JPH0732549A

JPH0732549A - アラミド積層体

Info

Publication number: JPH0732549A
Application number: JP5175311A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakaishi; 昭夫中石; Shiro Yamamoto; 至郎山本
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】機械特性、耐熱性、耐薬品性、可撓性、電気
絶縁性に優れ、容易に製造可能なアラミド積層体を提供
する。【構成】ｍ―アラミドフィブリッドと耐熱性短繊維と
からなるアラミド紙とポリエチレンテレフタレート系フ
イルムを２２０〜２５０℃の温度、５０ｋｇ／ｃｍ以上
の線圧で加圧・熱接着して積層一体化した接着剤を含ま
ないアラミド積層体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械特性、耐熱性、電
気絶縁性、耐薬品性に優れ、変圧器、モーター、発電機
の絶縁用として好適に用いられる新規なアラミド積層体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐熱性、電気絶縁性に優れた電気
絶縁用シート（紙）としてアラミド（全芳香族ポリアミ
ド）を素材とするものが幾種類か開発され、用いられて
いる。この中には、ポリメタフェニレンイソフタルアミ
ドのフィブリッド及び繊維からなるもの、ポリメタフェ
ニレンイソフタルアミドのフィブリッド及びポリエチレ
ンテレフタレート繊維から構成される紙状物等がある。
ここで、「フィブリッド」とは、デュポン社による造語
で、抄紙性のある微細なフイルムや繊維状物（例えば特
公昭３５―１１８５１号参照）を意味し、一般にはパル
プと呼ばれることが多い。アラミドのフィブリッドを使
用したアラミド紙（シート）が電気絶縁用途に使用され
るのは、フィブリッドのフイルム様形態によるものであ
る。

【０００３】アラミド紙は、通常の湿式抄造の方法によ
って製造され、必要に応じて加熱加圧（カレンダー）加
工される。これらのアラミド紙（シート）は、内部に多
くの空隙をもつものが普通であるから、厚みあたりの絶
縁破壊強度（Ｖ．Ｄ．Ｖ．；単位ＫＶ／ｍｍ）は、同じ
厚みを有する同質のフイルムよりも必然的に小さくな
る。

【０００４】一方、耐熱性はアラミドよりも劣るが、安
価であること、Ｂ．Ｄ．Ｖ．が大きいこと等の理由か
ら、ポリエチレンテレフタレートのフイルムも電気絶縁
材料として用いられている。

【０００５】さらに、アラミド紙（シート）の耐熱性・
耐酸化性とポリエチレンテレフタレートフイルムの高い
電気絶縁性を兼ね備えた絶縁材料を指向してポリエチレ
ンテレフタレートフイルムとアラミド紙（シート）を接
着剤で貼り合わせた多層構造シートも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この多層構造シートを
製造するには、接着剤を塗布し積層するか、接着テープ
を介在させて積層する工程を必要とするため、工業的に
は必ずしも有利な方法とはいえない。しかも接着剤を用
いているため元のアラミド紙、ポリエチレンテレフタレ
ートフイルムの優れた特徴である可撓性を損なうという
欠点がある。さらに、このような多層構造シートは使用
にあたりワニスを含浸させる場合がほとんどであるが、
その際、接着剤に用いられる樹脂がワニスによってしば
しば侵されるため、ボイド、クラックが発生するという
問題点もある。そのため、あらかじめ接着剤とワニスの
相溶性を確認するという煩雑な手続きが必要であり、使
用上の制約となっている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明者らが鋭意検討した結果、ポリエチレンテレ
フタレート系フイルムとアラミド紙とを特定の条件で加
圧・熱接着することで製造されたアラミド積層体は、可
撓性を備え、かつ機械特性、耐熱性、電気絶縁性、耐薬
品性に優れた絶縁材料となることを見出し、本発明に到
達した。

【０００８】すなわち、本発明は、ｍ―アラミドフィブ
リッドと耐熱性短繊維とからなるアラミド紙とポリエチ
レンテレフタレート系フイルムとを重ね合せ、温度２２
０〜２５０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍ以上で加圧・熱接着
し、積層一体化したことを特徴とする積層体に係るもの
である。

