CN119816904A - 被覆电线和被覆电线的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种被覆电线,其为包含扁平电线基材和形成于上述扁平电线基材的外周的被覆层的被覆电线,其中,上述被覆层包括:第1层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)的液态涂料组合物(1)形成;第2层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的液态涂料组合物(2)、或者包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的粉体涂料组合物(2)形成;和第3层,其通过含氟高分子化合物(3)的挤出成型形成。
Description
技术领域
本公开涉及被覆电线和被覆电线的制造方法。
背景技术
专利文献1中记载了一种电线,其特征在于,具有导体和形成于上述导体的外周的第一绝缘层,上述第一绝缘层由热固性树脂和氟树脂构成,热固性树脂与氟树脂的质量比为90:10~10:90,上述第一绝缘层是将热固性树脂溶液与氟树脂有机溶胶混合并将得到的混合液涂布于导体上进行烘烤而形成的层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/024809号
发明内容
发明所要解决的课题
本公开的目的在于提供一种被覆电线,该被覆电线显示低的相对介电常数和高的局部放电起始电压,即使弯曲也不易在被覆层产生褶皱,扁平电线基材与被覆层的密合强度高。
用于解决课题的手段
根据本公开,提供一种被覆电线,其为包含扁平电线基材和形成于上述扁平电线基材的外周的被覆层的被覆电线,其中,上述被覆层包括:第1层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)的液态涂料组合物(1)形成;第2层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的液态涂料组合物(2)、或者包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的粉体涂料组合物(2)形成;和第3层,其通过含氟高分子化合物(3)的挤出成型形成。
发明的效果
根据本公开,能够提供一种被覆电线,该被覆电线显示低的相对介电常数和高的局部放电起始电压,即使弯曲也不易在被覆层产生褶皱,扁平电线基材与被覆层的密合强度高。
具体实施方式
以下,对本公开的具体实施方式进行详细说明,但本公开不限定于下述实施方式。
本公开的被覆电线包含扁平电线基材和形成于扁平电线基材的外周的被覆层。
含氟高分子化合物具有非粘合性,因此在被覆电线的扁平电线基材上设置包含含氟高分子化合物的被覆层的情况下,存在扁平电线基材与被覆层不能以充分的强度密合的问题。因此,若使现有的被覆电线弯曲或弯折,则存在被覆层从扁平电线基材浮起、或在被覆层产生褶皱的问题。
另一方面,若由容易与扁平电线基材密合的材料形成被覆层,则被覆电线的被覆层的相对介电常数变高,或者被覆电线的局部放电起始电压变低,存在难以得到电性能优异的被覆电线的问题。
本公开的被覆电线是将3个层的构成材料和形成方法适当组合而得到的。因此,本公开的被覆电线显示低的相对介电常数和高的局部放电起始电压,并且即使弯曲也不易在被覆层产生褶皱,扁平电线基材与被覆层以高密合强度密合。
(扁平电线基材)
扁平电线基材的形状只要是其截面为近似长方形的扁平线的形状就没有特别限定。扁平电线基材的截面的角部可以为直角,扁平电线基材的截面的角部也可以具有圆角。另外,扁平电线基材若整体的截面为近似长方形,则可以为单线、集合线、绞合线等,优选为单线。
作为扁平电线基材,只要由导电材料构成就没有特别限定,可以由铜、铜合金、铝、铝合金、铁、银、镍等材料构成,优选由铜、铜合金、铝或铝合金构成。另外,也可以使用实施了镀银、镀镍等镀敷的扁平电线基材。作为铜,可以使用无氧铜、低氧铜、铜合金等。
扁平电线基材的截面的宽度可以为1mm~75mm,扁平电线基材的截面的厚度可以为0.1mm~30mm。扁平电线基材的外周直径可以为6.5mm以上,可以为200mm以下。另外,宽度相对于厚度之比可以超过1且为30以下。
从扁平电线基材与被覆层更牢固地密合的方面出发,扁平电线基材的面粗糙度Sz优选为0.2μm~12μm,更优选为1μm以上、进一步优选为5μm以上,更优选为10μm以下。
扁平电线基材的面粗糙度可以通过利用蚀刻处理、喷砂处理、激光处理等表面处理方法对扁平电线基材进行表面处理来调整。另外,也可以通过表面处理在扁平电线基材的表面设置凹凸。凸部与凸部的凹凸间距离越小越优选,例如为5μm以下。另外,关于凹凸的大小,例如将相对于未加工面的凸部切断时的每一个的凹部面积为1μm2以下。凹凸形状可以是火山口型的单一的凹凸形状,也可以分支为蚂蚁的巢状。
(被覆层)
本公开的被覆电线包含形成于扁平电线基材的外周的被覆层,被覆层包括第1层、第2层和第3层。本公开的被覆电线中,通常,第1层形成于扁平电线基材的外周,第2层形成于第1层的外周,第3层形成于第2层的外周。
第1层和第2层均为由涂料组合物形成的涂膜。第1层是由液态涂料组合物(1)形成的涂膜。第2层是由液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)形成的涂膜。
液态涂料组合物含有高分子化合物或含氟高分子化合物以及溶剂。粉体涂料组合物含有高分子化合物或含氟高分子化合物的粉体。本公开中,在粉体涂料仅含有高分子化合物的粉体的情况、仅含有含氟高分子化合物的粉体的情况、即粉体涂料不含有多种成分的情况下,均使用“粉体涂料组合物”这一用语。
第3层是通过挤出成型法由含氟高分子化合物(3)或包含含氟高分子化合物(3)及其他成分的挤出成型用组合物形成的挤出物。挤出物能够容易地形成厚度比涂膜大的层。例如,挤出物(第3层)的厚度可以为90μm以上,涂膜(第1层或第2层)的厚度可以小于90μm。
液态涂料组合物(1)包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)。通过将液态涂料组合物(1)涂布于扁平电线基材的外周而形成第1层,能够形成以高密合强度与扁平电线基材密合的第1层,由此,能够形成以高密合强度与扁平电线基材密合的被覆层,能够形成即使弯曲也不易产生褶皱的被覆层。
液态涂料组合物(2)包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)、以及含氟高分子化合物(2)。通过将液态涂料组合物(2)涂布于第1层的外周而形成第2层,能够在不损害被覆层的低的相对介电常数和高的局部放电起始电压的情况下与第1层和第3层充分密合,由此能够形成提供层间强度优异的被覆层的第2层。
粉体涂料组合物(2)包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)、以及含氟高分子化合物(2)。通过将粉体涂料组合物(2)涂布于第1层的外周而形成第2层,能够在不损害被覆层的低的相对介电常数和高的局部放电起始电压的情况下与第1层和第3层充分密合,由此能够形成提供层间强度优异的被覆层的第2层。
