TW201907078A - 含有間位聚芳醯胺與聚苯硫醚之濕式不織布及其積層片材 - Google Patents

Abstract

本發明為了提供一種絕緣破壞強度優異、吸濕尺寸穩定性、熱尺寸穩定性優異且拉裂強度或磨耗耐久性優異之電氣絕緣紙、及使用其之電氣絕緣片材，採用濕式不織布，該濕式不織布係含有間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維者，且至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之混抄率為40%以下，絕緣破壞強度為17kV/mm以上。

Description

含有間位聚芳醯胺與聚苯硫醚之濕式不織布及其積層片材

本發明係關於一種適合作為電氣絕緣紙或電氣絕緣片材之含有間位聚芳醯胺與聚苯硫醚之濕式不織布及其積層體(積層片材)。

紙或其積層體係於廣泛之領域中有需求，且用於過濾器或間隔件，進而用於電氣絕緣構件等各種構件。根據各用途，對紙或其積層體所要求的耐熱性或緻密性不同。

近年來，因對環境問題之關心之提高，電動汽車之開發正進展中，尤其期望以車載馬達作為代表之產業用馬達之效率改善或高程度化。其中，產業用馬達中所使用之包含紙或其積層體之絕緣紙或絕緣片材之性能亦要求高程度化。絕緣構件係根據其使用環境，所要求之耐熱性或耐久性不同，於以車載馬達作為代表之產業用馬達中，亦有使用環境溫度超過100℃之情況，故而對絕緣構件亦要求此種耐熱性。

作為於高溫環境下使用之絕緣紙之素材，例如可列舉將耐熱纖維之聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚纖維進行混抄而成之電氣絕緣紙，並揭示於專利文獻1及專利文獻2中。

又，為了提昇絕緣性，有效的是提昇濕式不織布之緻密性，考慮混合紙漿狀之纖維集合體之方法。進而，亦已知有一種 藉由對濕式不織布進行加熱、加壓處理而使結構更緻密化，提昇絕緣特性之方法。而且，例如於專利文獻3、4中揭示有一種包含經原纖化之紙漿狀之聚芳醯胺纖維及未延伸聚苯硫醚纖維之濕式不織布。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開平7-189169號公報

專利文獻2：日本專利特開平2-47389號公報

專利文獻3：日本專利特開2001-40597號公報

專利文獻4：日本專利特開2009-277653號公報

然而，對絕緣紙等絕緣構件，優異之絕緣特性自不用說，亦要求機械特性或加工性，進而亦要求於馬達等電氣構件內部配置、插入此種絕緣構件時之作業性。

於專利文獻1及專利文獻2中揭示有一種將聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚纖維進行混抄而成之電氣絕緣紙，於該等混抄紙中，有進行透氣之程度之貫通孔，於貫通孔部分通電，故而無法提昇絕緣破壞強度。又，絕緣紙之張力韌性亦較弱，故而必須與薄膜進行貼合。

又，於專利文獻3中揭示有一種包含經原纖化之紙漿狀之聚芳醯胺纖維及未延伸聚苯硫醚纖維，且經熱壓光機處理之濕式不織布，該不織布係藉由對聚芳醯胺纖維進行原纖化而縮小纖維 間之間隙，於使用作為電池間隔件時，電解液之吸液速度優異。因此，認為實際上於濕式不織布中空隙較多，認為於該空隙部分容易產生局部放電，故而不僅無法獲得充分之絕緣破壞強度，而且因長時間之使用導致絕緣特性降低。

進而，於專利文獻4中揭示有一種對包含經原纖化之聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維之濕式不織布進行熱壓光機處理而成之電氣絕緣紙，本文獻中具體地揭示之絕緣紙係使用對位聚芳醯胺纖維作為聚芳醯胺纖維，又，未延伸聚苯硫醚短纖維之含量較多，故而藉由壓光機處理，未延伸聚苯硫醚短纖維過度熔融、膜化而過度成為薄膜狀。其結果為拉裂強度降低，並且磨耗耐久性亦不充分，就由馬達槽端部之毛邊所引起之紙破裂之方面而言有改善之餘地。又，絕緣紙本身之成本亦變高。

本發明係鑒於此種習知之電氣絕緣紙等絕緣構件所具有之課題而完成者，其目的在於提供一種絕緣破壞強度優異、吸濕尺寸穩定性、熱尺寸穩定性優異且拉裂強度或磨耗耐久性優異之濕式不織布及其積層體，進而提供一種電氣絕緣紙及使用其之電氣絕緣片材。

為了解決此種課題而努力進行研究，結果本發明主要具有以下構成。

(1)一種不織布，其係含有間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維之濕式不織布，且至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之混抄率為40%以下，絕緣破壞強度為17kV/mm以上。

(2)如第1發明所記載之不織布，其包含15%以上之間位聚芳醯 胺纖維。

(3)如第1或2發明所記載之不織布，其包含15%以上之經原纖化之間位聚芳醯胺纖維。

(4)一種第1至3中任一項發明所記載之不織布之製造方法，其係於上述聚苯硫醚短纖維之玻璃轉移點以上且上述間位聚芳醯胺纖維之熔點以下之溫度下，對將含有間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維之濕式不織布造紙後使水分乾燥而成之乾網進行加熱、加壓處理。

(5)一種積層片材，其係於熱塑性樹脂片材之至少一面積層有第1至3中任一項發明所記載之不織布。

(6)如第5發明所記載之積層片材，其中，構成上述熱塑性樹脂片材之熱塑性樹脂係選自聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯及聚苯硫醚。

