特許 7123728 導電性樹脂およびこれを用いた超電導コイル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-15

(45)【発行日】2022-08-23

(54)【発明の名称】導電性樹脂およびこれを用いた超電導コイル

(51)【国際特許分類】

   H01B 1/22 20060101AFI20220816BHJP

   H01F 6/06 20060101ALI20220816BHJP

【ＦＩ】

H01B1/22 Z

H01F6/06 140

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018188269

(22)【出願日】2018-10-03

(65)【公開番号】P2020057545

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2021-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】草野 貴史

(72)【発明者】

【氏名】宇都 達郎

(72)【発明者】

【氏名】大谷 安見

(72)【発明者】

【氏名】岩井 貞憲

【審査官】北嶋 賢二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０６５０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１６６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４９１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０３３５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｂ １／２２

Ｈ０１Ｆ ６／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂成分と、
粒状の複数の第１の導電体と、
柱状の複数の第２の導電体と、を具備し、
前記複数の第２の導電体は、非導電性の柔軟性のある基体と、前記基体を被覆する導電性材料と、を有し、少なくとも一部が螺旋形状である
導電性樹脂。

【請求項2】

前記第２の導電体の前記基体は繊維状のナイロン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂の何れかから成る
請求項１記載の導電性樹脂。

【請求項3】

前記第１、第２の導電体は、ＡｇおよびＣｕの少なくとも一方を含む
請求項１または２に記載の導電性樹脂。

【請求項4】

前記複数の第２の導電体中の螺旋形状の導電体の割合が、１０％以上である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導電性樹脂。

【請求項5】

前記第１、第２の導電体の密度（ｇ／ｃｍ^３）の比が、０．１以上１０以下である
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導電性樹脂。

【請求項6】

前記第１の導電体が、１μｍ以上１０μｍ以下の径を有し、
前記第２の導電体が、５μｍ以上、５０μｍ以下の径の柱体を有する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導電性樹脂。

【請求項7】

前記螺旋形状の導電体が、５０μｍ以上、３００μｍ以下の大径を有する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導電性樹脂。

【請求項8】

硬化後の抵抗率が、１×１０^－３Ωｍ以下である
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の導電性樹脂。

【請求項9】

軸の周りに巻き回された超電導線材を有する巻き線部材と、
前記巻き線部材の前記軸の方向の第１、第２の側面の少なくとも一方に配置された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導電性樹脂の硬化層と、
を具備する超電導コイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は，導電性樹脂およびこれを用いた超電導コイルに関する。

【背景技術】

【0002】

超電導コイルは、発熱せずに、大電流の通電が可能な電磁石（マグネット）であり、大きな磁場を必要とする種々の用途に用いられる。特に、高温超電導体（例えば、Ｙ系酸化物）は、金属系の超電導体に比べ、転移温度が高いため、これを用いた高温超電導コイルは、より効率的な運用が可能となる（効率的な冷却、小型化、高磁場）。

【0003】

超電導コイルは、熱暴走やクエンチによって破損する可能性がある。すなわち、コイル（超電導線材）の冷却不足や内部欠陥（例えば、層間剥離）の発生によって、超電導線材内に常伝導部（領域）が発生することがある。この常伝導部は、電流によって発熱し、極めて短い時間（１秒未満）で数１００Ｋ温度が上昇する（ホットスポット）。
このため、常伝導部の発生を検知することで、熱暴走やクエンチを阻止することは困難である。特に、高温超電導体は、金属系の超電導体に比べて比熱が大きいため、常電導部の拡大が遅く、その検知前に、超電導線材が焼損する可能性が高い。

