(57)【要約】  【課題】一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回することにより平角電線を被覆したとき、重ね合わせの信頼性の低下を抑制し得る平角電線用被覆材、これを備えた被覆平角電線及び電気機器を提供する。  【解決手段】一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回することにより平角電線を被覆するための被覆材であって、２５℃における引張弾性率が５．０ＧＰａ以上である基材を備えていることを特徴とする平角電線用被覆材。【選択図】図２
2013020727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回することにより平角電線を被覆するための被覆材であって、
２５℃における引張弾性率が５．０ＧＰａ以上である基材を備えていることを特徴とする平角電線用被覆材。
【請求項２】
厚みが、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の平角電線用被覆材。
【請求項３】
前記基材の一面側に形成された粘弾性体層をさらに備えており、
前記基材は、ポリイミド樹脂を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の平角電線用被覆材。
【請求項４】
前記粘弾性体層は、シリコーン系粘弾性体組成物を含有することを特徴とする請求項３に記載の平角電線用被覆材。
【請求項５】
前記平角電線は、超伝導線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の平角電線用被覆材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の平角電線用被覆材と、
前記平角電線用被覆材の一部が重ね合わせられつつ螺旋状に巻回されることにより該平角電線用被覆材で被覆された平角電線とを備えていることを特徴とする被覆平角電線。
【請求項７】
請求項６に記載の被覆平角電線を用いて作製されていることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平角電線用被覆材、これを備えた被覆平角電線及び電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器に使用される回転機器、磁石等のコイル機器には、絶縁性の被覆材を巻回することにより該被覆材で平角電線を被覆した被覆平角電線が用いられている。平角電線として、従来より、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、またはそれらの金属の２種以上の組み合わせなどの線材が用いられており、近年では、ビスマス系、イットリウム系、ニオブ系などの超伝導線材が用いられている。
【０００３】
この種の絶縁性の被覆材で平角電線を被覆した被覆平角電線として、例えば、並列に配置された平角電線を、絶縁フィルムテープを半重ねで螺旋状に巻回することにより該絶縁フィルムテープで被覆したものが開示されている。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記したような絶縁フィルムテープで平角電線を被覆する際、絶縁フィルムテープ同士の重ね合わせの信頼性が低下する場合がある。すなわち、ネッキング現象が発生し、絶縁フィルムテープ同士の重ね合わせ部（ラップ部）の幅が所望の幅よりも局所的に狭くなる場合がある。また、ネッキングの程度が大きくなり過ぎると、絶縁フィルムテープ同士が重ならず、空隙ができたり平角電線が剥き出しになったりする場合があり、この場合には、被覆平角電線の絶縁性の低下を招くことになる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回することにより平角電線を被覆したとき、重ね合わせの信頼性の低下を抑制し得る平角電線用被覆材、これを備えた被覆平角電線及び電気機器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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明者は、平角電線を被覆する際には、平角電線との密着性を高めるために平角電線用被覆材に張力を付与しながら被覆することが一般的であるが、この張力によってネッキング現象が発生することに着目した。そして、平角電線用被覆材の特性と重ね合わせの信頼性との関係について鋭意研究した結果、平角電線用被覆材の引張弾性率が重ね合わせの信頼性に大きな影響を与え得ることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち本発明に係る平角電線用被覆材は、一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回することにより平角電線を被覆するための被覆材であって、２５℃における引張弾性率が５．０ＧＰａ以上である基材を備えていることを特徴とする。
【０００９】
