JPS6355170B2

JPS6355170B2 -

Info

Publication number: JPS6355170B2
Application number: JP20090781A
Authority: JP
Inventors: Tosha Yoshii; Satoru Horiuchi; Shinichi Watanabe
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1981-12-15
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1988-11-01
Also published as: JPS58102418A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、油浸電気機器、例えば、コンデンサ
ー、ケーブル、トランス、モーター、ジエネレー
ターなどの油浸絶縁層に用いられる油浸電気絶縁
用積層フイルムに関するものである。従来、二軸延伸ポリプロピレンフイルムの両面
に紙を積層せしめたもの（例えば、特公昭54−
10712号）や、無延伸ポリプロピレンフイルムの
両面に紙を積層せしめたもの（例えば、特公昭53
−23946号）等が知られている。しかし、これら
の積層フイルムは、いずれも電気絶縁油（以下単
に油と略称する）による膨潤が大きいため、絶縁
層の巻きじまりを生じやすく、そのために層間の
油の流通性が悪化してしまうという欠点があつ
た。本発明の目的は、この油による膨潤が大きいと
いう欠点を改良した油浸電気絶縁用フイルムを提
供することである。本発明は、上記目的を達成するため、次の構
成、すなわち、密度0.905〜0.915ｇ／cm³、複屈折
0.020〜0.035の範囲にあるポリプロピレン（以
下、PPと略称する）フイルムの片面または両面
に、電気絶縁紙を積層せしめてなる油浸電気絶縁
用積層フイルムを特徴とするものである。本発明積層フイルムに用いられるPPフイルム
は、アイソタクチツク度95％以上、好ましくは97
％以上のものであり、メルトインデツクスが0.5
〜40ｇ／10分、好ましくは１〜20ｇ／10分の範囲
にあるものである。この中で特に好ましいPPフ
イルムは、溶融結晶化温度（Tmc）が105〜120
℃の範囲、さらに好ましくは108〜118℃の範囲に
あるものである。Tmcが上記範囲より低いPPで
は、絶縁油による油膨潤が大きくなるし、また逆
に、Tmcが上記範囲より高いPPでは、成膜性が
悪化する結果として絶縁欠陥などが増加するので
望ましくない。このPPフイルムの密度は、0.905
〜0.915ｇ／cm³、好ましくは0.907〜0.912ｇ／cm³の
範囲にあることが必要である。密度がこの範囲よ
り低いと、油による膨潤が大きくなつてしまう
し、また逆に、この範囲より高いと、フイルムが
脆くなつて、絶縁層として必要な機械的強靭さが
不足してしまう。次に、このPPフイルムの複屈
折は、0.020〜0.035、好ましくは0.025〜0.032の
範囲にあることが必要である。複屈折がこの範囲
より低いと、油による膨潤が大きくなつてしまう
し、また逆に、この範囲より大きいと、フイルム
が割れやすくなつて、絶縁層を巻く時の作業性が
劣つたものとなるし、また、絶縁層に外的応力が
加わつた場合に、絶縁破壊を起す原因となる。このPPフイルムの片面または両面に積層せし
める電気絶縁紙（以下、紙と略称する）は、セル
ロースを主成分とする天然紙（JISC2301，2302，
2303，2304，2306，2307および2308に定められて
いるものなど）および合成紙である。特に好まし
い紙は、密度0.6〜0.9ｇ／cm³、厚さ10〜50μｍの
範囲のものである。 PPフイルムと紙との積層方法として特に好ま
しいのは、熱硬化性接着剤による積層である。熱
硬化性接着剤を用いることにより、積層フイルム
の油による膨潤、特に、油による膨潤によつて、
積層フイルムが長手方向や幅方向に伸びるという
欠点を抑制することができる。熱硬化性接着剤と
しては、アミノ系、フエノール系、レゾルシノー
ル・ホルムアルデヒド系、キシレン系、フラン
