JP2003096698A - Heat-resistant insulating paper sheet and method for producing the same - Google Patents
Heat-resistant insulating paper sheet and method for producing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性絶縁紙に関
するものであり、さらに詳しくは、耐熱性に優れたポリ
イミド繊維を主成分としており、高温下においても優れ
た電気絶縁性を維持することのできる、毛羽立ちの少な
い耐熱性絶縁紙に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-resistant insulating paper, and more specifically, it contains a polyimide fiber having excellent heat resistance as a main component and is capable of maintaining excellent electric insulation even at high temperatures. The present invention relates to a heat-resistant insulating paper that can be produced and has little fuzz.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、耐熱性絶縁紙としては芳香族ポリ
アミドからなる合成紙、すなわちアラミド紙が、耐熱
性、電気絶縁性などに優れていることから有用であるこ
とが知られている。このようなアラミド紙としては、例
えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミドのフロック
とファイブリッドを混抄した後、熱圧カレンダー加工す
ることにより製造することができ、高温下でも強度が高
く電気絶縁性に優れた耐熱性絶縁紙として知られてい
る。2. Description of the Related Art Heretofore, as heat resistant insulating paper, it has been known that synthetic paper made of aromatic polyamide, that is, aramid paper is useful because it is excellent in heat resistance and electric insulation. Such an aramid paper can be produced, for example, by mixing polymetaphenylene isophthalamide flocs and fibrids, and then hot pressing calendering, which has high strength and excellent electrical insulation even at high temperatures. Known as heat resistant insulating paper.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した例に
おいては、ポリメタフェニレンイソフタルアミドのフロ
ックが熱圧加工されてもほとんど塑性変形しないので、
抄紙時の厚み斑がそのまま残り、また、シート表面のフ
ロックに起因する毛羽立ちが避けられず、平滑で毛羽立
ちの少ないアラミド紙を得ることは困難であった。一般
に、絶縁紙には平滑性が求められる。絶縁紙の平滑性が
悪く厚み斑が顕著であると、特に薄い部分において電流
の集中に起因する絶縁不良を生じたり、局所的絶縁破壊
の原因となることが懸念されるからである。また、毛羽
立ちの少ないことも求められる。毛羽が多いと絶縁破壊
を生じる原因となり、特に50万Ｖクラスの高電圧送電や
100万Ｖ以上の超高電圧送電用トランスに用いられる電
気絶縁紙においては、微小な毛羽も局所的絶縁破壊を引
き起こす恐れがあることによる。したがって、そのよう
な用途においては、特に毛羽立ちの少ない耐熱性絶縁紙
が求められている。そこで、本発明の課題は、高電圧、
超高電圧の用途にも適応できる平滑で毛羽立ちの少ない
耐熱性絶縁紙を提供することにある。However, in the above-mentioned examples, since the flock of polymetaphenylene isophthalamide hardly undergoes plastic deformation even when it is hot pressed,
It was difficult to obtain an aramid paper which was smooth and had little fluff because fluff due to flock on the sheet surface was unavoidable because the thickness unevenness during papermaking remained as it was. In general, insulating paper is required to have smoothness. This is because if the insulating paper has poor smoothness and significant unevenness in thickness, there is concern that insulation failure may occur due to current concentration, or local dielectric breakdown may occur, particularly in a thin portion. In addition, it is also required to have less fuzz. If there is a lot of fluff, it will cause dielectric breakdown, especially high voltage transmission of 500,000 V class
This is because even minute fluff may cause local dielectric breakdown in electrical insulating paper used in transformers for ultra-high-voltage power transmission of 1 million V or more. Therefore, in such applications, there is a demand for a heat-resistant insulating paper that is particularly less fluffy. Then, the subject of this invention is high voltage,
It is an object of the present invention to provide a heat-resistant insulating paper that is smooth and has little fuzz that can be applied to ultra-high voltage applications.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく、耐熱性絶縁紙の素材として特定の化学構造
を有する結晶性熱可塑性ポリイミドに着目し、このポリ
イミドからなる繊維を用いて得たポリイミド紙について
鋭意検討を重ねた結果、耐熱性に優れ、かつ高温下にお
いても優れた絶縁性を維持できる平滑で毛羽立ちの少な
い絶縁紙が得られることを見出し、本発明を完成した。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have focused on crystalline thermoplastic polyimide having a specific chemical structure as a material for heat-resistant insulating paper, and have used fibers made of this polyimide. As a result of earnestly studying the polyimide paper obtained by the above, it was found that an insulating paper which is excellent in heat resistance and can maintain excellent insulating property even at high temperature can be obtained with smooth and less fluffing, and completed the present invention.
