KR20210004286A - 저렴한 가격에 제작 가능한 절연 테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력에 민감한 전기 절연성 접착 테이에 관한 것이다.

Description

저렴한 가격에 제작 가능한 절연 테이프{Insulation tape that can be manufactured at low cost}

제1도는 본 발명의 압력에 민감한 접착테이프용 수지 결합된 웨브(web)를 제조하는 장치의 개략도.
제2도는 본 발명 테이프의 개략적인 단부도.

본 발명은 압력에 민감한 전기 절연성 접착 테이에 관한 것이다.

값이 저렴하다는 이유로 크래프트와 대마종이(Kraft and hemp papers)가 압력에 민감한 전기 절연성 접착 테이프의 지지체로 널리 사용되었으나, 종이로 지지된 상기 접착 테이프는 인열강도(tear strength)와 내열성 및 전기 절연성이 부족하였다. 전형적인 압력에 민감하고 종이로 지지된 접착 테이프는 미합중국 특허 제2,548,980호와 제2,733,169호에 기술되어 있는 바, 절연강도 및 물리적 강도를 더욱 높이기 위해, 압력에 민감한 접착제를 피복하기 전에 고도의 플라스틱 박막을 종이 지지체에 적층시켰으나, 비용이 증가되었다.

냉연신 폴리에스테르 섬유 같은 중합체 섬유를 기재로한 종이 지지체는 전기절연이 잘되고, 인열강도가 높으며 내열성이 좋으나 결국 가격이 증가되었다. 미합중국 특허 제 3,309,260호에 기술된 바와같이, 이같은 지지체는 냉간 연신된 섬유와 연신되지 않은 섬유의 무질서하게 혼합된 혼합물로 만들었으며, 연신되지 않은 섬유는 냉간연신된 섬유를 응집된 웨브로 편직하기 위하여 열과 압력하에서 용융시켰던 것이다. 이 웨브는 압력에 민감한 접착테이프의 지지체로 사용하기전에, 웨브를 단일화시켜야 했다. 예를들면, 전기 절연와니스를 칠하거나 예형성의 배향된 폴리에스테르 필름을 웨브에 결합시켜 단일화시키므로서 압력에 민감한 접착테이프의 지지체로 사용하였던 것이다.

또다른 압력에 민감한 접착테이프의 섬유성 지지체는 미합중국 특허 제 3,562,088호에 나타나있는 바와 같다. 상기 특허에 관한 제1도를 참조하면, 아크릴수지층(10)이 폴리프로 필렌필름(12)위에 캐스트되고, 나일론 같은 카드형의 중합섬유(14) 웨브가 아크릴수지층 위에 놓여있으며, 3개의 층이 로울(16과 20)사이에서 열에 의해 캘린더 가공되어 압력에 민감한 접착층(22)이 부착된 직조되지 않은 섬유 지지체가 형성되어 있었다. (제3도) 이 테이프는 대단히 좋은 전기 절연성과 다른 물리적 특성을 가지지만, 보통 종이로 지지된 전기 절연 테이프에 비해 상당히 고가이었다.

따라서, 본 발명은 미합중국 특허 제 3,562,088호 및 제3,306,260호 테이프의 인열강도, 내열성 및 전기 절연성에 견줄만한 제 특성은 물론 보통의 종이로 지지된 압력에 민감한 접착테이프의 가격과 비슷한 가격으로 제조될 수 있는 압력에 민감한 접착테이프에 관한 것이다.

본 발명의 압력에 민감한 접착 테이프는 미합중국 특허 제 3,562,088호의 테이프와 같이, (a) 1이상의 직조되지 않고 무질서하게 혼합된 전기절연성의 배향된 중합체 섬유와 (b) 중합체 수지 결합제로 구성되는 수지 결합된 웨브를 포함하는 가요성 지지체부를 갖고 있다. 이 섬유는 결합된 웨브의 양면에 연속적이고 균등한 조직을 형성하며, 1-8데니어 굵기를 가지며, 적어도 200℃의 연화점을 가져야하며, 수개월 동안 130℃에 노출된 후에도 근본적으로 변하지 않아야하고, 적어도 1ｇ/데니어의 강도를 가져야한다.

그러나, 본 발명의 압력에 민감한 접착테이프는 미합중국 특허 제 3,562,088호의 테이프와 다음과 같은점에 있어서 다르다. 즉, 그 수지결합된 웨브의 중합수지 결합제는 그 스스로가 적어도 07MPa의 인장강도를 가지며, 금이가지 않고 반복적으로 접혀질 수 있으며, 마이크로 미터당 적어도 25볼트의 유전 강도를 가지고, 수개월간 130℃에 노출된 후에도 근본적으로 변하지 않는 내구성필름을 제공하는 가교 중합수지라는 점에 있어서 다르다.

