(57)【要約】【課題】本発明は可撓性に優れると共に、共割れし難く、かつ部分放電に対する絶縁破壊耐性及び部分放電開始電圧が高い絶縁電線を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係る絶縁電線は、線状の導体と、この導体の外周面に積層される複数の絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記複数の絶縁層のうち最外に位置する第１絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の気孔とを有し、上記複数の絶縁層のうち上記第１絶縁層の内側に位置する少なくとも１の第２絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の無機フィラーとを有する。第２絶縁層が上記導体の直上に位置するとよい。第１絶縁層の空隙率としては、１０％以上８０％以下が好ましい。第２絶縁層における無機フィラーの含有率としては、３体積％以上３０体積％以下が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の導体と、この導体の外周面に積層される複数の絶縁層とを備える絶縁電線であって、
上記複数の絶縁層のうち最外に位置する第１絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の気孔とを有し、
上記複数の絶縁層のうち上記第１絶縁層の内側に位置する少なくとも１の第２絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の無機フィラーとを有する絶縁電線。
【請求項２】
上記第２絶縁層が上記導体の直上に位置する請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
上記第１絶縁層の空隙率が１０％以上８０％以下である請求項１又は請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
上記第２絶縁層における無機フィラーの含有率が３体積％以上３０体積％以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の絶縁電線。
【請求項５】
上記無機フィラーが酸化チタン、タルク又はシリカである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
上記第１絶縁層の合成樹脂がポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリエステルイミドである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項７】
上記第２絶縁層の合成樹脂がポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリエステルイミドである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項８】
巻線として用いられる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
適用電圧が高い電気機器、例えば高電圧で使用されるモータ等では、電気機器を構成する絶縁電線に高電圧が印加され、その絶縁被膜表面で部分放電（コロナ放電）が発生し易くなる。コロナ放電の発生により、局部的な温度上昇、オゾンの発生、イオンの発生等が引き起こされると、早期に絶縁破壊を生じ、絶縁電線ひいては電気機器の寿命が短くなる。このため、適用電圧が高い電気機器に使用される絶縁電線には、部分放電に対する優れた絶縁破壊耐性に加えて部分放電開始電圧（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ）を高めることが求められる。
【０００３】
この部分放電による絶縁破壊を防ぐ方法として、導体の外周に熱硬化性樹脂を発泡させた気孔を有する発泡絶縁層とこの発泡絶縁層の外周に発泡していない充填層とを備え、上記充填層が耐部分放電性物質の微粒子を含有する絶縁電線が提案されている（特許第５５２１１２１号公報参照）。この従来の絶縁電線は、充填層が耐部分放電性物質を含有するので、絶縁電線の部分放電に対する絶縁破壊耐性が向上する。また、この従来の絶縁電線は、内側の絶縁層を発泡絶縁層とすることで低誘電率化しているので、部分放電開始電圧が高まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５２１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の絶縁電線の充填層は、部分放電性物質の微粒子を含有するため、可撓性が低下し易い。また、この充填層は、絶縁電線の外周側にあるのでモータのコイル等を構成する際に内周側よりも張力がかかり易い。このため、上記従来の絶縁電線の充填層は、この張力により裂け易い。また、この充填層の内側にある発泡絶縁層は気孔を含むため裂け易く、外周側の充填層に亀裂が入ると発泡絶縁層を含めて一気に裂けてしまう、いわゆる共割れが生じ易い。このため、上記従来の絶縁電線は、共割れにより絶縁性が低下する場合がある。さらに、可撓性の低い充填層が外周にあり、絶縁電線の外面側の柔軟性が低下するため、上記従来の絶縁電線は、変形させ難く、コイル等を形成し難い。
