(57)【要約】  （ａ）５５〜９５重量パーセントのマイカと５〜４５重量パーセントのアラミドとを含むマイカ−アラミド紙の少なくとも１つの層と、（ｂ）接着剤でマイカ−アラミド紙に接着された電気絶縁ポリマーフィルムの少なくとも１つの層とを有する電気絶縁のために有用な積層体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）５５〜９５重量パーセントのマイカと５〜４５重量パーセントのアラミドとを含むマイカ−アラミド紙の少なくとも１つの層と、
（ｂ）接着剤で前記マイカ−アラミド紙に接着された電気絶縁ポリマーフィルムの少なくとも１つの層と
を含む電気絶縁のために有用な積層体。
【請求項２】
前記マイカ−アラミド紙が、マイカの豊富な層とマイカの少ない層とを有する２枚重ね層構造を有し、前記マイカの豊富な層が、前記マイカの少ない層より高いマイカ含有量を有し、前記マイカの豊富な層が８０〜９５重量パーセントのマイカを含む、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記アラミドが、５０〜１００重量パーセントのフィブリドと０〜５０重量パーセントのフロックとを含む、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記アラミドがポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）である、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項５】
前記電気絶縁ポリマーフィルムが、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、およびポリイミドフィルムからなる群から選択される、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項６】
前記接着剤が、ポリウレタン、エポキシ、ポリイミド、フェノール誘導体、メラミン、アルキド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ベンゾオキサジン、シリコーンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項７】
前記マイカ−アラミド紙が、前記マイカ、アラミドおよび樹脂の全重量に基づいて１〜５０重量パーセントの樹脂をさらに含む、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項８】
前記樹脂が、ポリウレタン、エポキシ、ポリイミド、フェノール誘導体、メラミン、アルキド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ベンゾオキサジン、シリコーンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項７に記載の積層体。
【請求項９】
請求項１または２に記載の積層体を含む電気デバイス。
【請求項１０】
モーターである、請求項９に記載の電気デバイス。
【請求項１１】
発電機である、請求項９に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、電気絶縁のために有用な積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
低電圧および中電圧モーターおよび発電機は通常、多層状絶縁材料を使用する。最も一般的な積層体構造物は、外側にアラミド紙またはポリエステルマットおよび内側にポリエステルフィルムを有する対称的な３層構成を有する。最も標準的な製品は、ＮＭＮ（ＮはＮＯＭＥＸ（登録商標）Ｔ４６４またはＴ４１６を表わし、ＭはＭｙｌａｒ（登録商標）フィルムであってもよい）またはＤＭＤ（ＤはＤａｃｒｏｎ（登録商標）であってもよく、ＭはＭｙｌａｒ（登録商標）であってもよい）と呼ばれる。これらの材料は、あらゆる種類の電気部品において使用されるが、より詳しくは、低電圧（１０００Ｖ未満の公称電圧）によるモーターまたは発電機のような回転装置において使用される。しかしながら、これらの材料のいずれも、比較的高い温度環境に対して、またはピーク電圧ストレスの間に生じる部分コロナ放電に対してあまり耐性がないと考えられるが、これはインバータもしくはコンバータを有する回転装置においては特に高い。
【０００３】
したがって、許容範囲の機械的強度を保持したまま改良された熱安定性および改良された耐コロナ放電性を有する電気絶縁のために有用な積層体を作製することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、（ａ）５５〜９５重量パーセントのマイカと５〜４５重量パーセントのアラミドとを含むマイカ−アラミド紙の少なくとも１つの層と、（ｂ）接着剤でマイカ−アラミド紙に接着された電気絶縁ポリマーフィルムの少なくとも１つの層とを含む電気絶縁のために有用な積層体に関する。
【０００５】
本発明のさらなる実施形態は上記の積層体を包含し、そこにおいてマイカ−アラミド紙が、マイカの豊富な層とマイカの少ない層とを有する２枚重ね層構造を有し、マイカの豊富な層が、マイカの少ない層より高いマイカ含有量を有し、マイカの豊富な層が８０〜９５重量パーセントのマイカを含む。
【０００６】
