JP2018006353A - 電気絶縁材料 - Google Patents

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ターピン，ロバート，エイチ．
H Turpin Robert
スタンクス，デイヴィッド，エス．
S Stankes David
フォックス，マーティン，エイチ．
h fox Martin
ファン，ミッチェル，ティー．
T Huang Mitchell
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

【課題】
特定の電気絶縁用途では、熱老化後も優れた機械的強度、及び可撓性の維持を提供する一方で、高い耐炎性等級（例えば、ＵＬ ９４Ｖ−０）を達成する材料に対する需要がある。
【解決手段】
２つの非セルロース系不織紙層の間に非セルロース系不織布層を含有する物品であって、該不織紙及び該不織布の一方又は両方が電気的に絶縁性である、物品が提供される。少なくともいくつかの実施形態は、難燃性である。
【選択図】なし

Description

本発明は、電気絶縁用途のために好適な材料に関する。
電気モータ、発電機、及び変圧器のような電装品は、ある電位の導体を異なる電位の導体から分離し、かつ／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。この目的のためにこの業界では、電気的絶縁性材料の積層体が、しばしば使用される。かかる材料の例は、国際公開第２０１２／０８２１８０号、日本国特許出願公開第２０００／００８２９９号、加国特許第２００３２２１号、及び日本国特許第９１５８０９２号で説明される。
特定の電気絶縁用途では、熱老化後も優れた機械的強度、及び可撓性の維持を提供する一方で、高い耐炎性等級（例えば、ＵＬ ９４Ｖ−０）を達成する材料に対する需要がある。
本発明の材料は、変圧器、モータ、発電機、及び電気コンポーネンツの絶縁が必要な他の装置（具体的には、難燃性についての要件がある装置）の電気コンポーネンツを絶縁するのに好適である。本発明の少なくともいくつかの実施形態は、優れた機械的強度、可撓性、及び耐炎性を有する、独特な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は、いくらかの可燃性材料を含有していても、高い耐炎性等級を達成することができる。本発明の少なくともいくつかの実施形態は、難燃性、絶縁耐力、引張強度、及び引き裂き強度を含む特性の所望のバランスを有する、電気絶縁体を提供する。本発明の少なくともいくつかの実施形態は、所望の熱伝導率特性を更に提供する。
本発明の少なくとも１つの実施形態は、第１及び第２の対向する主表面を有する非セルロース系の不織布層であって、該不織布層の各主表面に付着した非セルロース系の不織紙層を有する不織布層を含み、該不織紙及び該不織布のうちの一方又は両方が電気的に絶縁性である、物品を提供する。
本明細書で使用されるとき、
「非セルロース系」は、１０重量％未満のセルロース系材料を含有し、好ましくは５重量％未満のセルロース系材料を含有し、更に好ましくは微量のセルロース系材料のみを含有し、最も好ましくはセルロース系材料を含有しないことを意味する。
「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、２．５４ｃｍ（１インチ）未満の長さの繊維を意味し、
「長繊維」は、２．５４ｃｍ（１インチ）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、可燃性繊維材料を含有していたとしても、可撓性と良好な機械的強度を有したままで、ＵＬ ９４耐炎性試験においてＶ−０等級を達成することである。
上記の本発明の課題を解決するための手段は、開示される本発明の各実施形態又は本発明のすべての実装を説明することを目的としたものではない。以下に続く発明を実施するための形態では、より具体的に、本発明の実施形態が例示される。
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、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、本明細書及び特許請求の範囲で使用される、特徴の大きさ、量、及び物理的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、変更し得る近似値である。端点による数の範囲の使用には、その範囲内のすべての数及びその範囲内の任意の数値が含まれる（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）。
