JP6405583B2

JP6405583B2 - 絶縁紙

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Publication number: JP6405583B2
Application number: JP2015063003A
Authority: JP
Inventors: 秀筒井; 政司安武; 野田　弘之; 弘之野田
Original assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Current assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: JP2016125185A

Description

本発明は、変圧器、発電機、電動機等の電気デバイスに利用される電気絶縁紙に関する。

電子部品、電気機器の用途拡大に伴い、絶縁紙の利用形態も多様化している。セルロース繊維からなる紙は電気絶縁性に優れることから、安価な電気絶縁材料として多く用いられ、コンデンサ、変圧器、電線被覆材等に使用されている。しかし、セルロース繊維を主成分とした絶縁紙は、絶縁紙中の残留イオンを除去する目的で脱イオン水を用いて抄紙されるため、専用の設備が必要であることに加えて、高湿度環境下ではセルロース繊維が吸湿することから絶縁紙中の平衡水分量が増加し、電気絶縁性が低下するという問題がある。

そこで、芳香族ポリアミドのフロック及びフィブリッドを混抄後、熱圧カレンダー加工してなる芳香族ポリアミド製電気絶縁紙が提案されている（特許文献１参照）。

特表２０１４−５０１８５９号公報

しかし、より優れた特性を有する電気絶縁紙が継続して必要とされている。

本発明は、改善された特性を有する絶縁紙、特に、改善された電気絶縁性及び強度を有する絶縁紙を提供することを課題とする。

本発明は、２〜１０ｍｍの平均繊維長及び１０〜３０μｍの平均繊維径を有するアラミドフロック、及び、５〜２０μｍの平均幅を有する第１のアラミドフィブリッド、及び、２０超〜４０μｍの平均幅を有する第２のアラミドフィブリッドを含むアラミドフィブリッドからなり、絶縁耐力が１６ｋＶ／ｍｍ以上であり、且つ、比引裂強度が２８ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上である絶縁紙に関する。

前記アラミドフィブリッドが、５〜２０μｍの平均幅を有する第１のアラミドフィブリッド、及び、２０超〜４０μｍの平均幅を有する第２のアラミドフィブリッドのみからなることが好ましい。

前記第１のアラミドフィブリッドはホモジナイザー処理を受けたものであることが好ましい。

前記アラミドフロックはメタアラミドからなることが好ましい。

前記第１のアラミドフィブリッド及び第２のアラミドフィブリッドはメタアラミドからなることが好ましい。

本発明の絶縁紙は、当該絶縁紙の全重量に対して前記アラミドフロックを２０〜８０重量％含むことが好ましい。

本発明の絶縁紙は、前記アラミドフィブリッドの全重量に対して前記第１のアラミドフィブリッドを５０〜９０重量％含むことが好ましい。

本発明の絶縁紙は、前記アラミドフィブリッドの全重量に対して前記第２のアラミドフィブリッドを５０〜１０重量％含むことが好ましい。

本発明の絶縁紙は、アラミド以外のポリマーからなる少なくとも１種のバインダーを更に含むことができる。

本発明の絶縁紙は、少なくとも１種のフィラーを更に含むことができる。

前記アラミドフロックの一部、前記第１のアラミドフィブリッドの一部、及び、前記第２のアラミドフィブリッドの一部が熱接着していることが好ましい。

本発明の絶縁紙は、２０〜５００ｇ／ｍ^２の坪量を有することが好ましい。

本発明は、前記絶縁紙を備える電気絶縁体、当該電気絶縁体を備える電気デバイス、例えば、変圧器、発電機又は電動機にも関する。

本発明の絶縁紙は電気絶縁紙として優れた特性を有する。特に、本発明の絶縁紙は、改善された電気絶縁性及び強度を有する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、アラミドフロック及びアラミドフィブリッドからなり、絶縁耐力が１６ｋＶ／ｍｍ以上であり、且つ、比引裂強度が２８ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上である絶縁紙を実現可能であることを見出し、本発明を完成した。

