WO2013146531A1 - 多層絶縁電線及びそれを用いた電気・電子機器 - Google Patents

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    • Y10T428/2969—Polyamide, polyimide or polyester

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer insulated wire having an extruded covering layer having at least two insulating layers and an electric / electronic device using the same.
  • the structure of the transformer is described in the IEC standard (International Electrotechnical Communication Standard) Pub. 60950 and the like. That is, in these standards, at least three insulating layers (the enamel film covering the conductor is not recognized as an insulating layer) are formed between the primary winding and the secondary winding in the winding or the insulation.
  • the thickness of the layer is 0.4 mm or more, and the creepage distance between the primary winding and the secondary winding is 5 mm or more, and 3000 V is applied to the primary side and the secondary side, depending on the applied voltage. It is sometimes prescribed that it can withstand more than 1 minute.
  • an enamel-coated primary winding 4 is wound in a state in which insulating barriers 3 for securing a creeping distance are disposed at both ends of the peripheral surface of the bobbin 2 on the ferrite core 1. Further, an insulating tape 5 is wound on the primary winding 4 in at least three layers, and an insulating barrier 3 for securing a creepage distance is further disposed on the insulating tape, and then the enamel-coated secondary is also provided.
  • the winding 6 has a wound structure.
  • an insulating tape is wound around the outer periphery of the conductor to form a first insulating layer, and further, an insulating tape is wound thereon to form a second insulating layer.
  • a third insulating layer is sequentially formed to form an insulating layer having a three-layer structure in which the layers are separated from each other (see, for example, Patent Document 1).
  • the winding work is unavoidable, so the productivity is remarkably low, and the wire cost is very high.
  • a modified polyester resin or polyester elastomer that controls crystallization and suppresses a decrease in molecular weight as the first and second insulating layers is extruded on the outer periphery of the conductor to form a third insulating layer.
  • Multi-layer insulated wires coated with polyamide resin by extrusion have been put to practical use (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
  • the inner layer is polyethersulfone resin and the outermost layer is polyamide resin.
  • Patent Document 4 has been proposed (see, for example, Patent Document 4). *
  • the above-mentioned multilayer insulated wire is an IEC standard Pub. In accordance with 60950, it has been applied to electrical and electronic equipment. Multi-layer insulated wires that enable miniaturization and high efficiency are IEC standards Pub. Development to household appliances based on 61558 is also desired. Therefore, the IEC standard Pub. There is a need for a multilayer insulated wire that can comply with 61558. *
  • the coating resin used for the conventional multilayer insulated wire cannot achieve the voltage level required by the IEC standard. This is because the conventional coating resin causes thermal aging of the resin by applying a thermal shock in the test, resulting in a decrease in mechanical strength and a crack due to heat stress. Therefore, in order to achieve the voltage standard, it is necessary to satisfy both heat resistance and voltage resistance characteristics (also referred to as electrical characteristics) of the multilayer insulated wire.
  • the present invention achieves both heat resistance and withstand voltage characteristics, and as described above, the IEC standard Pub. It is an object of the present invention to provide a multilayer insulated wire that satisfies 61558. Furthermore, an object of the present invention is to provide a highly reliable electric / electronic device such as a transformer formed by winding an insulated wire having excellent withstand voltage characteristics.
  • the resin forming the insulating layer other than the outermost layer is a polyester resin, and the repeating unit of the diol component constituting the polyester resin is — [O— (L 1 —O) m ] — L 1 represents an alkylene group, and m represents an integer of 1 or more)
  • An electrical / electronic device characterized by using the multilayer insulated wire according to any one of (1) to (4) as a winding or a lead wire of a transformer incorporated in the electrical / electronic device.
  • the multilayer insulated wire of the present invention has an IEC standard Pub., which is required for household appliances while maintaining a heat resistance level of heat resistance type B (UL 1446) or higher. It has a withstand voltage characteristic that satisfies 61558.
  • a resin material having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 1000 MPa or more is used as an outermost layer, and an inner layer has a melting point of 200 ° C. or higher and a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 1000 MPa or lower.
  • the extrusion coating layer is composed of at least two layers, preferably three layers, and a preferred embodiment of the resin forming each layer will be described.
  • At least one of the inner layers (insulating layers other than the outermost layer) of the multilayer insulated wire of the present invention is formed of an extruded coating layer formed of a resin having a melting point of 200 ° C. or higher and a tensile elastic modulus of 1000 MPa or lower at 25 ° C.
  • a resin having a melting point of less than 200 ° C. is not suitable as a coating layer because the required heat resistance cannot be obtained.
  • a preferred melting point is 225 ° C or higher.
