電気絶縁材とその製造および使用方法
【課題】所望の熱及び機械特性、特に、セルロース紙よりも高く（約１１０℃／２３０°Ｆを超える）、NOMEXよりも低い（約２２０℃／４２８°Ｆ未満）連続使用温度に対する所望の熱および機械特性を有する、相対的に安価な絶縁材の開発に対する絶え間ない要求がある。
【解決手段】 繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（３２５V/mil）の範囲の空気中で測定された絶縁耐力と、約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える、油中で測定された絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材。電気絶縁材を製造する方法であって、繊維成分を含む水性スラリを作成することと、前記スラリをシートに形成することと、前記シートを、結合剤と誘電体添加物を含む飽和剤で飽和させることと、前記飽和されたシートを乾燥することとを備えることを特徴とする方法。フィブリル化アクリル繊維を含む水性スラリを作成することと、前記スラリを希釈ハイドロフォーミング法でシートに形成することと、前記シートを、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和させることと、前記シートを乾燥させることと、前記シートを導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備えることを特徴とする方法。
【解決手段】 繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（３２５V/mil）の範囲の空気中で測定された絶縁耐力と、約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える、油中で測定された絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材。電気絶縁材を製造する方法であって、繊維成分を含む水性スラリを作成することと、前記スラリをシートに形成することと、前記シートを、結合剤と誘電体添加物を含む飽和剤で飽和させることと、前記飽和されたシートを乾燥することとを備えることを特徴とする方法。フィブリル化アクリル繊維を含む水性スラリを作成することと、前記スラリを希釈ハイドロフォーミング法でシートに形成することと、前記シートを、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和させることと、前記シートを乾燥させることと、前記シートを導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明（開示）は、電気絶縁材とその製造および使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気絶縁材は、絶縁体または誘電体とも呼ばれ、電流の流れを阻止する材料である。種々の絶縁材が電気機器の部品に使用され、導電体を、その中を電流を通さずに支持または分離する機能を果たす。
【０００３】
歴史的には、主に２つのタイプの電気絶縁材が、変圧器またはモーターのような電気機器または装置に使用される導電体（例えば、ワイヤ）を絶縁するために使用されてきた。第１のタイプは、湿式セルロース系材料（つまり、セルロース紙）を含み、高いレベルの形成一様性のため、つまり、存在してもわずかな数のピンホールしか有さないという非常に緻密な構造に由来する良好な電気絶縁特性を有するという特徴がある。更に、セルロース紙は、導電体上で絶縁体を覆っている時の重要な特性である非常に高い縦方向の引張り強さを生み出す。しかし、セルロース紙は、低い連続使用温度という、すべての電気絶縁材の用途において使用できる能力を制限する１つの重要な性能上の弱点を有している。ここにおいて、連続使用温度とは、用途要件および稼働環境に対して材料が耐えることができる最も高い定温のことである。
【０００４】
電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ５７.９１の標準によれば、セルロース紙は、「自然」クラフト紙に対しては、最高９５℃（２０３°Ｆ）まで、または「熱改良型／窒素処理」クラフト紙に対しては、最高１１０℃（２３０°Ｆ）までの連続使用温度に耐えられる絶縁媒体を必要とする用途においての使用が認められている。これを超える温度では、セルロース紙は急速に質を落とし、絶縁材をより頻繁に交換することになる。
【０００５】
電気絶縁材の第２のタイプは合成繊維から製造され、２２０℃（４２８°Ｆ）を超える連続使用温度を絶縁材が有することを要求する電気的用途において典型的に使用されている。このタイプの電気絶縁材の商品例としてはNOMEXがあり、これはデュポン社から入手可能な芳香族ナイロンであると考えられているメタアラミド繊維である。NOMEXは、２２０℃（４２８°Ｆ）を超える連続使用温度に耐えられるが、その供給は通常は限られており、セルロース紙よりも相当に高価である。
【０００６】
従って、所望の熱及び機械特性、特に、セルロース紙よりも高く（約１１０℃／２３０°Ｆを超える）、NOMEXよりも低い（約２２０℃／４２８°Ｆ未満）連続使用温度に対する所望の熱および機械特性を有する、相対的に安価な絶縁材の開発に対する絶え間ない要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含む電気絶縁材である。更にここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含む不織布の電気絶縁シートまたはテープである。更にここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、約８.９MV/ｍ（２２５V/mil）から約１２.８MV/ｍ（３２５V/mil）の範囲の空気中測定での絶縁耐力と、約９.４MV/ｍ（２４０V/mil）から約２７.６MV/ｍ（７００V/mil）の範囲の油中測定での絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材である。繊維成分は、アクリル繊維、合成繊維、合成パルプ、リオセル繊維、メタアラミド、パラアラミド、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリ（ブチレンテレフタレート）繊維、ポリ（エチレンテレフタレート）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、グラスファイバー繊維、粘土繊維、またはそれらの組み合わせを含むことができる。繊維成分は、約０.２５mmから約１２.５mmの範囲の長さと、約５００から約２５０,０００のアスペクト比を有することができる。繊維は、フィブリル化でき、例えば、ナノフィブリル化できる。絶縁体は、絶縁体の総重量に対して、約５０から約９５重量パーセントの、または約６５から約９０重量パーセントの、または約７５から約８５重量パーセントの繊維成分を含むことができる。結合剤要素は、乳化重合体スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、アクリル、酢酸ビニル、アクリロニトリル樹脂、ウレタン、エポキシ、尿素フォルムアルデヒド、メラミンフォルムアルデヒド、溶液重合体、酸性化アクリル、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせを含むことができる。結合剤要素は、機能性ポリマーを含んでよい。結合剤要素は、例えば、約１×１０５g/moleから約１×１０7g/moleの分子量を有するカルボキシル化重合体を含むことができる。結合剤要素は、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体を含むことができる。絶縁体は、絶縁体の総重量に対して、約３から約４０重量パーセントの、または、約５から約２５重量パーセントの、または約１０から約２０重量パーセントの結合剤要素を含むことができる。誘電体添加物は、フッ素重合体、ネオプレーン、ベークライト、シリコーン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。フッ素重合体は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥE）、ペルフルオロアルコキシ重合体（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＡＰ）、またはそれらの組み合わせを含むことができる。誘電体添加物は、約４０MV/m（１,０１６V/mil）から約８０MV/m（２,０３２V/mil）の絶縁耐力を有することができる。誘電添加物は、約５０nmから約５００nm、または約２００から約３００nmの範囲の粒径と、約７.８５um2から約７８５um2の範囲の表面積を有することができる。絶縁体は、絶縁体の総重量に対して、約１から約３０重量パーセント、または約２から約２０重量パーセント、または、約３から約１０重量パーセントの誘電体添加物を有することができる。
【０００８】
ここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含む電気絶縁材から形成されるシートまたはテープである。シートは、約０.００１５インチ（０.０３８１mm）から約０.０１５０インチ（０.３８１mm）の７.３psi（０.５１kg/cm2）の厚さ、約１５lbs/２,８８０ft2（２５.４g/m2）から約８０lbs/２,８８０ft2（１３５.６g/m2）の重量、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）幅から約１００lbs/インチ（４５.４kg/２５.４mm）幅の縦方向（ＭＤ）の引張り強さ、空気中測定での約２２５V/mil（８.９MV/m） から約３２５V/mil（１２.８MV/m）の絶縁耐力、鉱油中測定での約２４０V/mil（９.４MV/m）から約７００V/mil（２７.６MV/m）の絶縁耐力、約２０%から約４０%の縦方向の伸び値、約２０%から約４０%の横方向の伸び値、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度、約１００%から約１５０%の鉱油吸収率、またはそれらの組み合わせを有することができる。更にここにおいて開示されるのは、シートまたはテープで包まれた導電体を含む絶縁導体である。導電体は、電気絶縁材で包まれた電線、電線管、バッテリ部品、電気モーター内部部品、磁気ワイヤ、または、変圧器内部部品を含むことができる。
【０００９】
ここにおいて開示されるのは、電気絶縁体材を製造する方法であって、繊維成分を含む水性スラリを作成することと、スラリをシートに形成することと、シートを結合剤と誘電体添加物を含む飽和剤で飽和させることと、飽和されたシートを乾燥させることを備える。更に開示されるのは、そのような処理による、例えば、電気絶縁材のような製品である。一実施の形態においては、繊維成分はフィブリル化アクリル繊維であって、スラリの中に、約０.１（w/w）%から約３.０（w/w）%の量だけ存在し、結合剤要素は、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体であって、飽和剤の中に、約１０（w/w）%から約２０（w/w）%の量だけ存在し、誘電体添加物は、フッ素重合体分散剤であり、飽和剤の中に、約１（w/w）%から約１０（w/w）%の量だけ存在している。誘電体添加物を結合剤要素の中で分散して飽和剤を形成できる。飽和剤は更に、約０.０５（w/w）%から約２.００（w/w）%の量の湿潤剤を含むことができる。本方法は更に、繊維をシート内で一軸的または二軸的に配向することを備えることができる。本方法は更に、シートをクレープ加工、例えば、湿式または乾式クレープ加工してクレープ加工シートを形成することを備えることができる。本方法は更に、シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを備えることができる。クレープ加工シートは、約３０%から約５０%の縦方向の伸び値、約３０%から約５０%の交差方向の伸び値、より短く、より小さな径のアクリル繊維に対しては約１４０%から約２５０%の鉱油吸収量、クレープ加工されていない類似のシートと比較して、約３０%から約４０%多い鉱油吸収量、空気中測定での約２８０V/mil（１１.０MV/m）から約３８０V/mil（１５.０MV/m）の絶縁耐力、鉱油中測定での約３００V/mil（１１.８MV/m）から約８００V/mil（３１.４MV/m）の絶縁耐力、またはそれらの組み合わせを有することができる。
【００１０】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維を含む水性スラリを作成することと、希釈ハイドロフォーミング法でスラリをシートに形成することと、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤でスラリを飽和させることと、シートを乾燥させることと、シートを導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備える方法である。導電体は油入り変圧器内に格納でき、油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）である。本方法は更に、シートをクレープ加工することを備えることができる。本方法は更に、シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを備えることができる。
【００１１】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、導電体の少なくとも一部を、シートまたはテープで覆うことと、導電体を、油入り変圧器における使用に供することとを備える方法であり、油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）である。電気絶縁材は、空気中測定での約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）の範囲の絶縁耐力と、油中測定での約９.４MV/m（２４０V/mil）から約２７.６MV/m（７００V/mil）の範囲の絶縁耐力を有することができる。電気絶縁材は、空気中測定での約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）の範囲の絶縁耐力と、油中測定での約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える範囲の絶縁耐力を有することができる。
【００１２】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維を含むスラリを作成することと、希釈ハイドロフォーミング法でスラリをシートに形成することと、シートをカルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和することと、シートを乾燥させることと、シートをラップまたはテープに形成することと、導電体の少なくとも一部をラップまたはテープで覆うことと、導電体の少なくとも一部を鉱油に接触させることとを備える方法である。
【００１３】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート重合体と、フッ素重合体を含むスラリを作成することと、スラリをシートまたはテープに形成することと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、導電体の少なくとも一部を油に接触させることとを備える方法である。鉱油は、約１００℃から約２２０℃の温度であり、例えば、鉱油は変圧器内に格納できる。
【００１４】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、導電体を油入り変圧器における使用に供することとを備える方法である。
【００１５】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維を含むスラリを作成することと、希釈ハイドロフォーミング法でスラリをシートに形成することと、シートをカルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和させることと、シートを乾燥させることと、シートをラップまたはテープに形成することと、シートまたはテープを、油入り変圧器において導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備える方法である。
【００１６】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、導電体を変圧器ハウジングの内部に置くことと、油を変圧器ハウジング内に置いて電気絶縁シートまたはテープを接触（例えば、飽和）させることとを備える方法である。または、油は、導電体を変圧器ハウジングの内部に置くより前に、置くと同時に、および／または置いた後に変圧器ハウジングに置くことができる。導電体は、コイルまたは連続した導電体（例えば、ワイヤ）の巻き線であってよい。一実施の形態においては、電気絶縁シートまたはテープは、カレンダー加工および／またはクレープ加工（マイクロクレープ加工）されている。
【００１７】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープで包まれた変圧器内部部品を得ることと、内部部品を変圧器ハウジングの内部に置くことと、油を変圧器ハウジング内に置いて電気絶縁シートまたはテープを接触（例えば、飽和）させることとを備える方法である。または、油は、内部部品を変圧器ハウジングの内部に置くよりも前に、置くと同時に、および／または置いた後に変圧器ハウジングの中に置くことができる。内部部品は、コイルまたは連続した導電体（例えば、ワイヤ）の巻き線であってよい。一実施の形態においては、電気絶縁シートまたはテープは、カレンダー加工および／またはクレープ加工（マイクロクレープ加工）されている。
【００１８】
ここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、空気中測定での約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（３２５V/mil）の範囲の絶縁耐力と、油中測定での約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材である。シートまたはテープは、約１０lbs/インチ幅（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ幅（４５.４kg/２５.４mm）の縦方向（ＭＤ）の引張り強さを有することができる。シートまたはテープは、約２０%から約４０%の縦方向の伸び値と、約２０%から約４０%の横方向の伸び値とを有することができる。
【００１９】
更にここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含むシートを形成することと、シートをクレープ加工および／またはホットカレンダー加工することと、シートを導電体上で絶縁材としての使用に供することとを備える方法である。
【００２０】
上記は、下記に続く本発明の詳細な記述をより良く理解できるようにするために、本発明の特徴および技術的利点の概要をおおまかに説明した。本発明の追加的な特徴と利点は以下に開示され、それらが本発明の請求項の主題を形成する。この技術に精通した者にとっては、開示される概念と具体的な実施の形態は、本発明と同様な目的を実施するために他の構造を修正または設計する基盤として容易に利用できるということは当然のことである。また、この技術に精通した者にとっては、そのような等価な構成は、付随する請求項で記載される本発明の精神および範囲から逸脱していないということも当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
ここにおいて開示される実施の形態の詳細な説明のために、付随する図面についてここで述べる。
【００２２】
【図１】図１はシート製造工程のフロー図である。
【００２３】
【図２】図２は、本開示に係るクレープ加工されていない（つまりフラット）シート材料と、クレープ加工されたシート材料の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
特定のシステム構成要素に言及するために、下記の説明および請求項を通して、特定の用語が使用される。この技術に精通している者は理解するように、会社によって、ある構成要素に対して異なる名称を使用することもある。この文書は、名称は異なるが機能は同じである構成要素同士を区別することを意図していない。
【００２５】
下記の検討において、および請求項において、「含む」（including）および「備える」（comprising）という用語は、非限定的に使用され、従って、「・・・を含むが、・・・に限定されてはいない」ことを意味すると解釈されるべきである。
【００２６】
ここにおいて開示されるのは、電気絶縁材（ＥＩＭ）とその製造および使用方法である。一実施の形態においては、ＥＩＭは、繊維成分と、誘電体添加物と、結合剤要素を含む。他の実施の形態においては、ＥＩＭは、繊維成分と、誘電体添加物と、結合剤要素と、湿潤剤を含む。一実施の形態においては、ここにおいて開示されるＥＩＭは、電気絶縁シート（ＥＩＳ）のようなシートに形成され、導電体をくるんで絶縁導電体（ＩＥＣ）を形成するために使用できる。そのようなＥＩＭ、ＥＩＳ、ＩＥＣおよびそれらの製造と使用方法が、ここにおいて詳述される。