第3层包含含氟高分子化合物(3)。通过在第2层的外周利用含氟高分子化合物(3)的挤出物形成第3层,能够对被覆层赋予低的相对介电常数和高的局部放电起始电压,并且与第2层充分密合,由此能够形成提供层间强度优异的被覆层的第3层。
从绝缘特性的方面出发,被覆层的厚度优选为30μm~500μm,更优选为60μm以上、进一步优选为90μm以上、更进一步优选为120μm以上,更优选为400μm以下、进一步优选为300μm以下、更进一步优选为250μm以下。若厚度过大,则在将被覆电线用于电机等设备的情况下,设备的小型化有可能变得困难,若厚度过小,则有可能得不到充分的绝缘性。
从使扁平电线基材与被覆层充分密合、形成即使弯曲也不易产生褶皱的被覆层的方面出发,第1层的厚度优选为1μm~50μm,更优选为3μm以上、进一步优选为6μm以上,更优选为40μm以下、进一步优选为20μm以下、更进一步优选为10μm以下。
从在不损害被覆层的低的相对介电常数和高的局部放电起始电压的情况下使第2层与第1层和第3层充分密合的方面出发,第2层的厚度优选为5μm~100μm,更优选为10μm以上,更优选为60μm以下、进一步优选为40μm以下、更进一步优选为30μm以下。
从对被覆层赋予低的相对介电常数和高的局部放电起始电压、并且使第3层与第2层充分密合的方面出发,第3层的厚度优选为25μm~400μm,更优选为50μm以上、进一步优选为75μm以上、更进一步优选为90μm以上,更优选为300μm以下、进一步优选为250μm以下。
被覆层的相对介电常数优选为2.1~2.8,更优选为2.6以下、进一步优选为2.5以下。本公开的被覆电线是将3个层的构成材料和形成方法适当地组合而成的,因此能够降低被覆层的相对介电常数。
被覆层的局部放电起始电压优选为1000(Vp)~2100(Vp),更优选为1500(Vp)以上、进一步优选为1700(Vp)以上、更进一步优选为1900(Vp)以上。本公开的被覆电线是将3个层的构成材料和形成方法适当地组合而成的,因此能够提高被覆层的局部放电起始电压。
被覆层的局部放电起始电压优选满足下述式。本公开的被覆电线是将3个层的构成材料和形成方法适当地组合而成的,因此能够提高局部放电起始电压。
局部放电起始电压(Vp)≥7.2×t+880
(t:上述被覆层的厚度(μm))
被覆层只要包含第1层、第2层和第3层,则也可以进一步包含其他层,但即使不包含其他层,也能够得到发挥期望效果的被覆电线。
(第1层)
第1层由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)的液态涂料组合物(1)形成。液态涂料组合物(1)可以仅包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)作为高分子化合物。
除了高分子化合物(1)以外,液态涂料组合物(1)还可以含有溶剂。作为溶剂,可以举出水、有机溶剂等,优选有机溶剂。作为有机溶剂,可以举出N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-丁基-2-吡咯烷酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲酚、甲基异丁基酮等。
从能够容易地形成具有所期望的厚度的层的方面出发,液态涂料组合物(1)的粘度优选为10(cP)~10000(cP),更优选为50(cP)以上、进一步优选为100(cP)以上,更优选为1000(cP)以下、进一步优选为500(cP)以下。液态涂料组合物(1)的粘度可以通过调整液态涂料组合物(1)中的高分子化合物(1)的含量来调整。
液态涂料组合物(1)中的高分子化合物(1)的含量相对于液态涂料组合物(1)的质量优选为1重量%~50重量%,更优选为10重量%以上,更优选为40重量%以下。
液态涂料组合物(1)可以根据需要包含其他成分。作为其他成分,可以举出交联剂、抗静电剂、耐热稳定剂、发泡剂、发泡成核剂、抗氧化剂、表面活性剂、光聚合引发剂、抗磨剂、表面改性剂、有机/无机系的各种颜料、铜毒抑制剂、气泡防止剂、密合赋予剂、润滑剂、加工助剂、着色剂、磷系稳定剂、润滑剂、脱模剂、滑动材料、紫外线吸收剂、染料颜料、增强材料、防滴剂、填充材料、固化剂、紫外线固化剂、阻燃剂等添加剂等。作为液态涂料组合物(1)中的其他成分的含量,相对于液态涂料组合物(1)中的高分子化合物(1)的质量,优选小于30重量%,更优选小于10重量%,进一步优选为5重量%以下,下限没有特别限定,可以为0重量%以上。即,液态涂料组合物(1)也可以不含有其他成分。
(第2层)
第2层由液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)形成。
液态涂料组合物(2)包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)、以及含氟高分子化合物(2)。液态涂料组合物(2)可以仅包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)作为高分子化合物。
除了高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)以外,液态涂料组合物(2)还可以包含溶剂。作为溶剂,可以举出水、有机溶剂等。作为有机溶剂,可以举出N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-丁基-2-吡咯烷酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲酚、甲基异丁基酮等。
从能够容易地形成具有所期望的厚度的层的方面出发,液态涂料组合物(2)的粘度优选为10(cP)~10000(cP),更优选为50(cP)以上、进一步优选为100(cP)以上,更优选为1000(cP)以下、进一步优选为500(cP)以下。液态涂料组合物(2)的粘度可以通过调整液态涂料组合物(2)中的高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)的含量来调整。
液态涂料组合物(2)中的高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)的含量相对于液态涂料组合物(2)的质量优选为1重量%~90重量%,更优选为10重量%以上,更优选为80重量%以下。
粉体涂料组合物(2)包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)、以及含氟高分子化合物(2)。粉体涂料组合物(2)中的高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)通常均为粉体。粉体涂料组合物(2)可以仅包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)作为高分子化合物。
从能够容易地形成具有所期望的厚度的层的方面出发,粉体涂料组合物(2)的平均粒径优选为1(μm)~100(μm),更优选为5μm以上、进一步优选为10μm以上,更优选为90μm以下、进一步优选为80μm以下。
在液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)中,从在不损害被覆层的低的相对介电常数和高的局部放电起始电压的情况下使第2层与第1层和第3层充分密合的方面出发,高分子化合物(2)与含氟高分子化合物(2)的体积比优选为10/90~90/10,更优选为15/85以上,更优选为85/15以下。
