WO2020241893A1 - 樹脂被覆超電導線、超電導コイルおよびシールドコイル - Google Patents

樹脂被覆超電導線、超電導コイルおよびシールドコイル Download PDF

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    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • the present disclosure relates to resin-coated superconducting wires, superconducting coils and shield coils.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • MRI magnetic resonance imaging
  • a superconducting wire 22 such as an NbTi wire is coated with a stabilized copper 21 called a copper channel, and the periphery thereof is coated with a braid of a resin such as polyester 23.
  • a resin-coated superconducting wire 2 made of copper.
  • the periphery of the superconducting wire 22 is coated with stabilized copper 21 to dissipate heat generated from the superconducting wire 22 to the outside, and the superconducting wire 22 is immersed in, for example, liquid helium for cooling. The temperature rise is suppressed.
  • Patent Document 1 proposes a superconducting wire in which a plurality of superconducting wires are embedded in stabilized copper, a resin is coated around the superconducting wire, and the superconducting wire is further embedded in the stabilized copper. ing.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a resin-coated superconducting wire that is lighter, more flexible, and inexpensive than the conventional one.
  • a resin-coated superconducting wire having a matrix resin made of a synthetic resin material and a superconducting wire extending in the matrix resin, and the matrix resin is cut off when viewed in a cross section of the resin-coated superconducting wire.
  • a resin-coated superconducting wire having an area equal to or larger than the cross-sectional area of the superconducting wire.
  • the superconducting wire comprises one or more selected from the group consisting of metal / niobium titanium, metal / niobium tritin, metal / magnesium diboride, rare earth-based and bismuth-based superconducting materials. , The resin-coated superconducting wire according to the above [1].
  • the resin-coated superconducting wire has two layers composed of an inner matrix resin layer in which the matrix resin covers the outer periphery of the superconducting wire and one or more outer matrix resin layers covering the outside of the inner matrix resin layer.
  • the inner matrix resin layer is an olefin resin containing at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an oxazolyl group, an amino group and a maleic anhydride residue, or a copolymer thereof.
  • the resin-coated superconducting wire according to the above [10] characterized in that it is present.
  • the resin-coated superconducting wire according to the above [10] wherein the inner matrix resin layer is an olefin-based copolymer containing a metal salt of a carboxylic acid.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the resin-coated superconducting wire (flat shape) of one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the resin-coated superconducting wire (circular shape) of one embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the resin-coated superconducting wire (flat shape) of one embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the resin-coated superconducting wire (circular shape) of one embodiment.
  • 5 (a) to 5 (f) are cross-sectional views showing various modified examples of the resin-coated superconducting wire (flat shape), respectively.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional resin-coated superconducting wire.
  • the present inventors have a resin-coated superconducting wire having a matrix resin made of a synthetic resin material and a superconducting wire extending in the matrix resin, and the matrix resin is cut off when viewed in a cross section of the resin-coated superconducting wire.
  • a resin-coated superconducting wire that is lighter, more flexible, and inexpensive than the conventional one by having an area larger than the cross-sectional area of the superconducting wire, and completed the present disclosure. ..
  • the resin-coated superconducting wire according to the present disclosure includes a matrix resin made of a synthetic resin material and a superconducting wire extending in the matrix resin. Then, in the resin-coated superconducting wire, the cross-sectional area of the matrix resin is equal to or larger than the cross-sectional area of the superconducting wire when viewed in cross section of the resin-coated superconducting wire.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the resin-coated superconducting wire of one embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the resin-coated superconducting wire of one embodiment
  • the resin-coated superconducting wire 1 has a matrix resin 11 made of a synthetic resin material and a superconducting wire 12 extending in the matrix resin 11.
  • the cross-sectional area of the matrix resin 11 is equal to or larger than the cross-sectional area of the superconducting wire 12 when viewed in the cross section of the resin-coated superconducting wire 1.
  • FIG. 1 is a resin-coated superconducting wire 1 having a flat cross-sectional shape
  • the resin-coated superconducting wire 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a single-layer coated wire in which a matrix resin 11 composed of a single-layer matrix resin layer covers the outer periphery of the superconducting wire 12.
  • the current flowing inside the superconducting wire 12 constituting the resin-coated superconducting wire 1 is relatively small. Therefore, the superconducting wire 12 used for such an application is less likely to cause quenching, and even if it is quenched, the current is small, so that it is not necessary to combine a large amount of stabilized copper.
  • the superconducting wire 12 is extended (preferably embedded) in the matrix resin 11 having the same or larger cross-sectional area in cross section. As a result, in the resin-coated superconducting wire, the matrix resin 11 acts as a so-called spacer, and the adjacent superconducting wires 12, 12 can be arranged at a certain distance from each other.
  • the matrix resin 11 is made of a synthetic resin material.
  • the matrix resin 11 ensures the insulation between the superconducting wires 12 and also serves as a so-called spacer as described above, and arranges the adjacent superconducting wires 12 at a certain distance from each other.
  • the matrix resin is solid and excludes braided yarns.
  • the matrix resin 11 is extruded, which is an effective method for performing thick-wall coating molding so that the cross-sectional area of the matrix resin 11 is equal to or larger than the cross-sectional area of the superconducting wire 12 when viewed from the cross section of the resin-coated superconducting wire 1.
  • a thermoplastic resin that can be molded is preferable, and a polyamide or polyolefin is more preferable.
  • the polyamide is preferably nylon.
  • the above thermoplastic resins include, for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, nylon 11, nylon 12, nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon MXD6 (polycondensate of metaxylylene diamine and adipic acid), polyethylene terephthalate, and poly.
  • Butylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer resin (FEP), ethylene tetrafluoride / ethylene copolymer resin (ETFE), polycarbonate, polyphenylene ether, polyetherimide, polyether Polyethylene and the like are preferable, and these resins may be a single substance or a mixture of two or more kinds of resins.
  • the synthetic resin material constituting the matrix resin 11 includes not only a synthetic resin but also a resin composition mainly composed of a synthetic resin.
  • the resin composition may contain various additives contained in ordinary resin compositions, such as additives that improve mechanical or chemical durability, such as various fillers and antioxidants.
  • additives that improve mechanical or chemical durability such as various fillers and antioxidants.
  • the heat shrinkage rate of the matrix resin 11 can be made smaller and closer to the heat shrinkage rate of the superconducting wire 12, and the heat cycle property of the resin-coated superconducting wire 1 can be improved. Can be done.
  • the melting point of the matrix resin 11 is preferably, for example, 290 ° C. or lower, more preferably 280 ° C. or lower, and further preferably 270 ° C. or lower.