【００２７】
一実施の形態においては、本開示のＥＩＭは、従来の紙製造工程を介して、不織ＥＩＳに形成される。任意の適切な紙／シート製造工程または方法が考えられ、従って、これらも本開示の範囲に含まれる。適切な紙／シート製造工程は一般的には、主要繊維成分を含むシート製造スラリ（ＳＭＳ）を作成することと、ＳＭＳをシートに形成または成型することと、シートをシート結合剤スラリ（ＳＢＳ）で飽和させることと、シートを乾燥させることとを備えることができる。一般的には、ＳＭＳは主要繊維成分を水に懸濁させてスラリを形成することにより形成される。ＳＭＳはワイヤまたはスクリーンに置かれ、真空成型されてマットを形成する。新しく形成されたマットは、結合剤要素と誘電体添加物を含むＳＢＳで飽和される（真空または非真空で）。その後マットは乾燥されて形状持続形になり、不織紙シートを作り出す。
【００２８】
例えば、ＥＩＳは、Glens Falls Interweb, Inc.から入手できる、従来のDELTAFORMER希釈ハイドロフォーマー装置（例えば、傾斜ワイヤフォーマー）を使用して製造できる。図１を参照すると、DELTAFORMER装置１０は、入口ヘッダーと乱流生成器を装備することができる典型的なヘッドボックス１２を有して示されている。固体／液体比は、ヘッダー内で例えば、約０.５から約１.０wt%の固体と残部の液体（例えば、水）のように設定できる。ＳＭＳ（完成紙料または原料スラリと呼ばれることもある）は、入口ヘッダーを介してヘッドボックス１２に供給され、自由噴流１４として、形成ワイヤ１８とポンドレギュレータのリップ部の間に形成された空間であるスライス開口部１６からヘッドボックスの外に出る。ポンドレギュレータは、スライス開口部１６とヒール開口部２０の機械的調整を行い、ヘッドボックスを出るスラリの速度が、形成ワイヤ１８の速度に整合できるようにする。従って、自由噴流１４が当たる角度と衝突点は、工程および幾何学形状によって異なるようにできる。繊維が形成ワイヤ１８上に堆積されると、水は、例えば、自由排水路、真空形成ボックス２２、および／または真空箔２４を介して除去される。形成された不織繊維のシート２６は形成ワイヤから離され、連続ウェブまたはシートとして回収される。
【００２９】
新しく形成された繊維ウェブは、更なる脱水、飽和結合、乾燥、巻回および／または所望の製品形状への変換のような更なる任意の適切な方法により処理される。一実施の形態においては、飽和結合は、塗布器３０を使用してＳＢＳをウェブに塗布することにより行われる。一実施の形態においては、塗布器は、Glens Falls Interweb, Inc.から入手可能な微細流塗布器３４である。入ってくるウェブ２６は、ホールドダウンボックス（hold down box）３２により定位置に保持され（例えば、真空を介して）、微細流塗布器３４を通過する（例えば、図示のように左から右へ）。ＳＢＳは、入力３６を介して微細流塗布器３４に供給することができ、ＳＢＳは堰を超えて流れて、流れるカーテン／壁としてシートに塗布される。代替の実施の形態においては、ＳＢＳは、噴霧器のような代替の塗布器を使用してシートに塗布することができる。余分な結合剤は、塗布器ボックス３８（例えば、結合剤をウェブを通して引きつけ、余分な結合剤を除去する真空ボックス）および／または、重力および／または真空の支援により余分な結合剤を除去できる結合剤制御ボックス４０を介して除去される。一実施の形態においては、結合剤飽和シートは、１つまたは２つ以上の対流式オーブン４２および／または１つまたは２つ以上の乾燥缶４４において乾燥され、この乾燥は、ＥＩＭ成分の質をそれほど下げることのない任意の温度で行うことができる。乾燥温度は、約１２１℃（２５０°Ｆ）から約２３２℃（４５０°Ｆ）、または約１３８℃（２８０°Ｆ）から約２１６℃（４２０°Ｆ）、または約１５４℃（３１０°Ｆ）から約１９９℃（３９０°Ｆ）の範囲であってよい。乾燥後は、シートはロール４６に巻かれ、所望であれば更に処理、または格納できる。
【００３０】
一実施の形態においては、商業的数量のＥＩＳを、DELTAFORMER機上で製造できる。このDELTAFORMER機は、繊維ウェブを製造し、結合剤をカーテン壁飽和器を介してウエブ繊維に塗布し、乾燥および硬化のために対流式オーブンと乾燥缶の組み合わせを用いる。または、ＥＩＳは、Glens Falls Interweb, Inc.,から入手可能なROTOFORMER機およびROTOFORMER 2000機（例えば、真空シリンダー形成器）、Fourdrinier機、二重ワイヤ形成器、ハチェット機械、湿式板紙製造機のような、多様な結合剤デリバリシステム、例えば、ビーターアド（叩解機）、スプレー、コーター／カーテンなどを伴う、他のタイプの紙製造機で製造できる。
【００３１】
一実施の形態においては、ＥＩＳはシートをカレンダー加工することで更に処理される。ＥＩＳのカレンダー加工は、シートを滑らかにする、つやを出す、および／または薄くする働きがある。カレンダー加工は例えば、シート２６を、乾燥器の下流、例えば、乾燥缶４４とロール４６に位置している１つまたは２つ以上のカレンダー加工ローラー対を通すことにより、図１のシート製造工程の一部としてオンラインで行うことができる。そのような実施の形態においては、ロール４６はカレンダー加工されたシート材から成ることになる。代替の実施の形態においては、ロール４６は、カレンダー加工されていないシートから成り、このシートはその後、巻いた状態から解かれて、例えば、絶縁導電体製造業者のようなエンドユーザーにより採用されるスリッティング（細長く切断すること）および／またはラッピング（包み込み）処理の前に、オフラインでカレンダー加工される。カレンダー加工は、クレープ加工と組み合わせて行うこともでき、例えば、カレンダー加工の後にクレープ加工、またはその逆の順序のいずれでも行うことができる。カレンダー加工は、任意の適切な工程または機器により行うことができ、例えば、シートを滑らかにする、つやを出す、および／または薄くするために複数のローラーまたはプレートの間を通すことにより行うことができる。１つまたは２つ以上のローラーまたはプレートを熱して、シートをホットカレンダー加工することができる。一実施の形態においては、シートは感熱または熱活性化結合剤を含むことができ、シートはオンラインでホットカレンダー加工され、結合剤のセッティング（硬化）を更に補助する。そのような実施の形態においては、カレンダー加工ロールは、ここにおいて記載した材料と適合性のある任意の条件下で用いることができ、ここにおいて記載した特性を有する材料を製造することができる。例えば、ここにおいて記載した材料のカレンダー加工は、約２００°Ｆ、または約２５０°Ｆ、または約２７０°Ｆを超える温度で、約１,０００psiの圧力下で機能するカレンダー加工ロールを用いて行うことができる。カレンダー加工ロールの温度は、任意の適切な方法で調整できる。例えば、カレンダー加工ロールは、前述した温度まで電気的に熱することができる油を含むことができる。一実施の形態においては、カレンダー加工により、カレンダー加工されていないＥＩＳと比較して、ＥＩＳの１つまたは２つ以上の特性（例えば、絶縁耐力、厚さ、伸び、複雑な形状または幾何学形状への適合性など）が改良される。この技術において通常の技量を有する者であれば理解されるように、シートのカレンダー加工によりシートの幅を増大できる。例えば、カレンダー加工の前に約１８インチの幅を有していたシートは、カレンダー加工の後では、約２２インチを超えない幅を有することができる。この技術において通常の技量を有する者は、カレンダー加工処理の１つまたは２つ以上の条件を調整して、１つまたは２つ以上の、ユーザおよび／または工程により所望される必要性に合致する幅を有する材料を得ることができる。
【００３２】
一実施の形態においては、ＥＩＭは繊維成分を含む。繊維成分により、不織性かつ繊維性のウェブまたは結果としてのシートの母材を形成する、広い表面積のバルク材がもたらされる。この機能を果たすことができ、他のＥＩＭ成分との適合性があるいかなる繊維も本開示における使用に適する。
【００３３】
一実施の形態においては、繊維成分は誘電体（例えば、非導体物質）である。例えば、繊維成分は、約１MV/m（２５V/mil）から約６０MV/m（１,５２４V/mil）、または約５MV/m（１２７V/mil）から約４０MV/m（１,０１６V/mil）、または約１０MV/m（２５４V/mil）から約３０MV/m（７６２V/mil）の絶縁耐力を有することができる。ここにおいて、絶縁耐力とは、材料が破壊することなく本質的に耐えられる最大電界強度のことである。
【００３４】
実施の形態において、繊維成分は、約１から約７、または約２から約６、または約２.５から約３.５の範囲の誘電率（比誘電率、比静電誘電率、静電誘電率、または静電比誘電率としても知られている）を有する。ここにおいて、誘電率とは、材料が静電気線束を一個所に集中する程度の尺度のことである。誘電率は、電位が加えられたときに蓄えられた電気エネルギー量の、真空の誘電率に対する比である。
【００３５】
繊維成分は更に、約０.２５mm（０.００９８in）から約１２.５mm（０.４９２in）、または約１mm（０.０３９４in）から約１０mm（０.３９４in）、または約３mm（０.１１８in）から約６mm（０.２３６in）の範囲の長さと、約５００から約２５０,０００、または約２,５００から約６５,０００、または約１０,０００から約３０,０００の範囲のアスペクト比を特徴とすることができる。
【００３６】
一実施の形態においては、繊維成分はフィブリル化されている。または繊維は、ナノフィブリル化されている。ここにおいて、フィブリル化とは、表面の欠陥がより少なく、より細い繊維径、従って、結果としてより強い繊維を生み出す叩解（beating）の間に、化学パルプ繊維の壁に構造的変化を生み出す工程のことである。ここにおいて、ナノフィブリル化繊維とは、５０nmから５００nmの範囲のファイバ径の繊維のことである。フィブリル化および／またはナノフィブリル化繊維を作成する方法は、本開示による補助と恩恵により、この技術において通常の技量を有する者には理解される。フィブリル化の程度は、この技術において通常の技量を有する者には知られている、任意の適切な方法を使用して定量化できる。この方法には、例えば、走査電子顕微鏡法またはＢＥＴＮ2ガス吸収による表面積測定がある。
【００３７】
本開示における使用に適する繊維の非限定的な例としては、アクリル繊維、合成繊維、合成パルプ、リオセル繊維、メタアラミド、パラアラミド、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリ（ブチレンテレフタレート）繊維、ポリ（エチレンテレフタレート）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、グラスファイバー繊維、粘土繊維、またはそれらの組み合わせがある。本開示における使用に適する繊維の追加例としては、それに限定されることはないが、市場でEftecから入手可能なナノフィブリル化アクリル繊維であるアクリル繊維A010シリーズがある。
【００３８】
一実施の形態においては、繊維成分はＳＭＳ中に、約０.１weight/weight%（w/w%）から約３w/w%、または約０.５w/w%から約２.０w/w%、または約０.７５w/w%から約１.２５w/w%の量だけ存在している。繊維成分はＥＩＳ中に、シートの総乾燥重量に対して、約３０重量パーセント（wt.%）から約９０wt.%、または約５０wt.%から約７０wt.%、または約５５wt.%から約６５wt.%の量だけ存在できる。
【００３９】
一実施の形態においては、ＥＩＭは誘電体添加物を含む。誘電体添加物は、繊維成分単独の場合に付与されるよりも大きな電気絶縁性能をＥＩＳに提供する機能を果たす。この機能を果たすことができ、他のＥＩＭ成分と適合性があるいかなる誘電材料も、本開示における使用に適する。
【００４０】
一実施の形態においては、誘電体添加物は約７.８５um2から約７８５um2、または約３１um2から約５０３um2、または約１２６um2から約２８３um2の表面積を特徴とすることができる。更に、誘電体添加物は約４０MV/m（１,０１６V/mil）から約８０MV/m（２,０３２V/mil）、または約５０MV/m（１,２７０V/mil）から約７０MV/m（１,７７８V/mil）、または約５５MV/m（１,３９７V/mil）から約６５MV/m（１,６５１V/mil）の絶縁耐力と、約１.７５から約２.２５、または約１.８０から約２.２０、または約１.８５から約２.１５の範囲の誘電率を特徴とすることができる。
【００４１】
誘電体添加物は約５０nmから約５００nm、または約１００nmから約４００nm、または約２００nmから約３００nmの範囲の数平均粒径分布を有することができる。
【００４２】
一実施の形態においては、誘電体添加物はフッ素重合体、ネオプレーン、ベークライト、シリコーン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。一実施の形態においては、誘電体添加物は、フッ素重合体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ重合体（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、またはそれらの組み合わせを含む。一実施の形態においては、誘電体添加物は接着促進剤と共に水に分散されたＰＴＦＥを含む。本開示における使用に適している誘電体添加物の非制限的例としては、市場でLaurel Products LLCから入手可能なＰＴＦＥ分散剤であるAD-10Aがある。理論により制限されることを望まければ、ここにおいて記載された、高表面積のＰＴＦＥウィスカーを含むタイプの誘電体添加物を使用することにより、ＥＩＳの電気絶縁特性を強化することができる。更に、ＰＴＦＥにおけるフッ素族はＥＩＳを難燃材にし、この特徴は、開示された材料（つまり、ＥＩＭとＥＩＳ）を、電気絶縁材の用途に都合良く利用できるようにする別の特徴である。
【００４３】
誘電体添加物はＳＢＳ中に、約１w/w%から約１０w/w%、または約３w/w%から約７w/w%、または約４w/w%から約６w/w%の量で存在することができる。いくつかの実施の形態においては、誘電体添加物はＥＩＳ中に、シートの総乾燥重量に対して、約１wt.%から約３０wt.%、または約２wt.%から約２０wt.%、または約３wt.%から約１０wt.%の量で存在している。
【００４４】
一実施の形態においては、ＥＩＭは結合剤要素を含む。理論により制限されることを望まなければ、結合剤要素は、繊維成分による基本シートの形成を促進でき、繊維成分と誘電体添加物の相互作用を促進でき、ＥＩＳにおける誘電体添加物の分散を促進でき、ＥＩＳに追加的な引張りおよび伸び特性をもたらすことができ、ＥＩＳに対して、より高い連続使用温度定格を付与でき、および／またはＥＩＳの電気絶縁特性を改良できる。結合剤要素は、前述した機能を実行でき、ＥＩＭの他の成分と適合性がある任意の材料を含むことができる。
【００４５】
実施の形態において、結合剤要素は約５MV/m（１２７V/mil）から約４５MV/m（１,１４３V/mil）、または約１０MV/m（２５４V/mil）から約４０MV/m（１,０１６V/mil）、または約２０MV/m（５０８V/mil）から約３０MV/m（７６２V/mil）の絶縁耐力を有している。更に、結合剤要素は約２から約４、または約２.５から約３.５、または、約２.７５から約３.２５の範囲の、１kHzの周波数における測定での誘電率を有することができる。他の実施の形態（例えば、他の組成配合）においては、誘電率の値は、試験されている特定の材料に対する中間領域に整合するように選択された他の周波数（例えば、高、中、低周波数）で作動する誘電体テスタを使用して測定できる。一実施の形態においては、誘電体テスタは、Cedar Grove, NJのBeckman Instruments Inc.から入手可能なBeckman Dielectric Tester Model No. PA5-252-052である。
【００４６】
結合剤要素は、１×１０5g/moleから約１×１０７g/mole、または５×１０５g/moleから約５×１０６g/mole、または７.５×１０５g/moleから約２.５×１０６g/moleの分子量を有する重合体材料を含むことができる。
【００４７】
一実施の形態においては、結合剤要素は、乳化重合体、樹脂、溶液重合体、またはそれらの組み合わせを含む。本開示における使用に適する結合剤要素の非制限的な例としては、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、アクリル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、ウレタン、エポキシ、尿素フォルムアルデヒド、メラミンフォルムアルデヒド、酸性化アクリレート、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせがある。一実施の形態においては、結合剤要素は１つまたは２つ以上の官能基を含むように改質された重合体を含む。例えば、重合体は、付加的なカルボキシレートを含むように官能基化できる。
【００４８】
一実施の形態においては、結合剤要素は、例えば、約１mmole/kgから約１２mmole/kg、または約３mmole/kgから約１０mmole/kg、または約５mmole/kgから約８mmole/kgのカルボキシ化の程度を有するカルボキシ化重合体を含む。以後、開示された範囲の電荷密度を有する重合体は、高カルボキシ化重合体と称する。カルボキシ化重合体は、カルボキシ化スチレン重合体、カルボキシ化スチレンアクリレート共重合体、高カルボキシ化スチレン重合体、高カルボキシ化スチレンアクリレート共重合体、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施の形態においては、結合剤要素は熱的に硬化できる水性結合剤である。あるいは、結合剤要素はカルボキシ化重合体、ポリアルコール架橋剤、および分散剤成分を含む。一実施の形態において、結合剤は市場でBASFから入手可能な高カルボキシ化スチレンアクリレート共重合体であるACRODUR 3558を含む。理論により制限されることを望まなければ、ACRODUR 3558 Resinにおける高度のカルボキシ化はまた、追加的な結合部位を提供でき、それにより、増加された量の誘電体添加物を繊維成分に接触させることが可能になる。
【００５０】
一実施の形態においては、結合剤要素は約１０w/w%から約２０w/w%、または約１２w/w%から約１８w/w%、または約１４w/w%から約１６w/w%の量でＳＢＳ中に存在している。いくつかの実施の形態においては、結合剤要素は、シートの総乾燥重量に対して、約３wt.%から約４０wt.%、または約５wt.%から約２５wt.%、または約１０wt.%から約２０wt.%の量でＥＩＳ中に存在している。
【００５１】
前記したように、ＥＩＭ成分は水中で懸濁されてＳＭＳとＳＢＳを形成する。一実施の形態のおいては、ＳＭＳとＳＢＳは、実用的なスラリと実用的な分散剤をそれぞれ形成するのに十分な量の水を含む。例えば、ＳＭＳおよび／またはＳＢＳの１つまたは２つ以上の成分を水中で懸濁できる。水は真水（淡水）であってもよく、または、紙製造工程から再処理された水である加工水（mill water）であってもよい。ＳＭＳ中の水は、湿潤重量を基準にして、約９７%から約９９.５%、または約９７.５%から約９９%、または約９７.７５%から約９８.７５%の量で存在できる。更に、ＳＢＳ中の水は、湿潤重量を基準にして、約７０%から約９０%、または約７３%から約８７%、または約７６%から約８４%の量で存在できる。一実施の形態においては、水は、ＳＭＳとＳＢＳの他のすべての成分を考慮した上で、スラリおよび分散剤の残部を構成する。
【００５２】
一実施の形態においては、ＥＩＭは、１つまたは２つ以上の所望の物理的特性を付与するために必要と考えられる、１つまたは２つ以上の添加物を含む。添加物の例としては、制限されることはないが、安定剤、連鎖移動剤、抗酸化剤、紫外線遮断剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、顔料および染料、着色材などがある。
【００５３】
前述した添加物は、例えば、ＳＭＳおよび／またはＥＩＳを形成するのに適切な、ＥＩＭの種々の配合を形成するために、単独で、または組み合わせて使用できる。これらの添加物は、所望の特性を付与するために有効な量だけ含むことができる。これらの添加物を、ここにおいて開示したタイプの組成物に含めるための有効な添加量および工程は、本開示の補助を得て、この技術に精通している者により決めることができる。
【００５４】
一実施の形態においては、ＥＩＭは更に、１つまたは２つ以上の湿潤剤の有効な量を含む。湿潤剤は、一般的には、ＥＩＳの親水性を高めるように機能できる両親媒性（amphiphilic）物質である。理論により制限されることを望まなければ、ＥＩＳの親水性を高めると、油に接触したとき、例えば、油充填変圧器に浸漬されたときに、ＥＩＳの劣化を減少し、また安定性を増加することができ有利である。湿潤剤により、ＥＩＳは、物理的劣化および／または性能特性における劣化を同時に減少しつつ、油吸収量の増加を示すことが可能になる。湿潤剤により、ＥＩＳ全体にわたって誘電体添加物のより良好な分散および均一性を確保できる。このことが、結果的に、ＥＩＳの誘電絶縁値を高める。これに加えて、ＰＴＦＥウィスカーの一様な散乱の結果としての、ＥＩＳの熱的劣化に対する高められた抵抗性によって、マット（紙型）の物理的強度特性（つまり、引張り性、耐破断性、耐破裂性、伸び性）が向上できる。
【００５５】
