JPH1092228A

JPH1092228A - 電気絶縁用プレスボード

Info

Publication number: JPH1092228A
Application number: JP24243396A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Okano; 史寛岡野; Hitomi Ito; 仁美伊藤; Mamoru Murata; 守村田
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】低比誘電率、高耐熱性を有し、ガス又は液体の
含浸性を損なうことなく耐圧縮性を有する電気絶縁用プ
レスボード及びその製造方法を提供する。【解決手段】湿紙の積層体を加熱加圧により乾燥一体化
してなる電気絶縁用プレスボードにおいて、前記湿紙が
フィブリル化された全芳香族ポリエステル樹脂繊維単独
またはこれと木材パルプとの混合体からなることを特徴
とする電気絶縁用プレスボード。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁用プレス
ボード（以下、単にプレスボードと呼ぶ）に関する。更
に詳しくは、旧来のものに比べて比誘電率が低く、且つ
耐熱性が高く、含浸性及び耐圧縮性に優れたプレスボー
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、長期に亘り、電力用変圧器、同リ
アクターなどの高電圧、大電力用変電機器における内部
絶縁材料として、木材パルプや木綿繊維などを原材料に
抄造された湿紙を積層し、これを乾燥一体化して製造し
たプレスボードが広く使用されている。

【０００３】近年、電力需用の増大から、益々高電圧
化、大容量化される趨勢にあるこれら高電圧、大電力用
変電機器における内部絶縁の合理化及び高電圧化、大容
量化に伴う機器寸法の大型化を逓減する観点などから、
プレスボードなどの内部絶縁材料には低誘電率化及び高
耐熱性化が要求されつつあり、これに応ずるために木材
パルプや木綿繊維よりも比誘電率の低い、プラスチック
系の合成繊維（以下、合成繊維と呼ぶ）と木材パルプと
を併用する試みが各所で提案されている。

【０００４】然しながら、併用される合成繊維は比誘電
率が低ければ何でも良いと言うわけには行かず、プレス
ボードの製造中或は使用中を通じてそれ自体が安定に保
持されるためには併用される合成繊維と木材パルプや木
綿繊維とが相互に結合性を有し、しっかりと交絡し合っ
ている必要があり、従来の一部の提案に見られるよう
な、併用される合成繊維が木材パルプや木綿繊維から抜
け出すことを防止するため特別な手段を必要とするプレ
スボードなどが見受けられる。

【０００５】交絡を起こし易くするため、繊維形態が叩
解された木材パルプと類似の形態にフィブリル化された
耐熱性繊維として上市されているものに、“ＫＥＶＬＡ
Ｒ（デュポン社）”，或は“ＴＯＷＡＲＯＮ（日本アラ
ミド社）”などの例が見られるが、これらはパラ・アラ
ミド樹脂からなる繊維であるため、それ自身或は木材パ
ルプとの相互間に接着性が無い結果、その儘では高密度
のプレスボード製造が不可能である。

【０００６】又、一方で、特にビルの地下など建屋内に
設置されるケースの多い配電用機器においては不慮の事
故などにより惹起される火災を防止するため、不燃化構
造とすることが必要で、これら機器の不燃化対策の１つ
として従来の油含浸から、ＳＦ₆ ガスによるガス含浸絶
縁の利用が拡大しつつあり、これと、機器の寸法大型化
を逓減する目的を両立させる必要性が益々強まって来て
おり、使用される内部絶縁材料にも、単に低誘電率性の
みではなく高耐熱性、ガス又は液体絶縁材料の含浸性、
更に耐圧縮性を合わせ持ったプレスボードの出現が期待
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、高電
圧、大容量化の要求に伴う電力用変電機器の寸法大型化
を逓減するために、又、不燃化などを目的としたＳＦ₆
ガス含浸絶縁機器では寸法抑制に伴う機器内部の温度上
昇、その他の関係から要求される、低比誘電率、高耐熱
性を有し、ガス又は液体の含浸性を損なうことなく耐圧
縮性を有する電気絶縁用プレスボード及びその製造方法
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、本来Ａ種の耐熱性（ＪＥＣ，ＪＩＳ他）でしか
ない木材パルプを使用しながら、プレスボードとしてト
ータルの耐熱性をＥ種以上にまで引き上げるには、耐熱
性繊維の併用が不可欠である事は論を待たないが、さら
に重要なことは、併用される耐熱性繊維が、それ自身及
びそれと木材パルプとの間に夫々強力な接着機能を有し
ていることが絶対不可欠な条件となる。即ち、配合され
る耐熱性樹脂繊維が微細で網目状に広い面積に均一に展
開され、繊維同士が接着結合されていることにより、そ
れが骨格となって、加熱されることにより劣化していく
木材パルプの強度を補い、ボードのトータルな耐熱強度
を維持することが可能となることを見い出し、本発明を
完成させた。