【0004】

ここで、超電導コイルの巻線部材の側面に迂回路を形成することで、熱暴走またはクエンチを抑制する技術が公開されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、熱暴走またはクエンチを効果的に抑制するのは必ずしも容易ではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１０３３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、導電性の良好な導電性樹脂、この導電性樹脂を用いて、熱暴走やクエンチの抑制を図った超電導コイルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様に係る導電性樹脂は、樹脂成分と、粒状の複数の第１の導電体と、柱状の複数の第２の導電体と、を有する。複数の第２の導電体は、非導電性の柔軟性のある基体と、前記基体を被覆する導電性材料と、を有し、少なくとも一部が螺旋形状である。

【0008】

また、一態様に係る超電導コイルは、軸の周りに巻き回された超電導線材を有する巻き線部材と、上記巻き線部材の上記軸の方向の第１、第２の側面の少なくとも一方に配置された上記導電性樹脂の硬化層と、を具備する。

【発明の効果】

【0009】

本実施形態によれば、導電性樹脂層への効率的な導電性付与が可能となる導電性樹脂を提供することができる。
さらに本実施形態によれば、熱暴走やクエンチの抑制を図った超電導コイルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る超電導コイル１０の一部分解斜視図である。

【図2】超電導コイル１０の断面図である。

【図3】超電導線材２０の一部分解斜視図である。

【図4】実施形態に係る導電性樹脂層１３の拡大断面図である。

【図5】比較例に係る導電性樹脂層１３ｘの拡大断面図である。

【図6】超電導コイル１０の製造工程の一例を表すフロー図である。

【図7】柱状導電体３３ｂの一例の電子顕微鏡写真の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下，図面を参照して，超電導コイルの実施形態を詳細に説明する。
図１、図２は、実施形態に係る超電導コイル１０の一部分解斜視図および断面図である。図１は、導電性樹脂層１３，側板１４を分離した状態の超電導コイル１０を表す。図２は、図１の軸Ｃに沿って切断した超電導コイル１０を表す。

【0012】

超電導コイル１０は、巻枠１１，巻線部材１２，導電性樹脂層１３，側板１４を有する。
巻枠１１は、中心軸（軸）Ｃを有する略円筒形状をなし、巻線部材１２を保持する。
巻線部材１２は、超電導線材２０を巻線部材１２上に軸Ｃを中心とする同心円状に巻き回して構成される。超電導線材２０が周方向θに巻き回され、径方向ｒに積層される。すなわち、巻枠１１上の径方向ｒに１～ｎターン目の超電導線材２０が順に積層される。このとき、超電導線材２０の異なるターン間は、絶縁層２５（例えば、絶縁樹脂）で絶縁される。

【0013】

導電性樹脂層１３は、後述の導電性樹脂の層であり、異なるターン間での超電導線材２０同士を電気的に接続させる。すなわち、超電導コイル１０の使用中に巻線部材１２中に常伝導部が生じた場合、導電性樹脂層１３が電流を径方向ｒに迂回させる。この結果、常伝導部に流れる電流が低減し、超電導コイル１０の熱暴走やクエンチの抑制が図られる。後述のように、本実施形態に係る導電性樹脂層１３は、高い導電性（例えば、１×１０^－３Ωｍ以下、より好ましくは、１×１０^－４Ωｍ以下の抵抗率）を有し、電流を効果的に迂回できる。
導電性樹脂層１３は、巻線部材１２の軸Ｃ方向の両側（または片側）側面に塗布、硬化して形成される。

【0014】

側板１４は、導電性樹脂層１３を外界から保護するものであり、例えば、絶縁体から構成できる。

【0015】

図３は、超電導線材２０の一部分解斜視図である。
超電導線材２０は、基体層２１，超電導層２２，保護層２３，安定化層２４を有する。

【0016】

基体層２１は、例えば、ニッケル基合金、ステンレスまたは銅などの高強度の金属から構成される。
超電導層２２は、基体層２１上に形成され、例えば、酸化物超電導体（イットリウム系超電導体：ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７、ビスマス系超電導体：Ｂｉ_２Ｓｒ_２Ｃａ_２Ｃｕ_３Ｏ_１０、ＲＥＢＣＯ：ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ）等の超電導体で構成される。
保護層２３は、超電導層２２に含まれる酸素が超電導層２２から拡散することを防止して、超電導層２２の特性の変動を防止する。
安定化層２４は、基体層２１，超電導層２２，保護層２３を被覆し、超電導層２２への過剰通電電流の迂回経路となって熱暴走を防止する。