(7)一種電氣絕緣紙，其包含第1至3中任一項發明所記載之不織布。

(8)一種電氣絕緣片材，其包含第5或6發明所記載之積層片材。

根據本發明，藉由具備上述構成，可獲得絕緣破壞強度、吸濕尺寸穩定性、熱尺寸穩定性、拉裂強度及磨耗耐久性優異之不織布、及使用其之積層片材，進而可獲得電氣絕緣紙及電氣絕緣片材。

本發明係一種濕式不織布，其係含有間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維者，且至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之混抄率為40%以下，絕緣破壞強度為17kV/mm以上。

間位聚芳醯胺纖維不僅耐熱性優異，熱尺寸穩定性或難燃性優異，且即便於高溫環境下亦可抑制機械特性之降低。進而，藉由併用聚苯硫醚短纖維進行加熱、加壓，聚苯硫醚短纖維於間位聚芳醯胺纖維間進行熔融、膜化，可消除濕式不織布中之較大之間隙。其結果為可提昇電氣絕緣破壞強度。

就耐熱性及熱尺寸穩定性之方面而言，間位聚芳醯胺纖維之混抄率於不織布中較佳為15%以上，更佳為30%以上。作為上限，就絕緣破壞強度及耐水解性之方面而言，較佳為80%以下。因此，於將構成不織布時使用之纖維之總質量設為100質量%之情形時(以下，稱為不織布構成纖維中)，間位聚芳醯胺纖維較佳為以15質量%以上使用，更佳為30質量%以上。作為上限，較佳為80質量%以下。

於本發明中，間位聚芳醯胺係指於芳香族聚醯胺中，於苯環之間位上醯胺基被取代者。就化學結構而言，係指醯胺鍵之60莫耳%以上、較佳為70莫耳%以上、更佳為80莫耳%以上、進而更佳為90莫耳%以上直接鍵結於芳香環上而成之線性高分子化合物。

作為間位聚芳醯胺，可例示聚間苯二甲醯間苯二胺及其共聚合體等。該等聚芳醯胺例如可藉由通常之界面聚合法、溶液聚合法等以工業方式進行製造，亦可作為市售品獲取，但並不限定於此。於間位聚芳醯胺中，就具備良好之成型加工性、熱接著性、 難燃性、耐熱性等特性之方面而言，可較佳地使用聚間苯二甲醯間苯二胺。

作為對間位聚芳醯胺進行纖維化之方法，可列舉使藉由通常之方法以工業方式製造之間位聚芳醯胺聚合物溶解於例如二甲基乙醯胺等溶劑中，自噴頭擠出進行去溶劑之方法。根據去溶劑之方式，分為於高溫之環境中進行去溶劑之乾式法、及例如於水之類的間位聚芳醯胺之不良溶劑中進行去溶劑之濕式法、或將該兩者複合者。藉由該等方法所獲得之間位聚芳醯胺纖維係於纖維之長度方向上具有1條均一之剖面形狀，於纖維之長度方向上纖維不會分裂為2條以上或者發生分支。於本發明中，將此種間位聚芳醯胺纖維稱為通常之間位聚芳醯胺纖維。

藉由乾式法所獲得之通常之間位聚芳醯胺纖維具有剖面形狀被稱為扁平之葫蘆形狀、所謂狗骨形狀的形狀。另一方面，藉由濕式法所獲得之通常之間位聚芳醯胺纖維具有近似圓形之形狀。纖維剖面形狀容易對造紙後之間位聚芳醯胺纖維彼此之堆積性造成影響，因此使絕緣破壞強度發生變化。又，於使用狗骨形狀之間位聚芳醯胺之情形時，所獲得之濕式不織布之表面平滑性增加，亦可進一步改善濕式不織布彼此之磨耗耐久性，故而可較佳地使用藉由乾式法所獲得之間位聚芳醯胺纖維。

進而，間位聚芳醯胺纖維較佳為經原纖化之間位聚芳醯胺纖維。此處，原纖化係指具有纖維於縱向上分裂為2條以上而分別成為較單纖維更細之狀態、或經薄膜化之部分。藉由進行原纖化，纖維彼此之纏結性提昇，紙力提昇，故而可獲得造紙時之步驟通過性優異之濕式不織布。又，藉由原纖維，可進一步縮小纖維間 之較大之空隙，結果為可獲得極緻密之濕式不織布，故而絕緣破壞強度更優異。

經原纖化之間位聚芳醯胺纖維並無限定，可列舉以下方法：例如藉由機械作用對通常之間位聚芳醯胺纖維進行打漿之方法；或使間位聚芳醯胺聚合物溶解於二甲基乙醯胺等溶劑中，一面於水等不良溶劑中進行攪拌一面擠出使之再沈澱之方法。亦可對經原纖化之間位聚芳醯胺纖維進一步進行打漿而更高程度地使之原纖化。

再者，亦可將經原纖化之間位聚芳醯胺纖維與通常之間位聚芳醯胺纖維進行混合而使用。經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例於不織布中，較佳為15%以上，更佳為15~50%，進而較佳為20~50%，最佳為30~50%。因此，於不織布構成纖維中，亦較佳為使用15質量%以上(更佳為15~50質量%，進而較佳為20~50質量%，最佳為30~50質量%)之經原纖化之間位聚芳醯胺纖維。藉由包含經原纖化之間位聚芳醯胺纖維，纖維彼此之纏結性提昇，紙力提昇。其結果為可獲得造紙時之步驟通過性優異之濕式不織布。又，可獲得藉由原纖維使纖維間之較大之空隙較少且緻密之濕式不織布。而且，藉由使經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之含量為50%以下，容易脫水，可防止造紙時之脫水抽吸或壓輥之負載增大，又，可不使脫水步驟後之含水率過多而獲得優異之紙力之濕式不織布。

