(57)【要約】【課題】高い部分放電開始電圧を有するとともに、耐熱性と密着性とに優れた絶縁電線及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の絶縁電線１０は、導体と、  前記導体の周囲に形成され、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）とを含有し、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である樹脂組成物により構成された絶縁性の被覆層とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の周囲に形成され、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）とを含有し、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である樹脂組成物により構成された絶縁性の被覆層と、
を備えた絶縁電線。
【請求項２】
前記樹脂組成物は、エチレングリシジルメタクリレート共重合体を含む樹脂（Ｃ）を更に含有する請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記樹脂組成物における前記樹脂（Ａ）と前記樹脂（Ｂ）と前記樹脂（Ｃ）は、重量部比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝３０以上６０以下：３５以上６５以下：０より大きく５以下の範囲で混和されている請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）とを含有し、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である樹脂組成物を導体の外周上に押出成形することにより、前記導体の周囲に押出被覆層を被覆する被覆工程と、
前記樹脂（Ａ）の融点又はガラス転移点以上の所定の熱処理温度で前記押出被覆層を熱処理する熱処理工程と、
を含む絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
前記所定の熱処理温度は、２５０℃以上３００℃以下である請求項４に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理工程によって熱処理された前記押出被覆層に電子線を照射することにより前記樹脂組成物を架橋させる電子線照射工程と、を更に含む請求項４又は５に記載の絶縁電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線及びその製造方法に係り、特に、回転電機や変圧器などの電気機器のコイルに用いられる絶縁電線及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機や変圧器などの電気機器のコイルに用いられている従来の絶縁電線は、一般的に、エナメル被覆絶縁電線に代表されるように、コイルの用途・形状に合致した丸形状や矩形状等の断面形状に成形された導体の外周に、単層又は複数層の絶縁被覆が被覆された構造を有している。
【０００３】
このような従来の絶縁電線の製造方法には、樹脂を有機溶剤に溶解させた絶縁塗料を導体の外周面上に塗布した後に焼付ける方法や、予め調合した樹脂組成物を、導体の外周面上に押出被覆する方法がある。
【０００４】
近年、絶縁電線に対して、電気機器への小型化の要求や過酷な加工ストレスに耐えるため、密着性や耐摩耗性などの機械的特性の向上が求められている。また、電気機器への高効率化や高出力化の要求から、インバータ制御や高電圧化が進展している。その結果、電気機器に内蔵されたコイルの運転温度が以前よりも上昇傾向にあり、絶縁電線には高い耐熱性も求められている。
【０００５】
インバータサージ電圧などのより高い電圧がその電気機器中のコイルにかかることから、部分放電の発生によって絶縁電線の絶縁被覆が劣化・損傷することがある。この部分放電による絶縁被覆の劣化・損傷を防ぐため、部分放電開始電圧の高い絶縁被覆の開発が進められている。絶縁被覆の部分放電開始電圧を高くするため、絶縁被覆に比誘電率の低い樹脂を用いる方法や、絶縁被覆の厚さを厚くする方法がある。
【０００６】
その一例としては、特定の構造を有するフッ素系ポリイミド樹脂を含有する絶縁塗料を導体上に塗布することで、絶縁被覆の比誘電率を低くした構成を有する巻線の絶縁被覆材料が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。この特許文献１記載のフッ素系ポリイミド樹脂を含有する絶縁塗料を用いて絶縁電線を形成した場合は、その比誘電率が２．３〜２．８であり、通常の巻線の絶縁被膜の比誘電率と比較して低い比誘電率を付与できるので、絶縁被覆の発熱量と熱による劣化とが抑えられるとしている。