かかる平角電線用被覆材は、２５℃における引張弾性率が上記範囲内の基材を備えていることにより、平角電線を被覆したときネッキング現象の発生を抑制することができ、重ね合わせの信頼性の低下を抑制することが可能となる。さらに、平角電線を被覆して被覆平角電線を作製したとき、該被覆平角電線の絶縁性の低下を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、上記平角電線用被覆材において好ましくは、厚みが、５０μｍ以下である。
【００１１】
平角電線用被覆材の厚みが５０μｍ以下であることにより、平角電線に巻回された平角電線用被覆材と未だ平角電線用被覆材が巻回されていない平角電線との間の段差を小さくすることができるため、平角電線用被覆材を平角電線の形状に追従させ易くなる。従って、重ね合わせの信頼性の低下をより抑制することが可能となる。
【００１２】
上記平角電線用被覆材において好ましくは、前記基材の一面側に形成された粘弾性体層をさらに備えており、前記基材は、ポリイミド樹脂を含有する。
【００１３】
ポリイミド樹脂は、耐熱性及び耐寒性を有すると共に不燃性材料であるため、電気機器に使用する絶縁材料として優れた難燃性を有することから、ポリイミド樹脂を含有する基材を備えていることにより、平角電線用被覆材は難燃性を有するものとなる。また、粘弾性体層を備えていることにより、平角電線用被覆材で平角電線を被覆する際、平角電線用被覆材と平角電線との間、及び平角電線用被覆材同士の間の密着性が高いものとなり、重ね合わせの信頼性の低下をより抑制することが可能となる。
【００１４】
上記平角電線用被覆材において好ましくは、前記粘弾性体層は、シリコーン系粘弾性体組成物を含有する。
【００１５】
シリコーン系粘弾性体組成物は、耐寒性、耐放射性、耐熱性及び耐腐食性に優れるため、粘弾性体層の特性を向上できる。
【００１６】
上記平角電線用被覆材において好ましくは、前記平角電線は、超伝導線である。
【００１７】
超伝導線は低温で使用されるため、重ね合わせの信頼性が低下して平角電線用被覆材間に隙間等が存在すると、電気絶縁性（絶縁破壊電圧）が著しく低下する。しかし、上記平角電線用被覆材によれば、上記引張弾性率が上記範囲内である基材を備えているため、重ね合わせの信頼性の低下を抑制することができることから、電気絶縁性の低下を抑制することができる。これにより、本発明の平角電線用被覆材として、超伝導線を好適に用いることができる。
【００１８】
本発明の被覆平角電線は、上記平角電線用被覆材と、前記平角電線用被覆材の一部が重ね合わせられつつ螺旋状に巻回されることにより該平角電線用被覆材で被覆された平角電線とを備えている。
【００１９】
これにより、被覆平角電線の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００２０】
本発明の電気機器は、上記被覆平角電線を用いて作製されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、被覆平角電線の絶縁性の低下に起因した電気機器の特性の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回することにより平角電線を被覆したとき、重ね合わせの信頼性の低下を抑制し得る平角電線用被覆材、これを備えた被覆平角電線及び電気機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態における平角電線用被覆材を概略的に示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における平角電線用被覆材を概略的に示す断面図であり、図１における領域ＩＩの拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における被覆平角電線を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における被覆平角電線を概略的に示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態における被覆平角電線を概略的に示す、図３及び図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における被覆平角電線を概略的に示す、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における被覆平角電線を概略的に示す、図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態における電気機器の一例であるコイルを概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２５】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る平角電線用被覆材について説明する。図１及び図２に示すように、平角電線用被覆材１０は、平角電線を被覆するための被覆材である。
【００２６】
図１に示すように、平角電線用被覆材１０は、テープ状であり、例えば巻芯２０にロール状に巻回されている。なお、平角電線用被覆材１０は、テープ状に限定されず、シート状、フィルム状などの他の形状であってもよい。
【００２７】
