WO1997024231A1

WO1997024231A1 - Complex sheet and method of manufacturing the same

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Publication number: WO1997024231A1
Application number: PCT/JP1996/003847
Authority: WO
Inventors: Akio Nakaishi
Original assignee: DuPont Teijin Advanced Papers Japan Ltd
Current assignee: DuPont Teijin Advanced Papers Japan Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 1998-06-28
Also published as: US6143819A; CN1209093A; JPH09183187A; EP0882574A1; JP2732822B2; EP0882574A4

Description

明細書複合体シートおよびその製造方法技術分野本発明は、熱伝導性、耐熱性、電気特性、耐薬品性、機械特性等にすぐれた複合体シートおよびその製造方法に関する。より詳しくは回転機、変圧器分野の電気絶緣材料として有用な複合体シートに関する。さらに、本発明は、そのような複合体シ一トを備えた電気機器に関する。背景技術従来、耐熱性が要求される電気絶縁分野には耐熱性高分子を素材とする成形体が使用されている。特に芳香族ポリアミド（以下、ァラミドと称す）を用いた成型品は、ァラミド分子構造に由来する耐熱性、耐薬品性、難燃性を備えた優れた工業材料である。なかでも、ポリメタフエ二レンイソフタルアミドのフアイプリツドおよび繊維から構成される薄葉紙（商品名ノ —メックス（登録商標））は、耐熱性に優れた電気絶縁紙として広く用いられている。

近年、回転機、変圧器の分野では、使用部材の削減と省スペース化を目的とした機器の小型化の要求が高まっている。それを実現する手段として、回転部分ゃコィルから発生する熱量を速やかに発散できる熱伝導性の大きな電気絶縁材料が望まれていた。これまでのァラミド薄葉紙は、内部に空気を含有するため、熱伝導性が小さく、上記の要求に十分応えたものではな力つた。

従来、主としてパワートランジスタ、サイリスタなどの発熱性電子部品の放熱シートとして、耐熱性に優れたシリコーン樹脂に熱伝導性の良い充填材を添加したオルガノポリシロキサン（シリコーン樹脂）組成物および成型品が考案されている。これらは、シリコーン樹脂単独ではなしえない熱伝導性を充填材を加えることで改善したものである。

( 1 ) 特開昭 5 2— 1 4 6 5 4号公報には、オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジエンポリシロキサンとシリカ系充填剤、炭酸亜鉛粉末、および白金触媒からなるオルガノポリシロキサン組成物が記載されている。

( 2 ) 特開昭 5 3— 1 5 5 5 0 6号公報には、オルガノポリシロキサンにボロンナイトライド（窒化ホウ素）、低分子量オルガノポリシロキサンおよび硬化剤を加えた熱伝導性シリコ一ンゴム組成物が記載されている。

( 3 ) 特開昭 5 6— 2 3 4 9号公報には、充填剤、有機過酸化物触媒およびシリコーンオイルをポリジオルガノシ口キサンに配合し、加硫成型してなる熱伝導性にすぐれた放熱用ゴム状成型品が記載されている。

このように、電気絶縁性と熱伝導性を備えたシリコーン樹脂組成物および成型品は公知である。しかしながらこれら（ 1 ) ないし（3 ) のシリコーン樹脂組成物および成型品は、シリコーン樹脂特有の引き裂きやすさが克服されていないばかりか、充填剤を多量に含有するため、かえって機械的強度を損なう欠点がある。

この問題を解決する目的で、次のようにシリコーン榭脂を他の素材で補強することが提案されている。

( 4 ) 特開昭 5 8 - 2 1 4 4 6号公報には、付加重合型液状シリコーンゴムに熱伝導性を高める充填剤を配合してなる混合物を、補強性の織物または不織布に被覆してシ一ト成型し、しかるのちに架橋することを特徴とする熱伝導性絶縁シートの製造方法が記載されている。ここで、織物または不織布とは、ガラス繊維、石英繊維、アルミナ繊維、窒化ホウ素繊維、などの無機繊維、あるいはポリエステル、ふつ素樹脂などの有機繊維のいずれからなるものでもよいとされている。

