JPH0265011A - 電気絶縁性シート又はテープ製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は部分的に又は全面的にポリエステルフィルムで
作られた改良された電気絶縁性材料に関する。

優れた誘電特性のポリエステル樹脂フィルムは、その高
い強度及び柔軟性と組合わさって、それらを電気導体の
絶縁に使用するために著しく好適ならしめていることは
当技術において知られている。

特に、比較的に安価に製造でき、またフィルムに容易に
押出し成形できるという利点ら併せ有するポリ（エチレ
ンテレフタレート）′１ｊなりらＰＥＴは、商業的に重
要で広く受は入れられる電気絶縁性材料となってきた。

そのような有用性が認められている昔の特許の１つに１
９４８年４月１日に特許登録された英国特許第５９９．
０９７号がある。それ以来、電気絶縁体として通常はか
の材料と組合せて、多数の変化及び改善がＰＥＴフィル
ムの使用についてなされてきた。実例となるのは１９７
５年に発行された１Ｉｅｒｎ＋ａｎの米国時ｒＦ第３゜
８６７．２４５号であって、樹脂含浸した雲母を含んだ
紙、ＰＥＴ１１１、及びそれらの間の多数の平らにされ
たガラス糸を有する電気絶縁性フィルムを開示している
。またＴｏｒｇｅｒｓｏｎの米国特許筒４゜０４５．６
１１号はＰＥＴフィルムと組合せたＰＥＴｌ雑の使用を
教示している。１ｌｃｒｂｒｅｔｅａｕの米国特許筒４
．２７１．２２６号は、５０％より大きい結晶化度を有
するＰＥＴテープをケーブルの上に張力のもとに巻きつ
けている水中用の、高圧ケーブル用のＰＥＴ系の絶縁の
使用を開示しており、この巻き付は作業はテープ層をコ
ンパクトにし、樹脂の結晶化度を増大するために熱を同
時使用又は後で使用している。

磁気＠　（ｌａｇｎｅｔｉｃ　ｗｉｒｅ　）用絶縁とし
て多年にわたって広く商業的に使用されてきた製品の１
つにガラスｌ１ｌｆｔ−ポリエステル糸の組合往があり
、このものはガラス繊維ストランドとポリエステルスト
ランドの混合物から作られている。この絶縁糸はほかに
もいろいろあるがとりわけオーエンスコーニング社から
販売されている。この材料は現在磁気線を絶縁するため
に広く使用されているがいくつかの不利な点を有してい
る。しかし競争できる価格で同等の電気絶縁性能を与え
る競争製品がないということによってこれらの欠点を避
けて工業界に受は入れられてきた。ポリエステル・ガラ
ス繊維糸絶縁のもつ問題はそれが針金に巻きつけできる
速度の問題を含んでいる。この絶縁糸は一般的に約１５
フイート／分（約４５００ミリ／分）の速度でワイヤー
上に巻かれる。この糸は巻きつけられたときワイヤー上
にほんの約１０ミルの厚さを創生し、このように比較的
遅い速度で巻きつけられる。もう一つの不利な点はこの
絶縁はワイヤー上に結合してそれから容易に除去できな
いという事実に関係する。事実、ワイヤーをむき取りた
いならばワイヤーから絶縁物をこすり落さなければなら
ない。

本発明によって、フィルムの一表面が非晶性であり反対
側の表面が結晶性である、改良されたポリエステル系の
電気絶縁性のフィルムがシート又はテープの形で提供さ
れる。これらの反対の表面特性を有するポリエステル絶
縁フィルムの使用が多数の実用的利点を生じることが見
出されたことが、以下の記述から明らかになるであろう
。

本発明の好ましい実／１１態様に従って、複合熱消散性
電気絶縁テープが提供されるが、このテープはその結晶
性の表面に接着した実質的に連続ガラス繊維糸ストラン
ドを有する前述のポリ１ステルフイルムの層を含んでお
り、ガラス繊維糸ス１〜ランドはテープの縦の方向に沿
って配置されており、ポリエステルフィルム層の結晶性
の表面を実質的にすべて被覆している。

当技術において知られているどの種類のフィルム形成性
ポリエステル樹脂も本発明の絶縁性材料の￥Ｊ造に使用
できる。好ましくは、ポリエステルは二ｊ！Ａ基酸とグ
リコールとの高重合度反応生成物である。実用的な理由
から、ポリ（アルキレンテレフタレート）樹脂が特に好
ましい。これらはテレフタル酸又はそのエステル形成性
誘導体とグリコールとからよく知られている方法によっ
て製造することができる。後者は下式によって表わされ
、ＨＯ（ＣＨ２）。ＯＨ 式中ｎは１〜２０、好ましくは１〜１０の整数である。