【０００９】この機能により、耐熱性、耐圧縮性に優
れ、繊維相互間で交絡構造を保持し得る結果、含浸性に
も優れたプレスボードを得ることが可能となるのであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】通常の抄紙機にて抄造された湿紙
を乾燥することなく積層した後、加熱加圧により乾燥一
体化してなる電気絶縁用プレスボードにおいて、前記湿
紙を、それ自体叩解処理後の木材パルプと類似の形態を
有するまでに細かくフィブリル化された全芳香族ポリエ
ステル樹脂繊維と、叩解処理を施した後の木材パルプと
から構成することにより、上記特性を有するプレスボー
ドを製造し得ることを見い出した。

【００１１】本発明で使用する主材料は、適切に叩解さ
れた木材パルプとこれに適宜配合して使用される合成繊
維とからなり、叩解された木材パルプに配合される合成
繊維として、フィブリル化された全芳香族ポリエステル
樹脂から選択された樹脂からなり、詳しくは、叩解され
た木材パルプとほぼ類似の形態を有する、フィブリル化
されたポリアリレート樹脂繊維を使用する。

【００１２】フィブリル化されたポリアリレート樹脂繊
維として、クラレ（株）により商品化されている、“Ｖ
ＥＣＴＲＡＮ”（商品名。以下、ベクトランと呼ぶ）が
あり、好ましく採用される。耐熱性がＥ種程度のボード
の場合には、ベクトラン単独またはこれと木材パルプの
混合比率は重量比で３０〜１００：７０〜０とすること
が好ましい。ベクトランが３０重量％未満では耐熱性が
不十分となる。

【００１３】それ自身あるいは木材パルプとの相互間で
接着性が認められるパルプ状の耐熱性繊維として上市さ
れているものに、“ＮＯＭＥＸ（デュポン社）”，“Ｃ
ＯＮＥＸ（帝人社）”が有り、これらはメタ・アラミド
樹脂からなる繊維で、それ自身あるいは木材パルプとの
相互間で接着性は見られるものの、繊維の形状が大粒で
あり、ベクトランほど細密にフィブリル化されておら
ず、木材パルプと相互に均一に分散混合させる（この条
件は見かけ上は些細な様でも、電界ｖｓ比誘電率の関係
から、プレスボードの高電圧機器中での使用に際し、ボ
ードのトータルな耐熱強度維持の他に、その機器の絶縁
性能に大きく影響する問題である。）には、メタ・アラ
ミド樹脂繊維の表面積を拡張させるための特別な前処理
が必要であり、そのため、プレスボード製造のコストを
大幅にプッシュ・アップする結果を来す上に、フイルム
状に展開された耐熱性繊維がボードを構成する繊維交絡
体を部分的に被覆密閉する形となるため、ボードの厚さ
方向の通気性が著しく阻害される結果、ボードの含浸性
が大幅に悪くなる。ベクトランの場合にはこの様な弊害
はない、などの点において、アラミド樹脂繊維は夫々ベ
クトランとは性能を異にする。

【００１４】ベクトランの原料のポリアリレートはヒド
ロキシナフトエ酸とヒドロキシ安息香酸の共重合の全芳
香族ポリエステルで溶融液晶ポリマーであり、紡糸時に
高配向するため、その繊維は超高強力・高耐熱性を示
し、又その化学構造故に非吸水で耐フロン性に優れてい
る。また耐熱性は、220〜260℃で長時間加熱しても重量
減少が少なく変色も殆ど見られない。また、通常の製紙
原料処理工程で用いられるレファイナーなどの叩解機に
より、容易にフィブリル化することができる。

【００１５】このベクトランは、上記した様にＨ種以上
の耐熱性樹脂から成り、比誘電率が低く、叩解された木
材パルプと類似の形態にフィブリル化されているため、
叩解された木材パルプとは相互によく交絡状態を保持し
得る上に、ボード製造の最終工程である、湿紙積層体が
加熱加圧により乾燥一体化される工程で、木材パルプと
相互によく接着される機能を有している。交絡状態を良
好に維持するには、ＣＳＦと略記される、カナダ標準濾
水度試験機による、フィブリル化された全芳香族ポリエ
ステル樹脂繊維の濾水度が３００〜４５０ｍｌ／３ｇ、
また叩解された木材パルプの濾水度が３００〜４５０ｍ
ｌ／３ｇの範囲に夫々調整された繊維を使用すること好
ましい。３００ｍｌ／３ｇ未満の繊維を組み合わせて使
用すると、ボードの密度が高くなり、絶縁材料の含浸性
が悪化し、４５０ｍｌ／３ｇを越える繊維を組み合わせ
て使用すると、交絡状態が悪化し、強度が劣ることとな
る。