特に、本発明者らは、アラミドフロック及びアラミドフィブリッドからなる絶縁紙において、アラミドフィブリッドとして特定の２種類のものを必須に使用すると電気絶縁紙としての特性、特に電気絶縁性及び強度が向上することを見出した。したがって、本発明の絶縁紙は、２〜１０ｍｍの平均繊維長及び１０〜３０μｍの平均繊維径を有するアラミドフロック、並びに、５〜２０μｍの平均幅を有する第１のアラミドフィブリッド、及び、２０超〜４０μｍの平均幅を有する第２のアラミドフィブリッドを含むアラミドフィブリッドからなる。

本発明の絶縁紙がアラミドフロック及びアラミドフィブリッド「からなる」とは、本発明の絶縁紙が、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドのみからなる場合、並びに、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドからなるもこれらの以外の成分を含む場合の両者を包含する意味である。

［アラミド］
本発明において「アラミド」とは芳香族ポリアミドを意味する。本発明において「アラミド」とは、化学構造的には、アミド結合の６０モル％以上、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上、更により好ましくは９０モル％以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物を意味する。

アラミドはベンゼン環へのアミド基の置換位置によって、パラアラミド、メタアラミド及びこれらの共重合体に分類される。パラアラミドとしては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド及びその共重合体、ポリ（パラフェニレン）−コポリ（３，４’−ジフェニルエーテル）テレフタルアミド（ポリ（パラフェニレン）−コポリ（３，４’−ジフェニルエーテル）テレフタルアミド）等が例示される。メタアラミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体等が例示される。これらのアラミドは、例えば従来既知の界面重合法、溶液重合法等により工業的に製造されており、市販品として入手することが可能であるが、これに限定されるものではない。本発明では、メタアラミドが好ましく選択される。メタアラミドは汎用アミド溶剤に可溶であること、ポリマー溶液を出発原料として湿式成形が可能であること、熱融着性に優れること、耐熱性や難燃性が良好であること等の特長がある。メタアラミドの中でも、ポリメタフェニレンイソフタルアミドが、良好な成型加工性、熱接着性、難燃性、耐熱性等の特性を備えている点で好ましく用いられる。

［アラミドフロック］
「アラミドフロック」とは、アラミドからなる短繊維である。本発明におけるアラミドフロックの（数）平均繊維長は２〜１０ｍｍの範囲であり、２〜８ｍｍの範囲がより好ましく、３〜６ｍｍの範囲が更により好ましい。平均繊維長が２ｍｍよりも小さいと絶縁紙の強度が低減するおそれがある。平均繊維長が１０ｍｍを超えると絶縁紙においてフロック同士の「絡み」、「結束」が発生しやすくなり、欠陥の原因となりやすいため、好ましくない。

本発明におけるアラミドフロックは１０〜３０μｍの（数）平均繊維径を有する。前記アラミドフロックの平均繊維径は、１２〜２８μｍが好ましく、１４〜２６μｍがより好ましく、１６〜２４μｍが更により好ましい。平均繊維径は、例えば、本発明の絶縁紙の原料としてのアラミドフロックの所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。或いは、本発明の絶縁紙の表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ^２）に存在するアラミドフロックの幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。

アラミドフロックの繊度は０．１〜１０デニールが好ましく、０．５〜８デニールがより好ましく、１〜６デニールが更により好ましい。ここで、「デニール」とは、繊維９０００ｍ当たりの質量（グラム）で表記した単位である。繊度が０．１デニールよりも小さいと水中での絡み合いが大きくなり絶縁紙の性能の低下を招くおそれがある。一方、繊度が１０デニールを上回ると、フロックの径が大きくなりすぎるため、アスペクト比の低下、力学的補強効果の低下、及び、絶縁紙の均一性不良を招くおそれがあるため好ましくない。