  • the above crystalline resins constituting the matrix resin 11 include, for example, polyethylene, polypropylene, nylon 11, nylon 12, nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon MXD6, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyphenylene sulfide.
  • Polyethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer resin (FEP), ethylene tetrafluoride / ethylene copolymer resin (ETFE) and the like are suitable.
  • the melting point of the matrix resin 11 is preferably 210 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and 190 ° C. The following is more preferable.
  • the above-mentioned crystalline resins constituting the matrix resin 11 polyethylene, polypropylene, nylon 11, and nylon 12 are preferable.
  • the matrix resin 11 is preferably nylon or polyolefin, and among them, nylon 11, nylon 12, nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon MXD6, polyethylene, and polypropylene are more preferable, and particularly low melting point and low heat shrinkage. Nylon 11, nylon 12, polyethylene, and polypropylene are more preferable because of their rate, excellent water absorption resistance (low water absorption rate), flexibility, and mechanical properties.
  • the glass transition point of the synthetic resin material constituting the matrix resin 11 is preferably, for example, 250 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or lower, 230 ° C. or lower. It is more preferably ° C. or lower.
  • the glass transition point of the synthetic resin material constituting the matrix resin 11 is preferably, for example, 250 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or lower, 230 ° C. or lower. It is more preferably ° C. or lower.
  • amorphous resin constituting the matrix resin 11 for example, polycarbonate, polyphenylene ether, polyetherimide, polyether sulfone and the like are suitable.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of another example of the resin-coated superconducting wire (flat shape), and FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of the resin-coated superconducting wire (circular shape).
  • the resin-coated superconducting wire 1 shown in FIGS. 3 to 4 is a multilayer coated wire in which a matrix resin 11 composed of a multilayer resin layer covers the outer periphery of the superconducting wire 12.
  • the matrix resin 11 is an annular inner matrix resin layer 11a that covers the outer periphery of the superconducting wire 12 and one that covers the inner matrix resin layer 11a from the outside. It is composed of the above outer matrix resin layer 11b.
  • FIGS. 3 to 4 show a two-layer structure in which the matrix resin 11 is composed of an inner matrix resin layer 11a and one outer matrix resin layer 11b.
  • the resin-coated superconducting wire 1 is preferably a multilayer-coated wire having two or more matrix resin layers, such as the inner matrix resin layer 11a and the outer matrix resin layer 11b. It is more preferable that the resin layer is a multilayer coated wire having 2 or more and 4 or less layers.
  • the resin-coated superconducting wire 1 a multilayer-coated wire, it can be expected that the dimensional accuracy of the extrusion-coated wire can be improved by reducing the amount of resin at the time of one-time extrusion coating. Further, by using a different resin for each matrix resin layer, the functionality of the resin-coated superconducting wire 1 can be further enhanced.
  • the inner matrix resin layer 11a which is the first layer on the conductor side, has an epoxy group, an oxazolyl group, an amino group and a maleic anhydride residue.
  • an olefin resin containing at least one functional group selected from the group consisting of groups, or a multilayer coated wire which is a copolymer thereof (also referred to as a copolymer (A)) the superconducting wire 12 and Adhesion with the outer polyolefin resin 11b can be improved.
  • the adhesion is improved in the same manner as described above by forming the inner matrix resin layer 11a into a multilayer coated wire which is an olefin-based copolymer (also referred to as an olefin-based copolymer (B)) containing a metal salt of a carboxylic acid. Can be expected.
  • an olefin-based copolymer also referred to as an olefin-based copolymer (B)
  • B olefin-based copolymer
  • the olefin components constituting the copolymer (A) include ethylene, propylene, butene-1, pentene-1,4-methylpentene-1, isobutylene, hexene-1, decene-1, octene-1, 1,4. -Hexadiene, dicyclopentadiene and the like are preferable, and among them, ethylene, propylene and butene-1 are preferable. Further, these components may be used alone or in combination of two or more.
  • the copolymer component other than the olefin constituting the copolymer (A) may be at least one of an acrylic component and a vinyl component.
  • Acrylic acid components include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, isobutyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Butyl methacrylate and the like are suitable.
  • vinyl component vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl chloride, vinyl alcohol, styrene and the like are suitable. Of these, methyl acrylate and methyl methacrylate are more preferable. Further, these components may be used alone or in combination of two or more.
  • Typical preferred examples of the copolymer (A) include polyethylene or polypropylene grafted with maleic anhydride, an ethylene / glycidyl methacrylate copolymer, and the like, and examples of the city plate resin include Admer ( There are Mitsui Chemical Co., Ltd., product name), Bond First (Sumitomo Chemical Industry Co., Ltd., product name), and Rotada (Atofina Co., Ltd., product name).
  • the carboxylic acid constituting the olefin copolymer (B) is preferably an unsaturated monocarboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid or crotonic acid, or a non-carboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid or phthalic acid.
  • unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid or crotonic acid
  • non-carboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid or phthalic acid.
  • Saturated dicarboxylic acids can be mentioned, and examples of these metal salts include salts of Zn, Na, K, Mg and the like.
  • an olefin-based copolymer (B) preferably, a part of the carboxylic acid of the ethylene-methacrylic acid copolymer is made into a metal salt, and a resin generally called an ionomer (for example, Hymilan; trade name, Mitsui) (Made by Polychemical Co., Ltd.) can be mentioned.
  • an ionomer for example, Hymilan; trade name, Mitsui
  • the heat shrinkage rate calculated by the following method is preferably 5% or less, more preferably 2% or less, and further preferably 1% or less.
  • Heat shrinkage rate (%) ⁇ (Dimensions of resin-coated superconducting wire before immersion-Dimensions of resin-coated superconducting wire after immersion) / Dimensions of resin-coated superconducting wire before immersion ⁇ ⁇ 100 ⁇ ⁇ ⁇ Equation (1)
  • the water absorption rate calculated by the following method is more preferably 1.0% or less, and further preferably 0.7% or less.
  • the lower the water absorption rate the smaller the expansion of the surface of the matrix resin 11. Therefore, it is possible to suppress damage or deterioration of the matrix resin 11 due to water absorption, deterioration of the matrix resin 11 due to water absorption, or deterioration of mechanical strength due to generation of cracks.
  • the calculation method shown below is one of the methods for obtaining the water absorption rate of plastic specified in JIS K7209.
  • the superconducting wire 12 is a wire rod extending in the matrix resin 11 described above, and has superconducting property.
