(57)【要約】  本発明は、１０〜３０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフロック及び５〜４０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフィブリッドからなるシート基材；前記シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維；並びに、前記シート基材の少なくとも表面に存在する、少なくとも一種のフィラーを含む絶縁シートに関する。本発明の絶縁シートは、高温条件下で金属と接触しても酸化劣化を抑制することができ、且つ、優れた電気絶縁性及び優れた強度を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜３０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフロック及び５〜４０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフィブリッドからなるシート基材、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維、並びに、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、少なくとも一種のフィラー
を含む絶縁シート。
【請求項２】
絶縁耐力が１５ｋＶ／ｍｍ以上であり、及び、比引裂強度が２５ｍＮ・ｍ２／ｇ以上である、請求項１記載の絶縁シート。
【請求項３】
前記微細バインダー繊維がホモジナイザー処理又はリファイナー処理を受けたものである、請求項１又は２記載の絶縁シート。
【請求項４】
前記シート基材上に前記微細バインダー繊維及び前記フィラーからなる層を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項５】
前記アラミドフロック、前記アラミドフィブリッド及び前記微細バインダー繊維の少なくとも１つがメタアラミドからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項６】
前記シート基材中の前記アラミドフロックの量が前記シート基材の重量を基準として８０〜２０重量％である、請求項１〜５のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項７】
前記シート基材中の前記アラミドフィブリッドの量が前記シート基材の重量を基準として２０〜８０重量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項８】
前記アラミドフロック対前記アラミドフィブリッドの重量比が２０：８０〜８０：２０である、請求項１〜７のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項９】
前記フィラーが無機粒子である、請求項１〜８のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項１０】
前記無機粒子がビスマス化合物を含む、請求項９記載の絶縁シート。
【請求項１１】
前記アラミドフロックの少なくとも一部及び前記アラミドフィブリッドの少なくとも一部が熱接着している、請求項１〜１０のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項１２】
２０〜１０００ｇ／ｍ２の坪量を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の絶縁シート。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の絶縁シートを備える電気絶縁体。
【請求項１４】
請求項１３記載の電気絶縁体を備える電気デバイス。
【請求項１５】
変圧器、発電機又は電動機である請求項１４記載の電気デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器、発電機、電動機等の電気デバイスに利用される絶縁シートに関する。【０００２】
電子部品、電気機器の用途拡大に伴い、絶縁紙等の絶縁シートの利用形態も多様化している。セルロース繊維からなる紙は電気絶縁性に優れることから、安価な電気絶縁材料として多く用いられ、コンデンサ、変圧器、電線被覆材等に使用されている。しかし、セルロース繊維を主成分とした絶縁紙は、絶縁紙中の残留イオンを除去する目的で脱イオン水を用いて抄紙されるため、専用の設備が必要であることに加えて、高湿度環境下ではセルロース繊維が吸湿することから絶縁紙中の平衡水分量が増加し、電気絶縁性が低下するという問題がある。【０００３】
そこで、芳香族ポリアミドのフロック及びフィブリッドを混抄後、熱圧カレンダー加工してなる芳香族ポリアミド製電気絶縁紙が提案されている（特許文献１参照）。【０００４】
また、芳香族ポリアミドのフロック及びフィブリッドの各繊維幅を所定範囲とし、且つ、当該フィブリッド中に所定の幅以下の比較的細い繊維を所定の割合で配合した絶縁紙も提案されている（特許文献２参照）。【０００５】
ところで、アラミド系絶縁紙にはその製造工程における含塩素媒体との接触により不可避的に塩素が混入する場合があるが、当該絶縁紙に含まれる塩素を完全に除去することは困難である。そして、アラミド系絶縁紙が高温条件下で鉄、銅等の金属からなる部材と接触すると、塩素の存在により、酸化反応が促進され、当該絶縁紙及び／又は金属部材の劣化が生じることがある。そこで、アラミドフィブリッドと繊維とからアラミド系絶縁紙を製造するにあたり、当該絶縁紙の製造工程においてハイドロサルタイトを添加することも提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１４−５０１８５９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１０３９６６号
