JP2014506199A

JP2014506199A - 電気絶縁材料

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Publication number: JP2014506199A
Application number: JP2013544461A
Authority: JP
Inventors: ロバートエイチ．ターピン，; デイビッドエス．スタンケス，; マーティンエイチ．フォックス，; ミッチェルティー．ホワーン，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: CA2820194A1; TW201237890A; BR112013015126A2; CN103260869A; SG190977A1; CN103260869B; JP5865389B2; US20120156956A1; KR20140034127A; MX2013006553A; EP2651633B1; EP2651633A1; TWI518711B; ES2655531T3; RU2013125536A; RU2557619C2; WO2012082180A1; US9437348B2

Abstract

少なくとも１つの実施形態で、不織布層の片側又は両側で直接溶着された不織紙層を備え、不織紙及び不織布のうちの一方又は両方が電気的に絶縁している。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１０年１２月１７日に出願された米国特許仮出願第６１／４２４，３５４号、及び２０１１年３月２３日に出願された米国特許出願第１３／０６９，６７９号の利益を主張する。

［技術分野］
本発明は、電気絶縁の用途のために好適な材料に関する。

［背景］
電気モータ、発電機、及び変圧器のような電装品は、ある電圧での導体を異なる電圧での導体から分離し、及び／又は電気コンポーネンツに機械的な保護を提供するために、しばしば、いくつかの形態の誘電体絶縁を必要とする。電気的絶縁性の材料の積層は、工業では、この目的において、しばしば使用される。

［概要］
本発明の材料は、電気コンポーネンツの絶縁を必要とする、変圧器、モータ、発電機、及びその他の装置内で、電気コンポーネンツを絶縁するために好適である。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、片側又は両側で、不織布層と直接溶着され、不織紙及び不織布のうちの一方又は両方が電気的に絶縁している、不織紙層を含む物品を提供する。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、不織布の機械的リーンホースメントの特性を不織紙の誘電体絶縁特性と相乗的に組合せる電気的絶縁材料を提供する。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、外側の長繊維ベースの不織布層で補強した、短繊維ベースの不織紙を含む電気的絶縁材料を提供する。本発明の少なくともいくつかの実施形態では、構成要素の材料を熱接着及び磁器化により、絶縁耐力、引張り強度、及び引裂き強度を含む、所望の平衡特性を有する電気的絶縁材料がもたらされる。

本明細書で使用するように、
「直接溶着された」は、接着層のような介在層を有しないことを意味し、
「不織紙」は、主として、短繊維から構成されるシート材料を意味し、
「不織布」は、主として、長繊維から構成されるシート材料を意味し、
「短繊維」は、１インチ（２．５４ｃｍ）未満の長さの繊維を意味し、
「長繊維」は、１インチ（２．５４ｃｍ）以上の長さの繊維を意味し、
「縦方向」、つまり「機械方向」は、連続するシート材料のワインドアップ方向と平行な方向を指し、
「横方向」、つまり「横断方向」は、連続するシート材料のワインドアップ方向と垂直の方向を指す。

本発明の少なくとも１つの実施形態の利点は、不織紙及び不織布層の熱接着が粘着性の樹脂を必要とせずに行われることである。これによって接着剤を付加するという余計な工程及びコストが避けられ、接着剤が加工及び使用中に高温に露出されることから脆性になる危険を除去する。

本発明の少なくとも１つの実施形態の利点は、不織紙及び不織布層の熱接着が熱可塑性フィルムを必要とせずに達成されることである。これによって熱可塑性フィルムを含む余計な工程及びコストが避けられる。

本発明の少なくとも１つの実施形態の利点は、不織紙及び不織布層の熱接着がプラズマ処置（層の粘着力を改良する）を必要とせずに達成されることである。これによってプラズマ処置の余計な工程及びコストが避けられる。

上記の本発明の概要は、開示される本発明の実施形態のそれぞれ又はすべての実施の態様を説明することを目的としたものではない。以下に続く詳述は、より具体的に、本発明の実施形態を例示する。

［詳細な説明］
以下の説明において、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、その他の実施形態を想到し実施し得ることが、理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。

別途記載のない限り、特性を表わす数字はすべて、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。終点による数の範囲の使用には、その範囲内のすべての数（例えば、１〜５には１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５が含まれる）及びその範囲内の任意の数値が含まれる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、高温に対する改善された機械的強度及び抵抗力を有する、独自の可撓性電気絶縁物品を提供する。