  • the tensile modulus at 25 ° C. is preferably 900 MPa or less.
  • the lower limit of the tensile modulus at 25 ° C. is not particularly limited, but is practically 250 MPa or more. If a resin having a tensile modulus at 25 ° C. exceeding 1000 MPa is used, heat aging may easily occur in the resin constituting the coating layer. When heat aging occurs, the mechanical strength of the resin decreases, and cracks due to heat stress occur, so the withstand voltage characteristics of the multilayer insulated wire may decrease.
  • the other inner layer is preferably made of a resin having a melting point of 200 ° C. or higher.
  • examples of the crystalline resin having a melting point of 200 ° C. or more and a tensile modulus of elasticity of 1000 MPa or less at 25 ° C. include fluorine-based resins.
  • Specific examples of the fluororesin include ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), PFA (tetrafluoroethylene and perfluoroalkoxyethylene copolymer), and the like.
  • a polyester resin is preferably exemplified.
  • the polyester resin is a repeating unit obtained from a diol component constituting the polyester resin.
  • -[O- (L 1 -O) m ]- (L 1 represents an alkylene group, and m represents an integer of 1 or more) It is more preferable that the total number of carbon atoms of all L 1 in one repeating unit is 4 or more.
  • L 1 is preferably an alkylene group having 4 or more carbon atoms, and m is preferably an integer of 1 or more.
  • L 1 is an alkylene group having 4 to 8 carbon atoms, and m is 1 or 2.
  • the most preferable example of the crystalline resin having a melting point of 200 ° C. or more and a tensile modulus of elasticity of 1000 MPa or less at 25 ° C. includes a polyester elastomer.
  • the polyester elastomer is a copolymer having a hard segment and a soft segment.
  • the “hard segment” is a polyester segment having a main acid component of a dicarboxylic acid component in which an aromatic dicarboxylic acid component or a part thereof is substituted with an aliphatic dicarboxylic acid
  • the “soft segment” It is a polyester segment comprising a polyether obtained by polymerization of an aliphatic diol as a polyol component.
  • the aromatic dicarboxylic acid component constituting the hard segment is preferably a terephthalic acid component or a naphthalenedicarboxylic acid component.
  • Other acid components include aromatic dicarboxylic acids such as diphenyldicarboxylic acid, isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid, alicyclic dicarboxylic acid components such as cyclohexanedicarboxylic acid and tetrahydrophthalic anhydride, succinic acid, glutar And aliphatic dicarboxylic acid components such as acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, and hydrogenated dimer acid.
  • aromatic dicarboxylic acids such as diphenyldicarboxylic acid, isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid
  • alicyclic dicarboxylic acid components such as cyclohexanedicar
  • the aliphatic or alicyclic diol component constituting the hard segment is a component mainly composed of alkylene glycols having 2 to 8 carbon atoms. Specific examples thereof include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like. Of these, a 1,4-butanediol component and a 1,6-hexanediol component having 4 or more carbon atoms are preferred. *
  • a component (also referred to as a repeating unit) constituting the hard segment polyester those comprising a butylene terephthalate unit or a butylene naphthalate unit are more preferable in view of physical properties, moldability, and cost performance.
  • naphthalate units 2,6 are preferable.
  • a preferred specific example of the repeating unit of the hard segment constituting the polyester resin is represented by the following general formula (1-1) or (1-2). *
  • m represents an integer of 1 or more, and is preferably 4 or more.
  • the upper limit of m is not particularly limited, but 8 or less is practical.
  • the aliphatic or alicyclic diol component constituting the soft segment is a component mainly composed of alkylene glycols having 2 to 8 carbon atoms. Specific examples thereof include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like. Of these, a 1,4-butanediol component and a 1,6-hexanediol component having 4 or more carbon atoms are preferred. *
  • the aromatic dicarboxylic acid component constituting the soft segment is preferably a terephthalic acid component or a naphthalenedicarboxylic acid component.
  • Other acid components include aromatic dicarboxylic acids such as diphenyldicarboxylic acid, isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid, alicyclic dicarboxylic acid components such as cyclohexanedicarboxylic acid and tetrahydrophthalic anhydride, succinic acid, glutar And aliphatic dicarboxylic acid components such as acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, and hydrogenated dimer acid.
  • aromatic dicarboxylic acids such as diphenyldicarboxylic acid, isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid
  • alicyclic dicarboxylic acid components such as cyclohexanedicar
  • a preferred specific example of the repeating unit of the soft segment constituting the polyester resin is represented by the following general formula (2-1) or (2-2). *
  • g represents an integer of 10 or more.
