JP2007130898A - Heat-resistant insulation paper and its manufacturing method - Google Patents

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JP2007130898A JP2005326461A JP2005326461A JP2007130898A JP 2007130898 A JP2007130898 A JP 2007130898A JP 2005326461 A JP2005326461 A JP 2005326461A JP 2005326461 A JP2005326461 A JP 2005326461A JP 2007130898 A JP2007130898 A JP 2007130898A
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Tadashi Inukai
忠司 犬飼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide inexpensive insulation paper which has excellent heat-resistant insulation, smoothness, water resistance and resistance to insulation oils and is used in electric cars, transformers for high-voltage power transmission, etc. <P>SOLUTION: The heat-resistant insulation paper consists of two or more layers, and at least one outer layer is a polyamideimide resin layer of a glass transition temperature of ≥200°C. Preferably, the layers other than the polyamideimide resin layer of a glass transition temperature of ≥200°C are films and/or nonwoven fabrics composed of at least one of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, aromatic polyamides, aromatic polyimides and polyamideimides other than the above polyamideimides. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は新規な耐熱絶縁紙に関する。更に詳しくは、耐熱性のポリアミドイミド樹脂を外層に用いた複層構造を有し、高温下でも優れた電気絶縁性を示し、耐水性、表面平滑性の優れた耐熱絶縁紙に関する。   The present invention relates to a novel heat-resistant insulating paper. More specifically, the present invention relates to a heat-resistant insulating paper having a multilayer structure using a heat-resistant polyamide-imide resin as an outer layer, showing excellent electrical insulation even at high temperatures, and having excellent water resistance and surface smoothness.

従来、絶縁紙にはセルロース系や芳香族ポリアミドであるアラミド系不織布やポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートフィルムなどが使われてきた。特に耐熱用途ではアラミド系の不織布やポリエチレンナフタレートフィルムが使われてきたが、アラミド系不織布は吸水性や表面平滑性の点で、ポリエチレンナフタレートフィルムでは耐熱性が不十分な場合があった。これらの改良として、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムの表裏にアラミド不織布を張り合わせた材料も市販されているようだが、吸水性や表面平滑性は改良されていない。また、無機または有機繊維で強化されたプラスチック基材にポリエチレンテレフタレートなどの絶縁材料を積層した複合絶縁紙も提案されているが、本質的な耐熱性改良には至っておらずカールなどの問題も懸念される(例えば特許文献1参照)。更にはポリイミド繊維からなる不織布も検討されているが、不織布系では厚み斑や表面平滑性が悪く、価格が高いという問題がある。(例えば特許文献2参照)特に高電圧送電に用いられる絶縁紙においては、表面の毛羽や厚み斑は局所的絶縁破壊を起こす可能性がある。
本発明の目的は、高電圧の用途にも対応できる平滑で表面の毛羽が少なく、耐水性、耐熱性の電気絶縁紙を安価に提供することにある。
Conventionally, aramid nonwoven fabrics such as cellulose and aromatic polyamide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate film, and the like have been used for insulating paper. In particular, aramid nonwoven fabrics and polyethylene naphthalate films have been used for heat resistant applications. However, aramid nonwoven fabrics may have insufficient heat resistance in terms of water absorption and surface smoothness. As these improvements, a material in which an aramid nonwoven fabric is bonded to the front and back of a polyethylene terephthalate film or a polyethylene naphthalate film seems to be commercially available, but water absorption and surface smoothness are not improved. In addition, composite insulating paper has been proposed in which an insulating material such as polyethylene terephthalate is laminated on a plastic substrate reinforced with inorganic or organic fibers, but the essential heat resistance has not been improved, and there are concerns about problems such as curling. (See, for example, Patent Document 1). Further, a nonwoven fabric made of polyimide fibers has been studied. However, the nonwoven fabric system has a problem that thickness unevenness and surface smoothness are poor and the price is high. (See, for example, Patent Document 2) In particular, in the insulating paper used for high-voltage power transmission, fluff and thick spots on the surface may cause local dielectric breakdown.
An object of the present invention is to provide a water- and heat-resistant electrical insulating paper at low cost, which can be applied to high voltage applications and has a smooth surface with less fluff.