図２に示すように、平角電線用被覆材１０は、表面１１ａと該表面１１ａと反対側の裏面１１ｂとを有する基材１１と、基材１１の表面１１ａ上に形成された粘弾性体層１２とを備えている。なお、基材１１と粘弾性体層１２との間には、別の層がさらに形成されていてもよい。また、粘弾性体層１２の表面１２ａ上に、表面１２ａを保護するための剥離ライナー（図示せず）が形成されていてもよい。また、基材１１の裏面１１ｂには、粘弾性体層１２が形成されていないことが好ましい。
【００２８】
基材１１は、絶縁性を有していれば特に限定されないが、耐熱性及び耐寒性を有していることが好ましい。このような基材１１として、例えばポリイミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらの樹脂のうち、特にポリイミド樹脂を基材１１として用いることが好ましい。ポリイミド樹脂は、耐熱性と共に、不燃性材料であるので、電気機器に使用する絶縁材料としては、優れた難燃性を有するという点で、本実施形態の平角電線用被覆材１０の基材１１として優れた特性を有する。
【００２９】
上記ポリイミド樹脂は、公知または慣用の方法により得ることができる。例えば、ポリイミドは有機テトラカルボン酸二無水物とジアミノ化合物（ジアミン）とを反応させてポリイミド前駆体（ポリアミド酸）を合成し、このポリイミド前駆体を脱水閉環することにより得ることができる。
【００３０】
上記有機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’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物等が挙げられる。これらの有機テトラカルボン酸二無水物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３１】
上記ジアミノ化合物としては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，４−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ジアミノジフェニルメタン、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。これらのジアミノ化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３２】
上記ジアミノ化合物としては、エーテル結合を含有する化合物が好ましく、具体的には４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を用いることが好ましい。ＯＤＡを含むことで平角電線用被覆材１０の伸びが向上し、柔らかいフィルムに設計することができる。ジアミノ化合物成分中のＯＤＡの添加量としては、１０モル％以上１００モル％以下が好ましく、５０モル％以上１００モル％以下がより一層好ましい。
【００３３】
なお、本実施の形態において用いるポリイミド樹脂としては、有機テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用い、ジアミノ化合物としてｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルを用いることが好ましい。
【００３４】
このようなポリイミド樹脂は、「カプトン（登録商標）ＥＮ」（東レ・デュポン社製）、「ユーピレック（登録商標）−Ｓ」（宇部興産社製）などの市販品を用いることもできる。
【００３５】
基材１１は、５０μｍ以下の厚みを有することが好ましく、２５μｍ以下の厚みを有することがより好ましく、１３μｍ以下の厚みを有することがより一層好ましい。厚みが５０μｍ以下であると、平角電線に巻回された平角電線用被覆材と未だ平角電線用被覆材に巻回されていない平角電線との段差を小さくし易くすることができるため、重ね合わせの信頼性の低下をより抑制することが可能となる。加えて、絶縁層を薄くすることができることにより、単位断面積当たりの平角電線の占有面積比を増加させることができるため、線占積率を高めることができ、コイル機器等の性能を向上させることができる。
一方、基材１１の厚みは、５μｍ以上であることが好ましく、７μｍ以上の厚みを有することがより好ましく、７．５μｍ以上の厚みを有することがより一層好ましい。厚みが５μｍ以上であると、基材１１の取り扱い性の点で好ましい。
【００３６】
なお、基材１１は、後述する粘弾性体層１２との投錨力を向上させるために、スパッタエッチング処理、コロナ処理、プラズマ処理などの化学的処理がされていてもよく、下塗り剤などが塗布されていてもよい。
【００３７】
また、本実施形態における基材１１は、１層で構成されていてもよく、複数層で構成されていてもよい。
【００３８】
粘弾性体層１２は、粘弾性体を構成するベースポリマーを含む。このようなベースポリマーとしては、特に限定されず、公知のベースポリマーから適宜選択して用いることができ、例えばアクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、ビニルアルキルエーテル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ウレタン系ポリマー、フッ素系ポリマー、エポキシ系ポリマー等が挙げられる。これらのベースポリマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらのベースポリマーのうち、耐寒性、耐放射線性、耐熱性及び耐腐食性に優れる観点から、シリコーン系ポリマーを粘弾性体層１２として用いることが好ましい。つまり、粘弾性体層１２は、シリコーン系ポリマーを含有する粘弾性体組成物（シリコーン系粘弾性体組成物）を含むことが好ましく、シリコーン系粘弾性体組成物を主成分とし、残部が不可避的不純物からなることがより好ましい。