【０００７】
他の一例としては、部分放電開始電圧を上げるための絶縁層の厚膜化を、導体とエナメル層の接着強度を下げることなく実現した耐インバータサージ絶縁ワイヤが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２記載の絶縁ワイヤは、導体上にエナメル焼付け層と、その外側に設けられた押出被覆樹脂層を有することで、部分放電開始電圧と導体／エナメル層の接着強度との両方を確保しており、そのエナメル焼付け層と押出被覆樹脂層との間に接着層を更に介在させることで、エナメル焼付け層と押出被覆樹脂層との接着力を強化している。
【０００８】
更に他の一例としては、絶縁層が耐熱性と耐薬品性とに優れた２層以上の押出被覆層からなる多層絶縁電線が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−５６７２０号公報
【特許文献２】特許第４１７７２９５号公報
【特許文献３】国際公開２００５／１０６８９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１記載のフッ素系ポリイミド樹脂を含有する絶縁被覆は、導体との密着性が低い。そのため、例えばコイル成型工程などにおける過酷な加工ストレスによって絶縁被覆が導体から剥離する現象（被覆浮き）が発生してしまうことが懸念される。この被覆浮きは、絶縁破壊を起こす要因となる。
【００１１】
一方、上記特許文献２記載の絶縁ワイヤにおいては、押出被覆樹脂層の厚さを厚くすることによって部分放電開始電圧を高くすることができると考えられる。しかしながら、エナメル焼付け層と押出被覆樹脂層とは、樹脂組成物の性質と形成方法とが大きく異なることから、製造工程が煩雑になりやすく、製造コストが増大しやすいという問題がある。また、エナメル焼付け層と押出被覆樹脂層との密着性を確保するために、それらの層間に接着層を介在させる場合は、製造コストが更に増大する。
【００１２】
また、上記特許文献３記載の多層絶縁電線は、２層以上の押出被覆層に熱可塑性樹脂を使用しており、製造工程の煩雑性、製造コストの増大を回避する必要があるという点では、上記特許文献２記載の絶縁ワイヤと変わるところはない。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、高い部分放電開始電圧を有するとともに、耐熱性と密着性とに優れた絶縁電線及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の絶縁電線及びその製造方法を提供する。
【００１５】
［１］導体と、前記導体の周囲に形成され、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）とを含有し、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である樹脂組成物により構成された絶縁性の被覆層と、を備えた絶縁電線。
【００１６】
［２］前記樹脂組成物は、エチレングリシジルメタクリレート共重合体を含む樹脂（Ｃ）を更に含有する前記［１］に記載の絶縁電線。
【００１７】
［３］前記樹脂組成物における前記樹脂（Ａ）と前記樹脂（Ｂ）と前記樹脂（Ｃ）は、重量部比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝３０以上６０以下：３５以上６５以下：０より大きく５以下の範囲で混和されている前記［２］に記載の絶縁電線。
【００１８】
［４］ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）とを含有し、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である樹脂組成物を導体の外周上に押出成形することにより、前記導体の周囲に押出被覆層を被覆する被覆工程と、前記樹脂（Ａ）の融点又はガラス転移点以上の所定の熱処理温度で前記押出被覆層を熱処理する熱処理工程と、を含む絶縁電線の製造方法。
【００１９】
［５］前記所定の熱処理温度は、２５０℃以上３００℃以下である前記［４］に記載の絶縁電線の製造方法。
【００２０】
［６］前記熱処理工程によって熱処理された前記押出被覆層に電子線を照射することにより前記樹脂組成物を架橋させる電子線照射工程と、を更に含む前記［４］又は［５］に記載の絶縁電線の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高い部分放電開始電圧を有するとともに、耐熱性と密着性とに優れた絶縁電線及びその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る典型的な絶縁電線の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、絶縁電線の他の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、絶縁電線の更に他の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２４】