( 5 ) 特開昭 5 8— 2 1 9 0 3 4号公報には、アルミナ粉末を含む流動性シリコーンゴム組成物を、網目状絶縁物上にコーティングし、ついで、これを硬化させる電気絶縁性放熱ゴムシートの製造方法が記載されている。ここで、網目状絶縁物とは、織物、編物、不織布、これらの積層物であり、シリコーン樹脂の耐熱性に見合った耐熱性をもつガラス繊維に、アスペスト、シリコンカーバイド繊維などが例示されている。

上記（ 4 ) , ( 5 ) のいずれにおいても補強材との一体化を促すための流動性のよい、低粘度のシリコーン樹脂を使用している。このように、熱伝導性の大きなシリコーン榭脂シ一トを製造するにあたり、繊維からなる織物、不織布で補強して引き裂き強さの改善をはかる方法は公知である。

しかしながら、これらの製造方法は、パワートランジスタ、サイリスタなどの発熱性電気電子部品の放熱促進用途を想定したものであり、回転機、トランスのような電気機器の電気絶縁材料にかならずしも適用できるわけではない。回転機、変圧器の電気絶縁材料の場合には、電気絶縁性に加えて次のような特性が特に重要である。

(ァ）長期信頼性

大型の回転機、トランスの分野では、耐熱温度が 1 5 5度ないし 1 8 0 度まで要求されることが希ではない。特に近年進行している機器の小型化、高度集積化のなかで、より苛酷な環境下で長期間の信頼性を確保するためにはおのずと使用できる材料は限られてくる。そのため、補強材としてはシリコーン樹脂と同等またはそれ以上の耐熱性を備えた素材が好ましい。 (ィ）耐ヒートショック性

電機絶縁材料はしばしば加熱一冷却が繰り返される部分に使用される。そのためサ一マルショックによる剥離、微小破壊を防ぐためにシリコーン樹脂の線膨張係数（ 2— 5 X 1 0 -5/度）と同等の熱特性を持つ素材を選択することが重要である。

(ゥ）低誘電率

主絶縁材料として使用される場合、交流電場が印加されると、絶縁材料内部に電気的損失のため発熱が生じる。この発熱の程度は絶縁材料の誘電率と誘電損失の積に比例する。したがって、これらの値が小さいものが好ましい。

(ェ）可撓性

回転機、変圧器の導体の絶縁用テープに使用する場合、導体に良くなじみ、しわのない巻き状態を実現するにはテープに適度の伸びが必要である。

(ォ）軽量性

機器の小型化の重要因子として絶縁材料の軽量性は無視できない項目の一つである。

(力）ボイドレス

ボイド、すなわち、独立気泡が存在すると、コロナ発生原因につながるとともに熱伝導を妨げる要因となり好ましくない。

これらの観点から、従来提案されている製造方法で作成された、織物や不織布で補強した熱伝導性のシリコーン樹脂シートには次のような問題点が指摘できる。

すなわち、長期信頼性の点では、上記無機繊維および高耐熱性の有機繊維が望ましい。しかし、無機繊維については、（ a ) 線膨張係数が小さい (例、 Eガラス繊維 5 X I 0 -6ノ度）（b ) 誘電率が大きい、（例、 Eガラス誘電率 6 . 7 - ( 1 M H z ) ) 、 ( c ) 引張り伸度が小さい（通常、 2 %以下）ため、無機繊維の織物、不織布で補強したシリコーン樹脂シートは可撓性が小さい、などが問題である。さらに、一般に、無機繊維は有機化合物よりも比重が大きいため、軽量化には不利な材料である。

一方、有機繊維のなかでシリコーン樹脂と同等以上の耐熱性を備えたものは、ァラミド繊維、ポリエーテルエ一テルケトン繊維、ポリテトラフルォロエチレン繊維などに限定される。しかし、有機繊維からなる織物を補強材とすると、（d ) 縦横の異方性が大きい、（e ) 拘束された構造体であるため、取り扱い中にシリコーン樹脂と繊維との動きに差が生じ密着性 (接着性）が徐々に損なわれるおそれがある、（ f ) テープ状にスリットするのが容易でない、（g ) —般に織物は高価である、などが実用上の問題点として指摘できる。

さらに、上記の耐熱性不織布と付加重合性液状シリコ一ンゴムを用いたシート成型の場合、不織布の保液性が十分でなく、生産性を損なうことが懸念される。

また、上記引例（4 ) および（5 ) の製造方法において、変圧器ではとくに注意を要するボイドの除去に関する配慮が一切なされていない。発明の開示このように、従来、電気絶縁性と熱伝導性を兼ね備えた耐熱性の可撓性シートで、変圧器、回転機用途に十分応えた素材は皆無といえる状況であつた。

