JPH053084B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、電気絶縁油に浸された状態で電気絶
縁層として使用されるポリプロピレンフイルムの
製造方法に関するものである。
油浸電気機器(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(または誘電層)として、従来は電気絶縁紙
が使われてきたが、最近になつて、ポリプロピレ
ンフイルムが使われるケースが出てきた。このフ
イルムは電気絶縁紙よりも耐圧がはるかに高いと
いうだけでなく、誘電正接が小さいこと、あるい
は誘電率が絶縁油の誘電率に近いことなど、いく
つかの利点を有している。
しかし、従来のポリプロピレンフイルムは、絶
絶油による膨潤が極めて大きいという欠点を有し
ており、そのために油浸絶縁用途に用いる場合、
各種の制限があつた。例えば、ポリプロピレンフ
イルムを巻いてコンデンサー素子を作り、これを
絶縁油に浸す場合、油によつてフイルムが膨潤
し、素子は巻き締つて固くなつてしまい、層間の
絶縁油の流通性が悪くなつてしまうというトラブ
ルを生じる。これを避ける応急策として、はじめ
に素子を巻く時、緩く巻いておくという手法があ
るが緩く巻くと、巻きずれを起しやすく、また、
巻きじわも発生しやすい。
本発明の目的は、上記欠点、すなわち膨潤しや
すい性質を改良したポリプロピレンフイルムを提
供せんとするものである。
本発明は、上記目的を達成するため、次の構成
すなわち、ポリプロピレンを溶融押出後、80〜
120℃に保たれた冷却ドラムに巻きつけて冷却固
化した後、油浸後の結晶融点が166℃以上になる
ように圧延することを特徴とする油浸電気絶縁用
ポリプロピレンフイルムの製造方法とするもので
ある。
ここでいうポリプロピレン(以下PPと略称す
る)とは、アイソタクチツク度90%以上、好まし
くは95%以上、さらに好ましくは97%以上有する
ものおよびメルトインデツクスが0.1〜100g/10
分、好ましくは1〜40g/10分の範囲のものが絶
縁油による膨潤が小さくなり好ましい。また、メ
ルトインデツクスが上記範囲内の場合、絶縁油中
への溶出分が減少し、絶縁油の粘度上昇を起さな
いので好ましい。上記したPPの中でも特に本発
明フイルムに好ましいものは、溶融結晶化温度
(Tnc)が95〜130℃の範囲、さらに好ましくは
105〜124℃の範囲にあるものである。Tncが上記
範囲内にある場合は、絶縁油による油膨潤が小さ
くなり、さらに製膜性が良好となるため、均質な
フイルムを作ることができ、その結果として、絶
縁欠陥などが減少するので好ましい。
本発明の製造方法によつて得られるPPフイル
ムは、PPフイルム単独あるいはPPフイルムに電
気絶縁紙を積層して一体化した油浸電気絶縁体と
して使用されるものである。
このPPフイルムの片面または両面に積層して
一体化せしめる電気絶縁紙(以下、紙と略称す
る)は、セルロールを主成分とする天然紙(JIS
C 2301、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。
本発明ポリプロピレンフイルムの油浸後の結晶
融点は166℃以上、好ましくは168℃以上でなけれ
ばならない。該フイルムの油浸後の結晶融点
(Tn)が166℃未満、好ましくは168℃未満のとき
は、該ポリプロピレンフイルムが油浸中に油によ
つて大きな膨潤を起すため、コンデンサーやケー
ブルなどの油浸電気機器用の油浸気絶層として利
用した場合、ポリプロピレンフイルムの膨潤によ
つて絶縁層間の絶縁油の流通性が悪くなり、絶縁
破壊をおこす。もちろん油浸前のTnが166℃以上
あることが必要だが、油浸によつてTnの低下の
度合は、ポリプロピレンフイルムの配向状態、結
晶状態などの微細構造によつて大幅に異なり、例
えば、ドデシルベンゼン油を用いた場合は、表1
のごとくなる。
The present invention relates to a method for producing a polypropylene film which is used as an electrical insulating layer while being immersed in electrical insulating oil. Electrical insulation paper has traditionally been used as the oil-immersed insulation layer (or dielectric layer) of oil-immersed electrical equipment (capacitors, transformers, cables, motors, generators, etc.), but recently polypropylene film has been used. The case came out. This film not only has a much higher withstand voltage than electrically insulating paper, but also has several advantages, such as a small dielectric loss tangent and a dielectric constant close to that of insulating oil. However, conventional polypropylene films have the disadvantage of extremely large swelling due to oil, and therefore, when used for oil-immersed insulation applications,
There were various restrictions. For example, when a capacitor element is made by winding a polypropylene film and immersed in insulating oil, the film swells with the oil, the element becomes tightly wound and hard, and the flow of insulating oil between the layers becomes poor. This causes the problem of putting it away. As an emergency measure to avoid this, there is a method of winding the element loosely when first winding it, but if you wind it too loosely, it is likely that the winding will be misaligned, and
