JPS5828114A - 油浸電気機器用ラミネ−ト絶縁紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 セルロースのような吸湿特性を有する繊維・紙とを複合
して電気絶縁紙を形成する場合に、その吸湿特性を利用
してセルロース繊維紙全体に細かな凹凸を付与した油浸
電気機器用のプラスチックフィルムと繊維紙との複合体
に関する。

近年電力ケーブルの超高圧化、大容量化が進められるに
従い、その建設コストおよび運転コスト低減の目的から
ケーブルサイズの小型化および誘電体損失の軽減化が要
求されている。それらの目的を達成するための一つの手
段として、使用する絶縁体の改良があるが、この場合に
はインパルス電圧やＡＣ電圧に対する破壊強度および誘
電正接などの電気特性に優れるだけでなく、機械的強度
の優れた材料が要求される。これらの目的に対して従来
の天然セルロース紙と絶縁油による油浸紙に代えてプラ
スチックフィルムの適用が試みられたが、プラスチック
特有扁３ の温度特性、インパルス電圧に対する極性効果やくり返
し電圧に対する耐圧低下、フィルム層間の油の流通不良
による過度油圧変動に対する追従困難などの欠点がある
。この欠点を補いインパルス電圧に対するバリヤー効果
を持たせ、絶縁層の層間の油の流通を確保する目的でプ
ラスチックフィルムと天然セルロース繊維紙としての絶
縁紙との複合化技術が開発された。これに使用するプラ
スチックフィルムとしてはインパルス電圧特性、ＡＣ電
圧特性および誘電特性などが優れたものが必要であり、
この点からみてポリオレフィン系フィルムが望ましい。

しかしポリオレフィン系フィルムと絶縁紙を使用した複
合体では絶縁紙のみ使用した場合に比べて使用する油（
、鉱油、ＤＤＥ、アルキルナフタレンなどの炭化水素油
）に対して膨潤し厚さが増大するのでフィルム間にある
絶縁紙は押しつけられて、その表面凹凸や繊維間隙を通
る油の流通抵抗が増大しケーブル半径方向への油の流通
特開昭５８−　２’３１１４（２） 性が損なわれたり、ケーブルの曲げ等に要求される絶縁
体の機械的特性が劣ったりする。このようなポリオレフ
ィン系フィルムの膨ｇＫよる厚さ増加を出来るだけ小さ
くするためには膨潤による厚さ変化の小さいポリオレフ
ィン系フィルムを使用することが好ましいが、現状では
その限界があり厚さ増大を避けることは出来ない。

しかしながら、このような本質的な膨潤抑制は不可能で
あっても見掛は上膨潤による厚さ増大を抑えることは可
能で近年この方面の開発がされて来た。すなわちその一
つは特公昭ｊコー３１ｒ２３７号で公知のとおりプラス
チックフィルムと絶縁紙とを複合した場合に絶縁紙の吸
湿膨潤特性を利用してあらかじめ絶縁紙を調湿すること
Ｋよって厚さを増大させておきケーブル導体上に巻回し
た後所定の乾燥を行なって厚さの低下した絶縁紙をプラ
スチックフィルム関に介在させて油を含浸させる方法で
ある。かくして膨潤によるプラスチックフィルムの厚さ
増加厘ｊ を乾燥により厚さの低下した絶縁紙の裕度で補うことに
よって絶縁油の含浸後、フィルムの膨潤状態にあっても
絶縁油の流通性は阻害されることはない。またもう一つ
の方法は特開昭５４ｃｍ６６弘りｒ号で公知のとおりプ
ラスチックフィルムと繊維紙との複合体にあらかじめ強
制的に所定の凹凸を付与、いわゆるエンボス加工をして
おき、プラスチックフィルムの絶縁油含浸後の膨潤によ
る厚さ増大をこの凹凸が変形することによって吸収する
ことである。しかしながらこの方法は機械的なエンボス
加工になるためプラスチックフィルムと繊維紙の複合体
は局部的な損傷を受は易く機械的および電気的強度の低
下を招く恐れが多分にある。

本発明はとくに前記繊維紙の吸湿膨潤特性を利用して絶
縁油含浸後のプラスチックフィルムの膨潤による厚さ増
加を有効に抑制することの出来るプラスチックフィルム
と繊維紙とを複合一体化したラミネート絶縁紙を提供す
るもので＆６ ある。