そこで、本発明の課題は、電気絶縁性と熱伝導性を兼ね備え、耐熱性およぴ可撓性にすぐれた複合体シートおよびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、また、そのような複合体シートを備えることによって放熱特性の改善された電気機器を提供することを課題とする。

本発明者は、上記状況に鑑み上述の課題を解決するため鋭意検討した結果、ゴム弾性を有する樹脂をマトリックスとし、繊維状有機化合物からなる成形体と無機充填材とでこれを補強し、内部空隙率が 1 0%以下、比重が 1以上 2以下であるようにすることで、複合体シ一トが良好な性能をもち、上述の課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。

すなわち、 1 ) 本願の第 1の形態に従って提供される複合体シートは、繊維状有機化合物からなる成型体と、無機充填材と、前記成型体と前記無機充填材とにより補強される、ゴム弾性を有する樹脂からなるマトリックス樹脂とを包含するシートであって、内部空隙率が 1 0 %以下、比重が 1 以上 2以下で厚さ方向の熱伝導率が 0. 4W/mK以上であることを特徴とする。

2) 上述の 1 ) に記載の複合体シートにおいて、前記繊維状有機化合物からなる成型体がァラミドフアイプリツドとァラミド繊維とからなるァラミド紙であってもよく、前記無機充填材は摂氏 2 0度での熱伝導率が 1 W ZmK以上であってもよい。

3) 上述の 2) に記載の複合体シートにおいて、前記ァラミド紙の坪量力 1 0 gZm²以上 2 00 gZm²以下であって、少なくとも 5重量⁰ /₀の前記ァラミド紙を含んでいてもよい。

4 ) 上述の 2) または 3) に記載の複合体シートにおいて、前記ァラミド紙を構成するァラミドがポリメタフェニレンイソフタルアミドであるのが好ましい。

5) 上述の 1 ) 〜 4) のいずれかに記載の複合体シートにおいて、前記無機充填材は摂氏 2 0度での熱伝導率が 5 W/mK以上であるのが好ましい o

6 ) 上述の 1 ) ~ 5) のいずれかに記載の複合体シートにおいて、前記無機充填材が、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケィ素、酸化マグネシゥム、および酸化べリリゥムから選ばれた少なくとも 1種類の無機充填材であるのが好ましい。

7) 上述の 1 ) 〜 6) のいずれかに記載の複合体シートにおいて、前記マトリックス樹脂がシリコ一ンゴムであるのが好ましい。

8) 本発明の第 2の形態に従う複合体シートの製造方法は、上述の 1 ) 〜 7) のいずれかに記載の複合体シートを製造する複合体シートの製造方法であって、無機充填材をァラミドファイブリツドおよびァラミド繊維からなる成型体またはゴム弾性を有するマトリックス樹脂の一方に共存させ、前記成型体と前記マトリックス樹脂とを接触させて複合化することを特徴とする。

9) 本発明の第 3の形態に従う複合体シートの製造方法は、上述の 1 ) ないし 7 ) のいずれかに記載の複合体シートを製造する複合体シートの製造方法であって、ァラミドファイブリツドおよびァラミド繊維からなる成型体に、無機充填材を含有するゴム弾性を有する樹脂を含浸または塗布することで複合化することを特徴とする。

1 0) 本発明の第 4の形態に従う放熱特性の改善された電気機器は、上述の 1 ) 〜 7) のいずれかに記載の複合体シートを備えたことを特徴とする o 発明を実施するための最良の形態以下、本発明について詳細に説明する。

本発明において、繊維状有機化合物からなる成形体は、ァラミドフアイプリッドおよびァラミド繊維からなるァラミド紙が好ましい。ここでァラミドとはアミド結合の 6 0 %以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物を意味する。このようなァラミドとしてポリメタフエ二レンイソフタルアミド、およびその共重合体、ポリパラフエ二レンテレフタルアミドおよびその共重合体、ポリ（パラフエ二レン）ーコポリ（3， 4ジフエニルェ —テル）テレフタールアミドなどが例示できる。この中で、ポリメタフエ二レンイソフタルアミドが、良好な成型加工性、熱融着性を備えている点で好ましく用いられる。ポリメタフエ二レンイソフタルアミドはイソフタル酸塩化物およびメタフェニレンジアミンを用いた従来公知の界面重合法、溶液重合法等により工業的に製造できる。