【特許文献３】特許第３２５３７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３によれば、ハイドロタルサイトをアラミド系絶縁紙の抄紙工程において配合することにより、当該絶縁紙が高温条件下で鉄、銅等の金属と接触する際の劣化を抑制することができる。【０００８】
ハイドロタルサイトを絶縁紙の抄紙工程において配合すると、ハイドロタルサイトは繊維と繊維の間に介入する粒子の形態で絶縁紙中に主に存在することになる。しかし、そのような形態でハイドロタルサイト粒子が絶縁紙の内部に多量に存在すると、繊維同士の絡み合いが妨げられて絶縁紙の強度が低下したり、また、繊維間のハイドロタルサイトの存在による空隙の増大（通気性の増大）による絶縁性の低下等の問題が生じうる。また、絶縁紙に熱圧等の加工をする際に、粒子が脱落する懸念がある。【０００９】
本発明は、高温条件下で金属と接触しても劣化を抑制することができ、粒子の脱落が無く、且つ、優れた電気絶縁性及び優れた強度を有する絶縁シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
１０〜３０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフロック及び５〜４０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフィブリッドからなるシート基材、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維、並びに、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、少なくとも一種のフィラー
を含む絶縁シートに関する。【００１１】
本発明の絶縁シートは、絶縁耐力が１５ｋＶ／ｍｍ以上であり、及び、比引裂強度が２５ｍＮ・ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。【００１２】
前記微細バインダー繊維はホモジナイザー処理又はリファイナー処理を受けたものであることが好ましい。【００１３】
本発明の絶縁シートは、前記シート基材上に前記微細バインダー繊維及び前記フィラーからなる層を備えることができる。【００１４】
前記アラミドフロック、前記アラミドフィブリッド及び前記微細バインダー繊維の少なくとも１つがメタアラミドからなることが好ましい。【００１５】
前記シート基材中のアラミドフロックの量は当該シート基材の重量を基準として８０〜２０重量％であることができる。【００１６】
前記シート基材中のアラミドフィブリッドの量は当該シート基材の重量を基準として２０〜８０重量％であることができる。【００１７】
前記アラミドフロック対前記アラミドフィブリッドの重量比は２０：８０〜８０：２０であることが好ましい。【００１８】
前記フィラーは無機粒子であることが好ましい。【００１９】
前記無機粒子はビスマス化合物を含むことが好ましい。【００２０】
本発明の絶縁シートでは、前記アラミドフロックの少なくとも一部及び前記アラミドフィブリッドの少なくとも一部が熱接着していることが好ましい。【００２１】
本発明の絶縁シートは、２０〜１０００ｇ／ｍ２の坪量を有することが好ましい。【００２２】
本発明は、前記絶縁シートを備える電気絶縁体、並びに、当該電気絶縁体を備える電気デバイス、例えば、変圧器、発電機又は電動機にも関する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の絶縁シートは、高温条件下で金属と接触しても劣化を抑制することができ、且つ、優れた電気絶縁性及び優れた強度を有する。また、本発明の絶縁シートは、シート表面からのフィラー（粒子）の脱落が少なく、絶縁シートを熱圧加工処理する際や、絶縁部材として加工成形する際の作業性を損なわない。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明者らは、鋭意検討の結果、
１０〜３０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフロック及び５〜４０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフィブリッドからなるシート基材、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維、並びに、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、少なくとも一種のフィラー
を含む絶縁シートが、高温条件下で金属と接触しても劣化を抑制することができ、フィラーの脱落が無く、且つ、優れた電気絶縁性及び優れた強度を有することを見出し、本発明を完成した。
【００２５】
特に、本発明者らは、好ましくは無機粒子、より好ましくはビスマス化合物を含む無機粒子であるフィラーを、アラミドフィブリッド及びアラミドフロックからなるシート基材の少なくとも表面に、微細バインダー繊維と共に、存在させた形態の本発明の絶縁シートは、シート表面からのフィラーの脱落が抑制され、また、高温条件下で金属と接触しても当該絶縁シート及び／又は当該金属の劣化を抑制可能であり、且つ、優れた電気絶縁性及び優れた強度を有することを見出した。
【００２６】
前記フィラーは前記シート基材の少なくとも表面の一部（好ましくは全部）に存在していればよく、前記シート基材の表面に存在している限り、前記シート基材中にも存在可能である。しかし、前記シート基材内部の前記フィラーの存在量は少ない方が好ましい。したがって、本発明においては、前記フィラーはシート基材の製造工程において配合されないことが好ましい。
【００２７】
前記微細バインダー繊維は、前記フィラーを前記シート基材の少なくとも表面に存在させる作用を有する。
【００２８】