［実施の形態の要約］
本実施の形態に係る絶縁電線は、導体と、前記導体の周囲に形成され、所定の樹脂組成物により構成された絶縁性の被覆層とを備えた絶縁電線において、前記樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）とを含有し、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下であるという特徴を有する。
【００２５】
ここで、貯蔵弾性率とは、樹脂組成物を用いて０．５ｍｍ厚のシートをプレスで作製し、シートから約５ｍｍの幅で切り出したものを、粘弾性測定器（アイテイ計測制御製、ＤＶ５Ａ‐２００）を用いて、チャック間２０ｍｍでセットし、周波数１Ｈｚにおいて常温から１０℃／分の割合で加温しながら測定した値である。
【００２６】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の断面図である。図１において、全体を示す符号１０は、この実施の形態に係る典型的な絶縁電線１０を例示している。この絶縁電線１０の基本の構成は、導体２０と、押出被覆層３０とを有する。
【００２７】
（導体）
導体２０としては、例えば銅又は銅合金からなる単線を用いてもよく、複数の銅線又は複数の銅合金線を撚り合わせて形成した構成としてもよい。
【００２８】
銅としては、例えば無酸素銅や酸素含有量の少ない低酸素銅などを用いることができる。
【００２９】
図１では、導体２０の断面形状としては、円形断面を有する例を示している。もちろん、図示例に限定されるものではなく、導体２０の断面形状としては、例えば矩形断面などの各種断面形状に形成した構成であっても構わない。なお、上記の矩形断面には、角部に丸みを持った矩形断面も含まれる。
【００３０】
導体２０の直径は、例えば約１ｍｍに設定されている。また、実施状況に応じて、導体２０の直径を任意に設定することが可能である。
【００３１】
（押出被覆層）
押出被覆層３０は、絶縁性を示す所定の樹脂組成物により構成されており、上記の導体２０の表面上に設けられている。
【００３２】
上記の樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなる樹脂（Ａ）と、ポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）と、エチレングリシジルメタクリレート共重合体を含む樹脂（Ｃ）と、を少なくとも含有している。
【００３３】
この樹脂組成物は、１５０℃における貯蔵弾性率が、１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下、好ましくは２×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下、より好ましくは２．５×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下である。また、この樹脂組成物は、３００℃における貯蔵弾性率が、１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下、好ましくは５×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下、より好ましくは９×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である。
【００３４】
上記の樹脂組成物は、エチレングリシジルメタクリレート共重合体を含む樹脂（Ｃ）と、を更に含有していることが好適である。
【００３５】
上記の通りに樹脂組成物が樹脂（Ａ）、樹脂（Ｂ）及び樹脂（Ｃ）を含有する場合、樹脂組成物における樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）と樹脂（Ｃ）は、重量部比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝３０以上６０以下：３５以上６５以下：０より大きく５以下の範囲、好ましくは３５以上４５以下：５０以上６０以下：０より大きく５以下の範囲で混和されていることが好適である。
【００３６】
