DE3786335T2

DE3786335T2 - Pressspan mit niedriger dielektrischer Konstante für ölimpregnierte Isolierung.

Info

Publication number: DE3786335T2
Application number: DE19873786335
Authority: DE
Inventors: Kaoru Endo; Kenji Hyodo; Humihiko Ishizuka; Yuzuru Kamata; Masaoki Nozaki; Etsuo Ooe; Ichitaro Tani; Hideo Tsukioka
Original assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2007-11-28
Also published as: EP0272497B1; EP0272497A2; EP0272497A3; DE3786335D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Preßspan zur Ölimprägnierungsisolation. Sie betrifft ganz besonders einen Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante, der durch Mischen einer Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder einer Poly(3-methylbuten-1)faser und einem Kraftzellstoff hergestellt wird.
Ein üblicher Preßspan zur Ölimprägnierungsisolation umfaßt 100 Gew.-% eines Kraftzellstoffs und hat eine Dielektrizitätskonstante von bis zu 4,7.
Einige Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben schon einen Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation vorgeschlagen, der ein Laminat von Bögen eines Kraftzellstoffs allein und gemischten Bögen, bestehend aus dem Kraftzellstoff und 30 bis 90 Gew.-% einer polymeren Faser (JP-A-156,386/1987), umfaßt.
Andere Beispiele von isolierendem Papier als der Preßspan schließen isolierendes Papier mit niedriger Dielektrizitätskonstante ein, das durch Mischen eines Zellstoff-ähnlichen Werkstoffes (eines synthetischen Faserstoffs), eines synthetischen Polymerisates mit einer polymeren Faser und darauf Erhitzen/Pressen des Gemisches, um es zu schmelzen und zu formen (JP-B-13,912/1963), hergestellt werden kann;
isolierendes Papier, das durch Mischen eines Zellstoffs mit 30 Gew.-% oder mehr einer polymeren Faser hergestellt wird, die eine andere Molekülstruktur besitzt und dann Formen des Gemisches (JP-A-124,811/1982);
und isolierendes Papier, das durch Laminieren gemischter Bögen einer polymeren Faser und eines Zellstoffs hergestellt wird, wobei die polymere Faser in den gemischten Bögen in verschiedenen Verhältnissen vorhanden ist und dann Formen des Gemisches (JP-A-168,418/1982).
Das vorstehend erwähnte isolierende Papier, das in JP- B-13,912/1963 beschrieben wird, wird hergestellt durch Verwenden eines synthetischen Faserstoffes, der ein synthetisches Polymerisat ist, als ein Papierbrei, und Erhitzen/Pressen des Faserstoffes, um ihn zu schmelzen. Deshalb ist seine Ölimprägnierung, die als Preßspan zur Ölimprägnierungsisolation notwendig ist, schwach und ungenügend. Das synthetische, isolierende Papier, das in der vorstehend erwähnten JP-A-124,811/1982 offenbart wird, hat eine Dicke von 0,2 mm oder weniger und ist geschaffen, um Leiter zu umwickeln. Deshalb hat dieses Papier nicht solche Druckfestigkeit, um das Umwickeln von Drähten auszuhalten und ist störend unzureichend zur Ölimprägnierung.
Das halbsynthetische, isolierende Papier, das in der vorstehenden JP-A-168,418/1982 beschrieben wird, ist bis zu 0,15 mm oder weniger dünn und deshalb von dem Preßspan verschieden, der eine Dicke von 0,5 mm oder mehr, besitzt. Außerdem sollte erwähnt werden, daß dieses isolierende Papier durch Erhitzen und Schmelzen der polymeren Faser bei einer hohen Temperatur hergestellt wird und daß der Anteil der polymeren Faser darin bis 40 Gew.-% oder mehr beträgt. Außerdem hat das Papier, da es zum Umwickeln von Leitern geschaffen ist, nicht solch eine Druckfestigkeit, um das Umwickeln von Drähten auszuhalten und seine Ölimprägnierung ist auch störend schwach.
Allgemein haben Preßspanstücke zur Ölimprägnierungsisolation das Charakteristikum, daß mit der Herabsetzung der Dielektrizitätskonstante des Preßspans eine Feldstärke des elektrischen Feldes, die auf eine Ölfläche zwischen dem Preßspan und einem anderen Isolator angelegt ist, vermindert wird. Vom Standpunkt dieser Wirkung wird gut verstanden, daß die Dielektrizitätskonstante des Preßspans vorzugsweise 3,8 oder niedriger, stärker bevorzugt 3,5 oder niedriger ist.
Wie im Falle der vorliegenden Erfindung führt die Erhöhung des Anteils einer Poly(4-methylpenten-1)faser oder ähnlichem in dem Preßspan zu einer Verringerung der Dielektrizitätskonstante, so daß eine Wirkung der Abschwächung des elektrischen Feldes aufgebaut wird. Andererseits jedoch verursacht so ein Vorgehen, daß die Druckfestigkeit ungünstigerweise abnimmt.
Die Druckfestigkeit des Preßspans muß 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) (80ºC) oder größer sein. Aus diesem Grund ist es notwendig, daß der Preßspan andere Eigenschaften als die der vorstehenden isolierenden Papiere besitzt.
Außerdem braucht der Preßspan, wenn er in Ölimprägnierten Hochspannungselektromaschinen verwendet wird, ausgezeichnete Isolierungseigenschaften bei Hochspannung.
Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation bereitzustellen, der eine Dicke von 0,5 mm oder mehr besitzt, in dem die Druckfestigkeit hoch ist, die Ölimprägnierung gut ist, die Dielektrizitätskonstante niedrig ist, die Isolierungseigenschaften bei Hochspannung ausgezeichnet sind und ein elektrisches Feld, das sich leicht in der Ölfläche zwischen Isolatoren konzentriert, wirksam vermindert wird.
Es wurde gefunden, daß es zur Verringerung der Dielektrizitätskonstante eines Preßspans wirkungsvoll ist, eine polymere synthetische Faser mit einem Kraftzellstoff zu mischen, obwohl bei der Erhöhung des Anteils der polymeren Faser die Druckfestigkeit des geformten Preßspans vermindert wird. Deshalb wurde die Forschung auf synthetische Fasern geleitet, die geeignet sind, in einer relativ kleinen Menge, die Dielektrizitätskonstante wirksam zu senken und als Ergebnis wurde gefunden, daß, wenn eine Poly(4-methylpenten- 1)faser und/oder eine Poly(3-methylbuten-1)faser mit einem Kraftzellstoff gemischt wird, die Dielektrizitätskonstante des Preßspans verringert werden kann und dessen Druckfestigkeit über einer vorher festgelegten Höhe aufrechterhalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation bereitgestellt, der hergestellt wird durch Laminieren gemischter, feuchter Bögen aus einer Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder Poly(3-methylbuten-1)faser und einem Kraftzellstoff, wobei die Fasern in einer Menge von 5,6 bis weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan, verwendet werden, und anschließendes vollständiges Trocknen des Laminats durch Erhitzen/Pressen bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²).
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation bereitgestellt, der hergestellt wird durch Mischen einer Poly(4-methylpenten- 1)faser und/oder einer Poly(3-methylbuten-1)faser in einer Menge von 5,6 bis weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan, mit einem Kraftzellstoff, wobei gemischte, feuchte Bögen hergestellt werden, Auslegen feuchter Bögen aus Kraftzellstoff alleine über und unter den vorstehenden gemischten, feuchten Bögen oder über, unter und zwischen diesen gemischten, feuchten Bögen und nachfolgend vollständiges Trocknen des Laminats durch Erhitzen/Pressen bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²).
Der Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder der Poly(3-methylbuten-1)faser im Preßspan ist vorzugsweise 10 Gew.-% oder mehr und weniger als 30 Gew.-%. Außerdem ist die Menge der Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder der Poly(3- methylbuten-1)faser, wenn mit dem Kraftzellstoff gemischt wird, 5,6 Gew.-% oder mehr und weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan und es wird bevorzugt, daß eine oder mehr Polyethylenterephthalatfasern und Polyphenylensulfidfasern in einer Menge von weniger als 28 Gew.-% als eine dritte Faser dazugemischt wird. Wenn die letztere Faser, d.h. die dritte Faser zusätzlich zugemischt wird, ist die Dielektrizitätskonstante des Produktes ein wenig schlechter als im Fall der vorhergenannten Faser allein, aber die Druckfestigkeit wird merklich aufgebaut. Deshalb kann die Verwendung der dritten Faser den zusätzlichen Vorteil schaffen, daß das Gleichgewicht zwischen der Dielektrizitätskonstante und der Druckfestigkeit leicht gesteuert wird.
Die vorstehend erwähnten zwei Arten von dritten Fasern geben keine Probleme in den Merkmalen des Quellwiderstandes und der Löslichkeit für ein isolierendes Öl.
