JPS6040985B2 - 絶縁用ポリオレフィンラミネ−ト紙 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維紙同志を溶融押出しポリオレフィン層にて
接着一体化させた、いわゆる電気絶縁用ポリオレフィン
ラミネート紙（以下ラミネート紙という）におけるポリ
オレフィン層の絶縁油による膨？菌に伴なう厚さの増加
の低減に関するものである。

ラミネート紙はすぐれた誘電特性と高い電気破壊強度と
を持ち、超高圧ないし超々高圧ケーブルのような電気機
器絶縁材料として実用化されつつある。

しかしながら、このラミネート紙を電気機器の絶縁材料
として実用化するに際して最大の障害は、該ラミネート
紙の構成要素であるフィルム層（溶融押出いこよって形
成されたポリオレフィンフィルム層）が、電気機器内に
併用されている絶縁油、特に広く使用されている鍵油あ
るいはアルキルベンゼンのような炭化水素系絶縁油によ
って膨欄を生じ、厚さの増加を来たす点にある。この厚
さ増加によつひきおこされる重要な問題点は次の二つで
ある。すなわち第１にはポリオレフインフィルム層の厚
さ増加によって電気機器の温度変化に伴なう絶縁油の膨
張、収縮を補償するために必要な絶縁層内の絶縁油の流
通性が低下することである。

従釆クラフト紙絶縁電気機器では、クラフト紙が多孔質
の材料であるため、絶縁油はクラフト紙を厚み方向に貫
通して流通することができるが、ラミネート紙では、フ
ィルム状のポリオレフィン層（ポリオレフィンフィルム
層）があるため、絶縁油は厚み方向に貫通して流れるこ
とができず、クラフト紙表面の凹凸によって生じる空隙
、あるいはクラフ紙内部の繊維間の空隙を通して流れざ
るを得ず、ポリオレフイン層の厚さ増加がない状態でも
絶縁油の流通性は本質的に劣る。しかし、比較的低密度
のクラフト紙を使えば、通常電気機器に要求される程度
の流通性は十分に確保できる。ところが、ポリオレフィ
ンフィルム層が厚さ増加を起こすと、クラフト紙層が圧
縮されて、空隙が減少し、絶縁油の流通性はさらに低下
し、ついには必要な絶縁油の流通性が確保できなくなる
のである。第２の問題も、同様にクラフト紙層が圧縮さ
れることによってひき起こされる。

すなわち、クラフト紙の圧縮は必然的に相接するテープ
間の面圧を増大させるが、これはテープ相互のすべりを
困難にし、ケーブル等のように布設時等に曲げを加えら
れたときに、テープにしわを生じせしめる。

これらの現象は、ポリオレフィンフィルム層の厚さ増加
の割合が大きいほど、またラミネート紙の全厚さに占め
るポリオレフインフイルム層の厚さの割合が大きいほど
顕著になる。

これは言いかえれば、ポリオレフィンフィルム層の厚さ
増加の割合が大きいほど、ラミネート紙の全厚ごに占め
るポリオレフィンフィルム層の割合を小さくする必要が
あるということである。ところが、ラミネート紙の電気
的特性の点からは、ポリオレフィンフィルム層の割合は
大きいほうがよく、従って性能の優れた電気機器を得る
ためには、ポリオレフィンフィルム層の厚さ増加の割合
を極力小さくすることが重要である。このような事情か
ら、ラミネート紙の膨潤の問題を改善するためにいくつ
かの提案がなされている。

たとえば、繊維紙の吸脱湿性を利用してラミネートテー
プに湿気を付与しながらこれを導体上に巻き、次いで乾
燥することによってテープ間に裕度を有する部分を形成
させるもの（特公昭５２−３８２３７）、また同様の考
えからポリオレフインの融点以下の温度でラミネート紙
を真空中で加熱処理し、次いでこれを導体上に捲回させ
るもの（特開昭５３−１９５８６）、その他クラフト紙
とポリプロピレンフィルムからなるラミネート紙におい
てクラフト紙と接触しない側のポリプロピレンフィルム
表面に凹凸を付与し、そのラミネート紙の膨潤分をその
凹凸に吸収させこれを平坦化するもの（袴開昭５４一６
６４９８）などである。本発明は前記特開昭５４−６６
４９８の如く凹凸を付与したラミネート紙に関するもの
であり、膨潤対策と同時に電気破壊強度の向上にも十分
な考慮を払ったラミネート紙を提供するものである。