本発明で使用されるアラミドフロックはメタアラミドからなることが好ましい。メタアラミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体が好ましく、例えば、ｍ−フェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドを共縮重合することによって製造可能である。メタアラミドフロックは市販されており、例えば、帝人（株）の「コーネックス（登録商標）」等を使用することができるが、これらに限定されない。

［アラミドフィブリッド］
「アラミドフィブリッド」とは、アラミドからなるフィルム状又は繊維状の微小粒子であり、アラミドパルプと称されることもある（アラミドフィブリッドについては特公昭３５−１１８５１号、特公昭３７−５７５２号等を参照）。フィブリッドは、通常の木材（セルロース）パルプと同じように抄紙性を有するため、水中分散後、抄紙機にてシート状に成形することができる。

アラミドフィブリッドには、通常の木材パルプと同様に、抄紙に適した品質を保つ目的でいわゆる叩解処理を施すことができる。この叩解処理は、ディスクリファイナー、ビーター等の機械的切断作用を及ぼす抄紙原料処理機器によって実施することができる。この操作において、アラミドフィブリッドの形態変化は、日本工業規格Ｐ８１２１に規定の濾水度試験方法（フリーネス）でモニターすることができる。本発明において、叩解処理を施した後のアラミドフィブリッドの濾水度は、１０ｃｍ^３〜３００ｃｍ^３（カナディアンフリーネス（ＪＩＳＰ８１２１））の範囲内にあることが好ましい。この範囲より大きな濾水度のファイブリッドでは、それから成形されるアラミド紙の強度が低下する可能性がある。一方、１０ｃｍ^３よりも小さな濾水度を得ようとすると、投入する機械動力の利用効率が小さくなり、また、単位時間当たりの処理量が少なくなることが多く、さらに、ファイブリッドの微細化が進行しすぎるためいわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。したがって、このように１０ｃｍ^３よりも小さい濾水度を得ようとしても、格段の利点が認められない。

本発明におけるアラミドフィブリッドは、少なくとも、第１のアラミドフィブリッド及び第２のアラミドフィブリッドを含む。したがって、本発明におけるアラミドフィブリッドは前記第１のアラミドフィブリッド及び前記第２のアラミドフィブリッド以外のアラミドフィブリッドを含むことができる。一方、本発明におけるアラミドフィブリッドは、第１のアラミドフィブリッド及び第２のアラミドフィブリッドのみからなる、すなわち、第１のアラミドフィブリッド及び第２のアラミドフィブリッドだけで構成されていてもよい。

メタアラミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体が好ましく、例えば、ｍ−フェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドを共縮重合することによって製造可能である。メタアラミドフィブリッドは、メタアラミドを含有する溶液を、例えば、特公昭３５―１１８５１号に記載の方法にしたがって湿式沈殿法によって製造することができる。

前記第１のアラミドフィブリッドは５〜２０μｍの（数）平均幅を有する。平均幅は、例えば、本発明の絶縁紙の原料としての前記第１のアラミドフィブリッドの所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。或いは、本発明の絶縁紙の表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ^２）に存在する第１のアラミドフィブリッドの幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。なお、ここでの「幅」とは第１のアラミドフィブリッドの幅方向（直径）における最大幅を意味する。

前記第２のアラミドフィブリッドは２０超〜４０μｍの（数）平均幅を有する。平均幅は、例えば、本発明の絶縁紙の原料としての前記第２のアラミドフィブリッドの所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。或いは、本発明の絶縁紙の表面上の所定面積範囲（例えば２４０，０００μｍ^２）に存在する第２のアラミドフィブリッドの幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。ここでの「幅」とは第２のアラミドフィブリッドの幅方向（直径）における最大幅を意味する。

