(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースを主成分とする紙基材と、
前記紙基材の表面に吸着形成された吸着層と、
前記吸着層と化学結合を介して結合されているフェノール系またはアミン系の化合物を有することを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項２】
請求項１に記載の電気絶縁紙において、
前記吸着層はアミン化合物で構成されることを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項３】
請求項２に記載の電気絶縁紙において、
前記アミン化合物は、尿素、チオ尿素、ヘキサメチレンテトラミン、メラミン、ジシアンジアミド、ポリアクリルアミドのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電気絶縁紙において、
前記化学結合が、エーテル結合（-O-）、エステル結合（-COO-）、カルボニル結合（-CO-）、アミド結合（-CONH-）、イミド結合（-CONHCO-）、イミン結合（-C＝N-）、（-COHCNH-）結合の少なくとも１つを含むことを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電気絶縁紙において、
前記吸着層と結合される前の前記フェノール系またはアミン系の化合物は、末端に親水性官能基を有することを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項６】
請求項５に記載の電気絶縁紙において、
前記親水性官能基は、アルデヒド基（-CHO）、水酸基（-OH）、カルボキシル基（-COOH）、グリシジル基（エポキシ基）のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電気絶縁紙において、
前記フェノール系またはアミン系の化合物が、フェノール類または芳香族アミン類を含むことを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電気絶縁紙において、
前記化学結合及び前記フェノール系またはアミン系の化合物の総重量は、前記紙基材に対し１質量％未満であることを特徴とする電気絶縁紙。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電気絶縁紙と、鉄心と、導体巻線と、電気絶縁油を備え、
前記電気絶縁紙は前記電気絶縁油に浸漬されていることを特徴とする静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁紙に関し、特に電気絶縁油に浸漬された状態で使用される電気絶縁紙およびそれを用いた静止誘導電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静止誘導電器の一種に油入変圧器がある。油入変圧器は、タンク内の電気絶縁油中に鉄心と、該鉄心に装着された巻線とが浸漬されており、巻線導体の絶縁被覆などの絶縁物として電気絶縁紙（単に、絶縁紙とも言う）が用いられている。絶縁紙は、微細な空隙を有するマット状の材料であり、その空隙に電気絶縁油（単に、絶縁油とも言う）が含浸された状態で優れた絶縁特性を示すことが知られている。油入変圧器は、電気系統に接続される変圧器などとして広く利用されている。
【０００３】
絶縁油はその主成分によって分類されるが、主成分としては、例えば、鉱油、アルキルベンゼン、ポリブテン、アルキルナフタレン、シリコーン油、エステル油が用いられている。また、絶縁紙としては、クラフト紙、セルロース誘電体紙、薬品添加紙、合成繊維紙などが用いられているが、コストや特性を含む総合的な利便性からクラフト紙をベースとしたものが現在でも主流である。なお、本明細書において、絶縁紙はプレスボードを含むものとする。
【０００４】
電力系統に接続される変圧器は、信頼性と耐久性（長期信頼性）が非常に重要である。油入変圧器の劣化は、絶縁油および絶縁紙の経年劣化により生じ、絶縁油および絶縁紙の劣化には、主に酸素や水が関与している。
【０００５】
絶縁油が劣化した場合、脱気濾過処理や新油交換を行うことにより、絶縁油の性能を回復することができる。一方、絶縁紙が劣化した場合、絶縁紙の交換は現実的に極めて困難なため、絶縁紙の劣化で実質的に油入変圧器の寿命が決まるとされている。