此處，關於經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例，於為加熱、加壓處理前之不織布之情形時(不織布構成纖維中之比例亦相同)，採集5cm見方之樣本並分級為各纖維後，於100℃之烘 箱中使各纖維乾燥，然後測定重量，根據其比率以質量%之形式算出。於為加熱、加壓處理後之樣本之情形時，由於難以進行各纖維之分級，故而於樣本剖面照片中，根據纖維分裂為2條以上而成為較單纖維更細之狀態、或者經薄膜化之部分之總面積相對於除孔隙部分以外之不織布之總面積的比例，以%之形式算出。

再者，於本發明中，間位聚芳醯胺纖維係通常之間位聚芳醯胺纖維與經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之總稱，以下，亦有時將通常之間位聚芳醯胺纖維與經原纖化之間位聚芳醯胺纖維綜合稱為間位聚芳醯胺纖維。

本發明中之濕式不織布包含聚苯硫醚短纖維。藉由包含聚苯硫醚短纖維，可獲得吸濕尺寸穩定性優異之濕式不織布。又，於使用聚苯硫醚短纖維之情形時，藉由進行加熱、加壓處理，聚苯硫醚短纖維熔融而於間位聚芳醯胺纖維之間隙及表面發生膜化，藉此可提昇耐水解性。

聚苯硫醚係含有對苯硫醚單元或間苯硫醚單元等苯硫醚單元作為重複單元之聚合物。聚苯硫醚可為該等中之任一單元之均聚物，亦可為具有兩者之單元之共聚合體。又，亦可為與其他芳香族硫醚之共聚合體。

又，作為聚苯硫醚之重量平均分子量，較佳為40000~60000。藉由設為40000以上，可獲得作為聚苯硫醚纖維之良好之力學特性。又，藉由設為60000以下，抑制熔融紡絲之溶液之黏度，無需特殊之高耐壓規格之紡絲設備。

聚苯硫醚短纖維可為未延伸聚苯硫醚短纖維，亦可為延伸聚苯硫醚短纖維，較佳為包含於更低溫度下變形而融合之未延 伸聚苯硫醚短纖維。聚苯硫醚短纖維由於為熱塑性，故而若進行加熱加壓，則發生變形，因此可填補不織布間之空隙，並且與構成濕式不織布之間位聚芳醯胺纖維或其他聚苯硫醚短纖維(未延伸聚苯硫醚短纖維、延伸聚苯硫醚短纖維)等融合，從而獲得緻密之濕式不織布。藉由聚苯硫醚短纖維之至少一部分融合，可提昇絕緣破壞強度，達成絕緣破壞強度17kV/mm以上。再者，至少一部分融合可為具有藉由融合而殘留纖維形態之部位之情形，亦可為纖維整體藉由融合而變形之情形。又，本發明之不織布中所包含之聚苯硫醚短纖維亦包含聚苯硫醚短纖維之至少一部分融合，結果未殘留纖維形態之態樣者。

濕式不織布中所包含之至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之比例為40%以下，較佳為20~40%，更佳為25~40%，更佳為30~40%。於不織布中，藉由將至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之比例設為上述範圍，可獲得拉裂強度優異之緻密之濕式不織布，且提昇絕緣破壞強度。於至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之比例為較佳之態樣(20~40%)的情形時，充分地填補濕式不織布中之空隙，可表現優異之絕緣破壞強度。另一方面，於至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之比例過多之情形時，雖然絕緣破壞強度不存在問題，但濕式不織布成為薄膜狀，拉裂強度降低。至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之比例係於加熱、加壓處理後之樣本剖面照片中，根據2條以上經融合之聚苯硫醚短纖維部及經膜化之聚苯硫醚部之總面積相對於除孔隙部分以外之不織布之總面積的比例而算出。

再者，此處所謂之未延伸聚苯硫醚短纖維係指藉由擠 出型紡絲機等通過噴頭進行熔融紡絲後，於幾乎不延伸之情況下獲得之聚苯硫醚短纖維。

於本發明中，作為聚苯硫醚短纖維，可併用上述未延伸聚苯硫醚短纖維與延伸聚苯硫醚短纖維，亦可僅使用延伸聚苯硫醚短纖維。以下，亦有時將未延伸聚苯硫醚短纖維與延伸聚苯硫醚短纖維綜合稱為聚苯硫醚短纖維。

於併用上述未延伸聚苯硫醚短纖維與延伸聚苯硫醚短纖維作為聚苯硫醚短纖維之情形時，延伸聚苯硫醚短纖維之比例於不織布構成纖維中，較佳為10~40質量%，更佳為15~30質量%。另一方面，未延伸聚苯硫醚於不織布構成纖維中，較佳為10~40質量%，更佳為15~30質量%。於在上述範圍內併用延伸聚苯硫醚短纖維與未延伸聚苯硫醚短纖維之情形時，藉由加熱加壓處理，未延伸聚苯硫醚短纖維等聚苯硫醚短纖維於40%以下之範圍內熔融而與其他纖維融合，故而接著性提昇，成為拉伸強度及拉裂強度優異之濕式不織布。

另一方面，於不使用未延伸聚苯硫醚短纖維而對延伸聚苯硫醚短纖維進行加熱加壓使其一部分融合之情形時，延伸聚苯硫醚短纖維於不織布構成纖維中為40質量%以下，較佳為20~40質量%，更佳為25~40質量%，更佳為30~40質量%。於比例過多之情形時，雖然絕緣破壞強度不存在問題，但濕式不織布成為薄膜狀，拉裂強度降低。

