JP3909896B2 - 集成マイカテープおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は集成マイカテープに関し、特に耐火電線の絶縁に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】
マイカは優れた電気絶縁性および耐熱性を有する。この特性を生かして、例えば耐火電線の金属導体を絶縁するために、粉砕されたマイカ微細粒子を湿式抄造機で抄造した集成マイカを主材とする集成マイカテープが広く使用されている。従来用いられている集成マイカテープは、抄造された集成マイカをガラスクロスやプラスチックフィルムなどの補強材にシリコーン樹脂などの接着剤で接着したものである。
【0003】
このような集成マイカテープは、ラップ巻や縦添えなどの方法で耐火電線の金属導体に巻き回して使用される。従来の集成マイカでは、マイカ微細粒子中に含まれる結晶水により微細粒子相互の結合力を得ているため結合力が弱く、巻き回し加工中にマイカが剥離したり飛散しやすい。このような剥離および飛散を防ぐために、接着剤を増量してマイカ微細粒子間および集成マイカと補強材とを接着している。
【0004】
しかし、接着剤を増量するとテープ中のマイカ含有量が減少するため、絶縁耐力および耐熱性能の面から好ましくない。また、接着剤を増量するとマイカテープが厚くなるため、作業性の面からも好ましくない。さらに、接着剤を用いて集成マイカと補強材とを接着する場合、抄紙機で集成マイカを抄造する工程と集成マイカと補強材とを接着する工程を連続的に実施することができず、作業効率が悪いという課題があった。したがって、シリコーン樹脂などの接着剤を使用しない集成マイカテープが望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、接着剤を使用することなく、熱的、電気的および機械的特性に優れ、しかも効率よく製造できる集成マイカテープを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の集成マイカテープは、100重量部のマイカ微細粒子および2〜12重量部のポリオレフィン系合成パルプを含む集成マイカと補強材との積層体であって、前記マイカ微細粒子相互および前記集成マイカと前記補強材とが前記ポリオレフィン系合成パルプの溶融固化物により接着されていることを特徴とするものである。
【0007】
本発明の集成マイカテープの製造方法は、100重量部のマイカ微細粒子および2〜12重量部のポリオレフィン系合成パルプを分散したスラリーを調製し、このスラリーから合成パルプ混抄集成マイカを抄造した後、この合成パルプ混抄集成マイカを補強材とともに積層し加熱加圧加工を施して、集成マイカ中に混在するポリオレフィン系合成パルプの一部または全部を溶融させ、溶融後に固化した合成パルプによりマイカ微細粒子相互および集成マイカと補強材とを接着させることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0009】
本発明において用いられるマイカは、天然マイカでも合成マイカでもよい。このうち天然マイカには、硬質マイカと軟質マイカとがあるが、耐火電線の電気絶縁用としては耐熱性に優れた軟質マイカが一般に使用されている。これらのマイカにはそれぞれ絶縁特性および耐熱特性などに特徴があるので、要求される熱的、電気的および機械的特性に応じて適宜選択することができる。
【0010】
本発明において用いられるポリオレフィン系合成パルプとは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレンなどを原料とする熱可塑性合成繊維を機械的または化学的に処理して、容積当りの表面積が大きいパルプ状多分岐繊維または不規則粒子に形成したものである。ポリオレフィン系合成パルプは、カナディアン標準濾水度(カナディアンフリーネス)が20〜1000mLの範囲のものが好ましく、特に300mL程度のものが最も好ましい。
【0011】
本発明において、ポリオレフィン系合成パルプは、マイカ100重量部に対して2〜12重量部、より好ましくは2〜8重量部の割合で配合される。ポリオレフィン系合成パルプの配合割合が2重量部未満であると、合成パルプによるマイカ微細粒子の捕捉性、ならびに合成パルプの溶融固化物によるマイカ微細粒子相互および集成マイカと補強材との接着力が低下し、マイカの剥離または飛散が起こりやすく、十分な引っ張り強度が得られない。ポリオレフィン系合成パルプの配合割合が12重量部を超えると、柔軟性が低下して作業性が悪くなるうえに絶縁特性も低下するため好ましくない。