上記各樹脂（Ａ）、樹脂（Ｂ）、樹脂（Ｃ）の機能について説明する。樹脂（Ａ）は、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも１種からなるので、高い耐熱性と高い機械的特性とを発揮する。一方、樹脂（Ｂ）は、高密度ポリエチレンなどを含むポリエチレンからなるので、部分放電開始電圧が高いという高い電気的特性と高い機械的特性とを発揮する。よって、樹脂組成物に樹脂（Ａ）及び樹脂（Ｂ）を含有させることにより、高い耐熱性と、高い機械的特性と、高い電気的特性を高次元で両立させることができる。また、樹脂（Ｃ）は、エチレングリシジルメタクリレート共重合体を含むので、樹脂組成物内において樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とを十分に微分散させる機能を有する。
【００３７】
上記（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）の比率の意義について説明する。樹脂（Ａ）の重量部比が３０重量部未満の場合、樹脂（Ａ）が少な過ぎて耐熱性が十分に得られないおそれがある。一方、樹脂（Ａ）の重量部比が６０を越える場合、樹脂（Ｂ）が少な過ぎて高い部分放電開始電圧を十分に得られないおそれがある。樹脂（Ｃ）の重量部比が５を超える場合、機械的特性が十分に得られないおそれがある。よって、耐熱性、十分高い部分放電開始電圧、高い機械的特性を得るため、上記の重量部比が好ましい。
【００３８】
また、樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤や銅害防止剤、滑剤、着色剤などが添加されていることが好適である。
【００３９】
また、押出被覆層３０は、電子線照射により架橋された樹脂組成物により構成されていることが好適である。
【００４０】
また、押出被覆層３０の厚さは、約７０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定されることが好適である。
【００４１】
（絶縁電線の用途等）
上記に示した絶縁電線１０は、例えば回転電機や変圧器などの電気機器のコイルに好適に用いられる。より具体的には、略Ｕ字形状に変形加工された断面が短形形状からなる複数本の絶縁電線１０の端末同士をタングステン−不活性ガス（ＴＩＧ：Tungsten Inert Gas）溶接などの溶接方法によって繋ぎ合わせて形成されるコイルなどに好適な絶縁電線１０である。
【００４２】
略Ｕ字形状に変形加工された複数本の絶縁電線１０の端末同士を溶接して繋ぎ合わせて形成されるコイルにおいては、固定子コアから該固定子コアの軸方向に突出する部分（コイルエンドともいう。）の絶縁電線１０が該固定子コアの周方向に沿って複数の段部を有するように、一部が階段状に変形加工された複数本の絶縁電線１０の端部同士を繋ぎ合わせて形成されるコイルであっても構わない。
【００４３】
（絶縁電線の製造方法）
次に、上記した本実施の形態の絶縁電線１０の製造方法の一例を説明する。本製造方法は、少なくとも、被覆工程及び熱処理工程を含んでいる。絶縁電線１０の製造方法は、電子線照射工程を更に含むことが好ましい。
【００４４】
（１）被覆工程
被覆工程においては、上記で示した所定の樹脂組成物を導体２０電線の外周上に押出成形することにより、導体２０電線の外周上に押出被覆層３０が被覆させる。この被覆工程では、樹脂組成物が３００℃程度に加熱された溶解状態で押出供給される。一方、押出供給先の導体２０の表面温度も、加熱溶解された樹脂組成物の温度と同程度の温度となっている。
【００４５】
（２）熱処理工程
熱処理工程においては、樹脂（Ａ）の融点又はガラス転移点以上の所定の熱処理温度で押出被覆層３０が熱処理される。熱処理装置は、電気炉やバーナー、温風加熱装置、誘導加熱装置などの一般的な装置を用いる。所定の熱処理温度は、例えば樹脂（Ａ）のガラス転移点（Ｔｇ）よりも１００℃以上高い温度が好ましい。例えば、所定の熱処理温度としては、２５０℃以上３００℃以下が好ましい。熱処理温度を３００℃以下としたのは、３００℃を超えると、押出被覆層３０が変形するおそれがあるからである。熱処理時間は、１０秒間〜１分間であることが好適である。
【００４６】
（３）電子線照射工程
電子線照射工程においては、熱処理された押出被覆層３０に電子線を照射することにより、樹脂組成物が架橋される。絶縁電線１０を用いて電気機器のコイルを成形する場合、電子線照射工程は、コイルの成形前に行われる。
【００４７】
（第１の実施の形態の効果）
上記に示した本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）本実施の形態の絶縁電線１０において、少なくとも樹脂（Ａ）及び樹脂（Ｂ）が含有されているので、高い耐熱性と、高い機械的特性と、高い電気的特性を高次元で両立させることができる。
【００４８】
（ｂ）また、樹脂組成物においては１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下であり、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下に設定しているので、押出被覆層３０は、２６０℃の高温環境下においても良好な絶縁特性を維持しつつ、２６０℃以上３００℃以下のより高温環境下においても急激に弾性率の低下を生じることがないため、高温環境下においても絶縁特性を維持することができる。