作為本發明中之濕式不織布中之聚苯硫醚短纖維之單纖維纖度，未延伸聚苯硫醚短纖維及延伸聚苯硫醚纖維均較佳為0.05dtex以上且5dtex以下。藉由為0.05dtex以上，纖維彼此不 會過於容易纏繞，容易均一地分散。藉由為5dtex以下，纖維不會變得過粗或過硬，可將纖維彼此之纏結力維持為優異之範圍。其結果為可獲得充分之紙力，可製成不易破裂之濕式不織布。

又，作為聚苯硫醚短纖維之纖維長度，未延伸聚苯硫醚短纖維及延伸聚苯硫醚短纖維均較佳為0.5~15mm，更佳為1~8mm。藉由設為0.5mm以上，藉由纖維彼此之纏結，可提高濕式不織布之強度。又，藉由設為15mm以下，可防止纖維彼此之纏結發生結塊等而產生不均等。

將上述間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維進行混抄，藉由通常使用之造紙機獲得乾網，進行加熱加壓處理，將聚苯硫醚短纖維、較佳為未延伸聚苯硫醚短纖維於一定範圍內融合而填補空隙，藉此可獲得17kV/mm以上之電氣絕緣紙。藉由絕緣破壞強度成為17kV/mm以上，可使用作為馬達或變壓器等中所使用之電氣絕緣紙。

再者，本發明中之絕緣破壞強度係藉由依據JIS C 2151(2006)17.1，於直徑25mm、質量250g之圓盤狀之上部電極與直徑75mm之圓盤狀之下部電極之間夾入試驗片，使用空氣作為試驗介質，一面以1.0kV/秒使電壓上升一面施加頻率60Hz之交流電壓，將發生絕緣破壞時之電壓除以預先測得之中央部之厚度而算出。

其次，對製造本發明之不織布之方法進行說明。

未延伸聚苯硫醚纖維可藉由利用擠出型紡絲機等對聚苯硫醚聚合物進行熔融紡絲，於幾乎不延伸之情況下進行處理而獲得。又，延伸聚苯硫醚纖維可以與未延伸聚苯硫醚纖維相同之方 式，藉由利用擠出型紡絲機等對聚苯硫醚聚合物進行熔融紡絲，於通常為3.0倍以上、較佳為5.5倍以下、進而較佳為3.5~5.0倍之範圍內進行延伸而獲得。該延伸可以1段進行延伸，亦可進行2段以上之多段延伸。較佳為使用2段延伸之情形時之第1段延伸設為綜合倍率之70%以上、較佳為75~85%，剩餘倍率以第2段以後之延伸進行。所獲得之未延伸紗及延伸紗可不賦予捲縮而切割，亦可賦予捲縮而切割。關於聚苯硫醚短纖維中之捲縮之有無，具有捲縮者及不具有捲縮者各有優點。具有捲縮之聚苯硫醚短纖維適於提昇纖維彼此之纏結性而獲得強度優異之濕式不織布。另一方面，不具有捲縮之聚苯硫醚短纖維適於獲得不均較小之均一之濕式不織布。

其次，對通常之間位聚芳醯胺纖維進行說明。通常之間位聚芳醯胺纖維可藉由將溶解有間位聚芳醯胺之紡絲液自噴頭擠出至高溫之氣隙中後，進行水洗、乾燥，切割為既定之纖維長度而獲得。

又，經原纖化之間位聚芳醯胺纖維可藉由自噴頭將溶解有間位聚芳醯胺之紡絲液一面以高速進行攪拌一面擠出至不良溶劑中而獲得。此時，可於噴出口附近設置碰撞板。或者，亦可對通常之間位聚芳醯胺纖維賦予機械、化學作用而使之原纖化。

作為使間位聚芳醯胺纖維原纖化之手段，例如可列舉：尼加拉(Niagara)打漿機、均質機、盤式精製機、擂潰機、研杵及研缽、噴水衝頭等。再者，該等手段不僅可應用於通常之間位聚芳醯胺纖維，亦可應用於經原纖化之間位聚芳醯胺纖維，可根據原纖化之程度組合數種手段。

原纖化之程度可藉由依據JIS P 8121-2(2012)之加拿 大游離度測試儀之濾水度進行確認，濾水度較佳為10~900cm³，更佳為10~600cm³，更佳為10~300cm³。於原纖化之程度較小，即濾水度過大之情形時，由原纖維所引起之纏結變少，乾網之紙力降低。另一方面，於原纖化之程度較大，即濾水度過小之情形時，原纖化步驟之效率降低，並且造紙時之脫水步驟之負載會增大。

示出將如上所述之間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維進行混抄而製成濕式不織布之方法之一例。

首先，使間位聚芳醯胺纖維及聚苯硫醚短纖維分別分散於水中。進而，以既定之比例混合該等分散液，獲得造紙用分散液。

作為間位聚芳醯胺纖維及聚苯硫醚短纖維相對於造紙用分散液總重量之合計量，較佳為0.05~5質量%。於合計量小於0.05質量%之情形時，生產效率降低，並且脫水步驟之負載會增大。反之，若超過5質量%，則纖維之分散狀態變差，難以獲得均一之濕式不織布。

分散液可預先分別調整間位聚芳醯胺纖維之分散液及聚苯硫醚短纖維之分散液後，混合兩者，亦可直接調整包含兩者之分散液。分別調整各纖維之分散液再混合兩者之方法就可依照各纖維之形狀、特性等分別控制攪拌時間之方面而言較佳，直接調整包含兩者之分散液之方法就步驟簡化之方面而言較佳。

於造紙用分散液中，為了提昇水分散性，可添加包含陽離子系、陰離子系、非離子系等之界面活性劑等之分散劑或油劑；增加分散液之黏度而防止造紙用分散液凝集之黏劑，進而亦可添加抑制氣泡產生之消泡劑等。