Wrinkles are also likely to occur. An object of the present invention is to provide a polypropylene film that has improved the above-mentioned drawback, namely, the tendency to swell. In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration, that is, after melt extruding polypropylene, 80 ~
A method for producing an oil-immersed polypropylene film for electrical insulation, which comprises winding it around a cooling drum kept at 120°C, cooling and solidifying it, and then rolling it so that the crystal melting point after oil immersion is 166°C or higher. It is something. Polypropylene (hereinafter abbreviated as PP) herein refers to polypropylene having an isotactic degree of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and a melt index of 0.1 to 100 g/10
minutes, preferably in the range of 1 to 40 g/10 minutes, as swelling by the insulating oil is reduced. Further, when the melt index is within the above range, the amount eluted into the insulating oil is reduced and the viscosity of the insulating oil does not increase, which is preferable. Among the above-mentioned PPs, those having a melt crystallization temperature (T nc ) in the range of 95 to 130°C, more preferably
The temperature is in the range of 105 to 124°C. If T nc is within the above range, oil swelling due to insulating oil will be small and film forming properties will be good, making it possible to make a homogeneous film, and as a result, insulation defects will be reduced. preferable. The PP film obtained by the production method of the present invention can be used as an oil-immersed electrical insulator either as a PP film alone or as an integrated PP film laminated with electrical insulating paper. Electrical insulating paper (hereinafter referred to as paper), which is laminated and integrated on one or both sides of this PP film, is a natural paper whose main component is cellulose (JIS
C 2301, 2302, 2303, 2304, 2306, 2307 and
2308) and synthetic paper. Particularly preferred paper has a density of 0.6 to 0.9 g/cm 3 ,
The thickness is in the range of 10 to 50 μm. The crystalline melting point of the polypropylene film of the present invention after oil immersion must be 166°C or higher, preferably 168°C or higher. If the crystal melting point (T n ) of the film after oil immersion is less than 166°C, preferably less than 168°C, the polypropylene film will undergo large swelling due to oil during oil immersion, so When used as an oil-immersed gas insulation layer for oil-immersed electrical equipment, the swelling of the polypropylene film impairs the flow of insulating oil between the insulation layers, causing dielectric breakdown. Of course, it is necessary that the T n before oil immersion is 166°C or higher, but the degree of decrease in T n due to oil immersion varies greatly depending on the microstructure such as the orientation state and crystalline state of the polypropylene film. , when using dodecylbenzene oil, Table 1
It becomes like this.