Auch im Falle der zusätzlichen Mischung der dritten Faser mit der vorstehenden Faser ist die gesamte Menge der Fasern vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gewicht des Preßspans.
Die Dielektrizitätskonstante des Preßspans ist vorzugsweise 3,8 oder niedriger, stärker bevorzugt 3,5 oder niedriger (die eines üblichen Preßspans ist 4,7) vom Standpunkt der Wirkung des Abschwächens des elektrischen Feldes in der Ölfläche. Aus diesem Grund ist der Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder Poly(3-methylbuten-1)faser vorzugsweise 10 Gew.-% oder größer, stärker bevorzugt 15 Gew.-% oder größer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Preßspans. Andererseits ist die Druckfestigkeit des Preßspans von 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) (80ºC) oder mehr erforderlich und deshalb ist der Anteil der Poly(4-methylpenten-l)faser und/oder der Poly(3-methylbuten-1)faser vorzugsweise weniger als 30 Gew.-%. Auch in dem Falle, daß die vorstehende dritte Faser eingemischt wird, ist es vorzuziehen, daß die Gesamtmenge der Fasern geringer als 30 Gew.-% ist.
Das Gemisch dieser Fasern erlaubt nicht nur die Dielektrizitätskonstante des Preßspans wirksam zu verringern, sondern auch dessen Hitzebeständigkeit und Ölbeständigkeit zu erhöhen.
Die Dicke und die Länge dieser Fasern sind vorzugsweise 6 Denier oder geringer, beziehungsweise 2 bis 10 mm.
Wenn die gemischten, feuchten Bögen und die feuchten Kraftzellstoffbögen laminiert und erhitzt/gepreßt werden, um den Preßspan herzustellen, ist es vorzuziehen, daß wenigstens die oberen und unteren Bögen oder wenigstens die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen des Laminats Bögen des Kraftzellstoffs allein umfassen.
In der vorliegenden Erfindung ist es hinsichtlich des Kraftzellstoffs, mit dem die Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder die Poly(3-methylbuten-1)faser gemischt wird, und hinsichtlich des Kraftzellstoffs für die feuchten Bögen des Kraftzellstoffs allein, die mit den gemischten, feuchten Bögen zusammen laminiert werden, vorzuziehen, daß die Qualität dieser Kraftzellstoffmassen vergleichbar ist mit der Güte der Preßspanstücke der Klasse 2 (im folgenden als PB-2 bezeichnet), die die JIS 2311 vorschreibt.
Ein Mahlgrad des verwendbaren Kraftzellstoffs liegt vorzugsweise im Bereich von 200 bis 400 ml (Canadian Standard Freeness CSF). Wenn der Mahlgrad des Kraftzellstoffs über 400 ml ist: (sind Zerfasern und Verflechtung des Zellstoffs schwach), dann ist der daraus hergestellte Preßspan in der Zugfestigkeit und Druckfestigkeit ungenügend.
Wenn umgekehrt der Mahlgrad des Kraftzellstoffs geringer als 200 ml (CSF) ist, schreitet das Zerfasern übermäßig fort und die Festigkeit des Zellstoffs wird vermindert, so daß der Preßspan, der durch Verwendung eines solchen Kraftzellstoffs hergestellt wurde, ungenügend in der Festigkeit und schlecht zum Ölimprägnieren ist.
Der Preßspan der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem man zuerst feuchte Bögen herstellt nach einem Verfahren zur Herstellung eines feuchten Bogens aus einem wässrigen Brei, in dem die Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder die Poly(3-methylbuten-1)faser, die eine Dicke von 6 Denier oder geringer und eine Länge von 2 bis 10 mm haben, mit dem Kraftzellstoff gemischt werden, danach die so hergestellten feuchten Bögen, so viele wie man auswählt, laminiert, und schließlich das Laminat bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²) trocknet.
In diesem Fall sollte die Trocknungstemperatur niedriger als die Schmelzpunkte der entsprechenden Fasern sein. Dieser Punkt ist abweichend von dem Fall der isolierenden Papiere, die in der bekannten Fachliteratur offenbart sind, in dem eine polymere Faser geschmolzen wird. Die üblichen isolierenden Papiere, die durch Schmelzen der polymeren Faser hergestellt werden, besitzen nicht eine solche Druckfestigkeit, um die Drahtumwicklung auszuhalten und sie sind zur Ölimprägnierung unzureichend.
Das Erhitzungsverfahren der vorliegenden Erfindung bezweckt nicht, die Faser zu schmelzen, sondern sie zu trocknen. Als Ergebnis dieses Verfahrens jedoch schließt der hergestellte Preßspan ernste Probleme, wie Fusseln und die Verlagerung der gemischten Faser, mit ein.
Der Preßspan muß, wenn er in ölimprägnierten Hochspannungselektromaschinen verwendet wird, ausgezeichnete Isolierungseigenschaften, auch bei Hochspannung, besitzen. Für diesen Zweck sind die Oberflächeneigenschaften des Preßspans entscheidend.
Die Herstellung des oberen und unteren Bogens auf den gemischten, feuchten Bögen nur aus Kraftzellstoff ist wirksam, das Fusseln der synthetischen Faser zu verhindern, und das Dazwischenlegen der Bögen des Kraftzellstoffs allein zwischen die gemischten, feuchten Bögen, erhöht die Wirkung des Verhinderns der Verlagerung der Fasern.
In den ölimprägnierten Hochspannungselektromaschinen vermindern das Fusseln und die Verlagerung der Faser die Blitzstoßüberschlagspannung.
Zur Verhinderung des Fusselns auf der Oberfläche des Preßspans, zur Verhinderung der Abnahme der Blitzstoßüberschlagspannung und zur Verhinderung der Verlagerung der Faser ist es wirkungsvoll, beide Oberflächen des Preßspans für eine kurze Zeit bei einer Temperatur von 220ºC oder höher thermisch zu behandeln. Der Bereich der geeigneten Temperatur liegt zwischen 230 bis 280ºC. Durch die thermische Behandlung werden die Fusseln auf jeder Oberfläche geschmolzen. Die thermische Behandlung kann durch Verwenden einer oder mehrerer heißer Walzen, eines besonderen Bügeleisens, das für eine hohe Temperatur geeignet ist, eines Eisens, eines Haartrockners oder eines Heißluftofens, ausgeführt werden. Eine notwendige Zeitdauer für die thermische Behandlung hängt von dem gewählten Mittel für die Behandlung ab.
In dem Fall zum Beispiel, in dem heiße Walzen angewendet werden, kann die thermische Behandlung momentan durchgeführt werden, aber bei Verwendung des Heißluftofens wird eine Zeit von 1 Minute oder mehr benötigt. Wenn die Behandlungstemperatur 250ºC ist, ist eine Zeit von etwa 5 Minuten notwendig.
Wenn die synthetische Faser mit niedriger Dielektrizitätskonstante, mit der Absicht die Dielektrizitätskonstante des Preßspans zu senken, mit dem Kraftzellstoff gemischt wird und dann erhitzt, und in einer üblichen Weise gepreßt wird, um den gewünschten Preßspan herzustellen, ist es wahrscheinlicher, daß ein Maschenmuster auf der Oberfläche des Preßspans erscheint, als in dem Fall eines Preßspans, der nur den Kraftzellstoff enthält.
Für den Preßspan, der aus der Faser und dem Kraftzellstoff hergestellt wurde, wurde die Oberflächenrauheit (d.h. eine 10-Punkt-Höhe) nach dem Verfahren der JIS B0601 gemessen und es wurde gefunden, daß der Wert der 10-Punkt- Höhe bei 180 um oder mehr lag. Verschiedene Preßspanstücke, die verschiedene 10-Punkt-Höhen haben, wurden durch Verwendung von Netzen hergestellt, die verschiedene Maschen haben, und für diese Preßspanstücke wurde die Beziehung zwischen den Blitzimpulseigenschaften und der 10-Punkt-Höhe geprüft. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die beiden Faktoren zueinander in Beziehung stehen. Das bedeutet, daß eine Beziehung erkannt wurde, wonach, je kleiner die Oberflächenrauheit des Preßspans wurde, um so größer wurde die Blitzstoßüberschlagspannung. Besonders wenn die 10- Punkt-Höhe 100 um oder geringer ist, ist die Blitzstoßüberschlagspannung hoch, auch in dem Fall, in dem die Dielektrizitätskonstante 3,5 ist.
Um die 10-Punkt-Höhe des Preßspans mit niedriger Dielektrizitätskonstante auf 10 um oder weniger einzustellen, kann zum Beispiel ein feines Netz, das z.B. Öffnungen von 150 um oder weniger hat (100 Maschen oder mehr) beim Herstellen des erhitzten und gepreßten Preßspans verwendet werden. Alternativ, wenn ein grobes Netz angewendet wird, kann die Oberfläche des erhitzten und gepreßten Preßspans mit einem Kalander behandelt werden. Auf diese Weise kann die 10-Punkt-Höhe auf eine Höhe von 100 um oder weniger eingestellt werden und deshalb kann ein Preßspan erhalten werden, der eine niedrige Dielektrizitätskonstante und eine hohe Blitzstoßüberschlagspannung besitzt.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, aber sie soll durchaus nicht durch diese Beispiele eingeschränkt werden.
Die jeweiligen Eigenschaften des Preßspans wurden wie folgt gemessen:

