JPS61502597A - 高密度耐湿性雲母シ−ト - 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】 高密度耐湿性雲母シート 産業上の利用分野 本発明は雲母を含む複合材に係る。

従来の技術 雲母を含む物品は電気絶縁構造体や断熱材として多年に亙り使用されている。典 型的にはかかる雲母製物品はアルキド、ビニル、又はシリコン材料の如き接合材 にて雲母シートを接合することによって形成された複合構造体である。

かかる物品は良好な誘電強度及び熱的安定性を有し、比較的低度である。かかる 物品は電気トースタ、ヘアードライヤ、ヘアーカーラ等に使用される赤熱抵抗ワ イヤ型加熱要素、高温サーモスタット、制御装置、ストリップヒータ、ペースポ ードヒータ等のための支持断熱材として使用される。更に上述の如き物品は他の 電気器具に於てガスケットやスペーサとしても使用される。しかしかかる雲母製 物品は水分による変質を受け易く、比較的容易に破壊し、必ずしも厚さが一様で なく、又は高温度に於て必ずしも寸法的に安定ではない。更にかかる雲母製物品 は耐汚れ性に乏しく、比較的機械加工性に乏しいものである。

従って当技術分野に於て必要とされるものは上述の如き種々の問題を克服する雲 母複合材である。

発明の概要 本発明は、チタネート及びナフチネートを含有する約５〜１４ｗｔ％のポリシロ キサンバインダにて含浸された複数個の雲母紙を含み、雲母シートの密度が約１ ．５ａ／ｃｃ以上となるよう形成された比較的高密度の雲母シート〈ラミネート ）に関するものである。本発明の雲母シーｉ〜は従来の雲丹シートに比して優れ た耐湿性、熱的安定性、寸法安定性、強度、及び耐汚れ性を有している。更に本 発明の雲母シートは耐擦過性を有し、また優れた機械加工性及び穿孔性を有して いる。

本発明の他の一つの局面は、チタネート及び金属ナフチネートを含有する約５〜 １４ｗｔ％のポリシロキサンバインダにて雲母紙を含浸し、かくして含浸された 雲ｆｆ１紙を互いに積層し、加圧及び加熱された状態にてバインダを稠密化し硬 化させて高密度の耐湿性を有する雲母シートを形成することにより、上述の如き 雲母シートを製造する方法である。

以下に本発明を実施例について詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形態 本発明の実施に使用される雲母紙は、従来の任意の連続的な薄い′Ｂ母紙であっ てよいが、白雲母又は金雲母にて形成された雲母紙が好ましい。如何なる材料が 選定されるかは最終製品に必要とされる特性次第である。典型的には、高誘電特 性が必要とされる場合には白雲母が使用され、高温特性が必要とされる場合には 金雲母が一般に選定される。

ＷｆＨ紙は通常の方法を用いて形成される従来の水中にて分解され製紙された雲 ＦｆＩ紙の形態を成している。雲母紙の厚さは約２〜２０　ｍ１ｌ（５０，８〜 ５００μ）の範囲であり、約５ｍ１ｌ（１２７μ）が好ましい。

雲母ラミネートを形成するために使用されるバインダは他の雲母ラミネートを形 成するために使用されている熱的に交差結合可能なシリコンポリマー系の何れで あってもよい。何れのポリマー系が選定されるかは最終製品としての雲母ラミネ ートに必要とされる特性次第である。多くの雲母紙は３５９°Ｆ（１８０℃）以 上の高温環境に於て使用されるので、使用されるバインダはかかる高温度に於て 熱的に安定であることが好ましい。好ましいポリマー系は当技術分野に於て従来 より使用されているポリシロキサンポリマーである。最も好ましいポリマー系は Ｄ　Ｏｗ　ＣｏｒｎｉＨ４−３１３６、Ｑｏｗ　Ｑｏｒｎｌｎｇ２１０４又は２ １０５又は２１０６としてアメリカ合衆国ミシガン州、ミツドランド所在のダウ φコーニング社（１）ｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）より販 売されているメチル・フェニル・ポリシロキサン又はメチル・ポリシロキサンで ある。これらのポリマーは典型的には約４００下（２０４℃）〜約５００丁（２ ｄＯ℃）又はそれ以上の温度にて硬化し、硬化すると約１００ｏ下（５３８℃） までの温度に対し熱的に安定になる。本発明の実施に使用されるポリシロキサン 系は硬化中に過度に凝縮したりガスを発生したりするものであってはならない。