使用圓網式、長網式、傾斜網式等之造紙機或手抄造紙機，將以上述方式準備之造紙用分散液進行造紙，藉由揚基烘缸或旋轉式乾燥器等將其乾燥，而獲得乾網。其後，對其實施加熱、加壓處理，獲得濕式不織布。再者，於本發明中，將同時進行加熱及加壓之操作稱為加熱、加壓處理，與僅藉由乾燥等加熱而不進行加壓之處理加以區別。乾網係指經濕式抄紙獲得之不織布中未實施該加熱、加壓處理者。

於本發明中，為了增大絕緣破壞強度，較佳為藉由加熱加壓處理使聚苯硫醚短纖維(較佳為未延伸聚苯硫醚短纖維)之一部分融合，於此情形時，較佳為儘可能抑制乾網之製造步驟中之結晶化。為此，較佳為將造紙步驟中之乾燥溫度設為80~140℃，進而較佳為設為90~130℃。又，較佳為縮短乾燥步驟之通過時間而抑制結晶化。若乾燥不充分，則乾網之紙力降低，或者於下一步驟之加熱、加壓處理時產生急遽之熱收縮而容易產生紙斷裂。反之，若過度乾燥，則進行乾網之結晶化，聚苯硫醚短纖維難以藉由其後之加熱、加壓處理發生塑性變形，其結果為難以填埋乾網之纖維彼此之間隙，絕緣破壞強度降低。此處，造紙步驟之乾燥溫度係指上述造紙步驟之乾燥時之處理溫度(環境溫度)的最高溫度。為了使乾網中所包含之聚苯硫醚短纖維藉由加熱、加壓處理容易發生塑性變形，加熱、加壓處理前之乾網之結晶化熱量較佳為3J/g以上，更佳為5J/g以上。

再者，結晶化溫度係指於與下述實施例之欄之[測定、評價方法](1)項之結晶化熱量之測定相同之條件下測得的主發熱峰之頂點溫度。

於本發明之不織布之製造中，包括對將間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維進行混抄而成之乾網進行加熱、加壓處理之步驟較為重要。藉由進行加熱、加壓處理，如上所述，可使聚苯硫醚短纖維熔融軟化，填補空隙而將纖維間融合，達成絕緣破壞強度17kV/mm以上。作為進行加熱、加壓之手段，可為任一手段，例如可採用藉由平板等之熱壓機、壓光機等。其中，較佳為可連續加工之壓光機。壓光機之輥可使用金屬-金屬輥、金屬-紙輥、金屬-橡膠輥等。

加熱、加壓處理之溫度條件較佳為聚苯硫醚短纖維(較佳為未延伸聚苯硫醚短纖維)之玻璃轉移溫度以上且間位聚芳醯胺之熔點以下之溫度。於使未延伸聚苯硫醚短纖維融合之情形時，進而較佳為160~260℃，進而較佳為180~240℃，於使延伸聚苯硫醚短纖維融合之情形時，進而較佳為230~285℃，進而較佳為240~280℃。若處理溫度低於聚苯硫醚短纖維之玻璃轉移溫度，則聚苯硫醚短纖維不會熱融合，無法獲得緻密之濕式不織布。另一方面，若超過間位聚芳醯胺之熔點，則乾網變得過軟而會貼附於壓光機之輥或熱壓機之板等加熱加壓裝置，無法穩定地進行量產加工。又，作為濕式不織布，亦成為表面粗糙者。

再者，玻璃轉移溫度及熔點係指於與下述實施例之欄之[測定、評價方法](2)項之玻璃轉移點及熔點相同之條件下測得的值。

作為採用壓光機加工作為加熱、加壓處理之情形時之壓力，較佳為98~7000N/cm。藉由設為98N/cm以上，可填補纖維間之空隙。另一方面，藉由設為7000N/cm以下，可防止加熱、 加壓處理步驟中之濕式不織布之破裂等，而穩定地實施處理。作為步驟速度，較佳為1~30m/min，更佳為2~20m/min。藉由設為1m/min以上，可獲得良好之作業效率。另一方面，藉由設為30m/min以下，可使熱亦傳導至濕式不織布之內部之纖維，獲得有效之纖維熱融合。

如此獲得之濕式不織布可作為絕緣紙，進行沖裁、彎曲加工等製成既定之形狀，插入至馬達，使用作為楔或槽襯、相間紙。又，於變壓器中，亦可使用作為線圈線間絕緣紙、或層間絕緣紙。進而，亦可於上述濕式不織布塗佈環氧系或聚酯系黏著劑，使用作為用於線圈或引出線之固定等之絕緣帶。

又，可於將加熱、加壓處理前之乾網與熱塑性樹脂片材積層後進行加熱、加壓處理，貼合乾網與熱塑性樹脂片材。如此獲得之貼合片材(積層片材)可作為絕緣片材，進行沖裁、彎曲加工等製成既定之形狀，插入至馬達，使用作為楔或槽襯、相間紙。此處，為了獲得乾網與熱塑性樹脂片材之良好之接著性，較佳為加熱、加壓處理前之乾網及加熱、加壓處理前之熱塑性樹脂片材中之至少一者的結晶化熱量為10J/g以上。再者，於為積層片材之情形時，乾網與熱塑性樹脂片材接著，難以進行分離，故而根據於與對乾網及熱塑性樹脂片材進行加熱、加壓處理之條件相同之條件下僅對乾網進行加熱、加壓處理之情形時的乾網之剖面照片，算出融合之聚苯硫醚短纖維之比例。

作為構成熱塑性樹脂片材之熱塑性樹脂，可較佳地列舉：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚苯硫醚等，該等可使用1種以上。

[實施例]

其次，基於實施例具體地說明本發明。但是，本發明並不僅限定於該等實施例。可於不脫離本發明之技術範圍之範圍內進行各種變形或修正。再者，本實施例中所使用之各種特性之測定方法如下所述。