本発明の少なくとも１つの実施形態は、２つの不織紙層の間に不織布層を提供する。その他の実施形態は、不織紙と不織布の交互の層を提供する。いくつかの実施形態は、互いに隣接し、かつ不織紙層の間にある、複数の不織布層を提供する。いくつかの実施形態は、近接する２つの層の間に接着剤を更に含む。
耐炎材を提供する物品の少なくともいくつかの実施形態は、可燃性材料を含む。例えば、いくつかの実施形態は、可燃性のＰＥＴ不織布を含む。少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも２つの外側不織紙層の間に可燃性不織布層を配置することで、前記物品に対して優れた耐炎特性が付与されることが見出された。
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２．５４ｃｍ（１インチ）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質である。しかしながら、多くの実施形態は、無機繊維、又は充填剤を有する不織紙を含んでもよい。
本発明の使用に適した市販の不織紙の例としては、商品名ＣｅＱＵＩＮで、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＵＳＡ）から入手可能な不織紙、例えば、限定ではないが、ＣｅＱＵＩＮ Ｉ（無機物含有量約９０％）、ＣｅＱＵＩＮ ＩＩ（ＣｅＱＵＩＮ Ｉの二層（プライ）複合材料）、ＣｅＱＵＩＮ Ｘ（Ｂ段階用途（Ｂ−ｓｔａｇｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）のために浸潤強度を強化）、及びＣｅＱＵＩＮ ３０００（無機物含有量約７４％に加えて有機繊維補強材）等、ＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ ＦＲＢで、例えば、限定ではないが、ＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ−ＦＲＢ−ＮＴ（カレンダ加工された絶縁紙）及びＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ ＦＲＢ−ＮＣ（カレンダ加工されていない絶縁紙）等、商品名ＮＯＭＥＸで、ＤｕＰｏｎｔ（ｗｗｗ２．ｄｕｐｏｎｔ．ｃｏｍ）から入手可能な不織紙、例えば、限定ではないが、ＮＯＭＥＸ Ｐａｐｅｒ Ｔｙｐｅ ４１０、Ｔｙｐｅ ４１１（低密度版）、Ｔｙｐｅ ４１４、Ｔｙｐｅ ４１８（マイカを含む）、Ｔｙｐｅ ４１９（Ｔｙｐｅ ４１８の低密度版）、及びＴｙｐｅ Ｅ５６等、商品名Ｘ−ＦＩＰＥＲで、ＳＲＯ Ｇｒｏｕｐ（Ｃｈｉｎａ）Ｌｉｍｉｔｅｄから入手可能な不織紙、及び商品名ＭＥＴＡＳＴＡＲで、Ｙａｎｔａｉ Ｍｅｔａｓｔａｒ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｐａｐｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｃｈｉｎａ）から入手可能な不織紙等が挙げられる。
好適な不織紙としては、アラミド類（メタアラミド類、及びパラアラミド類を含む）、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、及びポリイミドのような、有機繊維、及び無機繊維が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、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、アクリルラテックス、ニトリルラテックス、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、これらに限定されない。
本発明の少なくとも１つの実施形態では、不織紙は、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、これらに限定されない。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、これらに限定されない。
