JPH0874194A - アラミドボード及びその製造法 - Google Patents

アラミドボード及びその製造法

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JPH0874194A
JPH0874194A JP20502194A JP20502194A JPH0874194A JP H0874194 A JPH0874194 A JP H0874194A JP 20502194 A JP20502194 A JP 20502194A JP 20502194 A JP20502194 A JP 20502194A JP H0874194 A JPH0874194 A JP H0874194A
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JP
Japan
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aramid
board
short fibers
sheet
producing
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JP20502194A
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English (en)
Inventor
Takanori Shinoki
孝典 篠木
Makoto Tanaka
信 田中
Hirosuke Watanabe
博佐 渡辺
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ボード組成が単純で、かつ
アラミドボードの基本的性能を損なうことなく吸湿変形
を抑制した、実用性に優れたアラミドボードを提供する
ことにある。 【構成】 実質的にm−アラミドからなるフィブリッド
90〜10重量%と実質的にm−アラミドからなる短繊
維10〜90重量%とからなるシートを加熱加圧してア
ラミドボードを製造する方法において、m−アラミド短
繊維が湿潤膨脹係数45×10-6以下のm−アラミド短
繊維であることを特徴とするアラミドボードの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、実質的に、m−アラミ
ドからなるフィブリッドとm−アラミド短繊維とからな
る耐熱性ボード、特に吸湿時の寸法安定性に優れた電気
絶縁ボードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気機器の大容量化、小型化が求
められるようになり、特に変圧器、電動機、変換器等の
密閉系発熱機器の高温化が不可避になってきた。そのた
め、従来のセルロース系電気絶縁ボードに代り、耐熱性
に優れたアラミドボードが広く用いられるようになり、
なかんずく原料的に入手しやすいm−アラミドボードが
最も多量に利用されるようになってきた。
【0003】しかしながら、最近の経済発展の結果、電
気消費量の増大、ひいては、変圧器等の大容量化が進
み、使用される電気絶縁ボードの大型化が問題として指
摘されている。その場合、従来公知のm−アラミドボー
ドは、絶乾状態でプレス成型された後、室温に放置され
ると、平衡水分を吸って自己伸長する。大型電気絶縁ボ
ードの場合、変形量が10cmを越えることも少なくな
い。また、鉄道車輛トランス用の絶縁ボードのように、
立体成型された部品は、その後の吸湿により、長さの変
形だけでなく形状全体の変形も生じる。そのため、プレ
ス品を使用直前に再度乾燥しなければ所定の変圧器ケー
スに収納できなくなったり、所望の乾燥機が組立工場に
ない場合、プレス品を絶乾状態で倉庫に保管し、かつ絶
乾状態で輸送を行なわなければならない等の問題があ
る。
【0004】これらの問題を解決するために、ポリ−m
−フェニレンイソフタルアミドから得られるパルプ粒子
(m−アラミドフィブリッド)とm−アラミド短繊維と
からなる系にポリ−p−フェニレンテレフタルアミド短
繊維を組み合わせた含浸用シートが提案されているが
(特開昭62−41400号公報)、m−アラミドフィ
ブリッドとポリ−p−フェニレンテレフタルアミド短繊
維との接着性が劣るためボードの強伸度等の機械的性質
が不十分である。
【0005】他の手段として、実質上溶融されていない