また、前記シート基材の少なくとも表面の一部（好ましくは全部）を微細バインダー繊維で被覆することによって、本発明の絶縁シートは優れた電気絶縁性をも備えることができる。更に、前記シート基材中の微細な空隙に微細バインダー繊維を存在させる（好ましくは充填させる）と、当該空隙内での放電を低減乃至防止することができ、電気絶縁性を更に向上させることができる。また、本発明の絶縁シートは微細バインダー繊維のみによって製造されることはないので、製造効率が低下することがなく、また、強度が低下することもない。
【００２９】
前記微細バインダー繊維がシート基材と同素材の場合は、シート基材との密着性が高く、絶縁性、耐熱性等の性能を損なわない利点もある。
【００３０】
本発明の絶縁シートにおいては、微細バインダー繊維及びフィラーがシート基材上に層を形成することは必須ではないが、シート基材上に微細バインダー繊維及び前記フィラーからなる層を備える場合は、当該層の厚みは当該シート基材の厚みよりも十分に小さいため、本発明の絶縁シートを熱処理しても、アラミドの結晶化による強度低下を抑制することができる。したがって、本発明の絶縁シートは、前記シート基材上に前記微細バインダー繊維及び前記フィラーからなる層を備えることが好ましい。
【００３１】
なお、本発明の絶縁シートにおけるシート基材がアラミドフロック及びアラミドフィブリッド「からなる」とは、当該シート基材が、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドのみからなる場合、並びに、前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドからなるもこれらの以外の成分を含む場合の両者を包含する意味である。
【００３２】
また、本発明の絶縁シートにおける「微細バインダー繊維及びフィラーからなる層」とは、前記微細バインダー繊維及び前記フィラーのみからなる層、並びに、前記微細バインダー繊維及び前記フィラーからなるもこれらの以外の成分を含む層の両者を包含する。
【００３３】
以下、本発明の絶縁シートについて詳細に説明する。
【００３４】
［アラミド］
本発明において「アラミド」とは芳香族ポリアミドを意味する。本発明において「芳香族ポリアミド」とは、化学構造的には、アミド結合の６０モル％以上、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上、更により好ましくは９０モル％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。
【００３５】
アラミドはベンゼン環へのアミド基の置換位置によって、パラアラミド、メタアラミド及びこれらの共重合体に分類される。パラアラミドとしては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド及びその共重合体、ポリ（パラフェニレン）−コポリ（３，４’−ジフェニルエーテル）テレフタルアミド（ポリ（パラフェニレン）−コポリ（３，４’−ジフェニルエーテル）テレフタルアミド）等が例示される。メタアラミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体等が例示される。これらのアラミドは、例えば従来既知の界面重合法、溶液重合法等により工業的に製造されており、市販品として入手することが可能であるが、これに限定されるものではない。本発明では、メタアラミドが好ましく選択される。メタアラミドは汎用アミド溶剤に可溶であること、ポリマー溶液を出発原料として湿式成形が可能であること、熱融着性に優れること、耐熱性や難燃性が良好であること等の特長がある。メタアラミドの中でも、ポリメタフェニレンイソフタルアミドが、良好な成型加工性、熱接着性、難燃性、耐熱性等の特性を備えている点で好ましく用いられる。
【００３６】
本発明の絶縁シートにおいては、アラミドフロック、アラミドフィブリッド及び微細バインダー繊維の少なくとも１つがメタアラミドからなることが好ましい。
【００３７】
［アラミドフロック］
「アラミドフロック」とは、アラミドからなる短繊維である。本発明におけるアラミドフロックの（数）平均繊維長は、１〜５０ｍｍの範囲が好ましく、２〜４０ｍｍの範囲がより好ましく、３〜３０ｍｍの範囲が更により好ましい。平均繊維長が１ｍｍよりも小さいと絶縁シートの強度が低減するおそれがある。平均繊維長が５０ｍｍを超えると絶縁シートにおいてフロック同士の「絡み」、「結束」が発生しやすくなり、欠陥の原因となるおそれがあるため、好ましくない。
【００３８】
アラミドフロックの平均繊維長は、例えば、アラミドフロックの所定本数（例えば１００本）の長さを平均して得ることができる。具体的には、シート基材の表面上の所定面積範囲（例えば５５ｍｍ２）に存在するアラミドフロックの長さを、実体顕微鏡観察等により測定し、平均してもよい。
【００３９】
本発明の絶縁シートのシート基材はアラミドフロックを含む。本発明におけるアラミドフロックは１０〜３０μｍの（数）平均繊維幅を有する。前記アラミドフロックの平均繊維幅は、１２〜２８μｍが好ましく、１４〜２６μｍがより好ましく、１６〜２４μｍが更により好ましい。アラミドフロックの平均繊維幅は、例えば、アラミドフロックの所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。具体的には、シート基材の表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ２）に存在するアラミドフロックの幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。
【００４０】
アラミドフロックの繊度は０．１〜１０デニールが好ましく、０．５〜８デニールがより好ましく、１〜６デニールが更により好ましい。ここで、「デニール」とは、繊維９０００ｍ当たりの質量（グラム）で表記した単位である。繊度が０．１デニールよりも小さいと水中での絡み合いが大きくなり絶縁シートの性能の低下を招くおそれがある。一方、繊度が１０デニールを上回ると、フロックの径が大きくなりすぎるため、アスペクト比の低下、力学的補強効果の低下、及び、絶縁シートの均一性不良を招くおそれがあるため好ましくない。
【００４１】