ァラミドファイブリツドとは、抄紙性を有するフイルム状のァラミド粒子のことをいい、ァラミドパルプとも呼ばれる（特公昭 3 5 - 1 1 8 5 1 号公報、特公昭 3 7— 5 7 5 2号公報等参照）。ァラミドフアイプリツドは、通常の木材パルプと同じように、雜解、叩解処理を施し抄紙原料として用いることができる。この場合、ァラミド紙の特性を良好に維持するためァラミドフアイプリッドの濾水度（フリーネス）を調節するのが好ましく、通常カナダ標準フリーネスで 5 0 m 1以上 5 0 0 m l 未満の範囲から選ばれる。

ァラミド繊維とは、ァラミドを原料とする繊維である。このような繊維として、帝人（株）の「コ一ネックス（登録商標）」「テクノーラ（登録商標） I 、ュニチカ（株）の「ァピエール（登録商標）」、デュポン社の「ノ一メックス（登録商標）」「ケプラー（登録商標）」、ァクゾ社の「トワロン（登録商標）」等が例示できるがこれらに限定されるわけではない。

本発明では、繊維の好ましい繊度は 0 . 5デニール以上 2 0デニール未満、長さは 1 m m以上 5 0 m m未満の範囲から選ばれる。長さが l m mよりも小さいと、複合体の力学特性が低下する。

一方、 5 0 m m以上のものは湿式法での不織布製造に当たり「からみ」「結束」などが発生しやすく欠陥の原因となりやすいため好ましくない。同様に繊度が 0 . 5デニール未満繊維は、湿式法での製造において凝集を招きやすく好ましくない。また、 2 0デニール以上の繊維は、繊維直径が大きくなり過ぎるため（例えば、真円形状で直径は 4 5 ミクロン以上）、ァスぺクト比の低下、力学的補強効果の低減、不織布均一性不良などの不都合が生じる。

本発明においてァラミド紙とは、上記ァラミドフアイプリツドおよび Z またはァラミド繊維を、乾式法または湿式法にて製造したシート状の成形体を意味する。

ァラミド紙のァラミドフアイプリッドァラミド繊維の構成割合は、 5 / 9 5 - 1 0 0 / 0 (重量％) の範囲の任意の値が選ばれる。

本発明において、ァラミドフアイプリッドおよび/またはァラミド繊維からなるァラミド紙に対して紙の特性を損なわない範囲で別に耐熱性繊維を加えることは差しつかえない。このような耐熱性繊維として、ポリフヱ二レンスルフイド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエステル繊維、ァリレート繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの有機繊維、ガラス繊維、ロックウール、アスベスト、ボロン繊維、アルミナ繊維などの無機繊維を例示できるが、これらに限定されるわけではない。

ァラミド紙の坪量（ 1 m²あたりの質量；単位 g_ m2 ) は、 1 0— 2 00 gZm²の範囲が好ましい。坪量が 1 0 gZm² よりも小さい紙は、一般に、厚み、坪量の均一性が不足し、安定した性能の複合体シートが得られにくい。一方、 2 0 0 g/m² を上回る坪量の紙については、後述する樹脂との複合化後に所望の熟伝導性が得にくいという問題点がある。

このようなァラミド紙を製造するにはスパンレース法、湿式抄造法、など従来既知の方法が適用できる。また、製造されたシートを熱圧加工して表面平滑性、機械的特性などの紙特性を向上させることもできる。

本発明において、基材にァラミド紙を好ましく用いる理由として（ 1 ) 耐熱性，難燃性などの優れた特性を備えていること、（2 ) 従来のガラスクロス一シリコーンゴム複合体の欠点である可撓性不足の改善に効果があること、（3 ) 被覆性の大きなァラミドファイブリツドを含むため複合体シートの絶縁破壊特性を損なわないこと、（ 4 ) 保液性が大きいため樹脂含浸、塗布加工などの既存技術を適用でき複合体シ一トを製造するのに有利であること、（ 5) ァラミドの比重が 1. 4程度と小さく軽量複合体シ -トの製造に寄与できること、（6 ) ァラミド素材はシリコーン樹脂と同等の熱膨張率のためヒートショックによる欠陥生成のおそれが小さいと期待できること、などを上げることができる。