[測定、評價方法] (1)結晶化熱量

結晶化熱量係藉由準確稱量乾燥後(加熱、加壓處理前)之乾網樣本約2mg，利用示差掃描熱量計(島津製作所製造，DSC-60)，於氮氣下，以升溫速度10℃/分鐘升溫，測定所觀察之主發熱峰之發熱量而進行。

(2)玻璃轉移點及熔點

玻璃轉移點及熔點係藉由依據JIS K7121(2012)4.2(2)之方法所測得之值。將於氮氣流下以10℃/分鐘進行加熱時之外推玻璃轉移起始溫度作為玻璃轉移點，將熔解波峰溫度之值作為所謂之熔點。再者，玻璃轉移溫度、熔點均設為於上述條件下測得之首輪之測定值。

(3)單位面積重量

單位面積重量係依據JIS P 8124(2011)，試樣之寬度每1m內採集3片20cm×20cm之試驗片，測量標準狀態下之各者之質量(g)，以每1m²之質量(g/m²)表示其平均值。

(4)厚度

厚度係依據JIS P 8118(2014)，使用厚度測定機，對試樣之10處不同部位於藉由直徑16mm之加壓頭之100kPa之加壓下，等待10秒以使厚度穩定後測定厚度，算出平均值。

(5)絕緣破壞強度

絕緣破壞強度係依據JIS C 2151(2006)17.1進行測定。自試樣之5處不同部位採集12cm×12cm之試驗片，於直徑25mm、質量250g之圓盤狀之上部電極與直徑75mm之圓盤狀之下部電極之間夾入試驗片。使用空氣作為試驗介質，一面以1.0kV/秒使電壓上升一面施加頻率60Hz之交流電壓，測定發生絕緣破壞時之電壓。將所獲得之絕緣破壞電壓除以預先測得之中央部之厚度，算出絕緣破壞強度。

(6)吸濕尺寸變化率

吸濕尺寸變化率係自試樣之3處不同部位採集長25cm×寬5cm之試驗片，於裝有矽膠之乾燥器中於30℃下乾燥24小時，於縱向上標出200.0mm間隔之標記。

繼而，將上述試驗片放置於調整為相對濕度90%、溫度30℃之恆溫、恆濕槽內24小時後，自恆溫、恆濕槽中取出，立即測定上述標記之間隔L，藉由下式算出尺寸變化率。算出其平均值並四捨五入至小數點後1位。

尺寸變化率(%)=(L-200.0/200.0)×100

此處，L：於相對濕度90%、溫度30℃下放置24小時後之標記間隔(mm)。

(7)熱尺寸變化率(乾熱收縮率)

熱尺寸變化率係自試樣之3處不同部位採集200.0mm×200.0mm之試驗片，於200℃之熱風乾燥機中熱處理30分鐘，於相對濕度60%、溫度25℃之環境下放置2小時後，測定試驗片之面積。藉由下式算出熱尺寸變化率，算出其平均值並四捨五入至小數點後1位。

熱尺寸變化率(%)={(40000-A)/40000}×100

此處，A：熱處理後之試驗片之面積(mm²)。

(8)拉裂強度

拉裂強度係於依據JIS P 8116(2000)之條件下進行測定。所獲得之樣本為手抄樣本，纖維配向性較低，故而僅測定縱向之拉裂強度。

(9)耐磨耗性

耐磨耗性係於依據JIS P 8136(1994)之條件下進行測定。

其次，對以下之實施例及比較例中之用語進行說明。

《未延伸聚苯硫醚短纖維》

作為未延伸聚苯硫醚短纖維，使用單纖維纖度3.0dtex(直徑17μm)、切割長度6mm之東麗製造之「Torcon」(註冊商標)、編號S111。該聚苯硫醚纖維之玻璃轉移點為92℃，熔點為277℃。

《延伸聚苯硫醚短纖維》

作為延伸聚苯硫醚短纖維，使用單纖維纖度1.0dtex(直徑10μm)、切割長度6mm之東麗製造之「Torcon」(註冊商標)、編號S301。該聚苯硫醚纖維之玻璃轉移點為92℃，熔點為284℃。

《通常之間位聚芳醯胺纖維》

使用Toray Chemical Korea Inc.公司製造之單纖維纖度1.7dtex(直徑13μm)、切割長度6mm之間位聚芳醯胺纖維。該間位聚芳醯胺纖維之熔點為427℃。再者，此處所謂之通常之間位聚芳醯胺纖維係指未進行原纖化處理之短纖維，與下述經原纖化之間位聚芳醯胺有所區別。

《經原纖化之間位聚芳醯胺纖維》

使用Toray Chemical Korea Inc.公司製造之紙漿狀之間位聚芳醯胺纖維。熔點為423℃。

《打漿機》

作為用以使上述《經原纖化之間位聚芳醯胺纖維》中所記載之Toray Chemical Korea Inc.公司製造之紙漿狀之間位聚芳醯胺纖維進一步原纖化的打漿處理裝置，使用尼加拉打漿機(熊谷理機工業公司製造)。藉由對經原纖化之間位聚芳醯胺纖維進行打漿，使濾水度為293cm³。

《手抄造紙機》

使用底部設置有140網目之手抄造紙網之大小30cm×30cm、 高度40cm之手抄造紙機(熊谷理機工業製造)。

《旋轉型乾燥機》

於手抄造紙後之乾燥中，使用旋轉型乾燥機(熊谷理機工業製造之ROTARY DRYER DR-200)。

《加熱、加壓》

使用包含鐵輥及紙輥之油壓式三輥壓光加工機(由利Roll製造，型式IH式H3RCM)實施加熱、加壓。

[實施例1]