本発明で使用されるアラミドフロックはメタアラミドからなることが好ましい。メタアラミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体が好ましく、例えば、ｍ−フェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドを共縮重合することによって製造可能である。メタアラミドフロックは市販されており、例えば、帝人（株）の「コーネックス（登録商標）」等を使用することができるが、これらに限定されない。
【００４２】
［アラミドフィブリッド］
本発明の絶縁シートのシート基材はアラミドフィブリッドを含む。「アラミドフィブリッド」とは、アラミドからなるフィルム状又は繊維状の微小粒子であり、アラミドパルプと称されることもある（アラミドフィブリッドについては特公昭３５−１１８５１号、特公昭３７−５７５２号等を参照）。フィブリッドは、通常の木材（セルロース）パルプと同じように抄紙性を有するため、水中分散後、抄紙機にてシート状に成形することができる。
【００４３】
本発明で使用されるアラミドフィブリッドはメタアラミドからなることが好ましい。メタアラミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体が好ましく、例えば、ｍ−フェニレンジアミンとイソフタル酸クロライドを共縮重合することによって製造可能である。メタアラミドフィブリッドは、メタアラミドを含有する溶液を、例えば、特公昭３５―１１８５１号に記載の方法にしたがって湿式沈殿法によって製造することができる。
【００４４】
アラミドフィブリッドには、通常の木材パルプと同様に、抄紙に適した品質を保つ目的でいわゆる叩解処理を施すことができる。この叩解処理は、ディスクリファイナー、ビーター等の機械的切断作用を及ぼす抄紙原料処理機器によって実施することができる。
【００４５】
本発明におけるアラミドフィブリッドは５〜４０μｍの（数）平均繊維幅を有する。前記アラミドフィブリッドの平均繊維幅は、５〜３５μｍが好ましく、６〜３０μｍがより好ましく、６〜１９μｍが更により好ましい。アラミドフィブリッドの平均繊維幅は、例えば、アラミドフィブリッドの所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。具体的には、シート基材の表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ２）に存在するアラミドフィブリッドの幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。
【００４６】
本発明におけるアラミドフィブリッドの長さは特に限定されるものではないが。１００〜２０００μｍの範囲が好ましく、２００〜１５００μｍの範囲がより好ましく、３００〜１０００μｍの範囲が更により好ましい。
【００４７】
［シート基材］
本発明の絶縁紙のシート基材はアラミドフロック及びアラミドフィブリッドから主に構成される多孔性のシート状物であり、多数の空隙を有する。シート状物の形態は特に限定されるものではなく、織布、不織布、紙等の各種形態が挙げられるが、紙の形態であることが好ましい。
【００４８】
前記空隙のサイズ、特に、当該空隙を球形に近似できるときはその球の直径（孔径）は０．１〜１０μｍが好ましく、１〜８μｍがより好ましく、２〜６μｍが更により好ましい。
【００４９】
シート基材の厚みは、１０〜１０００μｍが好ましく、２０〜８００μｍがより好ましく、３０〜５００μｍが更により好ましい。また、シート基材の坪量は、１０〜１０００ｇ／ｍ２が好ましく、２０〜５００ｇ／ｍ２がより好ましく、３０〜３００ｇ／ｍ２が更により好ましい。
【００５０】
シート基材は、シート基材の全重量（全質量）に対してアラミドフロックを、２０〜８０重量％含むことが好ましく、３０〜７０重量％含むことがより好ましく、４０〜６０重量％含むことが更により好ましい。
【００５１】
シート基材は、シート基材の全重量に対してアラミドフィブリッドを、２０〜８０重量％含むことが好ましく、３０〜７０重量％含むことがより好ましく、４０〜６０重量％含むことが更により好ましい。
【００５２】
シート基材におけるアラミドフロック及びアラミドフィブリッドの混合割合は任意とすることができるが、アラミドフロック／アラミドフィブリッドの混合比（重量比）は２０：８０〜８０：２０が好ましく、３０：７０〜７０：３０がより好ましく、４０：６０〜６０：４０が更により好ましい。
【００５３】
シート基材は、例えば、アラミドフロック及びアラミドフィブリッドを混合後にシート化する方法により製造可能である。具体的には、例えば、アラミドフロック及びアラミドフィブリッドを乾式混合後に、気流を利用してシートを形成する方法；アラミドフロック及びアラミドフィブリッドを水等の液体媒体中に分散混合してスラリーを得た後、液体透過性の網、ベルト等の支持体上に当該スラリーを吐出してシート化し、液体媒体を除いて乾燥する方法を使用することができるが、後者が好ましく、その中でも、水を液体媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好ましい。
【００５４】
湿式抄造法では、アラミドフロック及びアラミドフィブリッドを少なくとも含有する水性スラリーを抄紙機に供給し分散後、脱水、搾水及び乾燥することによって、シートとして巻き取る方法（湿式抄紙法）が一般的である。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機及びこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機等が利用可能である。コンビネーション抄紙機での製造の場合、配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一することで複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。抄造の際に必要に応じて分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤などの添加剤が使用される。