液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)可以根据需要包含其他成分。作为其他成分,可以举出交联剂、抗静电剂、耐热稳定剂、发泡剂、发泡成核剂、抗氧化剂、表面活性剂、光聚合引发剂、抗磨剂、表面改性剂、有机/无机系的各种颜料、铜毒抑制剂、气泡防止剂、密合赋予剂、润滑剂、加工助剂、着色剂、磷系稳定剂、润滑剂、脱模剂、滑动材料、紫外线吸收剂、染料颜料、增强材料、防滴剂、填充材料、固化剂、紫外线固化剂、阻燃剂等添加剂等。作为液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)中的其他成分的含量,相对于液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)中的高分子化合物(2)和含氟高分子化合物(2)的质量,优选小于30重量%,更优选小于10重量%,进一步优选为5重量%以下,下限没有特别限定,可以为0重量%以上。即,液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)也可以不含有其他成分。
(第3层)
第3层通过含氟高分子化合物(3)的挤出成型而形成。含氟高分子化合物(3)在后文详细说明。
第3层可以根据需要包含其他成分。作为其他成分,可以举出交联剂、抗静电剂、耐热稳定剂、发泡剂、发泡成核剂、抗氧化剂、表面活性剂、光聚合引发剂、抗磨剂、表面改性剂、有机/无机系的各种颜料、铜毒抑制剂、气泡防止剂、密合赋予剂、润滑剂、加工助剂、着色剂、磷系稳定剂、润滑剂、脱模剂、滑动材料、紫外线吸收剂、染料颜料、增强材料、防滴剂、填充材料、固化剂、紫外线固化剂、阻燃剂等添加剂等。作为第3层中的其他成分的含量,相对于第3层中的含氟高分子化合物(3)的质量,优选小于30重量%,更优选小于10重量%,进一步优选为5重量%以下,下限没有特别限定,可以为0重量%以上。即,第3层也可以不含有其他成分。
(高分子化合物)
接着,对用于被覆电线的被覆层的高分子化合物进行说明。以下说明的高分子化合物可以适合用作形成第1层的高分子化合物(1)和形成第2层的高分子化合物(2)。
本公开中,“高分子化合物”具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者,优选不具有氟原子。高分子化合物可以在高分子化合物的主链或侧链具有酰胺基(酰胺键)或酰亚胺基(酰亚胺键)。
作为高分子化合物,从与扁平电线基材的密合性或与其他层的密合性的方面出发,优选选自由聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和热塑性聚酰亚胺组成的组中的至少1种,更优选选自由聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺组成的组中的至少1种。另外,作为高分子化合物,也可以组合使用2种以上的高分子化合物。例如,作为高分子化合物,可以使用聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺的组合。
聚酰胺酰亚胺是由在分子结构中具有酰胺键和酰亚胺键的聚合物构成的树脂。作为聚酰胺酰亚胺,没有特别限定,可以举出例如:通过分子内具有酰胺键的芳香族二胺与均苯四酸等芳香族四元羧酸的反应;偏苯三酸酐等芳香族三元羧酸与4,4-二氨基苯基醚等二胺或二苯基甲烷二异氰酸酯等二异氰酸酯的反应;分子内具有芳香族酰亚胺环的二元酸与二胺的反应等各反应而得到的高分子量聚合物所构成的树脂等。作为聚酰胺酰亚胺,优选由主链中具有芳香环的聚合物构成。
聚酰亚胺是由在分子结构中具有酰亚胺键的聚合物构成的树脂。作为聚酰亚胺,没有特别限定,可以举出例如由通过均苯四酸酐等芳香族四元羧酸酐的反应等得到的高分子量聚合物形成的树脂等。作为聚酰亚胺,优选由主链中具有芳香环的聚合物构成。
(含氟高分子化合物)
接着,对用于被覆电线的被覆层的含氟高分子化合物进行说明。以下说明的含氟高分子化合物可以适合用作形成第2层的含氟高分子化合物(2)、形成第3层的含氟高分子化合物(3)。
含氟高分子化合物是具有氟原子的高分子化合物。含氟高分子化合物通常为与构成主链的碳原子键合的氢原子部分地或完全地被氟原子取代的高分子化合物。
作为含氟高分子化合物,从得到显示更低的相对介电常数和更高的局部放电起始电压的被覆层的方面出发,优选全氟系高分子化合物。本公开中,全氟系高分子化合物是指全氟单体单元相对于构成高分子化合物的全部聚合单元的含量为90摩尔%以上的高分子化合物。
本公开中,全氟单体是指分子中不含碳原子-氢原子键的单体。全氟单体也可以是除了碳原子和氟原子以外与碳原子键合的氟原子中的一些被氯原子取代的单体,也可以除了碳原子以外还具有氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、硼原子或硅原子。作为全氟单体,优选为全部氢原子被氟原子取代的单体。
从得到显示更低的相对介电常数和更高的局部放电起始电压的被覆层的方面出发,含氟高分子化合物的相对介电常数优选为2.0~2.2,更优选为2.1以下。含氟高分子化合物的相对介电常数可以依据JIS-C-2138在23℃±2℃、相对湿度50%、频率1KHz下进行测定。
作为含氟高分子化合物,优选氟树脂。本公开中,氟树脂是指部分结晶性氟聚合物,是氟塑料。氟树脂具有熔点、具有热塑性,可以为熔融加工性、也可以为非熔融加工性。
作为氟树脂,可以举出聚四氟乙烯、四氟乙烯(TFE)/氟代烷基乙烯基醚(FAVE)共聚物、四氟乙烯(TFE)/六氟丙烯(HFP)共聚物、TFE/FAVE/HFP共聚物、TFE/乙烯共聚物[ETFE]、TFE/乙烯/HFP共聚物、乙烯/三氟氯乙烯(CTFE)共聚物[ECTFE]、聚三氟氯乙烯[PCTFE]、CTFE/TFE共聚物、聚偏二氟乙烯[PVdF]、TFE/偏二氟乙烯(VdF)共聚物[VT]、聚氟乙烯[PVF]、TFE/VdF/CTFE共聚物[VTC]、TFE/HFP/VdF共聚物等。
作为氟树脂,其中,优选选自由聚四氟乙烯、TFE/FAVE共聚物、TFE/HFP共聚物和TFE/FAVE/HFP共聚物组成的组中的至少1种。
聚四氟乙烯(PTFE)可以为非熔融加工性的PTFE,也可以为熔融加工性的PTFE,但优选非熔融加工性的PTFE。
非熔融加工性的PTFE通常具有拉伸性、原纤化特性和非熔融二次加工性。非熔融二次加工性是指,依据ASTM D 1238和D 2116,在高于结晶化熔点的温度下无法测定熔体流动速率的性质,即,即使在熔融温度区域中也不容易流动的性质。
PTFE可以为四氟乙烯(TFE)均聚物,也可以为含有TFE单元和改性单体单元的改性PTFE。本公开中,“改性PTFE”是指将不对所得到的共聚物赋予熔融加工性的程度的少量的共聚单体与TFE共聚而成的物质。作为共聚单体,没有特别限定,可以举出例如六氟丙烯[HFP]、三氟氯乙烯[CTFE]、全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]等。共聚单体加成于改性PTFE的比例根据其种类而不同,例如,相对于TFE与少量的共聚单体的合计质量,优选为0.001质量%~1质量%。本公开中,构成PTFE的各单体单元的含量可以通过根据单体的种类适当组合NMR、FT-IR、元素分析、荧光X射线分析来算出。