  • m represents an integer of 1 or more and is preferably 4 or more.
  • the upper limit of m is not particularly limited, but 8 or less is practical.
  • the value of m in the polyester resin can be specified by a known method. For example, it can be identified by 1 H-NMR (proton nuclear magnetic resonance) analysis. By dissolving the polyester resin in a solvent of trifluoroacetic acid and performing 1 H-NMR spectrum analysis, the carbon number of the aliphatic or alicyclic diol component in the hard segment and the soft segment can be confirmed.
  • 1 H-NMR proto nuclear magnetic resonance
  • polyester elastomers Commercially available products that can be preferably used as polyester elastomers include "Perprene” (trade name: manufactured by Toyobo), “Hytrel” (trade name: manufactured by Toray DuPont), and “Primalloy” (trade name: Mitsubishi Chemical Corporation) Company-made). *
  • the outermost layer of the multilayer insulated wire of the present invention is an extrusion coating layer made of a resin material having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 1000 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile modulus is not particularly limited, but it is practical that it is 5000 MPa or less at 25 ° C.
  • a resin material having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of less than 1000 MPa is used, when the multilayer insulated wire is wound in a coil shape, the tensile elastic modulus is low, so that the coating layer is easily damaged and the withstand voltage characteristics are deteriorated.
  • the resin material having a tensile modulus of elasticity at 25 ° C. of 1000 MPa or more is preferably a polyamide resin.
  • a polyamide resin As the outermost layer, the flexibility of the electric wire is most excellent, which is advantageous during coil processing.
  • Polyamide resins suitably used as the outermost insulating layer include polyamide (also referred to as nylon) 6, 6 (“A-125”: trade name, manufactured by Unitika Ltd., “Amilan”: trade name, Toray Industries, Inc.
  • a first insulating layer having a desired thickness is extrusion coated on the outer periphery of the conductor, and then a second layer having a desired thickness is formed on the outer periphery of the first insulating layer.
  • the outermost insulating layer is further extrusion-coated by the method of extrusion-coating the outermost insulating layer.
  • the total thickness of the extruded insulating layer thus formed is preferably in the range of 50 to 180 ⁇ m for the three layers. This is because if the overall thickness of the insulating layer is too thin, the resulting withstand voltage characteristics of the heat-resistant multilayer insulated wire is large, which may be unsuitable for practical use. This is because coil processing may be difficult.
  • a more preferable range is 60 to 150 ⁇ m.
  • Each layer is preferably 20 to 60 ⁇ m. *
  • the primary winding 4 and the secondary winding are not incorporated in the bobbin 2 on the ferrite core 1 as shown in FIG. 1 without incorporating an insulation barrier or an insulation tape layer.
  • a structure in which the winding 6 is formed is preferable.
  • the multilayer insulated wire of the present invention can also be applied to other types of transformers.
  • Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 An annealed copper wire having a wire diameter of 1.0 mm was prepared as a conductor.
  • a multilayer insulated wire was manufactured by sequentially extruding and covering the conductor with the thickness of the resin for extrusion coating of each layer shown in Table 1 (indicated as “film thickness” in Table 1). About the obtained multilayer insulated wire, various characteristics were tested by the following specifications.
  • Reciprocating abrasion test A reciprocating abrasion tester was used for abrasion resistance.
  • the reciprocating wear tester is a tester that applies a constant load and scratches the surface of the insulated wire with a needle to measure the number of times that the conductor is exposed on the surface of the film, whereby the film strength can be measured. Wear resistance was evaluated based on a load of 700 g and the number of reciprocal wear reaching 50. In Table 1, “A” indicates that the number of reciprocating wear times was 50 times or more, and was regarded as acceptable. When the number of reciprocating wears was less than 200, “B” was displayed and rejected. A case where the number of reciprocal wears exceeded 80 was judged to be particularly excellent in wear resistance, and indicated as “AA”.
  • Comparative Example 1 since the resin having a low tensile elastic modulus was provided in the outermost layer, the film was damaged during winding of the mandrel, and the withstand voltage characteristics were not satisfied. In Comparative Example 2, heat resistance was not satisfied because a resin having a low melting point was provided in the inner layer. In Comparative Example 3, when a resin having a high tensile elastic modulus was provided in the inner layer, the physical properties of the film were lowered after heat aging, and the film was cracked or damaged, so that the heat aging resistance and the electrical characteristics after heat aging were not satisfied.

