JP2008119999A - 積層シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、製造時や使用時における作業性の低下を抑制しつつ優れた耐熱性の積層シートを提供することを課題としている。
【解決手段】本発明は、前記課題を解決すべく、複数のシートが積層された積層構造を有し、全芳香族ポリアミド紙が表面シートに用いられており、折り曲げ加工が施されて用いられる積層シートであって、少なくとも１層の基材シートの両面側に、樹脂組成物が用いられた樹脂層が少なくとも１層ずつ形成された積層構造を有し、さらに最表面側に前記表面シートが積層されており、芳香族ポリアミド樹脂と分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とが含有され且つ前記芳香族ポリアミド樹脂と前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計量に占める前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂の割合が質量で３０〜５０％となるように含有されている樹脂組成物が用いられて前記樹脂層が形成されていることを特徴とする積層シートを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、積層シートに関し、全芳香族ポリアミド紙が表面シートに用いられており、折り曲げ加工が施されて用いられる積層シートに関する。

主鎖に芳香環を有する芳香族ポリアミドは、高い耐熱性を有し、耐湿熱性にも優れていることから従来広く用いられており、特に、全芳香族ポリアミド樹脂は、アラミド樹脂などとも呼ばれ、高耐熱性、高強度を有することから、各種の用途に用いられている。
この全芳香族ポリアミド樹脂には、例えば、デュポン社から商品名「ケブラー」として市販されているｐ−フェニレンジアミンとテレフタル酸クロリドから共縮重合して得られるパラ系アラミド樹脂や、商品名「ノーメックス」として市販されているｍ−フェニレンジアミンとイソフタル酸クロリドから共縮重合して得られるメタ系アラミド樹脂などが広く知られている。

このうち、特に、メタ系アラミド樹脂においては、このメタ系アラミド樹脂から短繊維、合成パルプなどを作製して、これらを水に分散させて抄紙したり、あるいは、雲母などとともに混抄したりして作製された紙状のシートである全芳香族ポリアミド紙が高耐熱性絶縁紙などの用途に広く用いられている。
なお、このような全芳香族ポリアミド紙は、通常、内部に空隙を有することから、単体では特に優れた絶縁破壊電圧を示すものではない。

そのため、絶縁紙などのような用途に全芳香族ポリアミド紙を用いる場合には、二枚の全芳香族ポリアミド紙が樹脂組成物にて貼着されて積層されたり、樹脂フィルムなどのシートに樹脂組成物を介して全芳香族ポリアミド紙が貼着されて積層されたりして使用されたりしている。
すなわち、樹脂組成物による樹脂層や、樹脂フィルムなどのシートを介在させた積層構造を有する積層シートの状態とすることにより表裏を貫通する電路の形成が抑制された状態で用いられている。
例えば、特許文献１には、耐熱性に優れたシートと絶縁性に優れたシートとを積層してモーターの相間絶縁紙に用いることが記載されている。

このような積層シートにおいては、全芳香族ポリアミド紙と樹脂フィルムや、全芳香族ポリアミド紙どうしなどといったシートどうしを貼着するために用いられる樹脂組成物にも積層シートの使用目的に応じた特性が要望される。
例えば、全芳香族ポリアミド紙を表面シートに用いるような、耐熱性の求められる用途に使用される積層シートにおいては、全芳香族ポリアミド紙の貼着に用いられる樹脂組成物にも優れた耐熱性が求められる。

このことに対して、高い耐熱性を有し、耐湿熱性にも優れている芳香族ポリアミドを全芳香族ポリアミド紙の貼着に用いることで耐熱性に優れた積層シートを形成させることができる。
しかし、この芳香族ポリアミドが用いられた樹脂組成物は、通常、融点よりも高い温度域では、流れ性が高くなりすぎて、例えば、Ｔ−ダイなどでの押し出し加工に適したＭＦＲが３０以下の適度な流れ性とならず全芳香族ポリアミド紙どうしを貼着させて積層する場合の作業性を良好なものとすることが困難である。

