(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、
シリカ粒子、および当該シリカ粒子を前記ポリイミド塗料に分散させる分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含み、
前記シリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量が前記シリカ粒子の重量に対して５×１０-3ｗｔ％以下であり、前記シリカ粒子が前記ポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるように前記オルガノシリカゾルを含む、耐部分放電性塗料。
【請求項２】
前記有機溶媒がジメチルアセトアミドであり、
前記分散媒がシクロヘキサノンおよびメチルイソブチルケトンの少なくとも１つである、請求項１に記載の耐部分放電性塗料。
【請求項３】
前記有機溶媒は、前記有機溶媒と前記分散媒との合計に対して７０％以上である、請求項１又は２に記載の耐部分放電性塗料。
【請求項４】
前記シリカ粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の耐部分放電性塗料。
【請求項５】
導体と、前記導体の外周上に配置される絶縁層と、を備え、
前記絶縁層は耐部分放電性塗料から形成され、
前記耐部分放電性塗料は、
ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、
シリカ粒子、および当該シリカ粒子を前記ポリイミド塗料に分散させる分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含み、
前記シリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量が前記シリカ粒子の重量に対して５×１０-3ｗｔ％以下であり、前記シリカ粒子が前記ポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるように前記オルガノシリカゾルを含む、絶縁電線。
【請求項６】
前記絶縁電線を３０％伸長させて巻き付け棒に巻き付けたときに、前記絶縁層に亀裂の発生が見られない前記巻き付け棒の最小巻き付け径が前記導体の１倍以上となるような可とう性を有し、かつ、
前記絶縁層を温度４０℃、湿度９５％の空気環境下で吸湿させたときの絶縁破壊電圧が、吸湿前の絶縁破壊電圧の７０％以上となるような絶縁特性を有する、請求項５に記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐部分放電性塗料およびそれを用いて形成された絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁電線（例えばエナメル線など）は、導体の外周上に絶縁層を備えて構成され、例えばモータや変圧器などの電気機器のコイルに加工されて、ハイブリッド自動車や電気自動車などに組み込まれる。
【０００３】
近年、モータ等の電気機器は、小型化、高出力化および高効率化が進められている。
【０００４】
小型化に伴い、コイル等に用いられる絶縁電線には厳しい屈曲加工が施されるため、絶縁層には屈曲加工で割れないような高い可とう性が求められている。
【０００５】
また高出力化に伴い、絶縁電線にはより高い電圧がかかるため、絶縁層には高電圧で絶縁破壊しないような高い絶縁特性が求められている。しかも、電気機器の発熱が高くなるため、絶縁層には発熱に耐えうるような高い耐熱性（例えば２４０℃以上）も求められている。
【０００６】
また高効率化に伴い、多くの電気機器はインバータ制御されるようになっており、絶縁電線においては、高電圧のサージ電圧が印加され、部分放電が発生するリスクが高まっている。部分放電とは、絶縁電線の絶縁層中、または絶縁電線問に隙間がある場合に電界集中により微弱な放電が発生することをいう。部分放電が発生し続けると、絶縁電線の絶縁層が劣化し、最終的に絶縁破壊に至るおそれがある。そのため、絶縁層には、部分放電が発生しないような高い絶縁特性が求められている。
【０００７】
このような要求を満たすため、絶縁層の形成材料としてはポリイミド樹脂が用いられている。ポリイミド樹脂からなる絶縁層は、例えば、ポリイミド前駆体を有機溶媒に溶解させたポリイミド塗料を用いて形成される。
【０００８】
ポリイミド塗料は、ポリイミド樹脂における部分放電をさらに抑制する観点から、シリカ、アルミナ、チタニウム、ハイドロタルサイト、ベンナイトのような無機粉末を添加して耐部分放電性塗料とする方法が知られている。無機粉末によれば、耐部分放電性を高め、部分放電による劣化を抑制することができる。
【０００９】
ただし、無機粉末は、そのままポリイミド塗料に添加すると、凝集して絶縁層の可とう性を悪化させるおそれがある。そこで、例えば特許文献１および特許文献２では、無機粉末であるシリカ粒子を分散媒に分散させてシリカゾルとして、シリカ粒子の絶縁塗料への分散性を高めている。これにより、絶縁層における可とう性の低下を抑制しつつ、耐部分放電性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４５４２４６３号
