JPS5820791B2 - デンキゼツエンセイポリエステルフイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気絶縁性ポリエステルフィルムに関する。

更に詳しくは、フィルム表面に前記特定の展色剤と特定
のアルミナ及び必要により導電性又は半導電性物質とを
配合した塗料を塗布することにより、前記フィルムの電
気的特性を損うことなく、優れた耐コロナ性を付与した
電気絶縁性ポリエステルフィルムに関する。

ポリアルキレンテレフタレートやポリアルキレンナフタ
レートの如きポリエステルフィルムは耐熱性、電気的特
性、機械的特性等に優れており、電動機、発電機のスラ
ント絶縁、相間絶縁、コイルの対地絶縁また変圧器、制
御器などのコイルの対地絶縁、電カケープルの絶縁等々
に広く使用されている。

一方最近、電気機器の小型化および高信頼性への要望が
強く、高電圧の電気絶縁材料に対して耐コロナ性の優れ
た材料が要求されるようになった。

しかるにポリエステルフィルムは耐コロナ性が悪く、高
電圧電気機器の絶縁には使用できないという欠点を有し
ている。

従来、ポリエステルフィルムの耐コロナ性を改善するた
めに、フィルムと集成マイカあるいははがしマイカとを
貼合せたものが使用されているが、マイカ貼合せの場合
は可撓性に乏しく作業性が悪く、高価であるという欠点
があった。

一般にポリエステルフィルムに耐コロナ性を付与する方
法としては（１）フィルム上に、発生したコロナ放電に
対して強い耐コロナ性物質およびコロナ放電の発生を抑
える。

コロナ放電防止剤を塗布する方法（２）フィルム中に上
記耐コロナ物質およびコロナ放電防止剤を充填する方法
（３）コロナ放電に強い化学結合を付与する方法が考え
られるが、本発明者は（１）の方法によってフィルムと
の密着性が良好で可撓性を有する重合体および該重合体
との相溶性に優れ、耐コロナ性の優れた充填剤からなる
塗料により被覆されたポリエステルフィルムについて鋭
意研究した結果、下記特定の四種類の重合体（展色剤）
と特定のアルミナとからなる被覆がポリエステルフィル
ムとの密着性に優れ可撓性があり、その上電気絶縁性を
損うことなく優れた耐コロナ性を付与することを見出し
、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は （１） （Ａ） 有機溶剤に可溶な線状共重合ポリ
エステル熱硬化型アクリル樹脂、飽和脂肪酸変性エポキ
シ樹脂およびエポキシ変性シリコーン樹脂よりなる群か
ら選ばれた１種または２種以上の樹脂１００重量部と、 （Ｂ） 平均粒径１０μ以下の板状アルミナ２５〜１
００重量部との割合で配合した塗料を、ポリエステルフ
ィルムの表面に塗布してなる電気絶縁性ポリエステルフ
ィルム （２） （Ａ） 有機溶剤に可溶な線状共重合ポリ
エステル、熱硬化型アクリル樹脂、飽和脂肪酸変性エポ
キシ樹脂およびエポキシ変性シリコーン樹脂よりなる群
から選ばれた１種または２種以上の樹脂１００重量部と
、 伯）平均粒径１０μ以下 ２５〜１００重量部との板状
アルミナ （０導電性または半導電 ０．５〜４重量部との性物
質 割合で配向した塗料を、ポリエステルフィルムの表面に
塗布してなる電気絶縁性ポリエステルフィルムである。

本発明のポリエステルフィルム基材はポリアルキレンテ
レフタレート又はポリアルキレンナフタレートより得ら
れる二軸延伸フィルムである。

本発明に用いられるポリアルキレンテレフタレートは酸
成分上してテレフタル酸、グリコール成分としてエチレ
ングリコールあるいは１．４ブタンジオールをそれぞれ
主成分として構成されたポリエステルであり、酸成分及
び／又はグリコール成分をこれら単独で用いても、他の
酸成分（例えばイソフタル酸、セバシン酸、Ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸、アジピン酸）、あるいは他のグリコール
成分（例えばプロピレングリコールエチレングリコール
、テトラメチレングリコール、ビス−β−ヒドロキシエ
トキシフェニル−２，２−プロパン）ノそれぞれ１種又
は２種以上を用い、ポリアルキレンテレフタレートの特
性を損なわない範囲量で置換したポリエステルでもよい
。