【表】
この表1より明らかなように、たとえ油浸前に
高いTnを有していても、油浸すれば大巾にTnが
低下し、しかも油浸後のTnが166℃未満の二軸酢
向ポリプロピレンの場合は、油中で大きな油膨潤
をおこし、油浸絶縁用フイルムとしては利用でき
ないことになる。このように油浸前のTnではな
く、油浸後のTnが油膨潤と密接な相関にあるこ
とがわかる。
なお、油浸後とはポリプロピレンフイルムを80
℃の絶縁油に24時間以上浸漬したものをいう。ま
た、絶縁油はドデシルベンゼン油その他の使用希
望の絶縁油を適用して測定する。
また、本発明フイルムの油浸後の密度は0.885
〜0.915g/cm3、特に好ましくは0.895〜0.912g/
cm3の範囲にあることが好ましい。密度が上記範囲
内にある場合は、絶縁油による膨潤が小さくな
り、絶縁層の機械的強度が維持できる。
また、本発明フイルムの油浸後の複屈折は、
0.020〜0.035、好ましくは0.025〜0.032の範囲に
あることが好ましい。複屈折がこの範囲内にある
場合は、絶縁油による膨潤が小さくなり、しかも
フイルムが割れにくくなつて、絶縁破壊がしにく
くなる。
次に、ポリプロピレンフイルム単独で用いる場
合は本発明フイルムの片面または両面の表面粗さ
(Rmax)を1〜50μm、好ましくは2〜40μmの
範囲にしておくのが好ましい。この範囲内にある
場合は、絶縁油の層間流通性が良くなつて、絶縁
破壊を起こしにくくなり、さらに耐圧特性が良く
なる。もちろん、ポリプロピレンフイルムと電気
絶縁紙とを積層して一体化した場合でも必要に応
じて上記表面粗さにしてもよいことは明らかであ
る。
さらに本発明フイルムの場合、油浸後の結晶と
非晶とからなる高次構造が市松模様的な配置を取
ることが好ましい。このような配置は大変リジツ
ドな構造であり、油浸後のフイルムの膨潤を防止
する点で効果的である。この市松模様的な配置
は、X線小角散乱の四点干渉からその存在を確認
できる。
なお、本発明フイルムの場合、油浸前の長手方
向の熱収縮率を0.1〜5%、好ましくは0.5〜3%
の範囲にすることによつて、さらに油浸電気絶縁
に適したフイルムとすることができる。熱収縮率
がこの範囲内にある場合は、絶縁層が巻き締つて
しわなどを発生することがなく、また絶縁油の中
で長手方向に伸びないため、巻かれた絶縁層が緩
むことがない。長手方向の熱収縮率をこの範囲に
納めるための方法の一例をあげると、製膜工程中
に付与しても良いが、ポリプロピレンフイルムを
ロール状に巻いたまま、長手方向に弛緩させなが
ら長時間(1〜50時間)80〜140℃でエージング
処理する方法が好ましい。
次に、本発明プリプロピレン(PP)フイルム
の製造方法の一例を述べる。PP樹脂を溶融押出
して、口金からシート状に押出し、これを80〜
120℃と高温に保たれた冷却ドラムに巻きつけ、
該ポリマーの溶融結晶化温度Tnc近傍に保温した
のち、冷却固化せしめる。このようにポリマーの
Tnc近傍の高温で冷却固化することによりPPシー
トに多くの結晶が生成され、PPシートの結晶化
度が大きくなり、密度も大きいものとなる。この
PPシートを一組の圧延ロールの間に挿入して、
圧延倍率(圧延前のシート厚さを圧延後のシート
厚さで割つた値)5〜12倍、好ましくは7〜10倍
になるように圧延する。圧延工程によりPPシー
トは分子配向を施され、非晶部の一部が配向結晶
化される。このとき、油浸後の結晶融点が166℃
以上となるように圧延することが必要である。な
お、上記の高温では冷却固化され、結晶化度が大
きいPPシートは、圧延後も結晶部分が多く存在
し、前述の油浸後の結晶と非晶とからなる高次構
造が市松模様的な配置を採りやすくなる。
圧延圧力は、10〜3000Kg/cm、より好ましくは
100〜1000Kg/cmの範囲が好適であり、圧延ロー
ルの温度は60〜160℃、好ましくは80〜150℃の範
囲が好適である。圧延時に、PPシート表面の液
体(水、界面活性剤水溶液、アルキレングリコー
ル、ポリアルキレングリコール、グリセリン、電
気絶縁油など)で濡らしてから圧延すると、均一
な高倍率圧延が容易になる。圧延されて得られた
フイルム(通常、厚さは10〜300μmの範囲)を、
100〜150℃に再加熱して長手方向に原寸の0.5〜
10%弛緩を与えつつ、1〜20秒間熱処理する。ま
た必要なら、このフイルムの表面に600〜6000J/
m2程度の電気エネルギー量でコロナ放電処理を行
なつてもよい。この処理は空気中、窒素中、炭酸
ガス中などの雰囲気下で行なうと、表面張力が向
上し、接着性にすぐれるようになる。
次に、必要に応じてこのフイルムを90〜140℃
に加熱されたエンボスロールの間を通して、フイ
ルムの片面または両面の粗面化して、表面粗さ
(Rmax)が1〜50μm、好ましくは2〜40μmの
範囲になるようにする。以下述べたように、本発
明フイルムの製法としては、ポリプロピレンを溶
融押出した後、80〜120℃と高温に保たれた冷却
ドラムに巻きつけて冷却固化し、その後圧延によ
つて得られるものである。このとき圧延とともに
密間隔ロールなどによる延伸を組み合わせること
は差支えない。なおエンボス加工のかわりに、サ
ンドブラスト加工やエツチング法などで表面を粗
面化してもよいことは明らかである。
PPフイルムと紙を積層して一体化する方法と
しては特に限定しないが、接着剤を使う時に好ま
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。積層し
て一体化する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。この範囲内にある場合は、積層して一体
化したフイルムの電気特性(特に誘電正接)が悪
化せず、また油の中で、フイルムと紙が剥がれな