何故ならば、かかる現象により雲母ラミネート中に水泡や気孔が形成されること によって欠陥のある雲母ラミネートが形成されるからである。

任意の両立可能な有機チタネートが、約１〜４ｗｔ％の範囲（約２ｗｔ％が好ま しい）にてポリマー系と混合されてよい。最も行用なチタネートはポリマー系、 即ちポリシロキサン中に於て溶解可能であり且つポリマーの迅速な交差結合（ポ リマー系の有効期間を短くする）を促進することのないチタネートである。チタ ネートが迅速な交差結合を惹き起すか否かはラミネートを形成するために使用さ れる製造方法次第である。迅速な製造方法が採用される場合には迅速な交差結合 が許容されるが、低速の製造方法が採用される場合には品質の劣る製品が形成さ れる。幾つかの典型的なチタネートが下記の表１に示されており、好ましいチタ ネートはモノアルコキシ・ビ０ホスフェート・チタネート族のチタネートである 。

表　１ イソプロピル・トリイソステアロイル・チタネートイソプロピル・トリメタクリ ル・チタネートイソプロピル・トリアクリル・チタネートイソプロピル・トリ（ テトラエチレントリアミノ）チタネート イソプロピル・トリ（ジオクチルホスフェート）チタネート イソプロピル・トリ（ジオクチルピロボスフェート）チタネート トリ（ブチル・オクチル・ごロホスフエート）イソプロピル・チタネート モノ（ジオクチル・ハイドロジエン・ホスファイト）チタネート テトライソプロピル・ジ（トリデシルボスファイト）チタネート 通常のメタル・ナフチネート・ドライヤが、ベースポリマーの約０．５〜２ｗｔ ％（約ｉｗｔ％が好ましい）の濃度にてベースポリマーに添加される。かかるメ タリック・ソープ・ドライヤの例は、マンガンナフチネート、亜鉛ナフチネート 、スズナフチネート、コバルトナフチネート等である。チタネートとの関連でこ れらのナフチネート・ドライヤを添加することにより、雲母ラミネートの耐湿性 が向上されるものと考えられる。

雲母紙に適用されるべき上述の成分を含有するバインダ溶液は典型的には以下の 如く形成される。

まず溶媒がバインダを形成するための容器内に配置される。溶媒は典型的にはト ルエン又はキシレンの如く、全ての成分が両立し得る芳香族炭化水素である。溶 媒の量は重要ではなく、典型的には溶液の全体積の約４０〜６ｏ％の範囲である 。

次いで溶媒にチタネートが添加され、その混合液がチタネート族ａ にはこの工程は約６０〜８５下（１５〜３０℃）の周囲温度にて行われる。溶液 が撹拌されている間にその溶液に犬フチネート・ドライＶが添加され、該ドライ Ｖが溶解づるまで溶液が撹拌される。この工程も周囲温度にて行われる。

次いでかくして得られた溶液にポリシロキサンが添加され、その混合液がそれが 均一になるまで典型的には周囲温度にて約３０分乃至１時間に亘り撹拌される。

この場合ポリシロキサンはチタネート及びナフチネートが適正な濃度になり、バ インダの残部がポリシロキサンであるような漬にて添加される。

次いで雲母紙がロールより巻き戻され、平坦面、即ちテーブル、コンベアベルト 等の、ＥにｌＳｉ！置され、任意の通常の方法、例えば浸漬法により雲母紙がバ インダにて含浸される。適用されるバインダの間は、最終的に得られるラミネー トが約５〜１４ｗｔ％のバインダを含有するような間であり、バインダの適用は バインダがラミネート全体に亘り均一に分配されるよう行われなりればならない 。浸漬法、ロールソーキング法、スプレー法、ブラッシング法の如く、雲母紙に バインダを適用する他の従来の含浸法が採用されてもよく、方法によっては雲母 紙の両面にバインダを適用することが望ましい。次いで溶媒を蒸発させるに十分 なほど高く且つポリマーを重合化させるほど高くはない温度にＭｇ２紙及びバイ ンダを曝すことにより、バインダ中に存在する芳香族炭化水素溶媒が除去される 。典型的には上述の温度は約２５０〜２７５’Ｆ（１２１〜１３５℃）である。