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Abstract

　本発明は、耐熱性、耐電圧特性を両立し、要求される電圧の規定がより厳しいＩＥＣ規格Ｐｕｂ．６１５５８を満足するための多層絶縁電線、及び、この絶縁電線を巻回してなる変圧器などの電気・電子機器を提供する。　発明は、２層以上の絶縁層を有する多層絶縁電線であって、最外層以外の絶縁層のうち少なくとも１層が融点２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下の樹脂からなる絶縁層であり、最外層に２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である樹脂材料を被覆した多層絶縁電線、及び、その絶縁電線を変圧器の巻線またはリード線として用いてなる電気・電子機器。

Description

多層絶縁電線及びそれを用いた電気・電子機器
本発明は、絶縁層が少なくとも２層以上の押出被覆層を有する多層絶縁電線とそれを用いた電気・電子機器に関する。
　変圧器の構造は、ＩＥＣ規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄ）　Ｐｕｂ．６０９５０などによって規定されている。即ち、これらの規格では、巻線において一次巻線と二次巻線の間には少なくとも３層の絶縁層（導体を被覆するエナメル皮膜は絶縁層と認定しない）が形成されていること又は絶縁層の厚みが０．４ｍｍ以上であること、一次巻線と二次巻線の沿面距離は、印加電圧によっても異なるが、５ｍｍ以上であること、また一次側と二次側に３０００Ｖを印加した時に１分間以上耐えること、などが規定されている。
　このような規格のもとで、従来の主流の変圧器としては、図２の断面図に例示するような、絶縁バリヤ３と絶縁テープ５を有する構造のものが採用されてきた。この変圧器は、フェライトコア１上のボビン２の周面両側端に沿面距離を確保するための絶縁バリヤ３が配置された状態でエナメル被覆された一次巻線４が巻回されている。さらに、この一次巻線４の上に、絶縁テープ５を少なくとも３層巻回し、更にこの絶縁テープの上に沿面距離を確保するための絶縁バリヤ３を配置したのち、同じくエナメル被覆された二次巻線６が巻回された構造を有している。　
　しかし、近年、図２に示した断面構造の変圧器（トランス）に代わり、図１で示したように、絶縁バリヤ３や絶縁テープ層５を含まない構造の変圧器が用いられるようになった。この変圧器は図２の構造の変圧器に比べて、全体を小型化することができ、また、絶縁テープの巻回し作業を省略できるなどの利点を備えている。
　図１で示した変圧器を製造する場合、絶縁バリヤや絶縁テープ層がないため、用いる１次巻線４及び２次巻線６のいずれか一方もしくは両方の導体４ａ（６ａ）の外周に、少なくとも３層の絶縁層４ｂ（６ｂ），４ｃ（６ｃ），４ｄ（６ｄ）が形成されていることが、前記したＩＥＣ規格との関係で必要になる。　
このような３層の絶縁層を有する巻線として、導体の外周に絶縁テープを巻回して１層目の絶縁層を形成し、更にその上に、絶縁テープを巻回して２層目の絶縁層、３層目の絶縁層を順次形成して互いに層間剥離する３層構造の絶縁層を形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、前記の絶縁テープ巻の場合は、巻回する作業が不可避であるため、生産性は著しく低く、電線コストが非常に高くなる。　
こうした問題点を解決するため、導体の外周上に、１層目および２層目の絶縁層として結晶化を制御し分子量低下を抑制した変性ポリエステル樹脂またはポリエステルエラストマーを押出し、３層目の絶縁層としてポリアミド樹脂を押出被覆した多層絶縁電線が実用化されている（例えば、特許文献２及び３参照）。さらに、近年の電気・電子機器の小型化に伴い、発熱による機器への影響が懸念され、より高い耐熱性を向上させた多層絶縁電線として、内層にポリエーテルサルホン樹脂、最外層にポリアミド樹脂を押出被覆したものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。　
上記の多層絶縁電線は、ＩＥＣ規格　Ｐｕｂ．６０９５０に準拠し、電気・電子機器用途に適用されてきた。小型化、高効率化を可能とする多層絶縁電線は、ＩＥＣ規格　Ｐｕｂ．６１５５８に準拠した家電用途への展開も望まれている。そのため、要求される電圧の規格がより厳しいＩＥＣ規格　Ｐｕｂ．６１５５８に準拠しうる多層絶縁電線が求められている。　
しかしながら、従来の多層絶縁電線に用いられている被覆樹脂では、上記ＩＥＣ規格で要求される電圧の水準を達成することができない。それは、従来の被覆樹脂では、試験で熱衝撃を与えることにより、樹脂の熱老化が生じて機械強度が低下し、熱によるストレスに起因するクラックが生じるためである。したがって、上記電圧規格を達成するためには、多層絶縁電線の耐熱性及び耐電圧特性（電気特性ともいう）の両立が必要となる。