【特許文献２】特許第５５５６７２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１および２に示すような、ポリイミド塗料にシリカゾルを配合した耐部分放電性塗料により形成される絶縁層においては、吸湿した場合であっても絶縁破壊電圧が急激に低下しにくいものへ改善することにより、絶縁特性をさらに向上させたいということがあった。
【００１２】
そこで、本発明は、可とう性に優れるとともに、吸湿による絶縁破壊電圧の低下が抑制された絶縁層を形成可能な耐部分放電塗料、およびそれを用いて形成される絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によれば、
ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、
シリカ粒子、および当該シリカ粒子を前記ポリイミド塗料に分散させる分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含み、
前記シリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量が前記シリカ粒子の重量に対して５×１０-3ｗｔ％以下であり、前記シリカ粒子が前記ポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるように前記オルガノシリカゾルを含む、耐部分放電性塗料が提供される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周上に配置される絶縁層と、を備え、
前記絶縁層は耐部分放電性塗料から形成され、
前記耐部分放電性塗料は、
ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、
シリカ粒子、および当該シリカ粒子を前記ポリイミド塗料に分散させる分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含み、
前記シリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量が前記シリカ粒子の重量に対して５×１０-3ｗｔ％以下であり、前記シリカ粒子が前記ポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるように前記オルガノシリカゾルを含む、絶縁電線が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可とう性に優れるとともに、吸湿による絶縁破壊電圧の低下が抑制された絶縁層を形成可能な耐部分放電性塗料、およびその絶縁層を備える絶縁電線が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る絶縁電線の断面を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明者らが、絶縁電線において、吸湿により絶縁層の絶縁破壊電圧が急激に低下する要因について検討を行ったところ、その要因はオルガノシリカゾル中のシリカ粒子に含まれるナトリウムイオンであることが見出された。
【００１８】
シリカ粒子は、原料としてナトリウムイオン等を含む鉱物から生成されるため、シリカ粒子には、原料に由来するナトリウムイオンが混入することになる。本発明者らの検討によると、ナトリウムイオンを含むシリカ粒子をポリイミド樹脂（絶縁層）に含有させると、絶縁層が吸湿したときに、ナトリウムイオンが電解質として作用し、絶縁層の電気抵抗を低下させてしまうことが分かった。そして、オルガノシリカゾル中のシリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％以下であれば、絶縁層が吸湿したときであっても、吸湿前と同様に高い電気抵抗を維持できることを見出した。
【００１９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００２０】
＜耐部分放電性塗料＞
以下、本発明の一実施形態に係る耐部分放電性塗料について説明をする。
【００２１】
本実施形態の耐部分放電性塗料は、ポリイミド塗料と、オルガノシリカゾルと、を含む。以下、各成分について詳述する。
【００２２】
（ポリイミド塗料）
ポリイミド塗料は、ポリイミド前駆体が有機溶媒に溶解してなるものであり、例えば、有機溶媒に酸無水物成分とジアミン成分とを溶解させ、これらを反応させることにより合成される。
【００２３】
ポリイミド前駆体としては、イミド化により、２４０℃以上の耐熱性を維持できるようなポリイミド樹脂を形成できるものであることが好ましい。
【００２４】
酸無水物成分としては、従来公知の成分を用いることができ、脂肪族系、芳香族系のいずれも用いることができる。ポリイミド樹脂の耐熱性を向上させる観点からは、芳香族系のテトラカルボン酸二無水物が好ましい。
【００２５】