前記第１のアラミドフィブリッドは前記第２のアラミドフィブリッドを微細化処理することによっても製造することができる。前記微細化処理の種類は特に限定されるものではなく、例えば、超音波処理等の非機械的微細化処理であってもよいが、ホモジナイザー、高速回転型解繊機等を用いた機械的微細化によるミクロフィブリル化処理を挙げることができる。ホモジナイザーによる処理が好ましい。したがって、前記第１のアラミドフィブリッドはホモジナイザー処理を受けたものであることが好ましい。

ホモジナイザーの具体例としては、スギノマシン社製の「スターバースト」、イズミフードマシナリ社製の「高圧ホモゲナイザー」、Ｒａｎｎｉｅ社製の「ミニラボ８．３Ｈ型」に代表されるホモバルブ式の高圧ホモジナイザーやＭｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ社製の「マイクロフルイダイザー」、吉田機械興業社製の「ナノマイザー」、スギノマシン社製の「アルティマイザー」、白水化学社製の「ジーナスＰＹ」、日本ビーイーイー社製の「ＤｅＢＥＥ２０００」等のチャンバー式の高圧ホモジナイザー等が挙げられる。

本発明におけるアラミドフィブリッドが、第１のアラミドフィブリッド及び第２のアラミドフィブリッド以外のアラミドフィブリッドを含む場合、当該アラミドフィブリッドはメタアラミドからなることが好ましい。

本発明の絶縁紙におけるアラミドフィブリッドは５〜２５μｍの（数）平均幅を有することが好ましい。前記アラミドフィブリッドの平均幅は、７〜２２μｍが好ましく、９〜２０μｍがより好ましく、１１〜１８μｍが更により好ましい。平均幅は、例えば、本発明の絶縁紙の原料としてのアラミドフィブリッドの所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。或いは、本発明の絶縁紙の表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ^２）に存在するアラミドフィブリッドの幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。

本発明の絶縁紙におけるアラミドフィブリッドは、１０μｍ以下の幅を有する第１のアラミドフィブリッドを３０繊維本数％以上の割合で含むことが好ましい。１０μｍ以下の幅を有する第１のアラミドフィブリッドの含有率は４０繊維本数％以上がより好ましく、５０繊維本数％以上が更により好ましく、６０繊維本数％以上が更により好ましい。

ここで、「繊維本数％」とは、本発明の絶縁紙表面に存在するアラミドフィブリッドの総本数に占める前記第１のアラミドフィブリッドの本数の占める割合を意味しており、特に、本発明の絶縁紙の表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ^２）に存在するアラミドフィブリッドの総本数に占める前記第１のアラミドフィブリッドの本数の占める割合を意味している。「繊維本数％」の決定は、例えば、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察等によって行うことができる。したがって、換言すれば、本発明の絶縁紙に含まれる前記アラミドフィブリッドの数ベースで３０％以上が前記第１アラミドフィブリッドであることが好ましい。

前記アラミドフィブリッドに含まれる第１のアラミドフィブリッドの数ベースでの配合割合の上限は９０繊維本数％以下が好ましく、８０繊維本数％以下が好ましく、７０繊維本数％以下が更に好ましい。

［絶縁紙］
本発明の絶縁紙は前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドから主に構成される多孔性のシート状物であり、絶縁耐力が１６ｋＶ／ｍｍ以上であり、且つ、比引裂強度が２８ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上である。本発明の絶縁紙の絶縁耐力は１８ｋＶ／ｍｍ以上が好ましく、２０ｋＶ／ｍｍ以上がより好ましく、２２ｋＶ／ｍｍ以上が更により好ましい。本発明の絶縁紙の比引裂強度は３０ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上が好ましく、３２ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上がより好ましく、３４ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上が更により好ましい。