ところで、トランスやモーターなどの耐熱性絶縁紙を形成する場合には、通常、積層シートをコアやコイルの形状に合わせて切断したり折り曲げたりして外形加工が施される。
しかし、全芳香族ポリアミド紙は、一般的な樹脂シートなどに比べて破断伸びが小さく、全芳香族ポリアミド紙が表面シートに用いられている積層シートに対して折り曲げ加工を施すと、例えば、山折り側の織り目部分に裂けが生じたりするという問題を有している。
特に、芳香族ポリアミドが用いられた樹脂組成物は、通常、一般的な樹脂に比べて高い弾性率を有することから、二枚の全芳香族ポリアミド紙を芳香族ポリアミドが用いられた樹脂組成物を介して積層させた“全芳香族ポリアミド紙／樹脂層／全芳香族ポリアミド紙”の三層構造の積層シートなどにおいては、表面の全芳香族ポリアミド紙に裂けが生じることを防止すべく、折り曲げ加工時に慎重な作業が必要となる。

すなわち、従来、使用時に折り曲げ加工が施される積層シートにおいては、製造時や使用時における作業性の低下を抑制しつつ優れた耐熱性とすることが困難であるという問題を有している。
なお、このような問題は、トランスやモーターなどの耐熱性絶縁紙のみならず全芳香族ポリアミド紙が表面シートに用いられており、折り曲げ加工が施されて用いられる積層シート全般に共通する問題である。
特開平９−２３６０１号公報

本発明は、製造時や使用時における作業性の低下を抑制しつつ優れた耐熱性の積層シートを提供することを課題としている。

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、芳香族ポリアミド樹脂に、所定の量でエポキシ基含有フェノキシ樹脂を配合することで、得られる樹脂組成物の溶融状態での流れ性を改善し得ることを見出した。
また、積層シートの積層構造を所定のものとすることで、折り曲げ時における全芳香族ポリアミド紙の裂けを抑制し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、複数のシートが積層された積層構造を有し、全芳香族ポリアミド紙が表面シートに用いられており、折り曲げ加工が施されて用いられる積層シートであって、少なくとも１層の基材シートの両面側に、樹脂組成物が用いられた樹脂層が少なくとも１層ずつ形成された積層構造を有し、さらに、最表面側に前記表面シートが積層されており、芳香族ポリアミド樹脂と分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とが含有され且つ前記芳香族ポリアミド樹脂と前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計量に占める前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂の割合が質量で３０〜５０％となるように含有されている樹脂組成物が用いられて前記樹脂層が形成されていることを特徴とする積層シートを提供する。

本発明によれば、積層シートの表面シートに全芳香族ポリアミド紙が用いられ、該積層シートにおけるシートの積層に芳香族ポリアミド樹脂が用いられた樹脂組成物を用いることから積層シートを耐熱性に優れたものとし得る。
また、積層シートの樹脂層に用いられる樹脂組成物として、芳香族ポリアミド樹脂と分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とが含まれており、しかも、前記芳香族ポリアミド樹脂と前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計量に占める前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂の割合が質量で３０〜５０％となるように含有されている樹脂組成物が用いられることから溶融状態での流れ性が芳香族ポリアミド樹脂単体の場合に比べて改善されており、積層シートの製造時における作業性の低下を抑制させ得る。
さらに、積層シートは、少なくとも１層の基材シートの両面側に、樹脂組成物が用いられた樹脂層が少なくとも１層ずつ形成された積層構造を有し、さらに、最表面側に前記表面シートが積層されており、全芳香族ポリアミド紙が用いられた表面シートの内側に複数の樹脂層や基材シートを有する。
したがって、折り曲げ時において折り目部に作用する応力をこの基材シートと樹脂層とで緩和させることができ、全芳香族ポリアミド紙に裂けが生じることを抑制し得る。

すなわち、製造時や使用時における作業性の低下を抑制しつつ積層シートの耐熱性を優れたものとさせ得る。

以下に、本発明の好ましい実施の形態について、積層シートとして、電気自動車などのモーター用絶縁紙に用いられる場合を例に説明する。
図１は、本実施形態の積層シートの断面図を示し、１は、積層シートを表し、２は、全芳香族ポリアミド紙が用いられた表面シートを示している。
また、３は、基材シートであり、４は、該基材シート３の両面側に表面シート２を貼着させるための樹脂組成物により形成された樹脂層を表している。

すなわち、本実施形態の積層シートは、“表面シート（全芳香族ポリアミド紙）／樹脂層／基材シート／樹脂層／表面シート（全芳香族ポリアミド紙）”の５層構造を有している。

この基材シート３と全芳香族ポリアミド紙２との積層に用いられる樹脂組成物には、芳香族ポリアミド樹脂と、分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とが含まれており、しかも、前記芳香族ポリアミド樹脂と前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計量に占める前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂の割合が質量で３０〜５０％となるように含有されている。