また、これらのポリエステルは、使えばベンゾイル安息
香酸の如き単官能化合物あるいはグリセリン、ペンタエ
リスリトールの如き三官能性以上の多官能化合物を実質
的に線状を保つ程度に共重合せしめたものであってもよ
い。

更に小割合の他の前記ポリエステルとのブレンド体であ
ってもよい。

また、ポリアルキレンナフタレートフィルムに用いられ
るポリマーは、例えばポリエチレン２．６−ナフタレー
トで、その構成単位が実質的にエチレン２．６−ナフタ
レートから構成されているものであればよく、ポリエチ
レン２．６−ナフタレートのみならず、１５モル係以下
の第３成分によって変性されたエチレン２．６−ナック
レート変性重合体であってもよい。

一般にポリエチレン２，６−ナフタレートはナフタリン
２．６−ジカルボン酸、又はその機能的誘導体及びエチ
レングリコール、又はその機能的誘導体とを触媒の存在
下で適当な反応条件の下に結合せしめることによって合
成される。

このポリエチレン２．６−ナフタレートはシュウ酸、イ
ソフタル酸の如き２価のエステル形成官能基を有する化
合物あるいはプロピレングリコールの如き２価アルコー
ル類等の第３成分を添加し、共重合したものでもよいし
、あるいは例えば極く少量のグリセリン、ペンタエリス
リトールの如き三官能エステル形成性化合物で実質的に
線状の共重合体が得られる範囲内で変性されたものでも
よい。

本発明を構成するフィルムは、二軸に延伸配回すること
が必要であり、これによって優れた機械的、熱的、電気
的特性を得ることができる。

本発明において、上記ポリエステルフィルムを被覆する
塗料に用いられる四種の樹脂のうち（１）有機溶剤に可
溶な線状共重合ポリエステルとは、例えばジメチルテレ
フタレート、エチルグリコール、セバシン酸、ジメチル
エステルおよびネオペンチルグリコールを構成成分とす
る共重合体の如き線状非品性の分子量が約１２．０００
〜２５．０００のポリエステルで、しかも汎用有機溶剤
（例えばメチルエチルケトン、酢酸エチル、各種エーテ
ル、キシレン、トルエン）に容易に可溶なポリエステル
または脂肪族ジカルボン酸成分■１０〜４０モル係およ
びその２０モル係以上が２．６−ナフタレンジカルボン
酸である芳香族ジカルボン酸成分０９０〜６０モル係よ
りなるジカルボン酸■と１種以上のグリコール成分（Ｂ
）とを反応せしめて得られる有機溶媒に再溶でしかも軟
化温度が１１０°Ｃ以上の飽和ポリエステルなどを意味
する。

次にここで指定した（２）熱硬化型アクリル樹脂とは、
例えばアクリル酸、メタアクリル酸およびそれらの機能
的誘導体と例えばアクリルアミドやメタアクリルアミド
とを共重合せしめ、次いでその共重合体のアミド基にホ
ルムアルデヒドを反応せしめてメチロール化した後、ア
ルコールを反応せしめてエーテル化したものがあげられ
、具体的にはゝゝヒタロイド２４０５“（商品名；日立
化成ＫＫ製）、ゝデユランロン１００“（商品名；大日
本塗料ＫＫ製）がその一例である。

次に（３）飽和脂肪酸変性エポキシ樹脂はエポキシ樹脂
を例えばヤシ油脂肪酸の如き飽和脂肪酸（例えばカプロ
ン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸）を主成分とする脂肪酸で変成し
てエステル化させ、次いでアミン系化合物（例えばメラ
ミン）を配し触媒存在下又は無存在下で加熱硬化せしめ
るタイプのものである。

また（４）エポキシ変成シリコーン樹脂は、エポキシ樹
脂と脂肪酸（例えば５０％脱水ヒマシ油脂肪酸）とを反
応せしめ、エポキシ樹脂の水酸基の一部をエステル化さ
せ、更にシリコーン樹脂（例えばフェニルアルコキシシ
ラン）を反応せしめ、エステル交換反応によって縮合さ
せて得られるものであり、具体的には“ＥＳｌｏｏＩ“
（商品名；信越化学ＫＫ製）があげられる。

本発明に展色剤として用いられる前記（１）〜（４）の
樹脂は、それぞれ単独で用いられるものであるが、その
樹脂との相溶性が良好である限りは他の樹脂（例えば、
ブチルエーテル化メラミン樹脂、インシアネート系反応
生成物）の一種以上を併用してもよい。