【００３９】
ここで、上記シリコーン系粘弾性体組成物は、シリコーンガム及びシリコーンレジンを主成分とする配合物の架橋構造を含有している。
【００４０】
シリコーンガムとしては、例えば、ジメチルシロキサンを主な構成単位とするオルガノポリシロキサンを好適に用いることができる。オルガノポリシロキサンには必要に応じてビニル基、または他の官能基が導入されてもよい。オルガノポリシロキサンの重量平均分子量は通常１８万以上であるが、２８万以上１００万以下が好ましく、５０万以上９０万以下がより好ましい。これらのシリコーンガムは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。重量平均分子量が低い場合には、架橋剤の量によりゲル分率を調整することができる。
【００４１】
シリコーンレジンとしては、例えば、Ｍ単位（Ｒ3ＳｉＯ1/2）、Ｑ単位（ＳｉＯ2）、Ｔ単位（ＲＳｉＯ3/2）及びＤ単位（Ｒ2ＳｉＯ）から選ばれるいずれか少なくとも１種の単位（上記単位中、Ｒは一価炭化水素基または水酸基を示す）を有する共重合体からなるオルガノポリシロキサンを好適に用いることができる。この共重合体からなるオルガノポリシロキサンは、ＯＨ基を有する他に、必要に応じてビニル基等の種々の官能基が導入されていてもよい。導入する官能基は架橋反応を起こすものであってもよい。共重合体としては、Ｍ単位とＱ単位とからなるＭＱレジンが好ましい。
【００４２】
シリコーンガムとシリコーンレジンとの配合割合（重量比）は特に限定されないが、シリコーンガム：シリコーンレジン＝１００：０〜２０：８０程度が好ましく、１００：０〜３０：７０程度がより好ましい。シリコーンガム及びシリコーンレジンは、単にそれらを配合してもよく、それらの部分縮合物であってもよい。
【００４３】
上記配合物には、それを架橋構造物とするために、通常、架橋剤を含む。架橋剤により、シリコーン系粘弾性体組成物のゲル分率を調整することができる。
【００４４】
粘弾性体層１２のゲル分率は、シリコーン系粘弾性体組成物の種類によっても異なるが、概ね２０％以上９９％以下程度が好ましく、３０％以上９８％以下程度がより好ましい。ゲル分率がこの範囲内であると、接着力と保持力とのバランスがとりやすいという利点がある。具体的には、ゲル分率が９９％以下の場合、初期接着力が低くなることを抑制できるので、貼り付きが良好になる。ゲル分率が２０％以上の場合、十分な保持力が得られるので、平角電線用被覆材１０のずれを抑制できる。
【００４５】
本実施形態におけるシリコーン系粘弾性体組成物のゲル分率（重量％）は、シリコーン系粘弾性体組成物から乾燥重量Ｗ1（ｇ）の試料を採取し、これをトルエンに浸漬した後、この試料の不溶分をトルエン中から取り出し、乾燥後の重量Ｗ2(ｇ)を測定し、(Ｗ2／Ｗ1)×１００の式より求められる値である。
【００４６】
本実施形態におけるシリコーン系粘弾性体組成物は、一般に用いられる、過酸化物系架橋剤による過酸化物硬化型架橋と、Ｓｉ−Ｈ基を含有するシロキサン系架橋剤による付加反応型架橋を用いることができる。
【００４７】
過酸化物系架橋剤の架橋反応はラジカル反応であるため、通常１５０℃以上２２０℃以下の高温下で架橋反応が進められる。一方、ビニル基含有のオルガノポリシロキサンとシロキサン系架橋剤との架橋反応は付加反応であるので、通常８０℃以上１５０℃以下の低温で反応が進む。本実施形態においては、特に低温短時間で架橋を完了できる観点から、付加反応型架橋が好ましい。
【００４８】
上記過酸化物系架橋剤としては、従来よりシリコーン系粘弾性体組成物に使用されている各種のものを特に制限なく使用でき、例えば過酸化ベンゾイル、ｔ-ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、２，４−ジクロロ−ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチル−シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキシン−３等が挙げられる。これらの過酸化物系架橋剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。過酸化物系架橋剤の使用量は、通常、シリコーンゴム１００重量部に対して０．１５重量部以上２重量部以下であることが好ましく、０．５重量部以上１．４重量部以下であることがより好ましい。
【００４９】
シロキサン系架橋剤として、例えば、ケイ素原子に結合した水素原子を分子中に少なくとも平均２個有するポリオルガノハイドロジエンシロキサンが用いられる。ケイ素原子に結合した有機基としてはアルキル基、フェニル基、ハロゲン化アルキル基等が挙げられるが、合成及び取り扱いが容易である観点から、メチル基が好ましい。シロキサン骨格構造は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。