【０００５】すなわち、本発明は、第一に、下記構造式
（１）で示される繰り返し単位を有するポリイミドから
なるポリイミド繊維を主たる構成成分とし、表面のポリ
イミド繊維が繊維形状を保った状態で相互に接着してい
ることを特徴とする絶縁紙を要旨とするものである。That is, in the present invention, firstly, a polyimide fiber composed of a polyimide having a repeating unit represented by the following structural formula (1) is used as a main constituent component, and the polyimide fibers on the surface keep mutual fiber shape. The gist is an insulating paper that is characterized by being adhered to.
【０００６】[0006]
【化２】 [Chemical 2]
【０００７】第二に、短繊維状にカットされたポリイミ
ド繊維を用いて湿式抄造して得られた原紙を、当該ポリ
イミドのガラス転移点以上かつ融点以下の温度で加熱加
圧することを特徴とする上記絶縁紙の製造方法を要旨と
するものである。Secondly, the base paper obtained by wet-making using polyimide fibers cut into short fibers is heated and pressed at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point of the polyimide. The gist of the invention is the method for producing the insulating paper.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の絶縁紙は、ポリイミドからなる繊維（以下、ポ
リイミド繊維と略記する）を必須の構成素材とするポリ
イミド紙である。一般にポリイミドは、原料となるテト
ラカルボン酸成分とジアミン成分の化学構造を選択する
ことにより、種々特性を有するポリイミドとすることが
できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
The insulating paper of the present invention is a polyimide paper in which a fiber made of polyimide (hereinafter abbreviated as polyimide fiber) is an essential constituent material. In general, a polyimide can be made into a polyimide having various properties by selecting the chemical structures of the tetracarboxylic acid component and the diamine component, which are raw materials.
【０００９】本発明におけるポリイミド繊維に用いるポ
リイミドは、下記構造式（１）で示される化学構造を繰
り返し単位として有するポリイミドである。このような
ポリイミドは、熱可塑性を有しているため熱加工性に優
れ、かつ、耐熱性及び絶縁性に優れた結晶性ポリイミド
である。The polyimide used for the polyimide fiber in the present invention is a polyimide having a chemical structure represented by the following structural formula (1) as a repeating unit. Such a polyimide is a crystalline polyimide having excellent thermoplasticity, thermal processability, heat resistance, and insulating properties.
【００１０】[0010]
【化３】 [Chemical 3]
【００１１】このようなポリイミドの具体例としては、
例えば、三井化学株式会社製「オーラム」（商品名）が市
販されており、このものは、DSC法によるガラス転移点
が２５０℃、融点が３８８℃という特性を有している。As a concrete example of such a polyimide,
For example, “Aurum” (trade name) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. is commercially available, and has a glass transition point of 250 ° C. and a melting point of 388 ° C. according to the DSC method.
【００１２】本発明に用いるポリイミド繊維としては、
結晶化の進んだポリイミド繊維であることが好ましい。
結晶化の進んだポリイミド繊維は、結晶化の進んでいな
いポリイミド繊維に比べて熱収縮が小さく、加熱冷却に
伴う寸法変化が小さい。したがって、そのような結晶化
の進んだポリイミド繊維を用いたポリイミド紙は、高温
下で長期間使用した場合においても変形が生じにくく、
また、寸法変化に伴う応力による劣化が生じたりするこ
とも少ないので、耐熱性絶縁紙として使用した場合の長
期安定性に優れており好ましい。本発明に用いるポリイ
ミド繊維は、上記したように熱可塑性を有する結晶性ポ
リイミドからなるポリイミド繊維であるため、例えば、
ポリイミドを溶融紡糸により繊維化した後、加熱延伸す
る方法により結晶化及び分子配向の進んだポリイミド繊
維とすることができる。この際の加熱延伸としては、ポ
リイミド樹脂のガラス転移点以上の温度で行なうことが
好ましく、また、延伸倍率を上げるほど結晶化及び分子
配向が進む傾向にある。結晶化及び分子配向の進んだポ
リイミド繊維における結晶化の程度としては、Ｘ線回折
法により測定される結晶化度が１５％以上、さらには２
５％以上であることが好ましく、また、結晶部の配向度
としては、８０％以上であることが好ましい。As the polyimide fiber used in the present invention,
It is preferable that the polyimide fiber has advanced crystallization.