アラミドフィブリッドと粒状雲母とのもつれあった混合
物からなるシート状構造物が提案されているが(特開昭
64−51460号公報、特公昭43−20421号公
報)、粒状雲母の熱伝導率が低いため、アラミドボード
に蓄熱が生じるので好ましくない。
【0006】本出願人は、先に、m−アラミドフィブリ
ッドとm−アラミド短繊維とからなるシート(A)の複
数枚と、m−アラミドフィブリッドとp−アラミド短繊
維又は/及びガラス繊維とから主としてなるシート(b
−1)あるいはm−アラミドフィブリッドと粒状雲母と
からなる(b−2)から選ばれる少なくとも1種のシー
ト(B)の複数枚とを、シート(B)の各層の間に少な
くとも1種のシート(A)が存在するごとく積層し、加
熱加圧して一体のボード状にすることを提案した(特開
平6−143476号公報)。しかし、この方法では、
m−アラミドフィブリッドとm−アラミド短繊維とから
なるシートのほかに、常に、他の組成のシートを用意し
なければならないという生産工程上の煩雑さがあった。
かかる問題を解決するべく、本発明者らは、鋭意研究の
結果、本発明に到達したものである。
【0007】
【発明の目的】すなわち、本発明の目的は、ボード組成
が単純で、かつアラミドボードの基本的性能を損なうこ
となく吸湿変形を抑制した、実用性に優れたアラミドボ
ードを提供することにある。
【0008】
【発明の構成】即ち、本発明は「(請求項1) 実質的
にm−アラミドからなるフィブリッド90〜10重量%
と実質的にm−アラミドからなる短繊維10〜90重量
%とからなるシートを加熱加圧してアラミドボードを製
造する方法において、m−アラミド短繊維が湿潤膨脹係
数45×10-6以下のm−アラミド短繊維であることを
特徴とするアラミドボードの製造法。(請求項2) シ
ートが複数である請求項1のアラミドボードの製造法。
(請求項3) 請求項1のアラミドボードの製造法によ
り得られる吸水伸長率0.5%以下のアラミドボー
ド。」である。
【0009】メタ型アラミドとは、主骨格を構成する芳
香族環が、実質的に、メタ型に結合されてなるものであ
る。15モル%未満の第3成分が含まれた共重合体であ
っても差し支えない。メタ型アラミドとしては、特にポ
リ−m−フェニレンイソフタルアミドが好ましい。
【0010】このようなメタ型アラミドは従来公知の界
面重合法により製造することができる。ポリマーの重合
度としては、0.5g/100mlの濃度のN−メチル
−2−ピロリドン溶液で測定した固有粘度(I.V.)
が1.3〜1.9dl/gのものが好ましい。
【0011】実質的にm−アラミドからなるフィブリッ
ドとは、ポリマーの繰り返し単位の少なくとも80モル
%以上がm−フェニレンイソフタルアミドであるアラミ
ド溶液、例えば、特公昭35−11851号公報、特公
平3−39539号公報等に記載のごとく、撹拌中の沈
殿剤中に供給し、剪断力を加えながら析出、沈殿させて
得られるパルプ状粒子であり、該フィブリッド中に改質
剤、充填剤等の添加剤を含んでいてもよい。
【0012】実質的にm−アラミドからなる短繊維と
は、ポリマーの繰り返し単位の少なくとも80モル%以
上がm−フェニレンイソフタルアミドであるアラミド短
繊維であり、コーネックス、NOMEX等の登録商標で
市販されている。該繊維は繊維長0.3〜30mmの短
繊維として用いられる。
【0013】湿潤膨脹係数の測定法は後述するが、基本
的には熱機械分析法(TMA)による。すなわち、水中
に24時間以上浸漬し、充分に水を含ませた供試繊維の
熱的伸長収縮曲線を、一定荷重下、室温〜300℃の温
度域で求める(曲線X)。次に同一試料につき、五酸化
リン入りデシケーター中で、48時間以上、室温で乾燥
させ、水分を全然含まない繊維のTMA曲線を上記方法
により求める(曲線Y)。この曲線Xから曲線Yを差し
引くと(差スペクトルをコンピューターで求めると、)
水分による該繊維の挙動のみが摘出できる。この差スペ
クトルの最高値と最低値との差S(単位はμ)を求める
と、次式で湿潤膨脹係数(αH)を算出することができ
る。
【0014】αH=S×10-3/L×100 L:試料長(単位はmm) 後述するが、αHの大きい短繊維で補強されたm−アラ
ミドボードは吸湿伸長変化が大きく、αHの小さい短繊
維で補強されたm−アラミドボードは吸湿伸長変化が小
さい。実用上、短繊維のαHは45×10-6以下が必要