くなる。
代表的な積層して一体化する方法について述べ
ると、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、この表面に紙を
合せ加熱プレスロールで押圧して積層一体化フイ
ルムにする。これを50℃なら10〜50時間、室温な
ら1〜7日ほどエージングする。
本発明は、油浸後のポリプロピレンフイルムの
結晶融点をある特定範囲としたので、次のような
優れた効果を生ずるものである。
(1) 絶縁油による膨潤が少ない。
(2) 絶縁層の巻き締り、および巻き緩みとも起こ
りにくい。
(3) 0〜100℃の誘電正接が小さく、しかも誘電
率も通常ポリプロピレンより大きい。
(4) 低圧および高圧での絶縁破壊特性にすぐれて
いる。
(5) 80〜120℃の高温での電気絶縁特性にすぐれ
ている。
(6) 絶縁油が本発明ポリプロピレンフイルムに含
浸しやすく、精度の高い、信頼性の高い電気絶
縁体になる。
従つて、本発明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。
なお、本発明で用いている用語および測定法を
以下にまとめて説明しておく。
(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、100を乗じて%表示す
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(Tnc):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Tncとする。
(4) 結晶融点(Tn):パーキンエルマー社製DSC
−型に試料5mgを入れ、窒素気流下10℃/分
で昇温させ、ポリプロピレンの結晶融解に伴な
う吸熱ピークの頂上部の温度をTnとする。頂
上が他のピークにかくれて肩となつた場合は面
積配分して頂上を分解作成する。
(5) 密度:ASTM D 1505による。
(6) 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、マウント液として
は、サリチル酸メチルを用いる。
(7) 表面粗さ(Rmax):JIS B 0601−1976記
載の方法により、Rmaxを測定する。カツトオ
フ値は0.8mmとする。
(8) 熱収縮率:フイルムから、長さ200mm、幅10
mmの試料を切りとる(熱収縮率を測定する方向
を長さ方向とする)。この試料を120℃の熱風循
環オーブン中に15分間保持した後、室温中に取
り出し、その長さを測定する。その長さをL
(mm)とすれば、熱収縮率は次式で求められる。
熱収縮率(%)=100×(200−L)/200
(9) 絶縁油による膨潤度:フイルムから、100mm
×100mmの試料の切りとり、これの重量をW
(mg)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
油をふきとつた後、アセトン中に浸して洗浄
し、アセトンを含ませたガーゼで、さらに完全
に表面の油を除去する。この試料の重量を測
り、これをW′(mg)とすると、膨潤度(%)は
次式で求められる。
膨潤度(%)=100×(W′−W)/W
(10) 絶縁油の流通性:フイルムとアルミニウム箔
とを交互巻きにして、コンデンサー素子を作
る。これを絶縁油中に浸して、油を真空含浸せ
しめる。しかる後、素子を解体して、素子のあ
らゆる層間に、絶縁油がいきわたつているかど
うかを肉眼で判定する。
ランクA:全面に均一にいきわたつている
ランクB:微かに油のない点が存在する
ランクC:油のない部分が面状に存在する
油浸絶縁材料としては、ランクAであること
が必要であるが、低圧の用途ではランクBでも
使える場合がある。ランクCでは、油浸絶縁材
料として不適格である。
(11) 電気絶縁油:鉱油、ヒマシ油、棉実油、アル
キルベンゼン(例えばドデシルベンゼン)、ジ
アリルアルカン、ポリブテン油など、各種公知
の電気絶縁油の総称である。なお、JIS C
2320に規定された特性を有する電気絶縁油が好
ましい。
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
アイソタクチツク構造含有率97.6%、メルトイ
ンデツクス6g/10分、Tnc110.5℃のPP樹脂ペ
レツトを、押出機に供給して、260℃で溶融押出
し、T字型口金からシート状に吐出せしめた。こ
の溶融シートを、98℃の冷却ドラムに巻きつけた
のち、115℃に保たれたロール上で約3秒間保持
させたのち、冷却し、厚さ約2mmのシートを作つ
た。このシートを一組の圧延ロール(ロール直径
250mm)の間に挿入して、10倍に圧延した。
圧延圧力は500Kg/cm、圧延ロールの温度146℃
とし、ポリエチレングリコールでシート表面を濡
らしつつ圧延した。得られた200μm厚みのフイ
ルムを、130℃の雰囲気中に入れ、長手方向に1
%の弛緩を与えつつ、10秒間熱処理した。
次に、このフイルムを130℃に加熱されたエン
ボスロールの間を通して、フイルムの両面に約
100メツシユのサンドブラスト加工パターンを転
写せしめた。次に、このフイルムを緊張状態のま
ま、120℃の雰囲気中に10時間保持して、エージ
ング熱処理し、これを室温まで徐冷した。
かくして得られたフイルムの諸特性を表2にま
とめて示したが本発明フイルムのように油浸後の
結晶融点Tnが169℃と高いを絶縁油による膨潤が
小さく、しかも絶縁油の流通性にすぐれているの
で油浸電気絶縁用フイルムとして極めて有用であ