絶縁耐力と比引裂強度は、通常、トレードオフの関係にある。したがって、アラミドフィブリッドの配合割合を高めて絶縁耐力を高めると、比引裂強度が低下する一方、アラミドフロックの配合割合を高めて比引裂強度を高めると、絶縁耐力が低下する。しかし、本発明では、例えば、２０超〜４０μｍの平均幅を有する第２のアラミドフィブリッドと共に５〜２０μｍの平均幅を有する第１のアラミドフィブリッドを併用してアラミドフィブリッドの微細化を進めることによって、アラミドフィブリッドが絶縁紙の表面を被覆しやすくなり、比較的少量のアラミドフィブリッドによって絶縁耐力を高めることが可能となり、その一方で、比較的多量のアラミドフロックが使用可能となり、比引裂強度を高めることができる。したがって、本発明の絶縁紙は、高い絶縁耐力と高い比引裂強度を両立している。

本発明の絶縁紙の厚みは、１０〜１０００μｍが好ましく、２０〜８００μｍがより好ましく、３０〜５００μｍが更により好ましい。また、本発明の絶縁紙の坪量は、１０〜１０００ｇ／ｍ^２が好ましく、２０〜５００ｇ／ｍ^２がより好ましく、３０〜３００ｇ／ｍ^２が更により好ましい。

本発明の絶縁紙は、絶縁紙の全重量（全質量）に対して前記アラミドフロックを、２０〜８０重量％含むことが好ましく、３０〜７０重量％含むことがより好ましく、４０〜６０重量％含むことがより好ましい。

本発明の絶縁紙は、絶縁紙の全重量に対して前記アラミドフィブリッドを、２０〜８０重量％含むことが好ましく、３０〜７０重量％含むことがより好ましく、４０〜６０重量％含むことがより好ましい。

本発明の絶縁紙における前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドの混合割合は任意とすることができるが、前記アラミドフロック／前記アラミドフィブリッドの混合比（重量比）は２０：８０〜８０：２０が好ましく、３０：７０〜７０：３０がより好ましい。

また、本発明の絶縁紙は、前記アラミドフィブリッドの全重量に対して前記第２のアラミドフィブリッドを５０〜１０重量％含むことが好ましい。

本発明の絶縁紙は、例えば、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドを混合後にシート化する方法により製造可能である。具体的には、例えば、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドを乾式混合後に、気流を利用してシートを形成する方法、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドを液体媒体中で分散混合した後、液体透過性の網、ベルト等の支持体上に吐出してシート化し、液体を除いて乾燥する方法等を使用することができるが、後者が好ましく、その中でも、水を液体媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好ましい。

湿式抄造法では、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドを少なくとも含有する水性スラリーを抄紙機に供給し分散後、脱水、搾水及び乾燥することによって、シートとして巻き取る方法が一般的である。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機及びこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機等が利用可能である。コンビネーション抄紙機での製造の場合、配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一することで複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。抄造の際に必要に応じて分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤などの添加剤が使用される。

上記のようにして得られた絶縁紙は、例えば、一対のロール間にて高温高圧で熱圧することにより、密度、結晶化度、耐熱性、寸法安定性、機械強度等を向上することができる。これにより、前記アラミドフロックの一部、前記第１のアラミドフィブリッドの一部、及び、前記第２のアラミドフィブリッドの一部が熱融着することが好ましい。熱圧の条件は、たとえば金属製ロールを使用する場合、温度１００〜３５０℃、線圧５０〜４００ｋｇ／ｃｍの範囲内を例示することができるが、これらに限定されるものではない。熱圧の際に複数の絶縁紙を積層することもできる。上記の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。但し、本発明の絶縁紙はその多孔性を維持することが好ましい。