特開2004−146093号公報JP 2004-146093 A 特開2003−96698号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-96698

本発明は、耐熱絶縁性、平滑性、耐水性、耐絶縁油性に優れ、電気自動車や高電圧送電用トランスなどに用いられる安価な電気絶縁紙を提供する。   The present invention provides an inexpensive electrical insulating paper that is excellent in heat resistance insulation, smoothness, water resistance, and insulation oil resistance, and that is used in electric vehicles, transformers for high-voltage power transmission, and the like.

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の耐熱絶縁紙及びその製造方法に関する。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, this invention relates to the following heat-resistant insulating paper and its manufacturing method.

(1)複数の層から形成された絶縁紙であって、少なくとも一つの外層はガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層であることを特徴とする耐熱絶縁紙。 (1) A heat-resistant insulating paper, which is an insulating paper formed from a plurality of layers, wherein at least one outer layer is a polyamide-imide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher.

(2)ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド並びにポリアミドイミドからなるフィルム又は不織布の片面又は両面に、ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂溶液を塗布又は含浸した後、乾燥することを特徴とする耐熱絶縁紙の製造方法。 (2) After applying or impregnating a polyamideimide resin solution having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher on one or both sides of a film or nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, aromatic polyamide, aromatic polyimide and polyamideimide, A method for producing a heat-resistant insulating paper characterized by drying.

本発明はガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂を外層に用いて複層構造にすることによって耐熱絶縁性、機械的強度、耐水性、耐絶縁油性、表面平滑性に優れた絶縁紙を提供する。本発明の耐熱絶縁紙は自動車や高電圧送電用トランスなどの絶縁紙を提供できる。   The present invention provides an insulating paper excellent in heat insulation, mechanical strength, water resistance, insulation oil resistance, and surface smoothness by using a polyamideimide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or more as an outer layer to form a multilayer structure. provide. The heat-resistant insulating paper of the present invention can provide insulating paper such as automobiles and high-voltage power transmission transformers.

本発明は従来用いられてきた絶縁紙の片面または両面に耐熱性のポリアミドイミド樹脂層を形成させることが大きな特徴である。
この場合のポリアミドイミド樹脂としては耐熱性が高いことが重要であり、その目安としてガラス転移温度が200℃以上、好ましくは250℃以上必要である。ガラス転移温度が200℃以下では、高温で長時間使用した場合熱収縮や寸法変化などにより樹脂が劣化して機械的強度や絶縁性が低下するからである。ガラス転移温度の上限は特に限定されないが、ワニス製造安定性等の観点から400℃以下であることが好ましい。
A major feature of the present invention is that a heat-resistant polyamide-imide resin layer is formed on one side or both sides of conventionally used insulating paper.
In this case, it is important that the polyamide-imide resin has high heat resistance, and as a guide, the glass transition temperature is 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher. This is because when the glass transition temperature is 200 ° C. or lower, the resin deteriorates due to heat shrinkage or dimensional change when used at a high temperature for a long time, and mechanical strength and insulating properties are lowered. The upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but is preferably 400 ° C. or lower from the viewpoint of varnish production stability and the like.

一般に、ポリアミドイミド樹脂はトリメリット酸無水物とジイソシアネートまたはトリメリット酸クロリドとジアミンとから非プロトン性極性溶剤中で加熱、攪拌することによって合成される。この場合、重合のしやすさやコストの点からトリメリット酸無水物とジイソシアネートから合成する方法が有利である。本発明明細書ではアミン成分については対応するジイソシアネート成分として記載するが、当然のことながらジイソシアネート化合物には対応するジアミン化合物を包含する。   Generally, a polyamideimide resin is synthesized from trimellitic anhydride and diisocyanate or trimellitic chloride and diamine by heating and stirring in an aprotic polar solvent. In this case, a method of synthesizing from trimellitic anhydride and diisocyanate is advantageous from the viewpoint of ease of polymerization and cost. In the present specification, the amine component is described as the corresponding diisocyanate component, but it should be understood that the diisocyanate compound includes the corresponding diamine compound.