【００５０】
シロキサン系架橋剤の添加量は、シリコーンゴム及びシリコーンレジン中のビニル基１個に対して、ケイ素原子に結合した水素原子が好ましくは１個以上３０個以下、より好ましくは４個以上１７個以下になるように配合する。ケイ素原子に結合した水素原子が１個以上の場合には十分な凝集力が得られ、４個以上の場合にはより十分な凝集力が得られる。ケイ素原子に結合した水素原子が３０個以下の場合には接着特性の低下を抑制でき、１７個以下の場合には接着特性の低下をより抑制できる。
シロキサン系架橋剤を用いる場合には、通常、白金触媒が用いられるが、その他種々の触媒を使用することができる。
なお、シロキサン系架橋剤を用いる場合には、シリコーンゴムとしてビニル基を有するオルガノポリシロキサンを用い、そのビニル基は０．０００１モル／１００ｇ以上０．０１モル／１００ｇ以下程度であることが好ましい。
【００５１】
本発明の粘弾性体層には、上記ベースポリマーの他に、本発明の効果を阻害しない範囲で、粘着付加剤、可塑剤、分散剤、老化防止剤、酸化防止剤、加工助剤、安定剤、消泡剤、難燃剤、増粘剤、顔料、軟化剤、充填剤などの従来公知の各種の添加剤を適宜配合することができる。
【００５２】
粘弾性体層１２は、０．５μｍ以上５０μｍ以下の厚みを有することが好ましく、１μｍ以上２５μｍ以下の厚みを有することがより好ましい。粘弾性体層１２の厚みがこの範囲内であると、適度な接着性が得られるという利点がある。
具体的には、粘弾性体層１２の厚みが１０μｍ以下であると、平角電線用被覆材１０を平角電線に被覆した際に形成される被覆平角電線における平角電線の線占積率を高めることができるので、コイル機器等の性能を向上させることができる。粘弾性体層１２の厚みが５μｍ以下であると、線占積率を一層高めることができるので、コイル機器等の性能を一層向上させることができる。
一方、粘弾性体層１２の厚みが１μｍ以上であると、平角電線への密着度を高めることができ、平角電線と平角電線用被覆材１０との間に形成される隙間をより抑制できる。粘弾性体層１２の厚みが２μｍ以上であると、平角電線と平角電線用被覆材１０との間に形成される隙間をより一層抑制できる。
【００５３】
平角電線用被覆材１０は、２５℃における引張弾性率が５．０ＧＰａ以上であり、６．０ＧＰａ以上であることが好ましい。２５℃における引張弾性率が５．０ＧＰａ以上であると、平角電線用被覆材１０で平角電線を被覆したときネッキング現象の発生を抑制することができ、重ね合わせの信頼性の低下を抑制することが可能となる。さらに、平角電線を被覆して被覆平角電線を作製したとき、該被覆平角電線の絶縁性の低下を抑制することが可能となる。また、２５℃での引張弾性率が６．０ＧＰａ以上であると、ネッキング現象の発生をより抑制することが可能となる。
【００５４】
なお、平角電線用被覆材１０の２５℃での引張弾性率は大きいほど好ましいが、取り扱い性の観点から、上限は、例えば５０Ｇｐａである。
【００５５】
ここで、上記「２５℃における引張弾性率」は、ＡＳＴＭ−Ｄ８８２に準じて２５℃の雰囲気下で引試験を行うことによって測定される。
【００５６】
上記「２５℃における引張弾性率」は、基材のポリマー設計、製膜条件、延伸条件等に応じて基材を構成する分子構造中に−Ｏ−（エーテル結合）を適宜挿入することによって調整することができる。
【００５７】
また、平角電線用被覆材１０は、５０μｍ以下の厚みを有することが好ましく、４０μｍ以下の厚みを有することがより好ましく、３０μｍ以下の厚みを有することがさらに好ましく、２０μｍ以下の厚みを有することがより一層好ましい。厚みが５０μｍ以下であると、平角電線に巻回された平角電線用被覆材１０と未だ平角電線用被覆材１０に巻回されていない平角電線との段差を小さくすることができるため、重ね合わせの信頼性の低下をより抑制することが可能となる。加えて、絶縁層を薄くすることができることにより、単位断面積当たりの平角電線の占有面積比を増加させることができるため、線占積率を高めることができ、コイル機器等の性能を向上させることができる。
一方、平角電線用被覆材１０の厚みは、７μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上の厚みを有することがより好ましい。厚みが７μｍ以上であると、強度が十分であり、取り扱い性に優れ、１０μｍ以上であると、強度がより十分であり、取り扱い性により優れる。
【００５８】
平角電線用被覆材１０の幅は、螺旋状に平角電線を被覆する際にラップ部の幅を狭く、かつ平角電線の延在方向と平角電線用被覆材１０の巻回する方向とのなす角度を小さくできる観点から、被覆する平角電線の幅の１倍以上２倍以下の幅を有することが好ましい。このような平角電線用被覆材１０の幅は、例えば１ｍｍ以上８０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以上６０ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下がより一層好ましい。
【００５９】
また、平角電線用被覆材１０は、電線を被覆する際の接続部分であるつなぎ目を設けないことが好ましいので、長尺であることが好ましい。このような平角電線用被覆材１０の長さは、例えば５００ｍ以上が好ましく、１０００ｍ以上がより好ましく、３０００ｍ以上がより一層好ましい。本実施形態の平角電線用被覆材１０は巻芯２０にロール状に巻回されて保持されているが、１つの巻芯２０に複数列に亘って巻回する、いわゆるボビン巻きにより保持されていてもよい。