実開平３－５６１１２号公報 特許第４７６２４７４号明細書 特開平６－２２３６３４号公報 特開平１０－１３４６４２号公報
　そこで、本発明は耐熱性、耐電圧特性を両立し、前記したように要求される電圧の規定がより厳しいＩＥＣ規格　Ｐｕｂ．６１５５８を満足するための、多層絶縁電線を提供することを課題とする。
　さらに本発明は、このような耐電圧特性に優れた絶縁電線を巻回してなる、信頼性の高い変圧器などの電気・電子機器を提供することを課題とする。
　本発明の上記課題は、以下に示した多層絶縁電線及びこれを用いた変圧器によって達成された。
（１）２層以上の絶縁層を有する多層絶縁電線であって、最外層以外の絶縁層のうち少なくとも１層が融点２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下の樹脂からなる絶縁層であり、最外層に２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である樹脂材料（単に樹脂ともいう。）を被覆したことを特徴とする多層絶縁電線。
（２）前記最外層以外の絶縁層を形成する樹脂がポリエステル樹脂であり、該ポリエステル樹脂を構成するジオール成分の繰り返し単位が
　　　　　　－［Ｏ－（Ｌ１－Ｏ）ｍ］－
Ｌ１はアルキレン基を表し、ｍは１以上の整数を表す）
で表され、一つの繰り返し単位中のすべてのＬ１の炭素数の総和が４以上であることを特徴とする（１）に記載の多層絶縁電線。
（３）前記Ｌ１が炭素数４以上のアルキレン基であり、ｍが１以上の整数であることを特徴とする（２）に記載の多層絶縁電線。
（４）前記最外層がポリアミド樹脂からなる押出被覆層であることを特徴とする（１）～（３）のいずれか１項に記載の多層絶縁電線。
（５）（１）～（４）のいずれか１項に記載の多層絶縁電線を電気・電子機器に組み込む変圧器の巻線またはリード線として用いてなることを特徴とする電気・電子機器。　
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
本発明の多層絶縁電線は、耐熱Ｂ種（ＵＬ１４４６）以上の耐熱性レベルを保持しながら、家電用途として要求されるＩＥＣ規格　Ｐｕｂ．６１５５８を満足する耐電圧特性を持つものである。本発明の多層絶縁電線は、絶縁層として、最外層に２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である樹脂材料を、その内層には融点が２００℃以上、２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以下の樹脂を組み合わせて使用することで耐熱試験及び耐電圧特性などの要求項目を満たすことが可能となった。
３層絶縁電線を巻線とする構造の変圧器の例を示す断面図である。 従来構造の変圧器の一例を示す断面図である。
本発明の多層絶縁電線は、押出被覆層が少なくとも２層、好ましくは３層からなるものであり、その好ましい実施形態について、各層を形成する樹脂について説明をする。　
　本発明の多層絶縁電線の内層（最外層以外の絶縁層）のうち少なくとも１層は、融点２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下である樹脂で形成される押出被覆層からなる。融点が２００℃未満の樹脂では要求される耐熱性が得られないため、被覆層として不適切である。好ましい融点は２２５℃以上である。融点の上限に特に制限はないが、２８０℃以下であるのが実際的である。
　２５℃における引張弾性率は好ましくは９００ＭＰａ以下である。２５℃における引張弾性率の下限は特に制限はないが、２５０ＭＰａ以上であるのが実際的である。２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａを超える樹脂を用いると、被覆層を構成する樹脂に熱老化が生じやすくなることがある。熱老化が生じると、樹脂の機械強度が低下し、熱によるストレスに起因するクラックが生じるため、多層絶縁電線の耐電圧特性が低下することがある。　
上記要件を満たさない他の内層がある場合は、通常の絶縁層であれば特に制限はないが、他の内層は融点が２００℃以上の樹脂からなるのが好ましい。　
融点が２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下である結晶性樹脂として、まず、フッ素系の樹脂が挙げられる。フッ素樹脂の具体例としてはＥＴＦＥ(エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体)、ＰＦＡ（四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレン共重合体）などが挙げられる。　