【００４９】
（ｃ）樹脂組成物に、エチレングリシジルメタクリレート共重合体を含む樹脂（Ｃ）を更に含有させるので、樹脂組成物内において樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とを十分に微分散させることができる。
【００５０】
（ｄ）樹脂組成物における樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）と樹脂（Ｃ）を、重量部比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝３０以上６０以下：３５以上６５以下：０より大きく５以下の範囲で混和しているので、耐熱性及び部分放電開始電圧が高い絶縁電線１０を得ることができる。
【００５１】
（ｅ）被覆工程では、樹脂組成物が３００℃程度に加熱された溶解状態で押出供給される。一方、押出供給先の導体２０の表面温度は、加熱溶解された樹脂組成物の温度と同程度の温度（例えば、３００℃程度の温度）である。また、樹脂組成物により構成された押出被覆層３０の厚さは導体２０の直径と比較して薄いので、導体２０の熱容量は絶縁被膜の熱容量よりも大きい。したがって、従来においては、導体２０と押出被覆層３０との界面において押出被覆層３０の急激な熱収縮が生じていたので、それらの密着性が低下したと考えられる。つまり、本実施の形態においては、被覆工程後に熱処理工程を設けたので、導体２０と押出被覆層３０との密着性をも向上させることができる。
【００５２】
なお、押出供給先の導体２０を、加熱溶解された樹脂組成物の温度と同程度の温度に加熱する方法は、熱風ヒータを用いる方法や誘導加熱をする方法があるが、加熱時に導体２０の表面に酸化皮膜が形成されにくくするためには、誘導加熱を用いるのがよい。
【００５３】
（ｆ）被覆工程後の熱処理工程で樹脂（Ａ）のガラス転移点（Ｔｇ）よりも１００℃以上高い２５０℃以上３００℃以下の温度で熱処理を行っているので、樹脂（Ａ）の結晶が融解し、樹脂組成物の樹脂分子の流動性が高まり、導体２０の表面と樹脂分子との距離を縮めることができるので、導体２０と押出被覆層３０との密着性を著しく向上させることができる。その結果、絶縁電線１０を小径（例えば、自己径）に屈曲させても、絶縁電線１０にシワが発生することを防止することができるとともに、絶縁電線１０の耐摩耗性を向上させることができる。
【００５４】
つまり、上記の範囲の熱処理温度で熱処理を行うことにより、導体２０と押出被覆層３０との密着性を低下させることなく、従来の部分放電開始電圧（９００Ｖｐ）よりも高い部分放電開始電圧（例えば１３００Ｖｐ以上）を実現することができる。
【００５５】
（ｇ）熱処理工程後に電子線照射工程を実施している。なぜなら、樹脂（Ａ）及び樹脂（Ｂ）が混合されることにより樹脂組成物が分子構造的に架橋しやすい状態になるため、低い線量の電子線照射であっても樹脂組成物の架橋が可能になるからである。
【００５６】
電子線照射による樹脂組成物の架橋により、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とを混合した樹脂組成物の融点よりも高温の成形温度が押出被覆層３０に加えられたときに、その押出被覆層３０の変形を抑えることができる。その結果、押出被覆層３０の押出成形性が良好となり、押出被覆層３０の絶縁性能を確保することができると共に、押出成形後における絶縁電線１０の耐熱性をさらに向上させることができる。
【００５７】
以上の説明から明らかなように、本発明の絶縁電線１０及びその製造方法を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であり、次に示すような第１変形例及び第２変形例も可能である。
【００５８】
［変形例］
次に、図２及び図３を用いて、本実施の形態に係る２つの変形例を説明する。
【００５９】
［第１の変形例］
はじめに、図２を用いて、第１変形例を説明する。
【００６０】
第１変形例と本実施の形態との主な相違点は、押出被覆層の層構造である。本実施の形態において、押出被覆層３０のみによる単層構造であった。第１変形例においては、下層の第１押出被覆層３０及び上層の第２押出被覆層３１により構成される２層構造である。
【００６１】
したがって、共通の部材及び構成に関する詳細な説明は省略し、図２において本実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。
【００６２】
第１変形例に係る絶縁電線１１は、図２に示すように、導体２０上に第１押出被覆層３０を押出成形により被覆し、この第１押出被覆層３０上に第２押出被覆層３１をさらに押出成形により被覆した構成となっている。