【０００６】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、可撓性に優れると共に、共割れし難く、かつ部分放電に対する絶縁破壊耐性及び部分放電開始電圧が高い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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る絶縁電線は、線状の導体と、この導体の外周面に積層される複数の絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記複数の絶縁層のうち最外に位置する第１絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の気孔とを有し、上記複数の絶縁層のうち上記第１絶縁層の内側に位置する少なくとも１の第２絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の無機フィラーとを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の絶縁電線は、可撓性に優れると共に、共割れし難く、かつ部分放電に対する絶縁破壊耐性及び部分放電開始電圧が高い。従って、当該絶縁電線は、高電圧で使用されるモータ等の適用電圧が高い電気機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る絶縁電線を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本発明の実施形態の説明］
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る絶縁電線は、線状の導体と、この導体の外周面に積層される複数の絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記複数の絶縁層のうち最外に位置する第１絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の気孔とを有し、上記複数の絶縁層のうち上記第１絶縁層の内側に位置する少なくとも１の第２絶縁層が、合成樹脂を主成分とするマトリックスと、このマトリックス中に分散する複数の無機フィラーとを有する。
【００１１】
当該絶縁電線は上記第１絶縁層が複数の気孔を有するので、上記第１絶縁層が低誘電率化され、部分放電開始電圧が高まる。また、当該絶縁電線は上記第２絶縁層が無機フィラーを有するので、当該絶縁電線の部分放電に対する絶縁破壊耐性が向上する。さらに、上記第１絶縁層が、気孔により高い可撓性を有し、かつ上記第２絶縁層より外周側にあるので、当該絶縁電線は、コイル等を形成する際に張力を受け易い外面側の柔軟性が高まり、コイル等を形成し易い。さらに、上記第１絶縁層に亀裂が生じた場合でも、上記第２絶縁層により亀裂の拡大を防止できるので、当該絶縁電線は共割れによる劣化が生じ難い。
【００１２】
上記第２絶縁層が上記導体の直上に位置するとよい。このように上記第２絶縁層が導体の直上に位置することで、絶縁電線の絶縁破壊耐性がさらに向上する。また、第１絶縁層に比べて可撓性が低い第２絶縁層が複数の絶縁層の最内側に位置するので、絶縁電線の外面側の柔軟性がさらに向上する。
【００１３】
上記第１絶縁層の空隙率としては、１０％以上８０％以下が好ましい。このように上記第１絶縁層の空隙率を上記範囲内とすることで、より確実に第１絶縁層の低誘電率化を実現できると共に、第１絶縁層の機械的強度が確保できる。
【００１４】
上記第２絶縁層における無機フィラーの含有率としては、３体積％以上３０体積％以下が好ましい。このように上記第２絶縁層における無機フィラーの含有率を上記範囲内とすることで、より確実に絶縁電線の絶縁破壊耐性が向上する。
【００１５】
上記無機フィラーが酸化チタン、タルク又はシリカであるとよい。このように上記無機フィラーを酸化チタン、タルク又はシリカとすることで、より確実に絶縁電線の絶縁破壊耐性が向上する。
【００１６】
上記第１絶縁層の合成樹脂がポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリエステルイミドであるとよい。このように上記第１絶縁層の合成樹脂をポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリエステルイミドとすることで、比較的大きな空孔を形成した場合でも第１絶縁層の強度及び耐熱性を確保し易い。
【００１７】
上記第２絶縁層の合成樹脂がポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリエステルイミドであるとよい。このように上記第２絶縁層の合成樹脂をポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリエステルイミドとすることで、第２絶縁層の強度及び耐熱性を確保し易い。
【００１８】
従って当該絶縁電線は、巻線に好適に用いることができる。当該巻線は、可撓性に優れると共に、共割れし難く、かつ部分放電に対する絶縁破壊耐性及び部分放電開始電圧が高い当該絶縁電線を用いるので、高電圧で使用されるモータ等の適用電圧が高い電気機器に適用できる。
【００１９】
ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば５０質量％以上含有される成分である。また、絶縁層の「空隙率」とは、絶縁層の体積に対する絶縁層内の気体の容積の百分率であり、絶縁層のマトリックス等の固体分の質量と密度とから算出される実体積をＶ０、絶縁層の空隙を含むみかけの体積をＶ１とするとき、（Ｖ１−Ｖ０）／Ｖ１×１００で算出される量である。
【００２０】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る絶縁電線の一つの実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
【００２１】
［絶縁電線］
図１の絶縁電線は、線状の導体１と、この導体１の外周面に積層される複数の絶縁層（第１絶縁層１０及び第２絶縁層２０）とを備える。
【００２２】
＜導体＞
上記導体１は、例えば断面が円形状の丸線とされるが、断面が方形状の角線や、複数の素線を撚り合わせた撚り線であってもよい。
【００２３】
導体１の材質としては、導電率が高くかつ機械的強度が大きい金属が好ましい。このような金属としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム、ニッケル、銀、軟鉄、鋼、ステンレス鋼等が挙げられる。導体１は、これらの金属を線状に形成した材料や、このような線状の材料にさらに別の金属を被覆した多層構造のもの、例えばニッケル被覆銅線、銀被覆銅線、銅被覆アルミ線、銅被覆鋼線等を用いることができる。
【００２４】
導体１の平均断面積の下限としては、０．０１ｍｍ２が好ましく、０．１ｍｍ２がより好ましい。また、導体１の平均断面積の上限としては、１０ｍｍ２が好ましく、５ｍｍ２がより好ましい。導体１の平均断面積が上記下限未満である場合、導体１に対する第１絶縁層１０及び第２絶縁層２０の合計体積が大きくなり、当該絶縁電線を用いて形成されるコイル等の体積効率が低くなるおそれがある。一方、導体１の平均断面積が上記上限を超える場合、誘電率を十分に低下させるために第１絶縁層１０を厚く形成しなければならず、当該絶縁電線が不必要に大径化するおそれがある。
【００２５】
＜第１絶縁層＞
第１絶縁層１０は、第２絶縁層２０の外周側、すなわち絶縁層のうち最外に位置し、合成樹脂を主成分とする第１絶縁層１０のマトリックス１１と、この第１絶縁層１０のマトリックス１１中に分散する複数の気孔１２とを有する。また、第１絶縁層１０は、無機フィラーを有さない。
【００２６】
第１絶縁層１０の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。また、第１絶縁層１０の平均厚さの上限としては、１５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。上記第１絶縁層１０の平均厚さが上記下限未満である場合、第１絶縁層１０による部分放電開始電圧を高める効果が不十分となるおそれがある。一方、上記第１絶縁層１０の平均厚さが上記上限を超える場合、当該絶縁電線が不必要に大径化するおそれがある。
【００２７】
（マトリックス）
第１絶縁層１０のマトリックス１１を構成する樹脂組成物の主成分としては、特に限定されないが、例えばフェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルホルマール、熱硬化ポリウレタン、熱硬化アクリル、エポキシ樹脂、熱硬化ポリエステル、ポリエステルイミド、熱硬化ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリアミド、熱硬化ポリアミドイミド、熱硬化ポリイミド等の熱硬化性樹脂や、例えば熱可塑性ポリイミド、ポリフェニルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、共重合ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルケトン、半芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド等の熱可塑性樹脂が使用できる。中でも、比較的大きな空孔を形成した場合でも第１絶縁層１０の強度及び耐熱性を確保し易いポリイミド、ポリアミドイミド、及びポリエステルイミドが好ましい。第１絶縁層１０のマトリックス１１は２種類以上の樹脂組成物の複合体又は積層体であってもよく、例えば熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体又は積層体であってもよい。また、第１絶縁層１０のマトリックス１１を構成する樹脂組成物の主成分とする上記熱可塑性樹脂にエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート等の熱反応性硬化剤を添加することにより架橋させて、一部熱硬化タイプにすることも可能である。さらに、熱硬化性樹脂の場合は硬化剤と組み合わせることで半硬化状態又は硬化状態として使用することができる。
【００２８】
第１絶縁層１０のマトリックス１１を構成する樹脂組成物中に含まれる揮発性溶剤としては、例えばトルエン、シクロヘキサノン、キシレン、アノン、Ｎメチルピロリドン、クレゾール、フェノール、キリレノール等が挙げられる。
【００２９】