本発明の少なくともいくつかの実施形態の不織紙層は、短繊維、即ち１インチ（２．５４ｃｍ）未満の長さの繊維から作製されるシート材料を含む。本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙の中の大多数の繊維は有機である。しかし、いくつかの実施形態は、無機繊維を有する不織紙を含有してもよい。

不織紙を作製するための好適な有機繊維の例としては、ＤｕＰｏｎｔ（ｗｗｗ２．ｄｕｐｏｎｔ．ｃｏｍ）の商品名ＮＯＭＥＸ、日本の帝人株式会社の商品名ＴＥＩＪＩＮＣＯＮＥＸ、中国のＹａｎｔａｉの商品名ＭＥＴＡＳＴＡＲ、及び中国のＳＲＯＧｒｏｕｐの商品名Ｘ−ＦＩＰＥＲの下で入手可能なそれらのようなメタ−アラミド繊維、及び日本の帝人株式会社の商品名ＴＷＡＲＯＮ、ＤｕＰｏｎｔ（ｗｗｗ２．ｄｕｐｏｎｔ．ｃｏｍ）の商品名ＫＥＶＬＡＲ、フランスのＫｅｒｍｅｌの商品名ＫＥＲＭＥＬＴＥＣＨ、韓国のＫｏｌｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓの商品名ＨＥＲＡＣＲＯＮの下で入手可能なそれらのようなメタアラミド繊維を含むアラミド繊維が挙げられるが、これに限定されない。本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、メタアラミド繊維及びパラアラミド繊維のうちの一方又は両方を含有してもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態では、アラミド繊維は、不織紙層の好ましい構成要素である。本発明の不織紙の少なくともいくつかの実施形態は、１つ以上の型のアラミド繊維を含有してもよい。アラミド繊維の型としては、メタアラミド、パラアラミド、変性されたメタ又はパラアラミド、若しくは他の型のアラミドが挙げられるが、これに限定されない。不織紙は、０（零）〜１００重量％の量でアラミド繊維を含んでもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙層は、約１０重量％〜約３０重量％のアラミド繊維を含む。

好適な非アラミド有機及び無機繊維としては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、メラミン、ガラス、ポリオレフィン及びポリイミドが挙げられるが、これに限定されない。不織紙は、０（零）〜１００重量％の量で非アラミド繊維を含んでもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙層は、約１重量％〜約１０重量％の非アラミド繊維を含む。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、また、ポリマーバインダーを含む。好適なポリマーバインダーとしては、アクリル、ニトリル、スチレンアクリルラテックス、グアーガム、デンプン、及び天然ゴムラテックスが挙げられるが、これに限定されない。不織紙は、最大約２０重量％の量でポリマーバインダーを含んでもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙層は、約３重量％〜約１０重量％のポリマーバインダーを含む。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、また、１つ以上の無機充填剤を含む。好適な無機充填剤としては、カオリン粘土、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、モンモリロナイト、スメクタイト、ベントナイト、イライト、クロライト、セピオライト、アタパルジャイト、ハロイサイト、バーミキュライト、ラポナイト、レクトライト、パーライト、窒化アルミニウム、シリコンカーバイド、窒化ホウ素、及びこれらの組合せが挙げられるが、これに限定されない。好適な型のカオリン粘土としては、水洗いしたカオリン粘土、離層したカオリン粘土、焼成カオリン粘土、及び表面処置したカオリン粘土が挙げられるが、これに限定されない。不織紙は、最大約８０重量％の量で無機充填剤を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、約５０重量％〜約８０重量％の無機充填剤を含む。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、約１０重量％〜約３０重量％の量でアラミド繊維を、約１重量％〜約１０重量％の量で非アラミド繊維を、約３重量％〜約１０重量％の量でポリマーバインダーを、約５０重量％〜約８０重量％の量で無機充填剤を含む。

本発明の不織紙は、当該技術分野において既知のいずれの好適な方式によっても製造することが可能である。典型的方法には、１インチ（２．５４ｃｍ）より短い繊維に対して典型的に使用される湿式抄紙（湿式載置）処理が含まれる。湿式抄紙処理で使用されるより短い繊維は、典型的には、良好な誘電体絶縁特性を有する、密な構造を有した不織紙をもたらす。湿式抄紙法では繊維／充填剤／バインダーは、典型的には、水中に分散し、得られる混合物はストック又はスラリーと言われている。ストックは、ウェブを形成するように連続して移動するスクリーンの上に沈殿する。好適な方法の１つは、繊維／充填剤／バインダーが水で極度に希釈される、円網型抄紙機を使用することである。イオンで帯電している凝集剤及び凝固剤は、混合物を中和し、充填剤及びバインダーを保持するために使用することができる。この方法では、典型的には、不織紙の中での繊維／充填剤／バインダーの一様分布という結果が生じる。ウェブは、その後、ベルトへ転送され、熱したドラム上で乾燥される。