PTFE的标准比重(SSG)优选为2.280以下、更优选为2.210以下、进一步优选为2.200以下,优选为2.130以上。SSG可以使用依据ASTM D 4895-89成型的样品,通过依据ASTM D 792的水中置换法进行测定。
PTFE的峰值温度优选存在于333℃~347℃的范围。更优选为335℃以上,并且为345℃以下。峰值温度是对没有加热至300℃以上的温度的历程的PTFE使用差示扫描量热计[DSC]以10℃/分钟的速度升温时的熔解热曲线中的极大值所对应的温度。
作为含氟高分子化合物,也可以使用熔融加工性的含氟高分子化合物。特别是从能够容易地形成具有所期望的厚度的层的方面出发,作为用于形成第3层的含氟高分子化合物(3),优选使用熔融加工性的含氟高分子化合物。另外,从能够容易地形成具有所期望的厚度的层的方面出发,作为用于形成第2层的粉体涂料组合物(2)中包含的含氟高分子化合物(2),优选使用熔融加工性的含氟高分子化合物。
本公开中,熔融加工性是指能够利用挤出机和注射成型机等现有的加工设备将聚合物熔融并进行加工。因此,熔融加工性的含氟高分子化合物的熔体流动速率通常为0.01g/10分钟~500g/10分钟。
含氟高分子化合物的熔体流动速率优选为0.1g/10分钟~100g/10分钟,更优选为80g/10分钟以下、进一步优选为70g/10分钟以下,优选为5g/10分钟以上、更优选为10g/10分钟以上。
含氟高分子化合物的熔体流动速率是依据ASTM D1238使用熔体流动指数测定仪(安田精机制作所公司制),在372℃、5kg载荷下,作为每10分钟从内径2.1mm、长度8mm的喷嘴流出的聚合物的质量(g/10分钟)所得到的值。
含氟高分子化合物的熔点优选为200℃~322℃,更优选为230℃以上、进一步优选为250℃以上,更优选为320℃以下。
熔点可以使用差示扫描量热计[DSC]来测定。
作为熔融加工性的含氟高分子化合物,优选熔融加工性的氟树脂。作为能够熔融加工的氟树脂,可以举出四氟乙烯(TFE)/氟代烷基乙烯基醚(FAVE)共聚物、四氟乙烯(TFE)/六氟丙烯(HFP)共聚物、TFE/FAVE/HFP共聚物、TFE/乙烯共聚物[ETFE]、TFE/乙烯/HFP共聚物、乙烯/三氟氯乙烯(CTFE)共聚物[ECTFE]、聚三氟氯乙烯[PCTFE]、CTFE/TFE共聚物、聚偏二氟乙烯[PVdF]、TFE/偏二氟乙烯(VdF)共聚物[VT]、聚氟乙烯[PVF]、TFE/VdF/CTFE共聚物[VTC]、TFE/HFP/VdF共聚物等。
作为能够熔融加工的氟树脂,其中,优选选自由TFE/FAVE共聚物、TFE/HFP共聚物和TFE/FAVE/HFP共聚物组成的组中的至少1种。
TFE/FAVE共聚物是含有四氟乙烯(TFE)单元和氟代烷基乙烯基醚(FAVE)单元的共聚物。
作为构成FAVE单元的FAVE,可以举出选自由通式(1):
CF2=CFO(CF2CFY1O)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf (1)
(式中,Y1表示F或CF3,Rf表示碳原子数1~5的全氟烷基。p表示0~5的整数,q表示0~5的整数。)所示的单体、和通式(2):
CFX=CXOCF2OR1 (2)
(式中,X相同或不同,表示H、F或CF3,R1表示直链或支链的、可以含有1个~2个选自由H、Cl、Br和I组成的组中的至少1种原子的碳原子数为1~6的氟代烷基、或者可以含有1个~2个选自由H、Cl、Br和I组成的组中的至少1种原子的碳原子数为5或6的环状氟代烷基。)所示的单体组成的组中的至少1种。
作为FAVE,其中,优选通式(1)所示的单体,更优选选自由全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)组成的组中的至少1种,进一步优选选自由PEVE和PPVE组成的组中的至少1种,特别优选PPVE。
TFE/FAVE共聚物的FAVE单元的含量相对于全部单体单元优选为1.0摩尔%~30.0摩尔%,更优选为1.2摩尔%以上、进一步优选为1.4摩尔%以上、更进一步优选为1.6摩尔%以上、特别优选为1.8摩尔%以上,更优选为3.5摩尔%以下、进一步优选为3.2摩尔%以下、更进一步优选为2.9摩尔%以下、特别优选为2.6摩尔%以下。
TFE/FAVE共聚物的TFE单元的含量相对于全部单体单元优选为99.0摩尔%~70.0摩尔%,更优选为96.5摩尔%以上、进一步优选为96.8摩尔%以上、更进一步优选为97.1摩尔%以上、特别优选为97.4摩尔%以上,更优选为98.8摩尔%以下、进一步优选为98.6摩尔%以下、更进一步优选为98.4摩尔%以下、特别优选为98.2摩尔%以下。
本公开中,共聚物中的各单体单元的含量通过19F-NMR法测定。
TFE/FAVE共聚物也可以含有来自能够与TFE和FAVE共聚的单体的单体单元。该情况下,相对于TFE/FAVE共聚物的全部单体单元,能够与TFE和FAVE共聚的单体的含量优选为0~29.0摩尔%、更优选为0.1摩尔%~5.0摩尔%、进一步优选为0.1摩尔%~1.0摩尔%。
作为能够与TFE和FAVE共聚的单体,可以举出HFP、CZ1Z2=CZ3(CF2)nZ4(式中,Z1、Z2和Z3相同或不同,表示H或F,Z4表示H、F或Cl,n表示2~10的整数)所示的乙烯基单体、和CF2=CF-OCH2-Rf1(式中,Rf1表示碳原子数1~5的全氟烷基)所示的烷基全氟乙烯基醚衍生物、具有官能团的单体等。其中,优选HFP。
作为TFE/FAVE共聚物,优选为选自由仅由TFE单元和FAVE单元构成的共聚物以及上述TFE/HFP/FAVE共聚物组成的组中的至少1种,更优选为仅由TFE单元和FAVE单元构成的共聚物。
TFE/FAVE共聚物的熔点优选为280℃~322℃,更优选为285℃以上,更优选为320℃以下、进一步优选为315℃以下。熔点可以使用差示扫描量热计[DSC]来测定。
TFE/FAVE共聚物的玻璃化转变温度(Tg)优选为70℃~110℃,更优选为80℃以上,更优选为100℃以下。玻璃化转变温度可以通过动态粘弹性测定进行测定。
TFE/HFP共聚物是含有四氟乙烯(TFE)单元和六氟丙烯(HFP)单元的共聚物。
TFE/HFP共聚物的HFP单元的含量相对于全部单体单元优选为0.1摩尔%~30.0摩尔%,更优选为0.7摩尔%以上、进一步优选为1.4摩尔%以上,更优选为10.0摩尔%以下。
TFE/HFP共聚物的TFE单元的含量相对于全部单体单元优选为70.0摩尔%~99.9摩尔%,更优选为90.0摩尔%以上,更优选为99.3摩尔%以下、进一步优选为98.6摩尔%。
TFE/HFP共聚物也可以含有来自能够与TFE和HFP共聚的单体的单体单元。该情况下,相对于TFE/HFP共聚物的全部单体单元,能够与TFE和HFP共聚的单体的含量优选为0~29.9摩尔%、更优选为0.1摩尔%~5.0摩尔%、进一步优选为0.1摩尔%~1.0摩尔%。
作为能够与TFE和HFP共聚的单体,可以举出FAVE、CZ1Z2=CZ3(CF2)nZ4(式中,Z1、Z2和Z3相同或不同,表示H或F,Z4表示H、F或Cl,n表示2~10的整数)所示的乙烯基单体、和CF2=CF-OCH2-Rf1(式中,Rf1表示碳原子数1~5的全氟烷基)所示的烷基全氟乙烯基醚衍生物、具有官能团的单体等。其中,优选FAVE。
