[发明专利]导电性芳纶纸及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为旋转机械（发电机、电动机）、变压器领域以及电气·电子设备的抗静电材料、尤其是旋转机械的防电晕产生材料、电气电子设备的抗静电部件等而有用的导电性芳纶纸及其制造方法。

背景技术

在大型旋转机械中，在作为导体的线圈部分与作为绝缘体的槽绝缘材料之间基本上一直施加着数kV~数10kV左右的高电压。该部位产生部分放电时，由电离分子导致的绝缘损伤推进，结果导致旋转机械的寿命显著受损。尤其是，随着近年来机器的小型化，绝缘层的厚度变小，因此电场强度变大，从而存在这种部分放电的可能性增加的倾向。同时，可以认为随着大容量化的产生（输出）电压、电流的上升也同样是使前述问题发生的主要原因。因此，在旋转机械、尤其是大型旋转机械中，为了确保能够抑制电晕产生的绝缘系统的可靠性，能够缓和在线圈与绝缘材料之间产生的电场的材料是极其重要的。

以往，作为施加高电压的旋转机械的电场缓和方法，广泛使用在绝缘层的最外侧表面涂布或浸渗导电性涂料的方法，但在该方法中，机器的制造工序中的作业性不一定良好，无法忽视溶剂挥发对作业环境的影响、作业需要长时间，进而在导电性（电阻值）的重现性方面存在问题。

作为解决该问题的方法，可列举出卷绕或插入导电性薄片材料（例如，纸、膜、带等）的方法。尤其是，在施加高电压的大型旋转机械等电气·电子设备中，由于机器的温度上升也变大，因此要求耐热性高的材料。

另一方面，作为电绝缘物、薄片结构材料，高耐热性的芳纶纸广泛用作前述的旋转机械（发电机、电动机）、变压器领域以及电气·电子设备的电绝缘材料，对该芳纶纸赋予某种程度的导电性从而用作电场缓和材料至今为止也进行了研究。

专利文献1和专利文献2中公开了使用芳纶沉析纤维（アラミドファイブリッド）以及碳纤维或金属纤维的纸。然而，这些均不是出于上述那样的电场缓和材料的目的，因此从导电性、机械强度的观点出发不是令人满意的。

另外，专利文献3中公开了由芳纶短纤维、芳纶沉析纤维以及碳纤维等导电性填料构成的低密度且高强度的导电性芳纶纸。然而，在该专利所记载的方法中，由于在通过湿式抄纸制成片材后未进行高密度化，因此树脂的浸渗性高，但难以低厚度化、即成为省空间化的障碍，或者，由于表面未经平滑化，因此存在例如安装于电气装置或导体时容易产生起刺（毛羽立ち）等的问题。

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开昭51-47103号公报

专利文献2：日本特开昭57-115702号公报

专利文献3：日本特表2008-542557号公报。

发明内容

本发明的目的在于，提供能够良好地用作旋转机械的电晕抑制材料、进而电气电子设备的抗静电部件以及将它们进行加工组装时的附属材料的、具有电场缓和功能、抗静电功能的导电性芳纶纸。

本发明的目的还在于，提供具有良好的抗静电功能、得到改善的机械特性以及得到改良的起刺性的导电性芳纶纸。

本发明的目的还在于，提供上述导电性芳纶纸的有效的制造方法。

本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，若将芳纶短纤维、芳纶沉析纤维以及导电性填料适当组合，并制成密度为0.45~1.10g/cm³、拉伸强度为2.5kN/m以上、以及表面电阻率为1.0×10¹~5.0×10²Ω/□的导电性芳纶纸，则该导电性芳纶纸对电场缓和显示充分的效果，具有良好的抗静电功能和得到改善的机械特性，从而能够解决上述的课题，由此完成了本发明。

即，本申请的第一技术方案提供导电性芳纶纸，其特征在于，其为包含芳纶短纤维、芳纶沉析纤维以及导电性填料的导电性芳纶纸，密度为0.45~1.10g/cm³、拉伸强度为2kN/m以上、以及表面电阻率为1.0×10¹~5.0×10²Ω/□。

本申请的第二技术方案提供导电性芳纶纸，其中，基于上述第一技术方案的导电性芳纶纸的厚度为20~100μm。

本申请的第三技术方案提供导电性芳纶纸，其中，在基于上述第一或第二技术方案的导电性芳纶纸中，构成芳纶短纤维、芳纶沉析纤维的芳纶是聚间苯二甲酰间苯二胺。

本申请的第四技术方案提供导电性芳纶纸，其中，在基于上述第一~第三技术方案中的任一项的导电性芳纶纸中，导电性填料为碳纤维。