無機繊維、及び無機粒子の一方、又は両方を含有する本発明の不織紙は、無機系紙と呼ばれる場合がある。無機系紙は、無機材料が、有機材料よりもコロナに対してより耐性があることが知られているため、例えば、完全に有機系のメタアラミド紙に比べて、コロナ／部分放電の存在下で、長期的な電圧耐久性の改善をもたらす。（例えば、２００１年１０月１５日から１０月１８日まで、オハイオ州シンシナティで開かれた、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＩＣ）／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｉｌ Ｗｉｎｄｉｎｇ（ＥＭＣＷ）Ｅｘｐｏ ２００１のＨｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｓｈｏｒｔ Ｃｏｕｒｓｅ、２１ページを参照）。これらの無機系紙は、例えば、完全に有機系のメタアラミド紙に比べて、改善された熱放散のために、より良い寸法安定性、並びにより高い熱伝導率も提供することができる。
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、２．５４ｃｍ（１インチ）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実施例としては、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、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、これらに限定されない。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）等のポリエステル、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、これらに限定されない。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）等のポリエステル、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んでもよい。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）等のポリエステル、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んでもよい。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、単一の高分子を含んでもよいし、かつ／又は、異なる化学的特性、及び／又は物理的特性を有する２つの高分子を有するバイコンポーネント構成を有してもよい。
ステープル繊維、及びバインダー繊維で製造された、本発明における使用に好適な不織布では、ステープル繊維が、典型的には、該布の約３０重量％〜約８０重量％含まれてよく、バインダー繊維が、典型的には、該布の約２０重量％から約７０重量％含まれてよい。
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、又はこれに加えて、不織布は、不織布内で材料の結合を促進するように結合剤を含有してもよい。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、又はカレンダ加工が含まれる。
繊維は、典型的には、不織布を形成するように一緒に配合される。異なる繊維の配合が可能であることにより、紙の強度を増すために連続するポリエステルフィルムに不織紙を積層する等の先行技術の方法と比較して、改善された引き裂き強度等の製品の性能を満たすために、より良い設計上の柔軟性がもたらされる。
不織布は、織る、又は編むことなく生産可能な可撓性のあるシート素材を形成し、（ｉ）少なくとも一部の繊維を機械的に連結すること、（ｉｉ）一部の繊維の少なくとも一部分を溶着すること、又は（ｉｉｉ）結合材料を用いて少なくとも一部の繊維を結合させること、のいずれかによって一体に保持される、繊維網を典型的に含む。繊維の一部を結合又は溶着する前は、不織布は、バッティング（batting）、つまり繊維の柔らかい嵩高の集合体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、これらに限定されない。
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。
本発明の不織布は、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２．５４ｃｍ（１インチ）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。乾式抄紙処理の例としては、カードとスパンボンドが挙げられる。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、塊を引っ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な市販の不織布には、商品名ＴＨＥＲＭＡＬ ＳＨＩＥＬＤ（不織布ＰＰＳ材料）で３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なもの、及び商品名ＮＯＭＥＸ ＬＴでＤｕＰｏｎｔ（ｗｗｗ２．ｄｕｐｏｎｔ．ｃｏｍ）から入手可能なもの（タイプ１８０が挙げられるが、これに限定されない）が挙げられる。