(1) Dielektrizitätskonstante:

Ein Muster (Durchmesser 90 mm) wurde durch Erhitzen im Vakuum getrocknet und dann mit einem isolierenden Öl imprägniert und das Muster wurde zwischen ein Elektrodenpaar, hergestellt von Nissin Electric Co., Ltd., bei einem Druck von 2,45 N/cm² (0,25 kgf/cm²) gehalten. Danach wurde das Muster wieder mit dem isolierenden Öl imprägniert und dann die Dielektrizitätskonstante gemessen.

(2) Druckfestigkeit:

Muster (mit Öl imprägniert), mit einer Größe von 13 x 13 mm und einer Dicke von etwa 1,6 mm, wurden laminiert, bis ihre Höhe etwa 16 bis 18 mm erreicht hatte. Die Reißlast wurde dann bei einer Druckgeschwindigkeit von 0,5 mm/Minute bei einer Temperatur von 80ºC unter Verwendung eines Diagrammapparates gemessen und die angestrebte Druckfestigkeit wurde aus der Reißlast und einer Querschnittsfläche des Laminats berechnet.

(3) Ölimprägnierung

Acht Preßspanstücke, mit einer Größe von 50 x 200 mm und einer Dicke von 1,6 mm, wurden laminiert und von 4 Seiten und 2 Oberflächen des Laminats wurde eine Fläche in gegenüberliegenden Flächen von 50 x (1,6 x 8) mm unangetastet gelassen und die verbleibenden 5 Flächen wurden mit einem Epoxyklebstoff bestrichen. Nach dem Härten des Epoxyklebstoffs wurde 24 Stunden lang eine Vakuumtrocknung bei 110ºC bei 40 Pa (0,3 Torr) durchgeführt und das Muster wurde dann mit einem Öl imprägniert. Nachdem das Muster 48 Stunden bei 25ºC unter atmosphärischem Druck stehen gelassen wurde, wurde der Ölimprägnierungsabstand in der Schichtrichtung des Preßspans gemessen und verglichen.

(4) Fusseln auf der Oberfläche des Preßspans

Das Fusseln wurde durch visuelle Beobachtung der Oberfläche des Preßspans ausgewertet.

(5) Blitzstoßüberschlagspannung:

Wie in der hier beigefügten Fig. 3 gezeigt, wurde ein Preßspan 7, für den die Blitzstoßüberschlagspannung gemessen werden sollte, zwischen zwei Spulen gelegt, wo ein Leiter 3 mit ölimprägniertem Papier 4 umhüllt wurde und eine andere Spule, wo ein anderer Leiter 5 mit ölimprägniertem Papier 6 umhüllt wurde, um ein Modell zur Messung der Blitzstoßüberschlagspannung aufzubauen. Das so aufgebaute Modell wurde dann in ein Öl getaucht und nachdem die Leiter 3 und 5 jeweils an eine Anlegeseite und eine Erdungsseite verbunden wurden, wurde die Blitzstoßüberschlagspannung an das Modell angelegt, indem die Spannung Stufe für Stufe von einer niedrigen Spannung erhöht wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein Blitzimpulsstrahl aus dem Spitzkeil-ähnlichen Ölraum 8, der sich zwischen dem ölimprägnierten Papier 4 und dem Preßspan 7 befindet, zu der Oberfläche des ölimprägnierten Papiers 6 der Spule auf der Erdungsseite gesendet, wobei der Strahl schließlich durch das ölimprägnierte Papier 6 hindurchging, so daß ein Isolationsausfall zwischen den Spulen eintrat. Gleichzeitig wurde die angelegte Blitzstoßüberschlagspannung gemessen. Eine Verhältniszahl der Blitzstoßüberschlagspannung wurde ermittelt, indem man die Blitzstoßüberschlagspannung des üblichen Preßspans PB-2, der nur Kraftzellstoff enthält, als 100 % annahm.

(6) Oberflächenrauheit

Nach JIS B0601 wurde eine 10-Punkt-Höhe gemessen.

Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3

In jedem der Beispiele 1 bis 5 wurde eine Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem Verhältnis, das in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben ist, gemischt, um einen wässrigen Brei herzustellen, und aus dem Brei wurden feuchte Bögen nach einem Naß-Papierherstellungsverfahren hergestellt. Die 19 feuchten Bögen wurden laminiert und dann bei einer Temperatur von 140ºC bei einem Druck von 392 N/cm² (40 kgf/cm²) erhitzt/gepreßt, um sie zu trocknen und um dabei einen Preßspan zu erhalten, der eine vollständige Dicke von 1,6 bis 1,7 mm hat. Von jedem Preßspan wurde die Dielektrizitätskonstante, die Druckfestigkeit und der Ölimprägnierungsabstand gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Ferner wurde in jedem der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 ein Preßspan, in einem Verhältnis der Stoffe, wie in Tabelle 1 gezeigt, hergestellt, und für jeden Preßspan wurde die Dielektrizitätskonstante, die Druckfestigkeit und der Ölimprägnierungsabstand auf die gleiche Weise gemessen und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.
Aus den Ergebnissen in Tabelle 1 geht deutlich hervor, daß, falls der Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser darauf abgestimmt ist, weniger als 30 Gew.-% vom Standpunkt der Druckfestigkeit zu betragen und auch darauf abgestimmt ist, 10 Gew.-% oder mehr, vom Standpunkt der Dielektrizitätskonstante, zu betragen, Preßspan erhalten werden kann, in dem die Dielektrizitätskonstante 3,8 oder niedriger und die Druckfestigkeit 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) oder größer ist. Weiterhin, da die Trocknungsbehandlung durch das Erhitzen/Pressen-Verfahren bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 110 bis 190ºC durchgeführt wird, schmilzt die Poly(4-methylpenten-1)faser nicht thermisch, so daß die Imprägnierung des isolierenden Öls in jedem Beispiel besser ist als beim Vergleichsbeispiel 3, das einen üblichen Preßspan (PB-2) betrifft und beim Vergleichsbeispiel 1, in dem der Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser über dem oberen Grenzwert der vorliegenden Erfindung liegt. Tabelle 1 Verhältnis der Fasern im gemischten, feuchten Bogen Poly(4-methylpenten-1)faser (Gew.-%) Kraftzellstoff Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Druckfestigkeit N/mm² (kg/mm²) (80ºC) Ölprägnierungsabstand (mm) Beispiel Vergleichsbeispiel

Beispiele 6 bis 11 und Vergleichsbeispiele 4 bis 7

In jedem der Beispiele 6 bis 11 wurde eine Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem Verhältnis, das in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben wird, gemischt, um einen wässrigen Brei herzustellen und aus diesem Brei wurden dann feuchte Bögen nach einem Naß-Papierherstellungsverfahren hergestellt. Dann wurden die 19 feuchten Bögen laminiert und in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 5 behandelt, um Preßspanstücke, die eine Dicke von 1,6 bis 1,7 mm haben, herzustellen. Der Preßspan, der in jedem Beispiel hergestellt wurde, wurde bei einer Temperatur, die in Tabelle 2 angegeben ist, durch heiße Walzen durchgezogen, um eine Oberflächenbehandlung durchzuführen. Ferner wurden in den Vergleichsbeispielen 4 bis 7 Preßspanstücke in Stoffverhältnissen, die in Tabelle 2 angegeben sind, in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 5 hergestellt. Dann wurde der Preßspan, der in jedem Vergleichsbeispiel hergestellt wurde, durch heiße Walzen bei einer Temperatur gemäß Tabelle 2 durchgezogen, um eine Oberflächenbehandlung durchzuführen. Für die oberflächenbehandelten Preßspanstücke, die in diesen Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wurde die Dielektrizitätskonstante, die Oberflächenbehaartheit und der Ölimprägnierungsabstand gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Wie es aus den Ergebnissen in Tabelle 2 ersichtlich ist, erlaubt die Behandlung mit heißen Walzen bei 250ºC und 280ºC, die faserigen Fusseln von den Oberflächen der Preßspanstücke zu entfernen. Ferner verändert sich, auch wenn die Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, der Imprägnierungsabstand des isolierenden Öls kaum. Unerwarteterweise zeigen die Ergebnisse in Tabelle 2, daß die Preßspanstücke der vorliegenden Erfindung leichter imprägniert werden als der übliche Preßspan (PB-2) des Vergleichsbeispiels 7. Tabelle 2 Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser im Preßspan (Gew.-%) Temperatur der heißen Walze (ºC) Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Behaartheit der Oberfläche des Preßspans Ölimprägnierungsabstand (mm) Beispiel Vergleichsbeispiel nicht vorhanden vorhanden

Beispiele 12 bis 15 und Vergleichsbeispiele 8 bis 10

In jedem dieser Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurde eine Poly(3-methylbuten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem, in der nachstehenden Tabelle 3, gezeigten Verhältnis, gemischt, um einen wässrigen Brei herzustellen, und aus diesem wässrigen Brei wurden nach einem Naß-Papierherstellungsverfahren feuchte Bögen hergestellt. Danach wurden die 19 Bögen laminiert und 45 Minuten bei einer Temperatur von 140ºC bei einem Druck von 392 N/cm² (40 kgf/cm²) durch Erhitzen/Pressen getrocknet, um einen vollständigen Preßspan, der eine Dicke von 1,6 bis 1,7 mm hat, herzustellen.
Von jedem Preßspan wurde die Dielektrizitätskonstante, die Druckfestigkeit und der Ölimprägnierungsabstand gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Übrigens werden übliche Preßspanstücke (PB-2), die allein Kraftzellstoff enthalten, darin auch als Vergleichsbeispiele gezeigt. Tabelle 3 Verhältnis der Fasern im gemischten, feuchten Bogen Poly(3-methylbuten-1)faser (Gew.-%) Kraftzellstoff Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Druckfestigkeit N/mm² (kg/mm²) (80ºC) Ölimprägnierungsabstand (mm) Beispiel Vergleichsbeispiel
Aus den Ergebnissen in Tabelle 3 geht deutlich hervor, daß der Anteil der Poly(3-methylbuten-1)faser vorzugsweise geringer als 30 Gew.-% ist.
Wird eine Dielektrizitätskonstante von 3,8 oder niedriger gewünscht, ist selbstverständlich ein Anteil an Poly(3- methylbuten-1)faser von 10 Gew.-% oder mehr nötig. Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, daß, falls der Anteil der Poly(3-methylbuten-1)faser größer als 15 Gew.-% oder mehr und geringer als 30 Gew.-% ist, der hergestellte Preßspan eine Dielektrizitätskonstante von 3,8 oder niedriger und eine Druckfestigkeit von 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) oder größer, hat.
Da die die vorliegende Erfindung betreffenden Preßspanstücke ferner bei 110 bis 190ºC bei dem Erhitzen/Pressen- Verfahren getrocknet werden, schmilzt die Poly(3-methylbuten-1)faser thermisch nicht und deshalb sind sie alle noch hervorragender als der übliche Preßspan (PB-2) zur Ölimprägnierungsisolation.

