地用于电动机，因此除上述硬度以 夕卜，热固性树脂优选具有耐热性，例如可优选地列举：聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺 树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等。热固性树脂可使用1种，也可使用2种以上的混合物。需要说 明的是，所使用的树脂并不受上述所示的树脂名限定，除上述所列举的树脂以外，只要为比 这些树脂性能优异的树脂，则当然可使用。
[0089] 关于外侧非发泡绝缘层3,也可在无损热固性树脂的硬度及耐热性的范围内，在热 固性树脂中掺混热塑性树脂。其原因在于：在掺混有热塑性树脂的情况下，有可挠性等绝 缘电线所需要的机械强度等提高的倾向。在该情况下，外侧非发泡绝缘层3中热塑性树脂 的含量在形成外侧非发泡绝缘层3的树脂成分中为5?4. 0质量％，特别优选为5?20质 量％。需要说明的是，在添加比上述含量多的情况下，有耐溶剂性或热变形温度降低的情 况。
[0090] 作为掺混在热固性树脂中的热塑性树脂，例如可列举：聚碳酸酯（PC)、改性聚 苯醚（mPPE)、聚芳酯、间规聚苯乙烯树脂（SPS)、聚酰胺酰亚胺、聚苯并咪唑（PBI)、聚砜 (PSF)、聚醚砜（PES)、聚醚酰亚胺（PEI)、聚苯砜、非晶性热塑性聚酰亚胺树脂等。另外，使 用树脂并不受上述所示的树脂名限定，除上述所列举的树脂以外，只要为比这些树脂性能 优异的树脂，则当然可使用。
[0091] 形成外侧非发泡绝缘层3的热固性树脂（也包括与热塑性树脂的掺混。以下相同） 更优选其储能模量在25°C为lGPa以上。在25°C的储能模量小于lGPa的情况下，虽热固性 树脂变形的效果较高，但存在会因磨损特性降低而在线圈成型时树脂破损等变得无法发挥 作为绕线的功能的情况，会产生必须设为低负荷的条件等问题。外侧非发泡绝缘层3所使 用的热固性树脂的储能模量进一步优选在25°C为2GPa以上。该储能模量过高，也有作为绕 线所需的可挠性降低的问题，因此上限例如优选为6GPa。
[0092] 热固性树脂的储能模量是使用粘弹性分析仪（SeikoInstruments股份有限公司 制造，DMS200 (商品名））而测定的值。具体而言，使用由热固性树脂所制作的厚度0. 2mm的 试验片，在升温速度2°C/min及频率10Hz的条件下，记录稳定为25°C的状态下的储能模量 的测定值，将该记录值作为热固性树脂的25°C储能模量。
[0093] 外侧非发泡绝缘层3实质上不含耐局部放电性物质。此处，耐局部放电性物质是 指不易受到局部放电劣化的绝缘材料，其是具有通过分散在电线的绝缘皮膜中而提高供电 寿命特性的作用的物质。作为耐局部放电性物质，例如可列举：氧化物（金属或非金属元素 的氧化物）、氮化物、玻璃、云母等，作为具体例，可列举：二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸 钡、氧化锌、氮化镓等微粒。另外，所谓"实质上不含"耐局部放电性物质，意味着在外侧非 发泡绝缘层3中并不主动含有耐局部放电性物质，除包含完全不含耐局部放电性物质的情 况以外，也包含以无损本发明目的的程度的含量而含有耐局部放电性物质的情况。例如，作 为无损本发明目的的程度的含量，可列举相对于形成外侧非发泡绝缘层3的树脂成分100 质量份为30质量份以下的含量。尤其是在添加粉体的情况下，也可添加分散剂。
[0094] 也可在不对特性造成影响的范围内，在形成外侧非发泡绝缘层3的热固性树脂混 配抗氧化剂、抗静电剂、抗紫外线剂、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、塑化剂、增粘剂、减粘剂及弹性体等各种添加剂。