その比率は要求される特性によって決められる。

次に前記特定展色剤に配する充填剤についてのべる。

従来、耐コロナ性の優れた電気絶縁材料としては、マイ
カ、磁器等の無機物が良く知られているが、マイカ系、
シリカ系、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー、タ
ルク系の無機粉末充填剤について検討した結果、上記展
色剤樹脂との相溶性が優れており、コロナ放電に対する
耐性を有する充填剤としては平均粒径（電子顕微鏡によ
る測定）が１０μ以下、望ましくは１〜５μの板状、球
状もしくは繊維状、アルミナ（Ａ１２０３）が耐コロナ
性改善に著しい効果があることが判った。

平均粒径が１０μをこえると効果が減少し、その形状は
板状の場合が最も効果がある。

またこのアルミナをトリクロール酢酸等で表面処理した
ものであってもよい。

アルミナの使用量は樹脂１００重量部に対して２５〜１
００重量部である。

２５重量部より少ない場合は耐コロナ性改善の効果がな
く、１００重量部より多い場合は樹脂との相溶性及びフ
ィルムと塗膜との密着性が悪くなり可撓性がな゛くなり
、さらにピンホール等の欠陥ができ易く、良好な塗膜が
得られない。

次にコロナ放電の発生を防ぐためのコロナ放電防止剤と
しては、カーボンブラックや金属粉末の如き導電性物質
およびアントラセン、テトラセン、フタロシアニン、ジ
フェニールパラフェニレンジアミン、ジフェニルピクリ
ルヒドラジル、亜鉛テルル化合物、ヒ化ガリウム化合物
の如き有機および無機半導電性物質が用いられる。

これらの物質を前記アルミナ含有樹脂に混合分散させた
被膜はコロナ放電開始電比を高め、コロナ放電の発生を
抑制できる。

その使用量は、実施例３に示したように体積抵抗率がＩ
Ｘ １０”Ωぼ程度まで低減するように樹脂１００重
量部、アルミナ２５〜１００重量部に対して０．５〜４
重量部である。

０．５重量部より少ない場合は効果がなく４重量部より
多くなるとそれ以上の効果が期待できず、かえって塗膜
の電気特性を悪化させるため好ましくない。

これらの充填剤と展色剤とを混合する方法は特に制限は
ないが、例えば有機溶剤（例えば、酢酸エステル、メチ
ルエチルケトン）、展色剤用樹脂および充填剤を同時に
機械的に混合したり展色剤の有機溶剤溶液と充填剤の有
機溶剤溶液とを例えば三本ロール、ボールミル、ホモジ
ナイザーニーダ−により混合する方法がある。

前記方法によって得られた展色剤と充填剤よりなる塗料
は、ポリエステルフィルムの片面又は両面に、それぞれ
単独の層として又は組合せた層として塗布することがで
き、更にフィルムに導電層を塗布し、その上に塗布して
もよい。

塗布方法は、ロールコート、刷毛塗り、浸漬塗装、吹き
つけ等の任意の方法でよく、任意の厚さの被膜を形成す
ることができる。

得られた被膜は、ポリエステルフィルムとの密着性が良
好で可撓性を有し、ポリエステルフィルムの電気絶縁性
を損うことなく優れた耐コロナ性を有する。

この耐コロナ性フィルムは絶縁フィルム、絶縁テープ、
粘着テープ等の形状でスロット絶縁各種巻線時の用途に
広く用いられる。

さらに各種劣化防止剤、難燃剤等の添加あるいはそれら
との組合せによる特殊目的利用など広汎多岐に亘る用途
にも使用可能である。

次に実施例をあげる。

なお、例中の「部」は重量規準であり、耐コロナ性はＦ
Ｅ Ｃ（ｂ）電極（直径６ｍｍの円柱電極と平板電極
とから構成される）を用いて、印加電圧に対すφコロナ
劣化寿命時間を求めることにより評価した。

またコロナ放電開始電圧はＩＥＣ（ｂ）電極を用いた場
合、コロナが発生し始める電圧をシンクロスコープによ
り測定した。

フィルムと被膜との密着性の評価は、膜面にカミソリで
ｌｍｍＸ１ｍｍのゴバン目の傷を１００個つけ、次いで
その面（こセロハンテープを付着せしめた後、セロハン
テープをはがし、セロハンテープによって剥離せずに残
っているゴバン目の数Ｎを求めＮ／１００の形で密着性
の良否を判定した。