Beispiel 16 bis 21 und Vergleichsbeispiele 11 bis 14

In jedem dieser Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde eine Poly(3-methylbuten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigten Verhältnis gemischt, um einen wässrigen Brei herzustellen und aus diesem Brei wurden feuchte Bögen nach einem Naß-Papierherstellungsverfahren hergestellt. Dann wurden die 19 feuchten Bögen laminiert und wie in den Beispielen 12 bis 15 behandelt, um Preßspanstücke, die eine Dicke von 1,6 bis 1,7 mm haben, herzustellen.
Jeder Preßspan wurde bei 270ºC und 300ºC durch heiße Walzen durchgezogen, um faserige Fusseln von seiner Oberfläche zu verschmelzen oder zu entfernen. Von jedem Preßspan wurde die Dielektrizitätskonstante, das Oberflächenfusseln und der Ölimprägnierungsabstand gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Wie es aus den Ergebnissen in Tabelle 4 ersichtlich ist, erlaubt die Behandlung unter Verwendung der heißen Walzen bei 270ºC und 300ºC, die faserigen Fusseln von den Oberflächen der Preßspanstücke zu entfernen. Es wird ferner ersichtlich, daß sogar bei der Behandlung mit heißen Walzen die erfindungsgemäßen Preßspanstücke in unerwarteter Weise leichter imprägniert werden als der übliche Preßspan (PB-2), obwohl sich die Imprägnierungsgeschwindigkeit des isolierenden Öls leicht verändert. Tabelle 4 Anteil der Poly(3-methylbuten-1)faser im Preßspan (Gew.-%) Temperatur der heißen Walze (ºC) Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Fusseln auf der Oberfläche des Preßspans Ölimprägnierungsabstand (mm) Beispiel Vergleichsbeispiel nicht vorhanden vorhanden

Beispiel 22 bis 25 und Vergleichsbeispiele 15 bis 19

In jedem dieser Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde eine Poly(3-methylbuten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem Gewichtsverhältnis der Faser: Kraftzellstoff von 11,2:88,8 gemischt, um einen 1%igen wässrigen Brei herzustellen. Dann wurden 16 feuchte Bögen (der Wasseranteil war etwa 80%), in denen ein absolutes Trockengewicht von 80 g/m² sein würde, aus dem Brei hergestellt.
Ferner wurde ein 1%iger wässriger Brei, der nur den Kraftzellstoff enthält und einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, dazu verwendet, 17 feuchte Bögen, in denen ein absolutes Trockengewicht 9 g/m² sein würde, herzustellen.
Diese zwei Sorten von feuchten Bögen wurden, so viele wie benötigt, wie in Fig. 1 gezeigt, umschichtig laminiert. In dieser Skizze ist die Bezugsziffer 1 eine gemischte Schicht und die Bezugsziffer 2 ist eine einfache Zellstoffschicht. In diesem Fall wurden die oberen und unteren Bögen des Laminats durch die feuchten Bögen aus dem Kraftzellstoff allein gebildet. Die zusammengesetzten, feuchten Bögen wurden 45 Minuten bei 140ºC bei 392 N/cm² (40 kgf/cm²) unter Verwendung einer heißen Presse erhitzt und gepreßt, um einen vollständigen Preßspan herzustellen.
Auf gleiche Weise wurden kombinierte Preßspantypen hergestellt, von denen jeder aus den gemischten, feuchten Bögen der Poly(3-methylbuten-1)faser und dem Kraftzellstoff und den feuchten Bögen des Kraftzellstoffs allein zusammengesetzt waren. In diesem Fall waren die Mischungsverhältnisse der Poly(3-methylbuten-1)faser : dem Kraftzellstoff 16,8 83,2, 22,4 : 77,6 und 28,0 : 72,0, und die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen jedes kombinierten Preßspantyps wurden durch die Bögen aus dem Kraftzellstoff allein gebildet.
In den kombinierten Preßspantypen waren die Anteile der Poly(3-methylbuten-1)faser in den jeweiligen Beispielen 10, 15, 20 und 25 Gew.-%.
Außerdem wurden in den Vergleichsbeispielen die kombinierten Preßspantypen ebenso hergestellt, von denen jeder aus gemischten, feuchten Bögen der Poly(3-methylbuten- 1)faser und des Kraftzellstoffs und den feuchten Bögen des Kraftzellstoffs allein zusammengesetzt wurden. In diesem Fall waren die Mischungsverhältnisse der Poly(3-methylbuten- 1)faser zu dem Kraftzellstoff 5,6 : 94,4 und 39,2 : 60,8 und die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen jedes kombinierten Preßspantyps wurden durch die Bögen aus dem Kraftzellstoff allein gebildet. In den Vergleichsbeispielen, in denen die Anteile der Poly(3-methylbuten-1)faser in den Preßspanstücken 5 und 35 Gew.-% betrugen und in den Vergleichsbeispielen, in denen der Kraftzellstoff nicht vorhanden war und die gemischten, feuchten Bögen allein verwendet wurden und in denen die Mischungsverhältnisse der Poly(3-methylbuten-1)faser zu dem Kraftzellstoff 15 : 85 und 25 : 75 betrugen, wurden die in Tabelle 5 angegebenen Ergebnisse erhalten.
Aus den Ergebnissen in Tabelle 5 geht deutlich hervor, daß im Falle der kombinierten Preßspantypen, die die feuchten Bögen enthalten, jeder aus der Poly(3-methylbuten- 1)faser in einer Menge von 11,2 Gew.-% oder mehr und weniger als 39,2 Gew.-%, und dem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) innerhalb eines Bereiches von 200 bis 400 ml hat, in einer Menge von mehr als 60,8 Gew.-% und 88,8 Gew.-% oder weniger, zusammengesetzt ist, der Anteil der Poly(3-methylbuten-1)faser in diesen Preßspanstücken 10 Gew.-% oder mehr und weniger als 35 Gew.-% ist. In diesen Fällen ist die Dielektrizitätskonstante 3,8 oder niedriger, die Druckfestigkeit 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) (80ºC) oder größer, auf den Oberflächen sind keine Fusseln vorhanden und der Ölimprägnierungsabstand ist auch gut. Tabelle 5 Verhältnis der Fasern im gemischten, feuchten Papier Poly(3-methylbuten-1)faser (Gew.-%) Kraftzellstoff Anteil der Poly(3-methylbuten-1)faser im Preßspan Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Druckfestigkeit N/mm² (kg/mm²) (80ºC) Behaartheit der Oberfläche des Preßspans Ölimprägnierungsabstand (mm) Beispiel Vergleichsbeispiel nicht vorhanden vorhanden * Die Bögen des Kraftzellstoffs allein wurden nicht verbunden (nur die gemischten, feuchten Bögen).
Im Gegenteil ist in einigen Vergleichsbeispielen, in denen der Anteil der Poly(3-methylbuten-1)faser Null ist, die Dielektrizitätskonstante hoch, und auch in dem Fall, in dem der Anteil der Faser klein, etwa 5 Gew.-% ist, ist der Wert der Dielektrizitätskonstante auf einer ähnlichen Höhe. Wenn der Anteil der Faser umgekehrt groß, etwa 40 Gew.-% ist, verschlechtert sich die Druckfestigkeit beachtlich.
Ferner ist, auch wenn der Anteil der Faser 10 Gew.-% oder mehr und weniger als 30 Gew.-% ist, das Fusseln auf den Oberflächen der Preßspanstücke vorhanden, wenn nicht die Kraftzellstoffschichten für die oberen und unteren Bögen verwendet werden. Diese Tatsache führt zum Abfall der Blitzstoßüberschlagspannung.