本発明に用いるガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂の製造に用いられる酸成分としては上記のトリメリット酸及びこれの無水物の他にピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、プロピレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等のテトラカルボン酸及びこれらの無水物、シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、セバチン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、ジカルボキシポリブタジエン、ジカルボキシポリ(アクリロニトリルーブタジエン)、ジカルボキシポリ(スチレン−ブタジエン)等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジカルボン酸、ダイマー酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸があげられこれらの中では反応性、耐熱性、溶解性などの点からトリメリット酸無水物が最も好ましく、その一部が3,3’、4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に変わったものが寸法安定性の点から好ましい。3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いる場合、これらの共重合量は酸成分を100モル%としたときに、各々5〜40モル%である事が好ましい。共重合量が5モル%以下では共重合の効果が十分発揮されないし、40モル%以上ではN−メチル−2−ピロリドンやN,N’−ジメチルアセトアミドなどの重合溶剤に溶解しにくくなるためである。   Examples of the acid component used in the production of the polyamideimide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher used in the present invention include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4 ′ in addition to the above trimellitic acid and its anhydride. -Biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-biphenyl ether tetra Tetracarboxylic acids such as carboxylic acid, ethylene glycol bisanhydro trimellitate, propylene glycol bisanhydro trimellitate and their anhydrides, oxalic acid, adipic acid, malonic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedicarboxylic acid, Dicarboxypolybutadiene, dicarboxypoly (acrylonitrile-butadiene), dicar Aliphatic dicarboxylic acids such as xypoly (styrene-butadiene), 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4′-dicyclohexylmethanedicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as dimer acid, terephthalic Examples include aromatic dicarboxylic acids such as acid, isophthalic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, and naphthalenedicarboxylic acid. Among these, trimellitic anhydride is most preferable in terms of reactivity, heat resistance, solubility, and the like. Dimensional stability is obtained by changing a part of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. To preferred. When 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is used, the amount of copolymerization is 100 mol of the acid component. % Is preferably 5 to 40 mol%. If the copolymerization amount is 5 mol% or less, the effect of copolymerization is not sufficiently exhibited, and if it is 40 mol% or more, it is difficult to dissolve in a polymerization solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or N, N′-dimethylacetamide. is there.

本発明に用いられるガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂の製造に用いられるジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートジフェニル、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシリレンジジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,8−ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートが挙げられ、これらの中では耐熱性、機械的特性、溶解性などから4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートジフェニル、1,5−ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が好ましい。とりわけ寸法安定性の点からは3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートジフェニルと1,5−ナフタレンジイソシアネートが好ましい。これらの成分は全ジアミン成分を100モル%としたときに、各々20モル%以上共重合されていることが好ましく、40モル%以上がより好ましい。上限は100モル%であっても良い。   Examples of the diisocyanate used in the production of the polyamideimide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher used in the present invention include aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and alicyclic groups such as 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate. Diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyl ether diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanate diphenyl, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene Examples include aromatic diisocyanates such as range diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, and 1,8-naphthalene diisocyanate. Among these, heat resistance, mechanical properties, dissolution 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and the like, 2,4-tolylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate diphenyl, 1,5-naphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate and the like are preferable. In particular, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate diphenyl and 1,5-naphthalene diisocyanate are preferable from the viewpoint of dimensional stability. These components are each preferably copolymerized in an amount of 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more when the total diamine component is 100 mol%. The upper limit may be 100 mol%.

本発明に用いるガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂はN,N’−ジメチルアセトアミドやN−メチル−2−ピロリドン,N,N’−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン等の極性溶剤中、60〜200℃に加熱しながら攪拌することで容易に製造する事ができる。該ポリアミドイミド樹脂の分子量は対数粘度で0.3dl/g以上、好ましくは0.5dl/g以上、更に好ましくは0.7dl/g以上である。対数粘度が0.3dl/g以下ではポリアミドイミド樹脂の塗膜が脆くなり高温、長期間使用中の耐熱性や機械的強度が低下する。対数粘度の上限は特にはないが、作業性などの点から2.0dl/g以下が好ましい。これらの対数粘度は酸成分とジイソシアネート成分の仕込みモル比を調節する事が制御でき、その範囲は酸成分/ジイソシアネート成分が0.7〜1.2が好ましい。
この場合、必要に応じてトリエチルアミン、ジエチレントリアミン、ジアザビシクロウンデセン等の有機アミン化合物やフッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、ナトリウムメトキシド等の金属化合物を触媒に用いることが出来る。
Polyamideimide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher used in the present invention is 60 in a polar solvent such as N, N′-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N′-dimethylformamide, γ-butyrolactone, and the like. It can be easily produced by stirring while heating to ~ 200 ° C. The molecular weight of the polyamideimide resin is 0.3 dl / g or more in logarithmic viscosity, preferably 0.5 dl / g or more, more preferably 0.7 dl / g or more. When the logarithmic viscosity is 0.3 dl / g or less, the polyamide-imide resin coating film becomes brittle, and the heat resistance and mechanical strength during use at high temperature and for a long period of time decrease. The upper limit of the logarithmic viscosity is not particularly limited, but is preferably 2.0 dl / g or less from the viewpoint of workability. These logarithmic viscosities can be controlled by adjusting the charged molar ratio of the acid component and the diisocyanate component, and the range of the acid component / diisocyanate component is preferably 0.7 to 1.2.
In this case, an organic amine compound such as triethylamine, diethylenetriamine, or diazabicycloundecene, or a metal compound such as potassium fluoride, sodium fluoride, cesium fluoride, or sodium methoxide can be used as a catalyst as necessary.