[0095] 外侧非发泡绝缘层3只要为使上述厚度比为20 :80?80 :20的范围内的厚度，则 并无特别限制，优选实际为20?150i!m。如上所述，外侧非发泡绝缘层3的厚度优选考虑 局部放电起始电压及机械特性而决定，且为满足上述厚度比的厚度。
[0096] 外侧非发泡绝缘层3可通过下述方式形成：通过浇铸法等利用加热烧制的成型方 法而使含有热固性树脂的清漆成型在发泡绝缘层2的周围。该烧制通常通过将清漆在热固 性树脂固化的温度以上的温度进行加热而实施。加热时间受加热方式或加热温度、炉的形 状等影响，例如关于具体的烧制条件，只要为所使用的约5m的热风循环式坚炉，则可通过 在400?600°C下将通过时间设定为优选的10?90秒而达成。
[0097] 在本发明中，对以上述方式进行烧制的清漆进行再加热，从而使热固性树脂、即所 形成的外侧非发泡绝缘层3的硬度提高。具体而言，将所烧制的清漆在400?1000°C的温 度下加热0.25?600秒。以上述方式形成外侧非发泡绝缘层3。清漆的成型也可直接在发 泡绝缘层2的周围进行，或在其间安插另一树脂层例如密合层35而进行。除含有热固性树 脂以外，该清漆例如也可在不对特性造成影响的范围内含有添加在形成发泡绝缘层2的清 漆中的各种添加剂或有机溶剂等。
[0098] 密合层35根据需要由结晶性树脂或非晶性树脂形成在发泡绝缘层2与外侧非发 泡绝缘层3之间。密合层35与外侧非发泡绝缘层3可由相同树脂形成，也可由不同树脂形 成。作为与外侧非发泡绝缘层3不同的树脂，例如可列举聚醚酰亚胺、聚苯砜等上述热塑性 树脂。该密合层35例如是以小于5 的较薄皮膜的形式在发泡绝缘层后形成。需要说明 的是，也存在下述情况：因外侧非发泡绝缘层3的成型条件，密合层35与外侧非发泡绝缘层 3彼此混在一起，从而在形成绝缘电线时无法测定准确的膜厚。
[0099] 本发明的绝缘电线可通过在导体的外周面形成发泡绝缘层、接着形成外侧非发泡 绝缘层而制造。具体而言，可通过实施如下工序而制造：将形成发泡绝缘层2的清漆直接或 间接地、即根据需要隔着内侧非发泡绝缘层等而涂布在导体1的外周面，在烧制过程中使 上述清漆发泡而形成发泡绝缘层2的工序；和将形成外侧非发泡绝缘层的清漆涂布烧制在 发泡绝缘层的外周面而形成外侧非发泡绝缘层的工序。各工序如上所述。
[0100] 内侧非发泡绝缘层可分别通过如下方法而形成：将形成内侧非发泡绝缘层的清漆 涂布在导体并进行烧制而形成；或者通过使树脂组成物成型而形成。
[0101] 密合层35可通过在发泡绝缘层2上涂布溶解在溶剂的非晶性树脂的涂料、并使溶 剂蒸发而形成。需要说明的是，用于形成密合层的涂料也可在溶剂中含有与发泡绝缘层2 或外侧非发泡绝缘层3所使用的涂料相同的成分。
[0102] 本发明的绝缘电线优选具有至少1层发泡绝缘层。例如，也可隔着上述内部非发 泡绝缘层而具有多层。这种发泡绝缘层可直接设置在导体上，也可隔着其它层而设置在导 体的外周。
[0103] 在本发明的绝缘电线中，也可形成含有密合改良剂的密合层，该密合层与导体的 密合性优异。密合层可通过在导体上涂布密合层用的热固性树脂清漆并进行烧制固化而形 成。通过形成这种密合层，尤其可将初期的密合性、即在导体上形成绝缘皮膜的工序中绝缘 皮膜的密合性提高。
[0104] 作为可用于密合层的热固性树脂，例如可列举：聚酰亚胺、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、 聚酯、聚苯并咪唑、聚苯砜、聚酯酰亚胺、三聚氰胺树脂、环氧树脂等。