Beispiele 26 und 30 und Vergleichsbeispiele 20 bis 24

In jedem Beispiel wurde eine Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem, in Tabelle 6 gezeigten, Gewichtsverhältnis gemischt, um einen 1 Gew.-%igen wässrigen Brei herzustellen. Dann wurden 16 feuchte Bögen (der Wasseranteil war etwa 80 Gew.-%), in denen ein absolutes Trockengewicht 80 g/m² sein würde, aus diesem Brei hergestellt.
Ferner wurde ein 1 Gew.-%iger wässriger Brei, der den Kraftzellstoff allein enthält und einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, zur Herstellung von 17 feuchten Bögen, in denen ein absolutes Trockengewicht 9 g/m² sein würde, verwendet.
Diese beiden Sorten von feuchten Bögen wurden umschichtig, so viele wie nötig, wie in Fig. 1 gezeigt, laminiert. In diesem Fall wurden die oberen und unteren Bögen des Laminats aus den feuchten Bögen, die den Kraftzellstoff allein enthalten, zusammengesetzt. Die zusammengesetzten feuchten Bögen wurden 45 Minuten auf 140ºC bei 392 N/cm² (40 kgf/cm²) durch Verwendung einer heißen Presse erhitzt und gepreßt, um einen kombinierten Preßspantyp vollständig herzustellen, in dem die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen aus den Schichten des Kraftzellstoffs allein zusammengesetzt waren.
Im Vergleichsbeispiel 20 wurde keine Poly(4-methylpenten-1)faser verwendet und in den Vergleichsbeispielen 21 und 22 wurden die kombinierten Preßspansorten aus den gemischten, feuchten Bögen der Poly(4-methylpenten-1)faser und des Kraftzellstoffes und den Bögen des Kraftzellstoffes allein hergestellt. In diesem Fall waren die Mischungsverhältnisse des Kraftzellstoffes zur Poly(4-methylpenten-l)faser 95 : 5 und 65 : 35 und die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen des Preßspans wurden aus den Bögen des Kraftzellstoffs allein zusammengesetzt.
Ferner wurden in den Vergleichsbeispielen 23 und 24 feuchte Bögen, in denen ein absolutes Trockengewicht 80 g/m² sein würde, hergestellt, in denen die Mischungsverhältnisse eines Kraftzellstoffs zu Poly(4-methylpenten-1)faser 85 : 15 und 75 : 25 waren. Die geeignete Zahl der feuchten Bögen wurde laminiert und dann 45 Minuten bei 140ºC bei 392 N/cm² (40 kgf/cm²) unter Verwendung einer heißen Presse erhitzt und gepreßt, um kombinierte Preßspansorten vollständig herzustellen.
Für die so geformten Preßspanstücke wurde die Dielektrizitätskonstante, die Druckfestigkeit und das Fusseln gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 6 ersichtlich ist, können, wenn die Bögen des Kraftzellstoffs allein für die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen des kombinierten Preßspantyps verwendet werden und wenn der Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser geringer als 30 Gew.-% vom Standpunkt der Druckfestigkeit und 10 Gew.-% oder größer vom Standpunkt der Dielektrizitätskonstante ist, Preßspanstücke erhalten werden, die die angestrebten Eigenschaften in den Merkmalen der Dielektrizitätskonstante und der Druckfestigkeit besitzen. Außerdem haben die so erhaltenen Preßspanstücke keine Probleme des Fusseln und der Verlagerung, im Gegensatz zu den Preßspanstücken in den Vergleichsbeispielen 23 und 24, in denen die Poly(4-methylpenten-1)faser und der Kraftzellstoff nur gemischt wird. Tabelle 6 Verhältnis der Fasern in den gemischten, feuchten Bögen Poly(4-methylpenten-1)faser (Gew.-%) Kraftzellstoff Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser im Preßspan Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Druckfestigkeit N/mm² (kg/mm²) (80ºC) Behaartheit der Oberfläche des Preßspans Beispiel Vergleichsbeispiel nicht vorhanden vorhanden * Bögen des Kraftzellstoffs allein wurden nicht verbunden (nur die gemischten, feuchten Bögen)

Beispiele 31 bis 33

In jedem Beispiel wurde eine Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, und eine Polyethylenterephthalatfaser, die eine Dicke von 1,5 Denier und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml hat, in einem Verhältnis, das in der nachstehenden Tabelle 7 angegeben ist, gemischt, um einen 1 Gew.-%igen wässrigen Brei herzustellen. Aus diesem Brei wurden 16 feuchte Bögen hergestellt, in denen ein absolutes Trockengewicht von 80 g/m² sein würde. Ferner wurde ein 1 Gew.-%iger wässriger Brei, der allein den Kraftzellstoff enthält und einen Mahlgrad von 365 ml hat, dazu verwendet, 17 feuchte Bögen, in denen ein absolutes Trockengewicht 9 /m² sein würde, herzustellen.
Diese zwei Arten von feuchten Bögen wurden, wie in Fig. 1 gezeigt, umschichtig laminiert. In diesem Fall wurden die oberen und unteren Bögen des Laminats aus den feuchten Bögen, die allein Kraftzellstoff enthalten, zusammengesetzt. Diese zusammengesetzten, feuchten Bögen wurden 45 Minuten auf 140ºC bei 392 N/cm² (40 kgf/cm²) erhitzt und gepreßt, um einen vollständigen Preßspan herzustellen.
Für den so hergestellten Preßspan wurde die Dielektrizitätskonstante, die Druckfestigkeit und das Fusseln gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 7 angegeben.
Wie es aus den Ergebnissen in Tabelle 7 ersichtlich ist, sind, was die Preßspanstücke betrifft, die zuerst durch Mischen der Poly(4-methylpenten-1)faser und der Polyethylenterephthalatfaser mit dem Kraftzellstoff, um feuchte Bögen herzustellen, danach Laminieren dieser feuchten Bögen und der anderen Bögen des Kraftzellstoffs allein, so daß die ausgewählte Zahl der letzteren Bögen die oberen und unteren Bögen des Laminats bilden können und schließlich vollständiges Erhitzen und Pressen des Laminats, erhalten wurden, diese Preßspanstücke ein wenig schlechter, was die Dielektrizitätskonstante betrifft, aber überlegener in der Druckfestigkeit, als der in Beispiel 30 hergestellte Preßspan, in dem die Poly(4-methylpenten-1)faser allein als die Faser verwendet wurde, obwohl der Anteil an der polymeren Faser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Preßspans, gleich ist. Deshalb kann es gut verstanden werden, daß die Preßspanstücke, die in diesen Beispielen erhalten wurden, gut ausgewogen zwischen der Dielektrizitätskonstante und der Druckfestigikeit sind. Der Anteil der Polyethylenterephthalatfaser ist vorzugsweise geringer als 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Preßspans (in Form eines Bruchteils in den gemischten, feuchten Bögen ist der Anteil der Terephthalatfaser vorzugsweise geringer als 28 Gew.-%). Wenn der Anteil der Polyethylenterephthalatfaser über dieser Höhe ist, ist der Anteil der Poly(4-methylpenten-1)faser eingeschränkt, so daß das Charakteristikum der Poly(4-methylpenten-1)faser verschwinden wird. Da ferner die Kraftzellstoffbögen für die oberen und unteren Bögen des Preßspans verwendet werden, kann das Fusseln und die Verlagerung auf dessen Oberfläche verhindert werden. Tabelle 7 Verhältnis der Fasern im gemischten, feuchten Papier Poly(4-methylpenten-1)faser (Gew.-%) Polyethylenterephthalatfaser Kraftzellstoff Anteil der synthetischen Faser im Preßspan Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Druckfestigkeit N/mm² (kg/mm²) (80ºC) Behaartheit der Oberfläche des Preßspans Beispiel nicht vorhanden