本発明において無機充填材（フイラ一）とは、粒状、繊維状、板状または無定形状の無機化合物の粒子である。無機充填材の熱伝導率は l W/m K (温度：摂氏 2 0度）以上のものが好ましい。かかる無機充填材としては、ケィ酸カルシウム、重質ケィ酸カルシウム、ケィ酸マグネシウム、酸化アルミニウム、、炭化ケィ素、窒化ケィ素、チタン酸カリウム、酸化マグネシゥム、窒化ホウ素、酸化チタン、酸化ケィ素、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ベリリウム、炭酸カルシウム、ガラス、雲母、滑石などの無機化合物が例示できるが無論これらに限定されるわけではない。なかでも熱伝導性の比較的大きな酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケィ素、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムなどの無機化合物が好ましく選択される。なお、熱伝導率が 5 W Z m K以上であればより好ましい。なお、これら無機化合物が結晶性物質の場合、熱伝導率は異方性を示すことが一般的である。そこで本発明では粉体焼結した成型物のバルクの熱伝導率で無機化合物の熱伝導率と定義する。これら、無機化合物の選択の目安として、例えば粉体を焼結して得られた成形体の絶縁破壊電圧が 1 0 k Vノ m m以上、体積固有抵抗値が 1 0 ^{1 3}オーム c m以上のものをあげることができる。したがって本発明の主旨から、熱伝導率が大きくても熱伝導体である金属単体は使用できない。

使用する無機充填材の大きさは様々でありこれを一義的に定義するのは困難であるが、形状が粒状の場合は径がおおよそ 0 . 1 ミクロンから l m mの範囲のもの、繊維状の場合は長さ 1 0ミクロン以上 1 0 m m以下のものが通常用いられる。

本発明においてゴム弾性を有するマトリックス樹脂とは、樹脂を構成する高分子鎖 1本につき少なくとも 1個の架橋点をもつ樹脂である。ここで、架橋点とは、高分子鎖が他の高分子鎖と化学的または物理的に連結した部位のことである。前者の場合は化学結合が、後者では結晶領域または凝集箇所が架橋点となる。ゴム弾性が発現されるには、架橋点間の高分子鎖が、その高分子鎖のガラス転移点以上の温度環境にあることが必須の要件である。したがって、一般に、室温にてゴム弾性を示す樹脂は、架橋間の高分子鎖のガラス転移点が室温以下のものである。

本発明においてゴム弾性とは、大変形後、応力除去によって変形がほぼ完全に回復することを意味するが、レオロジー的には、ガラス状態と流動状態の中間温度領域に位置する粘弾性挙動が、室温またはそれ以下の温度にて発現する性質をいう。

このようなゴム弾性を有する樹脂としては、スチレン一ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジェンゴム、イソプレンゴム、二トリルブタジェンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、室温加硫型シリコーンゴム、水素化二トリルゴム、ポリエーテル系特殊ゴム、フッ素ゴム、四フッ化工チレンプロピレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ェピクロロヒドリンゴム、プロピレンォキシドゴム、エチレンアクリルゴム、ノルボルネンゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、ォレフィン系熱可塑性エラストマ一、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマ一、ポリアミド系熱可塑性エラストマ一、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマ一、塩ビ系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマ一などの高分子化合物が例示できる。この中、耐熱性、耐薬品性、難燃性に優れる点でシリコーンゴム系、フッ素ゴム系が好ましく、とりわけ、シリコーンゴムが好ましい。

シリコーンゴムは、ポリジメチルシロキサン類を過酸化物などの架橋剤を用いて架橋したもの、付加重合型液状シリコーンを白金触媒で架橋したものなどが使用できる。

本発明で、複合化シートの熱伝導性を向上させるという点では、必ずしもゴム弾性を有する樹脂のみを用いる必然性はない。しかし、従来使用されていた電気絶縁用ァラミド紙の加工しやすさ、可撓性、取り扱い性などの特性を大きく損なわない点を重視すると、ゴム弾性樹脂が好ましく選択される。