前記樹脂層４を形成する樹脂組成物（以下「芳香族ポリアミド樹脂組成物」ともいう）における芳香族ポリアミド樹脂としては、例えば、ジアミンとジカルボン酸との脱水縮合により重合され、且つ、ジアミン、ジカルボン酸の何れかに芳香族系のものが用いられた芳香族ポリアミドを用いることができる。
前記ジアミンとしては、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、芳香族ジアミンなどを用いることができ、脂肪族ジアミンあるいは脂環族ジアミンとしては、下記一般式（１）で表されるものを使用できる。なお、下記式中のＲ¹は、Ｃ_nＨ_2n（ｎ＝６〜１２）であらわされる脂肪族または脂環族のアルキルを示している。

このジアミンとしては、高温においても優れた特性を発揮させ得る点においてヘキサメチレンジアミン及び２−メチルペンタメチレンジアミンを混合して使用することが特に好ましい。

また、芳香族ジアミンとしては、キシリレンジアミンなどを用いることができる。

前記ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などを用いることができ、脂肪族ジカルボン酸あるいは脂環族ジカルボン酸としては、下記一般式（２）で表されるものを使用できる。なお、下記式中のＲ²は、Ｃ_nＨ_2n（ｎ＝４〜２５）であらわされる脂肪族または脂環族のアルキルを示している。

また、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、メチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などを用いることができる。
この芳香族ジカルボン酸としては、高温においても優れた特性を発揮させ得る点においてテレフタル酸とイソフタル酸を混合して使用することが特に好ましい。
前記芳香族ポリアミド樹脂には、これらの、ジアミンとジカルボン酸とを、それぞれ単独の種類のものが用いられていてもよく、それぞれ、複数の種類のものを組み合わせて用いられていてもよい。さらに、要すれば、ジアミンとジカルボン酸以外の成分が含まれていてもよい。

前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂としては、下記一般式（３）で表されるものなどを使用することができる。なお、式（３）の例示におけるＲ³、Ｒ⁴は、末端基を表し、少なくとも一方には、エポキシ基が導入されている。

なお、このエポキシ基含有フェノキシ樹脂としては、通常、重量平均分子量（Ｍｗ）が４００００〜８００００のものを用いることができ、該重量平均分子量（Ｍｗ）は、ＧＰＣ法により、例えば、下記条件にて測定される。
標準試薬：ＴＳＫ標準ポリスチレン（Ａ−５００、Ａ−２５００、Ｆ−１、Ｆ−４、
Ｆ−２０、Ｆ−１２８；東ソー社製）
溶媒 ：ＴＨＦ
カラム ：ＧＦ−１Ｇ７Ｂ＋ＧＦ−７ＭＨＱ（昭和電工社製）

また、芳香族ポリアミド樹脂との良好なる相溶性を示し分散が容易となる点ならびにポリアミド樹脂組成物の流れ性をより効果的に抑制し得る点において重量平均分子量（Ｍｗ）は５００００〜６００００であることが好ましい。重量平均分子量が５００００未満の場合は射出、押出し−Ｔダイ成形などにおける気泡の巻き込みが多くなり、良好な製品が得られないおそれを有し、６００００を超える場合は、流れ性が不足して成形性が低下するおそれを有するためである。

また、同じ配合量でポリアミド樹脂組成物の流れ性をより適度な状態にし得る点、ならびに芳香族ポリアミドに混合されてポリアミド樹脂組成物の機械的特性を向上させ得る点から、エポキシ基含有フェノキシ樹脂としては、エポキシ当量が１００００ｇ／ｅｑ以上であることが好ましい。
エポキシ基含有フェノキシ樹脂のエポキシ当量を１００００ｇ／ｅｑ以上とすることにより、エポキシ当量が１００００未満の場合に比べて、射出成形や、押出し−Ｔダイ成形などにおける気泡の巻き込みを抑制させることができ、絶縁信頼性や、引張強度などの機械特性における信頼性を向上させ得る。
なお、前記エポキシ当量とはＪＩＳ Ｋ ７２３６により求められる値を意図している。

