[发明专利]磁漆树脂绝缘层积体和使用该磁漆树脂绝缘层积体的绝缘线及电气/电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁漆树脂(エナメル樹脂)绝缘层积体以及使用该磁漆树脂绝缘层积体的绝缘线及电气/电子设备。

背景技术

对于近年的电气/电子设备，具体为高频印刷基板；或变频器相关设备、例如高速转换元件、变频器电动机、变压器等的电气设备线圈等，要求相比于现有线圈进一步提高各种性能，例如耐热性、机械特性、化学特性、电气特性、可靠性等。在这种电气/电子设备中主要使用为漆包线的绝缘线作为磁导线(magnet wire)。对用于绝缘线的高分子绝缘材料，在要求高绝缘性的同时也要求低介电常数与高耐热性。

尤其是对用作航天用电气/电子设备、飞机用电气/电子设备、原子能用电气/电子设备、能源用电气/电子设备、汽车用电气/电子设备用磁导线的漆包线等绝缘线，作为与绝缘性相关的要求特性，除较高的局部放电起始电压以外，还要求高温下优异的绝缘性能，以及作为与耐热性相关的要求特性之一，还要求高温下优异的耐热老化特性。

然而，变频器作为有效的可变速控制装置而安装在许多电气/电子设备。但是，变频器以数kHz～数十kHz进行转换，对应这些脉冲会产生浪涌电压这些。对于这种变频器浪涌，在其传输体系内的阻抗的不连续点、例如所连接的配线的始端或终端等发生反射，结果为，施加有最大为变频器输出电压的2倍的电压。尤其是利用IGBT等高速转换元件产生的输出脉冲的电压陡度高，从而即使连接电缆变短，浪涌电压也高，进一步由该连接电缆所引起的电压衰减也小，其结果，产生变频器输出电压近2倍的电压也也。

如此，在变频器相关设备中，施加接近该变频器输出电压的2倍的电压，因此对作为构成这些电气/电子设备线圈的材料之一的漆包线(也称为绝缘电线或绝缘线)，要求使变频器浪涌劣化为最小限度。

一般而言，所谓局部放电劣化，是指因电绝缘材料的局部放电(存在微小的空隙状缺陷等的局部的放电)所产生的带电颗粒的碰撞所导致的分子链切断劣化、溅射劣化、由局部温度上升所导致的热熔融或者热分解劣化、或因放电产生的臭氧所导致的化学劣化等复杂地生成的现象。实际上，局部放电劣化后的电绝缘材料可观察到其厚度的减少。

据认为，绝缘线的变频器浪涌劣化也是按照与通常的局部放电劣化相同的机理进行的。即，漆包线的变频器浪涌劣化为高频局部放电劣化，其为下述现象：因变频器中产生的峰值较高的浪涌电压而在绝缘线产生局部放电，由该局部放电而引起绝缘线的涂膜劣化。

最近的电气/电子设备要求可耐受数百伏特等级的浪涌电压的绝缘线。即，绝缘线的局部放电起始电压必须为其以上。此处，所谓局部放电起始电压是利用市售的称为局部放电试验器的装置所测定的值。测定温度、所使用的交流电压的频率、测定感度等可视需要变更，上述值是在25℃、50Hz、10pC下进行测定时产生局部放电的电压。

在测定局部放电起始电压时使用如下方法：假定用作磁导线时的最苛刻的状况，制作可对密合的两条绝缘线的间进行观测的试样形状。例如，对于截面圆形的绝缘线，通过将两条绝缘线拧为螺旋状而使线接触，并在两条线之间施加电压。另外，对于截面形状为方形的绝缘线，为下述方法：使作为两条绝缘线的长边的面彼此面接触，并在两条线之间施加电压。

为了获得不产生局部放电、即局部放电起始电压较高的绝缘线以防止由上述局部放电所导致的绝缘线的绝缘层(也称为漆包层)的劣化，考虑有在漆包层使用相对介电常数较低的树脂的方法、增加漆包层厚度的方法。

实际上，正尝试降低磁漆树脂的相对介电常数(专利文献1和2)。然而，专利文献1及2中记载的树脂或绝缘层的相对介电常数停留在3～4，为了使用这些树脂或绝缘层而使绝缘线的局部放电起始电压为1kV(有效值)以上，就经验而言，需要将绝缘层的厚度设为100μm以上，在局部放电起始电压的方面还存在进一步改善的余地。

另外，为了增加漆包层的厚度，在制造步骤中使通过烧制炉的次数变多，作为导体的铜表面的由氧化铜所构成的覆膜的厚度会增加，由此导致导体与漆包层的接合力降低。例如，在获得厚度100μm的漆包层的情况下，通过烧制炉的次数超过20次。可知若以这种次数通过烧制炉，则导体与漆包层的接合力会极度降低。

另一方面，也有为了不增加通过烧制炉的次数而能以1次烧制的方式使涂布的厚度增加的方法，但该方法存在清漆的溶剂未完全蒸发而作为气泡残留在漆包层中的缺点。