第１絶縁層１０のマトリックス１１中の揮発性溶剤の沸点の下限としては、１４０℃が好ましく、１６０℃がより好ましい。また、第１絶縁層１０のマトリックス１１中の揮発性溶剤の沸点の上限としては、２３０℃が好ましく、２１０℃がより好ましい。第１絶縁層１０のマトリックス１１中の揮発性溶剤の沸点が上記下限に満たない場合、加熱前に揮発性溶剤が蒸発して当該絶縁電線の捲線加工性が低下するおそれがある。一方、第１絶縁層１０のマトリックス１１中の揮発性溶剤の沸点が上記上限を超える場合、溶剤の揮発に時間を要し、第１絶縁層１０の形成時間が長くなるおそれがある。
【００３０】
（気孔）
複数の気孔１２は、第１絶縁層１０のマトリックス１１中に分散する。この気孔１２は、気泡で構成されていてもよいし、外殻を有する中空フィラーの空洞部分で構成されていてもよい。
【００３１】
中空フィラーにより気孔１２を形成する場合、中空フィラーとしては、例えばシラスバルーン、ガラスバルーン、セラミックバルーン、有機樹脂バルーン等が挙げられる。当該絶縁電線に可撓性が要求される場合、これらの中で有機樹脂バルーンが好ましい。また、機械的強度が重視される当該絶縁電線の場合、入手が容易で破損し難いという点からガラスバルーンが好ましい。
【００３２】
気孔１２の平均径の下限としては、０．１μｍが好ましく、０．２μｍがより好ましい。また、気孔１２の平均径の上限としては、１０μｍが好ましく、８μｍがより好ましい。上記気孔１２の平均径が上記下限未満である場合、第１絶縁層１０による部分放電開始電圧を高める効果が不十分となるおそれがある。一方、上記気孔１２の平均径が上記上限を超える場合、第１絶縁層１０における気孔１２の分布を均一にし難くなり、誘電率の分布に偏りが生じ易くなるおそれがある。ここで、「気孔の平均径」とは、細孔直径分布測定装置（例えばＰｏｒｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」）により断面を測定することにより得られる値である。
【００３３】
上記第１絶縁層１０の空隙率の下限としては、１０％が好ましく、２０％がより好ましく、３０％がさらに好ましい。また、上記第１絶縁層１０の空隙率の上限としては、８０％が好ましく、７０％がより好ましく、６０％がさらに好ましい。上記第１絶縁層１０の空隙率が上記下限未満である場合、第１絶縁層１０の誘電率が十分に低下せず、部分放電開始電圧を十分に高められないおそれがある。一方、上記第１絶縁層１０の空隙率が上記上限を超える場合、第１絶縁層１０の十分な機械的強度を確保できないおそれがある。
【００３４】
＜第２絶縁層＞
第２絶縁層２０は、第１絶縁層１０の内側に位置し、合成樹脂を主成分とするマトリックス２１と、このマトリックス２１中に分散する複数の無機フィラー２２とを有する。また、第２絶縁層２０は、気孔を有さない。
【００３５】
上記第２絶縁層２０は、導体１の直上に位置する。このように上記第２絶縁層２０が導体１の直上に位置することで、当該絶縁電線の絶縁破壊耐性がさらに向上する。また、第１絶縁層１０に比べて可撓性が低い第２絶縁層２０が複数の絶縁層の最内側に位置するので、当該絶縁電線の外面側の柔軟性がさらに向上する。
【００３６】
第２絶縁層２０の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。また、第２絶縁層２０の平均厚さの上限としては、１５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。上記第２絶縁層２０の平均厚さが上記下限未満である場合、第２絶縁層２０による当該絶縁電線の絶縁破壊耐性の向上効果が不十分となるおそれがある。一方、上記第２絶縁層２０の平均厚さが上記上限を超える場合、当該絶縁電線が不必要に大径化するおそれがある。
【００３７】
（マトリックス）
第２絶縁層２０のマトリックス２１を構成する樹脂組成物の主成分としては、特に限定されないが、例えばフェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルホルマール、熱硬化ポリウレタン、熱硬化アクリル、エポキシ樹脂、熱硬化ポリエステル、ポリエステルイミド、熱硬化ポリエステルアミドイミド、芳香族ポリアミド、熱硬化ポリアミドイミド、熱硬化ポリイミド等の熱硬化性樹脂や、例えば熱可塑性ポリイミド、ポリフェニルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、共重合ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルケトン、半芳香族ポリアミド、熱可塑性ポリアミドイミド等の熱可塑性樹脂が使用できる。中でも強度及び耐熱性を確保し易いポリイミド、ポリアミドイミド、及びポリエステルイミドが好ましい。第２絶縁層２０のマトリックス２１は２種類以上の樹脂組成物の複合体又は積層体であってもよく、例えば熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体又は積層体であってもよい。また、第２絶縁層２０のマトリックス２１を構成する樹脂組成物の主成分とする上記熱可塑性樹脂にエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート等の熱反応性硬化剤を添加することにより架橋させて、一部熱硬化タイプにすることも可能である。さらに、熱硬化性樹脂の場合は硬化剤と組み合わせることで半硬化状態又は硬化状態として使用することができる。
【００３８】
（無機フィラー）