[0105] 作为密合改良剂，例如可使用硅烷氧化物系密合改良剂（硅烷偶联剂）；钛醇盐 (^夕> 7 >ZT;F )、酰化钛（^夕> 7b-卜）、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；碳二亚胺系密合改良剂；硫醇 系密合改良剂等通常用作绝缘电线的密合改良剂的物质。
[0106] 密合改良剂的添加量并无特别限制，相对于树脂固体成分，优选为0.01质量以 上，且优选为10质量％以下，优选为0.01?10质量％左右。另外，密合层的厚度并无特别 限制，优选为lym以上。
[0107] 本发明的绝缘电线具有上述特征，可应用于各种电气设备（也称为电子设备）等 需要耐电压性或耐热性的领域。例如，将本发明的绝缘电线用于电动机或变压器等，从而可 构成高性能的电气设备。可特别合适地用作HV(油电混合车）或EV(电动汽车）的驱动电 动机用的绕线。如上所述，根据本发明，可提供具备绝缘电线的电气设备，尤其是HV及EV 的驱动电动机。需要说明的是，在将本发明的绝缘电线用于电动机线圈的情况下也称为电 动机线圈用绝缘电线。
[0108] 作为将本发明的绝缘电线以绕线的形式用于电动机线圈的电动机，优选为下述电 动机：在使本发明的绝缘电线的外径缩径的方向施加压力而使本发明的绝缘电线的绝缘层 的厚度减少的状态下，将本发明的绝缘电线卷绕于定子槽，从而得到电动机。如此，本发明 的电动机设置为本发明的绝缘电线的末端部以外的卷绕部分会压塌、而末端部未卷绕于定 子槽而不会压溃的状态，即便为小型也可达成高效率，而且可选择性地抑制容易局部放电 的末端部的局部放电。如此，本发明的电动机可选择性地抑制绝缘电线的末端部的局部放 电的原因在于：末端部未卷绕于定子槽而不会压塌，因此可维持由发泡绝缘层2所降低的 相对介电常数。另一方面，即便本发明的电动机为小型也可达成高效率的原因在于：按照使 本发明的绝缘电线的中央部压塌的方式将上述绝缘电线卷绕于定子槽，通过定子槽而可卷 绕较多绝缘电线。
[0109] 如此，本发明的电动机以下述方式构成：容易局部放电的末端部不会压塌发泡绝 缘层2而维持较小的相对介电常数，另一方面，使相对不易局部放电的中央部压塌，从而可 卷绕更多的绝缘电线。即，对于本发明而言，关于相对介电常数降低且容易压塌的发泡绝缘 层，不使容易局部放电部位压塌而使不易局部放电的部分压塌，由此，可提供以往难以实现 的不易局部放电的小型且高效率的电动机。
[0110] 需要说明的是，关于本发明的电动机，在通过不使绝缘电线的末端部压塌而可使 电动机小型化的结构中，有构成于旋转电机的定子等，该旋转电机具备具有槽部及齿部的 圆筒状的定子铁心（statorcore)、和收纳在槽中的定子绕线。漆包线成型为线圈构造，集 中卷绕于定子的各齿部而收纳在定子内，拉出至定子外的两末端由剥离绝缘层而露出的导 体适当地接合，从而形成高效率的电动机。需要说明的是，本发明的绝缘电线以相互面接触 状态形成线圈，也可相互平行排列在其中。
[0111] 实施例
[0112] 接着，基于实施例对本发明进行更详细的说明，但其并非限制本发明。需要说明的 是，下述例中，表示组成的％是指质量％。
[0113] 以下述方式制作实施例及比较例的绝缘电线。
[0114] (实施例1)
[0115] 以下述方式制作图2所示的绝缘电线。首先，以下述方式制作用于形成发泡绝缘 层2的发泡聚酰胺酰亚胺清漆。在2L可分离式烧瓶加入HI-406 (商品名，日立化成公司制 造），并在该溶液添加作为气泡形成剂的三乙二醇二甲醚与二乙二醇二丁醚，进而利用二甲 基亚砜进行稀释，由此而得。