芳香族系のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、３，３’，４，４’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物等を挙げられる。この中でも、入手性・汎用性等の観点からピロメリット酸二無水物が特に好ましい。なお、これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
ジアミン成分としては、従来公知の成分を用いることができ、脂肪族系、芳香族系のいずれも用いることができる。ポリイミド樹脂の耐熱性を向上させる観点からは、好ましくは、芳香族系ジアミン化合物が好ましい。
【００２７】
芳香族系ジアミン化合物としては、例えば、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。この中でも、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましい。なお、これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
有機溶媒は、酸無水物成分やジアミン成分を溶解させてポリイミド前駆体を合成するための反応溶媒となる。有機溶媒としては、ポリイミド前駆体の合成に影響を及ぼさず、これを溶解できるものであれば、特に限定されない。例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）や、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノンなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。有機溶媒としては、ポリイミド前駆体を溶解させるとともに、オルガノシリカゾルを良好に分散させる観点から、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）が好ましい。また、有機溶媒としては、ＤＭＡｃと後述する分散媒との混合溶媒を用いてもよい。
【００２９】
（オルガノシリカゾル）
オルガノシリカゾルは、シリカ粒子が分散媒中に分散して構成されるものである。オルガノシリカゾルは、ポリイミド塗料への分散性に優れており、ポリイミド塗料中にシリカ粒子を微細に分散させることができる。これにより、シリカ粒子の凝集を抑制し、絶縁層の可とう性を高く維持しつつ、絶縁層の耐部分放電性を向上させることができる。
【００３０】
本実施形態では、ポリイミド樹脂が吸湿したときの、絶縁破壊電圧の低下を抑制する観点から、シリカ粒子は、ナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％以下となるように構成されている。好ましくは、２×１０−３ｗｔ％以下である。このような含有量とすることにより、シリカ粒子を多く配合した場合であっても、絶縁層に含まれるナトリウムイオンの総量を低く抑えることができるので、吸湿による絶縁破壊電圧の低下を抑制することができる。一方、ナトリウムイオンの含有量が５×１０−３ｗｔ％以下よりも多くなると、吸湿によりポリイミド樹脂の絶縁破壊電圧が大きく低下してしまう。シリカ粒子の配合量を少なくして絶縁層に含まれるナトリウムイオンの総量を低く抑えることもできるが、シリカ粒子の配合量が少なくなることで、絶縁層の吸湿前の耐部分放電性を高く維持することが困難となる。ナトリウムイオンの含有量は、少ないほど好ましく、下限値は特に限定されない。
【００３１】
なお、ナトリウムイオンの含有量は、オルガノシリカゾルを純水で洗浄して、遠心分離によりゾルのみを抽出し、ＩＣＰ発光分光分析法により、ゾルに含まれるナトリウムイオン濃度を測定して、シリカ粒子に対する重量比として求めた。
【００３２】
シリカ粒子の粒子径は、特に限定されないが、耐部分放電性を向上させる観点からは、窒素吸着法（ＢＥＴ法）による平均粒子径で１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、シリカ粒子の形状としては、特に限定されず、例えば球状とすることができる。
【００３３】
分散媒は、シリカ粒子を分散させてオルガノシリカゾルを形成し、ポリイミド塗料への分散性を向上させるものである。この分散媒としては、シリカ粒子を微細に分散させるとともに、ポリイミド塗料に含まれる有機溶媒との親和性に優れるものが好ましい。分散媒としては、シリカ粒子を微細に分散できるものであれば、特に限定されないが、ポリイミド塗料に含まれる有機溶媒とは異なる種類の有機溶媒であることが好ましい。
一般に、分散性の観点からは有機溶媒の種類が同一であるとよいと考えられる。しかし、本発明者らの検討によると、種類が同一であると、親和性が高すぎて、かえってオルガノシリカゾルの表面エネルギーが不安定となるため、シリカ粒子の分散性が低下することがわかった。そのため、例えば、ポリイミド塗料の有機溶媒としてＤＭＡｃを用いる場合は、シリカ粒子の分散媒として、シクロヘキサノン（ＣＨＯ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、又はこれらの混合溶媒を用いることが好ましい。このような分散媒によれば、ポリイミド塗料中にシリカ粒子を凝集させることなく（塗料を懸濁させることなく）、微細に分散させることができる。