  • the size of the cross section of the superconducting wire 12 is preferably 0.05 to 2.00 mm ⁇ , more preferably 0.07 to 1.50 mm ⁇ , and 0.1 to 1 for a circular shape, for example. If the cross section of the superconducting wire 12 is a flat shape, the long side thereof is preferably 0.8 mm to 2.5 mm, more preferably 1.5 mm to 2.0 mm. The short side is preferably 0.5 mm to 1.5 mm, and more preferably 0.9 mm to 1.2 mm.
  • the superconducting wire 12 is composed of one or more superconducting materials selected from the group consisting of, for example, metal / niobium titanium, metal / niobium tritin, metal / magnesium diboride, rare earth-based and bismuth-based superconducting materials. Is preferable.
  • metal / niobium titanium metal / niobium tritin
  • metal / magnesium diboride rare earth-based and bismuth-based superconducting materials.
  • metal / niobium titanium metal / niobium tritin
  • metal / magnesium diboride means that a metal such as copper or iron is coated around niobium titanium, niobium tritin or magnesium diboride. It is a composite.
  • rare earth material examples include YBa 2 Cu 3 O 7- ⁇ and GdBa 2 Cu 3 O 7- ⁇ .
  • bismuth-based material examples include Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 + ⁇ and Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 + ⁇ .
  • the superconducting wire 12 either a single wire or a stranded wire obtained by twisting a plurality of strands can be used.
  • the cross-sectional area of the matrix resin 11 is equal to or larger than the cross-sectional area of the superconducting wire 12 when viewed in cross section.
  • the ratio of the cross-sectional area of the matrix resin 11 to the cross-sectional area of the superconducting wire 12 is doubled. It is preferably 5 times or more, more preferably 5 times or more, further preferably 10 times or more, particularly preferably 20 times or more, and most preferably 40 times or more.
  • the upper limit of the cross-sectional area ratio is preferably 1000 times, for example, from the practical viewpoints such as suitability as a coil material and handleability of winding work.
  • the superconducting wire 12 is located at the center (center of gravity) of the matrix resin 11 in FIGS. 1 and 2, but the resin-coated superconducting wire 12 is shown. As long as it is not exposed from the surface of the wire 1 (as long as even a small amount of the resin component of the matrix resin 11 is present on the surface of the resin-coated superconducting wire), it may be present at any position in the matrix resin 11. For example, FIGS.
  • 5A to 5F show cross sections of resin-coated superconducting wires 1A to 1F having a flat cross-sectional shape, in which superconducting wires 12A to 12F are arranged at different cross-sectional positions of the matrix resins 11A to 11F, respectively.
  • This is a modified example of.
  • one superconducting wire 12 is arranged as a single wire or a stranded wire with respect to one matrix resin 11.
  • the resin-coated superconducting wire may have any shape such as a circular shape including an elliptical shape, a triangular shape, a square shape, and a flat shape, but the resin-coated superconducting wire should have a flat shape due to the ease of coil formation. Is preferable.
  • the cross-sectional shape of the resin-coated superconducting wire is a flat shape
  • the cross-sectional shape of the resin-coated superconducting wire includes those having an R value of 1 mm or less at the corners.
  • the long side of the cross section of the resin-coated superconducting wire is preferably, for example, 0.5 mm to 10 mm, and more preferably 1 mm to 7 mm.
  • the short side of the cross section of the resin-coated superconducting wire is preferably, for example, 0.1 mm to 5 mm, and more preferably 0.5 mm to 3 mm.
  • the dimensional accuracy of the width and thickness of the resin-coated superconducting wire is preferably ⁇ 0.10 mm or less, and preferably ⁇ 0.05 mm or less.
  • the "dimensional accuracy” refers to the range of the difference between the maximum value and the minimum value of the dimensions of one resin-coated superconducting wire.
  • the resin-coated superconducting wire can realize higher electromagnetic shielding performance.
  • a method of scraping the outer surface after resin extrusion processing can be mentioned.
  • a method of coating the surface of the above-mentioned matrix resin with, for example, a UV curable resin material can also be mentioned.
  • the resin-coated superconducting wire as described above can be applied to a superconducting coil, particularly a shield coil used in an NMR device, an MRI inspection device, or the like.
  • the voltage that can be applied to the resin-coated superconducting wire as described above is not particularly limited, but is, for example, preferably 0 to 50 V, more preferably 0 to 20 V, and even more preferably 0 to 10 V. ..
  • the resin-coated superconducting wire is lighter and cheaper than the conventional superconducting wire provided with stabilized copper, and further, it is less prone to bending habits, has improved flexibility, and has flexibility such as flexibility. It is also excellent in handling, so it is easy to wind when coiling.
  • the resin-coated superconducting wire according to the above embodiment is, for example, a method for manufacturing an extruded body of a normal resin material by inserting the superconducting wire into a synthetic resin raw material constituting a matrix resin. Similarly, it can be manufactured by extrusion molding. The heating temperature, extrusion speed, and the like may be appropriately adjusted depending on the type of synthetic resin raw material, the size and shape of the molded product to be molded, and the like.
  • a superconducting wire which is a wire
  • resin in advance and then embedded in a copper channel in a two-step process.
  • the resin-coated superconducting wire of the embodiment since the matrix resin can form the same shape as the copper channel, the conventional two-step process can be completed in one step.
  • Nylon 11 (ARKEMA, BESN Noir TL), Nylon 12 (Ube Kosan, UBESTA3030LUX), Nylon 6 (Ube Kosan, UBESTA1024JI), Nylon 66 (Asahi Kasei, Leona (registered trademark) 1300S) as raw materials for synthetic resin materials , High-density polyethylene (Asahi Kasei, Suntech (registered trademark) -HD B891) was used, and a 0.3 mm ⁇ copper / nylon superconducting wire was inserted into the raw material of the synthetic resin material to form a flat shape (Examples 1 to 20).
  • Examples 21 to 40 Or round shape (Examples 21 to 40) and extruded under temperature conditions of melting point + 20 ° C or higher and melting point + 80 ° C or lower of each resin material using a mold having the dimensions shown in Tables 2 and 3 below. ..
  • the superconducting wire was arranged so as to be the center of the synthetic resin material.
  • resin-coated superconducting wires having a flat cross-sectional shape were manufactured.
  • Examples 21 to 40 resin-coated superconducting wires having a circular cross-sectional shape were manufactured.
  • High-density polyethylene (Asahi Kasei, Suntech (registered trademark) -HD B891) is used as a raw material for synthetic resin materials, and modified low-density polyethylene (Mitsui Chemicals, Admer NB508) graft-copolymerized with maleic anhydride is 20 ⁇ m thick.