ることがわかる。[Table] As is clear from Table 1, even if the T n is high before oil immersion, the T n decreases significantly after oil immersion, and moreover, the T n after oil immersion is 166°C. In the case of biaxially oriented polypropylene with less than 10%, it undergoes large oil swelling in oil and cannot be used as an oil-immersed insulating film. In this way, it can be seen that T n after oil immersion, rather than T n before oil immersion, has a close correlation with oil swelling. Note that after oil immersion, the polypropylene film is 80%
Refers to items that have been immersed in insulating oil at ℃ for 24 hours or more. In addition, the insulating oil is measured using dodecylbenzene oil or other insulating oil as desired. Furthermore, the density of the film of the present invention after oil immersion is 0.885.
~0.915g/ cm3 , particularly preferably 0.895~0.912g/cm3
Preferably it is in the cm 3 range. When the density is within the above range, swelling due to insulating oil is reduced and the mechanical strength of the insulating layer can be maintained. In addition, the birefringence of the film of the present invention after oil immersion is
It is preferably in the range of 0.020 to 0.035, preferably 0.025 to 0.032. If the birefringence is within this range, the swelling caused by the insulating oil will be small, and the film will be less likely to crack, making dielectric breakdown less likely. Next, when a polypropylene film is used alone, it is preferable that the surface roughness (Rmax) of one or both sides of the film of the present invention is in the range of 1 to 50 μm, preferably 2 to 40 μm. If it is within this range, the interlayer flowability of the insulating oil will be improved, dielectric breakdown will be less likely to occur, and the pressure resistance characteristics will be improved. Of course, it is clear that even when the polypropylene film and the electrically insulating paper are laminated and integrated, the surface roughness described above may be applied as necessary. Further, in the case of the film of the present invention, it is preferable that the higher-order structure composed of crystals and amorphous after oil immersion has a checkered pattern arrangement. Such an arrangement is a very rigid structure and is effective in preventing swelling of the film after oil immersion. The existence of this checkered arrangement can be confirmed from four-point interference of small-angle X-ray scattering. In the case of the film of the present invention, the longitudinal heat shrinkage rate before oil immersion is 0.1 to 5%, preferably 0.5 to 3%.