典型的にはこの工程は雲母紙を炉内に通し又は雲母紙を輻射熱等に露呈すること によって行われる。

次いで溶媒が除去された雲母紙は所望の寸法に切断され、所望の厚さになるまで 積層される。所望の厚さは約１５ｍ１１〜２ｉｎｃｈ（３８１μ〜５０．８１１ １）又はそれ以上であってよい。勿論酸る与えられた厚さとするに必要な唐の数 は雲母紙の厚さ及び硬化運次第である。典型的には、かかる予め硬化されたラミ ネートが約１０〜４０％の稠密化後に厚さの低下が可能であるよう形成される。

シートの方向は任意の方向であってよく、重要ではない。次いで積層体が１００ 〜１０００　ｐｓｉ（７〜７０ｋｏ／ｃｍ２）又はそれ以上ノ圧力及ヒ約５００ 〜１０ｏＯ″Ｆ（２６０〜５３８℃）の温度を発生し得るプレス装置内に配置さ れる。上述の圧力及び温度を達成し維持し得る任意の従来のプレス装置が使用さ れてよい。典型的にはラミネートの積層体が二つのプラテン間にてプレス装置内 に１！！ｉｌ！置される。一つ以上の高密度のラミネートが単一の硬化プロセス にて形成される必要がある場合には、ラミネートの積層体がプレス装置内に配置 される際に、典型的にはテフロン（Ｔｅｒｌｏｎ　（登録商標〉）であるセパレ ータシートが積層体の各層間に挿入される。

次いでラミネートは所定の圧力にて稠！化され、バインダが稠密化工程中に加圧 された状態にてポリマーの重合化温度又はそれ以上の温度にて硬化される。ポリ マーを加圧された状態にて硬化させる任意の多数の方法が採用されてよいが、好 ましい方法は電気、蒸気、高温オイル、又は他の手段によりプラテンを所望の温 度に加熱することである。

また硬化後にプレス装置より稠密化されたラミネートを容易に除去し得るよう、 プラテンとラミネートとの間にレリースシート又は被覆を設けることが望ましい 。典型的にはラミネートは約１００〜１０００　ｐＳｌ（７〜７０ｋｇ／Ｃｌ１ １２）の圧力及び約５００〜１０００下（２６０〜５３８℃）の温度にて約６〜 １０時間に亙り、或いはバインダが実質的に硬化されるまで稠密化される。次い でラミネートは加圧された状態のまま約１００下（３７，８℃）の温度に冷却さ れる。次いでか（して稠密化された雲母ラミネートはプレス装置より取り外され る。特定の硬化サイクル、即ち稠密化サイクルは使用されるバインダ、形成され るラミネートの厚さ、ラミネートが曝される温度及び°圧力次第である。

典型的にはこのプロセスに於てはラミネートの条件が最高の稠密化条件にまでゆ っくりと上昇され、このことは最終的な稠密化が行われる前に積層体よりガスを 排出させることを可能にする。このプロセスは段階的な要領又は漸増的な要領に て行われてよい。更にこのプロセスはポリシロキサンバインダを早期に硬化させ 、これによりラミネートが十分に稠密化されなくなる（この場合製品の品質が悪 （なる）ことがないものでなければならない。このプロセスのパラメータはプレ ス装置に接続された通常の電気式又はコンピュータｌｉ　皿装置により制御され ることが好ましい。

本発明を採用することによって形成される雲母ラミネートの厚さは典型的には約 １５１＋１〜２ｉｎｃｈ（３８１μ〜５０．８１１）であり、密度は約１．５〜 ２．５　（１／ＣＧである。

例　１ 一つの典型的な雲母ラミネートが、２％のイソプロピル・トリ（ジオクチルピロ ホスフェート〉チタネート及び１％の亜鉛ナフチネートを含有する１０％のポリ シロキサンバインダにて含浸された厚さ４１Ｎ（１０１，６μ）の７枚の白雲母 紙にて形成された。先ずポリシロキサンバインダにて含浸された雲母紙が互いに 積層され、プレス装置内に配置され、下記の手順にて硬化され稠密化された。