本発明において使用するために好適であり、商業上入手可能な不織紙の例としては、ＣｅＱＵＩＮＩ（約９０％の無機含有量）、ＣｅＱＵＩＮＩＩ（ＣｅＱＵＩＮＩの２層（プライ）複合材料）、ＣｅＱＵＩＮＸ（Ｂステージ用途のために改善された湿潤強度）、及びＣｅＱＵＩＮ３０００（約７４％の無機含有量に有機繊維リーンホースメントを加えた）を含むが、これに限定されない商品名ＣｅＱＵＩＮ、及びカレンダＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴ絶縁紙、カレンダフィルム付きＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＴＶＦ絶縁紙、及び未カレンダＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＬＮＣ絶縁紙を含むが、これに限定されない商品名ＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴの下で、米国の３ＭＣｏｍｐａｎｙから入手可能なもの、ＮＯＭＥＸ紙４１０型、４１１型（低濃度版）４１４型、４１８型（マイカ含有）、４１９型（４１８型の低濃度版）、Ｅ５６型を含むが、これに限定されない商品名ＮＯＭＥＸの下でＤｕＰｏｎｔ（ｗｗｗ２．ｄｕｐｏｎｔ．ｃｏｍ）から入手可能なもの、商品名Ｘ−ＦＩＰＥＲの下でＳＲＯＧｒｏｕｐ（Ｃｈｉｎａ）Ｌｉｍｉｔｅｄから入手可能もの、商品名ＭＥＴＡＳＴＡＲの下で中国のＹａｎｔａｉＭｅｔａｓｔａｒＳｐｅｃｉａｌＰａｐｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能なもの、及びＶＯＬＴＯＩＤＤ−１００ＦＲ、ＶＯＬＴＯＩＤＤ−２２５ＦＲ、ＶＯＬＴＯＩＤＤ−８００、ＶＯＬＴＯＩＤＨＰ−４５０、ＶＯＬＴＯＩＤＳ−３５０、及びＶＯＬＴＯＩＤＶ−０９０を含むが、これに限定されない商品名ＶＯＬＴＯＩＤの下で米国のＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｏｌｕｔｉｏｎｓから入手可能なもの、が挙げられる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態の不織布層は、長繊維、即ち、１インチ（２．５４ｃｍ）以上の長さの繊維で作製されたシート材料を含む。

不織布層は、典型的には、主として有機繊維から作製されるが、無機繊維を含有することもできる。不織布を作製するための好適な有機繊維の例としては、メタアラミド繊維及びパラアラミド繊維を含むアラミド繊維が挙げられるが、これに限定されない。本発明で使用するために好適な不織布の少なくともいくつかの実施形態は、メタアラミド繊維及びパラアラミド繊維のうちの一方又は両方を含有してもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態では、アラミド繊維は、不織布層の好ましい構成要素である。本発明の不織布の少なくともいくつかの実施形態は、１つ以上の型のアラミド繊維を含有してもよい。アラミド繊維の型としては、メタアラミド繊維、パラアラミド繊維、変性されたメタ又はパラアラミド繊維、又は他の型のアラミドが挙げられるが、これに限定されない。不織布は、０（零）〜１００重量％の量でアラミド繊維を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、不織布は、約２０重量％〜約７０重量％のアラミド繊維を含む。

好適な非アラミド有機繊維としては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリ（シクロヘキシレン−ジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）を含むポリエステル、グリコール変性ポリエステル、ポリフェニルスルホン、ポリアミド（ナイロン）、及びポリプロピレン繊維が挙げられるが、これに限定されない。不織布は、約０（零）〜１００重量％の量で非アラミド繊維を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、不織布は、約３０重量％〜約８０重量％の非アラミド繊維を含む。

本発明で使用するために好適な不織布は、ステープル（即ち、非−結合）繊維及びバインダー繊維を含んでもよい。ステープル繊維は、例えば、メタアラミド及びパラアラミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むポリエステル、グリコール変性ポリエステル、ポリフェニルスルホン、ナイロン、及びポリプロピレン繊維を含有してもよい。バインダー繊維は、例えば、メタアラミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエステルテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリ（シクロヘキシレン−ジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）を含むポリエステル、グリコール変性ポリエステル、ポリフェニルスルホン、及びポリプロピレン繊維を含有してもよい。典型的には、バインダー繊維は、熱及び／又は圧力を適用すると、すぐに軟化及び／又流動し、これによってステープル繊維と結合することが可能になる。バインダー繊維は、単一のポリマー並びに／又は２つの異なる化学的及び／若しく物理学的特性を有する２つのポリマーによる２要素の構成を含んでもよい。