そのようなポリエステル及びその製造のさらに詳細な記
述に関しては、前述の英国特許筒５９９．０９７号を参
照されたい。その全体の開示は参照によって本明細書中
に組み込まれている。

その比較的低い製造コスト、万能的な有用性並びに大い
に望ましい誘電特性及びその他の物理的性質のおかげで
、ポリ（エチレンテレフタレート）は本発明の実施に使
用するために最も好ましいポリエステル材料である。

先に言及したように、本発明に使用されるポリニスデル
の独特の特性は、フィルムの反対側の表面がそれぞれ非
晶性及び結晶性の状態にあるということである。そのよ
うな材料の使用に伴う実用的な利点は、圧力と熱の同時
適用を受けたとき非晶性の表面が任意の表面と結合する
という発見に根拠を置いている。このことはそれが圧縮
力のある接触をしている絶縁ＩＩＩ集合体に見出される
。

反対に、結晶性の側は非晶性の側に結合をもたらす温度
／圧力条件によって影響されない。このように結晶性の
表面は軟化もしなＧノればどのような知覚できるほどの
物理的変化も受けないゆ非晶性の側の結合はそれに熱と
圧力の両方が同時に適用されたときにのみ起ることに注
目することは大切である。かくして、もし圧力を受けて
いない非晶性の表面の切片又は細長い板が、ワイヤーに
絶縁テープを施工する間に加熱されても、それは非晶性
の状態を残すであろう。それ故に、この切片又は細長い
板は後の操作においてその非晶性の表面に熱及び圧力を
適用することによってなお結合できるであろう。

本発明の実施において、テープ又は細長い板の形のポリ
エステルフィルムは電気導体上に螺旋状に巻きつけるこ
とができる。テープの螺旋は程度を変えながら重ね合わ
せることかできるか又は隣接した関係に配置することが
できる。テープ又は細長い板は任意の所望の厚さ、たと
えば約０．０００２５〜約０．０２５インチ（約０．０
０６２５〜約０．６２５ミリ）にできる。

そのために使用できる螺旋状巻きつけ技術及び適切な装
置の詳細な記述に対しては１９７６年１２月１４日に特
許付与された米国特許用３，９９７゜１２２号を参照と
する。

テープが導体上に巻きつけられている間又は後にテープ
に圧力を付与するためにどんな手段も使用できるが、好
都合にはこの圧力はテープが引張り応力のもとにある間
に巻きつけ操作も単純に行うことによって達成される。

結果として、テープの非晶性の表面は熱の適用が結合を
もたらすように十分な圧力のもとにある。勿論熱は任意
の適切な手段によっても適用できる。好都合にはテープ
を巻きつけられた針金は結合をもたらすために十分な滞
留時間を与えるように計算された進行速度で炉中を通過
する。

これらの施工において、絶縁が永久的に結合されて（か
くして別離が困難である）いる絶縁された導体を製造す
るために、ポリエステルチーブ又は細長い板は導体と向
き合う内側に非晶性の表面が使用されることが望ましい
か又は必要である。

集合体に熱と圧力を同時に使用することによって、非晶
性の表面は導体にしつかり結合されることになる。

さて導体と向き合う内側にテープの結晶性の表面が置か
れる、代りの巻きつけ操作について考えてみよう。非晶
性の表面の結合をもたらすために必要な熱と圧力の後の
適用は結晶性の表面に全く影響を与えないから、テープ
表面と導体の表面との間に融合又は結合が全く起らない
。かくしてこの技術は容易に剥離できる絶縁導体を製造
するために好適である。そのうえ、テープが引張り応力
のもとにある間にテープが重ね合Ｕられそして巻きつけ
操作が行なわれるならば、テープの重ね合わせ切片間に
生じる圧縮力のある圧力は、テープの非重ね合わせ外表
面を除いて、重ね合わせ切片の結合をもたらす。従って
、重ね合わせた切片は結合されることになる。それにも
かかわらず、外側の、露出された表面は非晶性の状態を
留める。

それ故に、巻きつけられた針金の外側の露出された表面
はなお、そのとき結合が生じる圧縮と加熱を後で同時に
受ｔノることができるであろう。このことは、たとえば
どのような接着剤コーティングをも使用することなしに
巻きつ番プられた導体の外表面を別の表面、たとえば支
持構造又は追加の保護層に付着させることが望ましい場
合に利点となる。それはまた巻きつけられた針金がコイ
ルに形成されて使用する場合に特に好適である。コイル
はそれから熱と圧力を受け、コイルの隣接する非晶性の
表面の融合を引き起こし、それによってコイルは実質的
に完全な、まとまった物体に結合される。