不織紙層及び不織布層は、１つ以上のシート、即ち、プライ又は副層を含んでもよく、これは層を形成するように組み合わされる。プライ又は副層は、同一の材料でもよいし、異なる材料でもよい。シートは、化学的接着剤の使用等の任意の好適な手段によって、又は熱カレンダ等の加工によって結合されてもよい。
少なくとも１つの他の実施形態では、不織布層は、２つの不織紙層の間に位置しており、２つの不織紙層に直接溶着されている。少なくとも１つの実施形態では、不織布層と、不織紙層の少なくとも１つとは、熱カレンダスタックを用いた熱及び圧力による機械的かつ熱的な接着法によって、一体に溶着されている。
本発明のいくつかの実施形態の物品の作製においては、様々な層、又は副層を一体に接合するために（すなわち、不織紙層、又は不織布層の形成において使用される場合がある接着剤以外の）接着剤は塗布されない。代わりに、不織布層と１つ又は複数の不織紙層とは、カレンダ加工によって、熱及び圧力のみで結合される。
本発明のいくつかの他の実施形態の物品の作製において、これらの層には、いくつかの種類の接着法が使用される。接着は、例えば、構成体内に熱可塑性樹脂層を存在させることにより、層間に接着剤を付加することにより、又はプラズマ処理等の接着力を高める表面処理により、実現されてもよい。任意の好適な接着剤が使用されてもよい。例えば、接着剤は、水系でもよいし、溶剤系でもよい。接着剤は、任意の好適な組成を有してよい。好適な組成物の例としては、アクリル、スチレン、及びポリエステルが挙げられる。所望により、かつ好ましくは、難燃剤が接着剤に添加されてもよい。難燃剤は、任意の好適な物質であってよい。好適な難燃剤物質の例としては、金属水酸化物（例えば、ＡＴＨ及びＭｇＯＨ等）、及び有機リン剤が挙げられる。難燃剤は、接着剤に、最大約５０重量％、好ましくは最大３０重量％含まれてよい。難燃剤を添加しすぎると、接着剤の接着特性を低下させる。
接着剤は、相対的に厚い不織紙層を有する実施形態において最適である場合がある。これらのより厚い製品構成体の種類においては、熱を層に伝達するために、より長い時間（より遅いライン速度（line speed））が必要となる。それゆえ、いくつかの状況において、特定の層を一体に結合するために接着剤を塗布することで、より速いライン速度が利用可能とすることが、有利となり得る。
また、不織布の配合を、接着剤を塗布する必要なく、不織紙に結合するように（又は、不織紙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、不織布層中にバインダー繊維、結合剤、又はスパンボンドされている（熱可塑性）繊維を存在させることによって、熱及び／又は圧力を適用時に、不織紙層と不織布層とを一体に結合することができるようになる。
不織紙層と１つ又は複数の不織布層とは、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、形成及び結合を行い、又は集積してもよい。
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。本発明の少なくともいくつかの実施形態は、鉱業、海運業、及び鉄道産業において使用される変圧器等の耐炎性要件のある変圧器の使用に好適である。異なる製品用途での要件に対しては、本発明の不織紙及び不織布の異なる組合せで対応することができる。例えば、不織紙及び不織布の重量比率を調節することができる。本発明の少なくともいくつかの物品では、不織布層は、約３重量％〜約５０重量％含まれ、不織紙層は、約５０重量％〜約９７重量％含まれる。好ましい構造は、層の厚さ、及びその他の要因に応じて変化させてよい。
絶縁物品の各層は、最終構成体に独自の特性をもたらし得る。例えば、いくつかの実施形態では、不織紙は、耐炎性、長期的な耐熱性、及び所望の電気特性を提供することができる。不織布は、熱老化後も引張強度、及び総体的な可撓性を高める一方で、優れた引き裂き耐性を提供することができる。２種類の層の組み合わせにより、約４６４°Ｆ（２４０℃）の高温熱老化後に優れた可撓性を維持する一方で、耐炎性、物理的強度、及び所望の電気特性を有する物品が提供される。
本発明の少なくともいくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ１４９−０９に従って測定したとき、絶縁物品は、１００ボルト／ミル（３．９キロボルト／ｍｍ）超の、好ましくは１５０Ｖ／ミル（５．９ｋＶ／ｍｍ）以上の、絶縁破壊強度を有する。