The crystallized polyimide fiber has a smaller thermal contraction than the uncrystallized polyimide fiber, and the dimensional change due to heating and cooling is small. Therefore, the polyimide paper using such a crystallized polyimide fiber is less likely to be deformed even when used for a long time at high temperature,
Further, since deterioration due to stress due to dimensional change rarely occurs, it is preferable because it is excellent in long-term stability when used as a heat-resistant insulating paper. Since the polyimide fiber used in the present invention is a polyimide fiber made of crystalline polyimide having thermoplasticity as described above, for example,
A polyimide fiber having advanced crystallization and molecular orientation can be obtained by a method in which the polyimide is melt-spun into a fiber and then heated and stretched. The heating and stretching at this time is preferably performed at a temperature not lower than the glass transition point of the polyimide resin, and the higher the stretching ratio, the more the crystallization and the molecular orientation tend to proceed. Regarding the degree of crystallization in the polyimide fiber having advanced crystallization and molecular orientation, the crystallinity measured by X-ray diffractometry is 15% or more, and further 2
It is preferably 5% or more, and the orientation degree of the crystal part is preferably 80% or more.
【００１３】また、ポリイミドを繊維化する際には、種
々特性を改善する目的で、上記構造式（１）で示される
化学構造を有するポリイミドに、それ以外の化学構造を
有するポリイミドを共重合もしくはブレンドしたポリイ
ミドを用いてもよい。また、本発明の効果を損なわない
範囲で、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテ
ルケトン、フッ素樹脂などの他のポリマーを配合して繊
維化してもよく、さらには酸化チタン、アルミナ、シリ
カ、カーボンブラックなどの無機系フィラーを配合して
もよい。Further, when the polyimide is made into fibers, for the purpose of improving various properties, a polyimide having a chemical structure represented by the above structural formula (1) is copolymerized with a polyimide having another chemical structure or Blended polyimide may be used. Further, within a range that does not impair the effects of the present invention, polyarylate, polyolefin, polyamide, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, may be fiberized by blending other polymers such as fluororesin, further titanium oxide, alumina An inorganic filler such as silica, carbon black or the like may be blended.
【００１４】本発明に用いるポリイミド繊維の平均繊維
径としては、3〜30μmであることが好ましい。平均繊維
径が3μm未満では、本発明の絶縁紙としてのポリイミド
紙の強力が不足する傾向にあるので好ましくなく、一
方、30μmを超えると、ポリイミド紙に加工した際の空
隙が大きくなって、絶縁紙としての機能が低下する傾向
にあるので好ましくない。なお、繊維の断面形状として
は、通常は円形のものが用いられるが、特に限定される
ものではなく、異形断面であっても、不定形であっても
差し支えない。The average fiber diameter of the polyimide fibers used in the present invention is preferably 3 to 30 μm. If the average fiber diameter is less than 3 μm, it is not preferable because the strength of the polyimide paper as the insulating paper of the present invention tends to be insufficient.On the other hand, if it exceeds 30 μm, the voids when processed into a polyimide paper become large, and the insulation It is not preferable because the function as paper tends to decrease. The cross-sectional shape of the fiber is usually circular, but is not particularly limited, and may have an irregular cross-section or an irregular shape.
【００１５】本発明の絶縁紙は、実質的に上記構造式
（１）で示される繰り返し単位を有するポリイミドから
なるポリイミド繊維のみから形成されたポリイミド紙で
あってもよいが、特にこれに限定されることなく、種々
目的のために他の繊維素材が配合されたものであっても
よい。そのような他の繊維素材としては、例えば、上記
構造式（１）で示される以外の繰り返し単位を主体とす
るポリイミドからなるポリイミド繊維、もしくはPBO繊
維、PBI繊維、PTFE繊維、アラミド繊維、PPS繊維、アク
リル繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、あるいはガ
ラス繊維、シリカ繊維、セラミックス繊維、ステンレス
繊維等の無機繊維を挙げることができる。ただし、上記
のポリイミド繊維を使用することによる効果を発現させ
るという点から、本発明の絶縁紙を形成する繊維素材の
全質量のうち、上記構造式（１）で示される繰り返し単
位を有するポリイミドからなるポリイミド繊維の質量が
占める割合としては、３０％以上、さらには７０％以上
が好ましい。The insulating paper of the present invention may be a polyimide paper formed only from polyimide fibers substantially consisting of polyimide having the repeating unit represented by the structural formula (1), but is not particularly limited thereto. Alternatively, other fiber materials may be blended for various purposes. Examples of such other fiber material include, for example, polyimide fiber made of polyimide having repeating units other than those represented by the structural formula (1), or PBO fiber, PBI fiber, PTFE fiber, aramid fiber, PPS fiber. Examples thereof include organic fibers such as acrylic fibers and polyester fibers, or inorganic fibers such as glass fibers, silica fibers, ceramic fibers, and stainless fibers. However, from the viewpoint of exhibiting the effect of using the above-mentioned polyimide fiber, from the total mass of the fiber material forming the insulating paper of the present invention, from the polyimide having the repeating unit represented by the structural formula (1), The proportion of the mass of the polyimide fiber is 30% or more, more preferably 70% or more.