また可撓性はＪＩＳＫ−５４００の方法による１８０度
屈曲試験により、体積抵抗率は東亜電波製ＴＲ−１０型
極超絶縁計にて印加電圧１０００Ｖ直流、１分値より求
めた。

絶縁破壊の強さはＪＩＳ Ｃ−２３１８によって測定
した。

実施例 １ 有機溶剤に可溶な線状共重合ポリエステル樹脂Ｎバイロ
ン３０“（商品名；東洋紡■製）ブチルエーテル化メラ
ミンゝメラン２０“（商品名；日立化成ＫＫ製）および
インシアナート系化合物（トリレンジイソシアナート３
モルとトリメチロールプロパン１モルとの反応生成物）
を１０：２：２の重量比で混合し、これとメチルエチル
ケトン、酢酸エチルおよびトルエンを１：１：１の重量
比で混合した混合有機溶剤とを混合し、該混合液を１１
００Ｏｒｐの攪拌翼を備えた攪拌装置で１時間混和し、
樹脂を２０受含有する樹脂溶液を調製した。

次に、平均粒径２μの板状アルミナを、樹脂１００重量
部に対して１０，２５，７０，１００゜１２０重量部の
含有量になるように、上記樹脂溶液と三本ロールにて光
分に混合し、アルミナ含有樹脂溶液塗料を得た。

得られた塗料を２．６−ナフタレンジカルボン酸エステ
ルとエチレングリコール誘導体との縮合によって得られ
るナフタレートポリエステルの２軸延伸フイルム（厚さ
２５μ）表面の両面にバーコーク−（Ａ：５０）で片面
１５μづつの厚さに塗布した。

得られたアルミナ含有塗膜を有するナフタレートポリエ
ステルフィルムの密着性、可撓性、体積抵抗率、絶縁破
壊の強さおよび耐コロナ性の測定を行なったところ第１
表および第１図に示される如き結果が得られた。

第１表および第１図から、樹脂１００部に対してアルミ
ナを２５〜１００部含有した塗膜はポリエステルフィル
ムとの密着性に優れ、しかも可撓性があり、更に電気絶
縁性を損なうことなく、ポリエステルフィルムの耐コロ
ナ性を著しく改善できることが明らかである。

実施例 ２ 実施例１の方法において、展色剤樹脂として■熱硬化型
アクリル樹脂ゝヒタロイド２４０５“（商品名；日立化
成ＫＫ製）、■飽和脂肪酸変性エポキシ樹脂“Ｆ−３９
“（商品名；ユニオンワニスＫＫ製）、■エポキシ変性
シリコーン樹脂′ＸＥＳ１００１“（商品名；信越化学
ＫＫ製）および■上記■と■を１：１に混ぜ合せたもの
を用い、上記■〜■の各樹脂１００部に対して実施例１
と同じアルミナ４０部を添加してボールミルにて混合分
散して得られた塗料を、厚さ２５μの２軸延伸ポリエス
テルフイルムゝテイジンテトロンフイルム“（商品名；
帝人ＫＫ製）表面に片面１５μづつ両面に被膜を形成せ
しめた。

比較のために上記の方法で展色剤樹脂として塩化ビニル
、酢酸ビニル糸共重合体ゝＶＭＣＨ“（商品名；ユニオ
ンカーバイド社製）およびアミノアルキッド糸重合体を
用いた以外は、上記と同様に被膜をポリエステルフィル
ム上に形成せしめ、実施例１と同様に、密着性、可撓性
、体積抵抗率、絶縁破壊の強さおよび３０ＫＶΔｉの電
界を加えた時のコロナ劣化寿命時間を評価し、その結果
を第２表に示した。

第２表から本発明のポリエステルフィルム被覆用展色剤
樹脂は、他の樹脂を展色剤として用いた場合とは異なり
、ポリエステルフィルムとの密着性に優れ、その上可撓
性にも優れた被膜が得られることが明らかである。

実施例 ３ ２．６−ナックレンジオルボン酸ジメチルエステル６０
当量％、セバシン酸４０当量係、エチレングリコール４
０当量％およびネオペンチルグリコール６０当量係を重
合して得られる軟化温度（ＪＩＳＫ−２４部１環球式）
が１５３℃のポリエステル共重合体１００部にトルエン
−メチルエチルケトン４００部（重量比１：１）を加え
、固形分が２０％の溶液を調製した。

次に平均粒径１μの板状アルミナ５０部および導電性カ
ーボンブラック０．１ 、０．５ 、４．６部を各々加
え、磁器製ボールミルで４８時間混合分散をおこない塗
料を作成した。