ステープル繊維及びバインダー繊維を用いて作製される、本発明で使用するために好適な不織布については、ステープル繊維は、約３０重量％〜約８０重量％の布地を含んでもよく、バインダー繊維は、約２０重量％〜約７０重量％の布地を含んでもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、バインダー繊維を使用する代わりに、又はこれに付加して、不織布は、不織布内で材料の結合を促進するように結合媒介を含有してもよい。不織布を結合又は強化する他の手段には、水流交絡、点結合、又はカレンダが含まれる。

繊維は、典型的には、不織布を形成するようにいっしょに配合される。不織布紙の連続するポリエステルフィルムへの積層のような、紙の強度を増強するための従来技術と比較すると、異なる繊維を配合する能力によって製品性能を満たすようにより広範な設計の柔軟性が可能となる。

不織布は、典型的には、織り合わせ又はニットすることなしに、（ｉ）少なくともいくつかの繊維を機械的にインタロックすること、（ｉｉ）いくつかの繊維の、少なくともいくつかの部分を溶着すること、又は（ｉｉｉ）結合材料の使用による繊維の少なくともいくつかを結合すること、のいずれかによって、いっしょに束ねて製造可能な可撓性のあるシート材料を形成する繊維の網状組織を含む。繊維のいくつかを結合又は溶着する前は、不織布は、詰面、つまり繊維の柔らかい嵩高のアセンブリに類似する場合がある。

不織布は、カードされた不織布ウェブ、スパンボンドウェブ、メルトブローンウェブ、スクリム、クロス、単向性のウェブ、フェルト、スパンレースウェブ、ハイドロレースウェブ等、いずれの好適な形状にあってもよいが、これに限定されない。

少なくとも１つの実施形態では、カードされた不織布ウェブは、約２０重量％〜約７０重量％の配合のアラミド繊維及び約３０重量％〜約８０重量％の他の非アラミド繊維を含有してもよい。

本発明不織布は、当該技術分野において既知の任意の好適な方法によっても作製することができる。典型的な方法には、典型的に１インチ（２．５４ｃｍ）より長い繊維に対して使用される乾式抄紙（乾式載置）処理が含まれる。乾式抄紙処理で使用されるより長い繊維は、典型的には、良好な機械的強度を有する開いた多孔質の構造をした不織布をもたらす。乾式抄紙処理の例には、カードとスパンボンドが含まれる。典型的な乾式抄紙カード処理では、ステープル繊維の塊は、単独の繊維に機械的に分離されて、凝集したウェブへと形成される。梳綿機は、塊を引張って分離するために密集的に離間配置したニードルの対向移動式台を使用する。ニードルで握持するために、カードする際に使用する入力繊維は、典型的には、しわ形成、即ち、起伏付けられている。

本発明において使用するために好適であり、商業上入手可能な不織布には、商品名ＴＨＥＲＭＡＬＳＨＩＥＬＤ（不織布ＰＰＳ材料）の下で３ＭＣｏｍｐａｎｙから入手可能なもの、及び商品名ＮＯＭＥＸＬＴの下でＤｕＰｏｎｔ（ｗｗｗ２．ｄｕｐｏｎｔ．ｃｏｍ）から入手可能なものが挙げられるが、１８０型に限定されない。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙層は、１つの不織布層へ直接溶着される。少なくとも１つの他の実施形態では、不織紙層は２つの不織布層の間に配置され、この２つの不織布層へ直接溶着される。

不織紙層及び不織布層は、１を超えるシート、即ち、プライ又は次層を含んでもよく、これは層を形成するように組み合わされる。プライ又は次層は、同様の又は異なる材料でもよい。シートは、化学接着剤を使用するなどの任意の好適な手段によって又はカレンダのような処理によって、組合せてもよい。例えば、ＣｅＱＵＩＮＩのシートは、１つの層を含んでもよい。ＣｅＱＵＩＮＩＩのシートは、ＣｅＱＵＩＮＩの２シート（２プライ）複合物であり、また、１つの層を含んでもよい。