【００１６】ベクトランを使用する場合、メタ・アラミ
ド樹脂繊維使用の場合の様な前処理に要するコストが不
要であり、またパラ・アラミド樹脂繊維を使用する場合
の様な、プレスボードの耐熱性における致命的欠陥を生
じる問題が無い点において、アラミド系樹脂繊維使用の
場合に比べて大いに有利である。

【００１７】

【実施例】以下実施例により、本発明について詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１８】（実施例１）絶乾５０ｇ相当量のベクト
ランを、水５０００ｍｌ中に分散させ、パルプ離解機に
て３０分間離解処理してスラリーとなし、このスラリー
をクリアランス０．２５ｍｍに調整したリファイナーを
３回循環通過させ４５０ｍｌ（ＣＳＦ）とし、次いで、
予め３００ｍｌ（ＣＳＦ）に叩解された木材パルプの、
絶乾５０ｇ相当量を水５０００ｍｌ中に分散させたスラ
リーを、前記ベクトランのスラリー中に投入混合し、水
を加えながら、パルプ離解機にて３０分間攪拌処理する
ことにより、ベクトランと木材パルプとの混合比が１：
１で、濃度が０．５％のスラリーを得た。

【００１９】得られた、ベクトラン／木材パルプスラリ
ーより、枚葉の米坪量約５０ｇ／ｍ² に設定した湿紙を
抄造し、この湿紙２０枚を夫々乾燥させることなく積層
した後、温度１４０℃、圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ² の条件
下で１５分間ホットプレスすることにより、湿紙積層体
を乾燥一体化して、厚さ１ｍｍ、密度０．９８ｇ／ｃｍ
³ のプレスボードを得た。

【００２０】（実施例２）絶乾７５ｇ相当量のベクト
ランを、水７５００ｍｌ中に分散させ、パルプ離解機に
て４５分間離解処理してスラリーとなし、このスラリー
をクリアランス０．２５ｍｍに調整したリファイナーを
４回循環通過させ３５０ｍｌ（ＣＳＦ）とし、次いで、
予め４５０ｍｌ（ＣＳＦ）に叩解された木材パルプの、
絶乾２５ｇ相当量を水２５００ｍｌ中に分散させたスラ
リーを、前記ベクトランのスラリー中に投入混合し、水
を加えながら、パルプ離解機にて３０分間攪拌処理する
ことにより、ベクトランと木材パルプとの混合比が３：
１で、濃度が０．５％のスラリーを得た。

【００２１】得られた、混合比が３：１のベクトラン／
木材パルプスラリーより、枚葉の米坪量約５０ｇ／ｍ²
に設定した湿紙を抄造し、この湿紙２０枚を夫々乾燥さ
せることなく積層した後、温度１４０℃、圧力４０ｋｇ
ｆ／ｃｍ² の条件下で約１５分間ホットプレスすること
により、湿紙積層体を乾燥一体化して、厚さ１ｍｍ、密
度０．９７ｇ／ｃｍ³ のプレスボードを得た。

【００２２】（実施例３）絶乾４０ｇ相当量のベクト
ランを、水４０００ｍｌ中に分散させ、パルプ離解機に
て４５分間離解処理してスラリーとなし、このスラリー
をクリアランス０．２５ｍｍに調整したリファイナーを
５回循環通過させ３００ｍｌ（ＣＳＦ）とし、次いで、
予め３５０ｍｌ（ＣＳＦ）に叩解された木材パルプの、
絶乾６０ｇ相当量を水６０００ｍｌ中に分散させたスラ
リーを、前記ベクトランのスラリー中に投入混合し、水
を加えながら、パルプ離解機にて６０分間攪拌処理する
ことにより、ベクトランと木材パルプとの混合比が２：
３で、濃度が０．５％のスラリーを得た。

【００２３】得られた、混合比が２：３のベクトラン／
木材パルプスラリーより、枚葉の米坪量約５０ｇ／ｍ²
に設定した湿紙を抄造し、この湿紙２０枚を夫々乾燥さ
せることなく積層した後、温度１４０℃、圧力４０ｋｇ
ｆ／ｃｍ² の条件下で１５分間ホットプレスすることに
より、湿紙積層体を乾燥一体化して、厚さ１ｍｍ、密度
１．０ｇ／ｃｍ³ のプレスボードを得た。

【００２４】（実施例４）実施例１で得たベクトラ
ン／木材パルプスラリーより、枚葉の米坪量約５０ｇ／
ｍ² に設定した湿紙を抄造し、この湿紙２０枚を夫々乾
燥させることなく積層した後、温度１４０℃、圧力６
３．５ｋｇｆ／ｃｍ² の条件下で１０分間ホットプレス
することにより、湿紙積層体を乾燥一体化して、厚さ
０．９８ｍｍ、密度１．０２ｇ／ｃｍ³ のプレスボード
を得た。