であり、好ましくは35×10-6以下である。好都合な
ことには、αHは短繊維の製糸条件と相関性があり、製
糸条件を特定することで容易に所望の範囲のαHをもつ
短繊維を生産することができる。例えば、高延伸倍率と
適当な熱処理温度、熱処理張力の組み合わせで達成可能
である。
【0015】実質的にm−アラミドからなるフィブリッ
ドと実質的にm−アラミドからなる短繊維との混合比は
重量比で90〜10/10〜90でなければならない。
フィブリッドの比率が90%を越えると短繊維による補
強効果が充分でないためm−アラミドボードの機械的強
度が落ちる。10%未満では、短繊維との接着効果不足
による毛羽立ち、或いは電気絶縁性低下等、m−アラミ
ドボードの品位/品質が損なわれる。特に好ましい範囲
は70〜30/30〜70である。
【0016】アラミドボードの製造法は従来公知の方法
でよい。例えば、抄造した水分含有率50〜95重量%
の湿紙を積層したのち、加熱加圧下に徐々に脱水乾燥し
て一体化する湿式プレス法(特公昭57−46163号
公報)或いは積層時のシートの水分含有率を45重量%
未満に保った後、急速に加熱加圧する乾式プレス法のい
ずれでも可能である。その際、シート中に包含される空
気或いは過剰の水分等を逃がすため、加圧途中で瞬間的
な放圧(エア抜き)を繰り返すことは、アラミドボード
中の空気膨れ(ブリスター)発生を防止するのに効果的
である。
【0017】熱圧着は、通常、平板プレス或いはロール
プレスで積層体を加熱加圧することにより行う。熱圧着
温度は、225〜335℃、特に好ましくは270〜3
20℃である。圧力は、アラミドボードの所要密度に応
じて変更するが、平板プレスで20〜1000kg/c
2 、ロールプレスで50〜300kg/cm(線圧)
程度が好ましい。得られるアラミドボードは、吸水伸長
率0.5%以下のアラミドボードであり、かつ、従来並
みの耐熱性、電気絶縁性、機械的性質を維持するもので
ある。
【0018】
【発明の効果】本発明のアラミドボードは、吸湿時の伸
長変化を有効に抑制できるため、アラミドボード製造後
の在庫管理、運搬、電気機器組み立て直前の湿度管理等
を行う必要がなくなり、生産工程が合理化された。
【0019】以下に本発明を実施例で説明する。なお、
実施例および比較例における各特性値は、以下の方法で
測定した。部は重量部である。
【0020】<対数粘度>95%硫酸中で濃度0.5g
/100mlの対数粘度を30℃で測定した(単位はd
l/g)。
【0021】<湿潤膨脹係数(αH)>熱機械分析装置
(TMA)は、理学電気(株)製TAS−200(引張
加重法付)を用いた。供試繊維長20mm、荷重0.0
03g/de、昇温速度20℃/分で測定した。
【0022】まず、水中に24時間以上浸漬し、充分に
水を含ませた供試繊維を引張加重法チャックで所定の長
さに挟み、TMA測定し、曲線Xを付属のパソコンに入
力した。次いで、五酸化リン入りデシケーター中で、4
8時間以上、室温で乾燥させ、水分を全然含まない絶乾
繊維を、同様に、チャックで所定の長さに挟み、TMA
測定し、曲線Yを付属のパソコンに入力した。コンピュ
ーターで曲線Xと曲線Yとの差スペクトルを画かせた
後、プリントアウトし、50〜150℃の最高値と、1
50〜250℃の最低値との差S(単位はμ)を求め、
次式で湿潤膨脹係数(αH)を算出した。
【0023】 αH=S×10-3/20×100(無単位)
【0024】<吸湿伸長率>熱圧直後のアラミドボード
の縦及び横方向の寸法(L1 、L2 )を測定した後、2
0℃、相対湿度65%の恒温、恒湿の部屋に15日間放
置したサンプルの縦及び横方向の寸法(l1 、l2 )を
測定し、下式で算出した。なお、長さの測定には、武藤
工業(株)製二次元座標測定装置(MA−1、BLT
V)を用いた(単位%)。
【0025】 縦方向の吸湿伸長率=(l1 −L1 )/L1 ×100 横方向の吸湿伸長率=(l2 −L2 )/L2 ×100 アラミドボードの吸湿伸長率=(縦方向の吸湿伸長率+
横方向の吸湿伸長率)/2
【0026】<絶縁破壊電圧(BDV)>JIS−C2
111に準拠。交流電圧で測定した(単位KV/m
m)。
【0027】
【実施例1〜4】 (ア) シートの作成 対数粘度1.6、カナデイアン標準濾水度(CSF)1
05mlのポリ−m−フェニレンイソフタルアミドフィ
ブリッド(パルプ粒子)60部と、単糸繊度2.0デニ