TFE/HFP共聚物的熔点优选为200℃~322℃,更优选为210℃以上、进一步优选为220℃以上、特别优选为240℃以上,更优选为320℃以下、进一步优选小于300℃、特别优选为280℃以下。
TFE/HFP共聚物的玻璃化转变温度(Tg)优选为60℃~110℃,更优选为65℃以上,更优选为100℃以下。
含氟高分子化合物可以具有官能团。
作为官能团,优选选自由含羰基的基团、氨基、羟基、-CF2H基、烯烃基、环氧基和异氰酸酯基组成的组中的至少1种。
含羰基的基团是结构中含有羰基(-C(=O)-)的基团。作为含羰基的基团,可以举出例如:
碳酸酯基[-O-C(=O)-OR3(式中,R3为碳原子数1~20的烷基或包含醚键性氧原子的碳原子数2~20的烷基)]、
酰基[-C(=O)-R3(式中,R3为碳原子数1~20的烷基或包含醚键性氧原子的碳原子数2~20的烷基)]、
卤代甲酰基[-C(=O)X5、X5为卤原子]、
甲酰基[-C(=O)H]、
式:-R4-C(=O)-R5(式中,R4为碳原子数1~20的2价有机基团,R5为碳原子数1~20的1价有机基团)所表示的基团、
式:-O-C(=O)-R6(式中,R6为碳原子数1~20的烷基或包含醚键性氧原子的碳原子数2~20的烷基)所表示的基团、
羧基[-C(=O)OH]、
烷氧基羰基[-C(=O)OR7(式中,R7为碳原子数1~20的1价有机基团)]、
氨基甲酰基[-C(=O)NR8R9(式中,R8和R9可以相同也可以不同,为氢原子或碳原子数1~20的1价有机基团)]、
酸酐键[-C(=O)-O-C(=O)-]等。
作为R3的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等。作为上述R4的具体例,可以举出亚甲基、-CF2-基、-C6H4-基等,作为R5的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等。作为R7的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等。另外,作为R8和R9的具体例,可以举出氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、苯基等。
羟基为-OH所表示的基团或包含-OH所表示的基团的基团。本公开中,构成羧基的-OH不包含在羟基中。作为羟基,可以举出-OH、羟甲基、羟乙基等。
烯烃基(Olefinic group)是指具有碳-碳双键的基团。作为烯烃基,可以举出下述式:
-CR10=CR11R12
(式中,R10、R11和R12可以相同也可以不同,为氢原子、氟原子或碳原子数1~20的1价有机基团)所表示的官能团,优选选自由-CF=CF2、-CH=CF2、-CF=CHF、-CF=CH2和-CH=CH2组成的组中的至少1种。
异氰酸酯基为-N=C=O所表示的基团。
另外,作为官能团,也可以举出-CH3基、-CFH2基等非氟化烷基或部分氟化烷基。
含氟高分子化合物的官能团数相对于每106个碳原子优选为5个~2000个。相对于每106个碳原子,官能团的个数更优选为50个以上、进一步优选为100个以上、特别优选为200个以上,更优选为1000个以下、进一步优选为800个以下、特别优选为700个以下、最优选为500个以下。
另外,从能够形成电特性优异的被覆层的方面出发,含氟高分子化合物的官能团数相对于每106个碳原子可以小于5个,也可以为0~4个。特别是,在含氟高分子化合物具有熔融加工性的情况下,优选具有上述数值范围内的官能团数。
上述官能团是存在于含氟高分子化合物的主链末端或侧链末端的官能团、以及存在于主链中或侧链中的官能团,优选存在于主链末端。作为上述官能团,可以举出-CF=CF2、-CF2H、-COF、-COOH、-COOCH3、-CONH2、-OH、-CH2OH等,优选选自由-CF2H、-COF、-COOH、-COOCH3和-CH2OH组成的组中的至少1种。-COOH中包括通过2个-COOH键合而形成的二羧酸酐基(-CO-O-CO-)。
上述官能团的种类的鉴定和官能团数的测定可以使用红外光谱分析法。
关于官能团数,具体而言,利用以下的方法进行测定。首先,将共聚物在330℃~340℃熔融30分钟,进行压缩成型,制作厚度0.20mm~0.25mm的膜。通过傅利叶变换红外光谱分析对该膜进行分析,得到共聚物的红外吸收光谱,得到与经完全氟化而不存在官能团的本底光谱的差示光谱。根据下述式(A),由该差示光谱中出现的特定的官能团的吸收峰计算出共聚物中的每1×106个碳原子的官能团数N。
N=I×K/t(A)
I:吸光度
K:校正系数
t:膜的厚度(mm)
作为参考,关于本公开中的官能团,将吸收频率、摩尔吸光系数和校正系数示于表1。另外,摩尔吸光系数由低分子模型化合物的FT-IR测定数据决定。
[表1]
表1
需要说明的是,-CH2CF2H、-CH2COF、-CH2COOH、-CH2COOCH3、-CH2CONH2的吸收频率分别比示于表中的-CF2H、-COF、游离-COOH和键合-COOH、-COOCH3、-CONH2的吸收频率低几十凯塞(cm-1)。
因此,例如,-COF的官能团数是指从起因于-CF2COF的吸收频率1883cm-1处的吸收峰求出的官能团数和从起因于-CH2COF的吸收频率1840cm-1处的吸收峰求出的官能团数的总数。
上述官能团数可以为-CF=CF2、-CF2H、-COF、-COOH、-COOCH3、-CONH2和-CH2OH的总数,也可以为-CF2H、-COF、-COOH、-COOCH3和-CH2OH的总数。
上述官能团例如通过制造含氟高分子化合物时所使用的链转移剂或聚合引发剂导入含氟高分子化合物中。例如,使用醇作为链转移剂、或使用具有-CH2OH结构的过氧化物作为聚合引发剂的情况下,-CH2OH被导入至含氟高分子化合物的主链末端。另外,通过使具有官能团的单体聚合,上述官能团被导入至含氟高分子化合物的侧链末端。含氟高分子化合物可以含有来自具有官能团的单体的单元。
作为具有官能团的单体,可以举出日本特开2006-152234号中记载的具有二羧酸酐基((-CO-O-CO-)且环内具有聚合性不饱和基团的环状烃单体、国际公开第2017/122743号中记载的具有官能团(f)的单体等。作为具有官能团的单体,其中,可以举出具有羧基的单体(马来酸、衣康酸、柠康酸、十一碳烯酸等);具有酸酐基的单体(衣康酸酐、柠康酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、马来酸酐等)、具有羟基或环氧基的单体(羟丁基乙烯基醚、缩水甘油基乙烯基醚等)等。
含氟高分子化合物例如可以通过将成为其结构单元的单体、聚合引发剂等添加剂适当混合并进行乳液聚合、悬浮聚合等现有公知的方法来制造。
(被覆电线的制造方法)
本公开的被覆电线例如可以通过下述制造方法来制造:
将液态涂料组合物(1)涂布于上述扁平电线基材的外周,从而形成第1层,
将液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)涂布于第1层的外周,从而形成第2层,
通过挤出成型法将含氟高分子化合物(3)挤出至第2层的外周,从而形成第3层。
作为通过涂布液态涂料组合物而形成层的方法,没有特别限定,可以举出例如喷涂、辊涂、利用刮刀的涂装、浸渍(dip)涂装、浸渗涂装等方法。