上記にも示したように、本実施形態の芳香族ポリアミド樹脂組成物は、芳香族ポリアミド樹脂とエポキシ基含有フェノキシ樹脂からなり、前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂が３０〜５０質量％含有されている。
芳香族ポリアミド樹脂組成物に配合されるエポキシ基含有フェノキシ樹脂の配合量がこのような範囲とされるのは、３０質量％未満の場合には、芳香族ポリアミド樹脂組成物の流れ性を抑制する効果が得られず、５０質量％を超えて配合した場合には、芳香族ポリアミド樹脂の優れた耐熱性、耐湿熱性などの特性が十分発揮させることができないためである。
また、このような点に加え芳香族ポリアミド樹脂組成物の伸びや引張り強さなどの物理特性を高め得る点において、エポキシ基含有フェノキシ樹脂の配合量は３５質量％を超え４５質量％以下であることが、さらに好ましい。

また、芳香族ポリアミド樹脂組成物は、樹脂成分として、上記の芳香族ポリアミドとエポキシ基含有フェノキシ樹脂のみからなるものが好適であるが、本発明の効果を損ねない範囲において、芳香族ポリアミド樹脂、エポキシ基含有フェノキシ樹脂以外の樹脂成分を芳香族ポリアミド樹脂組成物に配合することも可能である。
また、樹脂以外の成分として種々の添加剤が配合されていても良い。例えば、アルキルフェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、テルペン樹脂、ロジンなどの粘着付与剤、ポリブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールＡなどの臭素化合物、塩素化パラフィン、パークロロシクロデカンなどのハロゲン系難燃剤、リン酸エステル、含ハロゲンリン酸エステルなどのリン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水和金属化合物、または三酸化アンチモン、ホウ素化合物などの難燃剤、フェノール系、リン系、硫黄系の酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの一般的なプラスチック用配合薬品や、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、酸化アルミ、酸化マグネシウム、窒化硼素、窒化珪素、窒化アルミニウムといった無機フィラーなどが挙げられる。また、特にナノメーターレベル粒径のモンモリロナイトもしくは０．６ｍｍのケブラーを、芳香族ポリアミド樹脂とエポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計１００重量部に対して０．１〜５重量部入れることにより樹脂強度を、例えば、３倍以上に向上させることもできる。

さらに、トリアリルイソシアネート、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアネートの何れかを芳香族ポリアミド樹脂組成物中の樹脂成分１００重量部に対して０．１〜５重量部入れることにより樹脂強度を、例えば、３倍以上に向上させることもできる。なお、このトリアリルイソシアネートとしては、日本化成社から「ＴＡＩＣ」の商品名で市販のもの、テトラ−ｎ−ブトキシチタンとしては、日本曹達社から「Ｂ−１」の商品名で市販のもの、トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアネートとしては、日産化学社から商品名「ＴＥＰＩＣ−Ｇ」で市販のものなどを例示できる。

これらの配合物を用いて芳香族ポリアミド樹脂組成物を得るには、ニーダー、加圧ニーダー、混練ロール、バンバリーミキサー、二軸押し出し機など一般的な混合手段を用いることができ、要すれば、ドライブレンドにより樹脂組成物を押し出し機のシリンダー内などで混合を行う方法を採用することもできる。

なお、前記表面シート２に用いる全芳香族ポリアミド紙（以下「アラミド紙」ともいう）としては、例えば、フェニレンジアミンとフタル酸との縮合重合物のごとく、アミド基以外がベンゼン環で構成された樹脂材料からなるアラミドファイブリッド及びまたはアラミド繊維を主たる構成材として形成されたシート状物を用いることができる。このアラミド紙としては、厚さが、５０μｍ以上のものが機械特性や形態保持といった点において好適である。
５０μｍよりも厚さが薄い場合、機械特性が低下し、また形態保持や製造工程での搬送等取り扱いに問題を生じるおそれがある。

また、このアラミド紙の坪量は、５ｇ／ｍ²以上であることが機械特性や積層シートの製造工程におけるハンドリングの点から好適である。５ｇ／ｍ²より小さい坪量の場合、機械強度が不足するため積層シート製造工程での各種取り扱いで破断を引き起こすおそれを有する。
さらに、アラミド紙の密度は一定範囲の坪量と厚みより算出されるが、通常は０．１〜１．２ｇ/ｃｍ³の範囲とされる。
なお、このアラミド紙には本発明の効果を損なわない範囲において第三の成分を加えることができ、このような第三成分としては、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエステル繊維、アリレート繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの有機繊維やガラス繊維、ロックウール、アスベスト、ボロン繊維、アルミナ繊維などの無機繊維を例示できる。

このようなアラミド紙としては、デュポン社より「ノーメックスペーパー」などの商品名で市販されているものや、このようなアラミド紙に特開２００３−３１３７７０に記載の表面処理をさらに施したものを用いることができる。