【０００６】
油入変圧器などに広く用いられる絶縁紙（合成繊維紙以外）は、主成分がセルロースからなり、セルロースの平均重合度（セルロースにおけるグルコース環の平均的な繰り返し数）が絶縁紙の劣化の指標として用いられている。そのような絶縁紙の使用限界（寿命）は、日本電気工業会企画（JEM規格、1993年発行）によると、セルロースの平均重合度で450程度とされている。
【０００７】
ここで、絶縁紙の主成分であるセルロースの分解反応について簡単に説明する。セルロースは、下記の化学式１に示すようにグルコース環が鎖状に重合した高分子材料である。
【０００８】
【化１】
0006430319.tif 000002
【０００９】
セルロース（(C6H10O5)n）の分解反応は、酸化反応、加水分解反応、および熱分解反応の３種類に大別される。酸化反応は、酸素の存在下でセルロース中の水酸基（-OH）が酸化されてカルボニル基（-CO-）やカルボキシル基（-COOH）になり、水（H2O）、二酸化炭素（CO2）、一酸化炭素（CO）などが生成する反応である。加水分解反応は、水の存在下でのセルロース中のエーテル結合（-O-）が切断されて二酸化炭素、一酸化炭素、グルコース分子（C6H10O6）などが生成する反応である。熱分解反応は、熱によってセルロース中の化学結合が切断される反応である。
【００１０】
熱分解反応は、酸化反応および加水分解反応と比べて高い温度が必要なことから、通常環境では、酸化反応および加水分解反応よりも起こりにくい。加水分解反応は、セルロースの主鎖を切断することから、セルロースの平均重合度を直接的に低下させる。また、酸化反応で生成したカルボキシル基は、加水分解反応に対して触媒作用を示すと言われている。さらにカルボキシル基が生成されると、連鎖的にセルロースの分解が進み、水とカルボキシル基を生成する。これらのことから、酸化反応によるカルボキシル基の生成、および連鎖分解反応を抑制することにより、絶縁紙の耐久性が高まると考えられる。
【００１１】
セルロースの耐熱性を向上させる技術は種々提案されており、例えば、セルロースをアセトニトリルによりシアノエチル化する方法やアセチル化する方法等がある。しかしながら、セルロースの水酸基は、分子間で水素結合を形成していることから化学反応性が低く、前記方法には複雑な製造工程が必要になり、その分コストが高くなる弱点があった。そのため、セルロースの水酸基との化学反応を必要とせずに、セルロースの耐水性および耐熱性を向上させる方法が求められる。
【００１２】
カルボキシル基による連鎖分解反応を抑制する一般的な手法として、フェノール系や芳香族アミン系の酸化防止剤を用いる手法がある。これらは、カルボキシル基の前駆体である過酸化物などを捕捉して、連鎖反応を止め酸化反応を防ぐと言われている。例えば、特許文献１（特開2006−278916）には、アミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物を含有する電気絶縁油に浸漬することを特徴とする絶縁紙が開示されている。特許文献１によると、絶縁紙を、アミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物を含有する電気絶縁油に浸漬することで、アミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物の作用により絶縁紙の劣化が抑制されるとされている。
【００１３】
一方、酸化防止効果のあるフェノール系や芳香族アミン系樹脂で絶縁紙を被覆する方法も考えられる。例えば、特許文献２（特開平11−293586）には、パラ系芳香族ポリアミド繊維と、未硬化型フェノール樹脂繊維からなる乾紙が積層されたガス絶縁用プレスボードが開示されている。特許文献２によると、パラ系芳香族ポリアミド繊維に未硬化型フェノール樹脂繊維をバインダ繊維として用いることにより、高耐熱のプレスボードが得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２７８９１６号公報
【特許文献２】特開平１１−２９３５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述したように、油入変圧器の寿命は、絶縁紙の寿命に依存するところが大きいとされている。また、一般的に、変圧器運転時、絶縁油と比べて、巻線の導体に直接被覆されている絶縁紙の方が温度上昇は大きいと考えられることから、油入変圧器の運転温度（許容温度）は巻線導体を被覆している絶縁紙の耐熱性に依存するところが大きい。