也可以在涂布液态涂料组合物后,对所得到的涂布膜进行干燥和/或烧成,由此形成层。干燥可以通过现有公知的方法进行,优选在60℃~200℃的温度下进行5分钟~60分钟。烧成可以通过现有公知的方法进行,优选在高分子化合物或含氟高分子化合物的熔点或固化温度以上的温度下进行5分钟~60分钟。烧成可以在每次涂布涂料组合物时进行,也可以在多次涂布涂料组合物而形成多个层(涂布膜)后进行。
作为通过涂布粉体涂料组合物而形成层的方法,没有特别限定,可以举出例如静电涂装、流动浸渍涂装等方法。
也可以在涂布粉体涂料组合物后,对所得到的涂布膜进行烧成,由此形成层。烧成可以通过现有公知的方法进行,优选在高分子化合物或含氟高分子化合物的熔点或固化温度以上的温度下进行5分钟~60分钟。烧成可以在每次涂布涂料组合物时进行,也可以在多次涂布涂料组合物而形成多个层(涂布膜)后进行。
作为通过挤出含氟高分子化合物而形成层的方法,使用挤出成型法。例如,可以使用挤出机将含氟高分子化合物加热使其熔融,将熔融状态的含氟高分子化合物挤出到第2层上,形成层。
挤出机的种类没有特别限定,另外,挤出机所具备的螺杆的形状也没有特别限定。例如,挤出机机筒为L/D24,螺杆为全程螺杆,压缩比为2.8,挤出的温度条件为:料斗下为C1,依次调整C2、C3、C4和机筒的温度,调整机头、模头、模具的各部分的温度。模头形状为直角机头,相对于挤出垂直地插入扁平电线基材,被覆含氟高分子化合物。关于模头/刀片,使用根据所期望的形状的扁平电线基材、被覆厚度进行了调整的模头/刀片。也可以分开使用管模头、压力模头等。挤出被覆后的树脂的冷却可以考虑空冷、水冷、保温冷却和所期望的含氟高分子化合物的物性、电线物性来控制。
挤出含氟高分子化合物时的温度设定考虑含氟高分子化合物的熔融粘度、熔点进行调节,例如,C1为材料供给部,因此,作为未熔融或半熔融状态下的含氟高分子化合物向前推进的温度,优选180℃~320℃。C2、C3、C4优选能够将熔融时的含氟高分子化合物稳定地输送到机头、模头的290℃~420℃。温度低时,生产率变差,另一方面,温度高时,也成为含氟高分子化合物劣化的主要原因。还考虑螺杆转速,调节含氟高分子化合物在挤出机内的滞留时间而成型。与此相应地调整电线被覆的线速度,得到目标被覆厚度的电线。同样地,机头、模头、模具的各部的温度也考虑含氟高分子化合物的剪切速度而设定为290℃~420℃的温度。进而,将扁平电线基材、被覆于内层的扁平电线基材在进入直角机头之前加热,这能够提高密合力,因此优选。扁平电线基材的温度可以相对于模头出口的被覆树脂的温度控制在±50℃。
也可以对被覆电线进行热处理。热处理只要在形成最外层之后即可,可以在冷却之前进行,也可以在冷却之后进行。热处理的温度通常为氟树脂的玻璃化转变温度以上,优选为比熔点低10℃的温度,优选为比氟树脂的熔点低15℃的温度。
本公开的被覆电线例如可以适合用于LAN用电缆、USB电缆、Lightning电缆、HDMI电缆、QSFP电缆、航空航天用电线、地下输电电缆、海底电力电缆、高压电缆、超导电缆、包装电线、汽车用电线、线束·电器设备、机器人·FA用电线、OA设备用电线、信息设备用电线(光纤电缆、LAN电缆、HDMI电缆、Lightning电缆、音响电缆等)、通信基站用内部配线、大电流内部配线(逆变器、功率调节器、蓄电池系统等)、电子设备内部配线、小型电子设备·移动配线、可动部配线、电气设备内部配线、测定设备类内部配线、电力电缆(建设用、风力/太阳能发电用等)、控制·测量配线用电缆、电机用电缆等。
本公开的被覆电线可以卷绕而作为线圈使用。本公开的被覆电线和线圈可以适合用于电动机、发电机、电感器等电气设备或电子设备。另外,本公开的被覆电线和线圈可以适合用于车载用马达、车载用发电机、车载用电感器等车载用电气设备或车载用电子设备。
以上,对实施方式进行了说明,但应该理解的是,在不脱离权利要求书的主旨及范围的情况下,能够进行方式、详细情况的多种变更。
<1>根据本公开的第1观点,提供一种被覆电线,其为包含扁平电线基材和形成于上述扁平电线基材的外周的被覆层的被覆电线,其中,
上述被覆层包括:
第1层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)的液态涂料组合物(1)形成;
第2层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的液态涂料组合物(2)、或者包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的粉体涂料组合物(2)形成;和
第3层,其通过含氟高分子化合物(3)的挤出成型形成。
<2>根据本公开的第2观点,提供基于第1观点的被覆电线,其中,高分子化合物(1)或高分子化合物(2)为选自由聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和热塑性聚酰亚胺组成的组中的至少1种。
<3>根据本公开的第3观点,提供基于第1观点或第2观点的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(2)或含氟高分子化合物(3)为全氟系高分子化合物。
<4>根据本公开的第4观点,提供基于第1观点~第3观点中的任一观点的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(2)或含氟高分子化合物(3)的相对介电常数为2.0~2.2。
<5>根据本公开的第5观点,提供基于第1观点~第4观点中的任一观点的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(3)的熔点为250℃~320℃。
<6>根据本公开的第6观点,提供基于第1观点~第5观点中的任一观点的被覆电线,其中,高分子化合物(2)与含氟高分子化合物(2)的体积比为10/90~90/10。
<7>根据本公开的第7观点,提供基于第1观点~第6观点中的任一观点的被覆电线,其中,上述扁平电线基材的形成材料为选自由铜、铜合金、铝和铝合金组成的组中的至少1种。
<8>根据本公开的第8观点,提供基于第1观点~第7观点中的任一观点的被覆电线,其中,上述扁平电线基材的面粗糙度Sz在0.2μm~12μm的范围。
<9>根据本公开的第9观点,提供基于第1观点~第8观点中的任一观点的被覆电线,其中,上述被覆层的厚度为30μm~500μm,上述被覆层的相对介电常数为2.1~2.8。
<10>根据本公开的第10观点,提供基于第1观点~第9观点中的任一观点的被覆电线,其中,第3层的厚度为50μm~300μm。
<11>根据本公开的第11观点,提供基于第1观点~第10观点中的任一观点的被覆电线,其中,上述被覆层的局部放电起始电压满足下述式。
局部放电起始电压(Vp)≥7.2×t+880
(t:上述被覆层的厚度(μm))
<12>根据本公开的第12观点,提供基于第1观点~第11观点中的任一观点的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(2)或含氟高分子化合物(3)相对于每106个碳原子具有5个~1000个官能团。
<13>根据本公开的第13观点,提供基于第1观点~第11观点中的任一观点的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(3)相对于每106个碳原子具有0~4个官能团。