【００１６】本発明の絶縁紙を製造する好ましい方法と
しては、まず、ポリイミド繊維及び必要に応じて他の繊
維素材を使用してポリイミド紙の原紙を抄造する。抄造
方法としては特に限定されるものではないが、平滑性を
確保しつつ目的の目付のポリイミド紙を得ることができ
る点から、湿式抄造法が好ましい。ポリイミド繊維及び
他の繊維素材の繊維長としては、均一なポリイミド紙を
得るという観点から、３〜１２ｍｍが好ましい。湿式抄
造法に用いる湿式抄造装置としては、特に限定されるも
のではなく、公知の抄紙機等を用いればよいが、具体的
に例示すれば、円網式湿式抄紙機、短網傾斜式湿式抄紙
機、長網傾斜式湿式抄紙機等が挙げられる。これらの湿
式抄造装置には、熱風式、接触式もしくは輻射式の乾燥
機が併設されていることが好ましい。As a preferred method for producing the insulating paper of the present invention, first, a polyimide paper base paper is made using polyimide fibers and, if necessary, other fiber materials. The paper-making method is not particularly limited, but the wet paper-making method is preferable because a polyimide paper having a desired basis weight can be obtained while ensuring smoothness. The fiber length of the polyimide fiber and other fiber materials is preferably 3 to 12 mm from the viewpoint of obtaining a uniform polyimide paper. The wet papermaking apparatus used in the wet papermaking method is not particularly limited, and a known paper machine or the like may be used, but specific examples thereof are a cylinder type wet paper machine, a short net inclined type wet paper machine. Machine, fourdrinier inclined wet paper machine and the like. It is preferable that a hot air type, a contact type, or a radiant type dryer is provided alongside these wet papermaking apparatuses.
【００１７】湿式抄造を行う工程としては、まず、短繊
維状にカットした上記のポリイミド繊維と、必要に応じ
て配合される他の成分とを水等の分散媒中に投入して混
合し、パルパー等を用いて均一に分散させてスラリーを
調製する。そして、上記のような装置を用いてシート状
に固液分離した後乾燥することにより、ポリイミド紙の
原紙を得ることができる。なお、ポリイミド紙の平滑性
を向上させる目的で、抄造前にポリイミド繊維をリファ
イナーやビーター等によって解繊させる処理を行ってお
いてもよい。また、抄造工程において原紙の強度を確保
する目的で、原紙にポリイミド前駆体やエポキシ樹脂等
を含むエマルジョンや溶液を含浸もしくはスプレーして
もよく、例えば、湿式抄造装置の抄造部と乾燥部の間に
含浸装置やスプレー装置等を設けて行えばよい。In the step of performing wet papermaking, first, the above-mentioned polyimide fibers cut into short fibers and other components to be blended as necessary are put into a dispersion medium such as water and mixed, A slurry is prepared by uniformly dispersing with a pulper or the like. Then, the base paper of the polyimide paper can be obtained by performing solid-liquid separation into a sheet using the apparatus as described above and then drying. In addition, for the purpose of improving the smoothness of the polyimide paper, a treatment of defibrating the polyimide fibers with a refiner, a beater or the like may be performed before the papermaking. Further, in order to secure the strength of the base paper in the paper making step, the base paper may be impregnated or sprayed with an emulsion or a solution containing a polyimide precursor, an epoxy resin or the like, for example, between the paper making section and the drying section of the wet paper making apparatus. An impregnating device, a spray device, or the like may be provided in the above.
【００１８】上記の工程によって湿式抄造されたポリイ
ミド紙の原紙は、通常高い空隙率を有しており、耐熱性
絶縁紙としての使用には適さない傾向にある。そこで、
次に述べる加熱加圧の処理を原紙に施すことが好まし
い。すなわち、本発明の製造方法としては、上記のポリ
イミド繊維を含むスラリーを調製して湿式抄造する工程
に加え、得られた原紙を加熱加圧する工程を行うもので
ある。この加熱加圧工程により、ポリイミド紙はより平
滑となり、また、ポリイミド紙表面のポリイミド繊維が
繊維形状を保ったまま相互に熱接着され、毛羽立ちが極
めて少ないものとなる。The polyimide paper base paper wet-processed by the above process usually has a high porosity, and tends to be unsuitable for use as heat-resistant insulating paper. Therefore,
It is preferable to subject the base paper to the heating and pressurizing treatment described below. That is, as the production method of the present invention, in addition to the step of preparing the slurry containing the polyimide fiber and wet-making the above-mentioned material, the step of heating and pressing the obtained base paper is performed. By this heating and pressurizing step, the polyimide paper becomes smoother, and the polyimide fibers on the surface of the polyimide paper are heat-bonded to each other while maintaining the fiber shape, resulting in very little fuzzing.