本発明の耐熱絶縁紙はガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂と従来から用いられてきた絶縁紙との複合絶縁紙である。複合化することによって、ポリアミドイミド層を薄くすることが出来、且つポリアミドイミド特有の耐熱性や電気絶縁性、耐湿性、機械的強度が十分発揮でき、安価に製造できるからである。
本発明に用いることの出来る従来の絶縁紙は特に高耐熱である必要はなくポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのフィルムや不織布、セルロース系不織布、芳香族ポリアミドや芳香族ポリイミドのフィルムや不織布などが用いられる。これらの中で、平滑性や毛羽のてんから不織布よりはフィルムのほうが好ましく、なかでもポリエチレンナフタレートが価格や加工性から好ましい。従って本発明において絶縁紙とは必ずしも紙の層を必要とせず、電気絶縁の目的で使用する複合フィルムでも良い。
The heat-resistant insulating paper of the present invention is a composite insulating paper of a polyamideimide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher and an insulating paper that has been used conventionally. This is because by making it composite, the polyamideimide layer can be thinned, and the heat resistance, electrical insulation, moisture resistance, and mechanical strength peculiar to polyamideimide can be sufficiently exhibited, and it can be manufactured at low cost.
The conventional insulating paper that can be used in the present invention does not need to have particularly high heat resistance, and films and nonwoven fabrics such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose nonwoven fabrics, aromatic polyamide and aromatic polyimide films and nonwoven fabrics are used. It is done. Among these, a film is preferable to a non-woven fabric because of smoothness and fluff, and polyethylene naphthalate is particularly preferable from the viewpoint of price and workability. Therefore, in the present invention, the insulating paper does not necessarily require a paper layer, and may be a composite film used for the purpose of electrical insulation.

本発明の複合耐熱絶縁紙の層構成は外層にガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層を設ける以外に特に制限はなく、2層以上であればよい。但し、ポリアミドイミドの特性を十分発揮させるには両外層がポリアミドイミドからなる3層構造が好ましい。この場合、ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層の厚みは3〜100μm、好ましくは5〜50μmである。ポリアミドイミド樹脂層の厚みが3μm以下ではポリアミドイミド樹脂の特性が発揮されないことがあり、100μm以上では塗布、乾燥の作業性が悪くなる恐れがある。   The layer structure of the composite heat-resistant insulating paper of the present invention is not particularly limited except that the outer layer is provided with a polyamideimide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher, and may be two or more layers. However, a three-layer structure in which both outer layers are made of polyamideimide is preferable in order to fully exhibit the properties of polyamideimide. In this case, the thickness of the polyamideimide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher is 3 to 100 μm, preferably 5 to 50 μm. If the thickness of the polyamideimide resin layer is 3 μm or less, the properties of the polyamideimide resin may not be exhibited, and if it is 100 μm or more, the coating and drying workability may be deteriorated.