本発明の好ましい実施態様に従って、−殻内に上記した
如く、ポリエステルフィルムは複合電気絶縁及び熱損失
性材料を与えるために実質的に連続的なガラス繊維糸ス
トランドの層と組合せて使用する。かくしてこの実施態
様に従って、ポリエステルフィルム層とポリエステルフ
ィルム層の表面に結合したガラス繊維系ストランドから
なる絶縁を有する電気導体が与えられる。ガラス繊維ス
トランドが実質的に非重ね合わせ様式でかつポリエステ
ルフィルムのテープの伸長軸に実質的に縦方向に平行に
分散しているガラス繊維系ストランドをもつ糸の形であ
ることが重要である。これらの糸のストランドはたとえ
ば約３〜１０ミルのどのような適切な又は利用できる直
径でありうる。

好ましくは、ガラス繊維糸ストランドは複合絶縁テープ
の厚さを最小にするように直径が５ミル又はそれ以下で
ある。この好ましい実ｍ＠様において、ガラス繊維スト
ランドはすべてお互いに、またテープの伸長軸に実質的
に平行であり、そしてできるかぎリストランドはテープ
の伸長軸に斜めのものは実質的に全くない。その上、各
ガラス繊維ストランドは好ましくは実質的に連続してお
り、またできる限りテープの全長に対して実質的に連続
している。

ガラス繊維とポリエステルフィルムのｌｆｆ１比は、複
合絶縁の厚さ及びそれが置かれる実用性に依存して大き
な範囲にわたって変化させることができる。ガラスとポ
リエステルの使用可能な比の範囲は約３：１〜約１５：
１である。

任意の適切な手段又は方法がＰＥＴフィルムにガラス繊
維系ストランドを適用プるために使用できる。好都合に
、ガラス繊維系ストランドは熱硬化性又はほかの適切な
接着剤及び／又は結合剤によるポリエステルフィルムの
マスターロールの保存シートの結晶性の側に先ず結合さ
せることができる。好ましくは接着剤はガラス繊維系ス
トランドを湿潤して最１製品に有害に影響しない材料で
ある。当技術において、たとえばアクリル性、シリコン
及び合成ゴム接着剤：エボキシ：及びウレタンを含むさ
まざまの適切な接着剤が知られている。熱硬化性の接着
剤が使用されるとき、接着剤を活性化するために必要な
温度はフィルムの非晶性の側を活性化するために必要な
温度より低くなければならない。というのはガラス繊維
系ストランドは接着操作の間にフィルムに対して圧縮作
用をづるからである。得られた複合保存シートはそれか
ら所望のどんな巾にでもテープ又はリボンに細長く切ら
れる。ガラス繊維糸ストランドができるだけ連続的であ
るという事実はまた生じたテープの縁のほつれが最小で
あるテープ又はリボンに材料の保存シートを細長く切る
ための能力を生じる。

またポリエステルフィルムの結晶性の表面にガラス繊維
糸ストランドの適用を容易にするために、前記の表面が
マット仕上を有することは好ましい。

゛マット仕上”は結晶性の表面の粗面化を実行可能にす
る結晶性の表面の顕微鏡的点食を含む。こうすることに
よってガラス繊維糸ストランドとＰＥＴフィルムの間の
結合の改善が達成される。適切なＰＥＴフィルムは商標
゛Ｈｅ１ｉｎｅｌＸ　’のもとに１、Ｃ，１，Ａｍｅｒ
ｉｃａから販売されている。このフィルムは上記の結晶
性の表面と反対側の非晶性の表面とで形成されたとき本
発明の絶縁に使用するために際立って好適であることが
わかった。

複合絶縁テープ１まテープの形で電気導体に使用される
。上記の導体上にテープを巻きつける螺旋、重ね合わせ
法は導線にテープを適用することに使用できる。このテ
ープは、１つはガラス繊維系ストランド層が導体に面し
ており、もう１つ′はテープの非晶性の表面が導体に面
しているという２つの可能な様式のどもからで導体に適
用することができる。もしガラス繊維系ストランドが導
体鋼線に対して配置されているならば、絶縁は導体から
容易に剥離できる。その上、ガラス繊維糸ストランド層
は導体に結合しないであろうから、絶縁線がまげられた
り撚られたとき、導体と絶縁の間に比較的に滑りが生じ
うるから、ガラス繊維糸ストランド層のひび割れ及び破
壊は最小になる。もしテープのガラス繊維系ストランド
面が外側に配置されるならば、その時は絶縁は導線と結
合する。