【００１９】本発明の製造方法において、加熱加圧する
際の加熱温度としては、ポリイミド繊維を形成する主た
るポリイミドのガラス転移点以上かつ融点以下の温度と
する。加熱温度が当該ガラス転移点未満の温度である
と、目的とする加熱加圧の効果が充分に得られない。一
方、加熱温度がポリイミドの融点を超えると、加熱時間
や加圧条件にもよるが、ポリイミド繊維が溶融し、繊維
の形状が損なわれて極度に融着するため、ポリイミド紙
としての性能を発揮できなくなる。加熱温度としては、
ポリイミド繊維同士の接着を強固なものにするという観
点からは当該ポリイミドのガラス転移点より１０℃以上
高く、また、ポリイミド繊維の繊維形状を確実に保つと
いう観点からは当該ポリイミドの融点より１０℃以上低
い温度に設定することがより好ましい。In the production method of the present invention, the heating temperature for heating and pressing is a temperature above the glass transition point and below the melting point of the main polyimide forming the polyimide fibers. If the heating temperature is lower than the glass transition point, the desired effect of heating and pressing cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the heating temperature exceeds the melting point of the polyimide, depending on the heating time and the pressurizing condition, the polyimide fiber is melted and the shape of the fiber is impaired and extremely fused, so that the performance as a polyimide paper is exhibited. become unable. As the heating temperature,
From the viewpoint of strengthening the adhesion between polyimide fibers, it is higher than the glass transition point of the polyimide by 10 ° C. or more, and from the viewpoint of reliably maintaining the fiber shape of the polyimide fibers, the melting point of the polyimide is 10 ° C. or higher. It is more preferable to set the temperature low.
【００２０】また、加熱加圧する際の加圧圧力として
は、特に限定されるものではないが、加圧圧力が高いほ
ど得られるポリイミド紙中の空隙が減少して見かけ密度
が増加する傾向にある。本発明の絶縁紙の見かけ密度
は、構成素材によって一概には限定できないが、例えば
ポリイミド繊維のみから構成される場合、０．５５〜
１．１ｇ／ｃｍ3の範囲にあることが好ましい。見かけ
密度が０．５５ｇ／ｃｍ3未満であると、絶縁紙として
の紙力（強度）が不足する傾向にあり、また、毛羽立ち
が増加する傾向にあるので好ましくない。一方、見かけ
密度が１．１ｇ／ｃｍ3を超えると、ポリイミド紙中の
空隙が極度に減少し、紙としての引裂き性や折曲げ性に
劣る傾向にあるので好ましくない。したがって、本発明
の製造方法において加熱加圧する際には、絶縁紙として
のポリイミド紙の見かけ密度が０．４５〜１．１ｇ／ｃ
ｍ3となるよう加熱加圧を行なうもことが好ましく、通
常０．０５〜１０ＭＰａ程度の加圧圧力を採用すればよ
い。The pressurizing pressure at the time of heating and pressurizing is not particularly limited, but as the pressurizing pressure is higher, the voids in the obtained polyimide paper tend to decrease and the apparent density tends to increase. . The apparent density of the insulating paper of the present invention cannot be unequivocally limited depending on the constituent materials.
It is preferably in the range of 1.1 g / cm 3 . If the apparent density is less than 0.55 g / cm 3 , the paper strength (strength) of the insulating paper tends to be insufficient, and fuzzing tends to increase, which is not preferable. On the other hand, when the apparent density exceeds 1.1 g / cm 3 , the voids in the polyimide paper are extremely reduced, and the tearability and bendability of the paper tend to be poor, which is not preferable. Therefore, when heated and pressed in the manufacturing method of the present invention, the apparent density of the polyimide paper as the insulating paper is 0.45 to 1.1 g / c.
It is also preferable to carry out heating and pressurization so that the pressure becomes m 3, and normally a pressurizing pressure of about 0.05 to 10 MPa may be adopted.
【００２１】上記のような加熱加圧を行う装置として
は、特に限定されるものではなく、従来公知の加熱プレ
ス装置等を用いればよいが、長尺の原紙を連続的に加熱
加圧できるという点から、カレンダーロール装置や、対
向する一対の金属製等のベルト間で加熱プレスの行える
ダブルベルトプレス装置等が好ましく用いられる。A device for performing the heating and pressing as described above is not particularly limited, and a conventionally known heating press device or the like may be used, but it is possible to continuously heat and press a long base paper. From the viewpoint, a calender roll device, a double belt press device capable of performing hot pressing between a pair of opposing belts made of metal or the like are preferably used.