　融点が２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下である結晶性樹脂として、ポリエステル樹脂が好ましく挙げられる。ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂を構成するジオール成分から得られる繰り返し単位が、
　　　－［Ｏ－（Ｌ１－Ｏ）ｍ］－
（Ｌ１はアルキレン基を表し、ｍは１以上の整数を表す）
で表され、一つの繰り返し単位中のすべてのＬ１の炭素数の総和が４以上であることがさらに好ましい。特にＬ１が炭素数４以上のアルキレン基であり、ｍが１以上の整数であることが好ましい。最も好ましくは、Ｌ１が炭素数４～８のアルキレン基であり、ｍが１又は２である。　
　融点が２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下である結晶性樹脂は、最も好ましい例として、ポリエステルエラストマーが挙げられる。ポリエステルエラストマーは、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する共重合体である。
　「ハードセグメント」とは、芳香族ジカルボン酸構成成分またはその一部が脂肪族ジカルボン酸で置換されているジカルボン酸構成成分を主な酸構成成分とするポリエステルセグメントであり、「ソフトセグメント」は、脂肪族ジオールの重合により得られたポリエーテルをポリオール構成成分とするポリエステルセグメントである。　
ハードセグメントを構成する芳香族ジカルボン酸構成成分は、テレフタル酸構成成分又はナフタレンジカルボン酸構成成分であることが望ましい。その他の酸構成成分としては、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等の脂環族ジカルボン酸構成成分、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸構成成分等が挙げられる。　
ハードセグメントを構成する脂肪族または脂環族ジオール構成成分は、主として炭素数２～８のアルキレングリコール類からなる構成成分である。具体的には、エチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノールなどの各構成成分が挙げられる。この中で炭素数が４以上である１，４－ブタンジオール構成成分および１，６－へキサンジオール構成成分が好ましい。　
上記のハードセグメントのポリエステルを構成する成分（繰り返し単位ともいう）としては、ブチレンテレフタレート単位あるいはブチレンナフタレート単位よりなるものが物性、成形性、コストパフォーマンスの点でより好ましい。なお、ナフタレート単位の場合は、２，６体が好ましい。　
前記ポリエステル樹脂を構成するハードセグメントの繰り返し単位の好ましい具体例は下記一般式（１－１）または（１－２）で示される。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
一般式（１－１）及び（１－２）中、ｍは１以上の整数を表し、４以上であることが好ましい。ｍの上限に特に制限はないが、８以下が実際的である。　
ソフトセグメントを構成する脂肪族または脂環族ジオール構成成分は、主として炭素数２～８のアルキレングリコール類からなる構成成分である。具体的にはエチレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノールなどの各構成成分が挙げられる。この中で炭素数が４以上である１，４－ブタンジオール構成成分および１，６－へキサンジオール構成成分が好ましい。　
ソフトセグメントを構成する芳香族ジカルボン酸構成成分は、テレフタル酸構成成分又はナフタレンジカルボン酸構成成分であることが望ましい。その他の酸構成成分としては、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等の脂環族ジカルボン酸構成成分、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸構成成分等が挙げられる。　
前記ポリエステル樹脂を構成するソフトセグメントの繰り返し単位の好ましい具体例は下記一般式（２－１）または（２－２）で示される。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
一般式（２－１）及び（２－２）中、ｇは１０以上の整数を表す。ｍは１以上の整数を表し、４以上であることが好ましい。ｇの上限に特に制限はないが、５００を超える領域では弾性率が低下し電線の絶縁層として十分な硬さを得られないため、５００以下が実際的である。ｍの上限に特に制限はないが、８以下が実際的である。　
前記ポリエステル樹脂におけるｍの値は、公知の方法で特定できる。その一例を挙げると、例えば、１Ｈ－ＮＭＲ（プロトン核磁気共鳴）分析により特定できる。ポリエステル樹脂をトリフロロ酢酸の溶媒に溶解し、１Ｈ－ＮＭＲスペクトル分析を行うことで、ハードセグメント及びソフトセグメント中の脂肪族または脂環族ジオール成分の炭素数を確認できる。　