  • Insert the 0.3 mm ⁇ copper / niobium titanium superconducting wire coated with the above into the raw material of the synthetic resin material and use a mold that is flat and has the dimensions shown in Table 4 below, and the melting point of each resin material is +20. Extrusion was performed under temperature conditions of ° C. or higher and melting point + 80 ° C. or lower. As shown in FIG. 3, the superconducting wire was arranged so as to be the center of the synthetic resin material.
  • Example 42 Example 41 except that a 0.3 mm ⁇ copper / niobium-titanium superconducting wire coated with an ethylene-methacrylic acid copolymer (manufactured by Mitsui Polychemical Co., Ltd., Hymilan 1855) in which a part of the carboxylic acid is a metal salt and coated with a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • a resin-coated superconducting wire was obtained in the same manner as above.
  • High-density polyethylene (Asahi Kasei, Suntech (registered trademark) -HD B891) is used as a raw material for synthetic resin materials, and modified low-density polyethylene (Mitsui Chemicals, Admer NB508) graft-copolymerized with maleic anhydride is 20 ⁇ m thick.
  • the cross-sectional area of the matrix resin was calculated from the cross-sectional area of the resin-coated superconducting wire, the outer cross-sectional area of the resin-coated superconducting wire, and the difference between the cross-sectional area and the superconducting wire. From the cross-sectional area of this matrix resin, the mass and cost of the resin per 1000 m in length of the resin-coated superconducting wire, and their copper equivalent values were calculated. The results are shown in Tables 2 to 5 below. In Tables 2 to 5, the amount in parentheses indicates the amount of copper converted in the same volume.
  • Table 1 shows the melting point, glass transition point, heat shrinkage rate, and water absorption rate of each of the synthetic resin materials used in Examples 1 to 43.
  • the heat shrinkage rate and the water absorption rate were determined by the above-mentioned method.
  • the resin-coated superconducting wires of Examples 1 to 43 were obtained with the same dimensions as the superconducting wire using the conventional copper channel, and thereby achieved the same magnetic shielding characteristics as the superconducting wire using the conventional copper channel. It was confirmed that it could be done.

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Abstract

樹脂被覆超電導線は、合成樹脂材料からなるマトリックス樹脂と、前記マトリックス樹脂中に延在する超電導線とを有し、前記樹脂被覆超電導線の横断面で見て、前記マトリックス樹脂の断面積が、前記超電導線の断面積以上である。

Description

樹脂被覆超電導線、超電導コイルおよびシールドコイル
　本開示は、樹脂被覆超電導線、超電導コイルおよびシールドコイルに関する。
　従来より、核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置や磁気共鳴画像（ＭＲＩ）検査用の装置などの用途などにおいて、外部から内部への磁場を遮断して適切な分析結果を得るとともに、内部から外部への磁場を遮断して人体や電子機器等への影響を抑制するためのシールドコイルとして、超電導材料が用いられている。
　このような超電導材料としては、例えば図６に示すように、ＮｂＴｉ線などの超電導線２２を、銅チャンネルと呼ばれる安定化銅２１で被覆し、さらにその周囲をポリエステル２３などの樹脂の編組で被覆してなる樹脂被覆超電導線２がある。このような樹脂被覆超電導線２では、超電導線２２の周囲を安定化銅２１で被覆することにより、超電導線２２から生じる熱を外部へと放熱し、例えば液体ヘリウムなどに浸漬して冷却することでその温度上昇を抑制している。
　また、超電導材料の発熱効率を高めるために、特許文献１には、複数の超電導線を安定化銅に埋め込み、その周囲に樹脂を被覆し、さらに安定化銅に埋め込んでなる超電導線が提案されている。
特表２０１７－５３３５７９号公報
　しかしながら、以上に述べた従来の超電導材料はいずれも、超電導線の周囲に安定化銅など高純度の金属を用いることから、比較的高価でかつ重量が大きくなり、また、曲げ癖がつきやすいためハンドリング性も悪い。
　本開示は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、従来に比べて、軽量で柔軟性に優れ、かつ安価な樹脂被覆超電導線を提供することを目的とする。
［１］　合成樹脂材料からなるマトリックス樹脂と、前記マトリックス樹脂中に延在する超電導線とを有する樹脂被覆超電導線であって、前記樹脂被覆超電導線の横断面で見て、前記マトリックス樹脂の断面積が、前記超電導線の断面積以上であることを特徴とする、樹脂被覆超電導線。
［２］　前記超電導線が、金属／ニオブチタン、金属／ニオブ三スズ、金属/二ホウ化マグネシウム、希土類系およびビスマス系の超電導材料からなる群から選択される１種以上からなることを特徴とする、上記［１］に記載の樹脂被覆超電導線。