本発明者らは前記の湿潤処理したプラスチックフィルム
と繊維紙を複合一体化したラミネート紙がプラスチック
フィルムの絶縁油中で膨潤することによる厚さ増加を抑
制する効果に及ぼす影響について種々研究して来た。そ
の結果同一水分量を付与しても水分の付与のさせ方でそ
の抑制効果が異なること、すなわち粒径分布幅の広い水
滴の散布を行々つて繊維紙を不均一に湿潤させた場合は
、粒径分布幅の狭い微小水滴の散布かあるいは相対湿度
の高い気体中の水蒸気と繊維紙中の水分を平衡させるこ
とによって均一に加湿させた場合に比べてプラスチック
フィルムの厚さ増加抑制効果が顕著となることを知見し
本発明に至った。

すなわち本発明はプラスチックフィルムと繊維紙とを複
合一体化したラミネート絶縁紙の表面に粒径分布幅の広
い水滴を散布し、繊維紙を湿潤させたことを特徴とする
湿潤状態で導体上＆７ に巻回され、その後乾燥、浸油される電気機器用ラミネ
ート絶縁紙にある。

図面により本発明を説明すると、第１図は後記実施例／
で用いたものと同じボリグロビレン７ミネート紙を用い
てそのポリプロピレフ層ノ両側に配置された繊維紙であ
るクラフト紙の表面に１ノズルから噴出させた水をさら
に金網に衝突させて形成した大小さまざまな大きさの水
滴を散布しく散布後の紙の含有水分は／　／、コチ）、
その後１００℃で７時間乾燥したときのクラフト紙表面
の実寸大の写真である。クラフト紙表面は全体にあばた
状を呈し、さまざまな太き搭の凹凸が形成されている。

凹凸の径は付与された水滴の粒径（２０〜ＳＯＯμｍ）
よシはるかに大きく１０数■に達するものもある。

第２図は第１図の場合と同じラミネート紙を用いて、こ
れを相対湿度り０チの調湿箱の中に≠時間放置して気体
中の水蒸気とクラフト紙中の水分をほぼ平衡させ（水分
平衡時の紙の含有■開昭ｓｓ−；ｚｓｎ４＜３） 水分は／　０．　ｊ　％　）　、その後／　００　”Ｃ
で７時間乾燥したときのクラフト紙表面の実寸大の写真
である。表面は第１図の場合と様相が者しく異なり凹凸
は観察されるものの全体になだらがである。

第３図は湿潤処理、すなわち加湿してない（未処理）の
ポリプロピレンラミネート紙（水分１す）のクラフト紙
表面の実寸大の写真である。表面は第２図よりもさらＫ
なだらがなことが分る。

上記のごとく第１図の湿潤処理したラミネート紙と゛第
２図の湿潤処理したラミネート紙は、クラフト紙中に近
似した水分を有する。しかしこれらをそれぞれ乾燥後、
絶縁油に浸漬してポリプロピレン層を膨潤させ、膨潤が
平衡状態に達した時点でのラミネート紙全体の厚さを求
め、膨潤前後の厚さ増加率を比較すると両者の関に明瞭
な差異が現われる。すなわち第２図の湿潤処理ラミネー
ト紙と第３図の未処理ラミネート崖り 紙の厚さ増加率を比較すると１ｃ２図の場合の方が著し
く小さいものの、第１ＩＫの湿潤処理ラミネート紙と第
２図の湿潤処理ラミネート紙で比較すると厚さ増加率は
第１図の場合の方がさらに大きく低下する（実施例４比
較例／および！８照）。このことは以下のごとく考察さ
れる。

すなわち第１図の処理紙の場合のようにノズルによる水
滴加湿によってクラフト紙を湿潤させると、粒径分布幅
の広い大小さまざまな水滴が無作為に点在してクラフト
紙に付与されるため、クラフト紙表面の水滴の有無・大
小に応じてクラフト紙の水滴による局部的な膨潤の大小
の差が顕著になり、乾燥後クラフト紙表面に不規則な凹
凸が形成されて残る。これに対して第２図の湿潤処理ラ
ミネート紙のように、水蒸気と平衡させてクラフト紙を
湿潤させる場合は、最初からクラフト紙に＃１ぼ一様に
水蒸気による水分が与えられてゆくため、クラフト紙表
面の水分の偏在による局所的な膨潤の大小の差が少７駈
１０ なく、乾燥後の凹凸の形成が小さい。第２図の湿潤処理
ラミネート紙の絶縁油含浸後のポリプロビレ／フィルム
層の膨潤による厚さ増加率の低減効果は、クラフト紙が
単に湿潤−乾燥する時の一様な厚さの増減作用によって
補償されるだけであるが、第１図の湿潤処理ラミネート
紙の場合はクラフト紙の一様な厚さの増減による補償作
用のみでなく、さらにクラフト紙表面に形成された凹凸
が恰もラミネート紙に前述の機械的工／ボス加工をあら
かじめ施したのと同様の効果を有し、ポリプロビレ／層
の絶縁油中で　　　−の膨潤による厚さ増加を、この凹
凸が変形することによって吸収する効果を併せもつから
であると思われる。