［バインダー］
本発明の絶縁紙は、必要に応じて、アラミド以外のポリマーからなる少なくとも１種のバインダーを更に含むことができる。バインダーとして使用される樹脂は、製紙用分散体に直接添加される水溶性又は分散性ポリマーの形態でもよいし、あるいは乾燥又は次の更なる圧縮及び／又は加熱処理の間に加えられる熱によりバインダーとして活性化されるようにアラミド繊維と混ぜられた樹脂材料の熱可塑性バインダー繊維の形態でもよい。水溶性又は分散性ポリマーとしては、例えば、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等の水溶性又は水分散性の熱硬化性樹脂を挙げることができる。特に有用なのは水溶性ポリアミド樹脂である。ポリ（ビニルアルコール）、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ（酢酸ビニル）等の熱可塑性樹脂の水溶液又は水分散体も同様に使用することができる。

［フィラー］
本発明の絶縁紙は、必要に応じて、少なくとも１種のフィラーを更に含むことができる。フィラーの種類は特に限定されるものではないが、無機系フィラーが好ましく、例えば、雲母、グラファイト、カオリン、ベントナイト等の粘土、カーボンナノチューブ、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の熱伝導性フィラーを挙げることができる。

［その他の成分］
本発明の絶縁紙は、必要に応じて、アラミド以外の材質からなる他の繊維を含んでもよい。他の繊維としては、例えば、芳香族ポリエステル繊維、芳香族ポリエーテルケトン繊維、パラアラミド繊維等の耐熱性繊維を挙げることができる。

パラアラミド繊維は、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮重合により得られるものであり、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位（例えば、４，４’−ビフェニレン、１，５−ナフタレン、２，６−ナフタレン等のような反対方向に同軸又は平行に延びる配向位）で結合される繰り返し単位から実質的になるもので、例えば、ポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）、ポリ（４，４’−ベンズアニリドテレフタルアミド）、ポリ（パラフェニレン−４，４’−ビフェニレンジカルボン酸アミド）、ポリ（パラフェニレン−２，６−ナフタレンジカルボン酸アミド）等のパラ配向型またはパラ配向型に近い構造を有する芳香族ポリアミドを具体的に挙げることができる。これらの芳香族ポリアミドはパラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドを重合させることにより製造される。

前記パラ配向芳香族ジアミンを例示すると、パラフェニレンジアミン（以下、ＰＰＤということがある）、４，４’−ジアミノビフェニル、２−メチル−パラフェニレンジアミン、２−クロロ−パラフェニレンジアミン、２，６−ナフタレンジアミン、１，５−ナフタレンジアミンおよび４，４’−ジアミノベンズアニリド等を挙げることができる。

前記パラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドを例示すると、テレフタロイルクロリド（以下、ＴＰＣということがある）、４，４’−ベンゾイルクロリド、２−クロロテレフタロイルクロリド、２，５−ジクロロテレフタロイルクロリド、２−メチルテレフタロイルクロリド、２，６−ナフタレンジカルボン酸クロリドおよび１，５−ナフタレンジカルボン酸クロリド等を挙げることができる。

本発明の絶縁紙は、電気絶縁紙として機能することができる。本発明の絶縁紙はＡＳＴＭＤ−２５７の体積抵抗率の方法に準拠して、少なくとも１０^１３Ωｃｍの電気抵抗、好ましくは、少なくとも１０^１５Ωｃｍの電気抵抗を有することができる。

本発明の絶縁紙は電気絶縁紙として優れた特性を有し、特に、改善された電気絶縁性及び強度を有するので、電気絶縁体の構成要素として有用である。例えば、本発明の絶縁紙又はその積層体を、変圧器、発電機、電動機等の電気デバイスを構成する電気絶縁体の構成要素として使用することができる。本発明の絶縁紙又はその積層体は、フェノール樹脂、エポキシ、ポリイミド等の樹脂で含浸されてもよいが、樹脂で含浸されずとも優れた電気絶縁性を発揮することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。

［評価方法］
（平均繊維幅）
下記実施例及び比較例より得られた各手抄用原料スラリーを希釈して、プレパラート上に均一な薄膜となるよう滴下して乾燥させ、走査型電子顕微鏡で１００〜４００倍に拡大してランダムに３視野を観察し、各視野から無作為に３０本の繊維径を測定し数平均繊維幅（径）を算出した。