一実施の形態においては、湿潤剤はイオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、またはそれらの組み合わせを含む。イオン界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、および双性イオン界面活性剤、例えば、ペルフルオロオクタン酸；ペルフルオロオクタンスルフォン酸；ドデシルスルフォン酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、および他のアルキル硫酸塩；ラウリルエーテル硫酸ナトリウムとしても知られているラウリル硫酸ナトリウム；アルキルベンゼンスルフォン酸；臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムとも称される臭化セチルトリメチルアンモニウムと他のアルキルトリメチルアンモニウム塩；塩化セチルピリジニウム；ポリエトキシレート化獣脂アミン；塩化ベンザルコニウム（ＢＡＣ）；塩化ベンゼトニウム；ドデシルベタイン；コカミドプロピルベタイン；ココアンフォグリシネート；またはそれらの組み合わせを含むことができる。非イオン界面活性剤は、アルキルポリ（エチレンオキサイド）、アルキルフェノールポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンオキサイド）とポリ（プロピレンオキサイド）の共重合体、アルキルポリグルコシド、またはそれらの組み合わせを含むことができる。本開示における使用に適切な湿潤剤の例としては、広く市場に出回っている非イオン界面活性剤であるTRITON X-100(C14H22O(C2H4O)n)がある。
【００５６】
いくつかの実施の形態においては、湿潤剤要素は、約０.０５w/w%から約２w/w%、または約０.１w/w%から約１w/w%、または約０.２w/w%から約０.５w/w%の量でＳＢＳ中に存在している。
【００５７】
一実施の形態においては、ＳＭＳは、ナノフィブリル化アクリル繊維を含む繊維成分と水を接触させることで形成される。ＳＢＳは、ＰＴＦＥ分散剤を含む誘電体添加物と、高カルボキシル化スチレンアクリレート材料を含む結合剤要素と、水を接触させることで形成できる。そのような実施の形態においては、ナノフィブリル化アクリル繊維は、ＳＭＳの総重量に基づいて、約０.５wt.%から約２wt.%の量で存在できる。ＳＢＳにおいては、ＰＴＦＥ分散剤は、約１wt.%から約１０wt.%の量で存在でき、高カルボキシル化スチレンアクリレートは、約９wt.%から約２０wt.%の量で存在でき、水は、約７０wt.%から約９０wt.%の量で存在でき、各成分に対する個々の量は、所与の範囲内で、組成に対して全体で１００%になるように選択される。ＳＭＳとＳＢＳは、ここにおいて前述したタイプの紙／シート製造装置に送られか、または後でより詳細に記載するように手すき紙に形成できる。結果として得られる不織ＥＩＳは、材料を、電気絶縁材としての使用に適するものにする物理的および／または機械的特性を有することができる。更に、この技術において通常の技量を有する者には既知であるように、形成されたシートの更なる処理を行うことができる。一実施の形態においては、シートは、本開示のＥＩＭを含むテープまたはラップを形成するために切断／細長く切断される。以降、本開示は、他の工程によるＥＩＳの形成も考えられるが、従来の紙製造工程で形成されるＥＩＳの特性に焦点を置く。また、「ＥＩＳ」または「シート」という用語の使用は、任意の幅または厚さのシートを含み（他に規定されない限り）、また導電体の包装に使用されるテープまたはラップを形成する切断された／細長く切断されたシートも含むと理解されねばならない。同様に、「ＥＩＳ」または「シート」の用語は、任意の硬さのシートを含むと理解されねばならず、従って、柔軟性のあるシートまたはより硬い、厚紙のような構造物も含む。
【００５８】
一実施の形態のおいては、ＥＩＳは、American Society for Testing and Materials (ASTM) D-202またはTechnical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) T-411に従った測定で、約０.００１５インチ（０.０３８１mm）から約０.０１５インチ（０.３８１mm）、または約０.００２インチ（０.０５０８mm）から約０.０１０インチ（０.２５４mm）、または約０.００２５インチ（０.０６３５mm）から約０.００８インチ（０.２０３mm）の範囲の７.３psi（０.５１kg/cm2）厚さと、ASTM D-646に従った測定で、約１５lbs/２,８００ft2（２５.４g/m2）から約８０lbs/２,８００ft2（１３５.６g/m2）、または約２０lbs/２,８００ft2（３３.９g/m2）から約７５lbs/２,８００ft2（１２７.２g/m2）、または約２５lbs/２,８００ft2（４２.４g/m2）から約４５lbs/２,８００ft2（７６.３g/m2）の範囲の重量を有する。代替の実施の形態においては、厚さは０.０１９７から０.１９７in（０.５から５.０mm）の範囲である。所望される厚さにより、例えば、湿式板紙製造機のような異なるタイプの機械をＥＩＳの製造に採用できる。そのような装置は、この技術において通常の技量を有する者には知られており、本開示による補助と恩恵により選択できる。
【００５９】
実施の形態においては、ＥＩＳは、約０.４g/cc（２５lbs/ft3）から約０.７g/cc（４３.７lbs/ft3）、または約０.４２g/cc（２６.２lbs/ft3）から約０.６５g/cc（４０.６lbs/ft3）、または約０.４４g/cc（２７.５lbs/ft3）から約０.６g/cc（３７.５lbs/ft3）の範囲の密度を有する。
【００６０】
実施の形態においては、ＥＩＳは、約３０secs/１００ccから約１５０secs/１００cc、または約８０secs/１００ccから約１４５secs/１００cc、または約９０secs/１００ccから約１４０secs/１００ccの範囲の、１.１２５インチ（２.８６cm）開口に対する空気抵抗と、約０.１%から約１%、または約０.２%から約０.８%、または約０.３%から約０.５%の範囲の水分含有量を有する。ここにおいて、空気抵抗とは、対象物を通る空気の相対運動に対向する力のことであり、TAPPI T-460、別名Gurley法に従って測定できる。ここにおいて、水分含有量とは、シート中に存在し、測定可能な水分量のことである。シート中の水分量は、周囲の条件と、製造中に加えられる水分量により変化し、例えば、熱重量分析またはTAPPI T412のような任意の適切な方法で測定できる。
【００６１】
いくつかの実施の形態においては、ＥＩＳは、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ（４５.４kg/２５.４mm）、または約２０lbs/インチ（９.１kg/２５.４mm）から約５０lbs/インチ（２２.７kg/２５.４mm）、または約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）から約４０lbs/インチ（１８.１kg/２５.４mm）の範囲の、縦方向（ＭＤ）の引張り強さと、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）、または約１５lbs/インチ（６.８kg/２５.４mm）から約２５lbs/インチ（１１.３kg/２５.４mm）、または約１８lbs/インチ（８.２kg/２５.４mm）から約２２lbs/インチ（１０.０kg/２５.４mm）の範囲の、交差または横方向（ＣＤまたはＴＤ）における引張り強さを有する。ここにおいて、引張り強さとは、縦方向の応力（張力）に対する材料の抵抗力のことであり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６２】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約２５N*m/gから約３１０N*m/g、または約５５N*m/gから約１８１N*m/g、または約９０N*m/gから約１５７N*m/gの範囲のＭＤ比引張り強さと、約４８N*m/gから約１３８N*m/g、または約５２N*m/gから約１２９N*m/g、または約７３N*m/gから約１１６N*m/gの範囲のＣＤ比引張り強さを有する。ここにおいて、比引張り強さとは、坪量当たりの引張り強さのことであり、次の方程式から計算できる：比引張り強さ＝引張り強さ（N/m）／坪量（g/m2）。
【００６３】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%の範囲のＭＤ伸び値と、約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%の範囲のＣＤ伸び値を有する。ここにおいて、伸び値とは、シート中に存在し、測定可能な伸縮量のことであり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６４】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約１０３MN/m2（１５psi）から約４１４MN/m2（６０psi）、または約１３８MN/m2（２０psi）から約３７９MN/m2（５５psi）、または約１７２MN/m2（２５psi）から約３４５MN/m2（５０psi）の範囲の破裂強さと、約３.０MN/gから約４.５MN/g、または約３.３MN/gから約４.２MN/g、または約３.６MN/gから約３.９MN/gの範囲の比破裂強さを有する。ここにおいて、破裂強さとは、一様に分布され増加しつつある圧力が紙の一辺に加えられたとき、紙を破裂させるために必要な静水圧により測定される、破断に対する紙の抵抗力のことであり、一方、比破裂強さとは、破裂強さ（MegaNewtons/m2で表わされる）と、紙／板紙の坪量（g/m2で表わされる）との比のことである。破裂強さは、Mullen Burst Testerを使用して行うことができる、TAPPI T-403に従って測定できる。
【００６５】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（４００V/mil）、または約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）、または約９.６MV/m（２４５V/mil）から約１２MV/m（３０５V/mil）、または約１０.２MV/m（２６０V/mil）から約１０.６MV/m（２７０V/mil）の範囲の、空気中測定での絶縁耐力と、約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える、または約９.４MV/m（２４０V/mil）から約３１.４MV/m（８００V/mil）、または約９.４MV/m（２４０V/mil）から約２７.６MV/m（７００V/mil）、または約１０.２MV/m（２６０V/mil）から約２３.６MV/m（６００V/mil）、または約１０.６MV/m（２７０V/mil）から約２３.６MV/m（６００V/mil）の範囲の、油中測定での絶縁耐力を有する。
【００６６】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）、または約２０℃（６８°Ｆ）から約２００℃（３９２°Ｆ）、または約１００℃（２１２°Ｆ）から約１８０℃（３５６°Ｆ）の範囲の連続使用温度を有する。一実施の形態においては、ＥＩＳの連続使用温度は、ＥＩＳの成分、例えば、繊維成分、結合剤要素、および誘電体添加物の連続使用温度から決定され、所与の成分の最も低い連続使用温度が、一般的にＥＩＳ全体の連続使用温度として定義される。この技術に精通している者には理解されるように、連続使用温度とは、要求される作動寿命にわたり、容認できる性能（例えば、用途要件に対しての耐性）を保持できるように材料を使用できる推奨温度のことである。一実施の形態においては、連続使用温度は、Underwriters Laboratories (UL) Relative Thermal Index (RTI)標準UL 746に従って測定される。一実施の形態においては、連続使用温度は、UL 746に従って電気的RTI、衝撃を伴う機械的RTI、および／または衝撃を伴わない機械的RTIにより定義される。
【００６７】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、一軸的または二軸的に配向され（例えば、シート製造工程中に）、所望の特性（例えば、強靭性、不透明性）をＥＩＳに付与する。一実施の形態においては、配向されたＥＩＳは、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ（４５.４kg/２５.４mm）、または約２０lbs/インチ（９.１kg/２５.４mm）から約５０lbs/インチ（２２.７kg/２５.４mm）、または約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）から約４０lbs/インチ（１８.１kg/２５.４mm）の範囲の、縦方向（ＭＤ）における破断時の引張り強さ（降伏／破断強さとも称される）と、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）、または約１５lbs/インチ（６.８kg/２５.４mm）から約２５lbs/インチ（１１.３kg/２５.４mm）、または約１８lbs/インチ（８.２kg/２５.４mm）から約２２lbs/インチ（１０.０kg/２５. ４mm）の範囲の、交差方向（ＣＤ）における破断時の引張り強さ（降伏／破断強さとも称される）を示す。破断時の引張り強さは、材料を破断するために必要な単位面積当たりの力であり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６８】
一実施の形態においては、ＭＤの破断時の引張伸びは、約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%に及び、ＴＤ（またはＣＤ）の破断時の引張伸びは約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%に及ぶ。破断時の引張伸びは、材料が張力により破断する前に起こる長さにおける百分率での増加量であり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６９】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、材料の孔体積に等しい鉱油吸収量を有する。そのような実施の形態においては、ＥＩＳは油で飽和できる。または、ＥＩＳは、それ自身の重量と等しい、またはそれを超える鉱油吸収量を示すこともできる。そのような実施の形態においては、ＥＩＳは過飽和されたと言うことができる。例えば、ＥＩＳは、約１００%から約１５０%、または約１１０%から約１４０%、または約１１０%から約１２０%の範囲の、ＥＩＳの予め湿潤された重量に基づく鉱油吸収量を示すことができる。任意の適切な方法を、鉱油中におけるＥＩＳの百分率吸収容量を測定するために採用できる。典型的な手順は、ＥＩＳの試料を作成することと、試料の乾燥重量を記録することを採用できる。ＥＩＳは、その後、所定の時間（例えば、３分間）鉱油中に浸漬され、その後、余分な油は排出または圧縮により除去される。そして試料は、重量が再び測られ、百分率吸収量が、（湿潤重量−乾燥重量）／乾燥重量×１００%で計算される。
【００７０】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約０.３%から約０.６%、または約０.３５%から約０.５５%、または約０.４%から約０.５%の範囲の灰含有量を有する。ここにおいて灰とは、高温で紙を完全燃焼した後の残滓のことである。灰含有量は通常は、元のテスト試料の百分率として表現され、紙の中の無機物含有量を表す。
【００７１】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約０インチから約４インチ（１０.１６cm）、または約０インチから約２インチ（５.０８cm）、または約０インチから約１インチ（２.５４cm）の範囲の垂直炎飛跡長（vertical flame track）を有することもある。ここにおいて、難燃性とは、点火源（例えば、シガレットライター）がＥＩＳの縁部から取り除かれた後に、炎が飛跡する垂直距離のことであり、標準化された方法により測定できる。例えば、この方法は、テストする材料の試料を得ることを含むことができる。そして材料は、定位置に保持され、ブタンライターを使用して、炎の高さの約５０%がシート上にくるようにして、試料の低縁部に炎を当てる。炎は、約２秒間、試料上の各位置に保持される。結果が観測され、そして判断される。試料は、炎が自然に消えるまえに４インチ（１０.１６cm）以下しか飛跡しなければ容認できるとされ、一方、炎がいずれかの位置において４インチ（１０.１６cm）を超えて飛跡したときに、容認できない評価が与えられる。
【００７２】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、図２に示されているように、シートをクレープ加工することで更に処理される。ここにおいて、クレープ加工とは、紙のシートを機械的に柔軟にし、または皺を付けてその伸縮性および柔軟性を高める操作のことであり、更に、表面積と密度特性を増大することもでき、その結果、絶縁特性を高めることができる。
【００７３】
いくつかの実施の形態においては、ＥＩＳは、形成されたシートのインラインクレープ加工により更に処理される。ここにおいて、「インラインクレープ加工」は、ドラムロールやドクターブレードのようなクレープ加工構成要素を更に備える機械上で行うことができ、それによりＥＩＳは同じ工程で形成およびクレープ加工できる。例えば、再び図１を参照すると、ドラムロールやドクターブレードのようなクレープ加工構成要素は、乾燥器の下流に設置できる（例えば、乾燥缶４４の下流）。ＥＩＳは、湿式クレープ加工または乾燥クレープ加工を行うことができる。クレープ加工処理のタイプは、経済性、装置の入手可能性、および強度や伸縮性のようなユーザの所望する特性によって選択される。
【００７４】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、湿式クレープ加工により更に処理される。ここにおいて、「湿式クレープ加工」とは、ＥＩＳを再度湿潤し、再湿潤されたシートをクレープ加工ドラムまたはＭＧ乾燥機に取り付けることである。取り付けられた再湿潤ＥＩＳは、追加的なカレンダー加工および乾燥装置によりクレープ加工できる。米国特許第６,３７９,４９６、６,８５５,２２８、および４,９９２,１４０号に開示されているような、任意の適切な湿式クレープ加工が考えられ、それらの特許の記載内容をその全体にわたり本書に援用する。
【００７５】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、乾式クレープ加工により更に処理される。ここにおいて、「乾式クレープ加工」とは、前述した湿式クレープ加工と類似しているが、ＥＩＳは、この工程を行う前に再湿潤されない。米国特許第２,７２５,６４０、５,８６５,９５０、６,３３６,９９５、６,２７７,２４２、６,２０７,７３４、および５,９４４,９５４号に開示されているような、任意の適切な乾式クレープ加工が考えられ、それらの特許の記載内容をその全体にわたり本書に援用する。いずれの実施の形態においても、結果としての材料は、クレープ加工ＥＩＳと称される。一実施の形態においては、クレープ加工は、例えば、Micrex MICROCREPERを使用するクレープ加工のような、Micrex Corporationから入手できる技術によるマイクロクレープ加工として知られている工程において行われる。
【００７６】
一実施の形態においては、クレープ加工ＥＩＳは、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従った測定で、約３０%から約５０%、または約３５%から約４５%、または約３７%から約４３%の、縦方向における伸び値と、約３０%から約５０%、または約３５%から約４５%、または約３７%から約４３%の、交差方向における伸び値を有する。
【００７７】
一実施の形態においては、クレープ加工ＥＩＳは、ＥＩＳの重量に基づいて、約１４０%から約２５０%、または約１６０%から約２３０%、または約１８０%から約２１０%の鉱油吸収量を有する。クレープ加工ＥＩＳは、類似のクレープ加工されていないＥＩＳと比較して、約３０%から約４０%、または約３２%から約３８%、または約３４%から約３６%の吸収量の増加を示すことができる。
【００７８】
一実施の形態において、クレープ加工されたＥＩＳは、ASTM D-149およびASTM D-3487に従った測定で、約２６０V/mil（１０.２MV/m）から約４００V/mil（１５.７MV/m）、または２８０V/mil（１１.０MV/m）から約３８０V/mil（１５.０MV/m）、または約３００V/mil（１１.８MV/m）から約３６０V/mil（１４.２MV/m）、または約３１５V/mil（１２.４MV/m）から約３４５V/mil（１３.６MV/m）の（空気中測定での）絶縁耐力を有する。
【００７９】
一実施の形態においては、クレープ加工されたＥＩＳは、ASTM D-149およびASTM D-3487に従った測定で、約２８０V/mil（１１.０MV/m）から約４４０V/mil（１７.３MV/m）、または約３００V/mil（１１.８MV/m）から約４２０V/mil（１６.５MV/m）、または約３２０V/mil（１２.６MV/m）から約４００V/mil（１５.７MV/m）、または約３３０V/mil（１３.０MV/m）から約３９０V/mil（１５.４MV/m）の（油中測定での）絶縁耐力を有する。
