JPS62184198A - 耐熱紙 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、主として電気絶縁用に使用されることを０指
した耐熱性のすぐれた合成紙に関するものである。した
がって本発明は、製紙産業と電気機器製造産業の分野に
おいて主として利用されるものである。

従来の技術 従来、耐熱性のすぐれた電気絶縁紙としては、フェニレ
ンジアミンとフタール酸クロライドを極性溶媒中で屯合
し′て得られる。いわゆる芳香族ポリアミド樹脂からな
る耐熱性繊維と、耐熱性フィブリッド（パルプ状粒子）
を混合抄紙した紙がきわめて人混に使用されており、高
電圧回転機器。

静止機器（変圧機、静ＩＥ型整流ａ　’３　）等に応用
されている。一般に１記の機器に要求される耐熱性は、
国際電気標準会、ＶＥ（一般にＩＥＣと略記される）が
制定した耐熱グレードのＦ種（１５５℃）又は、Ｈ種（
１８０℃）である。

近年、電気機器の小型軽ｊｉ）化が図られつつあるが、
同一機能の電気ａ″ＪＡを小型化すると発生する８二式
は格段に大きくなり、これに耐える高耐熱性の絶縁材料
が必要となってくる。たとえば、従来はＩＥＣのＡ種（
１０５℃）の絶縁材料を用いていた機器が、小型化と共
に、−６い耐熱性グレードであるＩＥＣのＥ種（１２０
℃）さらにＩＥＣの（８種（１３０’Ｃ）　、　Ｉ　Ｅ
ＣのＦ種（１５５℃）を要求するようになるものと予想
される。

しかし、従来は高耐熱性電気絶縁用のフィルム又は紙と
しては、ポリエステルフィルム（Ｉ　ＥＣのＥ種）とア
ラミド紙又はアラミドフィルム（ＮＥＣのＨ種）が人乳
に使用されているものの、工ＥＣのＦ種（１５５°Ｃ）
の耐熱性を有する紙又はフィルムについては、永年にわ
たって強く要望されて、各種のものが検討されているに
もかかわらず未だ実用化に至っていない。

なお、ＩＥＣのＦ種の該当する絶縁材料として下記のも
のがある。

アスベスト：アスベスト紙は現在使われているが特定化
学物質に分類され、公害 問題として現在他の商品に置き変 えられつつある。

ガラスｍ維ニガラス繊維を糸状にして織機で布に織った
もの及びガラス紙が使わ れているが、いずれもポーラスで 高い絶縁破壊強度が得られない。

マイカ製品：マイカフレークを貼ったもの及パルプにマ
イカを入れ抄造したもの、又はそれにポリエステルフィ
ルムを貼合せ加重強度をもたせたものがあるが、マイカ
フレークを貼ったものは和紙（マニラ麻）を支持体に使
っており、この紙の耐熱性が劣る。パルプにマイカを入
れたマイカ紙があるが中に木材パルプが入っており、そ
の繊維の耐熱性が劣る欠点がある。

従来、耐熱性の絶縁材料として、焼成したマイカ粉末を
集成した材料や、無アルカリガラス繊維をシート状にし
た基材を絶縁用フェス等の樹脂で板状にした合成材が使
用されていた。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、ＩＥＣのＦ種に相当する耐熱絶縁紙を、抄紙
法で得る技術を開発することを［Ｉ的とするものである
。

問題点を解決するための手段 発明者らは種々研究の結果、芳香族ポリアミド系繊維、
無アルカリガラス繊維およびマイカを特定の混合比率で
混合して抄造用原料とし、湿式で抄造後、加圧又は加圧
熱処理およびシリコーン樹脂ワニス等の耐熱性樹脂を含
浸加工することによって、すぐれたＦ種耐熱性電気絶縁
紙が得られることを見出して、本発明に至った。

すなわち本発明は、芳香族ポリアミド系繊維を抄造用原
料の５〜６０重量％、無アルカリガラス繊維１維を抄造
用原料の２０〜７５重驕％、マイカ粉末を抄造用原料の
２０〜７５重晴％を含スラリーを湿式抄紙したのち、抄
造物を加圧又は加圧熱処理した後、得られる板状物にシ
リコーンワニス等の耐熱性樹脂を含浸してなる耐熱紙で
ある。

本発明によって得られる耐熱紙は天然マイカを粉末状に
し、これに無アルカリガラス繊維、更に芳香族ポリアミ
ド系ｍ維を混合することにより、重連の従来の同種の絶
縁材料より柔軟性に富み、かつ引裂き強さ、及び耐コロ
ナ性の強い、薄いシート状の絶縁材料である。