複数の無機フィラー２２は、マトリックス２１中に分散する。この無機フィラー２２としては、酸化チタン、タルク、シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、クレー等を挙げることができる。中でも、部分放電が発生しても削り取られ難いため当該絶縁電線の絶縁破壊耐性が向上する酸化チタン、タルク及びシリカが好ましく、マトリックス２１への分散性がよい酸化チタンがさらに好ましい。なお、上記無機フィラー２２は、２種以上を混合して用いることもできる。
【００３９】
無機フィラー２２の形状としては、特に限定されず、粒状、球状、鱗片状、針状等が挙げられるが、当該絶縁電線の絶縁破壊耐性及び強度の観点から、球状が好ましい。ここで「球状」とは、重心を通る断面における最大径の長さに対する最小径の長さの比が９０％以上となる球を意味する。
【００４０】
無機フィラー２２の平均粒子径の下限としては、０．５ｎｍが好ましく、１ｎｍがより好ましい。また、無機フィラー２２の平均粒子径の上限としては、１μｍが好ましく、０．５μｍがより好ましい。上記無機フィラー２２の平均粒子径が上記下限未満である場合、当該絶縁電線の絶縁破壊耐性を十分に向上できないおそれがある。一方、上記無機フィラー２２の平均粒子径が上記上限を超える場合、無機フィラー２２を分散した樹脂組成物を塗工し難くなり、導体１の外周面への第２絶縁層２０の被覆が困難となるおそれがある。なお、ここで「平均粒子径」とは、分散液中の体積粒度分布の中心径Ｄ５０で表されるものを意味する。
【００４１】
上記第２絶縁層２０における無機フィラー２２の含有率の下限としては、３体積％が好ましく、４体積％がより好ましく、５体積％がさらに好ましい。また、上記無機フィラー２２の含有率の上限としては、３０体積％が好ましく、２５体積％がより好ましく、２０体積％がさらに好ましい。上記無機フィラー２２の含有率が上記下限未満である場合、当該絶縁電線の絶縁破壊耐性を十分に向上できないおそれがある。一方、上記無機フィラー２２の含有率が上記上限を超える場合、相対的にマトリックス２１の含有量が小さくなり、第２絶縁層２０を形成し難くなるおそれがある。
【００４２】
＜絶縁電線の製造方法＞
当該絶縁電線は、例えば第２絶縁層形成用組成物を調製する工程、第２絶縁層２０を形成する工程、第１絶縁層形成用組成物を調製する工程、及び第１絶縁層１０を形成する工程を主に備える製造方法により製造できる。
【００４３】
（第２絶縁層形成用組成物調製工程）
第２絶縁層形成用組成物調製工程では、第２絶縁層２０のマトリックス２１を構成する樹脂組成物を溶剤で希釈したものに、無機フィラー２２を混合して第２絶縁層用ワニスを調製する。
【００４４】
希釈用の上記溶剤としては、絶縁ワニスに従来より用いられている公知の有機溶剤を用いることができる。具体的には、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサエチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトン等の極性有機溶媒をはじめ、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチルなどのエステル類、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、クレゾール、クロルフェノールなどのフェノール類、ピリジンなどの第三級アミン類等が挙げられ、これらの有機溶媒はそれぞれ単独であるいは２種以上を混合して用いられる。
【００４５】
上記有機溶剤により希釈して調製した第２絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度の下限としては、１８質量％が好ましく、２２質量％がより好ましい。また、上記第２絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度の上限としては、５０質量％が好ましく、３０質量％がより好ましい。上記第２絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度が上記下限未満である場合、第２絶縁層用ワニスを塗布する際の１回の塗布量が少なくなるため、所望の厚さの第２絶縁層２０を形成するためのワニス塗布工程の繰り返し回数が多くなり、ワニス塗布工程の時間が長くなるおそれがある。一方、上記第２絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度が上記上限を超える場合、無機フィラー２２を均一に混合し難く、希釈に要する時間が長くなるおそれがある。
【００４６】
（第２絶縁層形成工程）
第２絶縁層形成工程では、上記第２絶縁層形成用組成物調製工程で調製した第２絶縁層用ワニスを導体１の外周面に塗布した後、焼付けることで導体１の外周面に第２絶縁層２０を形成する。焼付温度は、使用する樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、例えば２００℃以上３５０℃以下である。
【００４７】
第２絶縁層形成工程において、導体１の外周面に形成される第２絶縁層２０が所定の厚さとなるまで、上記第２絶縁層用ワニスの塗布及び焼付けを繰り返す。
【００４８】
（第１絶縁層形成用組成物調製工程）