ストランド面が外側のときは、ガラス繊維糸ストランド
が実質的に連続的であるという性質はフィルムからのス
トランドの層問刹離に対する抵抗を生じる。

ガラスＩ雑ストランド層の使用がら誘導される利点は３
ｍである。第１に、ストランドは複合絶縁に追加の強度
及び耐久性を付与する。第２に、そしていっそう重要な
ことに、ガラス繊維糸ストランドの熱伝導性のおかげで
、それらは導体を通過する電流によって発生する熱の消
散を増大する追加の機能を供給する。最後に、全り１ｇ
！要なことに、ガラス繊維成分の存在は絶縁線の使用の
間に遭遇する周囲の熱がそのフィルム成分の燃焼をひき
起すにちがいないのに、そのとき外被中に創出された結
果として生じる空気の隙間がガラス成分によって保たれ
るであろうことを保証する。このようにして外被の電気
絶縁性能カは小さくされないであろう。

本発明は添付の図面を参照することによっていっそう容
易に正しく理解されるであろう。

図面について説明する。数字２によって示される絶縁テ
ープは好ましい型の１例であり、それはＦＥＴフィルム
６に付着したガラス繊維糸ストランド４を有している。

先に言及したように、ストランド４はすべてお互いに実
質的に平行であり、かつテープ２の伸長軸に実質的に平
行である。ガラス繊維糸ストランド４が接着しているフ
ィルム６の表面８はマット仕上げされており、表面８は
フィルム６の結晶性の表面である。フィルム６の反対側
の表面１０は非晶性である。フィルム６の結晶性の側と
非晶性の側の間の界面はフィルムの厚さの中間層を生じ
、そして点線によって示される。相の変化は突然に生じ
ないと信じられていることは理解されるであろう。かく
してフィルム６の部分１４は結晶性であり、またフィル
ム６の部分１６は非晶性である。第３図は第１図及び第
２図の絶縁テープが巻きつけられた導電線１８を示す。

テープは約５０％のかさなりをもって螺旋状に巻きつけ
られている。テープ２のガラス繊維糸ストランドの表面
４は導１ｉ１１８に対面しており、テープ２の非晶性の
表面１ｏは導１１１８に離れて面している。ガラス繊維
の表面４に隣接する非晶性の側１０の重なった部分はこ
のようにしてガラス繊維の表面４と結合する。−旦結合
すると、テープ２の非晶性の表面１０は表面１０が接触
するガラスｍｔｉａ糸スｉ−ランドに融合し、そうなる
ことによって絶縁導体からガラス繊維糸ストランドが将
来はどけることを防止する。巻きつけられた導体の露出
した外表面は非晶性の状態のままであって、もし望むな
らば後で結合させる口とが可能である。導線１８は、導
１ａ１８と結合しないガラス繊維糸ストランドとだけ接
触している。この形の絶縁ラップは容易な剥離性及び優
れた熱消散を示す。

ここに開示した改良ポリエステル及びポリエステル・複
合絶縁は、低圧電気配線、高圧ケーブル及びさまざまの
電気器具を含む広範囲の種類の電流伝導物体又は構造を
絶縁するために使用することができる。その中にポリエ
ステルフィルムを使用することから誘導される優れた誘
電性及びその他の既知の性質に加えて、本発明の絶縁は
追加の特別に望ましい特徴を有する。これらの望ましい
特徴の１つは、絶縁は絶縁された導体に異なる物理的特
性を生じるであろう２つの相違するオリエンテーション
（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の１つに使用することがで
きるという事実である。本発明の複合ポリエステル・ガ
ラス繊維糸ス］・ランド絶縁材料の場合において、この
好ましい実施態様はその中のガラスとフィルムの比較的
に高い比による改良された熱消散性によって更に特徴づ
けられる。