【００６３】
第２押出被覆層３１は、第１押出被覆層３０に対する熱処理工程の後に形成される。第２押出被覆層３１の押出温度は、第１押出被覆層３０を融解させない程度の温度に設定されている。
【００６４】
また、第２押出被覆層３１の外周面上には、別途、図示しない潤滑層を形成してもよい。
【００６５】
第２押出被覆層３１としては、例えば、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルイミド、ポリエーテルイミド、又はポリフェニレンサルファイド等の樹脂が好適である。
【００６６】
導体２０の直径は、例えば約１ｍｍに設定されている。また、実施状況に応じて、導体２０の直径を任意に設定することが可能である。
【００６７】
下層の第１押出被覆層３０の厚さは、約３０μｍ以上であることが好適である。一方、上層の第２押出被覆層３１の厚さは、約２０μｍ以上であることが好適である。そして、全ての押出被覆層３０，３１の合計厚さは、約７０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定されることが好適である。
【００６８】
（第１の変形例の効果）
上記に示した第１の変形例は、上記実施の形態の効果の他、以下の効果を奏する。
【００６９】
第１の変形例においては、上記の通り、押出被覆層３０，３１による２層構造が採用された。これにより、本実施の形態と比較して、絶縁電線１０の耐摩耗性をさらに向上させることができる。
【００７０】
その結果、例えば絶縁電線１０により電気機器のコイルを成形する際の巻線作業などの、張力やせん断応力等の外力が絶縁電線１０に強くかかる場合であっても、最外層である第２押出被覆層３１の表面に被覆割れや微小なクラック等が発生するのを防止することが可能となる。
【００７１】
［第２の変形例］
次に、図３を用いて、第２の変形例を説明する。
【００７２】
第２の変形例と本実施の形態との主な相違点は、押出被覆層の層構造である。本実施の形態において、押出被覆層は単一の押出被覆層３０による単層構造であった。第２変形例においては、下層の第１押出被覆層３０、及び中層の第２押出被覆層３１及び上層の第３押出被覆層３２により構成される３層構造である。
【００７３】
したがって、共通の部材及び構成に関する詳細な説明は省略し、図３において本実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。
【００７４】
第２の変形例に係る絶縁電線１２は、図３に示すように、第１押出被覆層３０、第２押出被覆層３１及び第３押出被覆層３２の順に、それらを導体２０上に押出成形により被覆した構成となっている。
【００７５】
第２押出被覆層３１及び第３押出被覆層３２は、第１押出被覆層３０に対する熱処理工程の後に形成される。第２押出被覆層３１及び第３押出被覆層３２に係る各押出温度は、第１押出被覆層３０を融解させない程度の温度に設定されている。
【００７６】
また、第３押出被覆層３２の外周面上には、別途、図示しない潤滑層を形成してもよい。
【００７７】
第２押出被覆層３１及び第３押出被覆層３２は、例えば、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルイミド、ポリエーテルイミド、又はポリフェニレンサルファイド等の樹脂であることが好適である。
【００７８】
下層の第１押出被覆層３０及び上層の第３押出被覆層３２の各厚さは、約２０μｍ以上であることが好適である。一方、中層の第２押出被覆層３１の厚さは、約３０μｍ以上であることが好適である。そして、全ての押出被覆層３０，３１，３２の合計厚さは、約７０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定されることが好適である。
【００７９】
（第２の変形例の効果）
上記に示した第１の変形例は、上記実施の形態の効果の他、以下の効果を奏する。
【００８０】
第２の変形例においては、上記の通り、押出被覆層３０，３１，３２による３層構造が採用された。これにより、本実施の形態や第１の変形例と比較して、耐摩耗性の向上、最外層の第３押出被覆層３２等における被覆割れや微小なクラック、クレージング、しわ、被覆浮き等の発生を更に防止することが可能となる。
【００８１】
その結果、例えば絶縁電線１０により電気機器のコイルを成形する際の巻線作業などの、張力やせん断応力等の外力が絶縁電線１０に強くかかる場合であっても、最外層である第３押出被覆層３２の表面に被覆割れや微小なクラック等が発生するのを防止することが可能となる。
【実施例１】
【００８２】
以下、本発明の更に具体的な実施の形態として、表１を参照しながら、実施例及び比較例の絶縁電線を詳細に説明する。なお、この実施例にあっては本発明の絶縁電線の典型的な一例を挙げており、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８３】
