[發明專利]磁漆樹脂絕緣層積體和使用該磁漆樹脂絕緣層積體的絕緣線及電氣/電子設備

在審

• 申請號: 201480001309.0
• 申請日: 2014-02-04
• 公開（公告）號: CN104321833A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 武藤大介;大矢真;富澤惠一
• 申請（專利權）人: 古河電氣工業株式會社;古河電磁線株式會社
• 主分類號: H01B7/02
• 分類號: H01B7/02;B32B5/18;B32B27/08;H01B17/60;H01F5/06;H02K3/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術領域

本發明涉及一種磁漆樹脂(エナメル樹脂)絕緣層積體以及使用該磁漆樹脂絕緣層積體的絕緣線及電氣/電子設備。

背景技術

對于近年的電氣/電子設備，具體為高頻印刷基板；或變頻器相關設備、例如高速轉換元件、變頻器電動機、變壓器等的電氣設備線圈等，要求相比于現有線圈進一步提高各種性能，例如耐熱性、機械特性、化學特性、電氣特性、可靠性等。在這種電氣/電子設備中主要使用為漆包線的絕緣線作為磁導線(magnet?wire)。對用于絕緣線的高分子絕緣材料，在要求高絕緣性的同時也要求低介電常數與高耐熱性。

尤其是對用作航天用電氣/電子設備、飛機用電氣/電子設備、原子能用電氣/電子設備、能源用電氣/電子設備、汽車用電氣/電子設備用磁導線的漆包線等絕緣線，作為與絕緣性相關的要求特性，除較高的局部放電起始電壓以外，還要求高溫下優異的絕緣性能，以及作為與耐熱性相關的要求特性之一，還要求高溫下優異的耐熱老化特性。

然而，變頻器作為有效的可變速控制裝置而安裝在許多電氣/電子設備。但是，變頻器以數kHz～數十kHz進行轉換，對應這些脈沖會產生浪涌電壓這些。對于這種變頻器浪涌，在其傳輸體系內的阻抗的不連續點、例如所連接的配線的始端或終端等發生反射，結果為，施加有最大為變頻器輸出電壓的2倍的電壓。尤其是利用IGBT等高速轉換元件產生的輸出脈沖的電壓陡度高，從而即使連接電纜變短，浪涌電壓也高，進一步由該連接電纜所引起的電壓衰減也小，其結果，產生變頻器輸出電壓近2倍的電壓也也。

如此，在變頻器相關設備中，施加接近該變頻器輸出電壓的2倍的電壓，因此對作為構成這些電氣/電子設備線圈的材料之一的漆包線(也稱為絕緣電線或絕緣線)，要求使變頻器浪涌劣化為最小限度。

一般而言，所謂局部放電劣化，是指因電絕緣材料的局部放電(存在微小的空隙狀缺陷等的局部的放電)所產生的帶電顆粒的碰撞所導致的分子鏈切斷劣化、濺射劣化、由局部溫度上升所導致的熱熔融或者熱分解劣化、或因放電產生的臭氧所導致的化學劣化等復雜地生成的現象。實際上，局部放電劣化后的電絕緣材料可觀察到其厚度的減少。

據認為，絕緣線的變頻器浪涌劣化也是按照與通常的局部放電劣化相同的機理進行的。即，漆包線的變頻器浪涌劣化為高頻局部放電劣化，其為下述現象：因變頻器中產生的峰值較高的浪涌電壓而在絕緣線產生局部放電，由該局部放電而引起絕緣線的涂膜劣化。

最近的電氣/電子設備要求可耐受數百伏特等級的浪涌電壓的絕緣線。即，絕緣線的局部放電起始電壓必須為其以上。此處，所謂局部放電起始電壓是利用市售的稱為局部放電試驗器的裝置所測定的值。測定溫度、所使用的交流電壓的頻率、測定感度等可視需要變更，上述值是在25℃、50Hz、10pC下進行測定時產生局部放電的電壓。

在測定局部放電起始電壓時使用如下方法：假定用作磁導線時的最苛刻的狀況，制作可對密合的兩條絕緣線的間進行觀測的試樣形狀。例如，對于截面圓形的絕緣線，通過將兩條絕緣線擰為螺旋狀而使線接觸，并在兩條線之間施加電壓。另外，對于截面形狀為方形的絕緣線，為下述方法：使作為兩條絕緣線的長邊的面彼此面接觸，并在兩條線之間施加電壓。

為了獲得不產生局部放電、即局部放電起始電壓較高的絕緣線以防止由上述局部放電所導致的絕緣線的絕緣層(也稱為漆包層)的劣化，考慮有在漆包層使用相對介電常數較低的樹脂的方法、增加漆包層厚度的方法。

實際上，正嘗試降低磁漆樹脂的相對介電常數(專利文獻1和2)。然而，專利文獻1及2中記載的樹脂或絕緣層的相對介電常數停留在3～4，為了使用這些樹脂或絕緣層而使絕緣線的局部放電起始電壓為1kV(有效值)以上，就經驗而言，需要將絕緣層的厚度設為100μm以上，在局部放電起始電壓的方面還存在進一步改善的余地。

另外，為了增加漆包層的厚度，在制造步驟中使通過燒制爐的次數變多，作為導體的銅表面的由氧化銅所構成的覆膜的厚度會增加，由此導致導體與漆包層的接合力降低。例如，在獲得厚度100μm的漆包層的情況下，通過燒制爐的次數超過20次。可知若以這種次數通過燒制爐，則導體與漆包層的接合力會極度降低。

另一方面，也有為了不增加通過燒制爐的次數而能以1次燒制的方式使涂布的厚度增加的方法，但該方法存在清漆的溶劑未完全蒸發而作為氣泡殘留在漆包層中的缺點。