【0012】
本発明において、補強材としては、紙、樹脂フィルム、織布(クロス)、不織布などが用いられる。補強材の材質および形態は、要求される機械的強度、絶縁性、耐熱性などを考慮して選択される。例えば、ポリオレフィン系合成パルプによる接着力を効果的に機能させるためには、有機繊維の織布または不織布からなる補強材を使用することが好ましい。また、高い耐熱性が要求される場合には、ポリイミドフィルムなどの耐熱性に優れたフィルムからなる補強材を使用することが好ましい。
【0013】
本発明における集成マイカテープとは、一般的に集成マイカと補強材とを接着し、ロールに巻き取り、このロールを長手方向に切断したものである。したがって、本発明における集成マイカテープには、ロールを例えば2m以下の長さに切断した集成マイカシートも含まれる。
【0014】
本発明の集成マイカテープは以下のような方法により製造できる。まず、粉砕されたマイカ微細粒子とポリオレフィン系合成パルプとを分散したスラリーを調製する。このスラリーから、丸網式または長網式の抄造機を使用して公知の方法で合成パルプ混抄集成マイカを抄きあげる。次に、合成パルプ混抄集成マイカを補強材とともに積層し加熱加圧加工を施す。この加熱加圧加工は、一般に用いられているホットカレンダーなどが用いられる。この加熱加圧加工中に、抄造した集成マイカ中に混在するポリオレフィン系合成パルプの一部または全部が溶融する。この結果、溶融後に固化した合成パルプにより、マイカ微細粒子相互が結合するとともに集成マイカと補強材とが接着して、本発明の集成マイカテープが得られる。このようにポリオレフィン系合成パルプは、本来的にマイカ微細粒子の捕捉力を有するうえに、溶融固化することによりマイカ微細粒子を強固に結合するので大きな結合力を得ることができる。
【0015】
上記の製造方法においては、集成マイカの抄造工程と、集成マイカと補強材との加熱加圧工程とを連続的に実施できる。すなわち、集成マイカを抄造した後、直ちに集成マイカと補強材とを積層して加熱加圧加工を実施できる。したがって、高額の投資を必要とせずに、製造工程の大幅な合理化を実現できる。
【0016】
以上のように、本発明の集成マイカテープでは、シリコーン樹脂などの接着剤を用いないにもかかわらず大きな結合力が得られるので、テープ中のマイカの含有量を増大でき、マイカの特性を有効に発揮できる。しかも、マイカ微細粒子が強固に結合されているので、巻き回し作業における剥離や飛散をなくすことができる。さらに、本発明の集成マイカテープは連続的な工程で製造できるので、製造時間を短縮でき、経済性にも優れている。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0018】
実施例1〜3
マイカとして軟質マイカ(フロゴパイト)または合成マイカを用意した。ポリオレフィン系合成パルプとして平均繊維長1.3mm、カナディアンフリーネス300mLのポリエチレン合成パルプを用意した。補強材としてポリエチレンフィルムを用意した。
【0019】
マイカ100重量部に対して5重量部のポリエチレン合成パルプを含むスラリーを調製した。公知の長網式抄紙機を用いて、このスラリーから所定厚さのポリエチレン合成パルプ混抄集成マイカを抄造し、脱水乾燥した後、連続的にポリエチレンフィルムの片面上に積層し、加熱加圧カレンダー処理して集成マイカテープを製造した。
【0020】
図1に、得られた集成マイカテープを模式的に示す。この集成マイカテープ1は、マイカ微細粒子4およびポリエチレン合成パルプ5からなる集成マイカ2とポリエチレンフィルム3との積層体である。マイカ微細粒子4相互および集成マイカ2とポリエチレンフィルム3とは、加熱加圧カレンダー処理により溶融固化した一部のポリエチレン合成パルプによって接着されている。
【0021】
従来品A〜C
従来品Aは、軟質マイカを用いて抄造された厚さ0.13mmの集成マイカとガラスクロスからなる補強材とをシリコーン樹脂で接着したものである。
【0022】
従来品Bは、軟質マイカを用いて抄造された厚さ0.16mmの集成マイカとポリエチレンフィルムからなる補強材とをシリコーン樹脂で接着したものである。
【0023】