【００１６】
近年、油入変圧器の更新需要が高まっており、更新に際し、高効率化、大容量化および／または小型化された油入変圧器が強く望まれている。そして、それらの要求を満たす一つの解決手段として、油入変圧器の運転温度の高温化による小型化が挙げられる。
【００１７】
一方、前述したセルロースの分解反応は化学反応の一種であることから、温度上昇に伴って反応速度が増大する。すなわち、油入変圧器への要求を満たすため、運転温度が上昇してもセルロースの分解反応を抑制することができる絶縁紙（言い換えると、耐熱性・耐久性の高い絶縁紙）が必要とされている。前述した通り、絶縁紙は、微細な空隙を有するマット状の材料であり、その空隙に電気絶縁紙が含浸された状態で優れた絶縁特性を示すことから、絶縁油をスムーズに浸透させる高い含浸性を兼ね備える必要がある。
【００１８】
なお、たとえ高機能な絶縁紙であっても、コストが大きく増大しては工業製品として不適当であり、低コストで簡易プロセスにより作製された絶縁紙を提供することは至上命題の一つである。
【００１９】
特許文献１に記載の絶縁紙は、アミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物を含有する電気絶縁油に浸漬することで、絶縁紙の酸化分解反応が抑制されることが期待される。しかしながら、電気絶縁油の量は、絶縁紙に対し数十倍程度必要となるため、特許文献１の絶縁紙の劣化抑制手法は、多量のアミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物が必要となり、コストアップにつながる。さらに、特許文献１に記載されるように、多量のアミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物を含有すると、絶縁紙の性能に悪影響を与える傾向にある。また、アミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物が劣化することにより発生する劣化生成物により、絶縁紙の劣化がむしろ促進される例もあるため、多量にアミン系化合物及び／ 又はフェノール系化合物を含有することは好ましくない。
【００２０】
また、酸化防止効果のあるフェノール系や芳香族アミン系化合物は、親油性が高く、セルロースよりも絶縁油と馴染みやすい。そのため、フェノール系や芳香族アミン系化合物を絶縁紙に添加したとしても、電気絶縁油中に浸漬された状態において、フェノール系またはアミン系の化合物が溶出・遊離してしまい、絶縁紙に対する酸化防止効果は薄いと考えられる。
【００２１】
一方、特許文献２に記載のプレスボードは、そもそもセルロースを基材とした絶縁紙ではないため、従来のクラフト紙をベースとした電気絶縁紙が有する機械的特性、電気絶縁性能および絶縁油の含浸性とは異なると考えられる。また、クラフト紙をベースとした絶縁紙と比較し、大幅なコストアップが懸念される。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、従来の電気絶縁紙が有する機械的特性、電気絶縁性能および絶縁油の含浸性と同等の特性を維持しつつ、セルロースの分解反応を抑制して従来よりも優れた耐熱性を有する電気絶縁紙を低コストで提供することにある。また、当該電気絶縁紙を用いた静止誘導電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、電気絶縁紙であって、セルロースを主成分とする紙基材と、前記紙基材の表面に吸着形成された吸着層と、前記吸着層と化学結合されているフェノール系またはアミン系の化合物を有することを特徴とする電気絶縁紙を提供する。
【００２４】
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、鉄心と導体巻線とがそれぞれ電気絶縁紙と電気絶縁油とで複合絶縁された構造を有する静止誘導電器であって、前記電気絶縁紙が、上記の本発明に係る電気絶縁紙であることを特徴とする静止誘導電器を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、従来の電気絶縁紙が有する機械的特性（例えば、引張強度）、電気絶縁特性および絶縁油の含浸性と同等の特性を維持しつつ、セルロースの分解反応を抑制して従来よりも優れた耐久性・耐熱性を有する電気絶縁紙を低コストで提供することができる。また、当該電気絶縁紙を用いることで、高効率化、大容量化および／または小型化に対応した油入静止誘導電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る電気絶縁紙の断面模式図である。