少なくとも１つの実施形態では、不織紙層及び不織布層、又は層は、ホットカレンダスタックを手段とする熱及び圧力を介した機械的及び熱による接着によっていっしょに溶着される。カレンダのパラメータは、目標とする特性が達成されるように結果として生じる製品の物理的特性に影響を与えるために、操作してもよい。例えば、カレンダの温度、圧力、及び速度を上昇させることによって、実施例のいくつかに示すように、縦方向の引張り強さ、横及び縦方向の引裂き強度、及び保持された熱老化後の縦方向の引張り強さ及び伸張のように、結果として生じる絶縁物品の物理的特性に影響を与えることができる。不織布の繊維の向きは、目標特性を達成するように修正してもよい。本発明の物品を作製する際には、いかなる接着剤（即ち、不織紙又は不織布層を形成する際に使用するもの以上には）も、様々な層又は次層をいっしょに接合するために塗布しない。これに代えて、不織紙層及び不織布層（複数可）は、構成体の中に熱可塑性樹脂層の存在下、層の間での接着剤の付加、又はプラズマ処置のような表面処置を向上させる接着を必要とする、当該技術分野において既知の絶縁製品と異なり、熱及び圧力のみでカレンダすることによって接着する。

不織布の配合は、接着剤を塗布する必要がないようにするため、不織紙に結合し、又はこれとの集積化を促進するように設計することができる。例えば、不織布層の中のバインダー繊維、結合媒介、又はスパンボンドされている（熱可塑性）繊維の存在によって、熱又は／及び圧力を適用すると、不織紙及び不織布の層を合わせて結合することができる。

不織紙層及び不織布層（複数可）は、連続する処理（インラインの集積化）又は別個の手順（オフラインの集積化）で、形成及び組合せをし、又は組み込んでもよい。

前に述べたように、本発明の物品は、変圧器、モータ、発電機、及び電気コンポーネントの絶縁を必要とする他の装置内の電気コンポーネンツを絶縁するために好適である。異なる製品用途の要求には、本発明の不織紙及び不織布の異なる組合せで処理することができる。例えば、不織紙及び不織布の重量比率は、調節することができる。本発明の物品の少なくともいくつかについては、不織紙層（複数可）は、約４９重量％〜約９５重量％を含み、不織布層（複数可）は、約５重量％〜約５１重量％を含む。１つの不織紙層と１つの不織布層を有する、本発明の少なくともいくつかの物品については、不織紙層は、約６６重量％〜約９５重量％を含み、不織布層は、約５重量％〜約３４重量％を含む。１つの不織紙層及び２つの不織布層を有する、本発明の少なくともいくつかの物品については、不織紙層は、約４９重量％〜約９３重量％を含み、不織布層は、約７重量％〜約５１重量％を含む。２つの不織紙層及び２つの不織布層を有する、本発明の少なくともいくつかの物品については、不織紙層は、約６６重量％〜約９５重量％を含み、不織布層は、約５重量％〜約３４重量％を含む。

絶縁物品の各層は、最終構造の独自の特性に貢献することができる。例えば、不織紙は、長期的な耐熱性及び所望の電気的特性を提供することができ、不織布は、優れた引裂きに対する耐性を提供することができ、また、熱老化後の引張り強さ及び全体的可撓性を向上させる。２つの型の層の組合せは、物理的強度及び所望の電気的特性の両方を有する物品を提供し、約４６４°Ｆ（２４０℃）での高温による熱老化後の優れた可撓性を維持する。

本発明の少なくともいくつかの実施形態では、絶縁物品は、ＡＳＴＭＤ１４９−０９によって測定するとき、１００ボルト／ミル（３．９キロボルト／ｍｍ）を超え、好ましくは１５０Ｖ／ミル（５．９ｋＶ／ｍｍ）以上の絶縁破壊強度を有する。

本発明の理解を助けるために、以下の実施例及び比較例を提供するが、これは、本発明の範囲を限定するものと解釈するべきではない。別段の指定がない限り、部及び百分率はすべて、重量基準である。以下のような試験方法及びプロトコルが、後述する例示的及び比較例の評価で使用された。

［実験用不織紙ＸＰ−１］
ＸＰ−１は、後述のように、当該技術分野において既知の方法を使用して作製された実験用電気絶縁不織紙である。

７６重量％の焼成カオリン粘土（ＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ，ＫａＭｉｎ，ＬＬＣ，ＵＳＡ）、７重量％のアクリルラテックスバインダー（ＨＹＣＡＲ２６３６２，ＴｈｅＬｕｂｒｉｚｏｌＣｏｒｐ．，ＵＳＡ）、１０重量％のｍアラミドパルプ（Ａｒａｍｉｄ，Ｌｔｄ．，ＵＳＡ）、５．５重量％のｐアラミド繊維（１．７デニール×６ｍｍ）（ＴＷＡＲＯＮ，ＴｅｉｊｉｎＡｒａｍｉｄ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）、及び１．５重量％のアクリル繊維（０．１デニール×３ｍｍ）（ＶＯＮＮＥＬｌＭＶＰ，ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＲａｙｏｎＣｏ．，Ｊａｐａｎ）の混合物は、重量で約０．０６％〜０．９％の固形の内容物を伴うスラリーを形成するために水の中に分散された。