［３］　前記合成樹脂材料が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする、上記［１］または［２］に記載の樹脂被覆超電導線。
［４］　前記熱可塑性樹脂の融点が２９０℃以下であることを特徴とする、上記［３］に記載の樹脂被覆超電導線。
［５］　前記熱可塑性樹脂の融点が２１０℃以下であることを特徴とする、上記［３］または［４］に記載の樹脂被覆超電導線。
［６］　前記合成樹脂材料が、ポリアミドまたはポリオレフィンであることを特徴とする、上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［７］　前記ポリアミドがナイロンであることを特徴とする、上記［６］に記載の樹脂被覆超電導線。
［８］　前記合成樹脂材料が、ナイロン１１、ナイロン１２またはポリエチレンであることを特徴とする、上記［１］～［７］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［９］　前記合成樹脂材料が、２５０℃以下のガラス転移点を有する非晶性樹脂であることを特徴とする、上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１０］　前記樹脂被覆超電導線は、前記マトリックス樹脂が前記超電導線の外周を覆う内側マトリックス樹脂層と前記内側マトリックス樹脂層の外側を覆う１つ以上の外側マトリックス樹脂層とから構成される２層以上のマトリックス樹脂層から構成される、多層被覆線であることを特徴とする、上記［１］～［９］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１１］　前記内側マトリックス樹脂層は、エポキシ基、オキサゾリル基、アミノ基及び無水マレイン酸残基からなる群から選択される少なくとも１種類の官能基を含有するオレフィン系樹脂、又その共重合体であることを特徴とする、上記［１０］に記載の樹脂被覆超電導線。
［１２］　前記内側マトリックス樹脂層は、カルボン酸の金属塩を含有するオレフィン系共重合体であることを特徴とする、上記［１０］に記載の樹脂被覆超電導線。
［１３］　前記超電導線が単線であることを特徴とする、上記［１］～［１２］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１４］　前記超電導線が撚線であることを特徴とする、上記［１］～［１２］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１５］　前記樹脂被覆超電導線の横断面形状が、平角形状であることを特徴とする、上記［１］～［１４］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１６］　前記樹脂被覆超電導線の横断面形状が、円形状であることを特徴とする、上記［１］～［１４］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１７］　前記樹脂被覆超電導線の幅および厚さの寸法精度が±０．１０ｍｍ以下であることを特徴とする、上記［１］～［１６］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１８］　前記樹脂被覆超電導線の幅および厚さの寸法精度が±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする、上記［１］～［１７］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線。
［１９］　上記［１］～［１８］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線を用いた超電導コイル。
［２０］　上記［１］～［１８］のいずれか１つに記載の樹脂被覆超電導線を用いたシールドコイル。
　本開示によれば、従来に比べて、軽量で柔軟性に優れ、かつ低価格な樹脂被覆超電導線を提供することができる。
図１は、一実施形態の樹脂被覆超電導線（平角形状）の横断面図である。 図２は、一実施形態の樹脂被覆超電導線（円形状）の横断面図である。 図３は、一実施形態の樹脂被覆超電導線（平角形状）の横断面図である。 図４は、一実施形態の樹脂被覆超電導線（円形状）の横断面図である。 図５（ａ）～（ｆ）は、それぞれ、樹脂被覆超電導線（平角形状）の種々の変形例を示す横断面図である。 図６は、従来の樹脂被覆超電導線の横断面図である。
　以下、本開示の好ましい実施形態について詳細に説明するが、本開示は以下の実施形態に限定されない。
　本発明者らは、樹脂被覆超電導線が、合成樹脂材料からなるマトリックス樹脂と、マトリックス樹脂中に延在する超電導線とを有し、樹脂被覆超電導線の横断面で見て、マトリックス樹脂の断面積が、超電導線の断面積以上であることにより、従来に比べて、軽量で柔軟性に優れ、かつ安価な樹脂被覆超電導線を提供することができることを見出し、本開示を完成するに至った。
１．樹脂被覆超電導線
　本開示に係る樹脂被覆超電導線は、合成樹脂材料からなるマトリックス樹脂と、マトリックス樹脂中に延在する超電導線とを有する。そして、樹脂被覆超電導線において、樹脂被覆超電導線の横断面で見て、マトリックス樹脂の断面積が、超電導線の断面積以上である。
　図１は、一実施形態の樹脂被覆超電導線の横断面図であり、図２は、一実施形態の樹脂被覆超電導線の横断面図である。図１～２に示すように、樹脂被覆超電導線１は、合成樹脂材料からなるマトリックス樹脂１１と、マトリックス樹脂１１中に延在する超電導線１２とを有する。そして、本実施形態では、樹脂被覆超電導線１の横断面で見て、マトリックス樹脂１１の断面積が、超電導線１２の断面積以上である。なお、図１は、横断面形状が平角形状の樹脂被覆超電導線１であり、図２は、横断面形状が円形状の樹脂被覆超電導線１である。また、図１～２に示す樹脂被覆超電導線１は、単層のマトリックス樹脂層から構成されるマトリックス樹脂１１が超電導線１２の外周を覆う、単層被覆線である。
　シールドコイルの用途においては、樹脂被覆超電導線１を構成する超電導線１２の内部を流れる電流は比較的小さい。したがって、このような用途に用いる超電導線１２は、クエンチを生じにくく、仮にクエンチしたとしても電流が小さいため、多量の安定化銅を複合化する必要がない。一方で、シールドコイルの磁場の遮断性を担保するためには、樹脂被覆超電導線１をコイルとして巻いたときに隣接する超電導線１２、１２同士を一定の距離を隔てて配置する必要がある。そこで、超電導線１２を、その横断面の断面積が同等かまたはより大きいマトリックス樹脂１１中に延在（好適には埋設）させる。これにより、樹脂被覆超電導線では、マトリックス樹脂１１が、いわゆるスペーサーの役割を果たし、隣接する超電導線１２、１２同士を、一定の距離を隔てて配置することができる。
［マトリックス樹脂］
　マトリックス樹脂１１は、合成樹脂材料からなるものである。マトリックス樹脂１１は、超電導線１２間の絶縁性を担保するとともに、上述したとおりいわゆるスペーサーの役割を果たし、隣接する超電導線１２同士を、一定の距離を隔てて配置するものである。なお、マトリックス樹脂は、固形状であり、糸を編組したものを除くものとする。
　マトリックス樹脂１１としては、樹脂被覆超電導線１の横断面で見て、マトリックス樹脂１１の断面積を超電導線１２の断面積以上にするための厚肉被覆成形をする上で有効な方法である押出成形が可能な熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリアミドまたはポリオレフィンであることがより好ましい。ポリアミドはナイロンであることが好ましい。上記の熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロンＭＸＤ６（メタキシリレンジアミンとアジピン酸の重縮合体）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンスルフィド、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等が好適であり、これら樹脂は、単体、又は二種類以上の樹脂の混合物でもよい。