【０００９】本発明の積層体を構成するポリエチレンテ
レフタレート系フイルムは、ポリエチレンテレフタレー
ト成分を８０％以上含有するホモ又はコポリエステルを
溶融製膜して使用する。周知の通り、ポリマー骨格とし
てポリエチレンテレフタレートを８０％以上含むポリエ
ステルのフイルムは、溶融された状態でＴ―ダイから押
出されシート状の形態に成形される。引き続き、所望の
膜厚、力学物性、熱収縮性、寸法安定性等を付与する目
的で一軸又は二軸に延伸し、熱セット処理等が通常施さ
れる。本発明で使用するフイルムは、延伸フイルムが好
ましいが、むろん未延伸フイルムであってもさしつかえ
ない。

【００１０】フイルムの厚みは、特に制約はないが、工
業的な供給体制とラミネート加工の操作性から１μｍ以
上３５０μｍ以下のものが好ましく選択される。

【００１１】なお、フイルムの物性を大幅に損わない範
囲であれば、上記ポリエステルはポリエチレンテレフタ
レートホモポリマー以外に、他の共重合成分を少量含ん
だものも使用可能である。このようなコポリマーの共重
合成分としてブチレンテレフタレート、エチレンビス
（２―クロルフェノキシ）エタン―４，４′―ジカルボ
キシレート、１，４―シクロヘキシレンジメチレンテレ
フタレート、エチレン―２，６―ナフタレートなどが例
示される。

【００１２】ポリエチレンテレフタレート系ポリエステ
ルの固有粘度（ｏ―クロロフェノール溶液とし３５℃で
測定）は０．５５以上１．５以下が好ましい。固有粘度
が０．５５未満であるとフイルムの機械強度が不足す
る。１．５を越えると剪断発熱などにより押出安定性、
製膜コントロールが難しくなるので好ましくない。

【００１３】本発明のポリエチレンテレフタレート系フ
イルムには、その特性を損わない範囲内で抗酸化剤、帯
電防止剤を適量配合してもかまわない。

【００１４】一方、本発明におけるアラミド紙は、ｍ―
アラミドフィブリッドの少くとも構成要素の一つとする
紙（シート）である。本発明ではｍ―アラミドフィブリ
ッドと耐熱性短繊維との水性スラリーから通常の湿式抄
造の方法により得たウエブを乾燥したものが好ましく使
用される。

【００１５】ｍ―アラミドフィブリッドは、ｍ―アラミ
ドを含有する溶液を例えば特公昭３５―１１８５１号に
記載の方法にしたがって湿式沈殿法によって製造でき
る。

【００１６】ｍ―アラミドとしては、耐熱性に優れ酸化
され難いポリメタフェニレンイソフタルアミドを主とす
るものが好ましい。このｍ―アラミドは、工業的に生産
されるアラミドの中で熱溶着性を備えた物質である。ｍ
―アラミドフィブリッドは湿式抄造に先立って濾水度を
調節して使用される。好ましい濾水度の範囲はカナディ
アン濾水度で８０〜２００ｍｌに選択できる。

【００１７】ｍ―アラミドフィブリッドと混合抄造され
る耐熱性短繊維は、繊維長３〜１０ｍｍ、繊度０．５〜
５ｄｅのものが適当である。繊維の素材は、フィブリッ
ドと同質であってもよいし異なっていてもよい。しかし
耐熱性はフィブリッドと同程度の水準にあることが好ま
しく、したがってｍ―アラミド繊維が適当である。もち
ろん、他の耐熱性ポリマー、例えば、芳香族ポリエーテ
ルケトン（例、ＰＥＥＫ）、全芳香族ポリエステル（ア
リレート）の繊維でもよく、またｐ―アラミド繊維でも
よく、また用途によってはポリエチレンテレフタレート
繊維やレーヨン等も用いることができる。