【００８０】
実施の形態においては、これ以降は、合わせてＥＩＳと称されるＥＩＳまたはクレープ加工ＥＩＳ（いずれも、随意的にカレンダー加工されている）は、導電体を包んで、絶縁導電体（ＩＥＣ）を形成するために使用される。言い換えると、ＥＩＳは、導電体に対して、電気絶縁外層または包装材（ラッピング）を提供する。一実施の形態においては、ＥＩＳは、本開示のＥＩＳ（例えば、テープまたはラップ）を導体の周りに螺旋状に巻き付けることにより導電体に貼り付けられる。本開示においては、任意のタイプの導電体が考えられ、例えば、銅線のような導電体がある。一実施の形態においては、本開示のＥＩＳで包まれた導電体（つまり、ＩＥＣ）は、２２０℃未満、または約０℃から２２０℃、または約１０５℃から約２２０℃、または約１１０℃から約２２０℃、または約１１０℃以上かつ２２０℃未満、または１１０℃超かつ２２０℃未満、または約１２０℃から約２００℃、または約１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０℃の１つの低終点から１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２０５、２１０、２１５、２２０℃の１つの高終点の範囲の連続使用温度に晒される。一実施の形態においては、導電体の連続使用温度は、油充填変圧器の要求される作動寿命を通して容認できる性能を提供するように選択される。導電体の非制限的な例としては、電線、電線管、電池部品、磁気ワイヤ、電気モーターの内部部品、変圧器の内部部品（例えば、変圧器コア、コイル、および巻き線）がある。
【００８１】
一実施の形態においては、ＩＥＣは油充填変圧器に用いられる。例えば、電線（銅または銅合金線）は、ここにおいて開示したようにＥＩＳで包まれてＩＥＣを形成できる。ＩＥＣは更に処理されて（例えば、巻回される、またはコイル状に巻かれる）、変圧器ハウジングの中に設置できる。いくつかの実施の形態においては、変圧器は油（例えば鉱油）を充填でき、油はＩＥＣのＥＩＳラップ内にしみ込むことができる。
【００８２】
一実施の形態においては、方法は、ナノフィブリル化繊維成分（例えば、アクリル繊維）を含む繊維質スラリを作成することと、スラリを真空成型してシートを形成することと、共にここにおいて前述したタイプの結合剤要素（例えば、カルボキシル化スチレン重合体）と誘電体添加物（例えば、フッ素重合体）を含む飽和剤を作成することと、真空成型シートを飽和剤で飽和することと、および飽和シートを乾燥または硬化して乾燥シートを形成することを含む。方法は更に、乾燥シートをクレープ加工することと、シートを細長く切断してテープを形成することと、導電体をテープで包んで絶縁導電体を形成することと、および絶縁導電体を油に接触させること（例えば、油充填変圧器内で）を含むことができる。
【００８３】
一実施の形態においては、方法は、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレン重合体と、フッ素重合体を含むスラリを作成することと、スラリをシートまたはテープに形成することと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、および導電体の少なくとも一部を油に接触させることを含み、油の温度は、約１００℃から約２２０℃であり、油は、変圧器内に格納されている。
【００８４】
一実施の形態においては、方法は、ナノフィブリル化繊維成分（例えば、アクリル繊維）を含むＳＭＳと、結合剤要素（例えば、カルボキシル化スチレン重合体）と誘電体添加物（例えば、フッ素重合体）を含む飽和剤を作成することを含み、これらのタイプはすべてここにおいて前述されている。ＳＭＳは、任意の適切なシート形成法を使用してシートを作成するために使用できる。そしてシートには、追加的処理を施すことができる。一実施の形態においては、シートはホットカレンダー加工される。または、シートはクレープ加工および／またはマイクロクレープ加工される。または、シートはホットカレンダー加工されてからクレープ加工される。または、シートはホットカレンダー加工されてからマイクロクレープ加工される。または、シートはクレープ加工されてからホットカレンダー加工される。または、シートはマイクロクレープ加工されてからホットカレンダー加工される。上述した実施の形態においては、カレンダー加工および／またはクレープ加工処理された結果としてのシートは、加工シートと称される。方法は更に、加工シートを細長く切断してテープを形成することと、導電体をテープで包んで絶縁導電体を形成することと、および絶縁導電体を油に接触させること（例えば、油充填変圧器内で）を含むことができる。
【００８５】
一実施の形態においては、シートに形成された、ここにおいて開示したタイプのＥＩＳは更に、ホットカレンダー加工とマイクロクレープ加工（順序は任意）で処理される。そして加工ＥＩＳは細長く切断してテープを形成することができ、そしてこのテープで導電体を包んで絶縁導電体を形成することができる。そして絶縁導電体は油と接触させることができ（例えば、油充填変圧器内で）、ＥＩＳ材料は、ＥＩＳの重量に基づいて、油の約１００%から約１５０%を吸収する。そのようなＥＩＳは、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）、または約２０℃（６８°Ｆ）から約２００℃（３９２°Ｆ）、または約１００℃（２１２°Ｆ）から約１８０℃（３５６°Ｆ）の連続使用温度を有することができる。
【００８６】
一実施の形態においては、ここにおいて開示されたタイプのＥＩＳは、ＩＥＣの作成に有利に用いられる。本開示のＥＩＳは、上記の範囲の連続使用温度における電気絶縁材をもたらす。更に、開示されたＥＩＳの厚さで、より多くの数の絶縁ラップが、絶縁材用に割り当てられた空間の一定間隙内で作成できる。より多くの数のラップは、より多くの数の接触面および複数のラップに伴う空気空間の存在のために、より高い電気絶縁値をもたらす。加えて、ホットカレンダー加工されて、伸びの増加を示すＥＩＳは、より複雑および／または、より小さな幾何学形状を包むことを可能にする。より複雑および／または、より小さな幾何学形状を包むことができるということは、より小さな設置面積および／または、より効率的な幾何学形状を有するＩＥＣの製造を容易にし、その結果、ＩＥＣの製造および運用の経済性に効果的な影響を及ぼす。
実施例
【００８７】
実施の形態を一般的に記述してきたが、下記の実施例は、本発明の特定の実施の形態としてのものであり、それら特定の実施の形態の実践および利点を示すためのものである。実施例は、説明のための例であり、いかなる方法によっても明細書または請求項を制限するものではないということは理解されたい。
実施例１
【００８８】
ここにおいて開示したタイプのＳＭＳの典型的な配合を表１に示す。
【表１】
【００８９】
ＥＩＳの７in.×７in.（１７.７８cm×１７.７８cm）試作品を、表２の配合を使用して作成し、不織手すき紙を形成した。
【表２】
【００９０】
手すき紙を下記のようにして作成した。加工水（７リットル）をステンレス鋼混合バケツに加え、２０psi（１.４kg/cm2に）おいて混ぜた。A010-4アクリル繊維（９.４７g）を混合バケツに加え、５分間混合した。８in.×８in.（２０.３２cm× ２０.３２cm）ステンレス鋼Noble & Wood形成ワイヤを手すき紙型中に置き、型を閉じてロックした。追加の加工水（７リットル）を、その後、手すき紙型に加えた。そして、混合バケツの内容物を手すき紙型に移し、手すき紙型の中の材料は、穴あきプランジャーで混合した（例えば、約２０回突いた）。そして、手すき紙型と、ステンレス鋼形成ワイヤ上に成型された結果としてのシートを真空状態とした。第２混合物を、６１７mlの加工水と、３００wet gのACRODUR DS 3558樹脂と、８３wet gのAD-10 APTFE分散剤を２,０００mlのNALGENEビーカー内で接触させて５分間混合することで作成した。そしてこの混合物をステンレス鋼飽和なべに移した。シートを手すき紙型から飽和ワイヤに移し、飽和ワイヤとシートの組み合わせを真空に晒した。そして、シートと飽和ワイヤの構成物を、ステンレス鋼飽和なべの中で、結合剤槽の上部をかすめるように通した。シート全体の長さをかすめるように通したあと、シートと飽和ワイヤの構成物を、再び真空スロットに通して、余分な結合剤を除去した。そしてシートを、シートの上部および底部にチーズクロス（目の粗い、薄地の綿布）を使用して、シートが乾燥器に付着しないように保ちながら飽和ワイヤから乾燥器に移し、２２０℃で５分間乾燥した。乾燥シートは７in.×７in.（１７.７８cm×１７.７８cm）に切断し整えた。このようにして作成したシートで得られた物理的特性データを表３にまとめる。
【表３】
【００９１】
結果は、この方法で作成された標準セルロース系電気絶縁の度合い（grade）は、３lbs/インチ幅（１．３６kg/２５.４mm）に近い引張り強さを生み出したことを示している。しかし、これらのセルロース系の度合いは、紙製造機械を通すと、縦方向の引張り強さが、６０から８０lbs/インチ幅（２７.２〜３６.３kg/２５.４mm）に増加した。理論により制限されることを望まなければ、引張り強さにおけるこの増加は、いくつかの要因の結果であり得る。第１に、手すき紙は引張り強さに対して方向性を持たない。手すき紙は、紙製造機械上のように、プレスおよび／または乾燥器部内に引き込まれることなく、静的な排出工程において単純に形成される。第２に、手すき紙は静的な排出工程により形成されるので、多くの繊維が、最終のシート構成においてｚ方向に固定される。つまり、繊維は他の繊維と重なって追加的な引張り強さを付与することができない。反対に、紙製造機械で製造された材料は、湿潤状態の繊維は紙製造機械の端に向けて引っ張られるので方向性を有し、そのため、これらの繊維のほとんどがｘｙ平面に置かれる。つまり、これらの繊維お互いに重なって、追加的な張り強さをもたらす。最後に、セルロースおよびアクリル繊維は、典型的には、紙製造機械でインラインで精製され、増大した表面積を有するより小さな径の繊維となるので、その結果、繊維同士の重なりが多くなり、その後の結合部位が多くなる。従って、機械で製造されたＥＩＳは、手作業で製造されたＥＩＳよりも高い引張り強さを示すことができる。
実施例２
【００９２】
ここにおいて開示したタイプのＥＩＭの電気絶縁特性を調べた。試料１−１８と指定した１８の試料を表４の配合で作成した。
【表４】
【００９３】
これらの試料を、実施例１と２で前述したようにしてシートに形成した。１８の８in.×８in.（２０.３２cm×２０.３２cm）シートを作成して、それぞれを３０lb/２,８８０sq.ft.（５０.８６g/m2）の目標坪量を有する７in.×７in.（１７.７８cm×１７.７８cm）に切断し整えた。試料は、乾燥オーブン内で２２０°Ｆ（１０４℃）および５０%の相対湿度で２４時間調整した。試料１−１８と指定した試料の種々の特性をテストし、それらの特性と測定値を表５に示す。結果は、ここにおいて開示したタイプの材料は、ＥＩＳおよび／またはＥＩＭとしての使用に適する物理的および／または機械的特性を示している。特に、結果は、手作業製造のＥＩＳより機械製造のＥＩＳで更に改良されると期待される望ましい絶縁耐力を示している。
【表５】
実施例３
【００９４】
ここにおいて開示したタイプのＥＩＳを、下記のパイロット Rotoformer 試し設計に従って作成した。ここで、パイロットロトフォーマー上での排出を促進し、その後、シートを工程の飽和／結合剤塗布部分に移すためには、より大きな寸法（より大きな径およびより長い長さ）のアクリル繊維（０.１d× ３mm Vonnel）を繊維完成紙料（ＳＭＳ）に加えなければならなかったということに触れておく。
試し設計
目的：２６.５”幅の変形例１の１０,５００’ロールの製造
繊維完成紙料
【００９５】
ここにおいて開示したタイプのＥＩＳを下記の手順で製造した。結合剤補給タンクをゆっくり攪拌し、水を約半分まで入れ、BASF ACRODUR DS 3558ラテックスをそのまま７０lbs、Laurel AD-10A PTFE 分散剤をそのまま２０lbs加え、タンクを水で５０ガロンに満たし、３５結合剤／２０水の割当量を有する混合物をスプレーヘッダに供給した。６６４ガロンの水と、６４.１wet.lbsのEftec A040-6 アクリル繊維と、１７.６wet lbs.の0.1d×3mm Vonnel アクリル繊維をパルプに加えた後、材料を５分間パルプ状にした。その後、材料を、４ft.を超えるレベルを保持するためにマシンチェストに供給する前に、中身を空けられて、６６４ガロンの水で洗浄してＰＤＣとした。マシンチェストへ供給は、ファンポンプの吸引側に対してであり、２４.０gpmおよび４０Hzで行われた。機械は２６.５"デッケル（deckle）であり、ポンド（pond）が中にあり、ダンディ（dandy）がその上にあり、攪拌器がヘッドボックスの中にあり、設定は、フロー弁は１／２開き、Hz.による制御レベルは開始時は１５で、全部の箱を完全真空で、速度は２７.０fpm、すべての缶を完全蒸発させ、目的の長さに巻くこととした。
【００９６】
この試作において製造した材料に対する物理的特性データを表６に示す。
【表６】
【００９７】
結果は、ここにおいて開示したタイプのＥＩＳは、空気中および油中の両方において高い絶縁耐力を呈示することを示している。
予想される実施例
【００９８】
実施例３のＥＩＳに対しては、下記の追加的処理手順が行われる。（１）ホットカレンダー加工、（２）マイクロクレープ加工、（３）ホットカレンダー加工とそれに続くマイクロクレープ加工、および（４）マイクロクレープ加工とそれに続くホットカレンダー加工。工程（１）〜（４）を経たシートの物理的特性を、追加的処理手順を経ていないシートの物理的特性と比較する。追加的処理手順を経たシートは、追加的処理手順を経ていないシートと比較すると、物理的特性の改良を示すことが予想される。特に、追加的処理を経たシートは、絶縁耐力（空気中および／または油中）の増加を示すと予想される。
【００９９】
実施の形態を示して記載してきたが、それらの修正は、本開示の精神および教示から逸脱することなく、この技術に精通した者により行うことができる。ここにおいて記載した実施の形態は単に例として示すものであり、限定的には意図されていない。ここにおいて記載した実施の形態の多くの変形および修正は可能で、本発明の範囲内である。数値の範囲または制限を明示的に述べた場合は、そのような表現の範囲または制限は、明示的に述べた範囲または制限内の同様な大きさの反復範囲または制限を含むものと理解されるべきである（例えば、約１から約１０は、２、３、４などを含み、０.１０を超えるとは、０.１１、０.１２、０.１３などを含む）。請求項の任意の要素に対する「随意的に」（”optionally”）という用語は、主題の要素は必要であるか、または必要でないかを意味すると意図されている。両選択肢は、請求項の範囲内であると意図されている。より広い意味の用語、例えば、備える（comprises）、含む（includes）、有する（having）などの使用は、より狭い意味の用語、例えば、〜から構成される（consisting of）、本質的に〜から構成される（consisting essentially of）、実質的に〜から構成される（comprised substantially of）などをサポートするために使用されていると理解されるべきである。
【０１００】
従って、保護の範囲は、上述した記載に制限されず、下記に続く請求項によってのみ制限され、請求項の範囲は、請求項の主題のすべての等価物を含む。各およびすべての請求項は、本発明の実施の形態として明細書に組み込まれる。このため、請求項は更なる記載であり、本発明の好適な実施の形態への追加である。ここにおいての参照文献の論考は、参照文献が、本発明に対する先行技術であることを認めるものではなく、特に、本出願の優先日付の後の公表日付を有するいかなる参照文献が本発明に対する先行技術であることを認めるものではない。ここにおいて引用したすべての特許、特許出願、および公開特許は、それらがここにおいて記載されたことに対する例、手順、または他の詳細補足を提供するという範囲において、本書に援用する。
【技術分野】
【０００１】
本発明（開示）は、電気絶縁材とその製造および使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気絶縁材は、絶縁体または誘電体とも呼ばれ、電流の流れを阻止する材料である。種々の絶縁材が電気機器の部品に使用され、導電体を、その中を電流を通さずに支持または分離する機能を果たす。
【０００３】
歴史的には、主に２つのタイプの電気絶縁材が、変圧器またはモーターのような電気機器または装置に使用される導電体（例えば、ワイヤ）を絶縁するために使用されてきた。第１のタイプは、湿式セルロース系材料（つまり、セルロース紙）を含み、高いレベルの形成一様性のため、つまり、存在してもわずかな数のピンホールしか有さないという非常に緻密な構造に由来する良好な電気絶縁特性を有するという特徴がある。更に、セルロース紙は、導電体上で絶縁体を覆っている時の重要な特性である非常に高い縦方向の引張り強さを生み出す。しかし、セルロース紙は、低い連続使用温度という、すべての電気絶縁材の用途において使用できる能力を制限する１つの重要な性能上の弱点を有している。ここにおいて、連続使用温度とは、用途要件および稼働環境に対して材料が耐えることができる最も高い定温のことである。
【０００４】
電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ５７.９１の標準によれば、セルロース紙は、「自然」クラフト紙に対しては、最高９５℃（２０３°Ｆ）まで、または「熱改良型／窒素処理」クラフト紙に対しては、最高１１０℃（２３０°Ｆ）までの連続使用温度に耐えられる絶縁媒体を必要とする用途においての使用が認められている。これを超える温度では、セルロース紙は急速に質を落とし、絶縁材をより頻繁に交換することになる。
【０００５】
電気絶縁材の第２のタイプは合成繊維から製造され、２２０℃（４２８°Ｆ）を超える連続使用温度を絶縁材が有することを要求する電気的用途において典型的に使用されている。このタイプの電気絶縁材の商品例としてはNOMEXがあり、これはデュポン社から入手可能な芳香族ナイロンであると考えられているメタアラミド繊維である。NOMEXは、２２０℃（４２８°Ｆ）を超える連続使用温度に耐えられるが、その供給は通常は限られており、セルロース紙よりも相当に高価である。
【０００６】
従って、所望の熱及び機械特性、特に、セルロース紙よりも高く（約１１０℃／２３０°Ｆを超える）、NOMEXよりも低い（約２２０℃／４２８°Ｆ未満）連続使用温度に対する所望の熱および機械特性を有する、相対的に安価な絶縁材の開発に対する絶え間ない要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含む電気絶縁材である。更にここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含む不織布の電気絶縁シートまたはテープである。更にここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、約８.９MV/ｍ（２２５V/mil）から約１２.８MV/ｍ（３２５V/mil）の範囲の空気中測定での絶縁耐力と、約９.４MV/ｍ（２４０V/mil）から約２７.６MV/ｍ（７００V/mil）の範囲の油中測定での絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材である。繊維成分は、アクリル繊維、合成繊維、合成パルプ、リオセル繊維、メタアラミド、パラアラミド、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリ（ブチレンテレフタレート）繊維、ポリ（エチレンテレフタレート）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、グラスファイバー繊維、粘土繊維、またはそれらの組み合わせを含むことができる。繊維成分は、約０.２５mmから約１２.５mmの範囲の長さと、約５００から約２５０,０００のアスペクト比を有することができる。繊維は、フィブリル化でき、例えば、ナノフィブリル化できる。絶縁体は、絶縁体の総重量に対して、約５０から約９５重量パーセントの、または約６５から約９０重量パーセントの、または約７５から約８５重量パーセントの繊維成分を含むことができる。結合剤要素は、乳化重合体スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、アクリル、酢酸ビニル、アクリロニトリル樹脂、ウレタン、エポキシ、尿素フォルムアルデヒド、メラミンフォルムアルデヒド、溶液重合体、酸性化アクリル、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせを含むことができる。結合剤要素は、機能性ポリマーを含んでよい。結合剤要素は、例えば、約１×１０５g/moleから約１×１０7g/moleの分子量を有するカルボキシル化重合体を含むことができる。結合剤要素は、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体を含むことができる。絶縁体は、絶縁体の総重量に対して、約３から約４０重量パーセントの、または、約５から約２５重量パーセントの、または約１０から約２０重量パーセントの結合剤要素を含むことができる。誘電体添加物は、フッ素重合体、ネオプレーン、ベークライト、シリコーン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。フッ素重合体は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥE）、ペルフルオロアルコキシ重合体（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＡＰ）、またはそれらの組み合わせを含むことができる。誘電体添加物は、約４０MV/m（１,０１６V/mil）から約８０MV/m（２,０３２V/mil）の絶縁耐力を有することができる。誘電添加物は、約５０nmから約５００nm、または約２００から約３００nmの範囲の粒径と、約７.８５um2から約７８５um2の範囲の表面積を有することができる。絶縁体は、絶縁体の総重量に対して、約１から約３０重量パーセント、または約２から約２０重量パーセント、または、約３から約１０重量パーセントの誘電体添加物を有することができる。