[0116] 另外，用于形成内侧非发泡绝缘层25的内侧非发泡绝缘层形成用聚酰胺酰亚胺 清漆使用HI-406。对于该清漆，使用NMP作为溶剂而制成30质量％溶液。
[0117] 各清漆是通过浸渍涂布而进行涂布的，且通过模嘴调节涂布量。具体而言，在 1.Ommct的圆形截面的铜制导体1上涂布所制备的内侧非发泡绝缘层形成用聚酰胺酰亚胺 清漆，将其在炉温510°C下进行烧制而形成厚度4ym的内侧非发泡绝缘层25。接着，在内 侧非发泡绝缘层25上涂布所制备的发泡聚酰胺酰亚胺清漆，将其在炉温505°C下进行烧制 而形成厚度19ym的发泡绝缘层2。以上述方式获得形成有内侧非发泡绝缘层25及发泡绝 缘层2的成型体（有时也称为底涂线）。
[0118] 接着，按照炉温510°C下进行烧制而使厚度为33ym的方式将HI-406 (商品名， 日立化成股份有限公司制造）被覆在该底涂线，其后利用加热至600°C的管状炉（Koyo ThermoSystems公司制造；KTF030N1 (商品名））进行2秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层 3。以上述方式制造实施例1的绝缘电线。
[0119](实施例2)
[0120] 以下述方式制作图1所示的绝缘电线。在1. 〇mm小的圆形截面的铜制导体1的外 周面直接涂布实施例1中制备的发泡聚酰胺酰亚胺清漆，将其在炉温510°C下进行烧制，以 获得形成有厚度20ym的发泡绝缘层2的成型体（底涂线）。接着，以成为厚度80ym的方 式在炉温510°C下进行烧制将HI-406(商品名，日立化成股份有限公司制造）被覆在该底涂 线，其后利用加热至600°C的管状炉（KoyoThermoSystems公司制造；KTF030N1(商品名）） 进行20秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层3。以上述方式制造实施例2的绝缘电线。
[0121] (实施例3)
[0122] 以下述方式制作图5所示的绝缘电线。首先，以下述方式制作用于形成发泡绝缘 层2的发泡聚酰亚胺清漆。通过在2L可分离式烧瓶加入Uimide(树脂成分25质量％的 NMP溶液）（Unitika公司制造，商品名），并添加作为溶剂的NMP、DMAC及四乙二醇二甲醚而 制成溶液。
[0123] 用于形成内侧非发泡绝缘层25的内侧非发泡绝缘层形成用聚酰亚胺清漆使用 Uimide，并在该树脂加入作为溶剂的DMAC而制备。
[0124] 在1. 8X3. 4mm(厚度X宽度）且四角的倒角半径r为0. 3mm扁平的铜制导体1 的外周面涂布内侧非发泡绝缘层形成用聚酰亚胺清漆，将其在炉温520°C下进行烧制而形 成厚度4ym的内侧非发泡绝缘层25。接着，在内侧非发泡绝缘层25上涂布所制备的发泡 聚酰亚胺清漆，将其在炉温520°C下进行烧制而形成厚度60ym的发泡绝缘层2。以上述方 式获得形成有内侧非发泡绝缘层25及发泡绝缘层2的成型体（底涂线）。
[0125] 接着，按照在炉温505°C下进行烧制而成为厚度30ym的方式将聚酰亚胺清漆（U imide)被覆在该底涂线，其后利用加热至700°C的管状炉（KoyoThermoSystems公司制 造；KTF030N1)(商品名））进行20秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层3。以上述方式制造 实施例3的绝缘电线。
[0126](实施例4)