【図２】本発明に係る電気絶縁紙を用いた油入変圧器の一例を示す縦断面模式図である。
【図３】本発明に係る油入変圧器に用いられる絶縁電線の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
前述したように、本発明に係る電気絶縁紙は、電気絶縁紙であって、セルロースを主成分とする紙基材と、前記紙基材の表面に吸着形成された吸着層と、前記吸着層と化学結合されているフェノール系またはアミン系の化合物を有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、上記の電気絶縁紙において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（i）前記吸着層が、尿素、チオ尿素、ヘキサメチレンテトラミン、メラミン、ジシアンシアミド、ポリアクリルアミドの内の少なくとも１つからなる。
（ii）前記化学結合が、エーテル結合（-O-）、エステル結合（-COO-）、カルボニル結合（-CO-）、アミド結合（-CONH-）、イミド結合（-CONHCO-）、イミン結合（-C＝N-）、エポキシ開環反応によって形成される（-COHCNH-）結合の少なくとも１つからなる。
（iii）前記電気絶縁紙は、JEC規格6151に基づく耐熱温度指数が＋18 K以上であり、前記化学結合を含むフェノール系またはアミン系の化合物の形成量が前記紙基材に対し1質量％以下である。
【００２９】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は、ここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。
【００３０】
（電気絶縁紙）
図１は、本発明に係る電気絶縁紙の断面模式図である。図１に示したように、本発明に係る電気絶縁紙10は、セルロース11を主成分とする紙基材12の表面に吸着層13が吸着形成されており、吸着層13の外側に化学結合14を介してフェノール系またはアミン系の化合物15が結合されていることで、酸化防止層16を形成している。
【００３１】
本発明の電気絶縁紙10は、上記のような構成とすることで、たとえ電気絶縁油中に浸漬された状態であっても、フェノール系またはアミン系の化合物15が溶出・遊離することなく、セルロース11の酸化防止効果を長時間維持することができる。
【００３２】
一方、酸化防止層16は、フェノール系またはアミン系の化合物15によって、油分に対しては良好な親油性を示す。さらに、吸着層13および酸化防止層16の厚さが薄いことで、微細な空隙を有するセルロース11の構造上特性を保持し、油分は、速やかに紙基材12のセルロース11間に浸透する。その結果、電気絶縁紙10は、電気絶縁油に浸漬した時に良好な絶縁油含浸性を示す。前述したように、電気絶縁紙の絶縁油含浸性は、油入変圧器における電気絶縁性・冷却性の観点から、重要な特性の一つである。
【００３３】
本発明における吸着層13は、紙基材12に対して化学吸着（例えば、水素結合や双極子相互作用）によって吸着形成されることが好ましい。また、本発明におけるフェノール系またはアミン系の化合物15は、吸着層13と何らかの化学結合14によって、強固に結合していることが好ましい。例えば、エーテル結合（-O-）、エステル結合（-COO-）、カルボニル結合（-CO-）、アミド結合（-CONH-）、イミド結合（-CONHCO-）、イミン結合（-C＝N-）、エポキシ開環反応によって形成される（-COHCNH-）結合などが挙げられる。これらにより、紙基材12と吸着層13との結合が強固になり、吸着層13と酸化防止層16との結合も強固になる。その結果、フェノール系またはアミン系の化合物15は、良好な耐油性を示す（電気絶縁油中でも紙基材12から溶出・遊離しない）。これに対し化学結合14なしに、フェノール系またはアミン系の化合物15を紙基材12または吸着層13に吸着させた場合、耐油性が低いために電気絶縁油中で絶縁紙から溶出・遊離してしまうので、酸化防止効果を長時間維持することができない。