本発明の複合耐熱絶縁紙の製造に制限はないが、以下の方法が挙げられる。
(1)ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミドのフィルムと従来絶縁紙のフィルムまたは不織布を、接着剤を介して或いは直接加熱圧着させる。
(2)絶縁紙のフィルムまたは不織布にガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂溶液を塗布、または含浸させた後、乾燥する。
これらの中では、加工の容易さ、コストの点から(2)の方法が好ましい。
この場合、ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂溶液には耐熱絶縁紙としての特性を損なわない範囲で着色剤、分散剤、無機フィラー、レベリング剤、消泡剤、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン等の他樹脂、シリコーン系離型剤、架橋剤等を配合することができる。架橋剤としては2官能以上のエポキシ樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート化合物が挙げられる。
Although there is no restriction | limiting in manufacture of the composite heat resistant insulating paper of this invention, The following method is mentioned.
(1) A film of polyamideimide having a glass transition temperature of 200 ° C. or more and a film or non-woven fabric of conventional insulating paper are bonded via an adhesive or directly by thermocompression bonding.
(2) A polyamideimide resin solution having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher is applied to or impregnated on a film or nonwoven fabric of insulating paper, and then dried.
Among these, the method (2) is preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.
In this case, the polyamide-imide resin solution having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher has a colorant, a dispersant, an inorganic filler, a leveling agent, an antifoaming agent, polyester, polyamide, polyimide, Other resins such as polyurethane, silicone release agents, crosslinking agents, and the like can be blended. Examples of the crosslinking agent include bifunctional or higher functional epoxy resins, melamine resins, and isocyanate compounds.

本発明の絶縁紙はコンデンサー、ケーブル、コイル、トランスの用途に用いることが出来る。従って本発明の耐熱絶縁紙を用いることにより高温絶縁性、機械的強度、耐水、耐絶縁油性に優れたコンデンサー、ケーブル、コイル、トランスを製造することが可能となる。   The insulating paper of the present invention can be used for applications such as capacitors, cables, coils, and transformers. Therefore, by using the heat-resistant insulating paper of the present invention, it is possible to produce a capacitor, cable, coil, and transformer excellent in high-temperature insulating properties, mechanical strength, water resistance, and insulating oil resistance.

以下実施例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例よって何ら制限されるものではない。尚、実施例中の測定値は以下の方法で測定した値である。
1.対数粘度
ポリマー0.5gを100mlのNMP(N−メチル−2−ピロリドン)に溶解した溶液を25℃でウベローデ粘度管を用いて測定した。
2.耐熱性
4cm四方のサンプルを5cm四方のガラス板2枚の間に挟み、4辺をクリップで固定した後、200℃のオーブン中に1時間静置した後の面積収縮率を測定して以下の基準で判定した。
○:収縮率が5%以下
×:収縮率が5%以上
3.絶縁破壊電圧
ASTM D149に記載の方法に従って測定した。
油中の試験片の厚み方向に、60Hzの電圧を0.5kV/秒の速度で印加したときの破壊電圧を読み取った。単位はkVである。
4.表面平滑性
絶縁紙表面を目視で表面凹凸と毛羽の状態を観察して以下の基準で判定した。
○:表面が平滑で毛羽が全く見られない。
△:表面に凹凸は見られるが毛羽が見られない。
×:毛羽が多数見られる。
5.吸水率
各絶縁紙5cm×5cmのサンプルを25℃のイオン交換水中に24時間浸漬して、表面の水滴を十分ふき取った後電子天秤で精秤する。(W1)次いで、同じサンプル を120℃の熱風乾燥機中で1時間乾燥させ、乾燥デシケータ中に30分以上静置した後、再度精秤する。(W0)吸水率は次式によって求めた。
吸水率(%)=100×(W1−W0)/W1
単位は%である。
6.ガラス転移温度
ポリアミドイミド樹脂溶液を100μmポリエステルフィルム上に膜厚が約30μmとなるように塗布、100℃で10分乾燥した後ポリエステルフィルから剥離して金枠に固定して、更に250℃で1時間乾燥したフィルムをアイテイ計測制御社製動的粘弾性測定装置を用い、昇温速度5℃/分、周波数110Hzの条件で測定した損失弾性率の変局点をガラス転移温度とした。
単位は℃である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In addition, the measured value in an Example is a value measured with the following method.
1. Logarithmic viscosity A solution prepared by dissolving 0.5 g of a polymer in 100 ml of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) was measured at 25 ° C. using an Ubbelohde viscosity tube.
2. Heat resistance A sample of 4 cm square was sandwiched between two 5 cm square glass plates, and after fixing the 4 sides with clips, the area shrinkage after standing in an oven at 200 ° C. for 1 hour was measured and Judged by criteria.
○: Shrinkage is 5% or less ×: Shrinkage is 5% or more Dielectric breakdown voltage Measured according to the method described in ASTM D149.
The breakdown voltage when a voltage of 60 Hz was applied at a rate of 0.5 kV / sec in the thickness direction of the test piece in oil was read. The unit is kV.
4). Surface smoothness The surface of the insulating paper was visually observed for surface irregularities and fluff states, and judged according to the following criteria.
○: The surface is smooth and no fluff is seen.
Δ: Unevenness is seen on the surface, but no fluff is seen.
X: Many fluff is seen.
5. Water absorption rate Each sample of insulating paper 5 cm × 5 cm is immersed in ion exchange water at 25 ° C. for 24 hours, and after sufficiently wiping off water droplets on the surface, it is precisely weighed with an electronic balance. (W1) Next, the same sample is dried in a hot air dryer at 120 ° C. for 1 hour, left in a dry desiccator for 30 minutes or more, and then weighed again. (W0) The water absorption was determined by the following equation.
Water absorption (%) = 100 × (W1-W0) / W1
The unit is%.
6). Glass transition temperature Polyamideimide resin solution was applied on a 100 μm polyester film so that the film thickness was about 30 μm, dried at 100 ° C. for 10 minutes, then peeled off from the polyester film, fixed to a metal frame, and further 1 at 250 ° C. The inflection point of the loss elastic modulus measured for the time-dried film using a dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd. under the conditions of a heating rate of 5 ° C./min and a frequency of 110 Hz was defined as the glass transition temperature.
The unit is ° C.