　なお、マトリックス樹脂１１を構成する合成樹脂材料とは、合成樹脂のみからなるものの他、合成樹脂を主とする樹脂組成物を含むものである。この樹脂組成物中には、各種フィラーや酸化防止剤などのように、機械的または化学的な耐久性を向上させる添加剤など、通常の樹脂組成物に含まれる各種添加剤を含み得る。例えば、マトリックス樹脂１１にフィラーを添加することにより、マトリックス樹脂１１の熱収縮率をより小さくして超電導線１２の熱収縮率に近づけることができ、樹脂被覆超電導線１のヒートサイクル性を高めることができる。
　また、マトリックス樹脂１１が結晶性樹脂である場合、マトリックス樹脂１１の融点が、例えば２９０℃以下であることが好ましく、２８０℃以下であることがより好ましく、２７０℃以下であることがさらに好ましい。マトリックス樹脂１１の原料を加熱成形して製造する場合には、その原料となる樹脂の融点が低いほど、低温で成形をすることができ、したがって、成形時の加熱に起因する超電導線１２の性能劣化を抑制できる。
　マトリックス樹脂１１を構成する上記の結晶性樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロンＭＸＤ６、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンスルフィド、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）等が好適である。
　上記のような成形時の加熱による超電導線１２の性能劣化をさらに抑制する観点から、マトリックス樹脂１１の融点が、２１０℃以下であることが好ましく、２００℃以下であることがより好ましく、１９０℃以下であることがさらに好ましい。マトリックス樹脂１１を構成する上記の結晶性樹脂のなかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン１１、ナイロン１２が好ましい。
　マトリックス樹脂１１としては、ナイロンやポリオレフィンであることが好ましく、その中でも、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロンＭＸＤ６、ポリエチレン、ポリプロピレンがより好ましく、特に低い融点、低い熱収縮率、優れた耐吸水性（低い吸水率）と柔軟性、機械特性を有することから、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリエチレン、ポリプロピレンがさらに好ましい。
　また、マトリックス樹脂１１が非晶性樹脂である場合、マトリックス樹脂１１を構成する合成樹脂材料のガラス転移点が、例えば２５０℃以下であることが好ましく、２４０℃以下であることがより好ましく、２３０℃以下であることがさらに好ましい。例えばマトリックス樹脂１１の原料を加熱成形して製造する場合には、その原料のガラス転移点が低いほど、低温で樹脂被覆成形加工をすることができ、したがって、成形加工時の加熱に起因する超電導線１２の性能変化を抑制できる。
　マトリックス樹脂１１を構成する上記の非晶性樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等が好適である。
　図３は、樹脂被覆超電導線（平角形状）の他の例の横断面図であり、図４は、樹脂被覆超電導線（円形状）の他の例の横断面図である。図３～４に示す樹脂被覆超電導線１は、多層のマトリックス樹脂層から構成されるマトリックス樹脂１１が超電導線１２の外周を覆う、多層被覆線である。具体的には、図３～４では、図１～２と異なり、マトリックス樹脂１１は、超電導線１２の外周を覆う環状の内側マトリックス樹脂層１１ａと、内側マトリックス樹脂層１１ａを外側から覆う１つ以上の外側マトリックス樹脂層１１ｂとから構成される。なお、図３～４では、マトリックス樹脂１１が内側マトリックス樹脂層１１ａと１つの外側マトリックス樹脂層１１ｂとから構成される２層構造を示している。
　図３～４に示すように、樹脂被覆超電導線１は、内側マトリックス樹脂層１１ａおよび外側マトリックス樹脂層１１ｂのように、２層以上のマトリックス樹脂層を有する多層被覆線であることが好ましく、マトリックス樹脂層が２層以上４層以下の多層被覆線であることがより好ましい。樹脂被覆超電導線１を多層被覆線にすることで、一回押出被覆時の樹脂量を減らすことによって、押出被覆線の寸法精度を高めることが期待できる。更に、各マトリックス樹脂層に異なる樹脂を用いることで、樹脂被覆超電導線１の機能性をより高めることができる。
　具体的には、超電導線１２と密着性の低いポリエチレン、ポロプロピレン等のポリオレフィン樹脂の場合、導体側の一層目である内側マトリックス樹脂層１１ａがエポキシ基、オキサゾリル基、アミノ基及び無水マレイン酸残基からなる群から選択される少なくとも１種類の官能基を含有するオレフィン系樹脂、又その共重合体（共重合体（Ａ）ともいう）である多層被覆線にすることで、超電導線１２と外側ポリオレフィン樹脂１１ｂとの密着性を高めることができる。また、内側マトリックス樹脂層１１ａがカルボン酸の金属塩を含有するオレフィン系共重合体（オレフィン系共重合体（Ｂ）ともいう）である多層被覆線にすることでも、上記と同様な密着性向上が期待できる。
　共重合体（Ａ）を構成するオレフィン成分としては、エチレン、プロピレン、ブテン―１、ペンテン―１、４―メチルペンテン―１、イソブチレン、ヘキセン―１、デセン―１、オクテン―１、１，４―ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン等が好適であり、その中でも、好ましくはエチレン、プロピレン、ブテン―１である。またこれらの成分は単独、あるいは２種以上を使用してもよい。
　共重合体（Ａ）を構成するオレフィン以外の共重合体成分としては、アクリル成分およびビニル成分の少なくとも一方の成分であってもよい。
　アクリル成分としては、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―プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ―ブチル、アクリル酸ｔ―ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどが好適である。ビニル成分としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、スチレンなどが好適である。中でも、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルがより好ましい。またこれら成分は単独あるいは２種以上を使用してもよい。共重合体（Ａ）の代表的な好適例としては、無水マレイン酸をグラフトさせたポリエチレン、又はポリプロピレン、及びエチレン／グリシジルメタアクリレート共重合体等が挙げられ、市版の樹脂としては、アドマー（三井化学社製、商品名）、ボンドファースト（住友化学工業社製、商品名）、ロタダー（アトフィナ社製、商品名）がある。
　オレフィン系共重合体（Ｂ）を構成するカルボン酸としては、好適には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸のような不飽和モノカルボン酸や、マレイン酸、フマル酸、フタル酸のような不飽和ジカルボン酸を挙げることができ、これらの金属塩としては、Ｚｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇなどの塩を挙げることができる。このようなオレフィン系共重合体（Ｂ）としては、好適には、エチレン－メタクリル酸共重合体のカルボン酸の一部を金属塩にし、一般にアイオノマーと呼ばれる樹脂（例えば、ハイミラン；商品名、三井ポリケミカル（株）製）を挙げることができる。
　マトリックス樹脂１１としては、以下の方法によって算出する熱収縮率が、５％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましく、１％以下であることがさらに好ましい。これにより、マトリックス樹脂１１を液体ヘリウムなどの冷媒に浸漬させた際にマトリックス樹脂１１が損傷や劣化することを抑制できる。
　（熱収縮率の算出方法）