By setting the value within this range, the film can be made more suitable for oil-immersed electrical insulation. If the heat shrinkage rate is within this range, the insulating layer will be tightly wound and wrinkles will not occur, and since it will not stretch in the longitudinal direction in the insulating oil, the wound insulating layer will not loosen. . An example of a method for keeping the heat shrinkage rate in the longitudinal direction within this range is to apply it during the film forming process, but it is also possible to apply it during the film forming process, but it is also possible to keep the heat shrinkage rate in the longitudinal direction while keeping the polypropylene film wound in a roll for a long time while relaxing it in the longitudinal direction. (1 to 50 hours) A method of aging treatment at 80 to 140°C is preferred. Next, an example of the method for producing the polypropylene (PP) film of the present invention will be described. Melt and extrude PP resin and extrude it into a sheet from a die, which is
Wrapped around a cooling drum kept at a high temperature of 120℃,
After the polymer is kept at a temperature close to the melt crystallization temperature T nc of the polymer, it is cooled and solidified. In this way, polymer
By cooling and solidifying at a high temperature near T nc , many crystals are generated in the PP sheet, and the degree of crystallinity of the PP sheet becomes large, and the density of the PP sheet becomes large. this
Insert the PP sheet between a set of rolling rolls,
Rolling is performed so that the rolling ratio (the value obtained by dividing the sheet thickness before rolling by the sheet thickness after rolling) is 5 to 12 times, preferably 7 to 10 times. The rolling process imparts molecular orientation to the PP sheet, and some of the amorphous parts are oriented and crystallized. At this time, the crystal melting point after oil immersion is 166℃
It is necessary to roll it so that it becomes the above. Note that the PP sheet, which is cooled and solidified at the above-mentioned high temperatures and has a high degree of crystallinity, has many crystalline parts even after rolling, and the higher-order structure consisting of crystals and amorphous after oil immersion has a checkerboard pattern. Easier to arrange. The rolling pressure is 10 to 3000Kg/cm, more preferably
A suitable range is 100 to 1000 Kg/cm, and the temperature of the rolling roll is preferably 60 to 160°C, preferably 80 to 150°C. When rolling, wetting the surface of the PP sheet with liquid (water, aqueous surfactant solution, alkylene glycol, polyalkylene glycol, glycerin, electrical insulation oil, etc.) before rolling facilitates uniform high-magnification rolling. The film obtained by rolling (usually has a thickness in the range of 10 to 300 μm),
Reheat to 100-150℃ and reheat to 0.5 to the original size in the longitudinal direction.
Heat treat for 1 to 20 seconds while giving 10% relaxation. If necessary, apply 600 to 6000 J/
Corona discharge treatment may be performed with an amount of electrical energy of about m 2 . If this treatment is performed in an atmosphere such as air, nitrogen, or carbon dioxide, the surface tension will be improved and adhesive properties will be excellent. Then heat this film to 90-140℃ as needed.
The film is passed through heated embossing rolls to roughen one or both sides of the film so that the surface roughness (Rmax) is in the range of 1 to 50 μm, preferably 2 to 40 μm. As described below, the film of the present invention is produced by melt extruding polypropylene, winding it around a cooling drum kept at a high temperature of 80 to 120°C, cooling and solidifying it, and then rolling it. be. At this time, rolling may be combined with stretching using closely spaced rolls or the like. It is clear that instead of embossing, the surface may be roughened by sandblasting, etching, or the like. The method of laminating and integrating PP film and paper is not particularly limited, but when using an adhesive, lamination using a thermosetting adhesive is preferred. By using a thermosetting adhesive, it is possible to suppress the swelling of the laminated film due to oil, particularly the drawback that the laminated film stretches in the longitudinal direction and width direction due to swelling with oil. As thermosetting adhesives, amino-based, phenolic-based, resorcinol/formaldehyde-based, xylene-based, furan-based, epoxy-based, polyisocyanate-based, unsaturated polyester-based, and thermosetting acrylic resins can be used. Among these, particularly preferred are polyisocyanate adhesives and epoxy adhesives, and most preferred are polyester to polyisocyanate adhesives. Both of them are particularly excellent in that the degree to which they dissolve into the oil and deteriorate the electrical properties of the oil is extremely small. The amount of adhesive used for laminating and integrating is 0.5~
A range of 5 g/m 2 (dry weight of adhesive) is good, particularly preferred is a range of 1 to 4 g/m 2 . Within this range, the electrical properties (especially dielectric loss tangent) of the laminated and integrated film will not deteriorate, and the film and paper will not separate in oil. Describing a typical method of laminating and integrating, the surface of corona discharge treated PP film is
Apply an organic solvent solution of thermosetting adhesive, and