ポリエステル系エラストマーとして好ましく用いることができる市販品としては、「ペルプレン」（商品名：東洋紡社製）、「ハイトレル」（商品名：東レ・デュポン社製）、「プリマロイ」（商品名：三菱化学株式会社製）などが挙げられる。　
　本発明の多層絶縁電線の最外層は、２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である樹脂材料からなる押出被覆層である。引張弾性率の上限は特に制限はないが、２５℃において５０００ＭＰａ以下であることが実際的である。
　２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ未満である樹脂材料を用いると、多層絶縁電線をコイル状に巻いたときに引張弾性率が低いために被覆層が損傷しやすくなり、耐電圧特性が低下する。　
２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上の樹脂材料としては、好ましくはポリアミド樹脂である。最外層をポリアミド樹脂とすることで電線の可とう性が最も優れ、コイル加工時に有利となる。最外層の絶縁層として好適に用いられるポリアミド樹脂としては、ポリアミド（ナイロンともいう）６，６（「Ａ－１２５」：商品名、ユニチカ（株）製、「アミラン」：商品名、東レ（株）製）、ポリアミド４，６（「Ｆ－５０００」：商品名、ユニチカ（株）製、「Ｃ２０００」：商品名、帝人（株）製）、ポリアミド６，Ｔ（「アーレン」：商品名、三井石油化学（株）製）、ポリフタルアミド（「アモデル」：商品名、ソルベイ（株）製）等を挙げることができる。　
本発明の多層絶縁電線は、常法により、導体の外周に所望の厚みの１層目の絶縁層を押出被覆し、次いで、この１層目の絶縁層の外周に所望の厚みの２層目を、さらに最外層の絶縁層を押出被覆するという方法で、順次絶縁層を押出被覆することで製造される。このようにして形成される押出絶縁層の全体の厚みは３層では５０～１８０μｍの範囲内にあるようにすることが好ましい。このことは、絶縁層の全体の厚みが薄すぎると得られた耐熱多層絶縁電線の耐電圧特性の低下が大きく、実用に不向きな場合があり、逆に厚すぎると小型化に不向きであり、コイル加工が困難になるなどの場合があることによる。さらに好ましい範囲は６０～１５０μｍである。各層はそれぞれ２０～６０μｍとするのが好ましい。　
上記の多層絶縁電線を用いた変圧器の実施態様としては、図１に示すようなフェライトコア１上のボビン２内に、絶縁バリヤや絶縁テープ層を組込まないで１次巻線４及び２次巻線６が形成されている構造ものが好ましい。また、上記本発明の多層絶縁電線は他のタイプの変圧器にも適用できるものである。
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。　
［実施例１～９及び比較例１～３］
　導体として線径１．０ｍｍの軟銅線を用意した。表１に示した各層の押出被覆用樹脂の厚さ（表１において「膜厚」と表記する）で、導体上に順次押出し被覆して多層絶縁電線を製造した。得られた多層絶縁電線につき、下記の仕様で各種の特性を試験した。　
Ａ：耐熱老化性試験
　耐熱性を下記の試験方法で評価した。
　ツイスト巻にした電線を２００℃で加熱を行い、一定時間ごとに２４００Ｖにて１秒間電圧を印加した。Ｎ＝１０で試験を行い、短絡が起こった時間の平均値が５００時間を越えたものを合格と判定し「Ａ」で表示し、平均値が５００時間に満たないものを不合格とし「Ｂ」で表示した。平均時間が７００時間を越えたものを特に耐熱老化性に優れると判定し、「ＡＡ」で表示した。
Ｂ：熱衝撃（Ａｎｎｅｘ５．５ｋＶ）試験（電気的耐熱性試験ともいう）
　ＩＥＣ規格　Ｐｕｂ．６０９５０に準拠した下記の試験方法で評価した。
　直径１０ｍｍのマンドレルに多層絶縁電線を、荷重９．４ｋｇをかけながら１０ターン巻付け、２２５℃で１時間加熱し、更に１５０℃で２１時間及び２００℃で３時間を３サイクル加熱し、更に３０℃、湿度９５％の雰囲気に４８時間保持した。その後５５００Ｖにて１分間電圧を印加し短絡しなければ、上記規格におけるＢ種合格と判定し「Ａ」で表示した（判定はｎ＝５にて評価、１つでも短絡すれば不合格となり「Ｂ」で表示した）。　
Ｃ：往復磨耗試験
　耐摩耗性は往復摩耗試験機を用いた。往復摩耗試験機は、一定荷重を加えて絶縁電線の表面を針で引っかき、皮膜表面に導体露出が発生する回数を測定する試験機で、これにより、皮膜強度を測定できる。荷重を７００ｇとし、往復摩耗回数が５０回に達するかで耐摩耗性を評価した。表１において、往復磨耗回数が５０回以上のものを「Ａ」と表示し、合格とした。往復磨耗回数が２００回に満たなかったものを「Ｂ」と表示し、不合格とした。往復磨耗回数が８０回を越えたものを特に耐摩耗性に優れると判定し、「ＡＡ」で表示した。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　各樹脂を示す略号は以下の通りである。