【０００８】
ここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含む電気絶縁材から形成されるシートまたはテープである。シートは、約０.００１５インチ（０.０３８１mm）から約０.０１５０インチ（０.３８１mm）の７.３psi（０.５１kg/cm2）の厚さ、約１５lbs/２,８８０ft2（２５.４g/m2）から約８０lbs/２,８８０ft2（１３５.６g/m2）の重量、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）幅から約１００lbs/インチ（４５.４kg/２５.４mm）幅の縦方向（ＭＤ）の引張り強さ、空気中測定での約２２５V/mil（８.９MV/m） から約３２５V/mil（１２.８MV/m）の絶縁耐力、鉱油中測定での約２４０V/mil（９.４MV/m）から約７００V/mil（２７.６MV/m）の絶縁耐力、約２０%から約４０%の縦方向の伸び値、約２０%から約４０%の横方向の伸び値、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度、約１００%から約１５０%の鉱油吸収率、またはそれらの組み合わせを有することができる。更にここにおいて開示されるのは、シートまたはテープで包まれた導電体を含む絶縁導体である。導電体は、電気絶縁材で包まれた電線、電線管、バッテリ部品、電気モーター内部部品、磁気ワイヤ、または、変圧器内部部品を含むことができる。
【０００９】
ここにおいて開示されるのは、電気絶縁体材を製造する方法であって、繊維成分を含む水性スラリを作成することと、スラリをシートに形成することと、シートを結合剤と誘電体添加物を含む飽和剤で飽和させることと、飽和されたシートを乾燥させることを備える。更に開示されるのは、そのような処理による、例えば、電気絶縁材のような製品である。一実施の形態においては、繊維成分はフィブリル化アクリル繊維であって、スラリの中に、約０.１（w/w）%から約３.０（w/w）%の量だけ存在し、結合剤要素は、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体であって、飽和剤の中に、約１０（w/w）%から約２０（w/w）%の量だけ存在し、誘電体添加物は、フッ素重合体分散剤であり、飽和剤の中に、約１（w/w）%から約１０（w/w）%の量だけ存在している。誘電体添加物を結合剤要素の中で分散して飽和剤を形成できる。飽和剤は更に、約０.０５（w/w）%から約２.００（w/w）%の量の湿潤剤を含むことができる。本方法は更に、繊維をシート内で一軸的または二軸的に配向することを備えることができる。本方法は更に、シートをクレープ加工、例えば、湿式または乾式クレープ加工してクレープ加工シートを形成することを備えることができる。本方法は更に、シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを備えることができる。クレープ加工シートは、約３０%から約５０%の縦方向の伸び値、約３０%から約５０%の交差方向の伸び値、より短く、より小さな径のアクリル繊維に対しては約１４０%から約２５０%の鉱油吸収量、クレープ加工されていない類似のシートと比較して、約３０%から約４０%多い鉱油吸収量、空気中測定での約２８０V/mil（１１.０MV/m）から約３８０V/mil（１５.０MV/m）の絶縁耐力、鉱油中測定での約３００V/mil（１１.８MV/m）から約８００V/mil（３１.４MV/m）の絶縁耐力、またはそれらの組み合わせを有することができる。
【００１０】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維を含む水性スラリを作成することと、希釈ハイドロフォーミング法でスラリをシートに形成することと、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤でスラリを飽和させることと、シートを乾燥させることと、シートを導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備える方法である。導電体は油入り変圧器内に格納でき、油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）である。本方法は更に、シートをクレープ加工することを備えることができる。本方法は更に、シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを備えることができる。
【００１１】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、導電体の少なくとも一部を、シートまたはテープで覆うことと、導電体を、油入り変圧器における使用に供することとを備える方法であり、油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）である。電気絶縁材は、空気中測定での約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）の範囲の絶縁耐力と、油中測定での約９.４MV/m（２４０V/mil）から約２７.６MV/m（７００V/mil）の範囲の絶縁耐力を有することができる。電気絶縁材は、空気中測定での約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）の範囲の絶縁耐力と、油中測定での約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える範囲の絶縁耐力を有することができる。
【００１２】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維を含むスラリを作成することと、希釈ハイドロフォーミング法でスラリをシートに形成することと、シートをカルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和することと、シートを乾燥させることと、シートをラップまたはテープに形成することと、導電体の少なくとも一部をラップまたはテープで覆うことと、導電体の少なくとも一部を鉱油に接触させることとを備える方法である。
【００１３】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート重合体と、フッ素重合体を含むスラリを作成することと、スラリをシートまたはテープに形成することと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、導電体の少なくとも一部を油に接触させることとを備える方法である。鉱油は、約１００℃から約２２０℃の温度であり、例えば、鉱油は変圧器内に格納できる。
【００１４】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、導電体を油入り変圧器における使用に供することとを備える方法である。
【００１５】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維を含むスラリを作成することと、希釈ハイドロフォーミング法でスラリをシートに形成することと、シートをカルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和させることと、シートを乾燥させることと、シートをラップまたはテープに形成することと、シートまたはテープを、油入り変圧器において導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備える方法である。
【００１６】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、導電体を変圧器ハウジングの内部に置くことと、油を変圧器ハウジング内に置いて電気絶縁シートまたはテープを接触（例えば、飽和）させることとを備える方法である。または、油は、導電体を変圧器ハウジングの内部に置くより前に、置くと同時に、および／または置いた後に変圧器ハウジングに置くことができる。導電体は、コイルまたは連続した導電体（例えば、ワイヤ）の巻き線であってよい。一実施の形態においては、電気絶縁シートまたはテープは、カレンダー加工および／またはクレープ加工（マイクロクレープ加工）されている。
【００１７】
ここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープで包まれた変圧器内部部品を得ることと、内部部品を変圧器ハウジングの内部に置くことと、油を変圧器ハウジング内に置いて電気絶縁シートまたはテープを接触（例えば、飽和）させることとを備える方法である。または、油は、内部部品を変圧器ハウジングの内部に置くよりも前に、置くと同時に、および／または置いた後に変圧器ハウジングの中に置くことができる。内部部品は、コイルまたは連続した導電体（例えば、ワイヤ）の巻き線であってよい。一実施の形態においては、電気絶縁シートまたはテープは、カレンダー加工および／またはクレープ加工（マイクロクレープ加工）されている。
【００１８】
ここにおいて開示されるのは、繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、空気中測定での約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（３２５V/mil）の範囲の絶縁耐力と、油中測定での約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材である。シートまたはテープは、約１０lbs/インチ幅（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ幅（４５.４kg/２５.４mm）の縦方向（ＭＤ）の引張り強さを有することができる。シートまたはテープは、約２０%から約４０%の縦方向の伸び値と、約２０%から約４０%の横方向の伸び値とを有することができる。
【００１９】
更にここにおいて開示されるのは、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含むシートを形成することと、シートをクレープ加工および／またはホットカレンダー加工することと、シートを導電体上で絶縁材としての使用に供することとを備える方法である。
【００２０】
上記は、下記に続く本発明の詳細な記述をより良く理解できるようにするために、本発明の特徴および技術的利点の概要をおおまかに説明した。本発明の追加的な特徴と利点は以下に開示され、それらが本発明の請求項の主題を形成する。この技術に精通した者にとっては、開示される概念と具体的な実施の形態は、本発明と同様な目的を実施するために他の構造を修正または設計する基盤として容易に利用できるということは当然のことである。また、この技術に精通した者にとっては、そのような等価な構成は、付随する請求項で記載される本発明の精神および範囲から逸脱していないということも当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
ここにおいて開示される実施の形態の詳細な説明のために、付随する図面についてここで述べる。
【００２２】
【図１】図１はシート製造工程のフロー図である。
【００２３】
【図２】図２は、本開示に係るクレープ加工されていない（つまりフラット）シート材料と、クレープ加工されたシート材料の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
特定のシステム構成要素に言及するために、下記の説明および請求項を通して、特定の用語が使用される。この技術に精通している者は理解するように、会社によって、ある構成要素に対して異なる名称を使用することもある。この文書は、名称は異なるが機能は同じである構成要素同士を区別することを意図していない。
【００２５】
下記の検討において、および請求項において、「含む」（including）および「備える」（comprising）という用語は、非限定的に使用され、従って、「・・・を含むが、・・・に限定されてはいない」ことを意味すると解釈されるべきである。
【００２６】
ここにおいて開示されるのは、電気絶縁材（ＥＩＭ）とその製造および使用方法である。一実施の形態においては、ＥＩＭは、繊維成分と、誘電体添加物と、結合剤要素を含む。他の実施の形態においては、ＥＩＭは、繊維成分と、誘電体添加物と、結合剤要素と、湿潤剤を含む。一実施の形態においては、ここにおいて開示されるＥＩＭは、電気絶縁シート（ＥＩＳ）のようなシートに形成され、導電体をくるんで絶縁導電体（ＩＥＣ）を形成するために使用できる。そのようなＥＩＭ、ＥＩＳ、ＩＥＣおよびそれらの製造と使用方法が、ここにおいて詳述される。
【００２７】
一実施の形態においては、本開示のＥＩＭは、従来の紙製造工程を介して、不織ＥＩＳに形成される。任意の適切な紙／シート製造工程または方法が考えられ、従って、これらも本開示の範囲に含まれる。適切な紙／シート製造工程は一般的には、主要繊維成分を含むシート製造スラリ（ＳＭＳ）を作成することと、ＳＭＳをシートに形成または成型することと、シートをシート結合剤スラリ（ＳＢＳ）で飽和させることと、シートを乾燥させることとを備えることができる。一般的には、ＳＭＳは主要繊維成分を水に懸濁させてスラリを形成することにより形成される。ＳＭＳはワイヤまたはスクリーンに置かれ、真空成型されてマットを形成する。新しく形成されたマットは、結合剤要素と誘電体添加物を含むＳＢＳで飽和される（真空または非真空で）。その後マットは乾燥されて形状持続形になり、不織紙シートを作り出す。
【００２８】
例えば、ＥＩＳは、Glens Falls Interweb, Inc.から入手できる、従来のDELTAFORMER希釈ハイドロフォーマー装置（例えば、傾斜ワイヤフォーマー）を使用して製造できる。図１を参照すると、DELTAFORMER装置１０は、入口ヘッダーと乱流生成器を装備することができる典型的なヘッドボックス１２を有して示されている。固体／液体比は、ヘッダー内で例えば、約０.５から約１.０wt%の固体と残部の液体（例えば、水）のように設定できる。ＳＭＳ（完成紙料または原料スラリと呼ばれることもある）は、入口ヘッダーを介してヘッドボックス１２に供給され、自由噴流１４として、形成ワイヤ１８とポンドレギュレータのリップ部の間に形成された空間であるスライス開口部１６からヘッドボックスの外に出る。ポンドレギュレータは、スライス開口部１６とヒール開口部２０の機械的調整を行い、ヘッドボックスを出るスラリの速度が、形成ワイヤ１８の速度に整合できるようにする。従って、自由噴流１４が当たる角度と衝突点は、工程および幾何学形状によって異なるようにできる。繊維が形成ワイヤ１８上に堆積されると、水は、例えば、自由排水路、真空形成ボックス２２、および／または真空箔２４を介して除去される。形成された不織繊維のシート２６は形成ワイヤから離され、連続ウェブまたはシートとして回収される。
【００２９】
新しく形成された繊維ウェブは、更なる脱水、飽和結合、乾燥、巻回および／または所望の製品形状への変換のような更なる任意の適切な方法により処理される。一実施の形態においては、飽和結合は、塗布器３０を使用してＳＢＳをウェブに塗布することにより行われる。一実施の形態においては、塗布器は、Glens Falls Interweb, Inc.から入手可能な微細流塗布器３４である。入ってくるウェブ２６は、ホールドダウンボックス（hold down box）３２により定位置に保持され（例えば、真空を介して）、微細流塗布器３４を通過する（例えば、図示のように左から右へ）。ＳＢＳは、入力３６を介して微細流塗布器３４に供給することができ、ＳＢＳは堰を超えて流れて、流れるカーテン／壁としてシートに塗布される。代替の実施の形態においては、ＳＢＳは、噴霧器のような代替の塗布器を使用してシートに塗布することができる。余分な結合剤は、塗布器ボックス３８（例えば、結合剤をウェブを通して引きつけ、余分な結合剤を除去する真空ボックス）および／または、重力および／または真空の支援により余分な結合剤を除去できる結合剤制御ボックス４０を介して除去される。一実施の形態においては、結合剤飽和シートは、１つまたは２つ以上の対流式オーブン４２および／または１つまたは２つ以上の乾燥缶４４において乾燥され、この乾燥は、ＥＩＭ成分の質をそれほど下げることのない任意の温度で行うことができる。乾燥温度は、約１２１℃（２５０°Ｆ）から約２３２℃（４５０°Ｆ）、または約１３８℃（２８０°Ｆ）から約２１６℃（４２０°Ｆ）、または約１５４℃（３１０°Ｆ）から約１９９℃（３９０°Ｆ）の範囲であってよい。乾燥後は、シートはロール４６に巻かれ、所望であれば更に処理、または格納できる。
【００３０】
一実施の形態においては、商業的数量のＥＩＳを、DELTAFORMER機上で製造できる。このDELTAFORMER機は、繊維ウェブを製造し、結合剤をカーテン壁飽和器を介してウエブ繊維に塗布し、乾燥および硬化のために対流式オーブンと乾燥缶の組み合わせを用いる。または、ＥＩＳは、Glens Falls Interweb, Inc.,から入手可能なROTOFORMER機およびROTOFORMER 2000機（例えば、真空シリンダー形成器）、Fourdrinier機、二重ワイヤ形成器、ハチェット機械、湿式板紙製造機のような、多様な結合剤デリバリシステム、例えば、ビーターアド（叩解機）、スプレー、コーター／カーテンなどを伴う、他のタイプの紙製造機で製造できる。
【００３１】
一実施の形態においては、ＥＩＳはシートをカレンダー加工することで更に処理される。ＥＩＳのカレンダー加工は、シートを滑らかにする、つやを出す、および／または薄くする働きがある。カレンダー加工は例えば、シート２６を、乾燥器の下流、例えば、乾燥缶４４とロール４６に位置している１つまたは２つ以上のカレンダー加工ローラー対を通すことにより、図１のシート製造工程の一部としてオンラインで行うことができる。そのような実施の形態においては、ロール４６はカレンダー加工されたシート材から成ることになる。代替の実施の形態においては、ロール４６は、カレンダー加工されていないシートから成り、このシートはその後、巻いた状態から解かれて、例えば、絶縁導電体製造業者のようなエンドユーザーにより採用されるスリッティング（細長く切断すること）および／またはラッピング（包み込み）処理の前に、オフラインでカレンダー加工される。カレンダー加工は、クレープ加工と組み合わせて行うこともでき、例えば、カレンダー加工の後にクレープ加工、またはその逆の順序のいずれでも行うことができる。カレンダー加工は、任意の適切な工程または機器により行うことができ、例えば、シートを滑らかにする、つやを出す、および／または薄くするために複数のローラーまたはプレートの間を通すことにより行うことができる。１つまたは２つ以上のローラーまたはプレートを熱して、シートをホットカレンダー加工することができる。一実施の形態においては、シートは感熱または熱活性化結合剤を含むことができ、シートはオンラインでホットカレンダー加工され、結合剤のセッティング（硬化）を更に補助する。そのような実施の形態においては、カレンダー加工ロールは、ここにおいて記載した材料と適合性のある任意の条件下で用いることができ、ここにおいて記載した特性を有する材料を製造することができる。例えば、ここにおいて記載した材料のカレンダー加工は、約２００°Ｆ、または約２５０°Ｆ、または約２７０°Ｆを超える温度で、約１,０００psiの圧力下で機能するカレンダー加工ロールを用いて行うことができる。カレンダー加工ロールの温度は、任意の適切な方法で調整できる。例えば、カレンダー加工ロールは、前述した温度まで電気的に熱することができる油を含むことができる。一実施の形態においては、カレンダー加工により、カレンダー加工されていないＥＩＳと比較して、ＥＩＳの１つまたは２つ以上の特性（例えば、絶縁耐力、厚さ、伸び、複雑な形状または幾何学形状への適合性など）が改良される。この技術において通常の技量を有する者であれば理解されるように、シートのカレンダー加工によりシートの幅を増大できる。例えば、カレンダー加工の前に約１８インチの幅を有していたシートは、カレンダー加工の後では、約２２インチを超えない幅を有することができる。この技術において通常の技量を有する者は、カレンダー加工処理の１つまたは２つ以上の条件を調整して、１つまたは２つ以上の、ユーザおよび／または工程により所望される必要性に合致する幅を有する材料を得ることができる。
【００３２】
一実施の形態においては、ＥＩＭは繊維成分を含む。繊維成分により、不織性かつ繊維性のウェブまたは結果としてのシートの母材を形成する、広い表面積のバルク材がもたらされる。この機能を果たすことができ、他のＥＩＭ成分との適合性があるいかなる繊維も本開示における使用に適する。