前記基材シート３としては、表面シート２に用いられる全芳香族ポリアミド紙や、樹脂層４に用いられる芳香族ポリアミド樹脂組成物などと同等の耐熱性を有するものが好ましく、例えば、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、又はフッ素樹脂等からなる紙状あるいはフィルム状のシートを用いることができる。

これらの内でも比較的安価で、積層シートの折り曲げ加工時の応力緩和に優れた効果を奏させ得る点において、基材シート３には、ポリエステルフィルムを用いることが好ましい。
このポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリエチレンナフテレートフィルムを例示することができる。

なお、積層シート１を自動車用モーターの絶縁紙に用いる場合には、適度なコシを有する点から表面シート２に用いられる全芳香族ポリアミド紙は、５０〜２５０μｍの厚さのものが好ましく、該全芳香族ポリアミド紙の貼着に用いられる芳香族ポリアミド樹脂組成物による樹脂層４の形成厚さは、通常、１〜４００μｍの厚さとされ、積層シート１の折り曲げ時に全芳香族ポリアミド紙の裂けをより確実に防止し得る点からは、３０〜１５０μｍが好適である。
さらに、基材シート３として、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフテレートのいずれかが用いられたポリエステルフィルムが用いられる場合には、通常、１６〜３００μｍ厚さとされ、積層シート１の折り曲げ時に全芳香族ポリアミド紙の裂けをより確実に防止し得る点からは、５０〜２５０μｍが好適である。

次に、このような積層シート１の製造方法について図２を参照しつつ説明する。
図２は、基材シート２に表面シート３を芳香族ポリアミド樹脂組成物により貼着するための貼着装置の側面視を示した概略図である。
図中１１、１１’は、送り出し機を示しており、これら２台の送り出し機１１、１１’は、シート状部材がロール状に巻回されて形成されているシートロールを装着するための回転軸をそれぞれ有しており、該回転軸にシートロールを装着してこの回転軸周りにシートロールを回転させることにより、巻回されているシートを外側から順次供給し得るように構成されている。
これら２台の送り出し機１１、１１’は、その回転軸をいずれも水平方向に配した状態で貼着装置に備えられており、２台の送り出し機１１、１１’の内の一方の送り出し機１１と、他方の送り出し機１１’とは、その回転軸を垂直方向略同一高さに位置させており、しかも、一方の送り出し機１１と、他方の送り出し機１１’との回転軸を、互いに水平方向に離間した状態で設置させている。

１６は、樹脂が溶融状態でシート状に吐出されるＴ−ダイ押し出し機を示しており、該Ｔ−ダイ押し出し機１６は、その吐出口を、吐出方向を下方に向け、しかも、垂直方向の設置位置を上記送り出し機１１、１１’よりも上方とし、水平方向の設置位置を一方の送り出し機１１と他方の送り出し機１１’との中間となるようにして貼着装置に備えられている。
そしてＴ−ダイ押し出し機１６は、送り出し機１１、１１’に装着されたシート状部材の幅と略同幅で溶融状態の樹脂を吐出し得るように、その吐出口が形成されている。

１４は、一対の絞りロールを示しており、該絞りロール１４には、互いの間隔を所定のものとし得るように水平方向の位置を調整する調整機構が設けられている。
また、この絞りロール１４は、垂直方向の設置位置を上記送り出し機１１、１１’よりも下方とし、水平方向の設置位置を一方の送り出し機１１と他方の送り出し機１１’との中間となるように貼着装置に備えられている。

１５は、送り出し機１１、１１’から送り出されたシート状部材を巻き取るための巻き取りロールを示しており、該巻き取りロール１５は、垂直方向の設置位置を上記絞りロール１４よりも下方として貼着装置に備えられている。

このような貼着装置を用いて、積層シートを作製するには、まず、送り出し機１１、１１’の一方に表面シート２がロール状に巻き取られて形成された表面シートロール２ａを装着し、他方に基材シート３がロール状に巻き取られて形成された基材シートロール３ａを装着して、しかも、それらを絞りロール１４のロール間の間隙部を通過させて巻き取りロール１５で巻き取り可能な状態として貼着装置にセットする。