【００１８】上記ｍ―アラミドフィブリッドと上記繊維
との重量比率は、１０／９０〜９０／１０の範囲が適当
であり、３０／７０〜７０／３０が特に好ましい。紙中
におけるｍ―アラミドフィブリッドが１０％未満である
とアラミド紙の強度が著しく低下する。またｍ―アラミ
ドフィブリッドの比率が９０％を上回ると紙の含浸性、
透気性が低下するので好ましくない。

【００１９】上記のフィブリッドと繊維とを混抄する場
合は、通常の湿式抄造法を採用し得る。すなわち、フィ
ブリッドと耐熱性短繊維の所定量を、水性液中に分散し
た希薄スラリーとし、これを抄紙機によりウエブとす
る。この際のスラリー濃度はウエブの均一性と生産性の
バランスから０．０１〜０．５重量％程度が好ましい。
このようにして得られたウエブは搾水、乾燥を経て利用
できるが、必要に応じてカレンダー加工し所望の機械特
性、厚み、密度をもたせることができる。

【００２０】本発明は上記のポリエチレンテレフタレー
ト系フイルムとアラミド紙とを特定の条件にて加圧・熱
接着（いわゆる熱圧着）して積層一体化したアラミド積
層体である。

【００２１】加圧・熱接着の条件は、温度２２０℃以上
２５０℃以下（好ましくは２３０〜２４０℃）、線圧５
０ｋｇ／ｃｍ以上とする。温度が２２０℃未満であると
ポリエチレンテレフタレート系フイルムとアラミド紙と
の熱接着（融着）が不十分となり、強固な積層構造が達
成されない。一方、温度が２５０℃を上回るとポリエチ
レンテレフタレート系フイルムが著しく軟化したり、収
縮が大きすぎたりして良好な積層体が得られない。また
接着性の向上を達成させる意味から線圧は５０ｋｇ／ｃ
ｍ以上必要である。

【００２２】この加圧・熱接着の操作は、一対の加熱ロ
ール間にアラミド紙とポリエチレンテレフタレート系フ
イルムとを重ね合せて通すことで容易に実施できる。両
者の熱接着性を向上させる目的であらかじめアラミド紙
及び／又はポリエチレンテレフタレート系フイルムに表
面処理を施すこともできる。

【００２３】また、必要に応じ、アラミド紙に水分を含
ませたり、溶媒水溶液を含ませた状態で加圧・熱接着を
行ってもよい。

【００２４】アラミド紙とポリエチレンテレフタレート
系フイルムの積層方法は、積層体の用途・目的に応じて
適宜選択できる。例えば、アラミド紙の含浸性、透気性
を生かしつつ、アラミド紙表面の毛羽・紙粉の発生を抑
制する目的にはアラミド紙とポリエチレンテレフタレー
ト系フイルムとの２層貼合せが適合する。また、ポリエ
チレンテレフタレート系フイルムの電気絶縁性を生か
し、フイルム表面の酸化をおさえる目的には、該フイル
ムをアラミド紙で挟み込んだ３層構造の積層体が好適と
なる。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、可撓性を備え、機械特
性、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性に優れており、かつ
接着剤を用いることなく工業的に有利な方法にて製造さ
れるアラミド積層体が提供される。このアラミド積層体
は変圧器、モーター、発電機等に好適に用いられる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例をあげて本発明を詳
細に説明する。これらは本発明の具体例を示すものであ
り、本発明を何ら制約するものでない。

【００２７】なお、本発明における評価方法は以下の通
りである。（ａ）絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）：ＪＩＳ―Ｃ２１１１に
準拠した。交流電圧で測定した（単位：ＫＶ／ｍｍ）。（ｂ）ラミネート紙の接着性：熱圧後の表面のしわ、接
着の様子を目視で判定した。表中、○：良好、△：やや
不良、×：劣る、で表示した。（ｃ）引張強度：ＪＩＳ―Ｐ８１１３に準拠した。