【００３４】
すなわち、本発明の電気絶縁紙10は、紙基材12の酸化防止効果に加えて、電気絶縁油とよく馴染む親油性、電気絶縁油中に溶出・遊離しない耐油性、および電気絶縁油を速やかに浸透させる絶縁油含浸性の作用効果を有するところに特徴がある（詳細は後述する）。
【００３５】
紙基材12に吸着形成する吸着層13としては、アミン化合物を用いることが好ましい。アミン化合物としては、尿素、チオ尿素、ヘキサメチレンテトラミン、メラミン、ジシアンシアミド、ポリアクリルアミドの内の少なくとも１つを好ましく用いることができる。これらのアミン化合物は、親水性のためセルロースとの親和性が高く、紙基材12に対して化学吸着し易い。そのため、一旦吸着すると、絶縁紙12から容易に溶出・遊離することなしに紙基材12表面に留まることができる。
【００３６】
加えて、アミン化合物は、水分子と遭遇すると化学反応して該水分子を消費することができる。そのため、吸着層13は、該水分を消費してセルロース11の加水分解を抑制するという作用効果を有する。
【００３７】
上記のアミン化合物は、ある種の親水性官能基との化学反応性が良好である。そのため、フェノール系またはアミン系の化合物15は、末端に親水性官能基として、アルデヒド基（-CHO）、水酸基（-OH）、カルボキシル基（-COOH）、グリシジル基（エポキシ基）のうちの少なくとも１つを有することが好ましい。これらの親水性官能基を有することにより、アミン化合物（すなわち吸着層13）とフェノール系またはアミン系の化合物15とが化学結合し易くなる。
【００３８】
フェノール系またはアミン系の化合物15は、化学結合14を介して吸着層13と結合されており、さらに酸化防止効果を有すること以外に特に限定されない。例えば3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸のような、フェノール類と親水性官能基を含む化合物や、N-フェニルアントラニル酸のような、芳香族アミン類と親水性官能基を含む化合物が好ましく選択される。
【００３９】
また、紙基材12は、カルボン酸除去剤を含んでいても良い。カルボン酸除去剤としては、カルボジイミド基を含む化合物（例えば、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド）を好ましく用いることができる。カルボジイミド基を含む化合物は、セルロース11が酸化劣化することにより生成するカルボン酸と化学反応して該カルボン酸を消費することで、セルロース11の加水分解を抑制することができる。
【００４０】
（電気絶縁紙の製造方法）
紙基材12の表面に吸着層13を設ける方法、および吸着層13に化学結合14を介してフェノール系またはアミン系の化合物15を結合する方法に特段の制限はなく、結果として吸着層13および酸化防止層16が紙基材12の表面に被覆形成されれば良い。例えば、吸着層13の形成は、紙基材12の表面に対して、従来のコーティング法（ディップ塗布、スプレー塗布、ロール塗布等）によって所定のアミン化合物を含む溶液を塗布し、加熱（いわゆる焼付け）することによって行うことができる。同様に、酸化防止層16の形成は、吸着層13が吸着形成された紙基材12の表面に対して、従来のコーティング法によって所定のフェノール系またはアミン系の化合物を含む溶液を塗布し、加熱する（化学結合させる）ことによって行うことができる。すなわち、優れた耐久性・耐熱性を有する電気絶縁紙を簡便な方法で（低コストで）得ることができる。
【００４１】
なお、プレスボードの製造にあたっては、あらかじめ吸着層13および酸化防止層16を形成した紙基材12を積層・プレスして製造しても良いし、積層・プレスして製造したボードに対して吸着層13および酸化防止層16を形成しても良い。
【００４２】
（静止誘導電器）
本実施形態では、静止誘導電器として油入変圧器を例にとって説明する。図２は、本発明に係る電気絶縁紙を用いた油入変圧器の一例を示す縦断面模式図である。図２に示したように、鉄芯21の下部に取り付けた下部支持金具22の上に絶縁支持台23aを置き、この絶縁支持台23a上にコイル間スペーサ24aと円板コイル25aを交互に積み重ねて低圧巻線26を形成している。低圧巻線26の最上部には静電シールド27aが置かれる。低圧巻線26の外側に直状スペーサ28を当て、その外側に電気絶縁紙を巻回して絶縁筒29を形成している。その外側に同様の直状スペーサ28と絶縁筒29を配置して主絶縁部210を形成している。