【００２５】（実施例５）絶乾１００ｇ相当量のベク
トランを水１００００ｍｌに投入し、パルプ離解機にて
４５分間離解処理してスラリーとなし、このスラリーを
クリアランス０．３ｍｍに調整したリファイナーを５回
循環通過させ３５０ｍｌ（ＣＳＦ）とし、次いで撹拌し
ながら水を加えて濃度を０．５％に調整したベクトラン
のみのスラリーを得た。

【００２６】得られたベクトランのみのスラリーより、
枚葉の米坪量約５０ｇ／ｍ² に設定した湿紙を抄造し、
この湿紙２５枚を夫々乾燥させることなく積層した後、
温度１８０℃、圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ² の条件下で１５
分間ホットプレスすることにより、湿紙積層体を乾燥一
体化して、厚さ０．９ｍｍ、密度０．９５ｇ／ｃｍ² の
ボードを得た。

【００２７】（比較例１）予め約３５０ｍｌ（ＣＳ
Ｆ）に叩解された木材パルプの、絶乾１００ｇ相当量を
水２００００ｍｌ中に分散させたスラリーをパルプ離解
機にて３０分間攪拌処理した後、枚葉の米坪量約５０ｇ
／ｍ² に設定した湿紙を抄造し、この湿紙２０枚を夫々
乾燥させることなく積層した後、温度１４０℃、４０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² の条件下で１０分間ホットプレスすること
により、湿紙積層体を乾燥一体化して、厚さ１ｍｍ、密
度１．０ｇ／ｃｍ³ のプレスボードを得た。

【００２８】上記実施例及び比較例で得た各種プレスボ
ードに就いて以下の方法で測定、評価した。米坪：ＪＩＳＰ８１２４に準じて測定した。厚さ：マイクロメータを用いてＪＩＳＣ２１１１
５．２により測定した。密度：米坪／厚さにより計算して求めた。比誘電率：ＪＩＳＣ２１１１１８に準じ、絶縁紙
測定用電極（日新電機製）を使用して測定した。圧縮歪み率：テンシロンＵＴＭ−１−５０００Ｂ型万
能試験機（オリエンテック製）の加圧試験用装置により
測定した。透気度：ＪＩＳＰ８１１７に準じて測定した。この
数値はガス含浸性の代用になる。引張強度と伸び率：定速伸長型引張試験器を用いＪＩ
ＳＣ２１１１の７により測定した。耐熱性：ＪＥＣ−６１５１により推定される値を示
す。これらの測定結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、従来のプレスボードよ
りも比誘電率が低く、高耐熱性で、且つ含浸性を有し、
耐圧縮性に優れた電気絶縁用プレスボードが提供され
る。特に、本発明による電気絶縁用プレスボードは、細
密にフィブリル化された全芳香族ポリエステル樹脂繊維
であるベクトラン単独またはこれと、適切に叩解された
木材パルプとから成り、プレスボード自身はこの２繊維
の交絡体により構成されているため、液体或は気体の絶
縁材料と併用される場合にも、その含浸性に問題は生じ
ず、ベクトランが、前記した様に、自己接着性及び木材
パルプとの相互接着性を有する耐熱性繊維である為、耐
熱性に優れた電気絶縁用プレスボードが得られ、又、木
材パルプと全芳香族ポリエステル樹脂繊維との配合比に
より、従来のプレスボードよりも低い比誘電率の電気絶
縁用プレスボードが得られる。而して、本発明により、
メタ・アラミド樹脂繊維の様な前処理を必要としないた
め、比較的容易に比誘電率が低く、高耐熱性で、且つ含
浸性を有し、耐圧縮性に優れた電気絶縁用プレスボード
を製造することが可能となった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湿紙の積層体を加熱加圧により乾燥一体化
してなる電気絶縁用プレスボードにおいて、前記湿紙が
フィブリル化された全芳香族ポリエステル樹脂繊維単独
またはこれと木材パルプとの混合体からなることを特徴
とする電気絶縁用プレスボード。
【請求項２】前記全繊維が、フィブリル化された全芳香
族ポリエステル樹脂繊維が３０〜１００重量％、叩解さ
れた木材パルプが７０〜０重量％の割合で配合されてい
ることを特徴とする請求項１記載の電気絶縁用プレスボ
ード。
【請求項３】カナダ標準濾水度試験機による、前記フィ
ブリル化された全芳香族ポリエステル樹脂繊維の濾水度
が３００〜４５０ｍｌ／３ｇ、また叩解された木材パル
プの濾水度が３００〜４５０ｍｌ／３ｇの範囲に夫々調
整された繊維を使用することを特徴とする請求項１記載
の電気絶縁用プレスボード。