【００５５】
上記のようにして得られたシート基材は、例えば、一対のロール間にて高温高圧で熱圧することにより、密度、結晶化度、耐熱性、寸法安定性、機械強度等を向上することができる。これにより、アラミドフロックの少なくとも一部及びアラミドフィブリッドの少なくとも一部が熱融着することが好ましい。熱圧の条件は、たとえば金属製ロールを使用する場合、温度１００〜３５０℃（好ましくは２００〜３５０℃）、線圧５０〜４００ｋｇ／ｃｍの範囲内を例示することができるが、これらに限定されるものではない。熱圧の際に複数のシート基材を積層することもできる。また、上記の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。
【００５６】
［微細バインダー繊維］
本発明の絶縁シートは、シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維を含む。
【００５７】
前記微細バインダー繊維はシート基材の表面にのみ存在してもよいが、シート基材中に存在してもよい。具体的には、前記微細バインダー繊維はシート基材中の微細な空隙に存在してもよい。シート基材の微細な空隙に存在する場合の、微細バインダー繊維の存在形態は特に限定されるものではなく、例えば、当該空隙が少なくとも１本の微細バインダー繊維によって充填されていてもよい。なお、微細バインダー繊維の全長が前記空隙に含まれている必要はなく、その一部が空隙内に存在してもよい。また、前記空隙は完全に充填されていなくてもよい。
【００５８】
本発明における微細バインダー繊維の平均繊維幅は４．５μｍ未満が好ましく、４．０μｍ未満がより好ましく、３．５μｍ未満が更により好ましく、３．０μｍ未満が更により好ましく、２．５μｍ未満が更により好ましい。前記微細バインダー繊維の平均繊維幅は、０．１μｍ以上が好ましく、０．２μｍ以上がより好ましく、０．３μｍ以上が更により好ましく、０．４μｍ以上が更により好ましく、０．５μｍ以上が更により好ましい。したがって、前記微細バインダー繊維の平均繊維幅は、０．１〜４．５μｍ未満が好ましく、０．２〜４μｍ未満がより好ましく、０．３〜３．５μｍ未満が更により好ましく、０．４〜３．０μｍ未満が更により好ましく、０．５〜２．５μｍ未満が更により好ましい。平均繊維幅は、例えば、微細バインダー繊維の所定本数（例えば１００本）の幅を平均して得ることができる。具体的には、本発明の絶縁シートの表面上の所定面積範囲（例えば６０，０００μｍ２）に存在する微細バインダー繊維の幅を、ＳＥＭ観察等により測定し、平均してもよい。
【００５９】
本発明における微細バインダー繊維の長さは特に限定されるものではないが。１００〜２０００μｍの範囲が好ましく、２００〜１５００μｍの範囲がより好ましく、３００〜１０００μｍの範囲が更により好ましい。
【００６０】
前記微細バインダー繊維は、有機微細繊維であることが好ましく、有機高分子製微細繊維であることがより好ましく、更に、耐熱性の高いもの（例えば、融点１５０℃以上、好ましくは融点２００℃以上、より好ましくは融点２５０℃以上）が特に好ましい。
【００６１】
微細バインダー繊維としては、アラミドフロック又はアラミドフィブリッドと同じポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体、その他のアラミド（例えばパラ系アラミド）、ポリエチレンテレフタレート及びその共重合体、ポリブチレンテレフタレート及びその共重合体、ミクロフィブリルセルロース又はセルロースナノファイバ等のセルロース等を例示できる。就中、ポリメタフェニレンイソフタルアミドの繊維が好ましい。本発明では１種類の繊維を用いてもよいし、２種類以上を組合せて使用（いわゆる混抄）してもかまわない。
【００６２】
微細バインダー繊維としてはアラミドフロック及び／又はアラミドフィブリッドと同じアラミドからなる微細アラミド繊維が好ましい。
【００６３】
微細アラミド繊維は、例えば、アラミドフィブリッドを微細化処理することによって製造することができる。前記微細化処理の種類は特に限定されるものではなく、例えば、超音波処理等の非機械的微細化処理であってもよいが、ホモジナイザー処理又はリファイナー処理が好ましい。ダブルディスクリファイナー又はコニカルリファイナー処理がより好ましい。したがって、微細アラミド繊維はダブルディスクリファイナー又はコニカルリファイナー処理を受けたものであることが特に好ましい。
【００６４】
本発明の絶縁シートは微細バインダー繊維及び後述するフィラーからなる層を備えることが好ましい。本発明の絶縁シートが微細バインダー繊維及び後述するフィラーからなる層を備える場合は当該層中の前記バインダー繊維の量は当該層の重量を基準として５〜８０重量％であることができ、更に、１０〜６０重量％、また、１５〜４０重量％であることができる。
【００６５】
前記層中の前記微細バインダー繊維対後述するフィラーの重量比は５：９０〜９０：５であることができる。
【００６６】
本発明の絶縁シートにおける前記微細バインダー繊維の量は、特に限定されるものではないが、絶縁シートの全重量（全質量）に対して、例えば、０．０１〜３０重量％であることができ、０．１〜２０重量％が好ましく、０．５〜１０重量％がより好ましく、１〜５重量％が更により好ましい。
【００６７】
［フィラー］
本発明の絶縁シートは、シート基材の少なくとも表面に存在する少なくとも一種のフィラー（充填材）を含む。フィラーは粒子の形状を有する。
【００６８】
フィラーの種類は特に限定されるものではないが、無機粒子が好ましく、例えば、タルク、シリカ、マイカ（雲母）、グラファイト、セリサイト・カオリン・ベントナイト・ハイドロタルサイト等の粘土、カーボンナノチューブ、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、炭酸水素マグネシウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の無機フィラーを挙げることができる。本発明においては、フィラーはシート基材の抄紙工程において配合されないことが好ましい。シート基材の抄紙工程において配合されない限り、フィラーはハイドロタルサイトであってもよいが、もし、フィラーがシート基材の抄紙工程において配合される場合は、フィラーはハイドロタルサイトでない方が好ましい。