次にこれらの塗料を２軸延伸されたポリエチレン２．６
−ナフタレートフィルム（厚さ２５μ）の片面にロール
コーク−にて３０μの厚さになるよう塗布した。

得られたアルミナ及び導電物質含有被膜を有するナフタ
レートポリエステルフィルムの密着性、体積抵抗率、絶
縁破壊の強さ、コロナ放電開始電圧および５０’Ｈｚ、
３ｏＫＶ／ｍｍの電界を印加した時のコロナ劣化寿命時
間を測定した結果を第３表に示す。

上表から、本発明の被覆を施したフィルムの耐コロナ性
は、被覆しないフィルムの耐コロナ性（３０Ｋｖ／ｍｒ
ｎ印加時の寿命時間は２０ｈｒ ）に較べて著しく改善
されており、更に導電物質を０．５〜４部添加すること
により、コロナ放電開始型出が高くなり、コロナが発生
し難くなるという特徴を有することが判る。

実施例 ４ 有機溶剤に可溶な線状共重合ポリエステルゝバイロン３
０“（商品名；東洋紡ＫＫ製）及びメラミン樹脂ゝニカ
ラツＭＷ−３０“（商品名：玉料ケミカル）を１０＝４
の重量比で混合し、これとメチルエチルケトン、トルエ
ン、および酢酸エチルを２：１：１の重量比で混合した
混合有機溶剤とを混合し、樹脂を２０係含有する樹脂溶
液を調製した。

この樹脂溶液に、樹脂固型分１００部に対して、第４表
に示すような種類の充填剤を４０部添加して、各々ボー
ルミルにて混合分散させた。

得られた充填剤含有樹脂溶液を厚さ２５μの２軸延伸ポ
リエチレンテレフタレートフイルム上の両面に塗布して
両面２５μの被膜を形成せしめた。

この被膜を有するポリエステルフィルムの耐コロナ性（
電界３０ＫＶ／ｍｍを加えた時のコロナ劣化寿命時間）
を測定した結果を第４表に示す。

第４表から、種々の充填剤のうち本発明の充填剤を使用
した場合に耐コロナ性が著しく向上することが明らかで
ある。

実施例 ５ 実施例４に於て、充填剤として第５表に示すような種類
のアルミナを用いる以外は、実施例４と同様な方法でポ
リエステルフィルム上に両面２５μの被膜を形成せしめ
、耐コロナ性（電界３０ＫＶ／龍を加えた時のコロナ劣
化寿命時間）を評価し、その結果を第５表に示した。

第５表から明らかな如く、アルミナの平均粒径が１０μ
より大きい場合は耐コロナ性が悪くなる。

また、球形より板状の方が耐コロナ性が優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミナを夫々、０ 、１０ 、２５ 、７０
゜１００．１２０重量部含有する被膜を有するポリエス
テルフィルムＦ。 、Ｆｌ ｔ Ｆ２７ Ｆ３ ｊ ”４およびＦ、につき
、印加した電界強度Ｓに対するコロナ劣化寿命時間Ｔを
比較した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）有機溶剤に可溶な線状共重合ポリエステル、熱
   硬化型アクリル樹脂、飽和脂肪酸変性エポキシ樹脂およ
   びエポキシ変性シリコーン樹脂よりなる群から選ばれた
   １種または２種以上の樹脂１００重量部と （Ｂ） 平均粒径１０μ以下の板状アルミナ２５〜１
   ００重量部と から配合された塗料を、ポリエステルフィルムの表面に
   塗設してなる電気絶縁性ポリエステルフィルム。 ２ ■ 有機溶剤に可溶な線状共重合ポリエステル、熱
   硬化型アクリル樹脂、飽和脂肪酸変性エポキシ樹脂およ
   びエポキシ変性シリコーン樹脂よりなる群から選ばれた
   １種または２種以上の樹脂１００重量部と、 ［Ｆ］）平均粒径１０μ以下の板状アルミナ２５〜１０
   ０重量部と （０カーボンブラック、金属粉末、アントラセン、テト
   ラセン、フタロシアニン、ジフェニールパラフェニレン
   ジアミン、ジフェニルピクリルヒドラジル、亜鉛テルル
   化合物、ヒ化ガリウム化合物よりなる群から選ばれた導
   電性または半導電性物質０．５〜４重量部と から配合された塗料を、ポリエステルフィルムの表面に
   塗設してなる電気絶縁性ポリエステルフィルム。