　樹脂被覆超電導線１の長手方向に切り出した０．２ｇの樹脂被覆超電導線１を、５００ｍＬ、液体ヘリウムに数分間浸漬して、樹脂被覆超電導線１の寸法を測定し、以下の式（１）により、熱収縮率を算出する。
　熱収縮率（％）＝｛（浸漬前の樹脂被覆超電導線の寸法－浸漬後の樹脂被覆超電導線の寸法）／浸漬前の樹脂被覆超電導線の寸法｝×１００　　　・・・式（１）
　マトリックス樹脂１１としては、以下の方法によって算出する吸水率が、1.０％以下であることがより好ましく、０．７％以下であることがさらに好ましい。吸水率が低いほど、マトリックス樹脂１１の表面の膨張が少ない。そのため、マトリックス樹脂１１の吸水による損傷や劣化、マトリックス樹脂１１の吸水による変質やクラックの発生に起因する機械的強度の低下を抑制することができる。なお、以下に示す算出方法は、ＪＩＳ　Ｋ７２０９に定められているプラスチックの吸水率の求め方のうちの一つである。
　（吸水率の算出方法）
　樹脂被覆超電導線１の長手方向に切り出した１．０ｇの樹脂被覆超電導線１を、５００ｍＬ、２３℃の水に２４時間浸漬した後、表面の水を拭き取り、樹脂被覆超電導線１の質量を測定し、以下の式（２）により吸水率を算出する。
　吸水率（％）＝｛（浸漬前の樹脂被覆超電導線の質量－浸漬後の樹脂被覆超電導線の質量）／浸漬前の樹脂被覆超電導線の質量｝×１００　　　・・・式（２）
［超電導線］
　超電導線１２は、上述したマトリックス樹脂１１中に延在する線材であり、超電導性を有するものである。
　超電導線１２の横断面のサイズとしては、例えば、円形状であれば０．０５～２．００ｍｍφであることが好ましく、０．０７～１．５０ｍｍφであることがより好ましく、０．１～１．０ｍｍφであることがさらに好ましい、また、超電導線１２の横断面が平角形状であれば、その長辺としては、０．８ｍｍ～２．５ｍｍであることが好ましく、１．５ｍｍ～２．０ｍｍであることがより好ましく、短辺としては、０．５ｍｍ～１．５ｍｍであることが好ましく、０．９ｍｍ～１．２ｍｍであることがより好ましい。
　超電導線１２としては、例えば金属／ニオブチタン、金属／ニオブ三スズ、金属／二ホウ化マグネシウム、希土類系およびビスマス系の超電導材料からなる群から選択される１種以上の超電導性材料で構成されることが好ましい。なお、「金属／ニオブチタン」、「金属／ニオブ三スズ」または「金属／二ホウ化マグネシウム」とは、ニオブチタン、ニオブ三スズまたはニホウ化マグネシウムの周囲に銅や鉄などの金属を被覆するなどして複合化したものである。
　具体的に、希土類系材料としては、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ、ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δなどが挙げられる。ビスマス系材料としては、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋δ、Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏ８＋δなどが挙げられる。
　超電導線１２としては、単線、または複数の素線を撚り合わせた撚線のいずれを用いることもできる。
［マトリックス樹脂と超電導線の関係］
　上述したとおり、樹脂被覆超電導線１においては、その横断面で見て、マトリックス樹脂１１の断面積は、超電導線１２の断面積以上である。
　また、樹脂被覆超電導線１の横断面で見て、超電導線１２の断面積に対するマトリックス樹脂１１の断面積の比（マトリックス樹脂１１の断面積／超電導線１２の断面積の比）が、２倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましく、１０倍以上であることがさらに好ましく、２０倍以上であることが特に好ましく、４０倍以上であることが最も好ましい。前記断面積の比の上限は、例えば、コイル素材としての適正や巻線作業のハンドリング性などの実用上の観点から、１０００倍とすることが好ましい。
　また、樹脂被覆超電導線１を横断面で見た場合において、超電導線１２は、図１～２では、マトリックス樹脂１１の中心（重心）に位置している場合を示しているが、樹脂被覆超電導線１の表面から露出しない限りにおいて（樹脂被覆超電導線の表面にマトリックス樹脂１１の樹脂成分が僅かでも存在する限りにおいて）、マトリックス樹脂１１中のいずれの位置に存在していてもよい。例えば、図５（ａ）～（ｆ）は、マトリックス樹脂１１Ａ～１１Ｆの異なる断面位置にそれぞれ超電導線１２Ａ～１２Ｆを配置した、横断面形状が平角形状の樹脂被覆超電導線１Ａ～１Ｆの横断面の変形例を示したものである。
　樹脂被覆超電導線においては、一つのマトリックス樹脂１１に対して、一つの超電導線１２が単線または撚線として配置される。
　樹脂被覆超電導線は、その横断面形状が、楕円形状を含む円形状、三角形状、正方形状、平角形状などいかなる形状を用いることもできるが、コイルの形成の容易性から、平角形状であることが好ましい。なお、樹脂被覆超電導線の横断面形状が平角形状である場合には、樹脂被覆超電導線の横断面形状には、角部に１ｍｍ以下のＲ値を有するものも含まれる。
　樹脂被覆超電導線が平角形状である場合、樹脂被覆超電導線の横断面の長辺としては、例えば０．５ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ～７ｍｍであることがより好ましい。また、樹脂被覆超電導線の横断面の短辺としては、例えば０．１ｍｍ～５ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ～３ｍｍであることがより好ましい。
　樹脂被覆超電導線の幅および厚さの寸法精度が、±０．１０ｍｍ以下であることが好ましく、±０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、「寸法精度」とは、一つの樹脂被覆超電導線において、その寸法の最大値と最小値の差異の範囲をいう。このような寸法精度を有することにより、樹脂被覆超電導線はより高い電磁シールド性能を実現することができる。なお、このような寸法精度を達成するため、樹脂押出加工後に外面を削る方法が挙げられる。また、上述したマトリックス樹脂の表面に、さらに例えばＵＶ硬化性樹脂材などをコートする方法も挙げられる。
　以上のような樹脂被覆超電導線は、超電導コイル、特に、ＮＭＲ装置やＭＲＩ検査用の装置などに使用するシールドコイルに応用することができる。
　以上のような樹脂被覆超電導線に印加できる電圧としては、特に限定されないが、例えば、０～５０Ｖであることが好ましく、０～２０Ｖであることがより好ましく、０～１０Ｖであることがさらに好ましい。
　また、樹脂被覆超電導線は、安定化銅を備える従来の超電導線に比べて、軽量および安価であり、さらには、曲げ癖がつきにくく撓り性が向上し、可撓性などの柔軟性にも優れるため、ハンドリング性が良く、コイル化するときに巻きやすい。
２．樹脂被覆超電導線の製造方法
　以上のような実施形態の樹脂被覆超電導線は、例えば、マトリックス樹脂を構成する合成樹脂原料中に超電導線を挿入して、通常の樹脂材料の押出成形体の製造方法と同様に、押出成形することにより製造することができる。加熱温度や押出速度などは、合成樹脂原料の種類、成形する成形体の大きさや形状などにより、適宜調整すればよい。
　また、従来技術では、予め素線である超電導線に樹脂被覆した後で、銅チャンネルに埋め込む２段階の工程を経ていた。一方で、実施形態の樹脂被覆超電導線では、マトリックス樹脂が銅チャンネルと同一の形状を成形できるようになったため、従来の２段階の工程を１段階の工程で仕上げることができる。
　次に、本開示の効果をさらに明確にするために、実施例について説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
　（実施例１～４０）