【００６９】
前記フィラーは、マンガン、亜鉛、ビスマス、アルミニウムの化合物であることが好ましく、ビスマス化合物を含むことがより好ましい。前記フィラーがビスマス化合物であることが更により好ましい。
【００７０】
ビスマス化合物としては、特には限定されるものではないが、ビスマスの酸化物、水和酸化物、水酸化物、及び、硝酸塩、次硝酸塩、炭酸塩、次炭酸塩等のビスマスの塩を挙げることができる。具体的には、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、次炭酸ビスマス、更には、熱分解により酸化ビスマスを生成し得るビスマスのその他の化合物を挙げることができる。
【００７１】
本発明の絶縁シートは微細バインダー繊維及びフィラーからなる層を備えることが好ましい。なお、前記フィラーはシート基材中に含まれてもよいが、その量は少ない方が好ましい。前記フィラーはシート基材の表面にのみ存在することがより好ましい。
【００７２】
微細バインダー繊維及びフィラーからなる前記層中の前記フィラーの量は前記層の重量を基準として２０〜９５重量％であることができ、更に、４０〜９０重量％、また、６０〜８５重量％であることができる。
【００７３】
前記層中の前記フィラー対前記微細バインダー繊維の重量比は２０：８０〜８０：２０であることができる。
【００７４】
本発明の絶縁シートはフィラーのみからなる層を備えてもよい。この場合は、フィラーのみからなる層の表面に、前記微細バインダー繊維のみからなる層を備えることが好ましい。なお、この場合も、前記フィラーはシート基材中に含まれてもよいが、その量は少ない方が好ましい。前記フィラーはシート基材の表面にのみ存在することがより好ましい。
【００７５】
本発明の絶縁シートにおける前記フィラーの量は、特に限定されるものではないが、絶縁シートの全重量（全質量）に対して、例えば、０．０１〜３０重量％未満であることができ、０．１〜２０重量％未満が好ましく、０．５〜１０重量％未満がより好ましく、１〜５重量％未満が更により好ましい。
【００７６】
［絶縁シート］
本発明の絶縁シートは、例えば、シート基材の片面又は両面を微細バインダー繊維及びフィラーで被覆することによって製造することができる。
【００７７】
具体的には、例えば、微細バインダー繊維及びフィラーをシート基材の表面にそのまま乾式散布する方法、或いは、微細バインダー繊維及びフィラーを水等の液体媒体中に分散して塗布液とし、当該塗布液をシート基材上に塗布して、微細バインダー繊維及びフィラーをシート基材上に湿式散布する方法が挙げられる。湿式散布の場合は、塗布液が乾燥されて液体媒体が除去される。乾式散布又は湿式散布のいずれによってもシート基材の片面又は両面に微細バインダー繊維及びフィラーからなる層を形成することができる。特に、湿式散布は微細バインダー繊維及びフィラーからなる層を容易に形成することができる。
【００７８】
湿式散布の場合は、例えば、シート基材の空隙を介して液体媒体を吸引除去してもよい。しかし、この場合は、シート基材の空隙内に微細バインダー繊維及びフィラーが吸引されやすくなり、シート基材の表面に微細バインダー繊維及びフィラーを存在させることが困難となるので、好ましくない。
【００７９】
微細バインダー繊維及びフィラーがシート基材上に層を形成することは必須ではないが、シート基材上に微細バインダー繊維及びフィラーからなる層を備える場合は、当該層の厚みはシート基材の厚みよりも小さい。微細バインダー繊維からなる層の厚みは、例えば、１〜３００μｍが好ましく、２〜２００μｍがより好ましく、３〜１００μｍが更により好ましい。
【００８０】
また、微細バインダー繊維及びフィラーからなる層はシート基材の少なくとも一部に存在すればよいが、シート基材の表面の少なくとも５０％に存在することが好ましく、少なくとも８０％に存在することがより好ましく、少なくとも９０％に存在することが更により好ましい。
【００８１】
上記のようにして得られた絶縁シートは、例えば、一対のロール間にて高温高圧で熱圧することにより、密度、結晶化度、耐熱性、寸法安定性、機械強度等を向上することができる。熱圧の条件は、たとえば金属製ロールを使用する場合、温度１００〜３５０℃（好ましくは２００〜３５０℃）、線圧５０〜４００ｋｇ／ｃｍの範囲内を例示することができるが、上記の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。
【００８２】
本発明の絶縁シートは前記アラミドフロック及び前記アラミドフィブリッドから主に構成されるシート基材の表面上に、及び／又は、シート基材中の空隙に前記微細バインダー繊維が存在し、また、シート基材の少なくとも表面に前記フィラーが存在することにより、優れた電気絶縁性を備えることができる。例えば、本発明の絶縁シートは絶縁耐力が１５ｋＶ／ｍｍ以上であり、及び、比引裂強度が２５ｍＮ・ｍ２／ｇ以上であることができる。本発明の絶縁シートの絶縁耐力は１６ｋＶ／ｍｍ以上が好ましく、１７ｋＶ／ｍｍ以上が更により好ましい。本発明の絶縁シートの比引裂強度は３０ｍＮ・ｍ２／ｇ以上が好ましく、３５ｍＮ・ｍ２／ｇ以上がより好ましい。
【００８３】
絶縁耐力と比引裂強度は、通常、トレードオフの関係にある。したがって、例えば、アラミドフィブリッドの配合割合を高めて絶縁耐力を高めると、比引裂強度が低下する一方、アラミドフロックの配合割合を高めて比引裂強度を高めると、絶縁耐力が低下する。しかし、本発明の絶縁シートでは、微細バインダー繊維が、シート基材の表面を被覆し、及び／又は、シート基材中の空隙を充填することによって、アラミドフィブリッドの使用による絶縁耐力の向上に加えて更に絶縁耐力を高めることが可能となり、その一方で、必要に応じてアラミドフロックを適量使用して、比引裂強度を高めることができる。したがって、本発明の絶縁シートは、高い絶縁耐力と高い比引裂強度を両立可能である。