本発明の少なくともいくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｅ１５３０−１１に従って測定したとき、絶縁物品は、０．１８Ｗ／ｍ・Ｋ（０．１８Ｗ／ｍ℃）以上の熱伝導率を有する。
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。特に断らないかぎり、すべての部及び百分率は重量基準である。以下のような試験方法及びプロトコルが、後述する例示的な実施例及び比較例の評価で使用された。
Figure 2018006353
Figure 2018006353
比較例ＣＥ１及びＣＥ２
比較例ＣＥ１及びＣＥ２は、不織紙層のみを使用して作製された（すなわち、不織布層は使用されなかった）。ＣＥ１及びＣＥ２では、上記材料リストに記載した供給元の、市販の不織紙が使われた。構造、処理条件、及び試験結果は、表１に示される。ＣＥ２に対する「５−５−５」の複合体構造とは、カレンダ加工されていない不織紙ＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ ＦＲＢ−ＮＣの３つの層（それぞれ、カレンダ加工後に５ミル（０．１３ｍｍ）厚となる）が、一体に積層され、記載した条件でカレンダ加工されてＣＥ２を形成したことを示す。
Figure 2018006353
不織布層：
６つの異なる不織布の配合を使用して、実施例１〜２７、及び比較例ＣＥ３〜ＣＥ７を調製した。不織布の配合ＮＷ１〜ＮＷ６は、表２に示された量の、ｐ−アラミド繊維、ポリエステル（ＰＥＴ）ステープル繊維、未延伸ＰＥＴ繊維、２成分ポリエステルバインダー繊維、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）バインダー繊維、及び／又は２成分ＰＥＴ／ＰＰＳ繊維からなる。２２〜２４ｇｓｙ（平方ヤード当たりのグラム数）（２６〜２９ｇ／ｍ２）の坪量の不織布バッティングを産出するために、これらの繊維混合物は、梳綿機を通過させられた。不織布バッティングは、その後、鋼製ロールを２３０〜２４０°Ｆ（１１０〜１１６℃）に加熱した鋼製綿ニップによって、５９０ｌｂ／ｉｎ（１０６ｋｇ／ｃｍ）〜８００ｌｂ／ｉｎ（１４３ｋｇ／ｃｍ）のニップ圧にて、カレンダ加工された。
Figure 2018006353
厚い複合紙の積層用接着剤：
後述するように、実施例２７で使用された接着剤を調製するために、ＣＲ−９−１０１触媒を、ＲＯＢＯＮＤ Ｌ−３３０接着剤分散液に添加し、常温で１５分間混合した。ＴＩ−Ｒｉｔｅ ＃ＨＡ水性分散液を、混合物に添加し、十分に分散されるまで混合した。接着剤処方の最終組成を、以下に示す。
Figure 2018006353
複合絶縁紙
比較例ＣＥ３〜ＣＥ７、及び実施例１〜２７のための複合絶縁紙を作製するために、不織布層と不織紙層を配置し、熱カレンダスタックによる熱及び圧力を用いて、機械的かつ熱的に一体に溶着させた。比較例ＣＥ３〜ＣＥ７、及び実施例１〜２７のための不織布配合物、不織紙厚さ、及び複合構成体を、表３〜７に示す。全ての実施例で、カレンダ加工されていない不織紙ＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ ＦＲＢ−ＮＣを使用した。表２〜７に記載された不織紙の厚みの値は、ＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ ＦＲＢ−ＮＣの各層が、カレンダ加工後に得たと考えられる厚みを示す。以下の表は、カレンダ加工前、及びカレンダ加工後の、不織紙の等価厚を示す。
Figure 2018006353
表３〜７における見出し「複合体構造」の下での「ＮＷ」は、１つ又は複数の不織布層を指し、数字は不織紙の厚みを指す。例えば、「７−ＮＷ−７」の複合体構造は、カレンダ加工後に、それぞれが７ミル（０．１８ｍｍ）厚になった２つの不織紙層の間に１つの不織布層が配置されたことを示す。実施例１〜２６では、いかなる層の表面にも接着剤は塗布されなかった。最終複合体のカレンダ加工は、３７５〜３８５°Ｆ（１９１〜１９６℃）の温度の鋼製ロールの間で、１０００ｌｂ／ｉｎ（１７９ｋｇ／ｃｍ）のニップ圧にて行われた。比較例ＣＥ３〜ＣＥ４、実施例１〜６、及び２３〜２７は、鋼−鋼ニップを二度通過させた。
実施例１，４，５、及び６は、不織紙−不織布−不織紙−不織布−不織紙の構造を有する交互の層になった、３つの不織紙層と２つの不織布層で構成された。実施例２、７、８、及び１２〜２６は、２つの不織紙層の間に配置された２つの不織布層から構成された。実施例３、９、１０、及び１１は、２つの不織紙層の間に配置された１つの不織布層から構成された。実施例２７は、２つの不織紙層の間に不織布層を配置し、カレンダ加工して複合紙を作製し、本複合紙の２つの層の間に、前述した難燃性接着剤を塗布し、この積層体全体をカレンダ加工して厚い複合紙を作製することで調製された。比較例ＣＥ３〜ＣＥ７は、２つの不織布層の間に配置された１、２、又は３つの不織紙層を使用して形成された。