系、エポキシ系、ポリイソシアネート系、不飽和
ポリエステル系および熱硬化性アクリル系の各樹
脂を使用することができるが、これらの中でも特
に好ましいのは、ポリイソシアネート系接着剤お
よびエポキシ系接着剤であり、さらに最も好まし
いのは、ポリエステル〜ポリイソシアネート系接
着剤である。この両者は油の中へ溶け出して、油
の電気特性を悪くする程度が極めて少ないという
点において、特にすぐれているのである。積層の
ために用いる接着剤の量は、0.5〜５ｇ／m²（接
着剤の乾いた状態での重量）の範囲がよく、特に
好ましいのは、１〜４ｇ／m²の範囲である。この
範囲より多量の場合は、積層フイルムの電気特性
（特に誘電正接）が悪化しやすく、また逆に、こ
の範囲より少量では、油の中で、フイルムと紙が
剥れやすくなつてしまう。次に、本発明積層フイルムの製造法の１例を述
べる。まず常法によつて未延伸のPPフイルムを
作る。この未延伸PPフイルムを、１組の圧延ロ
ールの間に挿入して圧延する。圧延倍率（圧延前
のフイルム厚さを、圧延後のフイルム厚さで割つ
た値）は、５〜12倍、好ましくは７〜10倍とす
る。圧延ロールの温度は60〜160℃、好ましくは
80〜150℃の範囲がよく、圧延時の圧力は、10〜
3000Kg／cm、好ましくは100〜1000Kg／cmの範囲
とする。圧延を円滑に行なうために、圧延ロール
に入る直前のフイルム表面を、水、界面活性剤の
水溶液、エチレングリコール、ポリエチレングリ
コール、グリセリンあるいは電気絶縁油などの流
体で湿らしてやつてもよい。圧延されたフイルム
を、100〜150℃、好ましくは110〜140℃の雰囲気
中に１〜20秒間ほど保持して熱処理する。この熱
処理は、フイルムに弛緩を許さない緊張熱処理で
もよいが、長手方向に原寸の0.5〜10％弛緩して、
この分の収縮を許容しつつ熱処理する方が、熱安
定性向上のためにすぐれている。このフイルムの
両面に、600〜6000J／m²程度の電気エネルギー量
で、コロナ放電処理を行なう。この処理は、空気
中で行なつてもよいが、できれば窒素、炭酸ガス
あるいは窒素と炭酸ガスの混合雰囲気の中で行な
つた方が接着剤がつきやすく、紙とフイルム間の
接着強さが強固なものとなる。このコロナ放電処
理されたPPフイルム表面に、熱硬化性接着剤の
有機溶媒溶液を塗布し、これを50〜100℃の熱風
で予備乾燥した後、この表面に紙を合わせ、加熱
したプレスロールで押圧して積層フイルムとす
る。この積層フイルムを、常温であれば１日〜７
日間、50℃であれば10〜48時間、100℃であれば
１〜24時間エイジングする。以上が本発明積層フイルムの製法の１例であ
る。上述したように、本発明で用いるPPフイル
ムは圧延によつて作るのが最も好ましいが、他の
方法、例えば圧延と延伸の組合せ、あるいは密間
隔ロール間での延伸というような方法によつても
作ることができる。本発明は、以上に述べたような特性を持つ積層
フイルムを特徴とするものであるが、この積層フ
イルムに深さ１〜100μｍ、好ましくは１〜50μｍ
の微凹凸加工を施すことによつて、さらにすぐれ
た油浸電気絶縁用積層フイルムとすることができ
る。この微凹凸の付与によつて、絶縁油の流通性
はさらに向上し、また、絶縁層を形成した後の厚
さ方向の変形を吸収する緩衝効果をも持たせるこ
とができる。この微凹凸の深さが上記範囲より小
さい場合は、上述の効果がほとんどない。また逆
に、微凹凸の深さが上記範囲より大きいと、絶縁
欠陥の原因になりやすいので好ましくない。この
ような微凹凸の付与方法としては各種方法がある
が、最も良いのは、積層フイルムを一組の加圧ロ
ール間を通過させて、該加圧ロール表面に刻まれ
ている微凹凸パターンを積層フイルムの表面に転
写させる方法である。この場合、加圧ロールの温
度は100〜140℃、加圧する圧力（線圧）は10〜
100Kg／cmが好ましい。以上述べたように、本発明は、特定のPPフイ
ルムと電気絶縁紙とを積層せしめたことによつ
て、次のようにすぐれた効果を生じるものであ
る。 (1) 絶縁油による膨潤が少ない。 (2) 絶縁層間の油の流通性が良好である。 (3) 絶縁油中での紙とPPフイルム間の接着力が