[0127] 以下述方式制作图6所示的绝缘电线。首先，以下述方式制作用于形成发泡绝缘 层2的发泡聚酯酰亚胺清漆（第1表中，PEsI)。通过在2L可分离式烧瓶加入聚酯酰亚胺 清漆（Neoheat8600A;东特涂料公司制造，商品名），并添加作为溶剂的NMP、DMAC及三乙二 醇二甲醚而获得上述发泡聚酯酰亚胺清漆。
[0128] 用于形成内侧非发泡绝缘层25的内侧非发泡绝缘层形成用聚酯酰亚胺清漆使用 Neoheat8600A，并在该树脂中加入作为溶剂的DMAC而制成30%溶液。
[0129] 在1. 8X3. 4mm(厚度X宽度）且四角的倒角半径r为0. 3mm扁平的铜制导体1的 外周面涂布内侧非发泡绝缘层形成用聚酯酰亚胺清漆，将其在炉温500°C下进行烧制而形 成厚度3ym的内侧非发泡绝缘层25。接着，在内侧非发泡绝缘层25上涂布所制备的发泡 聚酯酰亚胺清漆，将其在炉温520°C下进行烧制而形成膜厚30ym的发泡绝缘层2。进而， 涂布在NMP100g溶解有PPSU20g(RadelR(商品名），Solvay公司制造）的液体，在520°C 下进行烧制。以上述方式获得形成有内侧非发泡绝缘层25、发泡绝缘层2及密合层35 (厚 度Wm)的成型体（底涂线）。
[0130] 接着，以成为厚度90iim的方式在炉温520°C下进行烧制将HI-406(商品名，日立 化成公司制造）被覆在该底涂线，其后利用加热至600°C的管状炉（KoyoThermoSystems 公司制造；KTF030N1(商品名））进行20秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层3。以上述方式 制造实施例4的绝缘电线。
[0131](实施例5)
[0132] 以下述方式制作图6所示的绝缘电线。在1.8X3. 4mm(厚度X宽度）且四角的 倒角半径r为0. 3mm的扁平的铜制导体1的外周面涂布实施例1中制备的内侧非发泡绝缘 层形成用聚酰胺酰亚胺清漆，将其在炉温520°C下进行烧制而形成厚度3ym的内侧非发泡 绝缘层25。接着，在内侧非发泡绝缘层25上涂布发泡聚酯清漆LIT0N2100S(商品名，东特 涂料公司制造，树脂成分40质量％溶液），将其在炉温505°C下进行烧制而形成厚度33ym 的发泡绝缘层2。进而，涂布在NMP中溶解有聚醚酰亚胺（PEI，ULTEM(商品名），SABIC公 司制造）的液体，在520°C下进行烧制。以上述方式获得形成有内侧非发泡绝缘层25、发泡 绝缘层2及密合层35 (厚度3ym)的成型体（有时也称为底涂线）。
[0133] 接着，按照在炉温520°C下进行烧制而成为厚度30 的方式将实施例3中制备的 聚酰亚胺清漆（Uimide)被覆在该底涂线，其后利用加热至700°C的管状炉（KoyoThermo Systems公司制造；KTF030N1)(商品名））进行20秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层3。以 上述方式制造实施例5的绝缘电线。
[0134](实施例6)
[0135] 以下述方式制作图1所示的绝缘电线。在1. 0_$的圆形截面的铜制导体1的外 周面直接涂布实施例1中制备的发泡聚酰胺酰亚胺清漆，将其在炉温530°C下进行烧制而 获得形成有厚度20ym的发泡绝缘层2的成型体（底涂线）。
[0136] 另一方面，以下述方式制作用于形成外侧非发泡绝缘层3的清漆。即，将聚酰 胺酰亚胺（HI-406)与作为热塑性树脂的聚碳酸酯（PC，Iupilon(商品名），Mitsubishi Engineering-Plastics公司制造）进行混合，针对该混合物1000g，使用NMP作为溶剂而制 成溶液。