（シート生産性）
手抄脱水後にコーチィングしたワイヤー上繊維シートのワイヤーからの剥がし易さを以下３段階で評価した。
○：ワイヤーへの繊維付着がほとんど無く容易に剥がすことが出来る。
△：ワイヤーへの繊維付着が若干見られるが容易に剥がすことが出来る。
×：ワイヤーへの繊維付着が多く慎重に剥がす必要がある。

（アラミドフィブリッド繊維のシート作製時の歩留り）
はじめに、下記実施例と比較例により得たアラミドフィブリッド繊維スラリーとアラミドフロック繊維スラリーを絶乾繊維重量で５５：４５の比率で混合し、１１５ｇ／ｍ^２分の混合原料にて手抄を行った。この手抄後の絶乾シート坪量を測定した。このとき、歩留り１００％であればシート中にアラミドフロック繊維は５２ｇ／ｍ^２、アラミドフィブリッド繊維は６３ｇ／ｍ^２が含まれることとなる（この時のフィブリッド繊維重量６３ｇ／ｍ^２を（Ａ）とする。）。しかし、手抄後の絶乾シート坪量が実測で１１５ｇ／ｍ^２よりも少ない場合、坪量が減少した分は手抄時にワイヤーから流出した微細化フィブリッド繊維の重量分と考えられる。そこで、次に、配合するフロック繊維重量４６ｇ／ｍ^２分は変えず、フィブリッド繊維配合量を適量増加させて絶乾シート坪量が１１５ｇ／ｍ^２になるよう再度手抄きを行った。この際に配合したアラミドフィブリッド繊維の絶乾繊維重量を（Ｂ）とする。以上の（Ａ）と（Ｂ）をもとに、アラミドフィブリッド繊維歩留りを次の式から算出した。

アラミドフィブリッド繊維歩留り（％）＝（Ａ／Ｂ）×１００

（絶縁耐力）
ＡＳＴＭＤ−１４９に準拠して測定した。

（原料調成）
メタ−アラミドフィブリッド繊維を、水中にて標準型離解機を用いて絶乾繊維重量濃度１．２％にて３０分間離解処理を行い、処理後原料スラリーを８カットスクリーンにてゴーザムスクリーン処理を行い、大型の未離解状繊維の除去を行った。次いで未離解状繊維を除去した原料スラリーを絶乾繊維重量濃度１．２％のまま低圧ホモジナイザーを用いて、バルブ圧１０〜２０ＭＰａにて１０回掛け処理を行い平均繊維幅７μｍの手抄用第１のアラミドフィブリッド繊維スラリーを得た。

また、ゴーザムスクリーン処理にて未離解状繊維を除去した原料スラリーを絶乾繊維重量濃度１．２％のままナイアガラビーターにて４０分間叩解して平均繊維幅２７μｍの手抄用第２のアラミドフィブリッド繊維スラリーを得た。

次に、メタ−アラミドフロック繊維を、水中にて標準型離解機を用いて絶乾繊維重量濃度０．３％にて１分間分散処理を行い、平均繊維長７．０ｍｍ、平均繊維幅１７μｍの手抄用アラミドフロック繊維スラリーを得た。

［実施例１］
それぞれ得られた第１のアラミドフィブリッド繊維スラリー、第２のアラミドフィブリッド繊維スラリーと手抄用アラミドフロック繊維スラリーを順に、絶乾繊維重量で４４：１１：４５の比率で混合して手抄用原料混合スラリーを得た。（アラミドフィブリッド全重量に対して第１のアラミドフィブリッドは８０重量％、第２のアラミドフィブリッドは２０重量％となる。）