すなわち本発明は、繊維紙同志を溶融押出しポリオレフ
ィン層にて接着−体化させたラミネート紙において、該
ラミネート紙表面の片側または両側にポリオレフィン層
の厚さの５０％以内の深さの凹凸を付与したラミネート
紙にある。上記する如く本発明はェンボス加工あるいは
その他の適当な方法によってラミネート紙の片方あるい
は両方の表面に凹凸を付与しポリオレフイン層の絶縁油
による膨潤をその凹凸の平坦化によって吸収することを
特徴とするものであり、このラミネート紙によれば膨欄
に伴なうフィルム層の厚さ増加を従釆のものに〈らべて
飛躍的に減少させることができ、しかもラミネート紙特
有の高鷲気破壊強度を十分に保持することができる。

以下図面によって本発明をさらに詳しく説明する。

第１図Ａにおいて繊維紙２枚を溶融押出ししたポリオレ
フィンによって複合一体化し、全厚さＴ，、溶融押出し
ポリオレフィン層の厚さｔｐのラミネート紙を作成する
。

そして適当な方法により表面に凹凸を付与し、全厚さ（
凹凸の山と谷の間の深さ）をＴ２とする。これを油に浸
債するとポリオレフィン層が油によって膨潤し、厚さｔ
ｐ′に変化する（第１図Ｂ′）。それに従ってＡに示し
た凹凸が平坦化され見掛けの厚さはＴ２に近くなる。す
なわち該ラミネート紙におけるポリオレフイン層の油に
よる膨三園は凹凸によって吸収緩和され、見掛け上、膨
溝はほとんど無くなるかあるいは非常に小さくすること
ができる。これに対して前記特開昭５４−６６４９８号
記載のラミネート紙は本発明の繊維紙２枚の間に溶融固
化させたポリオレフィンフィルム層がサンドイッチ状に
はさまれたものとは構成が異なり、片側の表面がクラフ
ト紙絶系該紙層のもう一方の表面がポリプロピレンフィ
ルム層の構成のポリプロピレンラミネート紙に関するも
のである。

このラミネート紙も膨潤の抑制にはきわめて効果がある
が、フィルム層に凹凸を付与する場合、かなりの機械的
な応力が加わるために、必然的にフィルム層が傷付き機
械的な強度および電気破壊強度の低下をまぬがれない。
就中、露出したポリオレフィンフィルム層が正のィンパ
ルス電圧に直面した時、破壊強度の低下は著しくなる。
それに対して、本発明のものは、両方の表面にヤング率
の大きい繊維紙があるために、ェンボス等で凹凸を付与
しても、その時の機械的な応力で傷付けられることは少
なく、したがって機械的および電気的な破壊強度が低下
することも少ない。しかし、あまり凹凸を大きくすると
見掛けの膨潤は小さくなるが凹部が残存する為にその部
分に電界が集中する結果、電気破壊強度が大きく減少し
てしまう結果となり凹凸の大きさは適当な範囲以下に押
えておく必要がある。発明者らはこの点について検討を
行ない、この凹凸を溶融押出しポリオレフイン層の厚さ
の５０％以下にする事が必要である事を認めた。これら
の事を以下の実施例において詳細に説明する。実施例
１ クラフト絶縁紙４３仏ｍおよび７０仏ｍを使用し、それ
らの２枚の間に電気用のポリプロピレン樹脂（ホモポリ
マー）を押出して一体化し、全厚さ１５５仏ｍのポリプ
ロピレンラミネート紙を作成した。