【００４３】
主絶縁部210の最も外側に位置する直状スペーサ28の外側に、絶縁電線を締めつけながら巻回して円板コイル25bを形成し、この円板コイル25bとコイル間スペーサ24bを交互に積み重ねて、高圧巻線211を構成している。高圧巻線211の最上部には静電シールド27bが設けられる。
【００４４】
このように形成した低圧巻線26および高圧巻線211の上部に絶縁支持台23bを乗せ、その上に押しボルト213を装着した上部支持金具212を乗せて鉄芯31に取り付ける。押しボルト213で絶縁支持台23bに荷重を加え、低圧巻線26および高圧巻線211を締めつけて巻線本体を構成している。
【００４５】
高圧巻線211の上端から高圧リード線214が引き出され、高圧ブッシング215に接続される。その際、上部支持金具212から、高圧リード線214が入るような穴をあけた支持腕木216を出し、この穴に高圧リード線214を納めて高圧リード線214の途中を支持している。また、高圧リード線214の周囲との絶縁距離が小さい部分についてはスペーサ217を介して電気絶縁紙を巻回してリード線バリヤ218を配置している。これらすべては電気絶縁油321（例えば、鉱油）を満たした変圧器本体容器220内に収納されて油入変圧器が構成されている。
【００４６】
図３は、本発明に係る油入変圧器に用いられる絶縁電線の一例を示す断面模式図である。絶縁電線30は、導体31と、導体31表面を被覆する絶縁被覆32とからなる。絶縁被覆32は、本発明の電気絶縁紙10からなる。
【００４７】
本発明の油入変圧器では、コイル間スペーサ24a、24b、直状スペーサ28および絶縁被覆32に、前述した本発明の電気絶縁紙10を使用する。耐久性・耐熱性の高い電気絶縁紙を用いることにより、油入変圧器の運転温度を高くすることが可能となる。それにより、高効率化、大容量化および／または小型化に対応した油入静止誘導電器を提供することができる。
【実施例】
【００４８】
次に、実施例および比較例を示しながら本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１〜１２の電気絶縁紙の作製）
紙基材12としてクラフト紙を用意した。吸着層13を構成するアミン化合物としては、尿素、チオ尿素、ヘキサメチレンテトラミン、メラミン、ジシアンジアミド、ポリアクリルアミドを用意した。酸化防止層16を構成するフェノール系またはアミン系の化合物としては、親水性官能基がカルボキシル基のフェノール系またはアミン系の化合物（それぞれの化合物名：3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸、N-フェニルアントラニル酸）を用意した。
【００５０】
吸着層13の形成としては、まず、アミン化合物の尿素、チオ尿素、ヘキサメチレンテトラミン、メラミン、ジシアンジアミド、ポリアクリルアミドを溶媒（水またはエタノール）に溶かし、1質量％のアミン化合物の溶液を用意した。次に、その溶液中にクラフト紙を5分間浸漬した後、取り出して乾燥させることで、クラフト紙の両面に吸着層13を形成した。
【００５１】
酸化防止層16を形成するため、上記のフェノール系またはアミン系の化合物15を溶媒（アセトン）に溶かし、1質量％のフェノール系またはアミン系の化合物15の溶液を用意した。次に、その溶液中に吸着層13を形成したクラフト紙を5分間浸漬した後、取り出して溶剤を乾燥させて、クラフト紙の両面にフェノール系またはアミン系の化合物を付着させた。次に、フェノール系またはアミン系の化合物を付着させたクラフト紙を恒温槽で加熱（110℃で24時間保持）し、吸着層13のアミン化合物とフェノール系またはアミン系の化合物15とを化学結合させた。最後に、余剰のフェノール系またはアミン系の化合物を先の溶媒（アセトン）で洗い流すことで、本発明の電気絶縁紙10（実施例１〜１２）を作製した。実施例１〜１２の構成を後述の表１に示す。
【００５２】
（比較例１〜６の電気絶縁紙の作製）