【0017】

なお、基体層２１と超電導層２２の間に、配向層、中間層を配置する等適宜の構成を採用できる。中間層は、基体層２１と超電導層２２の熱収縮の起因する熱歪みを緩和する。配向層は、中間層を基体層２１の表面に配向させる

【0018】

（導電性樹脂層１３の詳細）
以下、導電性樹脂層１３の詳細を説明する。
図４は、実施形態に係る導電性樹脂層１３の拡大断面図である。

【0019】

導電性樹脂層１３は、樹脂硬化層３１、粒状導電体３２（粒状の複数の第１の導電体）、柱状導電体３３（柱状の複数の第２の導電体）を有する。
樹脂硬化層３１は、樹脂主剤、硬化剤、カップリング剤、分散剤を含む樹脂混合物を塗布、硬化した層である。
樹脂主剤は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
硬化剤は、室温、あるいは低温で低粘度の液状材料であり、樹脂主剤の硬化を促進する。
カップリング剤は、有機材料と反応結合する官能基，および無機材料と反応結合する官能基の双方を有する化合物，例えば、有機ケイ素化合物（シランカップリング剤）であり、樹脂主剤の接着性を向上する。
分散剤は、例えば、無機材料の粒子であり、樹脂混合物に混合され（充填材）、樹脂硬化物の強度の向上が図られる。

【0020】

粒状導電体３２、柱状導電体３３は、少なくとも一部が導電性材料からなり、導電性樹脂層１３内に分散され、導電性樹脂層１３に導電性を付与する。後述のように、形状の異なる粒状導電体３２、柱状導電体３３を併用することで、導電性樹脂層１３の導電性を向上できる。

【0021】

導電性材料として、金、銀、銅、これらを含む合金（例えば、Ａｇ－Ｐｄ、Ｃｕ－Ｃｒ、Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ）を選択できる。
粒状導電体３２、柱状導電体３３は、同一材料、別材料のいずれとしても良い。例えば、粒状導電体３２、柱状導電体３３の双方をＣｕ，Ａｇのいずれか、または粒状導電体３２、柱状導電体３３の一方をＣｕ，他方をＡｇとすることができる。

【0022】

粒状導電体３２、柱状導電体３３は、単一材料、複合材料のいずれでもよい。すなわち、粒状導電体３２、柱状導電体３３は、その全体を導電性材料（単一材料）とする他、非導電性の基材を導電性材料で被覆した複合材料としてもよい。
無機の非導電性材料として、ガラス、金属酸化物（例えば、アルミナ）が挙げられる。有機の非導電性材料として、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂が挙げられる。
非導電性材料の粒状体（粒子など）、柱状体（繊維、ファイバなど）にメッキ等の手段で導電性材料を被覆することで、粒状導電体３２、柱状導電体３３を形成できる。

【0023】

粒状導電体３２は、粒状、例えば、球形状（真球形状、回転楕円体形状等）とできる。
柱状導電体３３は、柱状（例えば、円柱形状）を有する。
ここで、少なくとも一部の柱状導電体３３が直線状ではなく、何らかの平面または立体的な空間を規定する（例えば、空間を囲む）ように曲がっている（少なくとも一部が曲線状である）ことが好ましい。なお、この曲線状は、例えば、円弧形状または螺旋形状である。