It is pre-dried with hot air at 50 to 100°C, and paper is placed on this surface and pressed with a heated press roll to form a laminated integrated film. This is aged for 10 to 50 hours at 50℃, or for 1 to 7 days at room temperature. In the present invention, the crystalline melting point of the polypropylene film after oil immersion is set within a certain range, so that the following excellent effects are produced. (1) Less swelling due to insulating oil. (2) The insulating layer is less likely to tighten or loosen. (3) It has a small dielectric loss tangent between 0 and 100°C, and its dielectric constant is usually larger than that of polypropylene. (4) Excellent dielectric breakdown characteristics at low and high voltages. (5) Excellent electrical insulation properties at high temperatures of 80 to 120℃. (6) The polypropylene film of the present invention is easily impregnated with insulating oil, resulting in a highly accurate and reliable electrical insulator. Therefore, the film of the present invention can be used in various oil-immersed electrical equipment such as capacitors, transformers, cables,
It is suitable as an oil-immersed insulation layer for motors, generators, etc. Note that the terms and measurement methods used in the present invention will be summarized and explained below. (1) Degree of isotacticity Extract PP with boiling n-heptane, divide the weight of the extracted residue by the original weight, multiply by 100, and display as a percentage. (2) Melt index: ASTM D-1238-73
Measured under condition L. (3) Melt crystallization temperature (T nc ): 5 mg of the sample was placed in a PerkinElmer DSC-type, and the atmosphere was replaced with nitrogen. Next, at a heating rate of 20℃/min,
Raise the temperature to ℃ and hold at this 200℃ for 5 minutes. Next, the temperature is lowered at a rate of 20°C/min to draw an exothermic peak associated with crystallization of the sample. Let the temperature at the top of this peak be T nc . (4) Crystal melting point (T n ): PerkinElmer DSC
- Put 5 mg of the sample into a mold and raise the temperature at 10° C./min under a nitrogen stream, and let T n be the temperature at the top of the endothermic peak associated with crystal melting of polypropylene. If the peak is hidden behind another peak and becomes a shoulder, divide the area and create the peak separately. (5) Density: According to ASTM D 1505. (6) Birefringence: Using Atsube's refractometer, measure the refractive index in the longitudinal direction (Ny) and the refractive index in the width direction (Nx) of the film, and calculate the birefringence by subtracting Nx from Ny. Note that a sodium D line is used as a light source during measurement, and methyl salicylate is used as a mounting liquid. (7) Surface roughness (Rmax): Rmax is measured by the method described in JIS B 0601-1976. The cutoff value is 0.8mm. (8) Heat shrinkage rate: from film, length 200mm, width 10
Cut a mm sample (the direction in which the heat shrinkage rate is measured is the length direction). The sample is kept in a hot air circulation oven at 120°C for 15 minutes, then taken out to room temperature and its length is measured. Its length is L
(mm), the thermal contraction rate can be calculated using the following formula. Heat shrinkage rate (%) = 100 x (200-L) / 200 (9) Degree of swelling due to insulating oil: 100mm from the film
Cut out a sample of ×100mm, and calculate the weight of this
(mg). This sample is immersed in alkylbenzene oil at 80°C and left for 24 hours. Next, take out this sample, wipe off the oil on the surface with filter paper, wash it by immersing it in acetone, and completely remove the oil on the surface with gauze soaked in acetone. Measure the weight of this sample and let it be W' (mg), then the degree of swelling (%) can be calculated using the following formula. Swelling degree (%) = 100 x (W'-W)/W (10) Flowability of insulating oil: A capacitor element is made by alternately winding a film and aluminum foil. This is immersed in insulating oil and vacuum impregnated with oil. Thereafter, the device is disassembled and visually determined whether the insulating oil has spread between all layers of the device. Rank A: Evenly distributed over the entire surface Rank B: There are slight oil-free spots Rank C: Oil-free areas exist in a planar manner As an oil-immersed insulating material, it must be rank A. However, in low pressure applications, even rank B may be used. Rank C is unsuitable as an oil-immersed insulating material. (11) Electrical insulating oil: A general term for various known electrical insulating oils, such as mineral oil, castor oil, cottonseed oil, alkylbenzene (eg, dodecylbenzene), diallylalkane, and polybutene oil. In addition, JIS C
Electrical insulating oils having the properties specified in 2320 are preferred. Next, embodiments of the present invention will be described based on Examples. Example 1 PP resin pellets with an isotactic structure content of 97.6%, a melt index of 6 g/10 min, and a T nc of 110.5°C were fed into an extruder, melted and extruded at 260°C, and discharged into a sheet from a T-shaped nozzle. I forced it. This molten sheet was wound around a cooling drum at 98°C, held on a roll kept at 115°C for about 3 seconds, and then cooled to produce a sheet with a thickness of about 2 mm. This sheet is rolled through a set of rolling rolls (roll diameter
250mm) and rolled 10 times. Rolling pressure is 500Kg/cm, rolling roll temperature 146℃
The sheet surface was wetted with polyethylene glycol and rolled. The resulting 200 μm thick film was placed in an atmosphere at 130°C and rotated once in the longitudinal direction.