본 발명의 수지결합된 웨브에 있어서, 섬유대 수지의 비는 1：2-6：1이다. 이러한 신규의 수지 결합된 웨브는 두께가 25-2000마이크로 미터이고 75마이크로미터의 두께에서 적어도 2kN/m의 인열강도를 가진다(실험방법：ＴAPPIT 470 OS-78) 공극율 즉, 신규의 수지결합된 웨브의 부피는 60% 미만으로, 밀도, 중량 및 두께를 측정하여 쉽게 계산할 수 있다. 정확한 두께는 직경 16밀리미터 및 공청사하중(monial dealweight load) 1000그램의 모우터로 작동된 마이크로미터를 사용하는 ASTM D645에 의하여 측정될 수 있다.

본 발명 테이프의 수지 결합된 웨브는 직조되지 않은 포풀같은 웨브로서 무질서하게 혼합된 전기절연섬유를 휘발성 용액내에서 가교 결합성 중합수지 조성물의 분산액으로 동시에 압착 및 포화시킨후, 열을 가해용액을 제거하고, 충분한 열과 압력을 가하여 수지를 가교결합시켜 60% 이하의 공극율을 얻음으로써 만들어진다. 공극율이 60% 이상이면, 수지결합된 웨브는 내부강도가 떨어지며, 압력에 민감한 접착제층으로 피복된 다음 로올형태로 감겨질 경우, 풀릴때 층이 떨어진다. 핀 호울(pin-hole)을 최소로 하기 위해서는 공극율을 55% 미만으로 하는 것이 바람직하다.

열과 압력을 동시에 가하면 수지 결합된 웨브가 조밀화 되기 때문에, 가교결합 중합수지 조성물이 높은 온도에서 빨리겔(gel) 상태로 되는 것이 바람직하다. 수지가 상기 압력을 가하는 표면과 접촉되는 중에도 겔상태로 되기 시작하지 않으면, 수지는 그 표면에 고착되기 쉽다.

압력의 민감한 접착제층을 수지 결합된 웨브에 직접 가하여 상기 테이프를 만들기도 한다. 더 좋은 유전강도를 갖는 복합지지체부는 수지 결합된 웨브면에 전기절연 수지조성물을 피복하고, 이것을 압력에 민감한 접착층을 부여하기 전에 가교결합된 유연하고, 주름이 없는 전기 절연상태로 건조시켜 제조한다.

이 수지 피복물을 수지 결합된 웨브의 결합제와 동일한 수지 조성물로서 모든 핀홀을 덮어준다. 그러나, 수지피복에 양호한 조성물은 수지결합제로 사용될 수 없다. 특히 수지 피복으로 양호한 것은 쿠르카의 다수의 미합중국 특허 제 3,027,279호에 기술된 조성물로서, 이 수지 피복물의 조성물은 방화성을 향상 시키기 위해 선택되었다.

가요성 지지체부의 유전강도를 증진시키기 위한 또 하나의 방법은 고강도이고 전기절연성인 가요성 플라스틱 필름과 면접촉하고 있는 1이상의 수지결합된 웨브의 층을 조밀화시켜서 복합적인 지지체를 제공하는 것이다.

이 플라스틱 필름은 두께가 10-70마이크로 미터이어야 하며, 연화점이 적어도 200℃이상이어야하고, 수개월간 130℃의 온도에 노출된 후에도 근본적으로 변하지 않아야하고, 세로방향의 인장강도가 적어도 35MPa이어야하며, 유전강도가 마이크로미터당 적어도 100볼트이어야 한다. 상기 지지체부와 상기 플라스틱 필름 사이의 180 피일 백(peel back) 에 대한 저항은 적어도 100mm의 너비당 4Ｎ이어야 한다.

유전 강도를 증진시키기 위한 상술된 기술들은 종이로 지지된 테이프의 비용 이상으로 본 발명 테이프의 비용을 증가시킨다.

수지 결합 웨브의 결합제로서 특히 유용한 가교결합성의 중합수지 조성물은 알킬기에 탄소원자 1-8개를 갖는 거의 측쇄가 없거나 혹은 약간 측쇄가 있는 알킬 아크릴레이트를 주성분으로 하고 아크릴산과 같은 공중합성 카르복실산을 소량 갖는 아크릴 공중합체에 의해서 제조된다. 아크릴단량체는 소량의 스티렌과 공중합될 수도 있다.

아크릴 공중합체에 대한 양호한 가교제는 헥사톡시에틸멜라민이다. 이러한 가교제를 함유하는 가교결합성 아크릴 공중합체 조성물의 함수분산액은 거의 가교 결합하지 않고서도 120℃에서 신속하게 건조된 후 175℃에서는 매우 빠르게(220℃에서 가장 빠름)열 경화성 상태로 가교결합된다. 분산액을 유화시키는 수많은 유화제들이 전기 절연성에 상당한 감소를 가져오므로 선택하는데 주의를 해야한다. 또한, 유화제는 부식을 방지할 수 있는 것이어야 한다.

다른 유용한 가교결합성 중합 결합제 수지로는 스티렌-부타디엔, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 및 카르복실기와 같이 가교결합될 수 있는 고리기를 갖는 비닐 아세테이트 공오중합체들이있다.