【００２２】上記のようにして得ることのできる本発明
の絶縁紙は、熱可塑性を有するポリイミドからなる繊維
を主たる構成成分とするポリイミド紙であって、上記の
加熱加圧によって表面のポリイミド繊維がその繊維とし
ての形状を保持しつつ相互に熱接着されているため、表
面が極めて平滑となり、表面の毛羽の発生が極めて少な
い。さらに、ポリイミド繊維相互の接着がポリイミド以
外のバインダーを介しての接着ではないため、高温使用
下においてもバインダーの耐熱性に影響されることな
く、この性能は維持される。The insulating paper of the present invention that can be obtained as described above is a polyimide paper whose main component is a fiber made of polyimide having thermoplasticity, and the polyimide fiber on the surface is heated by the above heating and pressing. Since they are heat-bonded to each other while maintaining their shape as fibers, the surface becomes extremely smooth and the occurrence of fluff on the surface is extremely small. Furthermore, since the adhesion between the polyimide fibers is not via a binder other than polyimide, this performance is maintained even when used at high temperatures without being affected by the heat resistance of the binder.
【００２３】毛羽の発生数としては、表面に1０ｍｍ角
の桝目を記した５０ｍｍ×５０ｍｍ大の絶縁紙を平板の
上に静置させておき、直径1mm×長さ８０ｍｍの金属棒
を乗せて金属棒を回転させることなく100gの荷重をかけ
つつ桝目上を約3秒間に一往復させ計50往復した後の毛
羽発生数を実体顕微鏡（倍率４０倍）を用いて観察す
る。この方法によって本発明の絶縁紙についての毛羽の
発生数を計測したところ、1ｃｍ2当たり高々３以下であ
ることが判明している。絶縁紙表面の毛羽立ちとして
は、最初から存在している毛羽はもとより、切断、折り
曲げ、曲げ回し等の加工を行なう際の毛羽の発生が問題
となり、特に高圧送電用のトランスなどに用いられる場
合、毛羽の部分において絶縁破壊が顕著になるといわれ
ている。このような観点から、本発明の絶縁紙について
上記した方法で計測される毛羽の発生数が３以下である
ことは好ましく、０であればさらに好ましい。As for the number of fluffs, 50 mm × 50 mm large insulating paper having squares of 10 mm square on the surface is left to stand on a flat plate, and a metal rod having a diameter of 1 mm × length of 80 mm is put on the metal. The number of fluffs generated after reciprocating once for about 3 seconds on the mesh while applying a load of 100 g without rotating the rod for a total of 50 reciprocations is observed using a stereoscopic microscope (40 times magnification). When the number of fluffs generated in the insulating paper of the present invention was measured by this method, it was found that the number was 3 or less per 1 cm 2 . As the fluff on the surface of the insulating paper, not only the fluff existing from the beginning, but also the occurrence of fluff during processing such as cutting, bending, bending and turning becomes a problem, especially when used for a transformer for high-voltage power transmission, It is said that insulation breakdown becomes significant in the fluff portion. From such a viewpoint, it is preferable that the number of fluffs generated by the method described above for the insulating paper of the present invention is 3 or less, and it is more preferable that the number is 0.
【００２４】また、絶縁紙には、通常絶縁紙として利用
される際の加工性を確保するため、薄いものが要求され
ることから、本発明の絶縁紙の目付（単位面積あたりの
質量）としては、80ｇ／ｍ2以下であることが好まし
い。絶縁紙には使用されるトランスやコイルなどの構成
上、巻き付けなどの加工がしやすく嵩張らないことが要
求されるので、薄手であることが好ましいのである。た
だし、あまりに薄いと強度や絶縁性が確保できないこと
があるので、実用上好ましい範囲としては、１５〜８０
ｇ／ｍ2程度である。なお、本発明の絶縁紙の厚さは、
上記した製造方法によれば、通常0.15ｍｍ以下となる。In addition, the insulating paper is required to be thin in order to ensure workability when it is normally used as an insulating paper. Therefore, as a basis weight (mass per unit area) of the insulating paper of the present invention, Is preferably 80 g / m 2 or less. Since the insulating paper is required to be easily processed such as winding due to the structure of the transformer and coil used and not bulky, the insulating paper is preferably thin. However, if it is too thin, the strength and the insulating property may not be secured, so that the practically preferable range is 15 to 80.
It is about g / m 2 . The thickness of the insulating paper of the present invention is
According to the above-mentioned manufacturing method, it is usually 0.15 mm or less.
【００２５】以上説明したように本発明の絶縁紙は構成
されているので、耐熱性に優れ、かつ高温下においても
優れた絶縁性を示し、毛羽立ちの発生も少ないので、高
電圧、超高電圧対応の機器に使用される耐熱性絶縁紙と
して好適なものである。Since the insulating paper of the present invention is constituted as described above, it has excellent heat resistance, shows excellent insulating properties even at high temperatures, and causes little fuzzing. It is suitable as a heat-resistant insulating paper used for corresponding equipment.