強固である。 (4) 絶縁層を巻く時の作業性が良好である。 (5) 絶縁層の巻き締りおよび巻き緩みともに起り
にくい。 (6) 誘電正接、誘電率および耐圧特性もすぐれて
いる。 (7) 絶縁油の汚染度が極めて小さい。従つて、本発明積層フイルムは各種の油浸電気
機器、例えばコンデンサー、トランス、ケーブ
ル、モーター、ジエネレーターなどの油浸絶縁層
として好適なものである。次に本発明で用いる測
定法を以下にまとめて示しておく。 (1) アイソタクチツク度 PPを沸騰ｎ−ヘプタンで抽出して、抽出残分
重量を原重量で割り、これに100を乗じて％表示
をする。 (2) メルトインデツクス ASTM Ｄ−1238−73の条件Ｌで測定する。 (3) 溶融結晶化温度（Tmc）パーキンエルマー社製DSC−型に試料５mg
を入れ、雰囲気を窒素置換する。次に、昇温速度
20℃／分で200℃まで昇温させ、この200℃の状態
で５分間保持する。次いで、20℃／分の速度で降
温し、試料の結晶化に伴なう発熱ピークを描かせ
る。このピークの頂上部の温度をTmcとする。 (4) 密度：ASTM D1505による。 (5) 複屈折アツベの屈折計を用いて、フイルムの長手方向
の屈折率（Ny）および幅方向の屈折率（Nx）を
測定し、NyからNxを差し引いた値を複屈折とす
る。なお、測定時の光源にはナトリウムＤ線を用
い、マウント液にはサリチル酸メチルを用いる。 (6) 絶縁油による膨潤度フイルムから100mm×100mmの試料を切りとり、
これの厚さをＤ（μｍ）とする。この試料を80℃
のアルキルベンゼン油中に浸し、24時間放置す
る。次いで、この試料を取り出し、ろ紙で表面の
油を拭きとつた後、アセトン中に入れて洗浄し
て、さらに完全に表面の油を除去する。この試料
の厚さを測り、これをD′（μｍ）とすると、膨潤
度（％）は次式で求められる。膨潤度（％）＝100×（D′−Ｄ）／Ｄ次に実施例に基づいて、本発明の実施態様を説
明する。実施例１ PPペレツトを常法によつて260℃で溶融押出し
てシート状とし、これを25℃の冷却ドラムに巻き
つけて冷却固化せしめた。このシートを一組の圧
延ロールの間に送り込んで、圧延倍率9.5倍で圧
延した。この時の圧延ロールの温度は140℃、圧
延圧力（ロール間の線圧）は600Kg／cmであり、
圧延ロール表面を微量のポリエチレングリコール
で濡らしながら圧延した。圧延されたフイルム
を、120℃の熱風オブン中を通して10秒間熱処理
した。この熱処理区間において、フイルムを長手
方向に原寸の３％収縮させた。このフイルムを窒
素と炭酸ガスの混合雰囲気（窒素と炭酸ガスの容
積比１：１）中に置き、フイルムの両面を
3000J／m²の電気エネルギー量でコロナ放電処理
した。このフイルムの両表面に、次の組成の有機
溶媒溶液を塗布し、80℃の熱風で予備乾燥した
（片面の塗布量：約３ｇ／m²）。〈溶液の組成〉飽和ポリエステル共重合体：15重量部テリレンジイソシアネート：3.5重量部メチルエチルケトン：81.5重量部〈飽和ポリエステル共重合体〉酸成分としてテレフタル酸72モル％、セバシン
酸28モル％、ジオール成分として、エチレングリ
コール35モル％、ネオペンチルグリコール65モル
％からなるポリエステル共重合体。粘度平均分子
量約18000。次いで、この塗布面の上にコンデンサー用薄紙
（厚さ25μｍ。密度0.85ｇ／cm³）を合わせ、100℃
に加熱されたプレスロールで押圧することによつ
て、フイルムの両面に紙を貼り合せて、積層フイ
ルムを作つた。このフイルムを30℃の部屋の中に
５日間放置した後、絶縁油による膨潤度などを測
定した。その結果を次にまとめて示す。

【表】上記から明らかなように、本発明品は従来品
（比較品ＡおよびＢ）に比べて、絶縁油による膨
潤が小さく、しかも絶縁油中での接着力が大きい
という利点があることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

１密度0.905〜0.915ｇ／cm³、複屈折0.020〜
0.035の範囲にあるポリプロピレンフイルムの片
面または両面に、電気絶縁紙を積層せしめてなる
油浸電気絶縁用積層フイルム。