【００３４】
なお、オルガノシリカゾルに含まれるシリカ粒子の濃度は、特に限定されず、シリカ粒子を凝集させない程度であればよい。
【００３５】
（配合量）
上述したように、耐部分放電性塗料は、ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、シリカ粒子および分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含有している。耐部分放電性塗料において、有機溶媒は、有機溶媒と分散媒との合計に対して７０％以上９０％以下であることが好ましい。つまり、耐部分放電性塗料における全溶媒のうち、ポリイミド塗料に含まれる有機溶媒が７０％以上９０％以下となるように、ポリイミド塗料とシリカゲルとを含有するとよい。より好ましくは、８０％以上９０％以下とするとよい。ポリイミド塗料に含まれる有機溶媒を全溶媒の７０％以上とすることにより、ポリイミド前駆体の析出を抑制することができる。一方、有機溶媒を９０％以下として、所定量の分散媒を用いることにより、シリカ粒子の凝集を抑制し、絶縁層の可とう性を高く維持することができる。
【００３６】
オルガノシリカゾルの含有量は、シリカ粒子がポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるような量であることが好ましい。１質量部以上とすることにより、絶縁層の耐部分放電性を向上させることができる。また、１００質量部以下とすることにより、絶縁層の可とう性を高く維持することができる。
【００３７】
なお、耐部分放電性塗料は、ポリイミド塗料とオルガノシリカゾルとを所定の比率で混合することにより作製される。
【００３８】
＜ポリイミド樹脂＞
続いて、上述の耐部分放電性塗料を用いて形成されるポリイミド樹脂について説明をする。
【００３９】
耐部分放電性塗料は、加熱により、有機溶媒や分散媒が揮発するとともに、ポリイミド前駆体がイミド化することで、ポリイミド樹脂となる。
本実施形態では、ナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％以下であるシリカ粒子を分散媒で分散させてオルガノシリカゾルとし、このオルガノシリカゾルをポリイミド塗料に添加することで、耐部分放電性塗料を構成している。オルガノシリカゾルによれば、ポリイミド塗料にシリカ粒子を凝集させることなく、微細に分散させることできる。そのため、耐部分放電性塗料を加熱して得られるポリイミド樹脂は、耐部分放電性に優れるとともに、シリカ粒子が均一に分散した状態であるため可とう性にも優れることになる。さらに、シリカ粒子をナトリウムイオンの含有量が少なくなるように構成しているので、ポリイミド樹脂における吸湿による絶縁抵抗および絶縁破壊電圧の低下を抑制し、吸湿前後で高い絶縁特性を維持することができる。
【００４０】
＜絶縁電線＞
続いて、上述の耐部分放電性塗料を用いて形成された絶縁層を備える絶縁電線について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線の断面を示す図である。
【００４１】
本実施形態に係る絶縁電線１は、導体１１と、上述した耐部分放電性塗料から形成され、ポリイミド樹脂からなる絶縁層１２と、オーバーコート層１３と、を備えて構成されている。
【００４２】
導体１１としては、例えば、低酸素銅や無酸素銅等からなる銅線、銅合金線の他、アルミ、銀またはニッケル等の他の金属線などが用いられる。図１において、導体１１は丸形状の断面を有する場合を示すが、本発明はこれに限定されず、例えば矩形状とすることもできる。また、導体１１としては、複数の導線を撚り合わせた撚り線を用いることもできる。また、導体１１の導体径は特に限定されず、用途に応じて最適な数値が適宜選択される。
【００４３】
絶縁層１２は、導体１１の外周を被覆するように配置されている。絶縁層１２は、上述の耐部分放電性塗料を加熱して得られるポリイミド樹脂から形成されている。絶縁層１２の形成は、例えば、上述した耐部分放電性塗料を導体１１上に所定の厚さで塗布し、高温度（例えば３００℃以上）で所定時間加熱するといった一連の操作（塗布および加熱）を、絶縁層１２が所定の厚さとなるまで複数回繰り返すことによって行われる。絶縁層１２の厚さは、用途に応じて最適な大きさが選択される。塗料の塗布方法は、一般的に実施されている方法、例えばバーコータ、ローラー、スピンコータ、ダイスなどを用いて塗布する方法、が挙げられる。また、塗料の加熱温度や加熱時間は、塗料に含まれるポリイミド前駆体や有機溶媒、分散媒などの種類に応じて適宜変更するとよい。
【００４４】
絶縁層１２には、外周を被覆するようにオーバーコート層１３が配置されているとよい。オーバーコート層１３としては、耐熱性や可とう性に優れる材料から形成されていればよく、例えばポリイミド樹脂から形成されているとよい。
【００４５】
＜本発明の一実施形態に係る効果＞
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００４６】