上に記載された積層体は、モーターまたは発電機などの電気デバイスにおいて電気絶縁として有用である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、許容範囲の機械的強度を保持したまま改良された熱安定性および改良された耐コロナ放電性を有する電気絶縁のために有用な積層体を提供する。
【０００８】
本発明は、以下の用語の使用によって最も良く説明される。
【０００９】
本明細書中で用いられるとき用語「マイカ」は、ケイ酸塩鉱物のタイプを意味する。電気絶縁のためにマイカの好ましいタイプは白雲母である。
【００１０】
本明細書で使用されるとき用語「アラミド」は、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が直接２つの芳香族環に結合している芳香族ポリアミドを意味する。場合により、添加剤がアラミドと共に使用されてもよく、ポリマー構造全体にわたり分散されていてもよい。最高約１０重量パーセントもの他のポリマー材料をアラミドとブレンドできることが発見された。同様にアラミドのジアミンを置換する１０パーセントもの他のジアミン、またはアラミドの二酸塩化物を置換する１０パーセントもの他の二酸塩化物を有するコポリマーを使用できるということも発見されている。メタアラミドは、アミド結合が互いに対しメタ位にあるアラミドである。好ましいメタアラミドは、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）である。
【００１１】
本明細書で使用されるとき用語「フィブリド」は、それらの３つの寸法のうちの少なくとも１つが最大の寸法に比べて規模が小さい非粒状、繊維質またはフィルム状の粒子を意味する。これらの粒子は、高い剪断下で非溶媒を用いてポリマー材料の溶液を沈殿させることによって調製可能である。フィブリドは、２：１〜１０：１の長さ対幅のアスペクト比で、０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲内の最大寸法長さを有する。厚み寸法は、約数分の１マイクロメーター、例えば０．１マイクロメーター〜約１．０マイクロメーターのオーダーである。フィブリドは、乾燥される前に湿った状態で使用されてもよく、紙形成用構成成分として付着されてもよい。
【００１２】
本明細書で使用されるとき用語「フロック」は、短い長さに切断され、ウェットレイドシートの調製において通例使用されている繊維を意味する。典型的には、フロックは３〜２０ミリメートルの長さを有する。好ましい長さは３〜７ミリメートルである。フロックは通常、当該技術分野で公知の方法を使用して必要とされる長さに連続繊維を切断することによって製造される。
【００１３】
フロックとフィブリドとの組合せがアラミドのために使用される場合、フロックの、フィブリドに対する好ましい重量比は０．５〜４．０およびより好ましくは０．８〜２．０の範囲である。
【００１４】
本発明は、（ａ）５５〜９５重量パーセントのマイカと５〜４５重量パーセントのアラミドとを含むマイカ−アラミド紙の少なくとも１つの層と、（ｂ）接着剤でマイカ−アラミド紙に接着された電気絶縁ポリマーフィルムの少なくとも１つの層とを含む電気絶縁のために有用な積層体に関する。より好ましくは、マイカ−アラミド紙が６５〜９５重量パーセントのマイカと５〜３５重量パーセントアラミドとを含む。最も好ましくは、マイカ−アラミド紙が７５〜９０重量パーセントのマイカと１０〜２５重量パーセントのアラミドとを含む。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態は上記の積層体を包含し、そこにおいてマイカ−アラミド紙が、マイカの豊富な層とマイカの少ない層とを有する２枚重ね層構造を有し、マイカの豊富な層が、マイカの少ない層より高いマイカ含有量を有し、マイカの豊富な層が８０〜９５重量パーセントのマイカを含む。より好ましくは、マイカの豊富な層が８０〜９０重量パーセントのマイカを含む。
【００１６】
アラミドは、５０〜１００重量パーセントのフィブリドと０〜５０重量パーセントのフロックとを含むことができる。また、アラミドはポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）であってもよい。
【００１７】
電気絶縁ポリマーフィルムはポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィド、およびポリイミドフィルムから選択され得るが、それらに限定されない。
【００１８】
接着剤は、ポリウレタン、エポキシ、ポリイミド、フェノール誘導体、メラミン、アルキド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ベンゾオキサジン、シリコーンおよびそれらの組み合わせから選択され得るが、それらに限定されない。また、接着剤層は、非本質的接着材料から構成されてもよい。両方の隣接した層にわたる部分的移動によって結合接着界面を生じ、それによって固定接着領域を形成するために、非本質的接着材料は、積層プロセスの間に溶融するかまたは相変化する犠牲層から製造されてもよい。非本質的接着材料の例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ホットメルト、熱溶融液およびそれらの組み合わせである。
【００１９】
特定の最終用途において、マイカ、アラミドおよび樹脂の全量に基づいて１〜５０重量パーセントの樹脂の量において樹脂を本発明の積層体に添加することができる。樹脂はポリウレタン、エポキシ、ポリイミド、フェノール誘導体、メラミン、アルキド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ベンゾオキサジン、シリコーンおよびそれらの組み合わせから選択され得るが、それらに限定されない。