Beispiele 34 bis 36

In jedem Beispiel wurden eine Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, und eine Polyphenylensulfidfaser, die eine Dicke von 4,2 Denier und eine Länge von 5 mm hat, mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml hat, in einem in der nachstehenden Tabelle 8 angegebenen Verhältnis gemischt, um einen 1 Gew.-%igen wässrigen Brei herzustellen. Aus diesem Brei wurden 16 feuchte Bögen hergestellt, in denen ein absolutes Trockengewicht 80 g/m² sein würde. Ferner wurde ein 1 Gew.-%iger wässriger Brei, der allein den Kraftzellstoff enthält und einen Mahlgrad von 365 ml hat, dazu verwendet, 17 feuchte Bögen herzustellen, in denen ein absolutes Trockengewicht 9 g/m² sein würde.
Diese zwei Sorten von feuchten Bögen wurden umschichtig, wie in Fig. 1 gezeigt, laminiert. In diesem Fall waren die oberen und unteren Bögen des Laminats durch die feuchten Bögen, die allein den Kraftzellstoff enthalten, gebildet. Die zusammengesetzten feuchten Bögen wurden 45 Minuten bei 140ºC bei 392 N/cm² (40 kgf/cm²) erhitzt und gepreßt, um einen vollständigen Preßspan herzustellen.
Von dem so hergestellten Preßspan wurde die Dielektrizitätskonstante und die Druckfestigkeit gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 8 angegeben. Außerdem wurde das Fusseln auf dem Preßspan gemessen.
Wie es aus den Ergebnissen in Tabelle 8, wie in den Beispielen 31 bis 33, ersichtlich ist, sind, was die Preßspanstücke betrifft, von denen jedes zuerst durch Mischen der Poly(4-methylpenten-1)faser und der Polyphenylensulfidfaser mit dem Kraftzellstoff, um gemischte, feuchte Bögen herzustellen, danach Laminieren der so hergestellten gemischten Bögen und der anderen feuchten Bögen, die allein den Kraftzellstoff enthalten, so daß die ausgewählte Zahl der Kraftzellstoffbögen die oberen und unteren Bögen des Laminats bilden können und schließlich Erhitzen und Pressen des ganzen Laminats, erhalten wurde, diese Preßspanstücke ein wenig schlechter was die Dielektrizitätskonstante betrifft, aber überlegener in der Druckfestigkeit als der Preßspan, der im Beispiel 30 hergestellt wurde, in dem allein die Poly(4-methylpenten-1)faser als die Faser verwendet wurde, obwohl der Anteil der polymeren Faser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Preßspans, gleich ist. Der Anteil der Polyphenylensulfidfaser ist vorzugsweise geringer als 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Preßspans, wie in den Beispielen 31 bis 33. Da ferner die Kraftzellstoffbögen für die oberen und unteren Bögen des Preßspans verwendet werden, kann als Fusseln und die Verlagerung auf der Oberfläche verhindert werden. Tabelle 8 Verhältnis der Fasern im gemischten, feuchten Papier Poly(4-methylpenten-1)faser (Gew.-%) Polyphenylsulfidfaser Kraftzellstoff Anteil der synthetischen Faser im Preßspan Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Druckfestigkeit N/mm² (kg/mm²) (80ºC) Fusseln auf der Oberfläche des Preßspans Beispiel nicht vorhanden
Außerdem sind die kombinierten Preßspantypen, die in den Beispielen 26 bis 36 erhalten wurden, noch hervorragender bei der Imprägnierung des isolierenden Öls als die üblichen Preßspanstücke, da die ersteren Preßspanstücke die Erhitzen/Pressen-Behandlung bei 110 bis 190ºC durchmachen, um zu trocknen, so daß das thermische Schmelzen der polymeren Fasern verhindert wird. Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Verhältniszahl der Blitzstoßüberschlagspannung und der Dielektrizitätskonstante des Preßspans. Diese Verhältniszahl der Blitzstoßüberschlagspannung ist ein Wert, der durch die Verwendung des Modells für einen Blitzstoßüberschlagtest gemessen wird und ist ein relatives Verhältnis in dem Fall, daß die Blitzstoßüberschlagspannung des üblichen Preßspans PB-2 als 100 % angesehen wird. Das Ergebnis in Fig. 2 zeigt, daß die Senkung der Dielektrizitätskonstante des Preßspans die Überschlagspannung in dem Ölraum zwischen dem Preßspan und der isolierenden Kraftzellstoffbogenschicht erhöht und ein elektrisches Feld darin abschwächt. Wie aus den Ergebnissen der Beispiele 31 bis 33 deutlich wird, kann, wenn die Polyethylenterephthalatfaser, die eine Dielektrizitätskonstante von 3,15 hat, und die Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dielektrizitätskonstante von 2,1 hat, mit dem Kraftzellstoff gemischt werden, die Dielektrizitätskonstante des hergestellten Preßspans auf 3,8 oder niedriger herabgesetzt werden. Wenn deshalb die Poly(3-methylbuten-1)faser, die eine Dielektrizitätskonstante von 2,1 hat und die Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dielektrizitätskonstante von 2,1 hat, mit dem Kraftzellstoff gemischt werden, kann die Dielektrizitätskonstante des hergestellten Preßspans auf 3,8 oder niedriger herabgesetzt werden und gleichzeitig kann die Druckfestigkeit auf einer Höhe von 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) oder höher, aufrecht erhalten werden.

Beispiel 37 und Vergleichsbeispiel 25

Zuerst wurden 29,5 Gew.-% einer Poly(4-methylpenten- 1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, mit 70,5 Gew.-% eines Kraftzellstoffs, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, gemischt, um einen wässrigen Brei herzustellen und dann wurden feuchte Bögen nach einem Naß-Papierherstellungsverfahren hergestellt. Danach wurden die 19 feuchten Bögen laminiert. Wie in Fig. 4 gezeigt, wurden Netze 9 von 150 um (100 Maschen) auf die obere und unter die untere Seite der feuchten Bögen 10 angeordnet. Das Laminat wurde dann 45 Minuten bei einer Temperatur von 140ºC unter einem Druck von 392 N/cm² (40 kgf/cm²) erhitzt und gepreßt, um einen vollständigen Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante, mit einer Dicke von 1,6 mm, herzustellen. Im Vergleichsbeispiel 25 wurde das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 37, wiederholt, mit der Ausnahme, daß Netze von 270 um (55 Maschen) verwendet wurden. Tabelle 9 gibt die Öffnungen in um (Maschenzahlen) der verwendeten Netze, die Dielektrizitätskonstanten und die Werte (Rz) einer 10-Punkt-Höhe der hergestellten Preßspanstücke an. Tabelle 9 Art des Netzes Dielektrizitätskonstante bei 20ºC Oberflächenrauheit* (um) Beispiel Vergleichsbeispiel (100 Maschen) * Ein Wert (Rz) der 10-Punkt-Höhe, der nach JIS B0601 gemessen wurde.