【００２８】

【実施例１〜４、比較例１〜２】（１）アラミド紙の製造特公昭４７―１０８６３号に基づいて界面重合法でポリ
メタフェニレンイソフタルアミドのポリマーを製造し
た。Ｎ―メチル―２―ピロリドンに溶解して測定した固
有粘度（Ｉ．Ｖ．）は１．３５であり、無機塩類を含ま
ないものである。

【００２９】このポリマーを特公昭４８―１７５５１号
公報に記載の方法に基づいて繊維とした。沸水中で延伸
し、熱板上で更に延伸した繊維の引張強度は４．５ｇ／
ｄｅ、伸度は１８％であった。これを長さ６ｍｍに切断
した。

【００３０】同様に上記のポリマーを特公昭５２―１５
１６２１号公報に記載の沈澱装置（直径１５０ｍｍ）を
用いてフィブリッドとした。これをディスクリファイナ
ーで叩解した。濾水度はカナディアン濾水度で１１０ｍ
ｌであった。

【００３１】フィブリッドと繊維とを６０／４０の重量
比で混合して、フォードリニア抄紙機（長網抄紙機）を
用いて抄紙し、巾３０ｃｍの湿紙とした。この湿紙は搾
水して乾燥した。

【００３２】（２）アラミド紙とポリエチレンテレフタ
レートフイルムの積層上記（１）で得たアラミド紙（坪量４０ｇ／ｍ²、厚み
０．１５ｍｍ）とポリエチレンテレフタレートフイルム
（帝人（株）「テトロン」二軸延伸フイルム：厚み０．
０１２５ｍｍ）とを、アラミド紙がフイルムを挟むよう
３層に積層し、線圧１００ｋｇ／ｃｍ、通紙速度５ｍ／
分の条件で、それぞれ表１に示す温度の一対の加熱ロー
ル間に通して熱接着を行った。その結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の結果より、好ましい加熱温度の範囲
は２２０℃以上２５０℃以下であることが明らかになっ
た。

【００３５】

【実施例５〜７、比較例３】実施例１と同様の方法で、
ロール線圧を様々に変えた場合について積層を実施し
た。ロール温度は２３８℃に固定した。その結果を表２
に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】表２の結果よりロール線圧は５０ｋｇ／ｃ
ｍ以上必要なことが判明した。

【００３８】

【実施例８〜１１】実施例１と同様な方法で、フイルム
の厚みを様々に変えた場合について積層を実施した。ロ
ール線圧は１００ｋｇ／ｃｍ、ロール温度２３８℃に固
定した。そのときのフイルム厚み及び積層体の特性を表
３に示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】いずれも接着性の良好な積層体が得られ
た。そして、各積層体とも機械特性、電気絶縁性に優れ
ていることが確認できた。

【００４１】

【実施例１２】ポリエチレンテレフタレートフイルム
（帝人（株）「テトロン」二軸延伸フイルム：厚み２５
μｍ）と実施例１で作製したアラミド紙（坪量６２ｇ／
ｍ²、厚み０．１７５ｍｍ）とを各１枚ずつ重ね加熱ロ
ール間に通し、ロール線圧２００ｋｇ／ｃｍ、ロール温
度２３５℃、通紙速度５ｍ／分で積層一体化した。その
ときの条件及び積層体の特性を表４に示す。

【００４２】

【表４】

【００４３】かくして接着性の良好なアラミド積層体が
得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｍ―アラミドフィブリッド及び耐熱性短
繊維からなるアラミド紙とポリエチレンテレフタレート
系フイルムとを重ね合せ、温度２２０〜２５０℃、線圧
５０ｋｇ／ｃｍ以上の条件で加圧・熱接着し、積層一体
化したことを特徴とするアラミド積層体。
【請求項２】アラミド紙におけるｍ―アラミドフィブ
リッドと耐熱性短繊維との重量比率が１０／９０〜９０
／１０であることを特徴とする請求項１記載のアラミド
積層体。
【請求項３】ポリエチレンテレフタレート系フイルム
が一軸又は二軸延伸されたものであることを特徴とする
請求項１又は請求項２記載のアラミド積層体。