【００２６】[0026]
【実施例】以下に、本発明の一例を実施例によりさらに
詳しく説明する。本実施例で使用したポリイミド繊維
は、上記した構造式（１）で示される繰り返し単位を有
し、DSC法によるガラス転移点が２５０℃、融点が３８
８℃であるポリイミド樹脂（三井化学製「オーラムPL45
0」）を用いて溶融紡糸および熱延伸することにより得ら
れた、繊維径約13μｍのフィラメントをカットしたもの
であった。このポリイミド繊維のX線回折による結晶化
度は３０％、配向度は９０％であった。また、諸特性の
評価は以下の方法に準じて行った。
目付：JIS−P8124
厚さと見かけ密度：JIS−P8118
熱収縮率：幅２cm×長さ１５cmに切った短冊状サンプ
ルを熱風炉中、２３０℃で３０分間処理して、処理前後
でのサンプルの長さの変化量から収縮率（％）を計算し
た。
絶縁破壊強度：JIS−C2111
毛羽の発生数：表面に1０ｍｍ角の桝目を記した５０
ｍｍ×５０ｍｍ大の絶縁紙を平板の上に静置させてお
き、直径1mm×長さ８０ｍｍの金属棒を乗せて金属棒を
回転させることなく100gの荷重をかけつつ桝目上を約3
秒間に一往復させ計50往復した後の毛羽発生数を実体顕
微鏡（倍率４０倍）を用いて観察することにより計測し
た。EXAMPLES An example of the present invention will be described in more detail below with reference to examples. The polyimide fiber used in this example has a repeating unit represented by the above structural formula (1), has a glass transition point by DSC method of 250 ° C., and a melting point of 38.
8 ℃ polyimide resin (Mitsui Chemicals "Aurum PL45
It was obtained by cutting a filament having a fiber diameter of about 13 μm, which was obtained by melt spinning and hot drawing using “0”). The crystallinity of this polyimide fiber by X-ray diffraction was 30%, and the degree of orientation was 90%. In addition, evaluation of various properties was performed according to the following methods. Unit weight: JIS-P8124 Thickness and apparent density: JIS-P8118 Heat shrinkage rate: A strip-shaped sample cut into a width of 2 cm and a length of 15 cm is treated at 230 ° C. for 30 minutes in a hot-air stove, and the length of the sample before and after the treatment. The shrinkage rate (%) was calculated from the amount of change in depth. Dielectric breakdown strength: JIS-C2111 Number of fluffs generated: 10 mm square grid on the surface 50
Insulation paper (mm x 50 mm) is allowed to stand on a flat plate, a metal rod measuring 1 mm in diameter x 80 mm in length is placed on it and a load of 100 g is applied without rotating the metal rod.
The number of fluffs generated after reciprocating once per second for a total of 50 reciprocations was measured by observing with a stereoscopic microscope (magnification: 40 times).
【００２７】実施例
５ｍｍ長にカットされたポリイミド繊維６０質量部と、
同じく５ｍｍにカットされたポリイミド繊維をビーター
にて60分捲縮処理したもの４０質量部とを、パルパーを
用いて水中に分散させることにより、固形分濃度０．０
５質量％のスラリーを得た。このスラリーを用いて傾斜
短網式連続抄紙機により抄造し、次いで、抄紙機に併設
された熱風式乾燥機により１４０℃で乾燥してポリイミ
ド紙の原紙を得た。上記で得た原紙を連続プレス機（ダ
ブルベルトプレス；サンドビック社製）を用いて０．２
５MPaの加圧下240℃で2分間、300℃で5分間加圧下加熱
することにより、目付５２ｇ／ｍ2、見かけ密度０．８
ｇ／ｃｍ3、厚さ０．０６５mmの本発明の絶縁紙を得
た。Example 5 60 parts by mass of polyimide fiber cut to a length of 5 mm,
Similarly, 40 parts by mass of polyimide fiber crimped for 60 minutes with a beater was dispersed in water using a pulper to obtain a solid content concentration of 0.0
A 5% by weight slurry was obtained. This slurry was used to make a paper using an inclined short-netted continuous paper machine, and then dried at 140 ° C. by a hot air dryer attached to the paper machine to obtain a polyimide paper base paper. The base paper obtained above was 0.2 with a continuous press machine (double belt press; manufactured by Sandvik).
By heating under pressure of 5 MPa at 240 ° C. for 2 minutes and at 300 ° C. for 5 minutes, a basis weight of 52 g / m 2 and an apparent density of 0.8
An insulating paper of the present invention having g / cm 3 and a thickness of 0.065 mm was obtained.