本発明の構成要素を以下に詳説する。

（芳香族ポリアミド系ｍｍ） 刀香族ポリアミド系ｔａ維は、５〜６０重量％を使用す
ることにより製造作業が容易になり、均一な薄い絶縁材
料としての紙が出来る。

芳香族ポリアミド系繊維の配合率が５重量％に満たない
時は、紙力が弱くて抄造できない、また、芳香族ポリア
ミド系繊維の配合率が６０ｉ量％を超過すると、絶縁破
壊強さが絶縁紙として使用に堪えないほど低下する。（
後記の第１表を参照されたい、） なお、芳香族ポリアミド繊維にはポリメタフェニレンイ
ソフタラミド、ポリパラフェニレンテレフタラミドなど
があり以下にその構造式を示す。

ポリメタフェニレンイソフタミラド ポリパラフェニレンテレフタラミド （ｍアルカリガラス繊ｍ） 無アルカリガラス繊維の配合率が少なくなると、得られ
る耐熱紙の引裂き強さが低下する。また、無アルカリガ
ラス繊維の配合率が多くなると、繊維が均一に分散しな
くなり、紙力が低下して極端な場合には抄造できなくな
る。（後記の第２表を参照されたい、） 一般に無アルカリガラスはＥガラス（Ｓアルカリ石灰ア
ルミナ硼硅酸ガラス）に含まれ電気絶縁用に使用される
もので含アルカリガラス繊維の場合には電解質のアルカ
リ全屈が存在しているため電気絶縁材としては不′ａ″
′ｌである。

（マイカ粉末） マイカ粉末は、２０〜７５　＋、　＋１＋Ｌ％配合され
る。

マイカ粉末の配合率が少なくなると絶縁破壊強さが低ド
し、マイカ粉末の配合率が多くなると得られる耐熱紙の
紙力が低下して、極端な場合には抄造でき、なくなる、
（後記の第３表を参照されたい、） マイカ粉末は、平均粒径が２０〜４００　ミクロン（ｇ
ｍ）のものが使用されるが、好ましくは５０〜３００ｐ
ｍのものが良い０粒径が過大であると、絶縁破壊強さ及
び耐コロナ性を向にさせる効果があるが、紙の強度低下
をきたす、また、粒径の過小は絶縁破壊強さを向■二さ
せる効果が少ない。

（抄造方法） 抄造方法については型砂さ、虚械抄きいずれでもよく円
網、長網、抄紙機いずれでも使用できる。

（加圧処理） 今回の試験条件としては鉄ロールとアスベストロールを
用いニップ圧５４０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ、スピード１
７ｍ／分で行い、良好なものが得られた。

（加圧熱処理） 加圧処理と他は同じ条件で鉄ロールの温度を１００℃〜
２００℃としたところ、加圧のみのものより良好なもの
が得られた。この処理のｌ」的は、原子強度および絶縁
破壊強さの向上をねらったものである。

（耐熱性樹脂） 本発明においては、耐熱性樹脂としてエポキシ系樹脂、
ポリエステル系樹脂およびシリコーン系樹脂を使用する
ことができる。詳しくは次のとおりである。

使用樹脂： エポキシ系　　　東芝ケミカル（株）製　エポキシワニ
スＸＡＤ−４０５９ ポリエステル系　東芝シリコーン（株）製シリコーンポ
リエステルワニ ス　　　ＴＳＲ１８７ シリコーン系　　東芝シリコーン（株）製シリコンワニ
ス　ＸＲ３１− 付着１．１．　、対原紙　ｌＯ〜１５重ｒ、′Ｌ％樹脂
を含浸するのは強度を向上させ、耐熱性を計るためであ
る。

試　　験　　例 芳香族ポリアミド系繊維として繊度１．５デニール、カ
ット長６ｍｍのポリメタフェニレンイソフタラミドｍ！
Ｉを用い、無アルカリガラスｍ雄として繊維径２０〜５
Ｂｍのものを用い、更に中心粒径５００μｍ、４００ｇ
ｍ、２０ｇｍおよび１６ｇｍのマイカ粉末を用いて、後
記の６表のように変更した割合でスラリーを作り、この
スラリーを型砂きして９０−１２０℃で加熱乾燥し、２
００　ｇ　／　ｒｎ’の合成紙を得た。この合成紙をＪ
ＩＳＣ−２１１１（電気絶縁紙試験方法）に従って測定
したところ、第１表〜第７表のようなイ〆１が（１＃ら
れた。

ただし、以下の記述においては、％はすへて玉；４％を
意味する。

第１表〜第３表は１ｗ＆雄の混合（（を変えた場合の物
性への影響、第４表はマイカ粉末の粒径による物性への
影響、第５表は合成紙を加圧熱処理した場合の物性への
影！、第６表は加圧熱処理した合成紙に樹脂処理をした
場合の物性値、第７表は樹脂処理した合成紙を加圧熱処
理した場合の物性イ１をそれぞれ示す。