[0137] 接着，对制作的底涂线涂布所制备的溶液，按照在炉温450°C下进行烧制而成为厚 度30iim的方式被覆，其后利用加热至400°C的管状炉（KoyoThermoSystems公司制造； KIF030N1)(商品名））进行1秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层3。以上述方式制造实施 例6的绝缘电线。
[0138](实施例7)
[0139] 以下述方式制作图2所示的绝缘电线。在1. 0mm(j5的圆形截面的铜制导体1的 外周面涂布实施例1中制备的内侧非发泡绝缘层形成用聚酰胺酰亚胺清漆，将其在炉温 510°C下进行烧制而形成厚度3ym的内侧非发泡绝缘层25。继而，在内侧非发泡绝缘层25 上直接涂布实施例1中制备的发泡聚酰胺酰亚胺清漆，将其在炉温530°C下进行烧制而获 得形成有厚度19ym的发泡绝缘层2的成型体（底涂线）。接着，以成为20ym的厚度的 方式在炉温530°C下进行烧制将HI-406(商品名，日立化成公司制造）被覆在该底涂线，其 后利用加热至600°C的管状炉（KoyoThermoSystems公司制造；KTF030N1(商品名））进行 20秒再加热而形成外侧非发泡绝缘层3。以上述方式制造实施例7的绝缘电线。
[0140](比较例1)
[0141] 将发泡绝缘层的膜厚变更为80ym，并且不形成外侧非发泡绝缘层，除此以外，按 照与实施例1相同的方式制造比较例1的绝缘电线。
[0142](比较例2)
[0143] 按照与实施例1相同的方式获得形成有内侧非发泡绝缘层25及厚度5ym的发泡 绝缘层的成型体（底涂线）。接着，使用聚酰亚胺清漆（Uimide)，按照与实施例3相同的 方式对该底涂线形成厚度100Um的外侧非发泡绝缘层。以上述方式制造比较例2的绝缘 电线。
[0144](比较例3)
[0145] 形成外侧非发泡绝缘层时使用作为热塑性树脂的聚苯硫醚（PPS，DIC制造，商品 名：FZ-2100)。
[0146] 按照与实施例2相同的方式获得形成有内侧非发泡绝缘层25及厚度80ym的发 泡绝缘层的成型体（底涂线）。接着，在模嘴温度320°C、树脂压30MPa下，通过挤出机将上 述PPS树脂以成为厚度20ym的方式被覆该底涂线而形成外侧非发泡绝缘层。以上述方式 制造比较例3的绝缘电线。
[0147](比较例4)
[0148] 按照与实施例1相同的方式在导体上形成内侧非发泡绝缘层及厚度100ym的发 泡绝缘层，进而在发泡绝缘层上涂布在NMPl〇〇g中溶解有PPSU20g(RadelR(商品名）， Solvay公司制造）的液体，在510°C进行烧制。以上述方式获得形成有内侧非发泡绝缘层、 发泡绝缘层及密合层的成型体（底涂线）。接着，按照在炉温510°C进行烧制而成为厚度 3Um的方式将HI-406 (商品名，日立化成股份有限公司制造）被覆在该底涂线，从而形成外 侧非发泡绝缘层3。以上述方式制造比较例4的绝缘电线。
[0149](比较例5)
[0150] 将发泡绝缘层的厚度变更为5pm，除此以外，按照与实施例4相同的方式制造比 较例5的绝缘电线。
[0151](比较例6)
[0152] 将内侧非发泡绝缘层的厚度变更为5ym，不设置密合层，且将发泡绝缘层的厚度 变更为30ym，进而将发泡绝缘层的空隙率设为82%，除此以外，按照与实施例4相同的方 式制造比较例6的绝缘电线。
[0153] 将实施例1?7及比较例1?6中获得的绝缘电线的物性及评价试验结果示在第 1表。评价方法如下所述。
[0154][空隙率、厚度、厚度比、平均气泡径、玻璃化转变温度、独立气泡的比例]