【００２８】比較例
上記実施例において得られたポリイミド紙の原紙を連続
プレス機で加圧下加熱する際、０．２５ＭＰａの加圧下
１８０℃で２分間、２３０℃で５分間の条件で行い、目
付５２ｇ／ｍ2、見かけ密度０．５１ｇ／ｃｍ3、厚さ
０．１ｍｍの比較用の絶縁紙を得た。なお、上記の実施
例及び比較例で得られた絶縁紙の諸特性を下記表１に示
す。Comparative Example When the base paper of the polyimide paper obtained in the above example is heated under pressure with a continuous press machine, it is carried out under the condition of 0.25 MPa pressure at 180 ° C. for 2 minutes and 230 ° C. for 5 minutes. A comparative insulating paper having a thickness of 52 mm / m 2 , an apparent density of 0.51 g / cm 3 and a thickness of 0.1 mm was obtained. Table 1 below shows various characteristics of the insulating papers obtained in the above Examples and Comparative Examples.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】実施例により得られた本発明の絶縁紙は、
本発明の構成を全て備えており、実体顕微鏡観察の結
果、表面のポリイミド繊維が繊維としての形状を保った
まま相互に熱接着している形態が認められ、また、毛羽
の発生が認められなかった。このため、優れた耐熱性と
絶縁特性を有するものであり、さらに、切断、折り曲
げ、巻き回し等の加工も自在であった。これに対して比
較例では、加圧時の加熱温度が低く不適切な条件で製造
されたため、ポリイミド繊維相互の接着が認められず、
毛羽の発生も多かったので、絶縁特性に劣るものであっ
た。The insulating paper of the present invention obtained by the examples is
It has all the constitutions of the present invention, and as a result of stereoscopic microscope observation, a form in which the polyimide fibers on the surface are heat-bonded to each other while maintaining the shape as fibers, and the occurrence of fluff is not observed. It was Therefore, it has excellent heat resistance and insulating properties, and can be freely processed such as cutting, bending, and winding. On the other hand, in the comparative example, since the heating temperature at the time of pressurization was low and the film was manufactured under inappropriate conditions, the mutual adhesion of the polyimide fibers was not recognized,
Since many fluffs were generated, the insulating properties were inferior.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の絶縁紙
は、平滑で毛羽の発生がほとんど無く、耐熱性、電気絶
縁性に優れているので、高温下での電気絶縁性が要求さ
れる耐熱性絶縁紙として、特に高電圧、超高電圧機器用
に好適である。また、毛羽の発生がほとんど無く平滑性
が高いことから、絶縁紙のみならず耐熱性の要求される
印刷ラベル等にも好適に転用することができるものであ
る。As described above, the insulating paper of the present invention is smooth and has almost no fuzz, and is excellent in heat resistance and electric insulation. Therefore, the electric insulation at high temperature is required. Suitable as heat-resistant insulating paper, especially for high-voltage and ultra-high-voltage equipment. Further, since it has almost no fluff and has high smoothness, it can be suitably diverted not only to insulating paper but also to a printing label or the like which requires heat resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 顕 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 Ｆターム(参考） 4L055 AF34 BB03 BE20 FA19 FA30 GA02 5G305 AA02 AA03 AB02 AB24 BA23 CA21 5G333 AA02 AB05 AB14 BA01 CA01 CB12 DA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Akira Ito 23 Uji Kozakura, Uji City, Kyoto Prefecture Unitika Ltd. Shikisha Central Research Institute F term (reference) 4L055 AF34 BB03 BE20 FA19 FA30 GA02 5G305 AA02 AA03 AB02 AB24 BA23 CA21 5G333 AA02 AB05 AB14 BA01 CA01 CB12 DA06
Claims (2)
を有するポリイミドからなるポリイミド繊維を主たる構
成成分とし、表面のポリイミド繊維が繊維形状を保った
状態で相互に接着していることを特徴とする絶縁紙。 【化1】 [Claim 1] A polyimide fiber composed of a polyimide having a repeating unit represented by the following structural formula (1) is a main constituent component, and the polyimide fibers on the surface are bonded to each other while maintaining a fiber shape. And insulating paper. [Chemical 1]
用いて湿式抄造して得られた原紙を、当該ポリイミドの
ガラス転移点以上かつ融点以下の温度で加熱加圧するこ
とを特徴とする請求項１に記載の絶縁紙の製造方法。2. A base paper obtained by wet papermaking using polyimide fibers cut into short fibers is heated and pressed at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point of the polyimide. 1. The method for producing an insulating paper according to 1.
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- 2001-09-27 JP JP2001296880A patent/JP2003096698A/en active Pending
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