湿った不織紙は、その後、抄紙機で水を排出することによって成形された。成形された不織紙は、３００ｌｂ／リニアインチ（５４ｋｇ／ｃｍ）（５２５．４Ｎ／ｃｍ）の圧力で紙作製の湿ったフェルト間に圧搾された。この時、不織紙は、製紙工程の乾燥機セクションへ移動するに十分な強度を有していた。湿った不織紙は、その後、接触乾燥を通して更に乾燥された。水蒸気熱式乾燥機缶つまり検査室の手抄き紙用乾燥装置が、２５０°Ｆ（１２１℃）で、不織紙を１．５重量％未満の含水量まで乾燥するために使用された。

［不織布］
実施例１〜１８及び比較例ＣＥ１１で使用された不織布は、４０重量％のｐアラミド繊維（１．７デニール×１．５インチ（１．７デニール×３．８１ｃｍ））（ＴＷＡＲＯＮ，ＴｅｉｊｉｎＡｒａｍｉｄ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）、１０重量％のポリエステルステープル繊維（１．５デニール×１．５インチ（１．５デニール×３．８１ｃｍ））（Ｉｎｖｉｓｔａ，ＵＳＡの２２１型）、２５重量％の未延伸ポリエステルバインダー繊維（３デニール×１インチ（３デニール×２．５４ｃｍ））（ＦｉｂｅｒＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵＳＡの１０９型）、及び１１０℃で結合するアモルファス外部シース（ＦｉｂｅｒＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵＳＡのＴ−２０１型）を有する、２５重量％の２成分ポリエステルバインダー繊維（２デニール×１．５インチ（２デニール×３．８１ｃｍ））の混合物からなっていた。繊維の混合物は、０．０３３〜０．０６６ｌｂ／ｓｑｙｄ（１８〜３６ｇ／ｓｑｍ）の間で坪量を有する不織布の詰綿をもたらすように、梳綿機を通過する。

不織布の詰綿は、その後、およそ２３０〜２４０°Ｆ（１１０〜１１６℃）の温度に熱され、およそ５９０ｐｌｉ（１０６ｋｇ／ｃｍ）のニップ圧を有する鋼ロールを使用して、鋼の綿ニップを介して、カレンダされた。実施例１〜１３、１６、及びＣＥ１１では、０．０４４ｌｂ／ｓｑｙｄ（２４ｇ／ｓｑｍ）の坪量を有する不織布が使用されたが、実施例１４では、０．０３３ｌｂ／ｓｑｙｄ（１８ｇ／ｓｑｍ）の坪量を有する不織布が使用された。実施例１５及び１７では、０．０６６ｌｂ／ｓｑｙｄ（３６ｇ／ｓｑｍ）の坪量を有する不織布が使用された。実施例１８では、０．０５ｌｂｓ／ｓｑｙｄ（２６ｇ／ｓｑｍ）の坪量を有する不織布が使用された。

実施例１９〜２２で使用された不織布は、約０．０４ｌｂ／ｓｑｙｄ（２２ｇ／ｓｑｍ）の坪量を有しており、表５に示す量で、ｐアラミド繊維（１．７デニール×１．５インチ（１．７デニール×３．８１ｃｍ））（ＴＷＡＲＯＮ，ＴｅｉｊｉｎＡｒａｍｉｄ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）、ポリエステルステープル繊維（１．５デニール×１．５インチ（１．５デニール×３．８１ｃｍ））（Ｉｎｖｉｓｔａ，Ｗｉｃｈｉｔａ，ＫＳの２２１型）、及び未延伸ポリエステルバインダー繊維（３デニール×１インチ（３デニール×２．５４ｃｍ））（ＦｉｂｅｒＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｏｈｎｓｏｎＣｉｔｙ，ＴＮの１０９型）の混合物からなっていた。繊維の混合物は、不織布の綿詰をもたらすように、梳綿機を通過した。不織布の綿詰は、その後、およそ２４０°Ｆ（１１６℃）の表面温度を使用して、型押しされたロールとポイント結合し、およそ４００ｐｌｉ（７１．６ｋｇ／ｃｍ）（７００．５Ｎ／ｃｍ）のニップ圧で綿ニップロールに対して圧搾した。