【００３３】
一実施の形態においては、繊維成分は誘電体（例えば、非導体物質）である。例えば、繊維成分は、約１MV/m（２５V/mil）から約６０MV/m（１,５２４V/mil）、または約５MV/m（１２７V/mil）から約４０MV/m（１,０１６V/mil）、または約１０MV/m（２５４V/mil）から約３０MV/m（７６２V/mil）の絶縁耐力を有することができる。ここにおいて、絶縁耐力とは、材料が破壊することなく本質的に耐えられる最大電界強度のことである。
【００３４】
実施の形態において、繊維成分は、約１から約７、または約２から約６、または約２.５から約３.５の範囲の誘電率（比誘電率、比静電誘電率、静電誘電率、または静電比誘電率としても知られている）を有する。ここにおいて、誘電率とは、材料が静電気線束を一個所に集中する程度の尺度のことである。誘電率は、電位が加えられたときに蓄えられた電気エネルギー量の、真空の誘電率に対する比である。
【００３５】
繊維成分は更に、約０.２５mm（０.００９８in）から約１２.５mm（０.４９２in）、または約１mm（０.０３９４in）から約１０mm（０.３９４in）、または約３mm（０.１１８in）から約６mm（０.２３６in）の範囲の長さと、約５００から約２５０,０００、または約２,５００から約６５,０００、または約１０,０００から約３０,０００の範囲のアスペクト比を特徴とすることができる。
【００３６】
一実施の形態においては、繊維成分はフィブリル化されている。または繊維は、ナノフィブリル化されている。ここにおいて、フィブリル化とは、表面の欠陥がより少なく、より細い繊維径、従って、結果としてより強い繊維を生み出す叩解（beating）の間に、化学パルプ繊維の壁に構造的変化を生み出す工程のことである。ここにおいて、ナノフィブリル化繊維とは、５０nmから５００nmの範囲のファイバ径の繊維のことである。フィブリル化および／またはナノフィブリル化繊維を作成する方法は、本開示による補助と恩恵により、この技術において通常の技量を有する者には理解される。フィブリル化の程度は、この技術において通常の技量を有する者には知られている、任意の適切な方法を使用して定量化できる。この方法には、例えば、走査電子顕微鏡法またはＢＥＴＮ2ガス吸収による表面積測定がある。
【００３７】
本開示における使用に適する繊維の非限定的な例としては、アクリル繊維、合成繊維、合成パルプ、リオセル繊維、メタアラミド、パラアラミド、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリ（ブチレンテレフタレート）繊維、ポリ（エチレンテレフタレート）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、グラスファイバー繊維、粘土繊維、またはそれらの組み合わせがある。本開示における使用に適する繊維の追加例としては、それに限定されることはないが、市場でEftecから入手可能なナノフィブリル化アクリル繊維であるアクリル繊維A010シリーズがある。
【００３８】
一実施の形態においては、繊維成分はＳＭＳ中に、約０.１weight/weight%（w/w%）から約３w/w%、または約０.５w/w%から約２.０w/w%、または約０.７５w/w%から約１.２５w/w%の量だけ存在している。繊維成分はＥＩＳ中に、シートの総乾燥重量に対して、約３０重量パーセント（wt.%）から約９０wt.%、または約５０wt.%から約７０wt.%、または約５５wt.%から約６５wt.%の量だけ存在できる。
【００３９】
一実施の形態においては、ＥＩＭは誘電体添加物を含む。誘電体添加物は、繊維成分単独の場合に付与されるよりも大きな電気絶縁性能をＥＩＳに提供する機能を果たす。この機能を果たすことができ、他のＥＩＭ成分と適合性があるいかなる誘電材料も、本開示における使用に適する。
【００４０】
一実施の形態においては、誘電体添加物は約７.８５um2から約７８５um2、または約３１um2から約５０３um2、または約１２６um2から約２８３um2の表面積を特徴とすることができる。更に、誘電体添加物は約４０MV/m（１,０１６V/mil）から約８０MV/m（２,０３２V/mil）、または約５０MV/m（１,２７０V/mil）から約７０MV/m（１,７７８V/mil）、または約５５MV/m（１,３９７V/mil）から約６５MV/m（１,６５１V/mil）の絶縁耐力と、約１.７５から約２.２５、または約１.８０から約２.２０、または約１.８５から約２.１５の範囲の誘電率を特徴とすることができる。
【００４１】
誘電体添加物は約５０nmから約５００nm、または約１００nmから約４００nm、または約２００nmから約３００nmの範囲の数平均粒径分布を有することができる。
【００４２】
一実施の形態においては、誘電体添加物はフッ素重合体、ネオプレーン、ベークライト、シリコーン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。一実施の形態においては、誘電体添加物は、フッ素重合体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ重合体（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、またはそれらの組み合わせを含む。一実施の形態においては、誘電体添加物は接着促進剤と共に水に分散されたＰＴＦＥを含む。本開示における使用に適している誘電体添加物の非制限的例としては、市場でLaurel Products LLCから入手可能なＰＴＦＥ分散剤であるAD-10Aがある。理論により制限されることを望まければ、ここにおいて記載された、高表面積のＰＴＦＥウィスカーを含むタイプの誘電体添加物を使用することにより、ＥＩＳの電気絶縁特性を強化することができる。更に、ＰＴＦＥにおけるフッ素族はＥＩＳを難燃材にし、この特徴は、開示された材料（つまり、ＥＩＭとＥＩＳ）を、電気絶縁材の用途に都合良く利用できるようにする別の特徴である。
【００４３】
誘電体添加物はＳＢＳ中に、約１w/w%から約１０w/w%、または約３w/w%から約７w/w%、または約４w/w%から約６w/w%の量で存在することができる。いくつかの実施の形態においては、誘電体添加物はＥＩＳ中に、シートの総乾燥重量に対して、約１wt.%から約３０wt.%、または約２wt.%から約２０wt.%、または約３wt.%から約１０wt.%の量で存在している。
【００４４】
一実施の形態においては、ＥＩＭは結合剤要素を含む。理論により制限されることを望まなければ、結合剤要素は、繊維成分による基本シートの形成を促進でき、繊維成分と誘電体添加物の相互作用を促進でき、ＥＩＳにおける誘電体添加物の分散を促進でき、ＥＩＳに追加的な引張りおよび伸び特性をもたらすことができ、ＥＩＳに対して、より高い連続使用温度定格を付与でき、および／またはＥＩＳの電気絶縁特性を改良できる。結合剤要素は、前述した機能を実行でき、ＥＩＭの他の成分と適合性がある任意の材料を含むことができる。
【００４５】
実施の形態において、結合剤要素は約５MV/m（１２７V/mil）から約４５MV/m（１,１４３V/mil）、または約１０MV/m（２５４V/mil）から約４０MV/m（１,０１６V/mil）、または約２０MV/m（５０８V/mil）から約３０MV/m（７６２V/mil）の絶縁耐力を有している。更に、結合剤要素は約２から約４、または約２.５から約３.５、または、約２.７５から約３.２５の範囲の、１kHzの周波数における測定での誘電率を有することができる。他の実施の形態（例えば、他の組成配合）においては、誘電率の値は、試験されている特定の材料に対する中間領域に整合するように選択された他の周波数（例えば、高、中、低周波数）で作動する誘電体テスタを使用して測定できる。一実施の形態においては、誘電体テスタは、Cedar Grove, NJのBeckman Instruments Inc.から入手可能なBeckman Dielectric Tester Model No. PA5-252-052である。
【００４６】
結合剤要素は、１×１０5g/moleから約１×１０７g/mole、または５×１０５g/moleから約５×１０６g/mole、または７.５×１０５g/moleから約２.５×１０６g/moleの分子量を有する重合体材料を含むことができる。
【００４７】
一実施の形態においては、結合剤要素は、乳化重合体、樹脂、溶液重合体、またはそれらの組み合わせを含む。本開示における使用に適する結合剤要素の非制限的な例としては、スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、アクリル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、ウレタン、エポキシ、尿素フォルムアルデヒド、メラミンフォルムアルデヒド、酸性化アクリレート、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせがある。一実施の形態においては、結合剤要素は１つまたは２つ以上の官能基を含むように改質された重合体を含む。例えば、重合体は、付加的なカルボキシレートを含むように官能基化できる。
【００４８】
一実施の形態においては、結合剤要素は、例えば、約１mmole/kgから約１２mmole/kg、または約３mmole/kgから約１０mmole/kg、または約５mmole/kgから約８mmole/kgのカルボキシ化の程度を有するカルボキシ化重合体を含む。以後、開示された範囲の電荷密度を有する重合体は、高カルボキシ化重合体と称する。カルボキシ化重合体は、カルボキシ化スチレン重合体、カルボキシ化スチレンアクリレート共重合体、高カルボキシ化スチレン重合体、高カルボキシ化スチレンアクリレート共重合体、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施の形態においては、結合剤要素は熱的に硬化できる水性結合剤である。あるいは、結合剤要素はカルボキシ化重合体、ポリアルコール架橋剤、および分散剤成分を含む。一実施の形態において、結合剤は市場でBASFから入手可能な高カルボキシ化スチレンアクリレート共重合体であるACRODUR 3558を含む。理論により制限されることを望まなければ、ACRODUR 3558 Resinにおける高度のカルボキシ化はまた、追加的な結合部位を提供でき、それにより、増加された量の誘電体添加物を繊維成分に接触させることが可能になる。
【００５０】
一実施の形態においては、結合剤要素は約１０w/w%から約２０w/w%、または約１２w/w%から約１８w/w%、または約１４w/w%から約１６w/w%の量でＳＢＳ中に存在している。いくつかの実施の形態においては、結合剤要素は、シートの総乾燥重量に対して、約３wt.%から約４０wt.%、または約５wt.%から約２５wt.%、または約１０wt.%から約２０wt.%の量でＥＩＳ中に存在している。
【００５１】
前記したように、ＥＩＭ成分は水中で懸濁されてＳＭＳとＳＢＳを形成する。一実施の形態のおいては、ＳＭＳとＳＢＳは、実用的なスラリと実用的な分散剤をそれぞれ形成するのに十分な量の水を含む。例えば、ＳＭＳおよび／またはＳＢＳの１つまたは２つ以上の成分を水中で懸濁できる。水は真水（淡水）であってもよく、または、紙製造工程から再処理された水である加工水（mill water）であってもよい。ＳＭＳ中の水は、湿潤重量を基準にして、約９７%から約９９.５%、または約９７.５%から約９９%、または約９７.７５%から約９８.７５%の量で存在できる。更に、ＳＢＳ中の水は、湿潤重量を基準にして、約７０%から約９０%、または約７３%から約８７%、または約７６%から約８４%の量で存在できる。一実施の形態においては、水は、ＳＭＳとＳＢＳの他のすべての成分を考慮した上で、スラリおよび分散剤の残部を構成する。
【００５２】
一実施の形態においては、ＥＩＭは、１つまたは２つ以上の所望の物理的特性を付与するために必要と考えられる、１つまたは２つ以上の添加物を含む。添加物の例としては、制限されることはないが、安定剤、連鎖移動剤、抗酸化剤、紫外線遮断剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、顔料および染料、着色材などがある。
【００５３】
前述した添加物は、例えば、ＳＭＳおよび／またはＥＩＳを形成するのに適切な、ＥＩＭの種々の配合を形成するために、単独で、または組み合わせて使用できる。これらの添加物は、所望の特性を付与するために有効な量だけ含むことができる。これらの添加物を、ここにおいて開示したタイプの組成物に含めるための有効な添加量および工程は、本開示の補助を得て、この技術に精通している者により決めることができる。
【００５４】
一実施の形態においては、ＥＩＭは更に、１つまたは２つ以上の湿潤剤の有効な量を含む。湿潤剤は、一般的には、ＥＩＳの親水性を高めるように機能できる両親媒性（amphiphilic）物質である。理論により制限されることを望まなければ、ＥＩＳの親水性を高めると、油に接触したとき、例えば、油充填変圧器に浸漬されたときに、ＥＩＳの劣化を減少し、また安定性を増加することができ有利である。湿潤剤により、ＥＩＳは、物理的劣化および／または性能特性における劣化を同時に減少しつつ、油吸収量の増加を示すことが可能になる。湿潤剤により、ＥＩＳ全体にわたって誘電体添加物のより良好な分散および均一性を確保できる。このことが、結果的に、ＥＩＳの誘電絶縁値を高める。これに加えて、ＰＴＦＥウィスカーの一様な散乱の結果としての、ＥＩＳの熱的劣化に対する高められた抵抗性によって、マット（紙型）の物理的強度特性（つまり、引張り性、耐破断性、耐破裂性、伸び性）が向上できる。
【００５５】
一実施の形態においては、湿潤剤はイオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、またはそれらの組み合わせを含む。イオン界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、および双性イオン界面活性剤、例えば、ペルフルオロオクタン酸；ペルフルオロオクタンスルフォン酸；ドデシルスルフォン酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、および他のアルキル硫酸塩；ラウリルエーテル硫酸ナトリウムとしても知られているラウリル硫酸ナトリウム；アルキルベンゼンスルフォン酸；臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムとも称される臭化セチルトリメチルアンモニウムと他のアルキルトリメチルアンモニウム塩；塩化セチルピリジニウム；ポリエトキシレート化獣脂アミン；塩化ベンザルコニウム（ＢＡＣ）；塩化ベンゼトニウム；ドデシルベタイン；コカミドプロピルベタイン；ココアンフォグリシネート；またはそれらの組み合わせを含むことができる。非イオン界面活性剤は、アルキルポリ（エチレンオキサイド）、アルキルフェノールポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンオキサイド）とポリ（プロピレンオキサイド）の共重合体、アルキルポリグルコシド、またはそれらの組み合わせを含むことができる。本開示における使用に適切な湿潤剤の例としては、広く市場に出回っている非イオン界面活性剤であるTRITON X-100(C14H22O(C2H4O)n)がある。
【００５６】
いくつかの実施の形態においては、湿潤剤要素は、約０.０５w/w%から約２w/w%、または約０.１w/w%から約１w/w%、または約０.２w/w%から約０.５w/w%の量でＳＢＳ中に存在している。
【００５７】
一実施の形態においては、ＳＭＳは、ナノフィブリル化アクリル繊維を含む繊維成分と水を接触させることで形成される。ＳＢＳは、ＰＴＦＥ分散剤を含む誘電体添加物と、高カルボキシル化スチレンアクリレート材料を含む結合剤要素と、水を接触させることで形成できる。そのような実施の形態においては、ナノフィブリル化アクリル繊維は、ＳＭＳの総重量に基づいて、約０.５wt.%から約２wt.%の量で存在できる。ＳＢＳにおいては、ＰＴＦＥ分散剤は、約１wt.%から約１０wt.%の量で存在でき、高カルボキシル化スチレンアクリレートは、約９wt.%から約２０wt.%の量で存在でき、水は、約７０wt.%から約９０wt.%の量で存在でき、各成分に対する個々の量は、所与の範囲内で、組成に対して全体で１００%になるように選択される。ＳＭＳとＳＢＳは、ここにおいて前述したタイプの紙／シート製造装置に送られか、または後でより詳細に記載するように手すき紙に形成できる。結果として得られる不織ＥＩＳは、材料を、電気絶縁材としての使用に適するものにする物理的および／または機械的特性を有することができる。更に、この技術において通常の技量を有する者には既知であるように、形成されたシートの更なる処理を行うことができる。一実施の形態においては、シートは、本開示のＥＩＭを含むテープまたはラップを形成するために切断／細長く切断される。以降、本開示は、他の工程によるＥＩＳの形成も考えられるが、従来の紙製造工程で形成されるＥＩＳの特性に焦点を置く。また、「ＥＩＳ」または「シート」という用語の使用は、任意の幅または厚さのシートを含み（他に規定されない限り）、また導電体の包装に使用されるテープまたはラップを形成する切断された／細長く切断されたシートも含むと理解されねばならない。同様に、「ＥＩＳ」または「シート」の用語は、任意の硬さのシートを含むと理解されねばならず、従って、柔軟性のあるシートまたはより硬い、厚紙のような構造物も含む。
【００５８】
一実施の形態のおいては、ＥＩＳは、American Society for Testing and Materials (ASTM) D-202またはTechnical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) T-411に従った測定で、約０.００１５インチ（０.０３８１mm）から約０.０１５インチ（０.３８１mm）、または約０.００２インチ（０.０５０８mm）から約０.０１０インチ（０.２５４mm）、または約０.００２５インチ（０.０６３５mm）から約０.００８インチ（０.２０３mm）の範囲の７.３psi（０.５１kg/cm2）厚さと、ASTM D-646に従った測定で、約１５lbs/２,８００ft2（２５.４g/m2）から約８０lbs/２,８００ft2（１３５.６g/m2）、または約２０lbs/２,８００ft2（３３.９g/m2）から約７５lbs/２,８００ft2（１２７.２g/m2）、または約２５lbs/２,８００ft2（４２.４g/m2）から約４５lbs/２,８００ft2（７６.３g/m2）の範囲の重量を有する。代替の実施の形態においては、厚さは０.０１９７から０.１９７in（０.５から５.０mm）の範囲である。所望される厚さにより、例えば、湿式板紙製造機のような異なるタイプの機械をＥＩＳの製造に採用できる。そのような装置は、この技術において通常の技量を有する者には知られており、本開示による補助と恩恵により選択できる。
【００５９】
実施の形態においては、ＥＩＳは、約０.４g/cc（２５lbs/ft3）から約０.７g/cc（４３.７lbs/ft3）、または約０.４２g/cc（２６.２lbs/ft3）から約０.６５g/cc（４０.６lbs/ft3）、または約０.４４g/cc（２７.５lbs/ft3）から約０.６g/cc（３７.５lbs/ft3）の範囲の密度を有する。
【００６０】
実施の形態においては、ＥＩＳは、約３０secs/１００ccから約１５０secs/１００cc、または約８０secs/１００ccから約１４５secs/１００cc、または約９０secs/１００ccから約１４０secs/１００ccの範囲の、１.１２５インチ（２.８６cm）開口に対する空気抵抗と、約０.１%から約１%、または約０.２%から約０.８%、または約０.３%から約０.５%の範囲の水分含有量を有する。ここにおいて、空気抵抗とは、対象物を通る空気の相対運動に対向する力のことであり、TAPPI T-460、別名Gurley法に従って測定できる。ここにおいて、水分含有量とは、シート中に存在し、測定可能な水分量のことである。シート中の水分量は、周囲の条件と、製造中に加えられる水分量により変化し、例えば、熱重量分析またはTAPPI T412のような任意の適切な方法で測定できる。
【００６１】
いくつかの実施の形態においては、ＥＩＳは、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ（４５.４kg/２５.４mm）、または約２０lbs/インチ（９.１kg/２５.４mm）から約５０lbs/インチ（２２.７kg/２５.４mm）、または約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）から約４０lbs/インチ（１８.１kg/２５.４mm）の範囲の、縦方向（ＭＤ）の引張り強さと、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）、または約１５lbs/インチ（６.８kg/２５.４mm）から約２５lbs/インチ（１１.３kg/２５.４mm）、または約１８lbs/インチ（８.２kg/２５.４mm）から約２２lbs/インチ（１０.０kg/２５.４mm）の範囲の、交差または横方向（ＣＤまたはＴＤ）における引張り強さを有する。ここにおいて、引張り強さとは、縦方向の応力（張力）に対する材料の抵抗力のことであり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６２】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約２５N*m/gから約３１０N*m/g、または約５５N*m/gから約１８１N*m/g、または約９０N*m/gから約１５７N*m/gの範囲のＭＤ比引張り強さと、約４８N*m/gから約１３８N*m/g、または約５２N*m/gから約１２９N*m/g、または約７３N*m/gから約１１６N*m/gの範囲のＣＤ比引張り強さを有する。ここにおいて、比引張り強さとは、坪量当たりの引張り強さのことであり、次の方程式から計算できる：比引張り強さ＝引張り強さ（N/m）／坪量（g/m2）。