將未延伸聚苯硫醚短纖維30質量份分散於水中，製作纖維濃度成為0.10質量%之分散液。繼而，將通常之間位聚芳醯胺纖維35質量份分散於水中，製作纖維濃度成為0.15質量%之分散液。進而，以成為0.30質量%之方式將經原纖化之間位聚芳醯胺纖維混合於水中，並藉由尼加拉打漿機打漿20分鐘，製作混合液。將該等進行混合，進而加入水，將未延伸聚苯硫醚短纖維30質量份、通常之間位聚芳醯胺纖維35質量份、經原纖化之間位聚芳醯胺纖維35質量份製成0.07質量%之分散液。使用該分散液，藉由手抄造紙機製作濕紙。使用旋轉型乾燥機將藉由輥進行脫水所獲得之網於110℃下乾燥70秒而獲得乾網後，繼而於鐵輥表面溫度200℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘下對單面實施加熱、加壓處理後，於鐵輥表面溫度230℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘下對另一面進行加熱、加壓，獲得不織布。

再者，自利用輥將由手抄造紙機所獲得之濕紙進行脫水而成者以5cm見方之大小採集樣本，分級為各纖維後，使各者於100℃之烘箱中乾燥而比較重量，結果未延伸聚苯硫醚短纖維：通常之間位聚芳醯胺纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例為30：34：36，與原料之重量比大致同等。

又，當觀察加熱加壓後之樣本之剖面時，未延伸聚苯硫醚短纖維完全膜化而融合。使用掃描式電子顯微鏡以150倍之倍率拍攝加熱加壓後之樣本之剖面，使用圖像處理軟體imageJ算出融合之聚苯硫醚短纖維、通常之間位聚芳醯胺纖維、及經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之面積比例。各纖維之邊界線係使用多邊形痕截痕(Polygon Sections)模式，藉由手動操作而確定。於3個剖面實施該操作，算出所獲得之面積比例之平均。根據加熱加壓後之樣本之剖面照片算出之融合之聚苯硫醚短纖維：通常之間位聚芳醯胺纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維的面積比例為36：34：30，所獲得之不織布之單位面積重量為40g/m²。所獲得之不織布之絕緣破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例2]

於實施例1中，將通常之間位聚芳醯胺纖維變更為延伸聚苯硫醚短纖維，將未延伸聚苯硫醚短纖維：延伸聚苯硫醚短纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例設為30：35：35，除此以外，以相同之順序製作不織布。再者，當觀察加熱加壓後之樣本之剖面時，未延伸聚苯硫醚短纖維完全膜化而融合，但延伸聚苯硫醚短纖維未發生變形或膜化。所獲得之不織布之單位面積重量為40g/m²。所 獲得之不織布之絕緣破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例3]

於實施例1中，將未延伸聚苯硫醚短纖維：通常之間位聚芳醯胺纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例變更為30：20：50，以相同之順序製作不織布。所獲得之不織布之單位面積重量為41g/m²。所獲得之不織布之絕緣破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例4]

於實施例2中，將未延伸聚苯硫醚短纖維：延伸聚苯硫醚短纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例變更為30：20：50，以相同之順序製作不織布。所獲得之不織布之單位面積重量為39g/m²。所獲得之不織布之絕緣破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例5]

將延伸聚苯硫醚短纖維：通常之間位聚芳醯胺纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例變更為30：35：35，針對藉由壓光機之加熱、加壓處理溫度，將鐵輥表面溫度200℃及230℃分別變更為260℃及270℃，除此以外，以相同之順序製作不織布。當觀察加熱加壓後之樣本之剖面時，延伸聚苯硫醚短纖維發生膜化而融合。所獲得之不織布之單位面積重量為41g/m²。所獲得之不織布之絕緣 破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例6]

於實施例1中，將經原纖化之間位聚芳醯胺纖維變更為延伸聚苯硫醚短纖維，將未延伸聚苯硫醚短纖維：延伸聚苯硫醚短纖維：通常之間位聚芳醯胺纖維之比例設為30：60：10，除此以外，以相同之順序製作不織布。所獲得之不織布之單位面積重量為38g/m²。所獲得之不織布之絕緣破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例7]

於實施例2中，將未延伸聚苯硫醚短纖維：延伸聚苯硫醚短纖維：經原纖化之間位聚芳醯胺纖維之比例變更為30：60：10，以相同之順序製作不織布。所獲得之不織布之單位面積重量為42g/m²。所獲得之不織布之絕緣破壞強度優異，並且拉裂強度、磨耗耐久性亦優異。

[實施例8] 《聚苯硫醚薄膜之製作》

於附攪拌機之高壓釜中添加硫化鈉33kg(250莫耳，包含結晶水40質量%)、氫氧化鈉100g、苯甲酸鈉36kg(250莫耳)及N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，簡稱為NMP)79kg，一面進行攪拌，一面緩慢升溫至205℃進行脫水後，於殘留混合物中加入1,4-二氯苯38kg(255莫耳)及NMP 20kg，於265℃下加熱4小時。用熱水將反應 產物清洗8次，獲得熔融黏度3200泊之聚苯硫醚樹脂組成物21kg。

將所獲得之聚苯硫醚樹脂組成物於180℃、減壓下乾燥2小時後，混合平均粒徑0.1μm之二氧化矽微粉末0.5質量%，於310℃之溫度下於腸線上進行熔融擠出，進而將該腸線切斷為小片狀。將該小片於減壓下、180℃之溫度下乾燥3小時後，投入至擠出機之料斗中，於320℃下進行熔融，自T型噴頭片狀地擠出，於保持為表面溫度30℃之金屬滾筒上進行冷卻固化而獲得厚度50μm之未延伸聚苯硫醚薄膜。所獲得之薄膜之結晶化熱量為24.2J/g。