手抄用原料混合スラリーを絶乾重量にて坪量１１５／ｍ^２となるよう原料を採取して角型手抄マシンにてウェットシートを作製し、プレス機での脱水、回転式乾燥機（写真ドライヤー）での加熱乾燥を行い、手抄乾燥シートを得た。次いで３００℃に加熱した金属ロール間にて手抄乾燥シートの加熱加圧処理を行い、試験用シートを得た。

［実施例２］
第１のアラミドフィブリッド繊維スラリー、第２のアラミドフィブリッド繊維スラリーとアラミドフロック繊維スラリーを順に絶乾重量で３３：２２：４５の比率で混合し手抄用原料混合スラリーを得た以外は実施例１と同様にして試験用シートを得た。（アラミドフィブリッド全重量に対して第１のアラミドフィブリッドは６０重量％、第２のアラミドフィブリッドは４０重量％となる。）

［比較例１］
第１のアラミドフィブリッド繊維スラリーとアラミドフロック繊維スラリーを絶乾重量で５５：４５の比率で混合し手抄用原料混合スラリーを得た以外は実施例１と同様にして試験用シートを得た。

［比較例２］
第２のアラミドフィブリッド繊維スラリーとアラミドフロック繊維スラリーを絶乾重量で５５：４５の比率で混合し手抄用原料混合スラリーを得た以外は実施例１と同様にして試験用シートを得た。

得られた試験用シートの物性試験結果を表１に示す。

表１より、微細化させた第１のアラミドフィブリッドと繊維幅の広い第２のアラミドフィブリッドを混合させることにより高い絶縁耐力及び比引裂強度を実現し、更に、シートの生産性、アラミドフィブリッドのシート作製時の歩留りを高めることが可能となる。

Claims

２〜１０ｍｍの平均繊維長及び１０〜３０μｍの平均繊維径を有するアラミドフロック、及び、
５〜２０μｍの平均幅を有する第１のアラミドフィブリッド、及び、２０超〜４０μｍの平均幅を有する第２のアラミドフィブリッドを含むアラミドフィブリッド
からなり、
絶縁耐力が１６ｋＶ／ｍｍ以上であり、且つ、比引裂強度が２８ｍＮ・ｍ^２／ｇ以上である絶縁紙。
前記アラミドフィブリッドが、５〜２０μｍの平均幅を有する第１のアラミドフィブリッド、及び、２０超〜４０μｍの平均幅を有する第２のアラミドフィブリッドのみからなる、請求項１記載の絶縁紙。
前記第１のアラミドフィブリッドがホモジナイザー処理を受けたものである、請求項１又は２記載の絶縁紙。
前記アラミドフロックがメタアラミドからなる、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁紙。
前記第１のアラミドフィブリッド及び第２のアラミドフィブリッドがメタアラミドからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁紙。
絶縁紙の全重量に対して前記アラミドフロックを２０〜８０重量％含む、請求項１〜５のいずれかに記載の絶縁紙。
前記アラミドフィブリッドの全重量に対して前記第１のアラミドフィブリッドを５０〜９０重量％含む、請求項１〜６のいずれかに記載の絶縁紙。
前記アラミドフィブリッドの全重量に対して前記第２のアラミドフィブリッドを５０〜１０重量％含む、請求項１〜７のいずれかに記載の絶縁紙。
アラミド以外のポリマーからなる少なくとも１種のバインダーを更に含む、請求項１〜８のいずれかに記載の絶縁紙。
少なくとも１種のフィラーを更に含む、請求項１〜９のいずれかに記載の絶縁紙。
前記アラミドフロックの一部、前記第１のアラミドフィブリッドの一部、及び、前記第２のアラミドフィブリッドの一部が熱接着している、請求項１〜１０のいずれかに記載の絶縁紙。
２０〜５００ｇ／ｍ^２の坪量を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の絶縁紙。
請求項１〜１２のいずれかに記載の絶縁紙を備える電気絶縁体。
請求項１３記載の電気絶縁体を備える電気デバイス。
変圧器、発電機又は電動機である請求項１４記載の電気デバイス。