ール、繊維長6mm,強度7.1g/de、伸度30
%、αH34×10-6のポリ−m−フェニレンイソフタ
ルアミド短繊維40部を約300倍量の水中に分散させ
た後、25cm×25cmのワイヤーメッシュをもつ角
型抄紙機で抄造した。得られたシート(A)をドラム式
回転乾燥機で140℃、100秒間乾燥した。得られた
シートの坪量は80g/m2 、厚さ0.200mm、水
分率2.5%であった。
【0028】(イ) ボードの成型 上記のシート(A)を平板プレス上に置き、70℃、5
0kg/cm2 で表1に記載の積層枚数ごとに、最初3
0秒後及び1分後に圧力を一瞬0kg/cm2に放圧
(エア抜き)を繰り返し、総計5分間の熱圧着を行い、
アラミドボードを成型した。得られたアラミドボード
は、いずれも良好な吸湿伸長率を示した。結果を表1に
示した。
【0029】
【比較例1〜2】実施例1のシートの作成において、ポ
リ−m−フェニレンイソフタルアミド短繊維(40部)
を単糸繊度2.1デニール、繊維長6mm,強度5.8
g/de、伸度41%、αH57×10-6に代える以外
は実施例1と同様に実施した。得られたシートの坪量は
79g/m2 、厚さ0.196mm、水分率1.8%で
あった。このシートを5枚又は10枚積層し、実施例1
と同様にアラミドボードを成型した。得られたアラミド
ボードの吸湿伸長率はいずれも0.5%を越えるもので
あった。結果を表1に示した。この結果は、吸湿伸長率
低下に効果があるにも拘らず、BDVという重要特性に
は、なんら影響がないことを示している。
【0030】
【表1】
【0031】
【実施例5〜8、比較例3〜4】実施例1(ア)のシー
トの作成において、ポリ−m−フェニレンイソフタルア
ミド短繊維(40部)を表2記載のαHをもつものに代
える以外は実施例1と同様に実施した。短繊維の単糸繊
度はいずれも2.0デニールとした。得られたシートの
坪量はいずれも80g/m2 であった。このシートを2
0枚積層し、実施例1と同様にアラミドボードを成型し
た。得られたアラミドボードの吸湿伸長率測定結果を表
2に示した。
【0032】
【表2】
【0033】
【実施例9〜13】実施例1のポリ−m−フェニレンイ
ソフタルアミドフィブリッドと実施例2で用いたポリ−
m−フェニレンイソフタルアミド短繊維(αH24×1
-6)とを表3記載の混合比率で混抄しシートを作成し
た。得られたシートの坪量はいずれも80g/m2 とし
た。各シートを10枚積層し、実施例1と同様にアラミ
ドボードを成型した。得られたアラミドボードの吸湿伸
長率測定結果を表3に示した。
【0034】
【表3】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的にm−アラミドからなるフィブリ
    ッド90〜10重量%と実質的にm−アラミドからなる
    短繊維10〜90重量%とからなるシートを加熱加圧し
    てアラミドボードを製造する方法において、m−アラミ
    ド短繊維が湿潤膨脹係数45×10-6以下のm−アラミ
    ド短繊維であることを特徴とするアラミドボードの製造
    法。
  2. 【請求項2】 シートが複数である請求項1のアラミド
    ボードの製造法。
  3. 【請求項3】 請求項1のアラミドボードの製造法によ
    り得られる吸水伸長率0.5%以下のアラミドボード。
JP20502194A 1994-08-30 1994-08-30 アラミドボード及びその製造法 Pending JPH0874194A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508835A (ja) * 2008-11-14 2012-04-12 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 改善された圧縮性能を有するシート構造体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508835A (ja) * 2008-11-14 2012-04-12 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 改善された圧縮性能を有するシート構造体の製造方法

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