지지체의 수지 결합된 웨브용. 로 양호하게 배양된 중합섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 및 나일론 폴리아미드, 특히 고분자량의 방향족 폴리아미드이다. 폴리에스테르와 폴리아미드의 혼합물을 사용하면 혼합되지 않은 폴리에스테르 섬유보다 산출 두께에 있어서 더큰 강도의 지지체를 생성시키고 처리가 용이하므로 특히 양호한 결과를 얻을 수 있다.

1데니어이하의 섬유를 이용하여 수지결합된 웨브를 만드는 것은 어려운 일이다. 약 8데니어 이상에서는 60% 이하의 바람직한 공극율을 얻기가 더욱 어렵다.

연속식 유기 필라멘트와 같은 강화 스트랜드를 수지결합된 웨브에 결합하여 우수한 강도를 지지체를 얻을 수 있다. 보통 이러한 강화 필라멘트는 테이프의 전체길이에 뻗어있으며 수지 결합된 웨브로 구성되어 있는 두개의 섬유층 사이나 수지 결합된 웨브와 플라스틱 필름사이에 놓여진다.

제1도를 참조하면, 직조되지 않은 상태로 무질서하게 혼합된, 전기 절연성 섬유가 보플 섬유(10)으로서 가르네트나 다른 카아딩머시인(도시되지 않았음)로 부터 이를 운반할 운반체(12)에 퇴적되어 한쌍의 로울(14,16)로 운반되고 있다. 로울(16)은 화살표 방향으로 회전하여 휘발성 용액내의 가교결합성 중합수지 조성물을 욕조(18)로 부터 로울의 닙(nip)으로 운반한다. 포화된 섬유는 2차 운반체(20)에 의해서 오븐(22)을 통과하므로서 용매가 제거되어 건조되고 조절가능한 웨브(10A)를 형성한다. 한쌍의 2차 로울중, 하나는 금속표면을 갖고 있는 반면, 다른 한 로울(24)은 고무로 덮혀있으며, 웨브(10A) 및 동일한 웨브(10B)가 열과 압력하에 밀착되어 로울(28)에서 로울형태로 감기는 두개층의 수지 결합된 웨브(10C)를 만들게 된다. 수 결합된 웨브(10C)는 후에 풀려서 압력에 민감한 접착제(도시되어 있지 않음)로 피복되어 본 발명의 테이프를 제조하게 된다. 압력에 대단히 민감한 접착제는 테이프의 다른 면에 접착성이 적은 이면 피복하는데 필요하다.

로울(24)은 강절이 바람직하며 내부가열되어 약 220-270℃의 표면온도를 부여한다. 나머지 다른 로울은 규소 고무로 덮여 있으며 강철 로울로부터의 전도와 적외선 램프(29)에 의하여 가열되어 약 150-200℃의 표면온도를 부여한다. 이러한 조작 온도에서, 수지가 즉시 겔화하여 끈적끈적하게 되기 때문에 생산속도가 빠르다.

웨브(10B)가 접착성이 낮은 이면 피복물(36)을 갖는 고강도의 전기절연 플라스틱 필름(30)으로 대치된다면, 웨브(10A)의 수지 결합체는 피복물을 플라스틱 필름에 결합시켜 제2도에서와 같이 가요성 복합 지지체부(32)를 생성하게 된다. 압력에 민감한 층(34)은 웨브(10A)가 열과 압력하에 밀착되면서 전환된 수지결합된 웨브(10D)의 다른면에 접착된다.

Claims (1)

1∼8데니어, 200℃의 연화점 및 1데니어당 1ｇ의 강도를 지니며 130℃에서 수개월동안 노출된 후에도 변하지 않고 수지결합웨브의 양면에 균일하게 그물망으로 뻗혀있는 적어도 하나이상의 직조되지 않고 무질서하게 혼합된 전기절연성의 배향된 중합체 섬유와 중합체 수지 결합제로 구성된 수지-결합웨브로 이루어진 가요성 지지체부와, 압력에 민감한 접착층으로 구성되는 전기 절연성의 압력에 민감한 접착 테이프에 있어서, 상기 중합수지 결합제는 적어도 07Mpa의 인장강도 및 1마이크로미터당 적어도 25Ｖ의 유전강도를 가지며 파괴됨이 없이 반복하여 접혀질 수 있고 130℃에서 수개월동안 노출된 후에도 변하지 않는 자체 지지필름을 제공하는 알킬부에 적어도 1∼8개의 탄소원자를 갖는 비측쇄 또는 약간 측쇄가 있는 알킬아크릴레트와 아크릴산과 같은 공중합성 카르복실산과의 가요성 아크릴 공중합체이며, 상기 수지 결합 웨브는 수지대 섬유의 비율이 1：2-6：1이고 25∼200마이크로 미터의 두께 및 75마이크로 미터 두께에서 적어도 2kN/ｍ의 인열강도를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 절연성의 압력에 민감한 접착테이프.

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