複合体シートの内部空隙率は 1 0 %以下が好ましい。ここで、内部空隙とは、マトリックス樹脂の浸透が十分ない結果生成した独立気泡（ボイド）、と定義される。内部空隙の存在は、高電圧印加状態でのコロナ発生が懸念される、熱伝導を妨げるなどの理由で、好ましくない。複合体シ一ト中の繊維状有機化合物からなる成形体の重量比が小さい場合は、内部空隙率は次式で算出される。

内部空隙率（％)

= ( 1— (複合体シートの比重） / (充填材 +マトリックス樹脂混合物の比重）） X 1 0 0

本発明者らの検討によると、内部空隙率に対して熱伝導率は指数関数的に低下する傾向が観察された。

本癸明の複合体シートの比重は、 1以上 2以下が好ましい。比重が 1 より小さいものは内部に多くの空隙を持つことを示唆する。一方比重が 2 を上回るシートは軽量性を損なう、誘電率を大きくするなどの問題点が生じてくる。

次に、本発明における複合体シートの構成について説明する。本発明の複合体シートは、上述のァラミド紙と、無機充填材とゴム弾性を有するマトリックス榭脂とから構成される。これら 3種類の素材を複合化させる方法は様々なものが考えられる力⁵'、

( a ) あらかじめ無機充填材を混合した樹脂をァラミド紙に含浸または塗布する方法、

( b ) ァラミド紙を製造する際に無機充填材を添加しその後樹脂を含浸または塗布する方法、

( c ) ァラミド紙に無機充填材の分散液を散布または含浸させ、その後樹脂を含浸または塗布する方法

などが例示できる。いずれの方法によっても、繊維状有機化合物からなる成型体と、無機充填材と、ゴム弾性を有する樹脂（マトリックス樹脂）力 ^s 相互に緊密に接触し空隙率の低い構造体を形成することができる。

この中で（ a ) の方法が最も実用的であると考えられるので、以下にこの実施方法について詳述する。

無機充填材とマトリックス榭脂との混合方法には特に制約はないが、使用する樹脂の性状によつて次の二通りに大別できる。すなわち樹脂が液状の低粘性のものなら無機充填材を添加した後、攬拌翼を備えた容器内で攪拌混合する方法が簡便である。一方、高い粘性または固体状のものは、加熱または溶剤希釈によつて可塑性を向上し、これに無機充填材を加えて混練押し出し機や二一ダ一などの設備にて混合する方法が推奨できる。いうまでもなく混合の方法はこれらに限定されるものではない。

上記の方法において樹脂に添加する無機充填材の量は、樹脂 1 0 0重量部に対して 5 - 2 0 0重量部、より好ましくは 1 0— 1 5 0重量部の範囲が選ばれる。この範囲の上限は充填材混合物の粘度、流動性から規定され、 —方、下限は複合体シートの熱伝導特性からの制約である。

ァラミド紙と複合化されるゴム弾性を有する樹脂の量は、ァラミド紙の空隙率、紙への樹脂の浸透の具合によって変わるが、完全浸透の場合、紙の重量に対し 0 . 2 5倍以上が必要となる。また浸透が不完全な場合には前記の内部空隙率および比重の範囲に入ることが望ましい。

榭脂をァラミド紙に含浸させる方法としては、加熱または溶剤希釈によつて可塑性を向上させた樹脂をァラミド紙上に吐出する方法、榭脂液または可塑化榭脂にァラミド紙をディップする方法、等任意の方法が採用できる。いずれの場合も含浸を促進する目的でロールまたはプレスにて加圧しても構わない。樹脂が熱硬化性の場合、樹脂含浸したァラミド紙を適当な条件にて加熱および Zまたは熱圧処理できる。ァラミド紙に樹脂を塗工するには、既知の塗工方式の機械が適用できる。そのような塗工機の例としては、エアドクターコ一ター、ブレードコ一タ ―、ロッドコ一ター、ナイフコ一ター、スクイズコ一ター、リノく一スロールコ一ター、トランスファ一口一ルコーター、グラビアコーター、キス口ールコ一夕一、キャストコ一ター、スプレインコータ一、カーテンコ一タ一などがある力 ί、これらに限定されるわけではない。

ァラミド紙と樹脂とを複合化するにあたり、紙と樹脂との接着をより強固なものにするため、ァラミド紙に表面処理を施すこともできる。この処理としては、プラズマ処理、コロナ放電処理、プライマー処理などが例示できる力'、これらに限定されるものではない。