第１絶縁層形成用組成物調製工程では、第１絶縁層１０のマトリックス１１を構成する樹脂組成物を溶剤で希釈した第１絶縁層用ワニスを調製する。また、必要に応じて気孔１２の形成に必要な材料を上記第１絶縁層用ワニスに混合する。ここでは、第１絶縁層１０のマトリックス１１を構成する樹脂組成物の焼付温度よりも低い温度で熱分解する熱分解性樹脂により気孔１２を形成する場合を用いて説明する。この場合、上記熱分解性樹脂を上記第１絶縁層用ワニスに混合する。
【００４９】
第１絶縁層１０を形成する樹脂の焼付温度は、使用する樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、通常２００℃以上３５０℃以下程度である。従って、上記第１絶縁層用ワニスに用いる熱分解性樹脂の熱分解温度の下限としては２００℃が好ましく、上限としては３００℃が好ましい。ここで、熱分解温度とは、窒素雰囲気下で室温から１０℃／分で昇温し、質量減少率が５０％となるときの温度を意味する。熱分解温度は、「熱重量測定−示差熱分析装置」（例えばエスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社の「ＴＧ／ＤＴＡ」）を用いて熱重量を測定することにより測定できる。
【００５０】
上記第１絶縁層用ワニスに用いる熱分解性樹脂としては、特に限定されないが、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの片方、あるいは両方の末端又は一部をアルキル化、（メタ）アクリレート化又はエポキシ樹脂化した化合物、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリ（メタ）アクリル酸エチル、ポリ（メタ）アクリル酸プロピル、ポリ（メタ）アクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸の炭素数１以上６以下のアルキルエステル重合体、ウレタンオリゴマー、ウレタンポリマー、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂（メタ）アクリレート、ε―カプロラクトン（メタ）アクリレートなどの変性（メタ）アクリレートの重合物、ポリ（メタ）アクリル酸、これらの架橋物、ポリスチレン、架橋ポリスチレン等が挙げられる。これらのうち、（メタ）アクリル系重合体の架橋物が好ましく、架橋ポリ（メタ）アクリレートがより好ましい。また、熱分解性樹脂は、独立気泡が形成されるように上記絶縁層３を形成する樹脂の海相に微小粒子の島相となって均等分布できることが好ましい。従って、上記第１絶縁層用ワニスに用いる熱分解性樹脂としては、上記第１絶縁層１０を形成する樹脂との相溶性に優れるとともに、球状にまとまる樹脂であることが好ましく、具体的には架橋樹脂が好ましい。
【００５１】
上記架橋ポリ（メタ）アクリル系重合体は、例えば（メタ）アクリル系モノマーと多官能性モノマーとを乳化重合、懸濁重合、溶液重合等により重合することで得られる。
【００５２】
ここで、（メタ）アクリル系モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどが挙げられる。
【００５３】
また、多官能性モノマーとしては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートなどが挙げられる。
【００５４】
なお、架橋ポリ（メタ）アクリル系重合体の構成モノマーとしては、（メタ）アクリル系モノマー及び多官能性モノマー以外に他のモノマーを使用してもよい。他のモノマーとしては、エチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のグリコールエステル類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、酢酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミドなどのＮ−アルキル置換（メタ）アクリルアミド類、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのニトリル類、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体が挙げられる。
【００５５】
上記熱分解する樹脂粒子を用いる場合、樹脂粒子は球状であることが好ましい。上記樹脂粒子の平均粒子径の下限としては、０．１μｍが好ましく、０．５μｍがより好ましく、１μｍがさらに好ましい。また、上記樹脂粒子の平均粒子径の上限としては、１００μｍが好ましく、５０μｍがより好ましく、３０μｍがさらに好ましく、２０μｍが特に好ましい。上記樹脂粒子は第１絶縁層１０を形成する樹脂の焼付け時に熱分解して存在していた部分に気孔１２を形成する。そのため、上記樹脂粒子の平均粒子径が上記下限未満である場合、第１絶縁層１０に気孔１２が形成され難くなるおそれがある。一方、上記樹脂粒子の平均粒子径が上記上限を超える場合、第１絶縁層１０表面に凹凸が生じ易くなるおそれがある。
【００５６】
上記第１絶縁層用ワニスにおける熱分解性樹脂の含有量の下限としては、第１絶縁層１０を形成する樹脂１００質量部に対して５質量部が好ましく、１０質量部がより好ましく、１５質量部がさらに好ましい。また、上記第１絶縁層用ワニスにおける熱分解性樹脂の含有量の上限としては、第１絶縁層１０を形成する樹脂１００質量部に対して５０質量部が好ましく、４０質量部がより好ましく、３０質量部がさらに好ましい。上記熱分解性樹脂の含有量が上記下限未満である場合、第１絶縁層１０の誘電率を十分に低下できないおそれがある。一方、上記熱分解性樹脂の含有量が上記上限を超える場合、第１絶縁層１０の十分な機械的強度を確保できないおそれがある。