従来品Cは、合成マイカを用いて抄造された厚さ0.16mmの集成マイカとガラスクロスからなる補強材とをシリコーン樹脂で接着したものである。
【0024】
以上の実施例1〜3および従来品A〜Cの集成マイカテープについて、マイカ量、接着剤量、および引張強度を表1に示す。なお、引張強度試験はJIS C2116にしたがって実施した。引張強度が大きいほど、集成マイカテープを耐火導線の金属導体に高速で巻き回す際に十分耐えることができる。
【0025】
【表1】
Figure 0003909896
【0026】
表1から実施例1〜3の集成マイカテープは、一般に要求されている引張強度水準である5〜6kg/cmを十分に満足しており、従来品Bと同等の引張強度を示している。
【0027】
また、マイカテープに所定重量の負荷をかけながら、集成マイカ面を内側にして90°ないしそれ以上の角度で摩擦試験を行い、マイカの剥離または飛散の発生状況を調べた。この摩擦試験においても、実施例1〜3の集成マイカテープは従来品Bと同等以上の接着性を保持していることが確認された。
【0028】
次に、消防庁告示第7号にしたがって耐火性能試験を行った。この告示に示されている基準耐火性能によれば、840℃において600Vの耐圧と0.4MΩの絶縁抵抗を保持することが要求されている。具体的には、集成マイカテープから所定サイズの試験用シートサンプルを切り出し、70mm径の円形電極に挟み、電気炉を用いて所定の昇温曲線で30分間で840℃まで昇温し、さらに30分間で925℃まで昇温して、この間の絶縁抵抗の変化を測定した。この結果を図2に示す。
【0029】
図2から、以下のようなことがわかる。実施例1〜3の集成マイカテープの絶縁抵抗値は、加熱開始から約20分経過するまで連続的に下降しているが、その後回復している。そして、加熱開始から30分経過後の840℃では、実施例1〜3の集成マイカテープは従来品と同等の耐火性能を示している。さらに、加熱開始から30分以上経過した840℃を超える高温では、実施例1〜3の集成マイカテープの絶縁抵抗値の低下傾向は従来品と比較して抑制されており、従来品よりも優れた耐火性能を示すことが確認された。特に、合成マイカを使用している実施例3の集成マイカテープは高温において顕著な耐火性能を示している。
【0030】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の集成マイカテープは、接着剤を使用しないためマイカ含有量が高く、熱的、電気的および機械的特性に優れている。また、本発明の集成マイカテープは連続的に効率よく製造でき、経済性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集成マイカテープを模式的に示す断面図。
【図2】実施例1〜3および従来品A〜Cの集成マイカテープの耐火性能を示す特性図。
【符号の説明】
1…集成マイカテープ
2…集成マイカ
3…ポリエチレンフィルム
4…マイカ微細粒子
5…ポリエチレン合成パルプ

Claims (4)

  1. 100重量部のマイカ微細粒子および2〜12重量部のポリオレフィン系合成パルプを含む集成マイカと補強材との積層体であって、前記マイカ微細粒子相互および前記集成マイカと前記補強材とが前記ポリオレフィン系合成パルプの溶融固化物により接着されていることを特徴とする集成マイカテープ。
  2. ポリオレフィン系合成パルプが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンおよびポリイソブチレンから選択される少なくとも1種の熱可塑性繊維からなることを特徴とする請求項1記載の集成マイカテープ。
  3. ポリオレフィン系合成パルプのカナディアンフリーネスが20〜1000mLであることを特徴とする請求項1記載の集成マイカテープ。
  4. 100重量部のマイカ微細粒子および2〜12重量部のポリオレフィン系合成パルプを分散したスラリーを調製し、このスラリーから合成パルプ混抄集成マイカを抄造した後、この合成パルプ混抄集成マイカを補強材とともに積層し加熱加圧加工を施して、集成マイカ中に混在するポリオレフィン系合成パルプの一部または全部を溶融させ、溶融後に固化した合成パルプによりマイカ微細粒子相互および集成マイカと補強材とを接着させることを特徴とする集成マイカテープの製造方法。
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