実施例１〜２６、及び比較例ＣＥ３〜ＣＥ７のための標準特性、及びＵＬ９４垂直燃焼試験結果は、表３〜７に示される。実施例１〜６と２３〜２６、及び比較例ＣＥ３とＣＥ４は、おおよそ１５ミル（０．３８ｍｍ）の最終複合体厚さを有した。実施例７、８、１１、１２、及び１５〜１８は、おおよそ７ミル（０．１８ｍｍ）の厚みであった。実施例９、１０、１３、と１４、及び比較例ＣＥ５〜ＣＥ７は、おおよそ５ミル（０．１３ｍｍ）の厚みであった。実施例１９〜２２は、おおよそ１０ミル（０．２５ｍｍ）の最終複合体厚さを有した。実施例２７は、２４．６ミル（０．６２ｍｍ）の厚みであった。
表１の比較例ＣＥ１及びＣＥ２に見られる通り、標準的なＦＬＡＭＥ ＢＡＲＲＩＥＲ ＦＲＢ−ＮＴ不織紙は、それ自体に優れた難燃特性があるが、不織布層と組み合わせることで、機械的（引っ張り、及び引き裂き）強さ、及び熱老化後の可撓性の維持における改善が得られる。
Figure 2018006353
 ＊分類不可
Figure 2018006353
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Figure 2018006353
 ＊分類不可
好ましい実施形態の説明のために、本明細書では、特定の実施形態を例示し、説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、広く多様な代替的かつ／又は同等な実装により、示されかつ説明された特定の実施形態を置き換え得ることを理解するであろう。本出願は、本明細書で検討した好ましい実施形態のあらゆる適合例又は変形例を網羅することを目的としたものである。したがって、本発明は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ものである点を明記しておく。

Claims (20)

  1. 第１及び第２の対向する主表面を有する非セルロース系の不織布層であって、該不織布層の各主表面に付着した非セルロース系の不織紙層を有する不織布層を含み、該不織紙及び該不織布のうちの一方又は両方が電気的に絶縁性である、物品。
  2. 少なくとも１つの前記不織紙層が、前記不織布層に直接溶着されている、請求項１に記載の物品。
  3. 少なくとも１つの前記不織紙層が、接着剤によって前記不織布層に付着されている、請求項１に記載の物品。
  4. 前記接着剤は、難燃剤を含む、請求項３に記載の物品。
  5. 前記接着剤は、最大３０重量％の難燃剤を含む、請求項４に記載の物品。
  6. 前記接着剤は、最大５０重量％の難燃剤を含む、請求項４に記載の物品。
  7. 不織紙と不織布の複数の交互の層を含み、両方の外層が不織紙である、請求項１に記載の物品。
  8. ５つの交互の層を含む、請求項７に記載の物品。
  9. 少なくとも１つの前記不織紙層は、複数の不織紙のシートを含む、請求項１又は７に記載の物品。
  10. 少なくとも１つの前記不織紙層を含む前記シートは、異なる特性を有する、請求項９に記載の物品。
  11. 前記異なる特性が、厚さ、組成、密度、可撓性、引き裂き強度、引張強度、絶縁耐力、及び耐炎性からなる群から選択される、請求項１０に記載の物品。
  12. 前記不織布層は、複数の不織布のシートを含む、請求項１に記載の物品。
  13. 少なくとも１つの不織布層が、複数の不織布のシートを含む、請求項７に記載の物品。
  14. 少なくとも１つの前記不織布層を含む前記シートは、異なる特性を有する、請求項１２に記載の物品。
  15. 前記異なる特性が、厚さ、組成、密度、可撓性、引き裂き強度、引張強度、絶縁耐力、及び耐炎性からなる群から選択される、請求項１４に記載の物品。
  16. ＡＳＴＭ Ｄ１４９−０９に従った、１５０ボルト／ミル以上の複合部材絶縁破壊強度を有する、請求項１に記載の物品。
  17. 前記物品は、Ｖ−０のＵＬ ９４耐炎性試験等級を達成する、請求項１に記載の物品。
  18. 前記不織布層は可燃性材料を含む、請求項１２に記載の物品。
  19. 前記不織布はアラミド繊維を含む、請求項１に記載の物品。
  20. 前記不織布層の重量％は約３〜約５０であり、前記１つ以上の不織紙層の重量％は約５０〜約９７である、請求項１に記載の物品。
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