　ＥＴＦＥ：フルオンＣ－５５ＡＰ（旭硝子社製、商品名）
　ＴＰＥＥ（Ａ）：ペルプレン６００１（東洋紡績社製、商品名）ポリエステルエラストマー
　ＴＰＥＥ（Ｂ）：ハイトレル２５７１（東レ・デュポン社製、商品名）ポリエステルエラストマー
　ＴＰＥＥ（Ｃ）：ペルプレンＥＮ５０００（東洋紡績社製、商品名）ポリエステルエラストマー
　ＰＰＳ：ＤＩＣＰＰＳ　ＦＺ２２００Ａ８（大日本インキ化学工業社製、商品名）ポリフェニレンスルフィド樹脂
　ＰＥＥＫ：３８１Ｇ（ビクトレックス社製、商品名）ポリエーテルエーテルケトン樹脂
　ポリアミド６，６：ＦＤＫ－１（商品名：ユニチカ社製、）ポリアミド６６樹脂
　ポリアミド６，Ｔ：アーレンＡＥ４２００（商品名：三井化学社製、）ポリアミド６Ｔ樹脂
　ＰＥＴ：ＴＲ－８５５０（帝人社製、商品名）ポリエチレンテレフタレート樹脂
　ポリアミドエラストマー：ＰＡ－２６０(Ｔ＆Ｋ　ＴＯＫＡ社製、商品名)ポリエーテルエステルアミドエラストマー
　ＰＢＮ：帝人ＰＢＮ（帝人化成社製、商品名）ポリブチレンナフタレート樹脂　
ＴＰＥＥ（Ａ）はハードセグメントが前記一般式（１－１）においてｍ＝４、ソフトセグメントが前記一般式（２－１）においてｍ＝６、ｇ≧１０の構成であるポリエステルエラストマーである。　
ＴＰＥＥ（Ｂ）はハードセグメントが前記一般式（１－１）においてｍ＝４、ソフトセグメントが前記一般式（２－１）においてｍ＝４、ｇ≧１０の構成であるポリエステルエラストマーである。　
ＴＰＥＥ（Ｃ）はハードセグメントが前記一般式（１－２）においてｍ＝４、ソフトセグメントが前記一般式（２－２）においてｍ＝４、ｇ≧１０の構成であるポリエステルエラストマーである。　
　表１に示した結果から以下のことが明らかになった。
　比較例１では最外層に引張弾性率の低い樹脂を設けたため、マンドレル巻き時に皮膜が損傷し、耐電圧特性を満足しなかった。比較例２では内層に融点の低い樹脂を設けたために耐熱性を満足しなかった。比較例３では内層に引張弾性率の高い樹脂を設けると熱老化後に皮膜物性が低下し、皮膜に割れや損傷が生じるために耐熱老化性、熱老化後の電気特性を満足しなかった。　
　一方、実施例１～９では、耐熱老化性試験、耐熱衝撃性試験、往復磨耗試験でいずれも合格した。特に最外層にポリアミド樹脂を設けたものが耐摩耗性に優れた。加えて、最外層以外の絶縁層に、ハードセグメントが前記一般式（１－２）においてｍ＝４、ソフトセグメントが前記一般式（２－２）においてｍ＝４であるＴＰＥＥ（Ｃ）を用いることで特に耐熱老化性に優れる結果が得られた。
　このように本発明の多層絶縁電線が優れた耐熱性と高い耐電圧熱衝撃特性を有することが示された。　
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。　
本願は、２０１２年３月２７日に日本国で特許出願された特願２０１２－０７０８４３に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
　１　フェライトコア
　２　ボビン
　３　絶縁バリヤ
　４　一次巻線
　４ａ　導体
　４ｂ，４ｃ，４ｄ　絶縁層
　５　絶縁テープ
　６　二次巻線
　６ａ　導体
　６ｂ，６ｃ，６ｄ　絶縁層
 

Claims (5)

  1. ２層以上の絶縁層を有する多層絶縁電線であって、最外層以外の絶縁層のうち少なくとも１層が融点２００℃以上、２５℃における引張弾性率１０００ＭＰａ以下の樹脂からなる絶縁層であり、最外層に２５℃における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である樹脂材料を被覆したことを特徴とする多層絶縁電線。
  2. 　前記最外層以外の絶縁層を形成する樹脂がポリエステル樹脂であり、該ポリエステル樹脂を構成するジオール成分の繰り返し単位が
    　　　　　　－［Ｏ－（Ｌ１－Ｏ）ｍ］－
    　（Ｌ１はアルキレン基を表し、ｍは１以上の整数を表す）
    で表され、一つの繰り返し単位中のすべてのＬ１の炭素数の総和が４以上であることを特徴とする請求項１に記載の多層絶縁電線。
  3. 前記Ｌ１が炭素数４以上のアルキレン基であり、ｍが１以上の整数であることを特徴とする請求項２に記載の多層絶縁電線。
  4. 前記最外層がポリアミド樹脂からなる押出被覆層であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の多層絶縁電線。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁電線を電気・電子機器に組み込む変圧器の巻線またはリード線として用いてなることを特徴とする電気・電子機器。  
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