製品ニ５００　ｐｓｉ　（３５ｋｇ／ｃｌ”　）　（７）圧力ヲ付与ｔル。

１時間かけて温度を８５下（２９，４℃）より５２０下〈２７１℃）に上昇させ る。

５時間に亙り製品に対する圧力及び温度をそれぞれ５００　ｐｓｉ　（３５ｋａ ／＋、１）及び５２０下（２７１℃）に維持する。

５００　ｐｓｉ（３５ｋａ／ｃ１）（７）圧力下にｒｉ度を１００”Ｆ（３７， ８℃）に低下させる。

プレス装置を離型し、製品を取出す。

かくして形成された雲母ラミネートはｏ、５ｍ５（０，０２０１ｎｃｈ）の厚さ を有し、典型的には以下の如き性質を有している。

密度：　２．１５　！１１／ＣＣ バインダ含有憬：　１０Ｗ（％ 撓み強さくＡＳＴＭ　Ｄ７９０） 製造されたままの状態：　４６０００Ｄｓｉ　（３２３０ｋｇ／　ｃｍ２）９６ ％ＲＨ１室温にて２４時間に亙り調整後：４２５００ｐｓｉ　（２９９０ｋｏ／ ｃｍ２）沸騰水中に１時間浸漬された後： ３２０００ｐｓｉ　（２２５０ｋｇ／ｃｍ２）沸騰水中に２４時間浸漬された後 ： １９０００ｐｓｉ　（１３４０ｋ（Ｊ／Ｃｍ２）沸騰水中に２４時間浸漬され、 ２００下（９３，３℃）にて１時間乾燥された後：　３００００ｐｓｉ　（２１ １０ｋｇ／ｃｍ２）また本発明の方法に従って形成された雲母ラミネートはより 平滑な面を有し、厚さが均一であり、優れた機械加工性、穿孔性、耐汚れ性を有 し、沸騰水中に於て極めて安定であることが認められた。他の公知の雲母ラミネ ートはかかる性質を有していない。他の一つの驚くべき結果は、この方法によれ ば熱的に安定であり耐湿性を有する厚さ約２ｉｎｃｈ　（５、０８ＣＩｍ）まで の厚い雲母ラミネートを製造し得るということである。かかる厚さのラミネート は熱的及び電気的障壁として使用される。

結論として、本発明の方法を採用して形成される雲母ラミネートは従来より製造 されている他の雲母ラミネートとは驚くべきほどに異なる特性を有している。本 発明のラミネートは平滑な面を有し、非常に高い機械的強度を有している。本発 明のラミネートは構造的一体性に優れていることにより、剥げ落ち易い複合材に 比してシート金属により一層似ており、遥かに清浄で小綺麗な製品を製造するこ とができ、機械加工工程後の廃材も少なくなる。本発明のラミネートが保有する 特性であって、雲母製品に新たな用途を切り開く二つの非常に驚くべき特性があ る。その一つはこのラミネートが非常に耐汚れ性に優れているということであり 、このことは本発明のラミネートの主要な用途がヒユームや食品の零れに曝され るマイクロウェーブオーブンであることを考える場合に非常に重要である。また 第二の特性は、本発明のラミネートが実質的に物理的性質を変化することなく沸 騰水中に間歇的に浸漬され得るということである。かかる新規なラミネートは多 くの新たな用途及び上述の本発明の背景の部分に於て説明した従来の用途に於て 使用され得るものである。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明はかか る実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可 能であることは当業者にとって明らかであろう。

国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に５〜１４ｗｔ％のポリシロキサンバインダにて含浸さ礼た複数個 の雲母紙を含み、前記バインダは実質的に１〜４ｗｔ％のチタネートと実質的に ０．５〜２ｗｔ％のナフチネートとを含有しており、前記複合材は実質的に１． ５ｇ／ｃｃ以上の密度を有し、剥離を生じることなく１時間に亙り沸騰水中に浸 漬されることに耐え得る雲母複合材ラミネート。
2. （２）雲母複合材ラミネートの製造方法にして、実質的に１〜４ｗｔ％のチタネ ートと実質的に０．５〜２ｗｔ％のナフチネートとを芳香族炭化水素溶媒中に含 有する実質的に５〜１４ｗｔ％のポリシロキサンバインダにて複数個の雲母紙を 個別的に含浸し、前記溶媒を除去し、前記溶媒が除去された前記雲母紙を互いに 積層し、前記バインダが硬化するまで加圧及び加熱された状態にて稠密化を行い 、これにより得られる複合材が実質的に１．５ｇ／ｃｃ以上の密度を有し、剥離 を生じることなく１時間に亙り沸騰水中に浸漬されることに耐え得るようにする ことを特徴とする方法。