Beispiele 38 bis 40 und Vergleichsbeispiele 26 bis 28

Eine Poly(4-methylpenten-1)faser, die eine Dicke von 0,33 tex (3 Denier) und eine Länge von 5 mm hat, wurde mit einem Kraftzellstoff, der einen Mahlgrad von 365 ml (CSF) hat, in einem Verhältnis der Faser zu dem Zellstoff 11,2 : 88,8 gemischt, um einen 1 Gew.-%igen Brei herzustellen. Aus diesem Brei wurden 16 gemischte, feuchte Bögen (der Wasseranteil war etwa 80 %) hergestellt, in denen ein absolutes Trockengewicht 80 g/m² sein würde. Ferner wurde ein anderer 1 Gew.-%iger wässriger Brei hergestellt, der allein den Kraftzellstoff enthält und dessen Mahlgrad 365 ml (CSF) war, und aus diesem Brei wurden 17 feuchte Bögen hergestellt, in denen ein absolutes Trockengewicht 9 g/m² sein würde. Die gemischten, feuchten Bögen und die Kraftzellstoffbögen wurden, so viele wie benötigt, laminiert, so daß die Kraftzellstoffbögen über und unter den gemischten Bögen verwendet werden konnten, um diese dazwischenzuschichten.
Die so hergestellten zusammengesetzten Bögen wurden 45 Minuten bei 140ºC unter 392 N/cm² (40 kgf/cm²) unter Verwendung eines Netzes von 150 um (100 Maschen) und einer heißen Presse erhitzt und gepreßt, um einen vollständigen Preßspan herzustellen.
Auf die gleiche Weise wurden gemischte Bögen aus dem Kraftzellstoff und der Poly(4-methylpenten-1)faser in einem Verhältnis des Zellstoffs zu der Faser, das 80 : 20 im Beispiel 39 und 70,5 : 29,5 im Beispiel 40 beträgt, hergestellt und diese gemischten, feuchten Bögen und die anderen 100%igen Kraftzellstoffbögen wurden zur Herstlelung von kombinierten Preßspantypen verwendet, die eine niedrige Dielektrizitätskonstante haben. In diesem Fall waren die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen des Preßspans aus den 100%igen Kraftzellstoffbögen zusammengesetzt.
Übrigens wurde in den Vergleichsbeispielen 26 bis 28 ein Netz von 270 um (55 Maschen) auf die gleiche Weise verwendet, um Preßspanstücke herzustellen. In Tabelle 10 sind die Maschengrößen der verwendeten Netze als auch die Dielektrizitätskonstanten, die Werte (Rz) einer 10-Punkt-Höhe und die Verhältniszahlen der Blitzstoßüberschlagspannung der so erhaltenen Preßspanstücke angegeben. Tabelle 10 Verhältnis der synthetischen Faser und des Zellstoffs im gemischten, feuchten Bogen (synthetische Faser:Zellstoff) Art des Netzes um (Maschen) 10-Punkt-Höhe Verhältnis* der Blitzstoßüberschlagspannung Beispiel Vergleichsbeispiel (Maschen) * Ein Wert, der erhaltenen wird durch Dividieren der Blitzstoßüberschlagspannung des Musters im Falle des 150 um (100 Maschen) Netzes durch die des Musters im Falle des 270 um (55 Maschen) Netzes.
Wie es aus der vorstehenden Erklärung und den Beispielen ersichtlich ist, wird die Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder die Poly(3-methylbuten-1)faser als die Faser ausgewählt, die mit dem Kraftzellstoff gemischt wird, um einen Preßspan herzustellen, der eine Dicke von 0,5 mm oder mehr besitzt. Deshalb kann der Anteil der Fasern auf eine niedrige Höhe von 10 Gew.-% oder mehr und weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Preßspans, reduziert werden, und die Druckfestigkeit des Preßspans, die die wesentliche Anforderung davon ist, kann bei 72 N/mm² (7,3 kg/mm²) (80ºC) oder mehr aufrechterhalten werden, mit der Dielektrizitätskonstante davon, die bei 3,8 oder niedriger gehalten wird. Ferner kann die Druckfestigkeit des Preßspans, ohne Schaden für die Dielektrizitätskonstante, durch Mischen von mindestens einer ausgewählten Faser aus Polyethylenterephthalatfasern und Polyphenylensulfidfasern mit der vorstehend erwähnten Faser, erhöht werden. Wenn die aus dem Kraftzellstoff allein hergestellten Bögen verwendet werden für die oberen, unteren und dazwischenliegenden Bögen des Laminats der gemischten feuchten Bögen, das aus der Faser und dem Kraftzellstoff zusammengesetzt ist, können das Fusseln und die Verlagerung der Faser verhindert werden, wodurch die Blitzstoßüberschlagspannung vor einer Verschlechterung bewahrt werden kann. Da außerdem das Erhitzen/Pressen-Verfahren zum Trocknen der gemischten, feuchten Bögen bei einer Temperatur unter einem Schmelzpunkt der Faser durchgeführt wird, bleibt die Ölimprägnierung im Preßspan gut. Weiterhin kann das Fusseln auf der Oberfläche des Preßspans durch die thermische Behandlung dieser Oberfläche allein bei einer Temperatur von 220ºC oder mehr, beseitigt werden und die Blitzstoßüberschlagspannung kann auf einem hohen Wert, durch Verringerung des Betrages der 10- Punkt-Höhe auf 100 um oder weniger, aufrechterhalten werden.

Claims

1. Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation, der hergestellt wird durch Laminieren gemischter, feuchter Bögen aus einer Poly(4- methylpenten-1)faser und/oder einer Poly(3-methylbuten- 1)faser und einem Kraftzellstoff, wobei die Fasern in einer Menge von 5,6 bis weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan, verwendet werden, und anschließend durch vollständiges Trocknen des Laminats durch Erhitzen/Pressen bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²).

2. Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation, der hergestellt wird durch Mischen einer Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder einer Poly(3-methylbuten-1)faser in einer Menge von 5,6 bis weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan, mit einem Kraftzellstoff, wobei gemischte, feuchte Bögen hergestellt werden, Auslegen feuchter Bögen aus Kraftzellstoff alleine über und unter vorstehenden gemischten, feuchten Bögen oder über, unter und zwischen diesen gemischten, feuchten Bögen und nachfolgend vollständiges Trocknen des Laminats durch Erhitzen/Pressen bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²).

3. Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Menge der Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder der Poly(3-methylbuten-1)faser, bezogen auf den Preßspan, 10 Gew.-% oder mehr und weniger als 30 Gew.-% beträgt.

4. Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kraftzellstoff einen Mahlgrad von 200 bis 400 ml (CSF) besitzt.

5. Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Preßspan zusätzlich Polyethylenterephthalatfasern und/oder Polyphenylensulfidfasern in einer Menge von weniger als 28 Gew.-% enthält.

6. Preßspan mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des getrockneten Laminats einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur von 220ºC oder mehr unterzogen wurde.

7. Preßspan mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberfläche des Preßspans eine 10- Punkt-Höhe von 100 um oder weniger besitzt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Preßspans mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß Anspruch 1, das das Laminieren gemischter, feuchter Bögen aus einer Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder einer Poly(3-methylbuten-1)faser und einem Kraftzellstoff umfaßt, wobei die Fasern in einer Menge von 5,6 bis weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan, verwendet werden, und nachfolgend vollständiges Trocknen des Laminats durch Erhitzen/Pressen bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²).

9. Verfahren zur Herstellung eines Preßspans mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Ölimprägnierungsisolation gemäß Anspruch 2, das das Mischen einer Poly(4-methylpenten-1)faser und/oder einer Poly(3-methylbuten-1)faser in einer Menge von 5,6 bis weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf den Preßspan, mit einem Kraftzellstoff umfaßt, wobei gemischte, feuchte Bögen hergestellt werden, Auslegen feuchter Bögen aus Kraftzellstoff alleine über und unter vorstehenden gemischten, feuchten Bögen oder über, unter und zwischen diesen gemischten, feuchten Bögen und dann vollständiges Trocknen des Laminats durch Erhitzen/Pressen bei einer Temperatur von 110 bis 190ºC unter einem Druck von 98 bis 490 N/cm² (10 bis 50 kgf/cm²).

10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, das die Verwendung eines Netzes mit Öffnungen von 150 um oder weniger (100 Maschen oder mehr) beim Schritt des Erhitzen/Pressen umfaßt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 8, das die thermische Behandlung des getrockneten Laminats bei einer Temperatur von 220ºC oder mehr umfaßt.