本発明における粒径分布幅の広い犬小さまざまな水滴を
付与する方法は、ノズルによるものだけでなくノズルか
ら噴出される水滴をさらに金網に衝突させて散布する方
法やスプレーなどによる水滴噴霧の方法でもよい。水滴
の粒径分ムｌｌ 布幅はノズルの径や水圧によっても変えられるが、前記
のとおりノズルを通した水流を金網に衝突させると粒径
分布幅が１０μ洛程度から数／’０００ｐｒｈ位まで拡
げられて好ましい。

ラミネート紙表面の湿潤の程度は水分量でｔ〜／コチあ
たりが好適である。水分３〜Ａ％の範囲でも効果は認め
られるがその程度は小さい。

一方コ！チ以上の水分においてはそれほどの効果の向上
はなく、かつ余り多量の水分を付与することはラミネー
ト紙の機械的強度の低下を招き、導体上への巻回作業等
を悪化させる恐れがある。

また本発明に適用されるラミネート紙としては、クラフ
ト紙等天然セルロースからなる絶縁紙同志をエクストル
ーダーによるポリオレフィン系樹脂等の溶融押出しによ
り一体化したものや、ポリオレフイノ系フィルム等と天
然セルロース紙を熱圧一体化したものなどを挙げること
ができるっ本発明における繊維紙としては天然特開昭５
８−　２８１１４　（４） セルロース１００％の紙のみならず、天然セルロースに
合成線維や合成パルプを混抄したものも勿論適用可能で
ある。

以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。実
施例その他におけるラミネート紙の膨潤度の測定は、電
気学会、絶縁材料研究会資料、資料番号Ｒ工Ｍ−７１−
！／　（／り７ｊ年／２月り日発表）に記載されている
バネ圧によって試料に所定の圧力（圧力範囲／　−／　
ｊ　Ｋ（ｆｆｌ　）を加えた状態で、絶縁油中に浸した
ラミネート紙の厚さの変化を直読できる装置を使用して
行なった。

実施例／ 電導度がｊμΩ以下のイオン交換水を／！朋φのノズル
を通して０．　ｊ　／　ｂｙ−の水圧で３００メツシユ
の金網に衝突させて形成した２　０　、３００μ携径の
小水滴流を、ポリプロピレンフィルム（ｊ！μ鶏厚）の
両側圧クラフト絶縁紙（グ３μ鴇厚）を接合して全体を
／コｊμ搗厚にしたポリグロピ＆／３ レンラミネート紙の表裏両面に付与し、水分量が／　７
．２　％のサンプルを得た。これを相対湿度ｔｊｑｌ、
の部屋に２ｊ時間放置した後、７０枚重ねにして膨潤度
測定器にセットし圧力ｌＶｄにおける厚さを求めたとこ
ろ／２０６μ洛であった。

これをセットし九まま１００℃以上の温度で２ｊ時間乾
燥し、十分に水分を除去してからｉｏｏ″Ｃの絶縁油（
）・−ド型アルキルベンゼン）を含浸させ平衡に達した
時点でのポリプロピレンラミネート紙の厚さを求めたと
ころｌｌり７μ溝であり、結局厚さ増加率は−０，７３
チであった。

比較例１ 実施例１において小水滴流を全く付与しないポリプロピ
レンラミネート紙について、同様にして油含浸後の厚さ
増加率を求めたところ＋／、　／　４ｔチであった。

比較例コ 実施例／において小水滴流を付与する代りにポリプロピ
レンラミネート紙を相対湿度７０％＆／≠ の調湿箱に放置して水蒸気加湿したところ、水分量が／
　０．　ｊ　％のサンプルを得た。このサンプルを同様
にして油含浸後の厚さ増加率を求めたところ０．０チで
あった。

実施例コ 実施例１のポリプロピレンラミネート紙におイーＣ１に
！μｍ厚のポリプロピレンフィルムの代シにＩＯｊμ鴇
厚のフィルムにし全体を／７０μ糎厚のラミネート紙に
した以外は同じ条件で小水滴流を付与した結果、水分量
は／　／、タチであった。このすノズルの油含浸後の厚
さ増加率を求めたところ−０，７２％であった。