　合成樹脂材料の原料としてナイロン１１（ARKEMA製、BESN Noir TL）、ナイロン１２（宇部興産製、ＵＢＥＳＴＡ３０３０ＬＵＸ)、ナイロン６（宇部興産製、ＵＢＥＳＴＡ１０２４ＪＩ）、ナイロン６６（旭化成製、レオナ（登録商標）１３００Ｓ）、高密度ポリエチレン（旭化成製、サンテック（登録商標）－ＨＤ　Ｂ８９１）を用い、０．３ｍｍφの銅／ニオブチタン超電導線を、合成樹脂材料の原料中に挿入して、平角状（実施例１～２０）または丸状（実施例２１～４０）でかつ下記表２と３に示す寸法となるような金型を用い、各樹脂材料の融点＋２０℃以上融点＋８０℃以下の温度条件下で押出加工した。なお、超電導線の配置は、図１と図２に示すように、合成樹脂材料の中心となるように配置した。実施例１～２０では、横断面形状が平角形状である樹脂被覆超電導線を製造した。実施例２１～４０では、横断面形状が円形状である樹脂被覆超電導線を製造した。
　（実施例４１）
　合成樹脂材料の原料として高密度ポリエチレン（旭化成製、サンテック（登録商標）－ＨＤ　Ｂ８９１）を用い、無水マレイン酸をグラフト共重合させた変性低密度ポリエチレン（三井化学製、アドマーNB508）を厚さ２０μｍで被覆した０．３ｍｍφの銅／ニオブチタン超電導線を、合成樹脂材料の原料中に挿入して、平角状でかつ下記表４に示す寸法となるような金型を用い、各樹脂材料の融点＋２０℃以上融点＋８０℃以下の温度条件下で押出加工した。なお、超電導線の配置は、図３に示すように、合成樹脂材料の中心となるように配置した。
　（実施例４２）
　カルボン酸の一部を金属塩にしたエチレン－メタクリル酸共重合体（三井ポリケミカル製、ハイミラン１８５５）を厚さ２０μｍで被覆した０．３ｍｍφの銅／ニオブチタン超電導線を使用した以外は実施例４１と同様にして樹脂被覆超電導線を得た。
　（実施例４３）
　合成樹脂材料の原料として高密度ポリエチレン（旭化成製、サンテック（登録商標）－ＨＤ　Ｂ８９１）を用い、無水マレイン酸をグラフト共重合させた変性低密度ポリエチレン（三井化学製、アドマーNB508）を厚さ２０μｍで被覆した０．３ｍｍφの銅／ニオブチタン超電導線を、合成樹脂材料の原料中に挿入して、丸状でかつ下記表５に示す寸法となるような金型を用い、各樹脂材料の融点＋２０℃以上融点＋８０℃以下の温度条件下で押出加工した。なお、超電導線の配置は、図４に示すように、合成樹脂材料の中心となるように配置した。
　マトリックス樹脂の断面積は、樹脂被覆超電導線の横断面で見て、樹脂被覆超電導線の外形寸法から外形の断面積を求め、その断面積と超電導線の断面積との差から算出した。このマトリックス樹脂の断面積から、樹脂被覆超電導線の長さ１０００ｍあたりの樹脂の質量および費用、ならびにそれらの銅換算値を算出した。下記表２～表５にその結果を示す。なお、表２～５中、括弧内は同体積での銅換算量を示す。
　また、実施例１～４３で用いたそれぞれの合成樹脂材料について、融点、ガラス転移点、熱収縮率および吸水率をそれぞれ表１に示す。なお、熱収縮率および吸水率は、上述した方法により求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
 
　実施例１～４３の樹脂被覆超電導線について、従来の銅チャンネルを用いた超電導線と同等の寸法で得られ、また、それにより従来の銅チャンネルを用いた超電導線と同等の磁気シールド特性を達成できることが確認された。
　さらに、実施例１～４３の樹脂被覆超電導線では、上記表２～５に示すとおり、銅被覆超電導線と比較して、大幅な質量の低下と原料費用の削減を達成できることが分かった。
　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，２　　樹脂被覆超電導線
　１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ　　マトリックス樹脂
　１１ａ　内側マトリックス樹脂層
　１１ｂ　外側マトリックス樹脂層
　１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，２２　　超電導線
　２１　　安定化銅

Claims (20)

  1. 　合成樹脂材料からなるマトリックス樹脂と、
    　前記マトリックス樹脂中に延在する超電導線と
    を有する樹脂被覆超電導線であって、
    　前記樹脂被覆超電導線の横断面で見て、前記マトリックス樹脂の断面積が、前記超電導線の断面積以上であることを特徴とする、樹脂被覆超電導線。
  2. 　前記超電導線が、金属／ニオブチタン、金属／ニオブ三スズ、金属/二ホウ化マグネシウム、希土類系およびビスマス系の超電導材料からなる群から選択される１種以上からなることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂被覆超電導線。
  3. 　前記合成樹脂材料が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項１または２に記載の樹脂被覆超電導線。
  4. 　前記熱可塑性樹脂の融点が２９０℃以下であることを特徴とする、請求項３に記載の樹脂被覆超電導線。
  5. 　前記熱可塑性樹脂の融点が２１０℃以下であることを特徴とする、請求項３または４に記載の樹脂被覆超電導線。
  6. 　前記合成樹脂材料が、ポリアミドまたはポリオレフィンであることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  7. 　前記ポリアミドがナイロンであることを特徴とする、請求項６に記載の樹脂被覆超電導線。
  8. 　前記合成樹脂材料が、ナイロン１１、ナイロン１２またはポリエチレンであることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  9. 　前記合成樹脂材料が、２５０℃以下のガラス転移点を有する非晶性樹脂であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  10. 　前記樹脂被覆超電導線は、前記マトリックス樹脂が前記超電導線の外周を覆う内側マトリックス樹脂層と前記内側マトリックス樹脂層の外側を覆う１つ以上の外側マトリックス樹脂層とから構成される２層以上のマトリックス樹脂層から構成される、多層被覆線であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  11. 　前記内側マトリックス樹脂層は、エポキシ基、オキサゾリル基、アミノ基及び無水マレイン酸残基からなる群から選択される少なくとも１種類の官能基を含有するオレフィン系樹脂、又その共重合体であることを特徴とする、請求項１０に記載の樹脂被覆超電導線。
  12. 　前記内側マトリックス樹脂層は、カルボン酸の金属塩を含有するオレフィン系共重合体であることを特徴とする、請求項１０に記載の樹脂被覆超電導線。
  13. 　前記超電導線が単線であることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  14. 　前記超電導線が撚線であることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  15. 　前記樹脂被覆超電導線の横断面形状が、平角形状であることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  16. 　前記樹脂被覆超電導線の横断面形状が、円形状であることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  17. 　前記樹脂被覆超電導線の幅および厚さの寸法精度が±０．１０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１～１６のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  18. 　前記樹脂被覆超電導線の幅および厚さの寸法精度が±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１～１７のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線。
  19. 　請求項１～１８のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線を用いた超電導コイル。
  20. 　請求項１～１８のいずれか１項に記載の樹脂被覆超電導線を用いたシールドコイル。
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