【0024】

ここでは、図４に示すように、導電性樹脂層１３内に、直線状の柱状導電体３３ａに加えて、螺旋（スパイラル）状（渦を巻いている形状）の柱状導電体３３ｂが存在する。この柱状導電体３３は、１より大きなスパイラル回数を有し、略円柱形状の立体空間を囲んでいる。
ここで、柱状導電体３３は、螺旋状に限らず、何らかの平面または立体的な空間を規定するように曲がっていればよい（例えば、円弧形状）。柱状導電体３３は、略円柱形状に換えて、球形状の空間を囲んでもよい。また、柱状導電体３３は、立体的な形状ではなく、円形等の平面的な空間、またはその一部を規定してもよい。

【0025】

柱状導電体３３が適宜の空間の外周に配置されることで、その空間（柱状導電体３３の占有空間）内に導電体が存在しなくても、導電性樹脂層１３への効率的な導電性付与が可能となる。一本の柱状導電体３３の全体またはその表面が導電性を有すれば、この柱状導電体３３間の任意の箇所間での導電性が確保され、これが囲む空間（占有空間）に実質的に導電性を付与することになる。このような複数の柱状導電体３３が電気的に接続することで、導電性樹脂層１３への効率的な導電性の付与が可能となる。
このとき、粒状導電体３２は、柱状導電体３３間に介在し、柱状導電体３３間の電気的接続をより確実にする。
以上のように、粒状導電体３２と曲がった柱状導電体３３の組み合わせによって、導電性樹脂層１３への効率的な導電性付与が可能となる。

【0026】

ここで、柱状導電体３３は、その一部が曲がっていれば足り、全ての柱状導電体３３が曲がっている必要はない。
但し、後述のように、粒状導電体３２と併用した場合でも、直線状の柱状導電体３３ａのみの場合（図５参照）、導電性樹脂層１３への十分な導電性の付与は、容易ではなかった。

【0027】

曲がった（曲線状の）柱状導電体３３を効果ならしめるため、柱状導電体３３全体に対する曲がった柱状導電体３３の比率（本数の割合）は、好ましくは、１０％以上、（より好ましくは、３０％以上）である。ここでは、１ターン以上の柱状導電体３３を曲がった柱状導電体３３とすることにする。

【0028】

また、主として、硬化前の樹脂混合物の流動性の確保と硬化後の導電性樹脂層１３の導電性の確保を両立する観点から、粒状導電体３２、柱状導電体３３の形状、数量は以下が好ましい。
粒状導電体３２の径は、好ましくは１～１０μｍ（より好ましくは、２～３μｍ）である。
柱状導電体３３の径は、好ましくは５～５０μｍ（より好ましくは１０～２０μｍ）である。

【0029】

ここで、粒状導電体３２の径ｒ１は、柱状導電体３３の径ｒ２（円柱状でない場合は、断面積を円周率で除して１／２乗の値とする）より小さいことが好ましい。複数の柱状導電体３３の間に粒状導電体３２が配置されて、複数の柱状導電体３３間の導通を確保することを容易とするためである。具体的には、径ｒ１とｒ２の比（＝ｒ２／ｒ１）は、好ましくは２～３０（さらに好ましくは５～１５）である。

【0030】

柱状導電体３３の長さは、好ましくは、１００～１０００μｍ（より好ましくは、２００～５００μｍ）である。

【0031】

螺旋形状の柱状導電体３３の渦巻きの径（大径）Ｒは、好ましくは、５０～３００μｍ（より好ましくは、７０～１５０μｍ）である。

【0032】

導電性樹脂層１３に占める導電体全体（粒状導電体３２と柱状導電体３３）の重量は、好ましくは３０～７５重量％（より好ましくは４５～６０重量％）である。
このうち、導電性樹脂層１３に占める粒状導電体３２の重量は、好ましくは３５～５０重量％（より好ましくは２５～４０重量％）である。
導電性樹脂層１３に占める柱状導電体３３の重量は、好ましくは１０～４０重量％（より好ましくは１５～３０重量％）である。