次いで、送り出し機１１、１１’から表面シート２と基材シート３とを送り出して巻き取りロール１５で巻取りを実施しつつ、Ｔ−ダイ押し出し機１６で芳香族ポリアミド樹脂組成物Ａを溶融状態で吐出させる。
このことにより、基材シート３と表面シート２との間に芳香族ポリアミド樹脂組成物Ａが挟持された状態とされ、さらに、この基材シート３と表面シート２との間に芳香族ポリアミド樹脂組成物Ａが挟持された状態で絞りロール１４を通過させ、芳香族ポリアミド樹脂組成物Ａを冷却固化させることにより、“基材シート３／樹脂層４／表面シート２”の３層が積層された半製品を形成することができる。

さらに、一旦全ての基材シート３と表面シート２とを、この半製品状態で巻き取りロール１５に巻き取った後に、改めてこの半製品を送り出し機１１、１１’の一方に装着して、他方に新たな表面シートロール２ａを装着して、上記と同様にして、Ｔ−ダイ押し出し機１６で半製品の基材シート側に芳香族ポリアミド樹脂組成物Ａを押し出して、該芳香族ポリアミド樹脂組成物Ａを介して表面シート２を貼着させて“表面シート２／樹脂層４／基材シート３／樹脂層４／表面シート２”の５層構造の積層シートを形成させることができる。

この時、Ｔ−ダイ押し出し機１６から押し出す芳香族ポリアミド樹脂組成物として、芳香族ポリアミド樹脂と分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とを含み、しかも、芳香族ポリアミド樹脂とエポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計量に占めるエポキシ基含有フェノキシ樹脂の割合が質量で３０〜５０％となるように含有されている芳香族ポリアミド樹脂組成物が用いられることで、Ｔ−ダイから押し出された芳香族ポリアミド樹脂組成物の吐出量変動や溶融粘度不足による樹脂途切れが生じるおそれを低減でき、芳香族ポリアミド樹脂組成物を容易に均一厚さにすることができ、積層シートの絶縁性や機械特性のばらつきも抑制されることとなる。

このようにして作製された積層シートから、モーター用絶縁紙を作製するには、一般的な方法を採用することができ、例えば、短冊状に切断した後、該短冊状の積層シートの幅方向両端を長手方向に沿って略直角に折り曲げて断面“コの字”状として、コアスロットに装着されるモーター用絶縁紙を作製することができる。

また、相を異ならせるコイル間に介装され、コイルを外嵌させるための隆起部が形成された相間絶縁紙を製造する場合には、例えば、所定形状の積層シート片を折り曲げて隆起部を形成させるなどして、モーター用相間絶縁紙を作製することができる。
このような、モーター用絶縁紙やモーター用相間絶縁紙の作製における折り曲げ加工時において、本実施形態の積層シートには、上記に説明したような芳香族ポリアミド樹脂組成物が用いられており、しかも、“表面シート２／樹脂層４／基材シート３／樹脂層４／表面シート２”の５層構造が形成されていることから、折り曲げ加工によって山折りが形成される箇所に発生する引張応力が緩和される。
すなわち、山折り部に引張応力が集中して裂けが生じることが抑制されることとなる。
したがって、慎重に折り曲げ加工を実施する必要性が低減されることとなり作業性の低減が抑制されることとなる。

なお、本実施形態の積層シートにおいては、上記のように作業性の低下が抑制されることのみならず、先述のように絶縁性や機械特性のばらつきも抑制されるという優れた効果を奏する点において、モーター用絶縁紙以外にも、例えば、トランス用絶縁紙やバスバー用絶縁紙などに用いられることにより、本発明の効果をより顕著に発揮させることができる。
また、本実施形態においては、“表面シート／樹脂層／基材シート／樹脂層／表面シート”の５層構造の積層シートを例に説明したが、例えば、基材シートを複数積層させたり、あるいは、さらに樹脂層を多層に積層させたりするなどして５層以上の構造とする場合も本発明の意図する範囲である。

（配合）
まず、芳香族ポリアミド樹脂組成物を以下のとおり配合した。
（配合１）
ポリアミド樹脂組成物として、ヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、テレフタル酸の３元重合された芳香族ポリアミド樹脂（デュポン社製「ザイテルＨＴＮ５０１」）と、重量平均分子量約５２０００の末端エポキシ化されたフェノキシ樹脂（エポキシ基含有フェノキシ樹脂）とをこのエポキシ基含有フェノキシ樹脂が４０質量％となるよう配合し、融点以上、分解温度以下の設定の２軸押し出し機にて溶融混合しつつ、ストランド押し出しして、水冷してペレタイザーによりペレット加工を行ない、芳香族ポリアミド樹脂組成物を製造した。