【００６３】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%の範囲のＭＤ伸び値と、約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%の範囲のＣＤ伸び値を有する。ここにおいて、伸び値とは、シート中に存在し、測定可能な伸縮量のことであり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６４】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約１０３MN/m2（１５psi）から約４１４MN/m2（６０psi）、または約１３８MN/m2（２０psi）から約３７９MN/m2（５５psi）、または約１７２MN/m2（２５psi）から約３４５MN/m2（５０psi）の範囲の破裂強さと、約３.０MN/gから約４.５MN/g、または約３.３MN/gから約４.２MN/g、または約３.６MN/gから約３.９MN/gの範囲の比破裂強さを有する。ここにおいて、破裂強さとは、一様に分布され増加しつつある圧力が紙の一辺に加えられたとき、紙を破裂させるために必要な静水圧により測定される、破断に対する紙の抵抗力のことであり、一方、比破裂強さとは、破裂強さ（MegaNewtons/m2で表わされる）と、紙／板紙の坪量（g/m2で表わされる）との比のことである。破裂強さは、Mullen Burst Testerを使用して行うことができる、TAPPI T-403に従って測定できる。
【００６５】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（４００V/mil）、または約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）、または約９.６MV/m（２４５V/mil）から約１２MV/m（３０５V/mil）、または約１０.２MV/m（２６０V/mil）から約１０.６MV/m（２７０V/mil）の範囲の、空気中測定での絶縁耐力と、約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える、または約９.４MV/m（２４０V/mil）から約３１.４MV/m（８００V/mil）、または約９.４MV/m（２４０V/mil）から約２７.６MV/m（７００V/mil）、または約１０.２MV/m（２６０V/mil）から約２３.６MV/m（６００V/mil）、または約１０.６MV/m（２７０V/mil）から約２３.６MV/m（６００V/mil）の範囲の、油中測定での絶縁耐力を有する。
【００６６】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）、または約２０℃（６８°Ｆ）から約２００℃（３９２°Ｆ）、または約１００℃（２１２°Ｆ）から約１８０℃（３５６°Ｆ）の範囲の連続使用温度を有する。一実施の形態においては、ＥＩＳの連続使用温度は、ＥＩＳの成分、例えば、繊維成分、結合剤要素、および誘電体添加物の連続使用温度から決定され、所与の成分の最も低い連続使用温度が、一般的にＥＩＳ全体の連続使用温度として定義される。この技術に精通している者には理解されるように、連続使用温度とは、要求される作動寿命にわたり、容認できる性能（例えば、用途要件に対しての耐性）を保持できるように材料を使用できる推奨温度のことである。一実施の形態においては、連続使用温度は、Underwriters Laboratories (UL) Relative Thermal Index (RTI)標準UL 746に従って測定される。一実施の形態においては、連続使用温度は、UL 746に従って電気的RTI、衝撃を伴う機械的RTI、および／または衝撃を伴わない機械的RTIにより定義される。
【００６７】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、一軸的または二軸的に配向され（例えば、シート製造工程中に）、所望の特性（例えば、強靭性、不透明性）をＥＩＳに付与する。一実施の形態においては、配向されたＥＩＳは、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ（４５.４kg/２５.４mm）、または約２０lbs/インチ（９.１kg/２５.４mm）から約５０lbs/インチ（２２.７kg/２５.４mm）、または約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）から約４０lbs/インチ（１８.１kg/２５.４mm）の範囲の、縦方向（ＭＤ）における破断時の引張り強さ（降伏／破断強さとも称される）と、約１０lbs/インチ（４.５kg/２５.４mm）から約３０lbs/インチ（１３.６kg/２５.４mm）、または約１５lbs/インチ（６.８kg/２５.４mm）から約２５lbs/インチ（１１.３kg/２５.４mm）、または約１８lbs/インチ（８.２kg/２５.４mm）から約２２lbs/インチ（１０.０kg/２５. ４mm）の範囲の、交差方向（ＣＤ）における破断時の引張り強さ（降伏／破断強さとも称される）を示す。破断時の引張り強さは、材料を破断するために必要な単位面積当たりの力であり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６８】
一実施の形態においては、ＭＤの破断時の引張伸びは、約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%に及び、ＴＤ（またはＣＤ）の破断時の引張伸びは約２０%から約４０%、または約２５%から約３５%、または約２８%から約３２%に及ぶ。破断時の引張伸びは、材料が張力により破断する前に起こる長さにおける百分率での増加量であり、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従って測定できる。
【００６９】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、材料の孔体積に等しい鉱油吸収量を有する。そのような実施の形態においては、ＥＩＳは油で飽和できる。または、ＥＩＳは、それ自身の重量と等しい、またはそれを超える鉱油吸収量を示すこともできる。そのような実施の形態においては、ＥＩＳは過飽和されたと言うことができる。例えば、ＥＩＳは、約１００%から約１５０%、または約１１０%から約１４０%、または約１１０%から約１２０%の範囲の、ＥＩＳの予め湿潤された重量に基づく鉱油吸収量を示すことができる。任意の適切な方法を、鉱油中におけるＥＩＳの百分率吸収容量を測定するために採用できる。典型的な手順は、ＥＩＳの試料を作成することと、試料の乾燥重量を記録することを採用できる。ＥＩＳは、その後、所定の時間（例えば、３分間）鉱油中に浸漬され、その後、余分な油は排出または圧縮により除去される。そして試料は、重量が再び測られ、百分率吸収量が、（湿潤重量−乾燥重量）／乾燥重量×１００%で計算される。
【００７０】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約０.３%から約０.６%、または約０.３５%から約０.５５%、または約０.４%から約０.５%の範囲の灰含有量を有する。ここにおいて灰とは、高温で紙を完全燃焼した後の残滓のことである。灰含有量は通常は、元のテスト試料の百分率として表現され、紙の中の無機物含有量を表す。
【００７１】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、約０インチから約４インチ（１０.１６cm）、または約０インチから約２インチ（５.０８cm）、または約０インチから約１インチ（２.５４cm）の範囲の垂直炎飛跡長（vertical flame track）を有することもある。ここにおいて、難燃性とは、点火源（例えば、シガレットライター）がＥＩＳの縁部から取り除かれた後に、炎が飛跡する垂直距離のことであり、標準化された方法により測定できる。例えば、この方法は、テストする材料の試料を得ることを含むことができる。そして材料は、定位置に保持され、ブタンライターを使用して、炎の高さの約５０%がシート上にくるようにして、試料の低縁部に炎を当てる。炎は、約２秒間、試料上の各位置に保持される。結果が観測され、そして判断される。試料は、炎が自然に消えるまえに４インチ（１０.１６cm）以下しか飛跡しなければ容認できるとされ、一方、炎がいずれかの位置において４インチ（１０.１６cm）を超えて飛跡したときに、容認できない評価が与えられる。
【００７２】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、図２に示されているように、シートをクレープ加工することで更に処理される。ここにおいて、クレープ加工とは、紙のシートを機械的に柔軟にし、または皺を付けてその伸縮性および柔軟性を高める操作のことであり、更に、表面積と密度特性を増大することもでき、その結果、絶縁特性を高めることができる。
【００７３】
いくつかの実施の形態においては、ＥＩＳは、形成されたシートのインラインクレープ加工により更に処理される。ここにおいて、「インラインクレープ加工」は、ドラムロールやドクターブレードのようなクレープ加工構成要素を更に備える機械上で行うことができ、それによりＥＩＳは同じ工程で形成およびクレープ加工できる。例えば、再び図１を参照すると、ドラムロールやドクターブレードのようなクレープ加工構成要素は、乾燥器の下流に設置できる（例えば、乾燥缶４４の下流）。ＥＩＳは、湿式クレープ加工または乾燥クレープ加工を行うことができる。クレープ加工処理のタイプは、経済性、装置の入手可能性、および強度や伸縮性のようなユーザの所望する特性によって選択される。
【００７４】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、湿式クレープ加工により更に処理される。ここにおいて、「湿式クレープ加工」とは、ＥＩＳを再度湿潤し、再湿潤されたシートをクレープ加工ドラムまたはＭＧ乾燥機に取り付けることである。取り付けられた再湿潤ＥＩＳは、追加的なカレンダー加工および乾燥装置によりクレープ加工できる。米国特許第６,３７９,４９６、６,８５５,２２８、および４,９９２,１４０号に開示されているような、任意の適切な湿式クレープ加工が考えられ、それらの特許の記載内容をその全体にわたり本書に援用する。
【００７５】
一実施の形態においては、ＥＩＳは、乾式クレープ加工により更に処理される。ここにおいて、「乾式クレープ加工」とは、前述した湿式クレープ加工と類似しているが、ＥＩＳは、この工程を行う前に再湿潤されない。米国特許第２,７２５,６４０、５,８６５,９５０、６,３３６,９９５、６,２７７,２４２、６,２０７,７３４、および５,９４４,９５４号に開示されているような、任意の適切な乾式クレープ加工が考えられ、それらの特許の記載内容をその全体にわたり本書に援用する。いずれの実施の形態においても、結果としての材料は、クレープ加工ＥＩＳと称される。一実施の形態においては、クレープ加工は、例えば、Micrex MICROCREPERを使用するクレープ加工のような、Micrex Corporationから入手できる技術によるマイクロクレープ加工として知られている工程において行われる。
【００７６】
一実施の形態においては、クレープ加工ＥＩＳは、ASTM D-828またはTAPPI T-494に従った測定で、約３０%から約５０%、または約３５%から約４５%、または約３７%から約４３%の、縦方向における伸び値と、約３０%から約５０%、または約３５%から約４５%、または約３７%から約４３%の、交差方向における伸び値を有する。
【００７７】
一実施の形態においては、クレープ加工ＥＩＳは、ＥＩＳの重量に基づいて、約１４０%から約２５０%、または約１６０%から約２３０%、または約１８０%から約２１０%の鉱油吸収量を有する。クレープ加工ＥＩＳは、類似のクレープ加工されていないＥＩＳと比較して、約３０%から約４０%、または約３２%から約３８%、または約３４%から約３６%の吸収量の増加を示すことができる。
【００７８】
一実施の形態において、クレープ加工されたＥＩＳは、ASTM D-149およびASTM D-3487に従った測定で、約２６０V/mil（１０.２MV/m）から約４００V/mil（１５.７MV/m）、または２８０V/mil（１１.０MV/m）から約３８０V/mil（１５.０MV/m）、または約３００V/mil（１１.８MV/m）から約３６０V/mil（１４.２MV/m）、または約３１５V/mil（１２.４MV/m）から約３４５V/mil（１３.６MV/m）の（空気中測定での）絶縁耐力を有する。
【００７９】
一実施の形態においては、クレープ加工されたＥＩＳは、ASTM D-149およびASTM D-3487に従った測定で、約２８０V/mil（１１.０MV/m）から約４４０V/mil（１７.３MV/m）、または約３００V/mil（１１.８MV/m）から約４２０V/mil（１６.５MV/m）、または約３２０V/mil（１２.６MV/m）から約４００V/mil（１５.７MV/m）、または約３３０V/mil（１３.０MV/m）から約３９０V/mil（１５.４MV/m）の（油中測定での）絶縁耐力を有する。
【００８０】
実施の形態においては、これ以降は、合わせてＥＩＳと称されるＥＩＳまたはクレープ加工ＥＩＳ（いずれも、随意的にカレンダー加工されている）は、導電体を包んで、絶縁導電体（ＩＥＣ）を形成するために使用される。言い換えると、ＥＩＳは、導電体に対して、電気絶縁外層または包装材（ラッピング）を提供する。一実施の形態においては、ＥＩＳは、本開示のＥＩＳ（例えば、テープまたはラップ）を導体の周りに螺旋状に巻き付けることにより導電体に貼り付けられる。本開示においては、任意のタイプの導電体が考えられ、例えば、銅線のような導電体がある。一実施の形態においては、本開示のＥＩＳで包まれた導電体（つまり、ＩＥＣ）は、２２０℃未満、または約０℃から２２０℃、または約１０５℃から約２２０℃、または約１１０℃から約２２０℃、または約１１０℃以上かつ２２０℃未満、または１１０℃超かつ２２０℃未満、または約１２０℃から約２００℃、または約１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０℃の１つの低終点から１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２０５、２１０、２１５、２２０℃の１つの高終点の範囲の連続使用温度に晒される。一実施の形態においては、導電体の連続使用温度は、油充填変圧器の要求される作動寿命を通して容認できる性能を提供するように選択される。導電体の非制限的な例としては、電線、電線管、電池部品、磁気ワイヤ、電気モーターの内部部品、変圧器の内部部品（例えば、変圧器コア、コイル、および巻き線）がある。
【００８１】
一実施の形態においては、ＩＥＣは油充填変圧器に用いられる。例えば、電線（銅または銅合金線）は、ここにおいて開示したようにＥＩＳで包まれてＩＥＣを形成できる。ＩＥＣは更に処理されて（例えば、巻回される、またはコイル状に巻かれる）、変圧器ハウジングの中に設置できる。いくつかの実施の形態においては、変圧器は油（例えば鉱油）を充填でき、油はＩＥＣのＥＩＳラップ内にしみ込むことができる。
【００８２】
一実施の形態においては、方法は、ナノフィブリル化繊維成分（例えば、アクリル繊維）を含む繊維質スラリを作成することと、スラリを真空成型してシートを形成することと、共にここにおいて前述したタイプの結合剤要素（例えば、カルボキシル化スチレン重合体）と誘電体添加物（例えば、フッ素重合体）を含む飽和剤を作成することと、真空成型シートを飽和剤で飽和することと、および飽和シートを乾燥または硬化して乾燥シートを形成することを含む。方法は更に、乾燥シートをクレープ加工することと、シートを細長く切断してテープを形成することと、導電体をテープで包んで絶縁導電体を形成することと、および絶縁導電体を油に接触させること（例えば、油充填変圧器内で）を含むことができる。
【００８３】
一実施の形態においては、方法は、フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレン重合体と、フッ素重合体を含むスラリを作成することと、スラリをシートまたはテープに形成することと、導電体の少なくとも一部をシートまたはテープで覆うことと、および導電体の少なくとも一部を油に接触させることを含み、油の温度は、約１００℃から約２２０℃であり、油は、変圧器内に格納されている。
【００８４】
一実施の形態においては、方法は、ナノフィブリル化繊維成分（例えば、アクリル繊維）を含むＳＭＳと、結合剤要素（例えば、カルボキシル化スチレン重合体）と誘電体添加物（例えば、フッ素重合体）を含む飽和剤を作成することを含み、これらのタイプはすべてここにおいて前述されている。ＳＭＳは、任意の適切なシート形成法を使用してシートを作成するために使用できる。そしてシートには、追加的処理を施すことができる。一実施の形態においては、シートはホットカレンダー加工される。または、シートはクレープ加工および／またはマイクロクレープ加工される。または、シートはホットカレンダー加工されてからクレープ加工される。または、シートはホットカレンダー加工されてからマイクロクレープ加工される。または、シートはクレープ加工されてからホットカレンダー加工される。または、シートはマイクロクレープ加工されてからホットカレンダー加工される。上述した実施の形態においては、カレンダー加工および／またはクレープ加工処理された結果としてのシートは、加工シートと称される。方法は更に、加工シートを細長く切断してテープを形成することと、導電体をテープで包んで絶縁導電体を形成することと、および絶縁導電体を油に接触させること（例えば、油充填変圧器内で）を含むことができる。
【００８５】
一実施の形態においては、シートに形成された、ここにおいて開示したタイプのＥＩＳは更に、ホットカレンダー加工とマイクロクレープ加工（順序は任意）で処理される。そして加工ＥＩＳは細長く切断してテープを形成することができ、そしてこのテープで導電体を包んで絶縁導電体を形成することができる。そして絶縁導電体は油と接触させることができ（例えば、油充填変圧器内で）、ＥＩＳ材料は、ＥＩＳの重量に基づいて、油の約１００%から約１５０%を吸収する。そのようなＥＩＳは、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）、または約２０℃（６８°Ｆ）から約２００℃（３９２°Ｆ）、または約１００℃（２１２°Ｆ）から約１８０℃（３５６°Ｆ）の連続使用温度を有することができる。
【００８６】
一実施の形態においては、ここにおいて開示されたタイプのＥＩＳは、ＩＥＣの作成に有利に用いられる。本開示のＥＩＳは、上記の範囲の連続使用温度における電気絶縁材をもたらす。更に、開示されたＥＩＳの厚さで、より多くの数の絶縁ラップが、絶縁材用に割り当てられた空間の一定間隙内で作成できる。より多くの数のラップは、より多くの数の接触面および複数のラップに伴う空気空間の存在のために、より高い電気絶縁値をもたらす。加えて、ホットカレンダー加工されて、伸びの増加を示すＥＩＳは、より複雑および／または、より小さな幾何学形状を包むことを可能にする。より複雑および／または、より小さな幾何学形状を包むことができるということは、より小さな設置面積および／または、より効率的な幾何学形状を有するＩＥＣの製造を容易にし、その結果、ＩＥＣの製造および運用の経済性に効果的な影響を及ぼす。
実施例
【００８７】
実施の形態を一般的に記述してきたが、下記の実施例は、本発明の特定の実施の形態としてのものであり、それら特定の実施の形態の実践および利点を示すためのものである。実施例は、説明のための例であり、いかなる方法によっても明細書または請求項を制限するものではないということは理解されたい。
実施例１
【００８８】
ここにおいて開示したタイプのＳＭＳの典型的な配合を表１に示す。
【表１】
【００８９】
ＥＩＳの７in.×７in.（１７.７８cm×１７.７８cm）試作品を、表２の配合を使用して作成し、不織手すき紙を形成した。
【表２】
【００９０】
手すき紙を下記のようにして作成した。加工水（７リットル）をステンレス鋼混合バケツに加え、２０psi（１.４kg/cm2に）おいて混ぜた。A010-4アクリル繊維（９.４７g）を混合バケツに加え、５分間混合した。８in.×８in.（２０.３２cm× ２０.３２cm）ステンレス鋼Noble & Wood形成ワイヤを手すき紙型中に置き、型を閉じてロックした。追加の加工水（７リットル）を、その後、手すき紙型に加えた。そして、混合バケツの内容物を手すき紙型に移し、手すき紙型の中の材料は、穴あきプランジャーで混合した（例えば、約２０回突いた）。そして、手すき紙型と、ステンレス鋼形成ワイヤ上に成型された結果としてのシートを真空状態とした。第２混合物を、６１７mlの加工水と、３００wet gのACRODUR DS 3558樹脂と、８３wet gのAD-10 APTFE分散剤を２,０００mlのNALGENEビーカー内で接触させて５分間混合することで作成した。そしてこの混合物をステンレス鋼飽和なべに移した。シートを手すき紙型から飽和ワイヤに移し、飽和ワイヤとシートの組み合わせを真空に晒した。そして、シートと飽和ワイヤの構成物を、ステンレス鋼飽和なべの中で、結合剤槽の上部をかすめるように通した。シート全体の長さをかすめるように通したあと、シートと飽和ワイヤの構成物を、再び真空スロットに通して、余分な結合剤を除去した。そしてシートを、シートの上部および底部にチーズクロス（目の粗い、薄地の綿布）を使用して、シートが乾燥器に付着しないように保ちながら飽和ワイヤから乾燥器に移し、２２０℃で５分間乾燥した。乾燥シートは７in.×７in.（１７.７８cm×１７.７８cm）に切断し整えた。このようにして作成したシートで得られた物理的特性データを表３にまとめる。