<14>根据本公开的第14观点,提供基于第1观点~第13观点中的任一观点的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(3)的熔体流动速率(MFR)为0.1g/10分钟~100g/10分钟。
<15>根据本公开的第15观点,提供基于第1观点~第14观点中的任一观点的被覆电线,其中,液态涂料组合物(2)的粘度为10cP~10000cP。
<16>根据本公开的第16观点,提供基于第1观点~第15观点中的任一观点的被覆电线,其中,粉体涂料组合物(2)的平均粒径为1μm~100μm。
<17>根据本公开的第17观点,提供基于第1观点~第16观点中的任一观点的被覆电线,其中,第1层形成于上述扁平电线基材的外周,第2层形成于第1层的外周,第3层形成于第2层的外周。
<18>根据本公开的第18观点,提供一种被覆电线的制造方法,其为用于制造基于第1观点~第17观点中的任一观点的被覆电线的制造方法,其中,
将液态涂料组合物(1)涂布于上述扁平电线基材的外周,从而形成第1层,
将液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)涂布于第1层的外周,从而形成第2层,
通过挤出成型法将含氟高分子化合物(3)挤出至第2层的外周,从而形成第3层。
<19>根据本公开的第19观点,提供一种电机,其具备基于第1观点~第17观点中的任一观点的被覆电线。
实施例
接着,举出实施例对本公开的实施方式进行说明,但本公开不仅限于上述实施例。
实施例的各数值通过下述方法进行测定。
(面粗糙度Sz)
利用激光显微镜测定8000μm2视野中的面粗糙度Sz。
(官能团数)
将含氟高分子化合物在330℃~340℃熔融30分钟,进行压缩成型,制作厚度0.20mm~0.25mm的膜。通过傅利叶变换红外光谱分析装置[FT-IR(商品名:1760X型、PerkinElmer公司制)对该膜扫描40次,进行分析而得到红外吸收光谱,得到与经完全氟化而不存在官能团的本底光谱的差示光谱。根据下述式(A),由该差示光谱中出现的特定的官能团的吸收峰计算出含氟高分子化合物中的相对于每106个碳原子的官能团数N。
N=I×K/t(A)
I:吸光度
K:校正系数
t:膜的厚度(mm)
作为参考,关于本公开中的官能团,将吸收频率、摩尔吸光系数和校正系数示于表2。另外,摩尔吸光系数由低分子模型化合物的FT-IR测定数据决定。
[表2]
表2
(粘度)
使用JIS Z8803中记载的B型粘度计(东机产业公司制BII型粘度计),测定涂料组合物的粘度。测定中使用旋转转子#4。测定温度设为25℃。
(平均粒径)
利用日机装公司制激光衍射/散射式粒度分布测定装置,测定粉体涂料组合物的平均粒径。将基于体积基准的粒度分布中的中央值的粒径(中值粒径)作为平均粒径。
(熔体流动速率(MFR))
根据ASTM D1238,使用熔体流动指数测定仪(安田精机制作所公司制造),求出在372℃、5kg载荷下每10分钟从内径2.1mm、长度8mm的喷嘴流出的共聚物的质量(g/10分钟)。
(熔点)
作为使用差示扫描量热计[DSC]以10℃/分钟的速度升温时的熔解热曲线中的极大值所对应的温度求出。
(被覆厚度)
通过测微计进行测定。
(相对介电常数)
被覆层整体的相对介电常数(ε)使用HIOKI公司制LCR HiTESTER 3522-50,得到静电电容,由下述式算出。
C=Ca+Cb
(式中,C为被覆的每单位长度的静电电量(pf/m),是平坦部的静电电容Ca与角部的静电电容Cb的合成。)
Ca=(ε/ε0)×2×(L1+L2)/T
Cb=(ε/ε0)×2πε0/Log{(r+T)/r}/r
(式中,ε0为真空的介电常数,L1为扁平电线基材的平坦部的长边的长度,L2为扁平电线基材的平坦部的短边的长度,T为电线整体的被覆厚度,r为导体角部的曲率半径。)
(局部放电起始电压(PDIV))
将2根被覆电线(长度140mm)的截面形状的包含长边的面彼此以在长度100mm范围内没有间隙的方式重叠,制成试验片。然后,除去试样端部10mm的绝缘被膜,使用局部放电测定器(总研电气公司制DAC-PD-7),在相对湿度50%的气氛下对2根被覆电线的扁平电线基材间施加50Hz正弦波的交流电压,由此进行测定。将升压速度设为50V/秒、降压速度设为50V/秒、电压保持时间设为0秒,将产生10pC以上放电的时刻的电压作为局部放电起始电压。
(弯曲试验)
使用U字线圈,将距基点10mm处的两侧沿长轴方向弯曲R2时,将被覆层未产生浮起、褶皱的情况设为○,将产生浮起、褶皱的情况设为×。
(基材与被覆层间的密合强度)
使用AGS-JAutograph(50N)(岛津制作所公司制)进行测定。在长轴方向上以50mm近似平行地切2条,将其两端沿短轴方向将被膜切入成直角,将端部剥离10mm,夹在上部卡盘上。导体以长面方向成为水平的方式固定于下部。在拉伸方向上移动装置时,使用根据其纵向的移动距离在横向上联动地移动的夹具,调整角度以使剥离的被膜始终与长面方向的导体垂直。测定以100mm/分钟拉伸至剥离30mm时的拉伸应力,将其最大点应力作为密合强度。若密合强度为0.1N/mm以上,则判断为充分密合,记为○。将小于0.1N/mm记为×。
实施例1
在面粗糙度Sz为1.8μm的铜制的扁平电线基材的外周涂布液态涂料组合物A,进行烧成而形成第1层。进一步在其外周涂布液态涂料组合物B,进行烧成而形成第2层。进一步在其外周通过挤出成型法挤出含氟高分子化合物L,由此形成第3层。关于使用了液态涂料组合物A的第1层的形成方法以及使用了液态涂料组合物B的第2层的形成方法的详细情况,如后所述。对所得到的被覆电线测定各种性状。结果示于表3。
实施例2~7
将用于形成第1层、第2层和第3层的组合物和含氟高分子化合物如表3所记载的那样进行变更,除此以外,与实施例1同样地得到被覆电线。对所得到的被覆电线测定各种性状。结果示于表3。
比较例1
除了不形成第1层以外,与实施例1同样地得到被覆电线。对所得到的被覆电线测定各种性状。结果示于表3。
使用了液态涂料组合物A的第1层的形成:
将聚酰胺酰亚胺(PAI)溶解于3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺中而成的PAI清漆(树脂成分:20重量%)用作液态涂料组合物A。该粘度为341cP。
喷涂该液态涂料组合物A,在100℃干燥15分钟后,在230℃烧成20分钟,由此得到10μm厚的被覆膜。
使用了液态涂料组合物B的第2层的形成:
将聚酰胺酰亚胺(PAI)清漆(树脂成分:34重量%)投入水中,使PAI析出。将其用球磨机粉碎,得到PAI的水分散体(固体成分20重量%)。向其中添加PTFE的水分散组合物(固体成分:60重量%、官能团数:相对于每106个碳原子为18个)和水,得到PAI/PTFE=25/75(体积%)的液态涂料组合物B。该粘度为138cP。
喷涂该液态涂料组合物B,在100℃干燥15分钟后,在380℃烧成20分钟,由此得到19μm厚的被覆膜。
使用了液态涂料组合物C的第2层的形成:
将聚酰亚胺(PI)清漆(树脂成分:29重量%)投入水中,使PI析出。将其用球磨机粉碎,得到PI的水分散体(固体成分:20重量%)。向其中添加PTFE的水分散组合物(固体成分:60重量%、官能团数:相对于每106个碳原子为18个)和水,得到PI/PTFE=30/70(体积%)的液态涂料组合物C。该粘度为145cP。