この複合化において、シートの厚みは 0 . 0 1 m m以上 1 0 m m未満の範囲になるよう調節される。

厚みの下限はァラミド紙の坪量の制約に由来する。一方、複合化シートの厚みを 1 0 m m以上にするのは、相対的に紙の寄与を大きく減らすことになり、機械特性が損なわれる。

本発明において、異なる構成のァラミド紙を積層、ラミネートしたものを樹脂含浸して複合化することが出来る。一例として、シートの剛性を向上する目的で、パラァラミド繊維を含有する紙と他のァラミド紙を積層した、多層構造複合体シートも本発明の範嗨に含まれる。さらに樹脂の弾性特性、力学特性を改善する目的で、複数の樹脂をブレンドして使用することも出来る。また、複数の種類の樹脂を逐次的に含浸加工しても構わない。

本発明において、複合体シートの厚み方向の熱伝導率は 0 . 4 WZ m K (温度：摂氏 2 0度）以上のものが好ましい。基材として使用するァラミド紙の熱伝導率は、高々 0 . 2 WZ m K程度であるため、これを上回るものがよい。さらに好ましくは、 0 . 5 WZ m K以上のものが特に良い。実施例

以下、本発明について実施例を挙げて説明する。なお、これらは本発明の内容を何ら限定するものではない。また、特に断らないかぎり、部は重量部を意味する。

(測定方法）

( 1 ) シ一トの坪量、厚みの測定

J I S C 2 1 1 1に準じて実施した。

(2) 引き裂き強さ強度

J I S P 81 16に従って測定した。

(3) 熱伝導測定

京都電子工業（株）製迅速熱伝導率計 QTM— D 2にて測定した。シ ― トはあらかじめ温度 23度、湿度 55%の部屋で 24時間おいてから測定に供した。

(4) 絶縁破壊電圧

J I S -C 2 1 1 1に準じて実施した。

(5) 誘電率

J I S C 23 1 8に記載の方法で測定した。

(6) 透気度

ガーレ一式透気度計を用い、 100 c cの空気がシートを通過する時間 (透気度）を測定した。一連のシートについては、この時間が短いほど多孔質であるといえる。

(参考例）

(1) 原料調製

特公昭 52 - 1 5 1624号公報に記載のステ一ターとローターの組み合わせで構成される湿式沈殿機を用いる方法で、ポリメタフヱニレンイソフタルアミドのフアイプリッドを製造した。これを、離解機、叩解機で処理しカナダ標準濾水度（C S F) を、 1 0 5 m 1 に調節した。一方、帝人 (株）製メタァラミド繊維（帝人コーネックス（登録商標））を、長さ 6 mmに切断し抄紙用原料とした。この繊維の繊度は 2デニールであった。

(2) ァラミド紙の製造

調製したァラミドファイブリツドと繊維をおのおの水中で分散しスラリ —を作成した。このスラリーを、ァラミドファイブリツド Zァラミド繊維 = 2 0/ 8 0の比率になるよう混合した後、フォードリニヤ一型抄紙機へ送液し、脱水、搾水、乾燥して卷取り、ァラミド紙を得た。この紙の主要特性を表 1に示す。

表 1

(実施例 1 )

上記参考例で製造したァラミド紙に、付加重合型液状シリコーン樹脂

(ダウコ一ニング社シラスコン（登録商標） RTV DK Q 4— 3 1 7 高熱伝導率セラミックス含有品、熱伝導率； 0. 8 0WZmK 比重 1. 7 5) 1 0 0部をトルエン 80部で希釈したものを大気圧下で含浸させた。さらに、シリコーン樹脂 1 0 0部をトルエン 50部で希釈したもので再度含浸した。次に、未希釈樹脂を片面に塗布した後、摂氏 1 2 0度にて 5分間熱圧した。得られたシートは、しなやかで可撓性に富むものであった。

(実施例 2)

上記実施例（ 1 ) においてトルエン 5 0部希釈樹脂の含浸を省略した以外は同一の処理を施したシ一トを作成した。得られたシートは、しなやかで可撓性に富むものであった。，