（配合２）
エポキシ基含有フェノキシ樹脂に代えて、重量平均分子量約５２０００の通常のフェノキシ樹脂を用いたこと以外は、配合１と同様に芳香族ポリアミド樹脂組成物を製造した。
（配合３）
エポキシ基含有フェノキシ樹脂に代えて、エポキシ当量約２４００のビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、商品名「エピコート１００９」）を配合した以外は配合１と同様にポリアミド樹脂組成物を製造した。
（配合４）
配合１に用いた芳香族ポリアミド樹脂単体を配合４とした。

（芳香族ポリアミド樹脂の融点測定）
配合１に用いた芳香族ポリアミド樹脂の融点をＤＳＣ法（使用機器：ＰＥＲＫＩＮ ＥＬＭＥＲ社製「Ｐｙｒｉｓ」）により測定した。より詳しくは、約５ｍｇの試料と、リファレンスとして約５ｍｇのアルミナとを窒素ガス雰囲気下で１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱しつつ吸熱量を観察し、相変化が生じる温度近傍での吸熱量が最大となる点を融点として測定した。その結果、芳香族ポリアミド樹脂の融点は約３００℃であることがわかった。

（流れ性）
配合１〜４の芳香族ポリアミド樹脂組成物について流れ性の値が大きく変わらない領域として、融点測定により観測された融点より１０℃以上高温で流れ性を測定した。より具体的には３１０℃、３２０℃および３３０℃の各温度でＪＩＳ Ｋ ７２１０によりメルトフローレート（ＭＦＲ）の測定を行った。測定に際しては直径０．５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスを直径９．５ｍｍのシリンダーに取付け、前述の温度で２０Ｎの荷重で測定を行った。
判定は、フィルム成形など加熱溶融状態での樹脂加工において比較的流れ性の高い樹脂が要求される分野において一般に用いられる樹脂のＭＦＲ２０以下を「◎」、２０を超え３０以下を「○」、３０を大きく超える場合、及び極端に流れない場合を「×」として判定した。結果を表１に示す。

この表１から、芳香族ポリアミド樹脂に対し、エポキシ基含有フェノキシ樹脂が配合されている樹脂組成物を用いることで、積層シートが容易に製造し得るものとなることがわかる。

（実施例１乃至４、比較例１）
（積層シートの作製）
配合１の芳香族ポリアミド樹脂組成物を用いて、表２に示す構成の積層シートを作製した。
すなわち、実施例１乃至４では、基材シートとして２５〜１００μｍ厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、該ＰＥＴフィルムの両面に配合１の芳香族ポリアミド樹脂組成物（ＰＡ）で片側４５〜８５μｍの厚みの樹脂層を形成させ、該樹脂層を介して、積層シートの両面最外層を厚さ５０μｍの全芳香族ポリアミド紙（Ｎｏｍｅｘ）で形成して５層構造の積層シートを作製した。
比較例１では、２枚の全芳香族ポリアミド紙（５０μｍ厚さ）で１９０μｍ厚さの樹脂層（配合１の芳香族ポリアミド樹脂組成物（ＰＡ）を使用）を挟んだ３層構造の積層シートを作製した。

（折り曲げ加工（カフス折り）試験）
各実施例、比較例の積層シートを、幅６２ｍｍの長尺帯状にカットし、折り曲げ加工機にて幅方向両端部の折り曲げ加工を実施した。
この折り曲げ加工機の概略構成を図３に示す。
この折り曲げ加工機による折り曲げにおいては、長尺帯状の積層シートを巻き取らせた送り出しロールから積層シートを送り出し、図示されていない巻き取り機により巻取りを実施して折り曲げ加工機の搬送ステージ上を２０〜３０ｃｍ／秒の速度で通過させる。
送り出しロールから送り出した積層シートを、まず、積層シートの幅方向両端部内側５ｍｍの位置に相当する箇所に円板状のディスクが装着されたスジ付けロールで積層シートの幅方向両端部内側５ｍｍの箇所にスジ付けを実施した。
このとき、このスジ付けロールを積層シートの上方から幅方向両端部に各１５ｋｇｆの荷重で押し付けつつ積層シートの移動とともに回転させてスジ付けを実施した。

また、このスジ付けを行った積層シートを耳立て部に導入して、スジ付けロールにてスジ付けを実施した箇所を角部として積層シートの幅方向両端５ｍｍの部分を直角に折り曲げて耳立てを実施した。
この耳立て部では、二枚の側壁を５２ｍｍ離間させて平行に立設させて形成された幅５２ｍｍの通路にスジ付けされた積層シートを通過させることで、積層シートの両端部をこの側壁に当接させてスジ付け部から外側を上方に起こして耳立てを実施させた。