【００８４】
本発明の絶縁シートの厚みは、１０〜１２００μｍが好ましく、２０〜１０００μｍがより好ましく、３０〜８００μｍが更により好ましい。また、本発明の絶縁シートの坪量は、１０〜１５００ｇ／ｍ２が好ましく、２０〜１０００ｇ／ｍ２がより好ましく、３０〜５００ｇ／ｍ２が更により好ましい。
【００８５】
［その他のバインダー］
本発明の絶縁シートは、必要に応じて、微細バインダー繊維以外の少なくとも１種のその他のバインダーを更に含むことができる。その他のバインダーとしては例えば不定型の樹脂が挙げられる。その他のバインダーとして使用される樹脂は、シート基材の製紙用分散体に直接添加される水溶性又は分散性ポリマーの形態でもよいし、あるいは乾燥、又は、次の更なる圧縮及び／又は加熱処理の間に加えられる熱によりバインダーとして活性化されるようにアラミド繊維と混ぜられた熱可塑性樹脂材料の粉体の形態でもよい。水溶性又は分散性ポリマーとしては、例えば、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等の水溶性又は水分散性の熱硬化性樹脂を挙げることができる。特に有用なのは水溶性ポリアミド樹脂である。ポリ（ビニルアルコール）、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ（酢酸ビニル）等の熱可塑性樹脂の水溶液又は水分散体も同様に使用することができる。なお、これらの熱可塑性樹脂は、上記の熱可塑性樹脂材料の粉体としても使用することができる。
【００８６】
前記その他のバインダーはシート基材中に含まれてもよく、また、本発明の絶縁シートが微細バインダー繊維及びフィラーからなる層を備える場合は当該層中に含まれていてもよい。但し、特に前記その他のバインダーがフィルム形成性の場合、前記その他のバインダーの存在割合が高すぎると絶縁シートの通気性が低下し、熱加工時にブリスターが発生する懸念があるので、前記その他のバインダーの配合量は少ない方が好ましい。前記その他のバインダーの配合量は絶縁シートの全重量（全質量）に対して、例えば、０．００１〜１０重量％であることができ、０．００５〜７重量％が好ましく、０．０１〜３重量％がより好ましく、０．０５〜１重量％が更により好ましい。なお、本発明の絶縁シートは前記その他のバインダーを含まないことが特に好ましい。
【００８７】
［その他の成分］
本発明の絶縁シートは、必要に応じて、アラミド以外の材質からなる他の繊維を含んでもよい。他の繊維としては、例えば、芳香族ポリエステル繊維、芳香族ポリエーテルケトン繊維、パラアラミド繊維等の耐熱性繊維を挙げることができる。
【００８８】
パラアラミド繊維は、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮重合により得られるものであり、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位（例えば、４，４’−ビフェニレン、１，５−ナフタレン、２，６−ナフタレン等のような反対方向に同軸又は平行に延びる配向位）で結合される繰り返し単位から実質的になるもので、例えば、ポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）、ポリ（４，４’−ベンズアニリドテレフタルアミド）、ポリ（パラフェニレン−４，４’−ビフェニレンジカルボン酸アミド）、ポリ（パラフェニレン−２，６−ナフタレンジカルボン酸アミド）等のパラ配向型またはパラ配向型に近い構造を有する芳香族ポリアミドを具体的に挙げることができる。これらの芳香族ポリアミドはパラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドを重合させることにより製造される。
【００８９】
前記パラ配向芳香族ジアミンを例示すると、パラフェニレンジアミン（以下、ＰＰＤということがある）、４，４’−ジアミノビフェニル、２−メチル−パラフェニレンジアミン、２−クロロ−パラフェニレンジアミン、２，６−ナフタレンジアミン、１，５−ナフタレンジアミンおよび４，４’−ジアミノベンズアニリド等を挙げることができる。
【００９０】
前記パラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドを例示すると、テレフタロイルクロリド（以下、ＴＰＣということがある）、４，４’−ベンゾイルクロリド、２−クロロテレフタロイルクロリド、２，５−ジクロロテレフタロイルクロリド、２−メチルテレフタロイルクロリド、２，６−ナフタレンジカルボン酸クロリドおよび１，５−ナフタレンジカルボン酸クロリド等を挙げることができる。
【００９１】
前記他の繊維はシート基材中に含まれてもよく、また、本発明の絶縁シートが微細バインダー繊維及びフィラーからなる層を備える場合は当該層中に含まれていてもよい。なお、本発明の絶縁シートは前記他の繊維を含まなくともよい。
【００９２】
本発明の絶縁シートは、電気絶縁シートとして機能することができる。本発明の絶縁シートはＡＳＴＭ Ｄ−２５７の体積抵抗率の方法に準拠して、少なくとも１０１３Ωｃｍの電気抵抗、好ましくは、少なくとも１０１５Ωｃｍの電気抵抗を有することができる。
【００９３】
本発明の絶縁シートは電気絶縁シートとして優れた特性を有し、特に、優れた電気絶縁性及び強度を有するので、電気絶縁体の構成要素として有用である。例えば、本発明の絶縁シート又はその積層体を、変圧器、発電機、電動機等の電気デバイスを構成する電気絶縁体の構成要素として使用することができる。本発明の絶縁シート又はその積層体は、フェノール樹脂、エポキシ、ポリイミド等の樹脂で含浸されてもよいが、樹脂で含浸されずとも優れた電気絶縁性を発揮することができる。
【００９４】
したがって、本発明は、