実施例 1一 2で作成した複合体シートの特性を表 2にまとめた。表 2

単位実施例 1 実施例 2 ァラミド紙坪量 g/m² 75 7 5

ァラミド紙厚み mm 0. 2 36 0. 2 3 6 ァラミド紙密度 mm 0. 3 2 0. 32 ァラミド紙透気度秒 ZlOOcc 1 5 0 1 50

充填材体積固有抵抗値オーム c m > 1 0¹³ > 1 0¹³ 充填材熱伝導率 W/mK > 2 1 > 2 1

複合体シ一ト坪 i g/m² 788 82 3 複合体シート厚み mm 0. 4 5 0. 48 複合体シ一ト密度 g / c m³ 1. 7 5 1. 7 1 複合体シ一ト引裂強さ k g 0. 8 1 0. 78 複合体シ一ト絶縁破壊電圧 k v /mm 1 5 1 4

複合体シ一ト内部空隙率 % 0 2. 3

複合体シート熱伝導率 W/mK 0. 74 0. 70 (比較例 1， 2および 3 )

実施例 1 と同一のァラミド紙を使用し含浸工程を変更したシートを作成した。含浸内容を表 3および表 4に示す。あわせて含浸シートの特性を表 4に示す。表 3

表 4

内部空隙率が 1 0 %を上回ると熱伝導率が 0. 4 0 W/mKよりも小さくなることが判明した。産業上の利用可能性本発明に従えば、高い熱伝導性と電気絶縁特性を兼ね備え、可橈性に富む耐熱性ァラミド複合体シ一トを提供できる。このような複合体シートは回転機、変圧器などの電気機器の絶縁素材として広く利用できる。特に、速やかな熱発散が求められる小型高集積タイプの機器の電気絶緣材に好ましく使用できる。

電気機器の放熱特性が改善され小型化が実現される結果として、使用部材の削減および安価部材への代替等によるコスト低減効果、省スペース、軽量化、省エネルギー化等の効果が期待できる。

Claims

請求の範囲

1. 繊維状有機化合物からなる成型体と、無機充填材と、前記成型体と前記無機充填材とにより補強される、ゴム弾性を有する榭脂からなるマトリックス樹脂とを包含するシートであって、内部空隙率が 1 0 %以下、比重が 1以上 2以下で厚さ方向の熱伝導率が 0 . 4 WZmK以上であることを特徴とする複合体シート。

2. 前記繊維状有機化合物からなる成型体がァラミドファイブリツドとァラミド繊維とからなるァラミド紙であり、前記無機充填材は摂氏 2 0度での熱伝導率が l W/mK以上であることを特徴とする請求項 1 に記載の複合体シート。

3. 前記ァラミド紙の坪量が 1 0 gZm²以上 2 0 0 g/m²以下であつて、少なくとも 5重量％の前記ァラミド紙を含むことを特徴とする請求項 2に記載の複合体シ一ト。

4. 前記ァラミド紙を構成するァラミドがポリメタフエ二レンイソフタルアミドであることを特徴とする請求項 2または 3に記載の複合体シ一ト。

5. 前記無機充填材は摂氏 2 0度での熱伝導率が 5WZmK以上であることを特徴とする請求項 1ないし 4のいずれかに記載の複合体シート。

6. 前記無機充填材が、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケィ素、酸化マグネシウム、および酸化ベリリゥムから選ばれた少なくとも 1種類無機充填材であることを特徴とする請求項 1 ないし 5のいずれかに記載の複合体シ— ト。

7 . 前記マトリックス樹脂がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれかに記載の複合体シ—ト。

8 . 請求項 1 ないし 7のいずれかに記載の複合体シートを製造する方法であって、無機充填材をァラミドフアイプリツドおよびァラミド繊維からなる成型体またはゴム弾性を有するマトリックス榭脂の一方に共存させ、前記成型体と前記マトリックス樹脂とを接触させて複合化することを特徴とする複合体シートの製造方法。

9 . 請求項 1ないし 7のいずれかに記載の複合体シートを製造する方法であって、ァラミドフアイプリッドおよぴァラミド繊維からなる成型体に、無機充填材を含有するゴム弾性を有する榭脂を含浸または塗布することで複合化することを特徴とする複合体シ一トの製造方法。

1 0 . 請求項 1ないし 7のいずれかに記載の複合体シートを備えたことを特徴とする放熱特性の改善された電気機器。