【表３】
【００９１】
結果は、この方法で作成された標準セルロース系電気絶縁の度合い（grade）は、３lbs/インチ幅（１．３６kg/２５.４mm）に近い引張り強さを生み出したことを示している。しかし、これらのセルロース系の度合いは、紙製造機械を通すと、縦方向の引張り強さが、６０から８０lbs/インチ幅（２７.２〜３６.３kg/２５.４mm）に増加した。理論により制限されることを望まなければ、引張り強さにおけるこの増加は、いくつかの要因の結果であり得る。第１に、手すき紙は引張り強さに対して方向性を持たない。手すき紙は、紙製造機械上のように、プレスおよび／または乾燥器部内に引き込まれることなく、静的な排出工程において単純に形成される。第２に、手すき紙は静的な排出工程により形成されるので、多くの繊維が、最終のシート構成においてｚ方向に固定される。つまり、繊維は他の繊維と重なって追加的な引張り強さを付与することができない。反対に、紙製造機械で製造された材料は、湿潤状態の繊維は紙製造機械の端に向けて引っ張られるので方向性を有し、そのため、これらの繊維のほとんどがｘｙ平面に置かれる。つまり、これらの繊維お互いに重なって、追加的な張り強さをもたらす。最後に、セルロースおよびアクリル繊維は、典型的には、紙製造機械でインラインで精製され、増大した表面積を有するより小さな径の繊維となるので、その結果、繊維同士の重なりが多くなり、その後の結合部位が多くなる。従って、機械で製造されたＥＩＳは、手作業で製造されたＥＩＳよりも高い引張り強さを示すことができる。
実施例２
【００９２】
ここにおいて開示したタイプのＥＩＭの電気絶縁特性を調べた。試料１−１８と指定した１８の試料を表４の配合で作成した。
【表４】
【００９３】
これらの試料を、実施例１と２で前述したようにしてシートに形成した。１８の８in.×８in.（２０.３２cm×２０.３２cm）シートを作成して、それぞれを３０lb/２,８８０sq.ft.（５０.８６g/m2）の目標坪量を有する７in.×７in.（１７.７８cm×１７.７８cm）に切断し整えた。試料は、乾燥オーブン内で２２０°Ｆ（１０４℃）および５０%の相対湿度で２４時間調整した。試料１−１８と指定した試料の種々の特性をテストし、それらの特性と測定値を表５に示す。結果は、ここにおいて開示したタイプの材料は、ＥＩＳおよび／またはＥＩＭとしての使用に適する物理的および／または機械的特性を示している。特に、結果は、手作業製造のＥＩＳより機械製造のＥＩＳで更に改良されると期待される望ましい絶縁耐力を示している。
【表５】
実施例３
【００９４】
ここにおいて開示したタイプのＥＩＳを、下記のパイロット Rotoformer 試し設計に従って作成した。ここで、パイロットロトフォーマー上での排出を促進し、その後、シートを工程の飽和／結合剤塗布部分に移すためには、より大きな寸法（より大きな径およびより長い長さ）のアクリル繊維（０.１d× ３mm Vonnel）を繊維完成紙料（ＳＭＳ）に加えなければならなかったということに触れておく。
試し設計
目的：２６.５”幅の変形例１の１０,５００’ロールの製造
繊維完成紙料
【００９５】
ここにおいて開示したタイプのＥＩＳを下記の手順で製造した。結合剤補給タンクをゆっくり攪拌し、水を約半分まで入れ、BASF ACRODUR DS 3558ラテックスをそのまま７０lbs、Laurel AD-10A PTFE 分散剤をそのまま２０lbs加え、タンクを水で５０ガロンに満たし、３５結合剤／２０水の割当量を有する混合物をスプレーヘッダに供給した。６６４ガロンの水と、６４.１wet.lbsのEftec A040-6 アクリル繊維と、１７.６wet lbs.の0.1d×3mm Vonnel アクリル繊維をパルプに加えた後、材料を５分間パルプ状にした。その後、材料を、４ft.を超えるレベルを保持するためにマシンチェストに供給する前に、中身を空けられて、６６４ガロンの水で洗浄してＰＤＣとした。マシンチェストへ供給は、ファンポンプの吸引側に対してであり、２４.０gpmおよび４０Hzで行われた。機械は２６.５"デッケル（deckle）であり、ポンド（pond）が中にあり、ダンディ（dandy）がその上にあり、攪拌器がヘッドボックスの中にあり、設定は、フロー弁は１／２開き、Hz.による制御レベルは開始時は１５で、全部の箱を完全真空で、速度は２７.０fpm、すべての缶を完全蒸発させ、目的の長さに巻くこととした。
【００９６】
この試作において製造した材料に対する物理的特性データを表６に示す。
【表６】
【００９７】
結果は、ここにおいて開示したタイプのＥＩＳは、空気中および油中の両方において高い絶縁耐力を呈示することを示している。
予想される実施例
【００９８】
実施例３のＥＩＳに対しては、下記の追加的処理手順が行われる。（１）ホットカレンダー加工、（２）マイクロクレープ加工、（３）ホットカレンダー加工とそれに続くマイクロクレープ加工、および（４）マイクロクレープ加工とそれに続くホットカレンダー加工。工程（１）〜（４）を経たシートの物理的特性を、追加的処理手順を経ていないシートの物理的特性と比較する。追加的処理手順を経たシートは、追加的処理手順を経ていないシートと比較すると、物理的特性の改良を示すことが予想される。特に、追加的処理を経たシートは、絶縁耐力（空気中および／または油中）の増加を示すと予想される。
【００９９】
実施の形態を示して記載してきたが、それらの修正は、本開示の精神および教示から逸脱することなく、この技術に精通した者により行うことができる。ここにおいて記載した実施の形態は単に例として示すものであり、限定的には意図されていない。ここにおいて記載した実施の形態の多くの変形および修正は可能で、本発明の範囲内である。数値の範囲または制限を明示的に述べた場合は、そのような表現の範囲または制限は、明示的に述べた範囲または制限内の同様な大きさの反復範囲または制限を含むものと理解されるべきである（例えば、約１から約１０は、２、３、４などを含み、０.１０を超えるとは、０.１１、０.１２、０.１３などを含む）。請求項の任意の要素に対する「随意的に」（”optionally”）という用語は、主題の要素は必要であるか、または必要でないかを意味すると意図されている。両選択肢は、請求項の範囲内であると意図されている。より広い意味の用語、例えば、備える（comprises）、含む（includes）、有する（having）などの使用は、より狭い意味の用語、例えば、〜から構成される（consisting of）、本質的に〜から構成される（consisting essentially of）、実質的に〜から構成される（comprised substantially of）などをサポートするために使用されていると理解されるべきである。
【０１００】
従って、保護の範囲は、上述した記載に制限されず、下記に続く請求項によってのみ制限され、請求項の範囲は、請求項の主題のすべての等価物を含む。各およびすべての請求項は、本発明の実施の形態として明細書に組み込まれる。このため、請求項は更なる記載であり、本発明の好適な実施の形態への追加である。ここにおいての参照文献の論考は、参照文献が、本発明に対する先行技術であることを認めるものではなく、特に、本出願の優先日付の後の公表日付を有するいかなる参照文献が本発明に対する先行技術であることを認めるものではない。ここにおいて引用したすべての特許、特許出願、および公開特許は、それらがここにおいて記載されたことに対する例、手順、または他の詳細補足を提供するという範囲において、本書に援用する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（３２５V/mil）の範囲の空気中で測定された絶縁耐力と、約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える、油中で測定された絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材。
【請求項２】
前記繊維成分は、アクリル繊維、合成繊維、合成パルプ、リオセル繊維、メタアラミド、パラアラミド、ポリフェニレンサルフィド繊維、ポリ（ブチレンテレフタレート）繊維、ポリ（エチレンテレフタレート）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、グラスファイバー繊維、粘土繊維、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁材。
【請求項３】
前記結合剤要素は、乳化重合体スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、アクリル、酢酸ビニル、アクリロニトリル樹脂、ウレタン、エポキシ、尿酸フォルムアルデヒド、メラミンフォルムアルデヒド、溶液重合体、酸性化アクリル、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁材。
【請求項４】
前記誘電体添加物は、フッ素重合体、ネオプレーン、ベークライト、シリコーン、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁材。
【請求項５】
請求項１に記載の前記絶縁材から形成されたシートまたはテープ。
【請求項６】
約１０lbs/インチ幅（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ幅（４５.４kg/２５.４mm）の縦方向（ＭＤ）の引張り強さを有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項７】
約２０%から約４０%の縦方向における伸び値と、約２０%から約４０%の横方向における伸び値を有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項８】
約１００%から約１５０%の鉱油吸収量を有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項９】
クレープ加工された表面を有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項１０】
請求項５に記載の前記シートまたはテープで包まれた導電体を含むことを特徴とする絶縁導体。
【請求項１１】
電気絶縁材を製造する方法であって、
繊維成分を含む水性スラリを作成することと、
前記スラリをシートに形成することと、
前記シートを、結合剤と誘電体添加物を含む飽和剤で飽和させることと、
前記飽和されたシートを乾燥することとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記繊維成分は、フィブリル化アクリル繊維であり、前記スラリの中に、約０.１（w/w）%から約３.0（w/w）%の量で存在し、
前記結合剤要素は、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体であり、前記飽和剤の中に、約１０（w/w）%から約２０（w/w）%の量で存在し、
前記誘電体添加物は、フッ素重合体分散剤であり、前記飽和剤の中に約１（w/w）%から約１０（w/w）%の量で存在することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記飽和剤は更に、約０.０５（w/w）%から約２.００（w/w）%の量の湿潤剤を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記繊維を前記シート中において、一軸的または二軸的に配向することを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１２の前記工程により作成された電気絶縁材。
【請求項１７】
フィブリル化アクリル繊維を含む水性スラリを作成することと、
前記スラリを希釈ハイドロフォーミング法でシートに形成することと、
前記シートを、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和させることと、
前記シートを乾燥させることと、
前記シートを導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記導電体は、油入り変圧器内に格納され、前記油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、
導電体の少なくとも一部を、前記シートまたはテープで覆うことと、
前記導電体を油入り変圧器における使用に提供することとを備え、
前記油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記電気絶縁材は、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）の範囲の、空気中測定での絶縁耐力と、約２３.６MV/ｍ（６００V/mil）を超える範囲の、油中測定での絶縁耐力を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含むシートを形成することと、
前記シートをクレープ加工および／またはホットカレンダー加工することと、
前記シートを導電体上の絶縁材としての使用に供すること備えることとを特徴とする方法。
【請求項１】
繊維成分と、結合剤要素と、誘電体添加物を含み、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１５.７MV/m（３２５V/mil）の範囲の空気中で測定された絶縁耐力と、約２３.６MV/m（６００V/mil）を超える、油中で測定された絶縁耐力と、約−３０℃（−２２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）の連続使用温度を有する電気絶縁材。
【請求項２】
前記繊維成分は、アクリル繊維、合成繊維、合成パルプ、リオセル繊維、メタアラミド、パラアラミド、ポリフェニレンサルフィド繊維、ポリ（ブチレンテレフタレート）繊維、ポリ（エチレンテレフタレート）繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、グラスファイバー繊維、粘土繊維、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁材。
【請求項３】
前記結合剤要素は、乳化重合体スチレンアクリレート、スチレンブタジエン、アクリル、酢酸ビニル、アクリロニトリル樹脂、ウレタン、エポキシ、尿酸フォルムアルデヒド、メラミンフォルムアルデヒド、溶液重合体、酸性化アクリル、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁材。
【請求項４】
前記誘電体添加物は、フッ素重合体、ネオプレーン、ベークライト、シリコーン、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁材。
【請求項５】
請求項１に記載の前記絶縁材から形成されたシートまたはテープ。
【請求項６】
約１０lbs/インチ幅（４.５kg/２５.４mm）から約１００lbs/インチ幅（４５.４kg/２５.４mm）の縦方向（ＭＤ）の引張り強さを有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項７】
約２０%から約４０%の縦方向における伸び値と、約２０%から約４０%の横方向における伸び値を有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項８】
約１００%から約１５０%の鉱油吸収量を有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項９】
クレープ加工された表面を有することを特徴とする請求項５に記載のシートまたはテープ。
【請求項１０】
請求項５に記載の前記シートまたはテープで包まれた導電体を含むことを特徴とする絶縁導体。
【請求項１１】
電気絶縁材を製造する方法であって、
繊維成分を含む水性スラリを作成することと、
前記スラリをシートに形成することと、
前記シートを、結合剤と誘電体添加物を含む飽和剤で飽和させることと、
前記飽和されたシートを乾燥することとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記繊維成分は、フィブリル化アクリル繊維であり、前記スラリの中に、約０.１（w/w）%から約３.0（w/w）%の量で存在し、
前記結合剤要素は、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体であり、前記飽和剤の中に、約１０（w/w）%から約２０（w/w）%の量で存在し、
前記誘電体添加物は、フッ素重合体分散剤であり、前記飽和剤の中に約１（w/w）%から約１０（w/w）%の量で存在することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記飽和剤は更に、約０.０５（w/w）%から約２.００（w/w）%の量の湿潤剤を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記繊維を前記シート中において、一軸的または二軸的に配向することを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１２の前記工程により作成された電気絶縁材。
【請求項１７】
フィブリル化アクリル繊維を含む水性スラリを作成することと、
前記スラリを希釈ハイドロフォーミング法でシートに形成することと、
前記シートを、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体とフッ素重合体を含む飽和剤で飽和させることと、
前記シートを乾燥させることと、
前記シートを導電体上の絶縁材としての使用に供することとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記導電体は、油入り変圧器内に格納され、前記油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記シートをクレープ加工および／またはカレンダー加工することを更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含む電気絶縁シートまたはテープを得ることと、
導電体の少なくとも一部を、前記シートまたはテープで覆うことと、
前記導電体を油入り変圧器における使用に提供することとを備え、
前記油の温度は、約１００℃（２１２°Ｆ）から約２２０℃（４２８°Ｆ）であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記電気絶縁材は、約８.９MV/m（２２５V/mil）から約１２.８MV/m（３２５V/mil）の範囲の、空気中測定での絶縁耐力と、約２３.６MV/ｍ（６００V/mil）を超える範囲の、油中測定での絶縁耐力を有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
フィブリル化アクリル繊維と、カルボキシル化スチレンアクリレート共重合体と、フッ素重合体を含むシートを形成することと、
前記シートをクレープ加工および／またはホットカレンダー加工することと、
前記シートを導電体上の絶縁材としての使用に供すること備えることとを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１２−５２９１５５（Ｐ２０１２−５２９１５５Ａ）
【公表日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１４１４３（Ｐ２０１２−５１４１４３）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３７３０４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４１７５７
【国際公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（５９１０８８７５５）ライドール，インコーポレーテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＬＹＤＡＬＬ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３７３０４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４１７５７
【国際公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【出願人】（５９１０８８７５５）ライドール，インコーポレーテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＬＹＤＡＬＬ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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