その場合、溶融押出しされたポリプロピレン樹脂が高温
軟化状態にある内にェンボスロールと並行対向ロールの
間に通してェンボス加工を行なったもの（第１表中試料
■）、さらにこの並行対向ロールの押え圧力を高めて凹
凸を深めたもの（第１表中試料■）を作成した。また、
通常のポリプロピレンラミネート紙は既知のェンポス機
を通してェンボス加工したもの（第１表中試料■）およ
びクラフト絶縁紙の両者をクレープ加工して凹凸を付け
たものを使用し、それら２枚の間上記の電気用ポリプロ
ピレン樹脂押出して複合一体化させたもの（第１表中試
料■）を作成し、その膨潤特性およびィンパルス破壊強
度を測定した。膨潤特性は、試料を２２ｑ０６５％ＲＨ
の標準大気中で２岬時間調整し、１の叉重ねにして、圧
力ｌｋ９／地をかけ、１００℃で２独特間乾燥した後、
同温のハードタイプアルキルベンゼン（ケーブル含浸用
）（ＤＤＢ）に浸潰し、浸債後４報時間後の厚さと６５
％ＲＨ標準大気における厚さの変化率、すなわち膨酒率
を次式から判定した。

膨潤率（％）＝（１００ｏＣ、ＤＤＢ中４糊寺間後の厚
さ）‐（６５％ＲＨ中２組時間放置後の厚さ）ＸＩ。

０６５％ＲＨ中２独特間放置後の厚さ また電気破壊強度は、試料をＤＤＢで真空舎浸してイン
パルス電圧により測定している。

結果を第１表に示す。第１表以上のように、表面に付与
する凹凸を５５％にすると膨潤率は極端に下がり、その
意味では好ましいが、電気破壊強度が１？ＯＫＶ／柳と
クラフト紙以下に低下してしまいラミネート紙としての
長所が失われてしまう。

この意味から、付与する凹凸は押出し熔融ポリオレフィ
ン層の厚さの約５０％以下にする事が必要である。実施
例 ２ クラフト絶縁紙４３仏ｍ勿女の間にエチレン・プロピレ
ンコポリマー（両者の比率１：１）を溶融押出しし、全
厚さ１２５仏ｍのラミネート紙を作成した。

また作成時に実施例１における試料■および■と同様の
方法で表面に上記押出しコポリマ−層の厚さの３０％お
よび５５％の凹凸を付与したものを作成した。これらの
膨潤率および電気破壊強度は第２表の通りである。第２
表 本実施例においても凹凸を付与する事は膨潤率を下げる
ことにきわめて効果的であるが、あまり大きくして押出
しポリマー層の厚さの５０％以上になると電気破壊強度
が低下してしまう。

以上はクラフト絶秦粛紙とポリプロピレンを組合わせた
ラミネート紙の例で説明したが、本発明はクラフト絶縁
紙の代わりにポリプロピレン、ポリエチレンあるいはポ
リエステル等のプラスチック繊維を用いて作成した紙も
勿論採用しうる。

また、溶融押出しポリマーは、上記のポリプロピレンや
プロピレンーェチレンコポリマーの代わりに、ポリエチ
レンホモポリマ一やその他のポリオレフィン重合体を使
用しても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂはラミネート紙の断面図であり、Ａは凹凸
が付与された状態を、ＢはＡ紙が絶縁油によって膨潤し
、あらかじめ付与された凹凸が平担化された状態を示す
。 １，１′・・・・・・繊維紙、２，２′・・・・・・ポ
リオレフィン層、Ｔ．・・・・・・ラミネート紙の全厚
さ、Ｔ２……凹凸を付与したラミネート紙の厚さおよび
膨？翼後のラミネート紙の厚さ、ｔｐ・・・・・・溶融
押出しポリオレフイン層の厚さ、ｔｐ′・・・・・・膨
潤後の溶融押出しポリオレフィン層の厚さ。 多′図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維紙同志を溶融押出しポリオレフイン層にて接着
   一体化させた絶縁用ポリオレフインラミネート紙におい
   て、溶融押出しポリオレフイン層の厚さの５０％以内の
   深さの凹凸を該ラミネート紙の片側または両側に付与せ
   しめたことを特徴とする絶縁用ポリオレフインラミネー
   ト紙。