【００６０】
続いて、図１及び図２を参照して、本実施形態における平角電線用被覆材１０の製造方法について説明する。
【００６１】
まず、上述したように、表面１１ａと、この表面１１ａと反対側の裏面１１ｂとを有する基材１１を準備する。
【００６２】
次に、基材１１の表面１１ａ上に、粘弾性体層１２を形成する。粘弾性体層１２の形成方法は特に限定されないが、例えばシリコーン系粘弾性体組成物を基材１１の表面１１ａ上にコーティングする方法により、粘弾性体層１２を形成することができる。
【００６３】
具体的には、シリコーンゴム、シリコーンレジン、架橋剤、触媒等を含むシリコーン系粘弾性体組成物をトルエン等の溶剤に溶解した溶液を基材１１の表面１１ａに塗布し、次いで上記配合物を加熱することで溶剤の留去と架橋とを行う。本実施形態におけるシリコーン系粘弾性体組成物を含む粘弾性体層１２の形成方法としては、例えば、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーター等による押出しコート法などの方法が挙げられる。
【００６４】
以上の工程を実施することにより、図２に示す平角電線用被覆材１０を製造することができる。なお、平角電線用被覆材１０の製造方法は、上述した方法に特に限定されない。平角電線用被覆材１０が剥離ライナーを備えている場合には、例えば以下の方法で製造してもよい。
【００６５】
具体的には、まず剥離ライナーを準備する。剥離ライナーとしては、例えば、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シート、金属箔、またはそれらのラミネート体等が挙げられる。
【００６６】
次に、剥離ライナー上に、例えばシリコーン系粘弾性体組成物を含む粘弾性体層１２を形成する。粘弾性体層１２を形成する方法は特に限定されないが、トルエンを溶剤に用い、加熱により付加反応型架橋を行う場合には、加熱温度は、例えば８０℃以上１５０℃以下が好ましく、１００℃以上１３０℃以下がより好ましい。なお、加熱温度は、溶剤を留去でき、所定の架橋反応が進行できる温度であれば特に限定されない。
【００６７】
次に、剥離ライナー上に形成された粘弾性体層１２を、基材１１に転写する。以上の工程を実施することにより、図２に示す平角電線用被覆材１０を製造することができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、図１に示すように、図２に示す平角電線用被覆材１０を巻芯２０に巻き付ける工程をさらに実施する。この工程は、平角電線用被覆材１０の形状等により省略されてもよい。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態における平角電線用被覆材１０は、一部を重ね合わせつつ螺旋状に巻回して平角電線を被覆するための被覆材であって、２５℃における引張弾性率が５．０ＧＰａ以上である基材を備えている。
【００７０】
かかる平角電線用被覆材１０は、基材１１の上記引張弾性率が上記範囲内であるため、平角電線を被覆したときネッキング現象の発生を抑制することができ、重ね合わせの信頼性の低下を抑制することが可能となる。さらに、平角電線を被覆して被覆平角電線を作製したとき、該被覆平角電線の絶縁性の低下を抑制することが可能となる。加えて、被覆平角電線を作製する際の歩留まりを向上させることも可能となり、重ね合わせの信頼性の低下の抑制と相俟って、作業性を向上させることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
図３〜図７を参照して、本発明に係る第２実施形態における被覆平角電線１００について説明する。本実施形態では、被覆平角電線１００は、図３に示すように、第１実施形態の平角電線用被覆材１０と、この平角電線用被覆材１０により被覆された平角電線１１０とを備えている。
【００７２】
平角電線１１０が平角電線用被覆材１０に被覆される態様は、一部を重ね合わせつつ平角電線に対して螺旋状に巻回されて被覆されれば、特に限定されない。本実施形態における電線１１０は、図３〜図７に示すように、平角電線用被覆材１０に一部を重ね合わせたラップ部１２０を形成しつつ螺旋状に巻回されるように被覆されている。換言すれば、平角電線用被覆材１０の一部を重ね合うハーフラップで螺旋状に巻回されて被覆されている。
【００７３】
また、図５及び図６に示すように、ラップ部１２０が形成されていない領域における電線１１０は、平角電線用被覆材１０に一重で被覆され、図５及び図７に示すようにラップ部１２０が形成された領域における電線１１０は、平角電線用被覆材１０に二重で被覆されている。このため、ラップ部１２０を設けることにより、電線１１０の絶縁性を高めることができる。
【００７４】
図５に示すように、ラップ部１２０の幅Ｗ１２０（重なり幅または沿面距離とも言う）は、平角電線用被覆材１０の幅Ｗ１０の４０％未満であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。ラップ部１２０の幅Ｗ１２０が大きいほど、電流が抜けにくいため、放電を抑制でき、絶縁破壊電圧を向上できる。しかし、本実施形態では、ラップ部１２０において、基材１１の裏面１１ｂ上に粘弾性体層１２が密着しているので、ラップ部１２０の幅Ｗ１２０が小さくても、電流が抜けにくくなる。このように、ラップ部１２０の幅Ｗ１２０を小さくできると、１本の平角電線用被覆材１０で巻くことができる平角電線１１０の長さを長くできる。