【0033】

粒状導電体３２と柱状導電体３３を導電性樹脂層１３中に均一に分散するために、これらの密度（ｇ／ｃｍ^３：単位体積当たりの質量）を適宜の値とすることが好ましい。硬化前、粒状導電体３２と柱状導電体３３は、液状の樹脂混合物中に浮いた状態で存在する。このため、粒状導電体３２と柱状導電体３３の密度が大きく異なると、個別の層を形成し、均一な分散が阻害される。
すなわち、粒状導電体３２の密度ｄ１と柱状導電体３３の密度ｄ２は、近いことが好ましい。これらの密度の比Ｋ（＝ｄ１／ｄ２）は、好ましくは０．１～１０（より好ましくは、０．２５～４、さらに好ましくは、０．５～２）である。

【0034】

また、粒状導電体３２の密度ｄ１と柱状導電体３３の密度ｄ２は、液状の樹脂混合物の平均密度（ｇ／ｃｍ^３：単位体積当たりの平均質量）とある程度近く、好ましくは７ｇ／ｃｍ^３以下（より好ましくは、５ｇ／ｃｍ^３以下）である。

【0035】

以上の、粒状導電体３２および柱状導電体３３の形状、寸法、分量等は、例えば、電子顕微鏡での観察によって、測定可能である。

【0036】

（比較例）
図５は、比較例に係る導電性樹脂層１３ｘの拡大断面図である。
導電性樹脂層１３ｘは、粒状導電体３２および柱状導電体３３を含む。柱状導電体３３は直線形状の柱状導電体３３ａのみであり、曲がった柱状導電体３３（例えば、螺旋状の柱状導電体３３ｂ）を含まない。
後述の実施例に示すように、粒状導電体３２を併用していても、直線形状の柱状導電体３３ａのみでは、導電性樹脂層１３ｘに十分な導電性を付与することは困難であった。

【0037】

（超電導コイル１０の製造方法）
以下、超電導コイル１０の製造方法を説明する。
図６は、超電導コイル１０の製造工程の一例を表すフロー図である。超電導コイル１０は、次のようにして作成できる。

【0038】

（１）巻線部材１２の作成（ステップＳ１１）
巻枠１１に超電導線材２０を巻いて巻線部材１２を作成する。
巻線部材１２は、一般的に、巻枠１１への巻回によって成形された後に、巻枠１１ごとエポキシ樹脂などの絶縁材に含浸される（絶縁層２５の形成）。
巻枠１１に巻回されて隣接する複数の超電導線材２０同士の間隙（線材間隙）に絶縁材が充填されるとともに、巻線部材１２が絶縁材でコーティングされる。

【0039】

（２）導電性樹脂混合物の作成（ステップＳ１２）
樹脂主剤、硬化剤、粒状導電体３２、柱状導電体３３を混合して、導電性樹脂混合物を作成する。このとき、柱状導電体３３は略直線形状でもよい。次のように、混合後の攪拌によって、柱状導電体３３を螺旋形状へと変形できる。

【0040】

例えば、自転・公転式の混合機を用いて、導電性樹脂混合物を攪拌する。すなわち、導電性樹脂混合物を容器に入れ、この容器内の軸Ａを中心として回転しながら、この軸Ａを他の軸Ｂを中心として回転させる。この結果、導電性樹脂混合物に容器内の軸Ａを中心とする自転力、この軸Ａが他の軸Ｂを中心に回転する公転力の２つの回転力が作用する。
この２つの回転力によって、直線状の柱状導電体３３が変形し、図７の電子顕微鏡写真に示すような曲線状（例えば、螺旋状）の柱状導電体３３ｂを形成することができる。

【0041】

以上では、導電性樹脂混合物に２方向の回転力を同時に印加することで、その中の直線状の柱状導電体３３ａを曲線状の柱状導電体３３ｂに変形している。
これに対して、予め曲線状の柱状導電体３３を作成しておき、これを混合して導電性樹脂混合物としてもよい。例えば、曲線状の非導電性の柱体を作成し、この柱体に導電性物質を被覆することで、曲線状の柱状導電体３３ｂを形成できる。