［比較例ＣＥ１〜ＣＥ９］
比較例ＣＥ１〜ＣＥ９は、不織布層なしで、即ち、不織紙層のみで作製されていた。比較例ＣＥ１〜ＣＥ７では、材料リストに注記の出所の商業用上入手可能な不織紙が使用された。ＣＥ８のサンプルは、商業上入手可能な未カレンダ不織紙である、ＮＯＭＥＸ４１１を３８０°Ｆ（１９３℃）の温度、１０００ｐｌｉ（１７９ｋｇ／ｃｍ）（１７５１．３Ｎ／ｃｍ）の圧力、及び１５ｆｔ／分（４．６ｍ／分）の速度で、鋼ロール間でカレンダすることによって作製された。ＣＥ９のサンプルは、上記のように検査室で製造されたＸＰ−１不織紙を３００°Ｆ（１４９℃）の温度、１０００ｐｌｉ（１７９ｋｇ／ｃｍ）（１７５１．３Ｎ／ｃｍ）の圧力、及び１５ｆｔ／分（４．６ｍ／分）の速度で、鋼ロールの間でカレンダすることによって作製された。ＣＥ１〜ＣＥ９についての測定及び試験の結果を表１に示す。

［実施例１〜７］
実施例１〜７は、２つの不織布層の間に１つの不織紙層を含有する。

実施例１から６については、不織紙層は、２つの不織布層の間に送り込まれ、表２に示す条件で、鋼ロール間でカレンダされた。

実施例７は、不織布層との集積化の前にカレンダされた、ＸＰ−１不織紙層を含有した。このＸＰ−１不織紙のカレンダ条件は、３００°Ｆ（１４９℃）のニップ温度、１０００ｐｌｉ（１７９ｋｇ／ｃｍ）（１７５１．３Ｎ／ｃｍ）の鋼ロール間のニップ圧、及び１５ｆｔ／分（４．６ｍ／分）の速度であった。カレンダＸＰ−１不織紙は、２つの不織布層の間に送り込まれ、その後、表２に示す条件で鋼ロール間でカレンダされた。実施例１〜７についての測定及び試験の結果を表２に示す。

［実施例８〜１８］
実施例８〜１８は、１つの不織紙層と１つ又は２つの不織布層を含有する。

実施例８〜１３については、不織紙層は、２つの不織布層の間に送り出され、表３に示す条件で鋼ロールの間でカレンダされた。

実施例１４については、構成体は、表３に示す条件で鋼ロールの間でカレンダされた１層の不織紙及び１層の不織布であった。

実施例１５〜１８については、２層の不織紙は、２つの不織布層の間に送り出され、表３に示す条件で鋼ロールの間でカレンダされた。実施例１５については、２層のＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＬＮＣ不織紙が使用され、それぞれは、公称７ミル（０．１８ｍｍ）の厚さを有した。実施例１６については、２層のＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＬＮＣ不織紙が使用され、それぞれは、公称９ミル（０．２３ｍｍ）の厚さを有した。実施例１７については、公称７ミル（０．１８ｍｍ）の厚さを有する１層のＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＬＮＣ不織紙、及び公称９ミル（０．２３ｍｍ）の厚さを有する１層のＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＬＮＣ不織紙が使用された。実施例１８については、公称５．５ミル（０．１４ｍｍ）の厚さを有する１層のＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＬＮＣ不織紙と、公称５．５ミル（０．１４ｍｍ）の厚さを有する１層のＸＰ−１不織紙が使用された。実施例８〜１８についての測定及び試験の結果を表３に示す。

^＊実施例１５及び１７については、熱老化条件は、４６４°Ｆ（２４０℃）で１０日であった。

［比較例ＣＥ１０及びＣＥ１１］
比較例ＣＥ１０は、熱可塑性樹脂層を含有するが、不織布層は含有しない。比較例ＣＥ１１は、内部の紙の層の各面に接着剤層を含有する。

比較例ＣＥ１０は、５＋１の厚さ（５ミル（０．１３ｍｍ）の不織紙層の厚さ及び厚み１ミル（０．０２５ｍｍ）のＰＥＴ層の厚さ）を有する標準ＴＨＥＲＭＡＶＯＬＴＴＶＦのシートであった。比較例ＣＥ１１は、イソシアネート硬化剤とともにスチレン−アクリル酸接着剤を使用して、不織布層と不織紙層を組合せることによって作製した。接着剤を８ｌｂ／３０００ｓｑｆｔ（１３ｇ／ｓｑｍ）の割合でＸＰ−１紙の各面に塗布し、１分間２００°Ｆ（９３．３℃）で乾燥させた。その後、接着剤を活性化し、結合を完了するように、３０ｐｌｉ（５．４ｋｇ／ｃｍ）の圧力及び５ｆｔ／分（１．５ｍ／分）の速度時で、２００°Ｆ（９３．３℃）の温度で鋼／ゴムニップを介して、紙を不織布層と組合せた。

