繞線及繞線用涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種繞線及繞線用涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為形成例如電動機、變壓器等的線圈的繞線，使用在導(dǎo)體上設(shè)有絕緣被膜（漆 包被膜）的漆包線等。
[0003] 作為電動機的有效率的變速電壓控制裝置，利用變頻器（inverter)。這樣的變頻 器由數(shù)kHz~數(shù)百kHz的高速開關(guān)元件來控制，施加電壓時會產(chǎn)生高壓的沖擊電壓。近年 的變頻器通過絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)等高速開關(guān)元件，能夠?qū)崿F(xiàn)陡峭的電壓上升，導(dǎo) 致相對于輸出電壓產(chǎn)生最大2倍的瞬間的沖擊電壓。由于沖擊電壓的影響，會發(fā)生如下現(xiàn) 象：在進行了線圈成型的漆包線之間的表面產(chǎn)生局部放電而侵蝕漆包被膜。由局部放電導(dǎo) 致的漆包被膜的侵蝕最終會引起絕緣擊穿。
[0004] 作為對沖擊電壓影響的對策，有形成抑制了由局部放電導(dǎo)致的侵蝕的被膜的方 法，例如專利文獻1以及專利文獻2提出了耐局部放電性絕緣電線（耐變頻器沖擊漆包 線）。通過在被膜中含有無機物質(zhì)的微粒，能夠抑制由放電導(dǎo)致的侵蝕。
[0005] 另一方面，也有通過提高局部放電起始電壓（PDIV)來抑制局部放電，從而延長帶 電壽命的方法。作為這樣的方法，可以考慮例如加厚被膜的方法、如專利文獻3以及專利文 獻4所公開的降低介電常數(shù)的方法。但是，關(guān)于前者，通過加厚被膜雖然能夠?qū)崿F(xiàn)roiv的 提高，但纏繞時的機械特性下降、纏繞松弛（卷太*9 )等令人擔(dān)憂。
[0006] 最近的電動機，由于由變頻器來控制，因此與以往相比電壓高，并且，由于高速開 關(guān)等的規(guī)格成為了主流，因此產(chǎn)生局部放電的可能性變得更大。而且，由于電動機的緊湊 化，會使漆包線的被膜承受伸長、摩擦、彎曲等大的應(yīng)力。進一步，對于混合動力車、電動汽 車而言，由于溫度、濕度、或由高地行駛引起的氣壓下降等環(huán)境因素，可能會成為容易產(chǎn)生 局部放電的情況。漆包線所承受的負荷會變得比目前更大，局部放電劣化導(dǎo)致的絕緣性下 降令人擔(dān)憂。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開2000-331539號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2004-204187號公報
[0011] 專利文獻3 :日本特開2010-132725號公報
[0012] 專利文獻4 :日本特開2010-189510號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的問題
[0014] 本發(fā)明的一個目的在于，提供一種繞線以及可以用于形成這種繞線的繞線用涂 料，所述繞線具有實現(xiàn)了抑制起因于局部放電的劣化的新的結(jié)構(gòu)。
[0015] 用于解決問題的手段
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個觀點，提供一種繞線，其具有：
[0017] 導(dǎo)體、和
[0018] 形成于上述導(dǎo)體上的耐局部放電性被覆層；
[0019] 上述耐局部放電性被覆層具有：
[0020] 基礎(chǔ)樹脂、
[0021] 混合于上述基礎(chǔ)樹脂中的電絕緣性的無機微粒、和
[0022] 混合于上述基礎(chǔ)樹脂中的導(dǎo)電性微粒；
[0023] 上述導(dǎo)電性微粒相對于上述基礎(chǔ)樹脂100重量份混合有1. 25~3. 00重量份。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的其他觀點，提供一種繞線用涂料，其具有：