本実施形態の耐部分放電性塗料は、ナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％以下であるシリカ粒子を分散媒で分散させてオルガノシリカゾルとし、このオルガノシリカゾルをポリイミド塗料に添加、混合することで構成されている。オルガノシリカゾルによれば、ポリイミド塗料にシリカ粒子を凝集させることなく、微細に分散させることできる。そのため、耐部分放電性塗料を加熱して得られるポリイミド樹脂は、耐部分放電性に優れるとともに、シリカ粒子が均一に分散した状態であるため可とう性にも優れることになる。さらに、シリカ粒子をナトリウムイオンの含有量が少なくなるように構成しているので、ポリイミド樹脂における吸湿による絶縁抵抗および絶縁破壊電圧の低下を抑制し、吸湿前後で高い絶縁特性を維持することができる。
【００４７】
ポリイミド塗料に含まれる有機溶媒としてジメチルアセトアミドを用いるとともに、オルガノシリカゾルの分散媒としてシクロヘキサノンおよびメチルイソブチルケトンの少なくとも１つを用いる。これにより、オルガノシリカゾルとポリイミド塗料への分散性を向上させ、絶縁層の可とう性をさらに向上させることができる。
【００４８】
ポリイミド塗料に含まれる有機溶媒が、耐部分放電性塗料に含まれる全溶媒の７０％以上となるように、ポリイミド塗料とオルガノシリカゾルとを混合する。これにより、耐部分放電性塗料においてポリイミド前駆体の析出を抑制することができる。
【００４９】
オルガノシリカゾルを、シリカ粒子がポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるように、含有させる。これにより、絶縁層の可とう性を損なうことなく、耐部分放電性を向上させることができる。
【００５０】
シリカ粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下である。これにより、絶縁層の耐部分放電性を向上させることができる。
【００５１】
本実施形態の耐部分放電性塗料によれば、導体の外周上に塗布し、加熱することにより、ポリイミド樹脂からなり、耐部分放電性および可とう性とともに、吸湿後でも絶縁特性に優れる絶縁層を形成することができる。具体的には、絶縁層は、絶縁電線を３０％伸長させて巻き付け棒に巻き付けたときに、絶縁層に亀裂の発生が見られない巻き付け棒の最小巻き付け径が導体の１倍以上となるような高い可とう性を有する。また、絶縁層は、温度４０℃、湿度９５％の空気環境下で吸湿させたときの絶縁破壊電圧が、吸湿前の絶縁破壊電圧の７０％以上となるような高い絶縁特性を有する。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明する。これらの実施例は本発明の一例であって、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００５３】
＜耐部分放電性塗料の調製および絶縁電線の作製＞
（実施例１）
まず、有機溶媒としてのジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）２８０ｇに、ジアミン成分としての４，４’−ジアミノジフェニルエーテル３４．０ｇを溶解させた。その後、溶液に酸無水物成分としてのピロメリト酸二無水物を３６．０ｇ投入し、１００ｒｐｍで撹拌することにより、ポリイミド前駆体を含むポリイミド塗料を得た。なお、このポリイミド塗料の粘度は３．７Ｐａ・ｓであった。
続いて、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を分散媒としたオルガノシリカゾルを、ポリイミド塗料中のポリイミド前駆体１００質量部に対してシリカ粒子が２５質量部となるように、添加した。そして、１５時間撹拌することにより、実施例１の耐部分放電性塗料を得た。なお、オルガノシリカゾルとしては、シリカ粒子の平均粒子径が５０ｎｍ、シリカ粒子の濃度が３０ｗｔ％、ナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％のものを用いた。
得られた耐部分放電性塗料を銅導体に塗布し、焼付けを行い、厚さ３３μｍの絶縁層を形成し、実施例１の絶縁電線を作製した。製造条件を下記表１に示す。
【００５４】
【表１】
0006661993.tif 000002
【００５５】
（比較例１）
比較例１では、表１に示すように、シクロヘキサノン（ＣＨＯ）を分散媒として、シリカ粒子の平均粒子径が２５ｎｍ、シリカ粒子の濃度が３０ｗｔ％、ナトリウムイオン含有量が２０×１０−３ｗｔ％であるオルガノシリカゾルを用いた以外は、実施例１と同様に耐部分放電性塗料を調製し、絶縁電線を作製した。
【００５６】
＜評価＞
作製した絶縁電線について、以下の方法により評価した。評価結果を表１にまとめる。
【００５７】
（可とう性）
絶縁層の可とう性を評価するため、ＪＩＳＣ３２１６−３「５．１巻付け試験」に準拠した方法で可とう性試験を実施した。具体的には、絶縁電線を３０％伸長した後、当該絶縁電線の導体径の１〜１０倍の直径を有する巻き付け棒へＪＩＳＣ３２１６−３「５．１巻付け試験」に準拠した方法で巻き付け、光学顕微鏡を用いて絶縁層に亀裂の発生が見られない最小巻き付け倍径（ｄ）を測定した。亀裂を生じない巻付径が小さいほど、可とう性に優れていることを示す。本実施例では、１倍であれば、合格（○）と評価した。