% relaxation for 10 seconds. Next, this film is passed between embossing rolls heated to 130℃, and approximately
A 100-mesh sandblasted pattern has been transferred. Next, this film was kept under tension in an atmosphere at 120° C. for 10 hours for aging heat treatment, and then slowly cooled to room temperature. The properties of the thus obtained film are summarized in Table 2.The film of the present invention, which has a high crystal melting point Tn of 169°C after oil immersion, has a small swelling due to the insulating oil and has a good flowability of the insulating oil. It can be seen that it is extremely useful as an oil-immersed electrical insulating film because of its excellent properties.
【表】
なお絶縁油としてはドデシルベンゼン(DDB)
を用いた。
比較例 1
実施例1に用いたPP樹脂ペレツトを押出機に
供給して260℃で溶融押出し、T字型口金からシ
ート状に吐出せしめた。この溶融シートを30℃の
冷却ドラムに巻きつけ、冷却固化させ、厚さ2mm
のシートを作つた。このシートを実施例1と同様
に圧延し、熱処理した後、エンボス加工及びエー
ジング処理を施した。
かくして得られた比較例1のフイルムの油浸前
の結晶融点は、168℃、油浸後の結晶融点は165℃
であり、絶縁油による膨潤度は3.0%であつた。
このように、溶融押出したPPシートを急冷固化
させた比較例1のPPフイルムはPP内部の結晶構
造がマイルドになり、実施例1のPPフイルムよ
り絶縁油の膨張度が大きいものとなつた。[Table] Dodecylbenzene (DDB) is used as the insulating oil.
was used. Comparative Example 1 The PP resin pellets used in Example 1 were fed into an extruder, melted and extruded at 260°C, and discharged into a sheet from a T-shaped nozzle. This molten sheet is wrapped around a cooling drum at 30℃, cooled and solidified, and the thickness is 2 mm.
I made a sheet. This sheet was rolled and heat treated in the same manner as in Example 1, and then subjected to embossing and aging treatment. The thus obtained film of Comparative Example 1 had a crystalline melting point of 168°C before oil immersion, and a crystalline melting point of 165°C after oil immersion.
The degree of swelling due to insulating oil was 3.0%.
As described above, the PP film of Comparative Example 1, which was obtained by rapidly cooling and solidifying the melt-extruded PP sheet, had a mild crystal structure inside the PP, and the degree of expansion of the insulating oil was greater than that of the PP film of Example 1.
Claims (1)
保たれた冷却ドラムに巻きつけて冷却固化した
後、油浸後の結晶融点が166℃以上になるように
圧延することを特徴とする油浸電気絶縁用ポリプ
ロピレンフイルムの製造方法。1. Oil-immersed electricity, characterized in that polypropylene is melt-extruded, wound around a cooling drum maintained at 80 to 120°C, cooled and solidified, and then rolled so that the crystal melting point after oil immersion is 166°C or higher. A method for manufacturing polypropylene film for insulation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3600383A JPS59163705A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Oil-immersed electrically insulating polypropylene film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3600383A JPS59163705A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Oil-immersed electrically insulating polypropylene film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59163705A JPS59163705A (en) | 1984-09-14 |
| JPH053084B2 true JPH053084B2 (en) | 1993-01-14 |
Family
ID=12457598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3600383A Granted JPS59163705A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Oil-immersed electrically insulating polypropylene film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59163705A (en) |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP3600383A patent/JPS59163705A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59163705A (en) | 1984-09-14 |
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