[0025] 含有基礎(chǔ)樹脂的基礎(chǔ)樹脂涂料、
[0026] 混合于上述基礎(chǔ)樹脂涂料中的電絕緣性的無機微粒、和
[0027] 混合于上述基礎(chǔ)樹脂涂料中的導(dǎo)電性微粒；
[0028] 上述導(dǎo)電性微粒相對于上述基礎(chǔ)樹脂100重量份混合有1. 25~3. 00重量份。
[0029] 發(fā)明的效果
[0030] 通過在基礎(chǔ)樹脂（基礎(chǔ)樹脂涂料）中混合有電絕緣性的無機微粒，同時進一步混 合有導(dǎo)電性微粒，與僅混合有無機微粒的情況相比，能夠延長形成的繞線的帶電壽命。導(dǎo)電 性微粒特別優(yōu)選相對于基礎(chǔ)樹脂100重量份混合有1. 25~3. 00重量份。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明的一個實施方式的繞線的概略截面圖，
[0032] 符號說明
[0033]1繞線（漆包線）
[0034] 2 導(dǎo)體
[0035] 3密合層
[0036] 4耐局部放電性被覆層
[0037]5絕緣被覆層
[0038]6潤滑性被覆層
【具體實施方式】
[0039] 參照圖1，對本發(fā)明的一個實施方式的繞線進行說明。圖1是本實施方式的繞線的 概略截面圖。本實施方式的繞線1由導(dǎo)體2、密合層3、耐局部放電性被覆層4、絕緣被覆層 5、以及潤滑性被覆層6形成。
[0040] 導(dǎo)體2為例如銅線、鋁線、銀線、鎳線、鍍鎳銅線等。密合層3介于導(dǎo)體2與耐局部 放電性被覆層4之間，是提高導(dǎo)體2和耐局部放電性被覆層4的密合性的層，其可以根據(jù)需 要而形成。密合層3,例如通過將以聚酯酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂或聚酰亞胺樹脂為 基礎(chǔ)，在含有聚酯酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂或聚酰亞胺樹脂的涂料中混合有密合性 提高劑的密合性聚酯酰亞胺涂料、密合性聚酰胺酰亞胺涂料或密合性聚酰亞胺涂料涂布在 導(dǎo)體2上，燒結(jié)而形成。
[0041] 在導(dǎo)體2上（若形成有密合層3則隔著密合層3)，形成有耐局部放電性被覆層4。 耐局部放電性被覆層4通過在基礎(chǔ)樹脂中混合（添加）無機微粒的同時進一步混合（添 加）導(dǎo)電性微粒而形成。通過無機微粒的混合，能夠抑制由局部放電引起的侵蝕。通過在 本實施方式的耐局部放電性被覆層4中進一步混合導(dǎo)電性微粒，能夠緩和耐局部放電性被 覆層4中的電場強度，提高局部放電起始電壓（PDIV)，從而抑制局部放電的產(chǎn)生。關(guān)于無機 微粒以及導(dǎo)電性微粒的混合所帶來的具體效果的示例，在后述的實施例中進行說明。
[0042] 耐局部放電性被覆層4例如由以下方式形成。作為基礎(chǔ)樹脂，可以使用例如聚酰 胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酯酰亞胺樹脂等。以下，對使用例如聚酰胺酰亞胺樹脂作 為基礎(chǔ)樹脂的情況進行說明。聚酰胺酰亞胺樹脂，例如通過在溶劑中主要使包含4, 4' -二 苯甲烷二異氰酸酯（MDI)等的異氰酸酯成分和包含偏苯三酸酐（TMA)等的酸成分這兩個成 分進行合成反應(yīng)而得到。作為用于聚酰胺酰亞胺樹脂涂料的溶劑，例如可以使用一種以上 的包含y -丁內(nèi)酯、N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、N，N-二甲基乙 酰胺（DMAC)、二甲基咪唑啉酮（DMI)、環(huán)狀酮類等的溶劑。
[0043] 通過在含有聚酰胺酰亞胺樹脂和溶劑的聚酰胺酰亞胺樹脂涂料中混合無機微粒， 同時進一步混合導(dǎo)電性微粒，來制備本實施方式的耐局部放電性涂料。予以說明的是，在 此，為了簡化表達，對于含有合成的聚酰胺酰亞胺樹脂前驅(qū)體的情況，也視為在聚酰胺酰亞 胺樹脂涂料中含有聚酰胺酰亞胺樹脂。對于使用聚酰胺酰亞胺樹脂以外的基礎(chǔ)樹脂作為基 礎(chǔ)樹脂的情況，也同樣地可以做出這樣的看法。