【００５７】
上記第１絶縁層用ワニスの希釈用溶剤としては、絶縁ワニスに従来より用いられている公知の有機溶剤を用いることができ、具体的には上述した第２絶縁層用ワニスの調製に用いる希釈用溶剤と同種のものが挙げられる。
【００５８】
上記有機溶剤により希釈して調製した第１絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度の下限としては、２０質量％が好ましく、２２質量％がより好ましい。また、上記第１絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度の上限としては、５０質量％が好ましく、３０質量％がより好ましい。上記第１絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度が上記下限未満である場合、第１絶縁層用ワニスを塗布する際の１回の塗布量が少なくなるため、所望の厚さの第１絶縁層１０を形成するためのワニス塗布の繰り返し回数が多くなり、ワニス塗布の時間が長くなるおそれがある。一方、上記第１絶縁層用ワニスの樹脂固形分濃度が上記上限を超える場合、熱分解性樹脂を均一に混合し難く、希釈に要する時間が長くなるおそれがある。
【００５９】
なお、この第１絶縁層形成用組成物調製工程は、第２絶縁層形成工程の前に行うこともできる。
【００６０】
（第１絶縁層形成工程）
第１絶縁層形成工程では、上記第１絶縁層形成用組成物調製工程で調製した第１絶縁層用ワニスを第２絶縁層２０の外周面に塗布した後、焼付けることで第２絶縁層２０の外周面に第１絶縁層１０を形成する。焼付温度は、使用する樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、例えば２００℃以上３５０℃以下である。
【００６１】
この焼付けの際、第１絶縁層用ワニスに含まれる熱分解性樹脂が熱分解し、第１絶縁層１０内の熱分解性樹脂が存在していた部分に気孔１２が生成される。
【００６２】
第１絶縁層形成工程において、第２絶縁層２０の外周面に形成される第１絶縁層１０が所定の厚さとなるまで、上記第１絶縁層用ワニスの塗布及び焼付けを繰り返すことにより当該絶縁電線が得られる。
【００６３】
［巻線］
当該絶縁電線は、巻線に好適に用いることができる。当該巻線は、可撓性に優れると共に、共割れし難く、かつ部分放電に対する絶縁破壊耐性及び部分放電開始電圧が高い当該絶縁電線を用いるので、高電圧で使用されるモータ等の適用電圧が高い電気機器に適用できる。
【００６４】
［利点］
当該絶縁電線は上記第１絶縁層１０が複数の気孔１２を有するので、上記第１絶縁層１０が低誘電率化され、部分放電開始電圧が高まる。また、当該絶縁電線は上記第２絶縁層２０が無機フィラー２２を有するので、当該絶縁電線の部分放電に対する絶縁破壊耐性が向上する。さらに、上記第１絶縁層１０が、気孔１２により高い可撓性を有し、かつ上記第２絶縁層２０より外周側にあるので、当該絶縁電線は、コイル等を形成する際に張力を受け易い外面側の柔軟性が高まり、コイル等を形成し易い。さらに、上記第１絶縁層１０に亀裂が生じた場合でも、上記第２絶縁層２０により亀裂の拡大を防止できるので、当該絶縁電線は共割れによる劣化が生じ難い。
【００６５】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全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、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、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全ての変更が含まれることが意図される。
【００６６】
例えば、当該絶縁電線は、第１絶縁層が最外に位置する限り、第１絶縁層及び第２絶縁層以外に１又は複数の第３絶縁層を備えてもよい。上記第３絶縁層は、第２絶縁層の外周側又は内周側のいずれに位置してもよい。また、上記第３絶縁層は、無機フィラーを有してもよいし、有さなくてもよい。また、上記第３絶縁層は、当該絶縁電線の共割れによる劣化防止の観点から気孔を有さないことが好ましい。
【００６７】
また、当該絶縁電線において、導体と第２絶縁層との間や第２絶縁層と第１絶縁層との間にプライマー処理層等のさらなる層が設けられてもよい。
【００６８】
（プライマー処理層）
プライマー処理層は、層間の密着性を高めるために設けられる層であり、例えば公知の樹脂組成物により形成することができる。
【００６９】
導体と第２絶縁層との間にプライマー処理層を設ける場合、このプライマー処理層を形成する樹脂組成物は、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエステル及びフェノキシ樹脂の中の一種又は複数種の樹脂を含むとよい。また、プライマー処理層を形成する樹脂組成物は、密着向上剤等の添加剤を含んでもよい。このような樹脂組成物によって導体と第２絶縁層との間にプライマー処理層を形成することで、導体と第２絶縁層との間の密着性を向上することが可能であり、その結果、当該絶縁電線の耐摩耗性、耐傷性、耐加工性などの特性を効果的に高めることができる。