次いで、回転軸の両端に２４ｋｇｆずつの荷重が加えられた押さえロールを耳立てされた積層シートを通過させることにより、積層シートの両端５ｍｍの部分を内側に折り曲げた。
さらに、この積層シートの移動中、積層シートを下方から支持する搬送ステージとの間に１ｍｍのクリアランスを設けて、搬送ステージの上方に配された押え板と、搬送ステージとの間を、押さえロールで両端５ｍｍの部分が内側に折り曲げられた積層シートを通過させることにより、この折り曲げ箇所のクセづけを実施した。
このようにして幅方向両端部５ｍｍの部分が２重となるよう折り曲げられた幅５２ｍｍの積層シートを作製した。

この折り曲げ部が形成された積層シートの折り曲げ部を開いて元の６２ｍｍ幅に戻すとともに１５ｍｍごとに切り出して、１５ｍｍ×６２ｍｍの短冊状試料を作製した。

（引張試験）
この短冊状試料の両端２〜３ｍｍの部分をチャッキングして引張試験を実施した。
すなわち、両端部の折り曲げ箇所がチャック間に位置するようにして引張試験を実施した。
また、同時に、折り曲げ加工を施していない短冊状試料をブランク試料として評価し、折り曲げ加工により引張強度がどの程度低下するか保持率（折り曲げ後試料の引張強度÷ブランク試料の引張強度×１００％）を調査した。
なお、この引張試験についてはＪＩＳ Ｃ ２１１１に基づく引張試験（引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ）をＮ数＝５にて実施した。
測定結果を表３に示す。

（絶縁破壊電圧）
積層シートの折り曲げ部を表裏から電極で挟んだ状態で油中での絶縁破壊試験を実施した。
また、引張試験と同様に折り曲げ加工を施していない短冊状試料をブランク試料として評価し、折り曲げ加工により絶縁破壊電圧がどの程度低下するか保持率（折り曲げ後試料の絶縁破壊電圧÷ブランク試料の絶縁破壊電圧×１００％）を調査した。
なお、この絶縁破壊電圧の測定についてはＪＩＳ Ｃ ２１１１に基づき電気絶縁油中でＮ数＝５として測定した。
結果を表３に示す。

（曲げ部の裂け状況確認）
積層シートの折り曲げ部について山折りされた側をマイクロスコープにて確認した。
結果、表面シート（全芳香族ポリアミド紙）の裂けが全く観察されない場合を「○」、僅かに裂けている様子が覗える場合を「△」、明らかに裂けが確認できる場合を「×」として判定した。
結果を、表３に示す。

この表からも本発明によれば、積層シートを折り曲げ加工して使用する際などに、表面の全芳香族ポリアミド紙に裂けが生じることを防止すべく慎重に作業する必要性を低減させることができ、作業性の低下を抑制し得ることがわかる。

一実施形態の積層シートを示す概略断面図。 積層シートの製造方法を示す概略図。 折り曲げ加工機を示す概略側面図。

符号の説明

１：積層シート、２：表面シート、３：基材シート、４：樹脂層

Claims (6)

1. 複数のシートが積層された積層構造を有し、全芳香族ポリアミド紙が表面シートに用いられており、折り曲げ加工が施されて用いられる積層シートであって、
   少なくとも１層の基材シートの両面側に、樹脂組成物が用いられた樹脂層が少なくとも１層ずつ形成された積層構造を有し、さらに、最表面側に前記表面シートが積層されており、芳香族ポリアミド樹脂と分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とが含有され且つ前記芳香族ポリアミド樹脂と前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂との合計量に占める前記エポキシ基含有フェノキシ樹脂の割合が質量で３０〜５０％となるように含有されている樹脂組成物が用いられて前記樹脂層が形成されていることを特徴とする積層シート。
2. 前記基材シートとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリエチレンナフテレートフィルムのいずれかが用いられている請求項１記載の積層シート。
3. モーター用絶縁紙に用いられる請求項１または２に記載の積層シート。
4. モーター用相間絶縁紙に用いられる請求項１または２に記載の積層シート。
5. トランス用絶縁紙に用いられる請求項１または２に記載の積層シート。
6. バスバー用絶縁紙に用いられる請求項１または２に記載の積層シート。

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