各種の押出被覆層を有する実施例１〜５及び比較例１〜４の絶縁電線に係る試料を製作した。これらの試料について、外観、弾性率、部分放電開始電圧、密着性及び耐熱性の比較と評価を行った。各試料における押出被覆層の成分、処理条件、及び押出被覆層厚さを下記の表１にまとめて示す。
【００８４】
【表１】
2013033607.tif 000003
【００８５】
（絶縁電線の製作）
導体として外径１．２５ｍｍの銅線を複数本準備し、押出機を用いて、表１に示す成分を含有する９通りの樹脂組成物を銅線上に押出被覆して押出被覆層を形成した。押出温度は約３００℃であり、押出被覆層の厚さは約１００μｍである。
【００８６】
押出被覆層の形成後、実施例１〜５及び比較例１〜４については、設定温度が２５０〜３００℃である電気炉を通して、熱処理を施した。
【００８７】
次いで、設定温度２５０℃以上３００℃以下の電気炉を通して熱処理を施した後、各試料の外観を評価した。押出被覆層の厚さが約１００μｍを維持している試料の「外観」については「○」（合格の意味である。）、押出被覆層の厚さが不均一又は変動している試料の「外観」については「×」（不合格の意味である。）とした。
【００８８】
次いで、実施例１〜５及び比較例１〜４の試料に対して、次のような測定及び試験を行った。なお、比較例２、３については、外観の評価が不合格であったため、部分放電開始電圧の測定、密着性評価及び各種耐熱性評価は行わなかった。
【００８９】
（弾性率（貯蔵弾性率）の測定）
弾性率の測定は、次の手順で行った。表１に示す樹脂組成物を用いて０．５ｍｍ厚のシートをプレスで作製し、シートから約５ｍｍの幅で切り出したものを、粘弾性測定器（アイテイ計測制御製、ＤＶ５Ａ−２００）を用いて、チャック間２０ｍｍでセットし、周波数１Ｈｚにおいて常温から１０℃／分の割合で加温して、１５０℃、２６０℃及び３００℃における弾性率（貯蔵弾性率）を測定した。実施例１〜５及び比較例１のプレスシートは３００℃で成形されており、比較例２〜４のプレスシートは１５０℃で成形されている。
【００９０】
（密着性評価）
密着性は、ＪＩＳＣ３００３に準拠した急激伸張試験を実施することにより評価した。急激伸張試験の結果、押出被覆層の浮き（剥離）の長さが破断点から２ｍｍ以下の試料を「◎」（優秀の意味である。）、押出被覆層の浮きの長さが破断点から２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の試料を「○」（合格の意味である。）、押出被覆層の浮きの長さが破断点から２０ｍｍよりも長い試料を「×」（不合格の意味である。）とした。
【００９１】
（部分放電開始電圧の測定）
部分放電開始電圧の測定は、次の手順で行った。まず、絶縁電線を５００ｍｍの長さで２本切り出し、３９Ｎ（４ｋｇｆ）の張力を掛けながら撚り合わせて中央部の１２０ｍｍの範囲に６回の撚り部を有するツイストペアの試料を用意した。
【００９２】
次いで、試料端部１０ｍｍの押出被覆層をアビソフィックス装置で剥離した。次いで、押出被覆層の乾燥のため、１２０℃の恒温槽中に３０分間保持した後、デシケータ中で室温になるまで１８時間放置した。
【００９３】
部分放電開始電圧は、部分放電自動試験システム（総研電気株式会社製、ＤＡＣ−６０２４）を用いて測定した。測定条件としては、測定温度２５℃、相対湿度５０％の雰囲気とし、５０Ｈｚの電圧を１０Ｖ／ｓ以上３０Ｖ／ｓ以下で昇圧しながらツイストペア試料に課電した。
【００９４】
部分放電開始電圧の測定については、ツイストペア試料に５０ｐＣの放電が毎秒５０回発生した電圧を部分放電開始電圧（Ｖ）とした。
【００９５】
（第１耐熱性評価）
第１耐熱性試験及び評価は、次の手順で行った。まず、絶縁電線を５００ｍｍの長さで２本切り出し、３９Ｎ（４ｋｇｆ）の張力を掛けながら撚り合わせて中央部の１２０ｍｍの範囲に６回の撚り部を有するツイストペアの試料を用意した。
【００９６】
次いで、老化試験機（東洋精機株式会社製、ギヤーオーブンＳＴＤ６０Ｐ）を用いて、２６０℃で２時間又は３００℃で２時間の加熱保持を行い、試料を加熱老化させた。
【００９７】
次いで、直径４ｍｍの丸棒（巻き付け棒）にツイストペア試料を巻き付け、５０倍の光学顕微鏡を用いて押出被覆層でのクラックの有無を調査した。クラック等（例えば、クラック、クレージング、シワ）の発生がない試料を「○」（合格の意味である。）、クレージングのみが発生した試料を「△」（不合格の意味である。）、クラックの発生がある試料を「×」（不合格の意味である。）とした。
【００９８】
なお、上記のクレージングとは押出被覆層の表面が局所的に凹んだ状態をいい、上記のクラックとは亀裂が導体表面まで届いた状態をいう。
【００９９】
（第２耐熱性評価）
第２耐熱性試験及び評価は、次の手順で行った。まず、絶縁電線を５００ｍｍの長さで２本切り出し、３９Ｎ（４ｋｇｆ）の張力を掛けながら撚り合わせて中央部の１２０ｍｍの範囲に６回の撚り部を有するツイストペアの試料を用意した。