喷涂该液态涂料组合物C,在100℃干燥15分钟后,在380℃烧成20分钟,由此得到21μm厚的被覆膜。
使用了液态涂料组合物D的第2层的形成:
向聚酰胺酰亚胺(PAI)清漆(树脂成分:34重量%)中添加PFA粉末(TFE/PPVE共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为220个、MFR:27g/10分钟、熔点:301℃、平均粒径:24μm)和3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺,得到PAI/PFA=25/75(体积%)的液态涂料组合物D。该粘度为367cP。
喷涂该液态涂料组合物D,在100℃干燥15分钟后,在380℃烧成20分钟,由此得到22μm厚的被覆膜。
使用了粉体涂料组合物E的第2层的形成:
将聚酰胺酰亚胺(PAI)粉末(平均粒径20μm)和PFA粉末(TFE/PPVE共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为220个、MFR:27g/10分钟、熔点:301℃、平均粒径:24μm)混合,得到PAI/PFA=20/80(体积%)的粉体涂料组合物E。该平均粒径为23μm。
对该粉体涂料组合物E进行静电涂装,在380℃烧成20分钟,由此得到20μm厚的被覆膜。
使用了粉体涂料组合物F的第2层的形成:
将聚酰胺酰亚胺(PAI)粉末(平均粒径20μm)和FEP粉末(TFE/HFP共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为625个、MFR:38g/10分钟、熔点:258℃、平均粒径:41μm)混合,得到PAI/FEP=20/80(体积%)的粉体涂料组合物F。该平均粒径为26μm。
对该粉体涂料组合物F进行静电涂装,在380℃烧成20分钟,由此得到18μm厚的被覆膜。
使用了含氟高分子化合物L的第3层的形成:
将PFA粒料(TFE/PPVE共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为55个、MFR:12g/10分钟、熔点:311℃)用作含氟高分子化合物L。
使用了含氟高分子化合物M的第3层的形成:
将PFA粒料(TFE/PPVE共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为169个、MFR:28g/10分钟、熔点:305℃)用作含氟高分子化合物M。
使用了含氟高分子化合物N的第3层的形成:
将PFA粒料(TFE/PPVE共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为808个、MFR:68g/10分钟、熔点:299℃)用作含氟高分子化合物N。
使用了含氟高分子化合物O的第3层的形成:
将FEP粒料(TFE/HFP共聚物、官能团数:相对于每106个碳原子为625个、MFR:38g/10分钟、熔点:258℃)用作含氟高分子化合物O。
Claims (19)
1.一种被覆电线,其为包含扁平电线基材和形成于所述扁平电线基材的外周的被覆层的被覆电线,其中,
所述被覆层包括:
第1层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(1)的液态涂料组合物(1)形成;
第2层,其由包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的液态涂料组合物(2)、或者包含具有酰胺基和酰亚胺基中的任一者或两者的高分子化合物(2)以及含氟高分子化合物(2)的粉体涂料组合物(2)形成;和
第3层,其通过含氟高分子化合物(3)的挤出成型形成。
2.如权利要求1所述的被覆电线,其中,高分子化合物(1)或高分子化合物(2)为选自由聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和热塑性聚酰亚胺组成的组中的至少1种。
3.如权利要求1或2所述的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(2)或含氟高分子化合物(3)为全氟系高分子化合物。
4.如权利要求1~3中任一项所述的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(2)或含氟高分子化合物(3)的相对介电常数为2.0~2.2。
5.如权利要求1~4中任一项所述的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(3)的熔点为250℃~320℃。
6.如权利要求1~5中任一项所述的被覆电线,其中,高分子化合物(2)与含氟高分子化合物(2)的体积比为10/90~90/10。
7.如权利要求1~6中任一项所述的被覆电线,其中,所述扁平电线基材的形成材料为选自由铜、铜合金、铝和铝合金组成的组中的至少1种。
8.如权利要求1~7中任一项所述的被覆电线,其中,所述扁平电线基材的面粗糙度Sz在0.2μm~12μm的范围。
9.如权利要求1~8中任一项所述的被覆电线,其中,所述被覆层的厚度为30μm~500μm,所述被覆层的相对介电常数为2.1~2.8。
10.如权利要求1~9中任一项所述的被覆电线,其中,第3层的厚度为50μm~300μm。
11.如权利要求1~10中任一项所述的被覆电线,其中,所述被覆层的局部放电起始电压满足下述式,
局部放电起始电压(Vp)≥7.2×t+880
t:所述被覆层的厚度,其单位为μm。
12.如权利要求1~11中任一项所述的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(2)或含氟高分子化合物(3)相对于每106个碳原子具有5个~1000个官能团。
13.如权利要求1~11中任一项所述的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(3)相对于每106个碳原子具有0~4个官能团。
14.如权利要求1~13中任一项所述的被覆电线,其中,含氟高分子化合物(3)的熔体流动速率MFR为0.1g/10分钟~100g/10分钟。
15.如权利要求1~14中任一项所述的被覆电线,其中,液态涂料组合物(2)的粘度为10cP~10000cP。
16.如权利要求1~15中任一项所述的被覆电线,其中,粉体涂料组合物(2)的平均粒径为1μm~100μm。
17.如权利要求1~16中任一项所述的被覆电线,其中,第1层形成于所述扁平电线基材的外周,第2层形成于第1层的外周,第3层形成于第2层的外周。
18.一种被覆电线的制造方法,其为用于制造权利要求1~17中任一项所述的被覆电线的制造方法,其中,
将液态涂料组合物(1)涂布于所述扁平电线基材的外周,从而形成第1层,
将液态涂料组合物(2)或粉体涂料组合物(2)涂布于第1层的外周,从而形成第2层,
通过挤出成型法将含氟高分子化合物(3)挤出至第2层的外周,从而形成第3层。
19.一种电机,其具备权利要求1~17中任一项所述的被覆电线。
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