【００７０】
また、プライマー処理層を形成する樹脂組成物は、上記樹脂と共に他の樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂等を含んでもよい。
【００７１】
また、プライマー処理層を形成する樹脂組成物に含まれる各樹脂として、市販の液状組成物（絶縁ワニス）を使用してもよい。
【００７２】
プライマー処理層の平均厚さの下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。また、プライマー処理層の平均厚さの上限としては、２０μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。プライマー処理層の平均厚さが上記下限未満である場合、導体と第２絶縁層との間の十分な密着性を発揮できないおそれがある。一方、プライマー処理層の平均厚さが上記上限を超える場合、当該絶縁電線が不必要に大径化するおそれがある。
【００７３】
また、第２絶縁層と第１絶縁層との間にプライマー処理層を設ける場合も、公知技術に基づいて、第２絶縁層及び第１絶縁層に対して高い接着性を有する樹脂組成物が選択される。
【００７４】
当該絶縁電線の製造方法は、上述の方法に限られない。第１絶縁層の気孔を形成する方法としては、具体的には、熱分解性樹脂の代わりに発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルをワニスに混合し、発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルにより気孔を形成させる製造方法としてもよい。例えば第１絶縁層形成用組成物調製工程において絶縁層を形成する樹脂を溶剤で希釈したものを発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルと混合して第１絶縁層用のワニスを調製し、第１絶縁層形成工程においてこのワニスの導体の外周面への塗布及び焼付けにより絶縁層を形成してもよい。この場合、焼付けの際にワニスに含まれる発泡剤や熱膨張性マイクロカプセルが膨張又は発泡することによって、気孔を形成する。
【００７５】
また、第１絶縁層形成用組成物調製工程において常温気体又は臨界流体を加圧下で第１絶縁層用ワニスに溶解させ、第１絶縁層形成工程において加熱又は減圧等の処理を行い気体や流体を取り除くことで第１絶縁層に気孔を形成してもよい。
【００７６】
また、第１絶縁層形成用組成物調製工程において第１絶縁層用ワニスに中空フィラーを混合させ、中空フィラーを第１絶縁層に添加することで第１絶縁層に気孔を形成してもよい。
【００７７】
また、第１絶縁層の気孔を相分離法を用いて形成してもよい。相分離法としては、例えば絶縁層を形成する樹脂として熱可塑性樹脂を用いる方法が挙げられる。この方法では、第１絶縁層形成用組成物調製工程において溶剤と熱可塑性樹脂とを均質混合して加熱溶融状態で第２絶縁層の外周面へ塗布する。そして、第１絶縁層形成工程において水等の非溶解性液体への浸漬又は空気中での冷却により熱可塑性樹脂と溶媒とを相分離させ、溶媒を別の揮発性溶剤で抽出除去することにより気孔を形成する。また、上記溶剤として貧溶媒を用いることで、第１絶縁層形成工程において揮発速度の差等を利用して相分離を行ってもよい。
【００７８】
また、第１絶縁層形成用組成物調製工程において第１絶縁層用ワニスに添加剤を混合し第１絶縁層形成工程において添加剤を溶解により抽出することで第１絶縁層の気孔を形成することもできる。
【００７９】
さらに、第１絶縁層形成用組成物調製工程において第１絶縁層用ワニスへの気孔形成用材料の混合を行わず、第１絶縁層の気孔を形成する方法も採用できる。例えば第１絶縁層形成工程において形成した第１絶縁層を酸やアルカリでエッチングすることによりマトリックスを形成する合成樹脂の結合を切断又は架橋促進することで、気孔を形成する方法が挙げられる。
【００８０】
また、第１絶縁層形成工程において形成した第１絶縁層に対し中性子やレーザーの照射による表面処理やプラズマによる表面処理を行うことで、気孔を形成することもできる。
【００８１】
また、第１絶縁層形成工程において形成した第１絶縁層の延伸により合成樹脂の非晶質部を微細繊維化することで、気孔を形成することもできる。
【００８２】
また、第１絶縁層形成用組成物調製工程を行わず、焼結成型によって第１絶縁層を形成することもできる。この場合、マトリックスを形成する合成樹脂の微粉体を第２絶縁層の外周面に塗工後、焼結成型し多孔質化することで、気孔を形成する。
【００８３】
また、当該絶縁電線は、コイルを形成する以外にも、複数の絶縁電線を平行に配置した状態とするような他の用途にも使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係る絶縁電線は可撓性に優れると共に、共割れし難く、かつ部分放電に対する絶縁破壊耐性及び部分放電開始電圧が高い。従って、当該絶縁電線は、高電圧で使用されるモータ等の適用電圧が高い電気機器に適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１  導体
１０  第１絶縁層
１１  マトリックス
１２  気孔
２０  第２絶縁層
２１  マトリックス
２２  無機フィラー
【図１】
2016225046.tif 000003