比較例ＣＥ１０及びＣＥ１１についての測定及び試験の結果を表４に示す。

比較例ＣＥ１１は、熱老化後に、極小の熱老化後可撓性の保持を示した。約１３５°の角度で折り曲げると、このサンプルはひび割れした。他の方向に折り曲げ返して引張ると、サンプルは折り目できれいに破断した。対照的に、実施例１〜２２は、この挙動を示さず、熱老化後も良好な折曲げ可撓性を保持した。

［実施例１９〜２２］
実施例１９〜２２は、２つの不織布層の間に１つの不織紙層を含有する。布地層は、異なる組成物を有する。

１９〜２２を作製するために、紙層が２つの不織布層の間に送り出され、表５に示す条件でカレンダされた。

実施例１９〜２２についての測定及び試験の結果を表５に示す。

好ましい実施形態の説明の目的のために、特定の実施形態を本明細書において例示し記述したが、種々多様な代替的な及び／又は同等の実施が、本発明の範囲を逸脱することなく、図示及び説明された特定の実施形態に置き換わり得ることを、当業者は理解するであろう。本出願は、本明細書で考察した好適な実施形態のあらゆる適合形態又は変形例を含むものである。したがって、本発明が特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定される点を明示するものである。

Claims

片側又は両側で不織布層と直接溶着された、不織紙層を備え、前記不織紙及び不織布のうちの一方又は両方が電気絶縁性である、物品。
ＡＳＴＭＤ１４９−０９による、１５０ボルト／ミル（５．９ｋＶ／ｍｍ）以上の複合部材の絶縁破壊強度を有する、請求項１に記載の物品。
前記不織紙が、アラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記アラミド繊維が、パラ−アラミド繊維及びメタ−アラミド繊維のうちの一方又は両方である、請求項３に記載の物品。
前記不織紙が、約１０〜約３０重量％のアラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織紙が、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、メラミン、ガラス、及びポリイミドからなる群から選択される、非アラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織紙が、無機充填剤を含む、請求項１に記載の物品。
前記無機充填剤が、カオリン粘土、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、アルミナ三水和物、モンモリロナイト、スメクタイト、ベントナイト、イライト、クロライト、セピオライト、アタパルジャイト、ハロイサイト、バーミキュライト、ラポナイト、レクトライト、パーライト、窒化アルミニウム、シリコンカーバイド、窒化ホウ素、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項７に記載の物品。
前記不織布紙が、約５０〜約８０重量％の無機充填剤を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織紙が、アクリル、ニトリル、スチレンアクリルラテックス、グアーガム、デンプン、天然ゴムラテックス、及びこれらの組合せからなる群から選択される、ポリマーバインダーを含む、請求項１に記載の物品。
前記不織布層が、１つ以上の型のアラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織布が、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、グリコール変性ポリエステル、ポリフェニルスルホン、ポリプロピレン、及びこれらの組合せからなる群から選択される、非アラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織布が、約２０〜約７０重量％のアラミド繊維及び約３０〜約８０重量％の非アラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織紙層のうちの一方又は両方が、１を超えるシートの不織紙を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織布層が、１を超えるシートの不織布を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織紙層の重量％が、約４９〜約９５であり、前記１つ以上の不織布層の重量％が、約５〜約５１である、請求項１に記載の物品。
１つの不織紙層と１つの不織布層を有し、前記不織紙層の重量％が、約６６〜約９５であり、前記１つ以上の不織布層の重量％が、約５〜約３４である、請求項１に記載の物品。
２つの不織布層の間に１つの不織紙層を有し、前記不織紙層の重量％が、約４９〜約９３であり、前記１つ以上の不織布層の重量％が、約７〜約５１である、請求項１に記載の物品。
前記不織布が、約３０〜約８０重量％のステープル繊維を含む、請求項１に記載の物品。
前記不織布が、約２０〜約７０重量％のバインダー繊維を含む、請求項１に記載の物品。