【００５８】
（絶縁特性）
絶縁層の絶縁特性を評価するため、ＪＩＳＣ３２１６−５「４．４．１常温試験」に準拠した方法で絶縁破壊電圧を測定した。具体的には、ＪＩＳＣ３２１６−５「４．４．１常温試験」に準拠した方法で２個撚り試料を作製し、昇圧速度５００Ｖ／ｓで０Ｖから印可し、吸湿前の絶縁破壊電圧Ｖ１を測定した。また、２個撚り試料を、高温高湿環境下（大気温度４０℃、湿度９５％）に７２時間放置し、絶縁層を吸湿させた後、吸湿後の絶縁破壊電圧Ｖ２を測定した。本実施例では、絶縁破壊電圧の保持率（Ｖ２／Ｖ１）が７０％以上であれば、吸湿による絶縁破壊電圧の低下が抑制されているものと評価した。
【００５９】
＜評価結果＞
実施例１では、３０％伸長後の可とう性において、最小巻き付け倍径が１倍であり、可とう性に優れることが分かった。また、吸湿前の絶縁破壊電圧が１０ｋＶ、吸湿後の絶縁破壊電圧が７．４ｋＶであって、絶縁破壊電圧の保持率が７４％であり、絶縁層は吸湿後であっても、絶縁破壊電圧が高く、絶縁特性を高く維持できることが確認された。
これに対して、比較例１では、吸湿前の絶縁破壊電圧が１４．４ｋＶと高いものの、吸湿後の絶縁破壊電圧が５．５ｋＶであって、絶縁破壊電圧の保持率が３８．２％であり、吸湿により絶縁破壊電圧が著しく低下することが確認された。つまり、比較例１では、吸湿させた場合に高い絶縁特性を維持できないことが確認された。
【００６０】
以上のことから、オルガノシリカゾルのシリカ粒子中に含まれるナトリウムイオンを少なくすることにより、絶縁層において、吸湿による絶縁破壊電圧の低下を抑制し、絶縁特性を高く維持できることが分かった。
【００６１】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００６２】
［付記１］
本発明の一態様によれば、
ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、
シリカ粒子、および当該シリカ粒子を前記ポリイミド塗料に分散させる分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含み、
前記シリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％以下である、耐部分放電性塗料が提供される。
【００６３】
［付記２］
付記１の耐部分放電性塗料において、好ましくは、
前記有機溶媒がジメチルアセトアミドであり、
前記分散媒がシクロヘキサノンおよびメチルイソブチルケトンの少なくとも１つである。
【００６４】
［付記３］
付記１又は２の耐部分放電性塗料において、好ましくは、
前記有機溶媒は、前記有機溶媒と前記分散媒との合計に対して７０％以上である。
【００６５】
［付記４］
付記１〜３のいずれかの耐部分放電性塗料において、好ましくは、
前記オルガノシリカゾルを、前記シリカ粒子が前記ポリイミド前駆体１００質量部に対して１質量部以上１００質量部以下となるように、含有する。
【００６６】
［付記５］
付記１〜４のいずれかの耐部分放電性塗料において、好ましくは、
前記シリカ粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下である。
【００６７】
［付記６］
付記１〜５のいずれかの耐部分放電性塗料において、好ましくは、
前記ポリイミド塗料における前記有機溶媒と、前記オルガノシリカゾルにおける前記分散媒とが異なる。
【００６８】
［付記７］
付記１〜６のいずれかの耐部分放電性塗料において、好ましくは、
前記ポリイミド塗料における前記有機溶媒が、ジメチルアセトアミドであり、
前記オルガノシリカゾルにおける前記分散媒が、シクロヘキサノンおよびメチルイソブチルケトンの少なくとも１つである。
【００６９】
［付記８］
本発明の他の態様によれば、
導体と、前記導体の外周上に配置される絶縁層と、を備え、
前記絶縁層は耐部分放電性塗料から形成され、
前記耐部分放電性塗料は、
ポリイミド前駆体および有機溶媒を含むポリイミド塗料と、
シリカ粒子、および当該シリカ粒子を前記ポリイミド塗料に分散させる分散媒を含むオルガノシリカゾルと、を含み、
前記シリカ粒子に含まれるナトリウムイオンの含有量がシリカ粒子の重量に対して５×１０−３ｗｔ％以下である、絶縁電線が提供される。
【００７０】
［付記９］
付記８の絶縁電線において、好ましくは、
前記絶縁電線を３０％伸長させて巻き付け棒に巻き付けたときに、前記絶縁層に亀裂の発生が見られない前記巻き付け棒の最小巻き付け径が前記導体の１倍以上となるような可とう性を有し、かつ、
前記絶縁層を温度４０℃、湿度９５％の空気環境下で吸湿させたときの絶縁破壊電圧が、吸湿前の絶縁破壊電圧の７０％以上となるような絶縁特性を有する。
【符号の説明】
【００７１】
１  絶縁電線
１１  導体
１２  絶縁層
１３  オーバーコート層
【図１】
0006661993.tif 000003