処理無しのクラフト紙（吸着層13も酸化防止層16も形成しなかったクラフト紙）を基準となる比較例１の電気絶縁紙とした。吸着層13（ジシアンジアミド）のみを形成したクラフト紙（吸着層13を形成し酸化防止層16は形成しなかったクラフト紙）を比較例２の電気絶縁紙とした。酸化防止層16のみを形成したクラフト紙（吸着層13は形成しないで酸化防止層16を形成したクラフト紙）を比較例３〜４の電気絶縁紙とした。また、親水性官能基を持たないフェノール系またはアミン系の化合物（それぞれの化合物名：2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、N-フェニル-2-ナフチルアミン）を用い、吸着層13（ジシアンジアミド）と酸化防止層16を形成したクラフト紙（吸着層13と介する化学結合14が存在しなく、吸着層13および酸化防止層16を吸着形成したクラフト紙）を比較例５〜６の電気絶縁紙とした。
比較例１〜６の構成を表１に併記する。
【００５３】
【表１】
0006430319.tif 000003
【００５４】
［試験・評価］
（酸化防止層の形成量調査）
上記で作製した電気絶縁紙（実施例１〜１２および比較例１〜６）において、酸化防止層の形成量調査を２つの方法で行った。１つの方法は、フーリエ変換赤外分光光度計（FT-IR、パーキンエルマージャパン製、型式Spectrum 100）を用いて、減衰全反射法（ATR法）により4000〜600 cm-1の領域でスペクトル測定を行った。酸化防止層が十分に形成された場合、酸化防止層を構成するフェノール系またはアミン系の化合物に由来するスペクトル、吸着層を構成するアミン化合物に由来するスペクトル、クラフト紙を構成するセルロースに由来するスペクトルが観測されると予想した。確認されたスペクトルの結果を後述の表２に示す。
【００５５】
もう１つの方法は、電子天秤（ザルトリウス株式会社製、型式R200D）を用いて、酸化防止層形成前の絶縁紙に対する質量増加量を測定した。測定試料の寸法は20 mm×20 mmとした。使用した電子天秤は、最小目盛りが0.01 mgであり、最小目盛りの１桁下（すなわち、0.001 mgの位）の四捨五入によって質量が表示される。結果を表２に併記する。
【００５６】
（絶縁油含浸性の評価）
電気絶縁紙への電気絶縁油の含浸性の指標として、電気絶縁油の浸透性を評価した。実施例１〜１２および比較例１〜６の電気絶縁紙において、絶縁紙の一方の表面上に鉱油を5μL滴下し10分間静置した後に、該絶縁紙の裏面に対して、FT-IRのATR法によって4000〜600 cm-1の領域でスペクトル測定を行った。その際、滴下した鉱油に由来するスペクトルが観測できれば、鉱油が絶縁紙内部に含浸し裏面まで達したと見なすことができる。鉱油に由来するスペクトルが観測されたものを「合格」と判定した。結果を表２に併記する。
【００５７】
（引張強度の評価）
電気絶縁紙の機械的特性の指標として初期の引張強度を測定した。引張強度測定はJIS規格の番号C2300の規定に準拠して行った。引張強度は、比較例１電気絶縁紙（処理無しのクラフト紙）の引張強度を100として相対値で示した。結果を表２に併記する。
【００５８】
（絶縁破壊強度の評価）
電気絶縁紙の電気的特性の指標として初期の交流絶縁破壊強度を測定した。絶縁破壊強度測定はJIS規格の番号C2300の規定に準拠して行った。交流絶縁破壊強度は、比較例１の電気絶縁紙（処理無しのクラフト紙）の交流絶縁破壊強度を100として相対値で示した。結果を表２に併記する。
【００５９】
（耐熱温度指数の評価）
電気絶縁紙の耐久性・耐熱性の指標として耐熱温度指数を測定した。耐熱温度指数評価はJEC規格の番号6151に準じて以下の手順で行った。
【００６０】
絶縁紙の乾燥後、まず、電気絶縁油として、窒素ガスをバブリングして飽和させて、水分を20 ppm以下としたシリコーン油を用意した。次に、十分に乾燥させた電気絶縁紙を当該シリコーン油に浸漬し、圧力容器に入れて密閉した。圧力容器中で150〜180℃の範囲で加熱した後に、当該電気絶縁紙の引張強度を測定した。先に測定した比較例１の電気絶縁紙（処理無しのクラフト紙）の引張強度を初期値とし、引張強度が半減する温度と時間を求め、20,000時間後の温度指数を求めた。比較例１の耐熱温度指数を基準とした相対値で示した。結果を表２に併記する。
【００６１】
【表２】
0006430319.tif 000004
【００６２】