【0042】

（３）導電性樹脂層１３の作成、側板１４の取り付け（ステップＳ１３，Ｓ１４）
巻線部材１２の側面に、混合、攪拌した導電性樹脂混合物を塗布し、側板１４を取り付ける。

【0043】

（４）導電性樹脂層１３の硬化（ステップＳ１５）
その後、導電性樹脂層１３を硬化させることで、超電導コイル１０が作成される。このとき、必要に応じて、導電性樹脂層１３を加熱してもよい。

【実施例】

【0044】

（実施例１、比較例１）
実施例１および比較例１につき説明する。
原料としてエポキシ樹脂、カップリング剤、分散剤、硬化剤、および導電性物質を使用した。導電性物質としては、球体（銅粉）の粒状導電体３２と柱体（銀線材）の柱状導電体３３を用いた。

【0045】

これらを所定の比率で秤量した。ここでは、エポキシ樹脂：カップリング剤：分散剤：硬化剤：粒状導電体３２：柱状導電体３３の体積比を４０：２０：１：１：１９：１９とした。
ここで、比較例１では、薬匙を使用して人力で１分間攪拌し、実施例１では自転・公転式の混合機で１分間攪拌した。すなわち、実施例１，比較例１は、攪拌の手段のみが異なる。

【0046】

これらを幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍの型（溝）に塗布して硬化した。硬化後の導電性樹脂は、球体（銅粉）、柱体（銀線材）をそれぞれ、２０．７重量％、３５．１重量％含む。

【0047】

その後、硬化した樹脂混合物の体積抵抗率を四端子法で測定した。
比較例１では導通が確保できず、抵抗率を測定出来なかった。これに対し、実施例１では３．１×１０^－４Ωｍの抵抗率が得られた。

【0048】

抵抗率測定後の断面を観察した。
比較例１では、柱状導電体３３は、図５に示すように、ほとんどが直線状の柱状導電体３３ａであった。これに対し、実施例１では、図４に示すように、曲線状の柱状導電体３３ｂが存在した。

【0049】

図７は、柱状導電体３３ｂの一例の電子顕微鏡写真である。この柱状導電体３３ｂは螺旋状に巻かれている。具体的には、直径が約１４μｍ、螺旋の径（大径）Ｒが約２１０μｍ、長さが４００μｍ、スパイラル回数２程度の螺旋状の柱状導電体３３ｂを作成できた。

【0050】

以上の様に、導電性樹脂の抵抗率測定結果と観察結果から、曲線状の柱状導電体３３ｂにより抵抗率（導電性）を改善できることが確認できた。

【0051】

（実施例２）
実施例１の粒状導電体３２、柱状導電体３３は、銅粉や銀線の単一材料から構成していたが、複合材料から構成してもよい。
実施例２では、アルミナ粉（粒子）の基材にＣｕを蒸着して球状の粒状導電体３２を作成した。また、ナイロン繊維の基材にＡｇを電解メッキして柱状導電体３３を作成した。
その他は、実施例１と同様に材料を混合し、自転・公転式の混合機で１分間攪拌した。

【0052】

硬化後の導電性樹脂層１３の断面は図４のようになっていた。導電性樹脂層１３の抵抗率は２．９×１０^－４Ωｍと実施例１とほぼ同等であった（若干減少）。
これは、粒状導電体３２、柱状導電体３３による電気の導通が、基本的にその表面近傍で行われることによるものと考えられる。すなわち、粒状導電体３２、柱状導電体３３内の非導電性の基体が抵抗率に与える影響はそれほど大きくない。

【0053】

むしろ、柱状導電体３３の基体に柔軟性のあるナイロンを用いたことで、柱状導電体３３での接触抵抗が低減した可能性もある。
また、粒状導電体３２、柱状導電体３３を複合材料としたことで、Ａｇ（貴金属）の使用を抑制でき、コストを低減できる。