[0155] 以上述方式对实施例及比较例中的各层的厚度、发泡绝缘层2的空隙率、形成发 泡绝缘层2的热固性树脂的玻璃化转变温度（第1表中记作Tg)、发泡绝缘层2的独立气泡 的比例、和形成外侧非发泡绝缘层3的树脂的玻璃化转变温度（第1表中记作Tg)进行测 定。
[0156] 另外，关于发泡绝缘层2的平均气泡径，在发泡绝缘层2的厚度方向截面的扫描电 子显微镜（SEM)图像中随机选择20个气泡，使用图像尺寸测量软件（三谷商事公司制造的 WinROOF)，以直径测定模式算出平均的气泡径，将获得的值作为气泡径。
[0157] 进而，算出发泡绝缘层2的厚度与外侧非发泡绝缘层3的厚度之比。
[0158][厚度变形率的测定]
[0159] 实施例及比较例中的厚度变形率是使用显微镜（KEYENCE公司制造，VHX-1000)来 观察的。关于施加压力前的状态，将绝缘电线包埋在环氧树脂中，并以可观察绝缘电线截面 的方式垂直于线方向进行研磨。在对绝缘电线施加压力的情况下，以2片不锈钢板（也称 为SUS板）且利用万能材料试验器（岛津制作所公司制造，商品名：AutographAGS-H)，以 IMPa压缩绝缘电线，保持该状态下将环氧树脂灌入SUS板间并进行固化，从而获得由SUS 板、绝缘电线及环氧树脂的固化物所构成的样品。与施加压力前同样地利用显微镜对截面 进行测定，由此，根据上述式算出压缩前后的厚度变形率。
[0160][局部放电起始电压]
[0161]使用厚度变形率的测定中所制作的、施加压力的状态的样品，对SUS板的一个进 行接地电极的配线，对导体1进行高压电极的配线，使用局部放电起始电压装置（菊水电子 公司制造，KPD2050)，施加正弦波50Hz的交流电压，一边连续地升压，一边测定放电电荷量 为10pC时的电压（有效值）。将测定温度设为25°C、且为50%RH。局部放电起始电压取 决于绝缘皮膜的厚度（第1表的"总厚度"），但只要在将绝缘皮膜的厚度设为50ym时根 据下述式所得的换算值为600V以上，则可认为不易产生局部放电。因此，评价中，将该换算 值为650V以上的情况设为"◎"，将为600?649V的情况设为"〇"，将小于600V的情况设 为 "A"。
[0162] 换算式：在设为50ym时的换算是根据Dakin的下述实验式而进行的。
[0163][数1]
[0164]V= 163 (t/e)0-46
[0165] 在上述实验式中，V表示局部放电起始电压，t表示绝缘层整体的厚度，e表示绝 缘层整体的相对介电常数。
[0166]"绝缘层整体的相对介电常数"是指通过下述式、根据绝缘电线的静电容量、导体 及绝缘电线的外径而算出的值。
[0167]式：e r* = Cp ? Log (b/a) / (2 Jr e 〇)
[0168] 此处，er*表示绝缘层整体的相对介电常数，Cp表示每单位长度的静电容量[pF/ m]，a表示导体的外径，b表示绝缘电线的外径，e^表示真空的介电常数（8. 855X1(T12[F/ m])。
[0169] 绝缘电线的静电容量如下测定：使用LCRHiTESTER(日置电机公司制造，型式 3532-50(商品名：LCRHiTESTER))、及在常温（25°C)的干燥空气中放置24小时以上的绝 缘电线，将测定温度设定为25°C及250°C，将绝缘电线放入设定为特定温度的恒温槽中，在 温度恒定的时刻进行测定。
[0170] 需要说明的是，在绝缘电线的截面并非圆形的情况下，例如为矩形的情况下，"绝 缘层整体的相对介电常数"可利用绝缘层整体的静电容量Cp为平坦部的静电容量Cf与角 部的静电容量Ce的合计（Cp=Cf+Ce)而算出。具体而言，若将导体的直线部的长边与短 边的长度设为L1、L2,将导体的角的曲率半径设为R，将绝缘层整体的厚度设为T，则平坦部 的静电容量Cf及角部的静电容量Ce由下述式表示。根据这些式、和实测的绝缘电线的静 电容量及绝缘层整体的静电容量Cp(Cf+Ce)而算出er*。