Ｅ述の記述は本発明の好ましい実ｔａｒｓ様を強調し説
明するために与えられるものである。さまざまな変更と
改造が付は加えた特許請求の範囲に定義した如く本発明
の範囲内で為しうることが容易に明らかになるであろう
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って形成された電気絶縁性テープの
好ましい実施態様の断面の平面図であり、第２図は第１
図の線２−２についての第１図のテープの断面図であり
、そして第３図は巻きつけられた導体の軸に沿って見た
、第１図及び第２図のテープで巻つけられた導体鋼線の
断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）伸長軸を有しポリ（アルキレンテレフタレート）
   フィルム成分を含む電気絶縁性シート又はテープ製品で
   あつて、前記フィルム成分が実質的に非晶性の一表面と
   実質的に結晶性の反対側表面とを有することを特徴とす
   る電気絶縁性シート又はテープ製品。 （２）前記フィルム成分がポリ（エチレンテレフタレー
   ト）である請求項１記載の製品。（３）前記フィルム成
   分の厚さが約０．０００２５〜約０．０２５インチ（約
   ０．００６２５〜約０．６２５ミリ）である請求項２記
   載の製品。 （４）前記フィルム成分の厚さが０．００５インチ（０
   ．１２５ミリ）又はそれ以下である請求項３記載の製品
   。 （５）さらに実質的に連続ガラス繊維糸ストランドから
   なるガラス繊維成分を含み、前記ストランドの軸がお互
   いに実質的にすべて平行であり、しかも前記電気絶縁性
   シート製品の伸長軸に実質的に平行であり、前記ストラ
   ンドは前記フィルム成分の前記結晶性の表面に接着して
   おりかつ実質的にそのすべてを被覆している請求項２記
   載の製品。 （６）前記結晶性の表面がマット仕上げされている請求
   項５記載の電気絶縁性シート。 （７）電気絶縁性シート製品の厚さに関して製品の熱消
   散特性を最大にするように、前記ガラス繊維成分と前記
   フィルム成分との比が約３：１〜約１５：１の範囲内に
   ある請求項５記載の製品。 （８）ガラス繊維成分とフィルム成分の比が５：１であ
   る請求項７記載の製品。 （９）さらに実質的に連続ガラス繊維糸ストランドの層
   を含み、前記ストランドの軸がお互いに実質的にすべて
   平行でありしかも前記電気絶縁性シート製品の伸長軸に
   実質的に平行であり、前記ストランドは前記フィルム成
   分の前記結晶性の表面に付着しておりかつ実質的にその
   すべてを被覆している請求項１記載の製品。 （１０）前記結晶性の表面がマット仕上げされている請
   求項９記載の製品。 （１１）伸長軸を有し、非晶性の一表面と結晶性の反対
   側表面とを有するポリ（アルキレンテレフタレート）フ
   ィルム成分、及び前記フィルム成分に接着しかつその結
   晶性の表面の実質上すべてを覆つているガラス繊維の層
   を含む電気絶縁性シート又はテープ製品。 （１２）ガラス繊維の前記の層が実質的に連続ガラス繊
   維糸ストランドからなり、該ストランドの軸がお互いに
   実質的にすべて平行でありしかも前記電気絶縁性シート
   製品の伸長軸に実質的に平行である請求項１１記載の製
   品。 （１３）前記結晶性の表面がマット仕上げされている請
   求項１１記載の電気絶縁性シート。 （１４）伸長軸を有し、非晶性の一表面と結晶性の反対
   側表面とを有するポリ（エチレンテレフタレート）フィ
   ルム成分、及び実質的に連続的かつ中断されないガラス
   繊維糸ストランドを含む電気絶縁性シート又はテープ製
   品であつて、前記ストランドの軸がお互いに、しかも前
   記電気絶縁性シート製品の伸長軸に実質的にすべて平行
   であり、前記ストランドは前記フィルム成分の前記結晶
   性の表面に接着しておりかつ実質的にそのすべてを被覆
   していることを含む電気絶縁性シート又はテープ製品。 （１５）前記結晶性の表面がマット仕上げされている請
   求項１４記載の製品。 （１６）電気絶縁性ポリ（アルキレンテレフタレート）
   フィルムが実質的に非晶性の一表面と実質的に結晶性の
   反対側表面とを有することを特徴とする前記フィルムで
   包まれた導電線。 （１７）前記フィルムがポリエチレンテレフタレートで
   あることを特徴とする請求項１６記載の導電線。 （１８）前記非晶性の表面が熱と圧力の同時使用によつ
   て導電線に融合させられていることを特徴とする請求項
   １７記載の導電線。 （１９）ガラス繊維糸ストランドの層が前記フィルムと
   面と面との接触をするように配置されていることを特徴
   とする請求項１８記載の導電線。 （２０）前記結晶性の表面が前記導電線と接触している
   ことを特徴とする請求項１８記載の導電線。 （２１）前記ガラス繊維糸ストランド層が前記導電線と
   接触していることを特徴とする請求項１８記載の導電線
   。