【００７５】
次に、平角電線１１０について説明する。
平角電線１１０は、ここでは平角電線が用いられている。該平角電線は、テープ状の線材であり、各頂点は角張っていてもよく、湾曲していても（Ｒが設けられていても）よい。
【００７６】
平角電線１１０は、特に限定されず、従来周知の物を使用でき、その素材としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、またはそれらの２種以上の金属の組み合わせからなる線材を用いることができる。また、電線１１０として、ビスマス系、イットリウム系、ニオブ系などの各種超伝導材料からなる電線を用いることもできる。
【００７７】
平角電線１１０の具体的寸法の一例を示すと、厚みは例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、幅は例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、アスペクト比（断面形状における幅／厚みの比）は例えば１以上６０以下程度である。
【００７８】
続いて、本実施形態における被覆平角電線１００の製造方法について説明する。
【００７９】
まず、第１実施形態に従って平角電線用被覆材１０を製造する。
【００８０】
次に、平角電線１１０を準備して、図３〜図７に示すように、平角電線用被覆材１０の一部が重なり合うハーフラップで螺旋状に巻回する。具体的には、電線１１０に粘弾性体層１２の一部が接触するように、かつ平角電線用被覆材１０の基材１１の裏面１１ｂの一部上に粘弾性体層１２の残部が接触するように、平角電線用被覆材１０を配置する。
【００８１】
この工程では、平角電線１１０の延在方向と平角電線用被覆材１０の巻回する方向とのなす角度θが好ましくは８０°未満、より好ましくは７５°以下になるように平角電線１１０を平角電線用被覆材１０で被覆する。また、ラップ部１２０の幅Ｗ１２０が平角電線用被覆材１０の幅Ｗ１０の好ましくは７０％未満、より好ましくは５０％以下になるように平角電線１１０を平角電線用被覆材１０で被覆する。
【００８２】
なお、平角電線用被覆材１０が剥離ライナーを備えている場合には、平角電線１１０に巻回する際に、剥離ライナーと粘弾性体層１２の表面１２ａとを剥離しながら、電線１１０を巻回する。
【００８３】
上記工程を実施することにより、図３〜図７に示す本実施形態の被覆平角電線１００を製造することができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態における被覆平角電線１００は、第１実施形態の平角電線用被覆材１０と、この平角電線用被覆材１０の一部が重ね合わされつつ該平角電線用被覆材１０で巻回されて被覆された平角電線１１０とを備えている。
【００８５】
本実施形態における被覆平角電線１００によれば、絶縁性の低下を抑制することができる。
【００８６】
（第３実施形態）
図８を参照して、本発明の第３実施形態における電気機器の一例であるコイル２００を説明する。図８に示すように、本実施形態のコイル２００は、巻枠２１０と、この巻枠２１０に巻きつけられた第２実施形態の被覆平角電線１００とを備えている。
【００８７】
巻枠２１０は、被覆平角電線１００を巻装できれば特に限定されないが、例えば円筒型、レーストラック型等である。被覆平角電線１００は、１本であってもよく、必要な長さに応じて、複数本が接続されていてもよい。コイルは、複数のコイル２００が積層されていてもよい。
【００８８】
本実施形態におけるコイル２００の製造方法は、巻枠２１０を準備する工程と、この巻枠２１０に被覆平角電線１００を巻きつける工程とを備えている。
【００８９】
ここで、本実施形態では、電気機器の一例としてコイル２００を例に挙げて説明したが、電気機器はコイル２００に限定されない。電気機器は、例えば絶縁コイル、超伝導コイル、超伝導マグネット、超伝導ケーブル、電力貯蔵装置などである。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態の電気機器の一例であるコイル２００は、第２実施形態の被覆平角電線１００を用いて作製されている。
【００９１】
本発明の電機機器の一例であるコイル２００によれば、被覆平角電線の絶縁性低下に起因した電気機器の特性の低下を抑制できる。
【実施例】
【００９２】
（実施例１）
第１実施形態と同様の平角電線用被覆材を製造した。具体的には、シリコーン系粘弾性体として「Ｘ−４０−３２２９」（シリコーンガム、固形分６０％、信越化学工業社製）７０重量部及び「ＫＲ−３７００」（シリコーンレジン、固形分６０％、信越化学工業社製）３０重量部と、白金触媒として「ＰＬ−５０Ｔ」（信越化学工業社製）０．５重量部と、溶剤としてトルエン３１５重量部とを配合し、ディスパーで攪拌して、シリコーン系粘弾性体組成物を含有する混合液を得た。また、基材として、ポリイミド樹脂フィルム「ユーピレックス−１２．５Ｓ」（厚み１２．５μｍ、宇部興産社製）を用いた。この基材に上記混合液を、ファウンテンロールで乾燥後の厚みが３μｍとなるように塗布し、乾燥温度１５０℃、乾燥時間１分の条件でキュアー・乾燥して、基材上にゲル分率が７４％の粘弾性体層を形成した平角電線用被覆材を作製した。これを巻芯２０（内径７６ｍｍ）に巻き取り、図１に示すようなロール状の巻回体を得た。