試験例１〜７（第１表） ポリメタフェニレンイソフタラミド繊維の混合・ドが少
ないほど強度は低下し、試験例１では紙力か弱くて抄造
不能となった。また、ポリメタフェニレンイソフタラミ
ド繊維が多くなるにしたがって絶縁破壊強さが低下し、
試験例７は絶縁紙として使用に堪えない。

第　　１　　表（そのｌ） （注）※印は１本発明の実施例でないことを示す（以下
同じ）。

第　　１　　表（その２） 試験例８〜１３（第２表） 無アルカリガラス繊維が少ないほど引裂き強さは低下し
、試験例８では製品が脆くなる。また、無アルカリガラ
スｍ維が多くなるほどａｍの均一な分散が悪くなり、試
験例１３では分散ムラにより紙力が極端に低下して抄造
が不能となった。

第　　２　　表（その１） 第　　２　　表（その２） 試験例１４〜１９（第３表） マイカ粉末の配合率が少ないほど絶縁破壊強さが低ドし
、試験例１４では絶縁破壊強さが極端に低くなり、絶縁
紙とならない、また、マイカ粉末が多いほど紙力が低下
し、試験例１９では抄造不能となった。

第　　３　　表（そのｌ） 第　　３　　表（その２） 試験例２０〜２７（第４表） マイカ粉末の粒径が小さいほど絶縁破壊強さは低下し、
試験例２３と試験例２７は絶縁破壊強さが極端に低くて
絶縁紙とならない、また、マイカ粉末の粒径が大きい場
合には、試験例２０および試験例２４のように引張り強
さが弱くなり、抄造不能となった。

第　　４　　表（そのｌ） 第　　４　　表（そのｌ） 試験例２８〜３３（第５表） 特許請求の範囲第１項に基づいた配合で抄紙した原紙を
カレンターロールで加圧熱処理を行った場合、加圧前と
比べて引張強さ、絶縁破壊強さが向ヒする。

第　　５　　表（そのｌ） 第　　５　　表（その２） 試験例３４〜３７（第６表） 加圧熱処理した原紙（試験例３４．３５には試験例３０
の原紙を、試験例３６．３７には試験例３３の原紙をそ
れぞれ用いた）に、電気絶縁用耐熱性の樹脂であるエポ
キシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂を
含浸した場合、含浸性はいずれの樹脂でも良好であった
。

第　　６　　表（そのｌ） 第　　６　　表（その２） 試験例３８〜４１（第７表） 特許請求の範囲第１　’／ｌに基づいた配合で抄紙した
原紙に加圧処理することなく゛１ニ気絶縁用耐熱性樹脂
を含浸した後に、カレンターロールヲ通して加圧処理を
行った場合は、試験例３９および試験例４１のように引
張り強さが極端に低下した。

第　　７　　表（そのｌ） 第　　７　　表（その２） 試験例４２（本発明の実施例） 刀香族ポリアミド糸ｍｍｃポリパラフェニレンテレフタ
ラミド）３０％、無アルカリカラスＨｈＨ３０％、マイ
カ粉末（粒径４００ｐｍ）４０％の配合−（べでスラリ
ーを作り、このスラリーを型砂さしてず！Ｉた２　００
　ｇ／ｒｒｒ’の合成紙を加熱加圧処Ｆｐ　Ｌ、シリコ
ーン系耐熱性樹脂を含浸した。これをＪＩＳＣ−２１１
１（電気絶縁紙試験方法）によって物性を測定したとこ
ろ第８表の（ｄｉを得た。

第　　　　８　　　　表 なお、ここで言う耐熱性は、試験片を２００°Ｃで連続
加熱した時に、引張り強さが初期の１／２の値になる時
間を示したものである。

発明の効果 本発明は以下の利点を有する。

（１）抄紙法により繊維が均一に分散したものが１０米
る。

（２）構成されている全材料はすぐれた耐熱性（１５５
℃）に耐え、はとんど劣化を生じない材料であるのでＩ
ｆＩＪ熱性が良好である。

（３）シリコーン樹脂等のワニス含浸品は耐熱性であっ
て、絶縁破壊強度を保有する。

以上のような特性を備えた本発明の絶縁紙は、Ｆ種耐熱
性電気絶縁紙である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香族ポリアミド系繊維と無アルカリガラス繊維
   とマイカ粉末との混合物を抄造用原料とし、芳香族ポリ
   アミド系繊維を抄造用原料の５〜６０重量％、無アルカ
   リガラス繊維を抄造用原料の２０〜７５重量％、マイカ
   粉末を抄造用原料の２０〜７５重量％含むスラリーを湿
   式抄紙したのち、抄造物を加圧又は加圧熱処理し、得ら
   れる板状物にシリコーンワニス等の耐熱性樹脂を含浸し
   てなる耐熱紙。
2. （２）マイカ粉末が平均粒径２０〜４００ミクロンの天
   然マイカ粉末である特許請求の範囲第１項に記載の耐熱
   紙。