《乾網之製作》

使用與實施例2相同之分散液，藉由手抄造紙機製作濕紙。使用旋轉型乾燥機將藉由輥進行脫水所獲得之網於110℃下乾燥70秒而獲得乾網。乾網之單位面積重量為39g/m²。

《與乾網之積層》

將所獲得之聚苯硫醚薄膜與乾網積層，於鐵輥表面溫度200℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘之條件下，將乾網置於鐵輥側，實施加熱、加壓處理後，於鐵輥表面溫度220℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘下，將聚苯硫醚薄膜置於鐵輥側，再次進行加熱、加壓處理，藉此獲得積層片材。關於所獲得之積層片材，聚苯硫醚薄膜與乾網不發生剝離，絕緣破壞強度優異。

[實施例9] 《聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之製作》

於對苯二甲酸二甲酯194質量份及乙二醇124質量份中加入乙酸鎂四水合物0.1質量份，一面於140~230℃下將甲醇餾出一面進行酯交換反應。繼而，加入磷酸三甲酯0.05質量份之乙二醇溶液及三氧化二銻0.05質量份攪拌5分鐘後，一面以30rpm攪拌低聚合體，一面將反應系自230℃緩慢升溫至290℃，並且將壓力降低至0.1kPa。達到最終溫度、最終壓力為止之時間均設為60分鐘。進行3小時聚合反應，於成為既定之攪拌轉矩時對反應系進行氮氣沖洗，恢復至常壓而停止縮聚反應，繩狀地噴出至冷水中，立即進行切割而獲得固有黏度0.63dL/g、熔解溫度257℃之聚對苯二甲酸乙二酯之顆粒。將該顆粒於減壓下、180℃之溫度下乾燥3小時後，投入至擠出機之料斗中，於280℃下進行熔融，自T型噴頭片狀地擠出，於保持為表面溫度30℃之金屬滾筒上進行冷卻固化而獲得厚度50μm之未延伸聚對苯二甲酸乙二酯薄膜。所獲得之薄膜之結晶化熱量為22.3J/g。

《乾網之製作》

藉由與實施例8相同之方法製作乾網。乾網之單位面積重量為39g/m²。

《與乾網之積層》

將所獲得之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜與乾網積層，於鐵輥表面溫度180℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘之條件下，將乾網置於鐵輥側，實施加熱、加壓處理後，於鐵輥表面溫度210℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘下，將聚對苯二甲酸乙二酯薄 膜置於鐵輥側，再次進行加熱、加壓處理，藉此獲得積層片材。關於所獲得之積層片材，聚對苯二甲酸乙二酯薄膜與乾網不發生剝離，絕緣破壞強度優異。

[比較例1]

於實施例1中，不使用未延伸及延伸之聚苯硫醚短纖維，將經原纖化之間位聚芳醯胺纖維：通常之間位聚芳醯胺纖維之比例設為50：50，以相同之順序製作不織布。所獲得之不織布之單位面積重量為45g/m²。當觀察所獲得之不織布之剖面時，於經原纖化之間位聚芳醯胺纖維間、及經原纖化之間位聚芳醯胺纖維與通常之間位聚芳醯胺纖維之間觀察到微細之孔隙，絕緣破壞強度未滿17kV/mm。

[比較例2]

將未延伸聚苯硫醚短纖維50質量份分散於水中，製作纖維濃度成為0.10質量%之分散液。繼而，將屬於具有原纖維之對位系聚芳醯胺纖維的杜邦(DuPont)公司製造之「克維拉(Kevlar)」紙漿、編號1F303 50質量份分散於水中，製作成為0.10質量%之分散液。將該等分散液進行混合，調整未延伸聚苯硫醚短纖維：對位系聚芳醯胺纖維之比例為50：50之濃度0.05質量%之分散液。使用該分散液，藉由手抄造紙機製作濕紙。使用旋轉型乾燥機將藉由輥進行脫水所獲得之網於110℃下乾燥70秒而獲得乾網後，繼而於鐵輥表面溫度220℃、線壓490N/cm、輥旋轉速度3m/分鐘下對單面實施加熱、加壓處理而獲得不織布。所獲得之不織布之單位面積重量為 41g/m²。所獲得之不織布之絕緣破壞強度未滿17kV/mm，缺乏拉裂強度、磨耗耐久性。

於以下之表中，彙總示出實施例1~9及比較例1~2之物性評價結果。

Claims (8)

1. 一種不織布，其係含有間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維之濕式不織布，且至少一部分融合之聚苯硫醚短纖維之混抄率為40%以下，絕緣破壞強度為17kV/mm以上。
2. 如請求項1之不織布，其包含15%以上之間位聚芳醯胺纖維。
3. 如請求項1或2之不織布，其包含15%以上之經原纖化之間位聚芳醯胺纖維。
4. 一種請求項1至3中任一項之不織布之製造方法，其係於上述聚苯硫醚短纖維之玻璃轉移點以上且上述間位聚芳醯胺纖維之熔點以下之溫度下，對將含有間位聚芳醯胺纖維與聚苯硫醚短纖維之濕式不織布造紙後使水分乾燥而成之乾網進行加熱、加壓處理。
5. 一種積層片材，其係於熱塑性樹脂片材之至少一面積層有請求項1至3中任一項之不織布。
6. 如請求項5之積層片材，其中，構成上述熱塑性樹脂片材之熱塑性樹脂係選自聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯及聚苯硫醚。
7. 一種電氣絕緣紙，其包含請求項1至3中任一項之不織布。
8. 一種電氣絕緣片材，其包含請求項5或6之積層片材。