(ポリアミドイミド樹脂Aの合成)
冷却管と窒素ガス導入口のついた4ツ口フラスコにトリメリット酸無水物(TMA)0.98モルとジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート(MDI)1モルを固形分濃度が20%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)と共に仕込み、攪拌しながら120℃に昇温して約3時間反応させた。このポリアミドイミド樹脂の対数粘度は0.65dl/g、ガラス転移温度は280℃であった。
(Synthesis of polyamideimide resin A)
Trimellitic anhydride (TMA) 0.98 mol and diphenylmethane 4,4′-diisocyanate (MDI) 1 mol in a four-necked flask equipped with a cooling tube and a nitrogen gas inlet so that the solid content concentration becomes 20% The mixture was charged with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), heated to 120 ° C. with stirring and allowed to react for about 3 hours. This polyamideimide resin had a logarithmic viscosity of 0.65 dl / g and a glass transition temperature of 280 ° C.

(ポリアミドイミド樹脂Bの合成)
実施例1と同じ装置を用いて、TMA0.99モル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートビフェニル(TODI)0.8モル、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)0.2モルを固形分濃度が20%となるようにNMPと共に仕込み、攪拌しながら90℃で約1時間反応させた。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は0.86dl/g、ガラス転移温度は310℃であった。
(Synthesis of polyamideimide resin B)
Using the same apparatus as in Example 1, 0.99 mol of TMA, 0.8 mol of 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanate biphenyl (TODI), 0.24 of 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) Mole was charged together with NMP so that the solid content concentration was 20%, and reacted at 90 ° C. for about 1 hour with stirring. The obtained polyamideimide resin had a logarithmic viscosity of 0.86 dl / g and a glass transition temperature of 310 ° C.

(ポリアミドイミド樹脂Cの合成)
冷却管と窒素ガス導入口のついた4ツ口フラスコにTMA0.85モル、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物0.15モル、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物0.1モルとTODIを1モル、ジアザビシクロウンデセン0.01モルを固形分濃度が15%となるようにNMPと共に仕込み、攪拌しながら80℃に昇温して約2時間反応させた。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は0.78dl/g、ガラス転移温度は330℃であった。
(Synthesis of polyamideimide resin C)
In a four-necked flask equipped with a condenser and a nitrogen gas inlet, 0.85 mol of TMA, 0.15 mol of benzophenonetetracarboxylic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride 1 mol, 1 mol of TODI, and 0.01 mol of diazabicycloundecene were charged together with NMP so that the solid concentration would be 15%, and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring and reacted for about 2 hours. The obtained polyamideimide resin had a logarithmic viscosity of 0.78 dl / g and a glass transition temperature of 330 ° C.