【0054】

以上のように、粒状導電体３２、柱状導電体３３は、単一物質（純物質）である必要はなく、複合材料（酸化物や有機物の表面を導電性物質で被覆）でもほぼ同様の効果が得られた。

【0055】

実施例１、２では、粒状導電体３２、柱状導電体３３を構成する導電性材料に単一の金属（銅、銀）を用いたが、ＡｇやＣｕを含む合金（例えば、Ａｇ－Ｐｄ、Ｃｕ－Ｃｒ、Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ）を用いてもよい。

【0056】

（実施例３）
実施例３では、球状のガラス基材と繊維状のアクリル系樹脂基材の表面をそれぞれＡｇで被覆して、粒状導電体３２および柱状導電体３３を作成した。このとき、基材表面のＡｇ量を調整して、粒状導電体３２、柱状導電体３３それぞれの密度ｄ１，ｄ２を３．０±０．３ｇ／ｃｍ^３および２．０±０．２ｇ／ｃｍ^３とした。
その他は、実施例１と同様に材料を混合し、自転・公転式の混合機で１分間攪拌した。

【0057】

硬化後の導電性樹脂層１３の抵抗率は５．０×１０^－５Ωｍと実施例１、２と比べて大きく減少した。
実施例３の導電性樹脂層１３の断面を観察したところ、実施例２と異なることが判った。すなわち、実施例２では、粒状導電体３２が柱状導電体３３の下方に存在する傾向にあったのに対し、実施例３では粒状導電体３２と柱状導電体３３がより均一に分散していた。この均一性が抵抗率の低減に寄与したと考えられる。

【0058】

この均一性の相違は、粒状導電体３２、柱状導電体３３の密度ｄ１，ｄ２の相違によると考えられる。すなわち、実施例２では粒状導電体３２、柱状導電体３３それぞれの密度ｄ１，ｄ２は４．０ｇ／ｃｍ^３および１．６ｇ／ｃｍ^３であり、その比Ｋ（＝ｄ１／ｄ２）は、２．５であった。これに対して、実施例３では密度の比Ｋは、１．５（＝３．０／２．０）と、密度ｄ１，ｄ２は比較的近接している。
以上のように、密度の比Ｋが粒状導電体３２と柱状導電体３３の分散に影響を与えている。

【0059】

（超電導コイル１０での試験）
実施例１～３の導電性樹脂を用いて超電導コイル１０を作成、試験した。
ここでは、巻線部材１２の側面の一方に導電性樹脂混合物を塗布、硬化して、導電性樹脂層１３を有する超電導コイル１０を作成した。その後、液体窒素雰囲気で超電導コイル１０の過電流試験を実施した。この結果、超電導コイル１０の導電性樹脂層１３で電流の迂回が観察され、実施形態１～３の導電性樹脂の有効性を確認できた。

【0060】

以上のように、導電性樹脂の導電性物質を粒状（粒状導電体３２）と柱体（柱状導電体３３）で構成することにより、低抵抗率（高導電率）を有する導電性樹脂が得られる。またこの導電性樹脂を超電導コイルに使用することで、熱暴走やクエンチを抑制できる。
ここでは、導電性樹脂を超電導コイル１０の電流迂回に用いている。しかし、本実施形態に係る導電性樹脂は、広範な用途を有し、超電導とは異なる他分野、例えば、半導体装置に用いることができる。

【0061】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが，これらの実施形態は，例として提示したものであり，発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は，その他の様々な形態で実施されることが可能であり，発明の要旨を逸脱しない範囲で，種々の省略，置き換え，変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は，発明の範囲や要旨に含まれるとともに，特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0062】

１０： 超電導コイル、１１： 巻枠、１２： 巻線部材、１３： 導電性樹脂層、１４： 側板、２０： 超電導線材、２１： 基体層、２２： 超電導層、２３： 保護層、２４： 安定化層、２５： 絶縁層、３１： 樹脂硬化層、３２： 粒状導電体、３３（３３ａ、３３ｂ）： 柱状導電体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】