比較例３ 実施例コにおいて小水滴流を全く付与しないポリプロピ
レンラミネート紙について同様の厚さ増加率を求めたと
ころ＋／、翻りであった。

比較例弘 実施例コにおいて小水滴流を付与する代りにラミネート
紙を相対湿度り０％の調湿箱に放置したところ水分量は
１０μチであった、このサンプルの油含浸後の厚さ増加
率は＋／、　０９　％であった。

実施例３ 実施例１のポリプロピン／ラミネート紙においてｊｊＩ
寡厚のポリプロピレンフィルムの代りに＆ｆμ溝厚のポ
リプロピレンフィルムとし、≠３μ搗厚の絶縁紙１枚と
７０μ鴇厚の絶縁紙１枚＆Ｃ１，、全体を／よｊμ搗厚
のポリプロピレンフィルムにした以外は同じ条件で行な
い、小水滴流を与えたサンプルの水分量は１０．７％で
あった。このものの油含浸後の厚さ増加率は一／、　Ａ
　Ｏチであった。

比較例！ 実施例３において小水滴流を付与しないポリプロピレン
ラミネート紙について油含浸後の厚さ増加率を求めたと
ころ＋／、　２１．チであった。

比較例を 実施例３において小水滴流を付与する代りにポリプロピ
レンラミネート紙を相対湿度７０％の調湿箱に放置した
ところ水分量は／θｊ％であった。このサンプルの油含
浸後の厚さ増加率は−０，７５チであった。

実施例≠ 実施例３のラミネート紙において乙１　、ｕｖｓｈのポ
リプロピレンフィルムの代りに／３≠μｍ厚のポリプロ
ピレンフィルムにして全体として２２０μ肩厚のうきネ
ート紙にした以外は同じにしたものについて小水滴流を
付与して水分量／　／、　ｊチのサンプルを作成した。

このサンプルについて油含浸後の厚さ増加率を求めたと
ころ−０，４Ｊチであった。

比較例７ 実施例弘において小水滴流を全く付与しないポリプロピ
レンラミネート紙について油含浸後の厚さ増加率を求め
たところ＋２．３０％であった。

以上の実施例ではポリプロピレンラミネート＆７７ 戯の場合について示したが、プラスチックフィルム材と
しては勿論ポリプロピレンだけに限定されることはなく
、ポリエチレン、ポリブテンなどその他のラミネート紙
でも同様である。

以上説明したごとく、本発明により粒径分布幅がｉｏ〜
１０００μ鶏の範囲にある水滴を散布してクラフト紙等
繊維紙に局所的に凹凸を生ぜしめ、かつ繊維紙全体を吸
湿によって一様に膨潤させた、繊維紙とプラスチックフ
ィルムとを複合一体化して成る湿潤処理ラミネート絶縁
紙は、絶縁油中でのプラスチックフィルム層の膨潤によ
る厚さ増加を吸収してラミネート絶縁紙全体としての厚
さ増加を抑制する効果が極めて人きく、ＯＦ式電力ケ−
プル、ＯＦ式電力コンデ／ザ等電気機器に応用してこれ
らの製造技術を飛躍的に向上せしめたばかりか、ラミネ
ート絶縁紙中のプラスチックフィルムの比率をさらに大
きくしてよシ性能の高いラミネート絶縁紙の開発を可能
にするなどその効果は実に大きいもム／ｌ のがある。

【図面の簡単な説明】

図はラミネート絶縁紙表面の実寸大の写真であり、第１
図は本発明のラミネート絶縁紙表面、第２図は相対湿度
りｏ４の調湿箱の中（放置されたラミネート絶縁紙表面
、第３図は未処理のラミネート絶縁紙表面の写真である
。 代表特許出願人 株式会社巴川製紙所 ｊ　ｌ　図 １．ｚ＋Δ 某　３１Δ 第１頁の続き ０発　明　者　水元原端 静岡市用宗巴町３番１号株式会 社巴用製紙所技術研究所内 ０出　願　人　住友電気工業株式会社 大阪市東区北浜５丁目１５番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１プラスチツクフイルムと繊維紙とを複合一体化し
   たラミネート絶縁紙の表面に粒径分布幅の広い水滴を散
   布し、前記繊維紙を湿潤させたこ、とを特徴とする湿潤
   状態で導体上に巻回され、その後乾燥、浸油される電気
   機器用ラミネート絶縁紙。 （２）前記繊維紙を水分ｊ−２ｊ％に湿潤させたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の油浸電気機器用
   ラミネート絶縁紙。 （３）粒径分布幅が１０〜１０００μ溝の範囲にある水
   滴を散布したことを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の油浸電気機器用ラミネート絶縁紙。 ノ％１−２