(ポリアミドイミド樹脂Dの合成)
冷却管と窒素導入口のついた4ツ口フラスコにTMA0.7モル、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物0.30モル、1,5−ナフタレンジイソシアネート1モルとジアザビシクロウンデセン0.01モルを固形分濃度が15%となるようにN−メチル−2−ピロリドンとともに仕込み、80℃で約2時間反応させた。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は0.85dl/g、ガラス転移温度は375℃であった。
(Synthesis of polyamideimide resin D)
In a four-necked flask equipped with a condenser and a nitrogen inlet, 0.7 mol of TMA, 0.30 mol of benzophenonetetracarboxylic anhydride, 1 mol of 1,5-naphthalenediocyanate and 0.01 mol of diazabicycloundecene were solidified. The mixture was charged with N-methyl-2-pyrrolidone so as to have a partial concentration of 15% and reacted at 80 ° C. for about 2 hours. The obtained polyamideimide resin had a logarithmic viscosity of 0.85 dl / g and a glass transition temperature of 375 ° C.

(ポリアミドイミド樹脂Eの合成)
冷却管と窒素導入口のついた4ツ口フラスコにTMA0.6モル、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物0.3モル、ビフェニルテトラカルボン酸無水物0.1モル、1,5−ナフタレンジイソシアネート0.9モル、トリレンジイソシアネート0.1モル、ジアザビシクロウンデセン0.01モルを固形分濃度が15%となるようにN−メチル−2−ピロリドンとともに仕込み、80℃で約2時間反応させた。このポリアミドイミド樹脂の対数粘度は0.88dl/g、ガラス転移温度は367℃であった。
(Synthesis of polyamideimide resin E)
TMA 0.6 mol, benzophenone tetracarboxylic anhydride 0.3 mol, biphenyl tetracarboxylic anhydride 0.1 mol, 1,5-naphthalene diisocyanate 0.9 in a four-necked flask equipped with a condenser and a nitrogen inlet Mole, 0.1 mol of tolylene diisocyanate, and 0.01 mol of diazabicycloundecene were charged together with N-methyl-2-pyrrolidone so that the solid concentration was 15%, and reacted at 80 ° C. for about 2 hours. The logarithmic viscosity of this polyamideimide resin was 0.88 dl / g, and the glass transition temperature was 367 ° C.

(耐熱絶縁紙の実施例−1、2、3、4、5)
上記で合成したポリアミドイミド樹脂A、B、C、D、E各溶液をポリエチレンナフタレートフィルム(帝人製188μm)の片面に膜厚が10μmとなるように塗布後、100℃で10分乾燥させ、更にその裏面に膜厚が10μmとなるように塗布、100℃で10分乾燥させた後、150℃で30分熱処理を行った。得られた各耐熱絶縁紙の特性を表1に示す。
(Examples of heat-resistant insulating paper-1, 2, 3, 4, 5)
Each of the polyamideimide resins A, B, C, D, and E synthesized above was applied on one side of a polyethylene naphthalate film (188 μm manufactured by Teijin) so that the film thickness was 10 μm, and then dried at 100 ° C. for 10 minutes. Furthermore, the film was coated on the back surface so that the film thickness was 10 μm, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and then heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes. Table 1 shows the characteristics of the obtained heat-resistant insulating papers.

(耐熱絶縁紙の実施例−6)
ポリアミドイミド樹脂Aを用いて、基材をポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製188μm)として耐熱絶縁紙の製造例1と同じ条件で塗布、乾燥、熱処理を行った。得られた耐熱絶縁紙の特性を表1に示す。
(Example 6 of heat-resistant insulating paper)
Using the polyamideimide resin A, the base material was a polyethylene terephthalate film (188 μm manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and coating, drying, and heat treatment were performed under the same conditions as in Production Example 1 of heat-resistant insulating paper. Table 1 shows the characteristics of the obtained heat-resistant insulating paper.