表２に示したように、実施例１〜１２では、アミン化合物に由来するピークとセルロースに由来するピークとが観測され、フェノール系またはアミン系の化合物に由来するピークは観測されなかった。また、質量増加量測定においても、質量増加を確認することができなかった。前述したように、質量測定で用いた電子天秤は、0.001 mgの位を四捨五入して0.01 mgを表示する天秤である。これらのことから、実施例１〜１２における被膜は、質量増加量が0.004 mg以下であったと考えられるとともに、酸化防止層の形成量がFT-IRのATR法による検出限界未満であったと考えられる。なお、0.004 mgを絶縁紙に対する被膜量に換算すると、絶縁紙に対し0.02質量％以下と算出された。しかし、絶縁紙は吸湿状態により重量変化が大きいという特性上、重量の測定において、1質量％近くの誤差が生じると考えられる。そのため、実施例１〜１２におけるフェノール系またはアミン系の化合物の重量は、電気絶縁紙全体の1質量％未満であるといえる。
【００６３】
絶縁油含浸性の評価において、実施例１〜１２および比較例１〜６の電気絶縁紙は、FT-IRのATR法によって鉱油に由来するスペクトルが観測され、「合格」と判定された。また、実施例１〜１２および比較例１〜６のスペクトルに特段の差異が見られなかったことから、それらの含浸性に差異はないと考えられる。
【００６４】
引張強度の評価において、実施例１〜１２の引張強度は、比較例１〜６の引張強度に対して±2％の範囲内にあり、ほぼ同等であることが確認された。また、絶縁破壊強度の評価においても、実施例１〜１２の絶縁破壊強度は、比較例１〜６のそれに対して±2％の範囲内にあり、ほぼ同等であることが確認された。
【００６５】
耐熱温度指数の評価において、比較例２の耐熱温度指数は、比較例１のそれと比べて11K高くなっていた。比較例２は、吸着層を単独形成したものであり、吸着層のアミン化合物によるセルロースの加水分解抑制効果により、耐熱性が向上したと考えられる。一方、比較例３〜４は、酸化防止層を単独形成したものであり、比較例１のそれと比べてほとんど変化が見られなかった。酸化防止層のフェノール系またはアミン系の化合物による酸化防止作用により、セルロースの酸化反応が抑制された可能性があるが、フェノール系またはアミン系の化合物が絶縁紙表面に固定されていないため、絶縁油中に溶出・遊離してしまい、ほとんど効果が得られなかったことが考えられる。
【００６６】
これらに対し、実施例１〜１２の耐熱温度指数は、比較例１のそれと比べて18〜25 K程度高くなっていた。これは、吸着層アミン化合物によるセルロースの加水分解抑制効果と、酸化防止層の酸化防止効果との相乗効果によるものと考えられる。
【００６７】
比較例５〜６は、実施例１〜１２と同様に吸着層および酸化防止層が形成されているが、耐熱温度指数は、比較例１のそれと比べて13〜14 K程度しか高くなっておらず、これは、比較例２の吸着層を単独形成したものと比較し、耐熱温度指数2〜3Kの増加であった。比較例５〜６では、酸化防止層は化学結合を介して吸着層に固定されていないため、フェノール系またはアミン系の化合物は絶縁油中に溶出・遊離してしまい、十分な酸化防止効果が得られなかったと考えられる。
【００６８】
以上、説明したように、本発明によれば、従来と同等の機械的特性、電気絶縁特性および絶縁油の含浸性を有し、かつ従来よりも優れた耐久性・耐熱性を有する電気絶縁紙を提供できることが確認された。また、当該電気絶縁紙を用いることで、高効率化、大容量化および／または小型化に対応した油入静止誘導電器を提供することができる。
【００６９】
上述した実施形態は、本発明の理解を助けるために具体的に説明したものであり、本発明は、説明した全ての構成を備えることに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
10…電気絶縁紙、11…セルロース、12…紙基材、13…吸着層、
14…化学結合、15…フェノール系またはアミン系の化合物、16…酸化防止層、
21…鉄芯、22…下部支持金具、23a，23b…絶縁支持台、
24a，24b…コイル間スペーサ、25a，25b…円板コイル、26…低圧巻線、
27a，27b…静電シールド、28…直状スペーサ、29…絶縁筒、210…主絶縁部、
211…高圧巻線、212…上部支持金具、213…押しボルト、
214…高圧リード線、215…高圧ブッシング、216…支持腕木、217…スペーサ、
218…リード線バリヤ、220…変圧器本体容器、
30…絶縁電線、31…導体、32…絶縁被覆。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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