【０１００】
次いで、老化試験機（東洋精機株式会社製、ギヤーオーブンＳＴＤ６０Ｐ）を用いて、３５０℃で５分間の加熱保持を行い、試料を加熱老化させた。次いで、部分放電開始電圧試験により、部分放電開始電圧を測定した。部分放電開始電圧が上記部分放電開始電圧の測定試験による測定値よりも２０％未満の低下である場合は「○」とし、部分放電開始電圧が上記部分放電開始電圧の測定試験による測定値よりも２０％以上の低下である場合は「×」として評価した。
【０１０１】
（総評）
表１に示したように、実施例１〜５の絶縁電線は、押出被覆層を構成する所定の樹脂組成物に、ポリフェニレンサルファイド樹脂からなる樹脂（Ａ）が含まれている。この所定の樹脂組成物については、１５０℃における貯蔵弾性率が１×１０５Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下、３００℃における貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下に設定されている。
【０１０２】
このことにより、絶縁電線が２６０℃の高温環境下においても、絶縁特性を維持することができることが表１の評価結果により明らかとなった。特に、実施例３の絶縁電線では、樹脂組成物の弾性率が常温から２６０℃以下の温度領域で１×１０６Ｐａ以上、かつ２６０℃より大きく３００℃以下の温度領域で１×１０５Ｐａ以上であることから、より高い信頼性で高温環境下における絶縁特性が保証される。３００℃においても高弾性率を維持している理由としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び高密度ポリエチレンの融点以上であるものの、両者がポリマアロイを形成することによりそれらの融点以上でも比較的弾性率の高い高密度ポリエチレンによる効果に起因すると推測できる。
【０１０３】
また、実施例１〜５において、絶縁電線は１３００Ｖ以上の高い部分放電開始電圧を有することが確認できた。さらに、密着性、第１耐熱性評価及び第２耐熱性評価についても、実施例１〜５の絶縁電線は必要十分な特性を有することが確認できた。
【０１０４】
これに対し、比較例１については、ポリフェニルサルファイド樹脂（Ａ）のみからなる樹脂組成物により構成された押出被覆層なので、密着性が不十分であったことから耐熱性評価も不合格となった。また、上記の樹脂組成物には電気的特性の優れたポリエチレン樹脂（Ｂ）が含有されていないため、実施例１〜５と比較して、部分放電開始電圧が低い値を示した。
【０１０５】
比較例２、３は、ポリエチレン樹脂（Ｂ）のみからなる樹脂組成物により構成された押出被覆層であり、耐熱性の優れたポリフェニルサルファイド樹脂（Ａ）が樹脂組成物に含有されていない。そのため、押出被覆層に２５０℃以上３００℃以下の熱処理を施した段階で押出被覆層が溶解剥離した。その結果、押出被覆層の外観が不良となり、部分放電開始電圧評価、耐熱性評価及び密着性評価を実施することができなかった。
【０１０６】
すなわち、本発明に係る実施例１〜５の絶縁電線は、導体と押出被覆層との密着性を低下させることなく、高い部分放電開始電圧と耐熱性とを有していることが実証された。
【０１０７】
また、本発明では、樹脂（Ｂ）に含まれるポリエチレンは、メルトフローレート（ＭＦＲ：melt flow rate）が１ｇ／１０分以下であることが好適である。ＭＦＲの測定は、例えばＫ７２１０に準拠する方法を採用すればよい。
【０１０８】
このようなＭＦＲが１ｇ／１０分以下のポリエチレンを含む樹脂（Ｂ）を用いると、高温における樹脂組成物の弾性率低下を抑えることができる。その結果、樹脂組成物の融点以上の成形温度であっても押出被覆層の変形を抑制することができるので、押出被覆層の押出成形性を向上させることができる。それに伴い、絶縁電線の耐熱性をさらに向上させることができる。つまり、２５０℃以上の高温領域においても押出被覆層が融解しにくく、絶縁電線の絶縁性能を高い状態で維持することができる。
【０１０９】
なお、上記実施例においては、銅導体の断面形状が円形のものを使用したが、例えば矩形状断面を有する銅導体を用いても、上記実施例と同様に、部分放電開始電圧の高い絶縁電線を得ることができる。
【０１１０】
以上の説明からも明らかなように、上記実施の形態、変形例、及び実施例の中で説明した特徴の組み合わせの全てが本発明の課題を解決するための手段に必死であるとは限らない点に留意すべきであり、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０〜１２…絶縁電線、２０…導体、３０〜３２…押出被覆層
【図１】
2013033607.tif 000004
【図２】
2013033607.tif 000005
【図３】
2013033607.tif 000006