【００２０】
積層体は、上に記載されたモーターまたは発電機などの電気デバイスにおいて電気絶縁として有用である。
【００２１】
試験方法
以下の試験方法を以下に示される実施例において使用する。
【００２２】
厚さをＡＳＴＭ  Ｄ  ６４６−９６に従って測定し、ｍｍ単位で記録する。
【００２３】
基本重量をＡＳＴＭ  Ｄ  ６４５およびＡＳＴＭ  Ｄ  ６４５−Ｍ−９６に従って測定し、ｇ／ｍ2単位で記録する。
【００２４】
引張強さを幅２．５４ｃｍの試験片および１８ｃｍのゲージ長を使用してＡＳＴＭ  Ｄ  ８２８−９３に従って測定し、ＭＰａ単位で記録する。
【００２５】
初期引裂抵抗をＡＳＴＭ  Ｄ  １００４に従って測定し、ニュートン単位で記録する。
【００２６】
絶縁耐力をＡＳＴＭ  Ｄ  １４９−９７Ａに従って測定し、ｋＶ／ｃｍ単位で記録する。
【００２７】
体積抵抗率をＡＳＴＭ  Ｄ  ２５７に従って測定し、５００Ｖにおいてｏｈｍ−ｃｍ単位で記録する。
【００２８】
熱伝導率をＡＳＴＭ  Ｅ  １５３０に従って測定し、Ｗ／ｍＫ単位で記録する。
【００２９】
耐電圧性をＡＳＴＭ  Ｄ  ２２７５−０１に従って測定し、３００Ｖ／ｃｍ、３６０Ｈｚにおいて時間単位で記録する。
【実施例】
【００３０】
以下に、本発明をより詳細に以下の実施例において説明する。
【００３１】
実施例１
２枚重ね層マイカ−アラミド紙／電気絶縁ポリマーフィルム／２枚重ね層マイカ−アラミド紙からなる構造を有する本発明による積層体を作製した。
【００３２】
２枚重ね層マイカ−アラミド紙をマイカの豊富な層とマイカの少ない層とから製造した。マイカの豊富な層は、９０重量パーセントのマイカフレーク（ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓａｍｉｃａ  Ｆｌａｋｅ  Ｃｏ．，Ｒｕｔｌａｎｄ，Ｖｅｒｍｏｎｔから入手可能な白雲母タイプ）と、１０重量パーセントのメタ−アラミド（ｍｅｔａ−ａｒａｍｉｄ）フィブリド（米国特許第３，７５６，９０８号明細書に概して記載された方法でポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）から製造された）とから成った。マイカの少ない層は、４５重量パーセントのマイカフレーク、４０重量パーセントのメタ−アラミドフィブリドおよび１５重量パーセントのメタ−アラミドフロック（ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）から製造された）０．２２ｔｅｘの線密度および０．６４ｃｍの長さのＮｏｍｅｘ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ（ＤｕＰｏｎｔ）から入手可能）から成った。それに応じて、マイカの少ない構成成分とマイカの豊富な構成成分との水性分散体をＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒタイプの製紙装置の第一および第二ヘッドボックス中にポンプで送った。マイカの豊富な層が上部にありマイカの少ない層が下部にある層状ウエットレイドペーパーを形成した。上層の基本重量は約８５ｇ／ｍ2であり、下層の基本重量は約５０ｇ／ｍ2であった。約３０００Ｎ／ｃｍのニップ圧力および約２２０℃のロール温度においてカレンダーの高温ニップ内で層状ウエットレイドペーパーを積層した。使用された電気絶縁ポリマーフィルムは５ミルのポリエステルフィルム（Ｇａｒｗａｒｅ  Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  Ｌｉｍｉｔｅｄ，  Ｍｕｍｂａｉ，Ｉｎｄｉａから入手可能）であった。マイカの豊富な層をフィルムに対向させてポリエステルフィルムを２つの２枚重ね層マイカ−アラミド紙の間に挟持し、エポキシ系接着剤を使用して一緒に積層して、本発明による積層体を製造した。
【００３３】
積層体の組成を表１に記載し、物理的性質を表２に示す。
【００３４】
実施例２
２枚重ね層マイカ−アラミド紙を単層マイカ−アラミド紙と取り換えたことを除いて、実施例２を実施例１と同様な方法で製造した。
【００３５】
単層紙は、７０重量パーセントのマイカフレーク、１５重量パーセントのメタ−アラミドフィブリドおよび１５重量パーセントのメタ−アラミドフロックからなった。
【００３６】
積層体組成を表１に記載し、物理的性質を表２に示す。
【００３７】
比較例ＡおよびＢ
異なった単層紙を使用したことを除いて、比較例ＡおよびＢを実施例２と同様な方法で製造した。
【００３８】
比較例Ａにおいて、単層紙は、５０重量パーセントのマイカを含有するＮｏｍｅｘ（登録商標）Ｔ４１８であった。比較例Ｂにおいて、単層紙は、マイカを含有しないＮｏｍｅｘ（登録商標）Ｔ４１６であった。
【００３９】
積層体の組成を表１に記載し、物理的性質を表２に示す。
【００４０】
表２は、比較例よりも実施例１および２について耐電圧性の著しい増加および体積抵抗率の減少を示す。この改良は、本発明のマイカ−アラミド紙のマイカ含有量の増加および２枚重ね層構造の結果である。
【００４１】
【表１】
2014529842.tif 000002
【００４２】
【表２】
2014529842.tif 000003
【国際調査報告】
2014529842.tif 000004
2014529842.tif 000005