[0044] 無機微粒，例如通過將含有二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯等電絕緣性且用 于抑制由局部放電引起的侵蝕的無機微粒的有機溶膠混合，從而混合至聚酰胺酰亞胺樹脂 涂料中。作為含有無機微粒的有機溶膠的分散溶劑，可以舉出例如以具有130°C~180°C范 圍沸點的環(huán)狀酮類為主成分的分散溶劑（主分散溶劑）。作為這樣的環(huán)狀酮類，可以列舉環(huán) 庚酮（沸點180°C)、環(huán)己酮（沸點156°C)、環(huán)戊酮（沸點131°C)等。這些可以使用至少 一種以上。此外，也可以使用如2-環(huán)己烯-1-酮（2-シク口~年七-1-才 > )等環(huán)狀結(jié)構(gòu) 的一部分或全部不飽和的物質(zhì)。
[0045] 為了提高耐局部放電性，無機微粒優(yōu)選平均粒徑為100nm以下?？紤]到有機溶膠 自身的透明性以及繞線的可撓性，更優(yōu)選平均粒徑為30nm以下。
[0046] 導(dǎo)電性微粒，例如通過將含有氧化銦錫（IT0)、氧化鋅、氧化錫、碳納米管（CNT)等 導(dǎo)電性微粒的有機溶膠混合，從而混合至聚酰胺酰亞胺樹脂涂料中。作為導(dǎo)電性微粒，例 如，從獲得性的觀點出發(fā)，可以優(yōu)選IT0。在特性方面認為也優(yōu)選CNT，但與IT0相比價格 高。作為含有導(dǎo)電性微粒的有機溶膠的分散溶劑，可以使用例如二甲苯、低級醇等?；旌蠈?dǎo) 電性微粒而形成的耐局部放電性被覆層4的絕緣電阻優(yōu)選為1.OX106Q?cm以下。導(dǎo)電 性微粒的平均粒徑，與無機微粒的平均粒徑同樣地，優(yōu)選為l〇〇nm以下，考慮到繞線的可撓 性，更優(yōu)選為30nm以下。
[0047] 由此，準備在含有基礎(chǔ)樹脂和洛劑的基礎(chǔ)樹脂涂料中混合有無機微粒以及導(dǎo)電性 微粒的耐局部放電性涂料。通過在導(dǎo)體2上（若形成有密合層3則隔著密合層3)涂布耐 局部放電性涂料，進行燒結(jié)，從而形成耐局部放電性被覆層4。
[0048] 耐局部放電性被覆層4中的無機微粒，優(yōu)選相對于基礎(chǔ)樹脂100重量份混合有 15~30重量份。如果混合量過多，則無機微粒失去分散性，無機微粒會互相結(jié)合（凝集）， 導(dǎo)致繞線的機械特性顯著地下降。
[0049] 此外，耐局部放電性被覆層4中的導(dǎo)電性微粒，特別優(yōu)選相對于基礎(chǔ)樹脂100重量 份混合有1. 25~3. 00重量份。關(guān)于導(dǎo)電性微粒特別優(yōu)選的混合量，在后述的實施例（參 照表1)中進行考察。
[0050] 在耐局部放電性被覆層4上，形成有絕緣被覆層5。絕緣被覆層5,由例如通用的 聚酰胺酰亞胺樹脂或通用的聚酰亞胺樹脂形成，將聚酰胺酰亞胺樹脂涂料或聚酰亞胺樹脂 涂料涂布于耐局部放電性被覆層4上，進行燒結(jié)而形成。
[0051] 潤滑性被覆層6,作為提高了潤滑性的最外側(cè)的絕緣層配置于絕緣被覆層5上，可 以根據(jù)需要而形成。潤滑性被覆層6,例如，將以聚酰胺酰亞胺樹脂為基礎(chǔ)，在聚酰胺酰亞胺 樹脂涂料中混合有潤滑劑的潤滑性聚酰胺酰亞胺涂料涂布于絕緣被覆層5上，進行燒結(jié)而 形成。如以上說明，實施方式的繞線1，作為在導(dǎo)體2的外周反復(fù)涂布、燒結(jié)漆包涂料而成的 漆包線形成。
[0052]實施例
[0053] 以下，作為上述實施方式的更具體的示例，對實施例的繞線進行說明。同時，對比 較例的繞線也進行說明。各實施例的繞線如下制作。攪拌相對于聚酰胺酰亞胺樹脂涂料的 聚酰胺酰亞胺樹脂（基礎(chǔ)樹脂）100重量份將二氧化硅量調(diào)整為30重量份的物質(zhì)，進一步 相對于基礎(chǔ)樹脂100重量份將ITO以1. 25~3. 00重量份的范圍混合，得到耐局