(耐熱絶縁紙の実施例−7)
ポリアミドイミド樹脂A溶液にアラミド不織布(ノーメックス:5mil)を含浸、絞りロールで絞って100g/m2付着させ、100℃で10分乾燥させた後150℃のカレンダーロールで圧着し、更に200℃で30分乾燥させた。得られた耐熱絶縁紙の特性を表1に示す。
(Example 7 of heat-resistant insulating paper)
The polyamide-imide resin A solution is impregnated with an aramid nonwoven fabric (Nomex: 5 mil), squeezed with a squeeze roll to adhere 100 g / m 2 , dried at 100 ° C. for 10 minutes, and then crimped with a 150 ° C. calender roll, and further at 200 ° C. Dry for 30 minutes. Table 1 shows the characteristics of the obtained heat-resistant insulating paper.

(比較例−1、2、3)
ポリアミドイミド樹脂を塗布または含浸させていないポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムおよびアラミド不織布の特性を表1に示す。
(Comparative Examples-1, 2, 3)
Table 1 shows the characteristics of the polyethylene terephthalate film, the polyethylene naphthalate film, and the aramid nonwoven fabric that are not coated or impregnated with the polyamideimide resin.

(比較例4)
バイロマックスHR85ET(東洋紡製ポリアミドイミド樹脂溶液:ガラス転移温度85℃)を用いて実施例1と同じ方法で複合絶縁紙を作成した。得られた絶縁紙の特性を表1に示す。

Figure 2007130898
表中の略号は以下の通りである。
PAI:ポリアミドイミド
PET:ポリエチレンテレフタレート
PEN:ポリエチレンナフタレート (Comparative Example 4)
A composite insulating paper was prepared in the same manner as in Example 1 using Viromax HR85ET (Toyobo's polyamideimide resin solution: glass transition temperature 85 ° C.). Table 1 shows the characteristics of the obtained insulating paper.
Figure 2007130898
Abbreviations in the table are as follows.
PAI: Polyamideimide PET: Polyethylene terephthalate PEN: Polyethylene naphthalate

本発明はガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層を外層に用いることで、高温絶縁性、機械的強度、耐水、耐絶縁油性に優れた耐熱絶縁紙に関し、高電圧伝送トランスや自動車などに有用な耐熱絶縁紙を提供できる。   The present invention relates to a heat-resistant insulating paper excellent in high-temperature insulation, mechanical strength, water resistance, and insulation oil resistance by using a polyamideimide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C. or more as an outer layer. It is possible to provide a heat-resistant insulating paper useful for.

Claims (6)

複数の層から形成された絶縁紙であって、少なくとも一つの外層はガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層であることを特徴とする耐熱絶縁紙。   A heat-resistant insulating paper, which is an insulating paper formed of a plurality of layers, wherein at least one outer layer is a polyamide-imide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C or higher. ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層以外がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド及び上記ポリアミドイミド以外のポリアミドイミドからなる群のうち少なくとも1種以上のフィルム又は不織布であることを特徴とする請求項1に記載の耐熱絶縁紙。   Other than the polyamide-imide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher, at least one film or nonwoven fabric selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, aromatic polyamide, aromatic polyimide, and polyamideimide other than the above polyamideimide The heat-resistant insulating paper according to claim 1, wherein the heat-resistant insulating paper is provided. ポリエチレンナフタレートフィルムの両面に、ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂層が形成された3層構造の耐熱絶縁紙。   A heat-resistant insulating paper having a three-layer structure in which a polyamideimide resin layer having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher is formed on both surfaces of a polyethylene naphthalate film. ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂が、ジイソシアネート成分として3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアネートビフェニル及び/又は1,5−ナフタレンジイソシアネートを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の耐熱絶縁紙。   The polyamide-imide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher contains 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanate biphenyl and / or 1,5-naphthalene diisocyanate as a diisocyanate component. The heat-resistant insulating paper according to any one of 3 above. ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂が、酸成分として3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び/または3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の耐熱絶縁紙。   Polyamideimide resin having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher is 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and / or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid as an acid component. The heat-resistant insulating paper according to any one of claims 1 to 4, comprising a dianhydride. ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド並びにポリアミドイミドからなるフィルム又は不織布の片面又は両面に、ガラス転移温度が200℃以上のポリアミドイミド樹脂溶液を塗布又は含浸した後、乾燥することを特徴とする耐熱絶縁紙の製造方法。   Apply or impregnate a polyamideimide resin solution having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher on one or both sides of a film or nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, aromatic polyamide, aromatic polyimide and polyamideimide, and then dry. A method for producing heat-resistant insulating paper characterized by the above.
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