１０〜３０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフロック及び５〜４０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフィブリッドからなるシート基材、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、少なくとも一種のフィラー
を含む絶縁シートを使用する電気絶縁方法、特に、電気絶縁性の改善方法、
或いは、
１０〜３０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフロック及び５〜４０μｍの平均繊維幅を有するアラミドフィブリッドからなるシート基材、
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、５μｍ未満の平均繊維幅を有する微細バインダー繊維
前記シート基材の少なくとも表面に存在する、少なくとも一種のフィラー
を含む絶縁シートの電気絶縁のための使用、特に、電気絶縁性の改善のための使用、の側面を有する。上記アラミドフロック及び上記アラミドフィブリッドについては上記の説明が当てはまる。
【実施例】
【００９５】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。【００９６】
［評価方法］
（平均繊維幅）
下記実施例および比較例より得られた各繊維スラリーを希釈して、プレパラート上に均一な薄膜となるよう滴下して乾燥させ、走査型電子顕微鏡で１００〜４００倍に拡大してランダムに３視野を観察し、各視野から無作為に３０本の繊維幅を測定し、数平均繊維幅を算出した。【００９７】
（絶縁耐力）
ＡＳＴＭ  Ｄ−１４９に準拠して測定した。【００９８】
（比引裂強度）
ＪＩＳ  Ｐ８１１６：２０００に準拠して測定した。【００９９】
（熱劣化試験）
下記実施例および比較例より得られた絶縁シートを５ｃｍ×５ｃｍに裁断したものを２枚用意し、その間に銅片を挟み、さらにシート全体をステンレス板で挟み、２８０℃のオーブンで１２０時間加熱した後、絶縁シートの状態を下記の判定基準にて目視評価した。
・  銅片接触部とその周辺に穴が開いておらず、非接触部との変色の差が見られない。
・  銅片接触部とその周辺に穴が開いていないが、非接触部との変色の差が見られる。
× 銅片と同等の大きさの穴が開いている。【０１００】
（フィラーの脱落性評価）
下記実施例および比較例より得られた加熱加圧処理前の絶縁シートを２３ｃｍ×２３ｃｍに断裁し、温度３００℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍの熱キャレンダーへ前記シートを１０枚通過させた後、フィラーがロールへ転移することによる汚れの程度を下記の判定基準にて目視評価した。
・  ロールに汚れが見られる。
× ロールに汚れが見られない。【０１０１】
［実施例１〜５］
アラミドフロックを、標準離解機を用いて絶乾重量濃度０．３％で１５分間離解処理し、平均繊維幅２０μｍの繊維スラリーを得た。次いで、メタアラミドフィブリッドを、標準離解機を用いて絶乾重量濃度１％で１５分間離解処理した後、リファイナー処理により、平均繊維幅が６．５〜１８．５μｍの繊維スラリーを得た。得られたアラミドフロックとメタアラミドフィブリッドを、絶乾重量比４５：６５または５０：５０で混合し、１２０メッシュワイヤーを用いた角型手抄きマシンでウェットシートを作成し、プレス機での脱水、乾燥機での加熱乾燥を行い、４２ｇ／ｍ２のシート基材を得た。次に、メタアラミドフィブリッドを、標準離解機を用いて絶乾重量濃度１％で１５分間離解処理した後、高圧ホモジナイザーを用いて、平均繊維幅が３〜４．８μｍの微細バインダー繊維を得た。得られた微細バインダー繊維と、ビスマス化合物（ナカライテスク製、水酸化ビスマス（III））を固形分比１：４で混合し、片面あたりの固形分付着量が２．５ｇ／ｍ２になるよう、ワイヤーバーを用いて前記シート基材の両面に塗付した。これを３００℃に加熱した金属ロールにて加熱加圧処理し、絶縁シートを作製した。【０１０２】
［実施例６］
ビスマス化合物の代わりにハイドロタルサイト（協和化学工業製、商品名：アルカマイザー）を用い、片面あたりの微細バインダー繊維の固形分付着量を１．０ｇ／ｍ２とし、微細バインダー繊維とハイドロタルサイトを固形分比２：１０で混合し、片面あたりの固形分付着量が６．０ｇ／ｍ２になるよう、ワイヤーバーを用いて前記シート基材の両面に塗付したこと以外は、実施例１と同様に絶縁シートを作製した。【０１０３】
［実施例７］
メタアラミドフィブリッドの平均繊維幅を１２．２μｍ、微細バインダー繊維の平均繊維幅が３．３μｍになるようリファイナー処理およびホモジナイザー処理を調節し、アラミドフロックとメタアラミドフィブリッドを、絶乾重量比５０対５０で混合した以外は、実施例６と同様に作製した。【０１０４】
［比較例１］
ビスマス化合物を使用せず、微細バインダー繊維のみを塗付したこと以外は実施例１と同様に絶縁シートを作製した。【０１０５】
［比較例２］
微細バインダー繊維の平均繊維幅が１５μｍになるようホモジナイザー処理を調節したこと以外は、実施例１と同様に絶縁シートを作製した。【０１０６】
実施例１〜７と比較例１〜２を構成する各種繊維の平均繊維幅、フィラーの種類、得られた絶縁シートの絶縁耐力、比引張強さ、熱劣化試験結果、フィラーの脱落性評価結果を表１に示す。【０１０７】
【表１】
2019093305.tif 000002
【０１０８】
表１から明らかなように、実施例にて絶縁耐力と比引張強さが高く、且つ熱劣化試験結果が良好であり、フィラーの脱落も問題ない良好な絶縁シートを得た。一方、比較例１のシートは、フィラーを使用していないために、熱劣化を抑制することができなかった。また、比較例２のシートは微細バインダー繊維の繊維幅が１５μｍと大きい（５μｍよりかなり大きい）ために、絶縁耐力及び比引裂強度が実施例のシートよりも劣るものであり、また、フィラーの脱落を抑制することができなかった。 
【国際調査報告】
2019093305.tif 000003
2019093305.tif 000004
2019093305.tif 000005
2019093305.tif 000006