[0171]Cf= (er*/e0)X2X(L1+L2)/T
[0172]Ce= (er*/e0)X2e〇/Log{(R+T) /R}
[0173][铅笔硬度]
[0174] 在所制造的各绝缘电线的外侧非发泡绝缘层上，在轴方向上切出切口，仅将外侧 非发泡绝缘层剥离。将所剥离的外侧非发泡绝缘层作为试验片，实施利用JIS-K5600-5-4 所规定的铅笔硬度法的硬度测定（漆包线）。铅笔硬度测定器使用电动铅笔划痕硬度试验 机（安田精机制作所公司制造；No. 553-M1)。需要说明的是，铅笔硬度是绝缘电线的耐损伤 性的指标，若该铅笔硬度为4H以上，则可确认耐损伤性优异。
[0175][可挠性]
[0176] 以下述方式对所制造的各绝缘电线的可挠性进行评价。即，在导线的截面形状为 圆形时，将绝缘电线卷绕于具有与绝缘电线的直径相同尺寸的外径的圆柱体（自径卷绕） 上，另一方面，在导线的截面形状为矩形时，将绝缘电线卷绕于具有与绝缘电线的短边长度 相同尺寸的外径的圆柱体上，利用显微镜（KEYENCE公司制造；VHX-2000(商品名））对卷绕 的绝缘电线的外观进行观察。评价中，将完全未见外观变化的情况设为" ◎"，将虽绝缘皮膜 的颜色发生变化且在弯曲的外侧部分产生褶皱，但不影响实用特性的情况设为"〇"，将虽 产生颜色变化且在皮膜的全周确认出褶皱，但不影响实用性的情况设为"A"，将绝缘皮膜 产生龟裂、或导体露出的情况设为"X"。
[0177] [综合评价]
[0178] 对作为绝缘电线所必需的局部放电起始电压、可挠性以及作为此次所解决的课题 的导体占空系数的提高及耐损伤性等电动机的效率提高实施关于重要项目的综合评价。将 达到可充分用作电动机的较理想等级者设为将在任一项评价中被评价为"A"、且无 法解决本发明的课题，但不影响实用性的情况设为"A" ;将在上述任一项目中存在缺陷或 问题（X评价）者设为"X"。
[0179]
【权利要求】
1. 一种绝缘电线，其具备导体、直接或间接被覆该导体的外周面且含有发泡热固性树 脂的绝缘层、和直接或间接被覆该绝缘层的外周面的外侧非发泡绝缘层， 在25°C施加 IMPa的压力时的所述绝缘层的厚度变形率为15%以上且50%以下， 所述外侧非发泡绝缘层的铅笔硬度为4H以上， 所述绝缘层的厚度与所述外侧非发泡绝缘层的厚度之比为20 :80?80 :20。
2. 如权利要求1所述的绝缘电线，其中，所述热固性树脂的玻璃化转变温度为150°C以 上。
3. 如权利要求1或2所述的绝缘电线，其中，所述绝缘层含有独立气泡。
4. 如权利要求1?3任一项所述的绝缘电线，其中，所述绝缘层的空隙率为10%以上。
5. 如权利要求1?4任一项所述的绝缘电线，其用作电动机线圈用的绕线。
6. -种电动机，其是将权利要求1?5任一项所述的绝缘电线在使该绝缘电线的外径 缩径的方向施加压力从而使上述绝缘层的厚度减小的状态下卷绕于定子槽中而成的。
【文档编号】H01B7/02GK104321832SQ201480001304
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年2月4日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】大矢真, 武藤大介, 富泽惠一 申请人:古河电气工业株式会社, 古河电磁线株式会社