【００９３】
（実施例２）
基材として、「カプトン１２．５ＥＮ」（厚み１２．５μｍ、東レ・デュポン社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、平角電線用被覆材を作製した。
【００９４】
（実施例３）
基材として、「カプトン２５ＥＮ」（厚み２５μｍ、東レ・デュポン社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、平角電線用被覆材を作製した。
【００９５】
（実施例４）
基材として、「ユーピレックス−７５Ｓ」（厚み７５μｍ、宇部興産社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、平角電線用被覆材を作製した。
【００９６】
（実施例５）
基材たるユーピレックス−１２．５Ｓ上に粘弾性体層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材のみから成る平角電線用被覆材を作製した。
【００９７】
（比較例１）
基材として、「カプトン１２．５Ｈ」（厚み２５μｍ、東レ・デュポン社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、平角電線用被覆材を作製した。
【００９８】
（評価方法）
実施例１〜５及び比較例１について、引張弾性率を以下のように測定すると共に、重ね合わせ精度、密着性を以下のように評価した。結果を表１に示す。
【００９９】
（引張弾性率）
実施例１〜５及び比較例１において用いた基材の引張弾性率は、２５℃の雰囲気下でＡＳＴＭ−Ｄ８８２に準じて測定した。
【０１００】
（重ね合わせ精度）
実施例１〜５及び比較例１で作製した平角電線用被覆材について、幅５ｍｍの試験片とし、平角電線として「Ｄｉ−ＢＳＣＣＯ」（線材：ビスマス系超伝導線、厚み０．２３ｍｍ×幅４．３ｍｍ、住友電気工業社製）に対し、巻き回し角度（図４における角度θ）が６０°、平角電線用被覆材同士の重なり（図５におけるラップ部１２０の幅Ｗ１２０）が設計値たる２．０ｍｍとなるように、螺旋状に巻速度３０ｍ／分で被覆して、延在方向の長さが１０ｍであるような評価サンプルを作製した。
そして、各評価サンプルの重ね合わせの信頼性を評価した。かかる重ね合わせの信頼性の評価として、重ね合わせ精度を評価した。かかる重ね合わせ精度は、各評価サンプルの２０箇所のラップ部幅をノギスで測定し、設計値２．０ｍｍに対する各測定値の比率を百分率として表すことによって算出した。そして、重ね合わせ精度が±１０％未満の場合を「○」、±１０％以上の場合を「×」とした。結果を表１に示す。なお、表１には、重ね合わせ精度の評価結果と共に、各測定値の上限及び下限を示す。
【０１０１】
（密着性）
実施例１〜４、比較例１について作製した上記重ね合わせ精度の評価サンプルを評価サンプルとして用い、各評価サンプルの密着性を評価した。また、かかる密着性を表す指標として気泡の噛み込み率を用い、該気泡の噛み込み率は以下のようにして算出した。すなわち、評価サンプルの一側面における平角電線に巻回された平角電線用被覆材のラップ部の面積と、該ラップ部において気泡の占める面積とを測定し、該気泡の占める面積を上記ラップ部の面積で除し、百分率として表すことによって、上記気泡の噛み込み率を算出した。そして、気泡の噛み込み率が５％未満の場合を「◎」、５％以上１０％未満の場合を「○」、１０％以上を「△」とした。結果を表１に示す。
【０１０２】
（評価結果）
【表１】
2013020727.tif 000003
【０１０３】
表１に示すように、基材の引張弾性率が５．０ＧＰａ以上である実施例１〜５は、この数値範囲を外れる比較例１と比較して、重ね合わせの精度に優れており、重ね合わせの信頼性の低下が抑制されたことがわかった。また、実施例１〜４で比較すると、基材の厚みが５０μｍ以下である実施例１〜３は、基材の厚みが５０μｍを超える実施例４よりも密着性が向上することがわかった。
【０１０４】
以上のように本発明の実施形態及び実施例について説明を行なったが、各実施形態及び実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  平角電線用被覆材、１１  基材、１１ａ，１２ａ  表面、１１ｂ  裏面、１２  粘弾性体層、２０  巻芯、１００  被覆平角電線、１１０  平角電線、１２０  ラップ部、２００  コイル、２１０  巻枠、Ｗ１０，Ｗ１２０  幅、θ  角度。
【図１】
2013020727.tif 000004
【図２】
2013020727.tif 000005
【図３】
2013020727.tif 000006
【図４】
2013020727.tif 000007
【図５】
2013020727.tif 000008
【図６】
2013020727.tif 000009
【図７】
2013020727.tif 000010
【図８】
2013020727.tif 000011