電絕緣紙的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電絕緣紙，該電絕緣紙具有大于40kV/mm的介電強度，包含20wt％至99wt％的纖維素和1wt％至80wt％的礦物填料。本發(fā)明的特征在于該礦物填料具有至少一種層狀硅酸鹽組分，優(yōu)選滑石和/或云母。此外，本發(fā)明還涵蓋用于生產該電絕緣紙的方法，以及該電絕緣紙的用途。
【專利說明】電絕緣紙
[0001] 本發(fā)明涉及一種電絕緣紙，該電絕緣紙可以按簡單且成本有效的方式進行制造， 具有改進的電氣強度，即介電強度，即電阻和改進的介電性能，即阻抗和/或介電常數(shù)；本 發(fā)明進一步涉及一種用于它的制造的方法以及裝備有這種絕緣材料的線纜、變壓器、電容 器、和/或電器設備的其他物件。
[0002] 具有一定比例的疏水填料如例如云母或滑石的紙，與相同類型的未填充的紙相 t匕，具有增加的介電強度以及較低電損耗因數(shù)（tan δ )。
[0003] 基于纖維素的紙長期以來已被確立為用于高電壓工程領域中的應用的一種電絕 緣材料。此種紙的克重通常在70-120g/m 2的范圍內并且密度是在0. 6g/m2與I. 2g/m2之間， 其中這些高密度一般是在壓力負載的輥之間的致密化（壓延過程）的結果。作為一種具有 高水平的柔性和非常良好的機械和電特性的廉價的材料，紙繼續(xù)在電絕緣領域中發(fā)揮重要 作用。應用擴展至所有類型的變壓器、線纜和電容器，特別是充油的變壓器、線纜和電容器。
[0004] 近年來電功耗的快速增長已經產生了對于通過更高的工作電壓而增加的輸電容 量的需要。當輸電電壓增加時，電擊穿強度和介電損耗變得越來越是一個限制因素。因此， 存在找到盡可能廉價的、增加絕緣材料的介電強度并且減少絕緣材料的介電損耗因數(shù)的材 料的日益增長的必要性。在此，所尋求的高電擊穿強度被要求耐受高電勢梯度，并且因此允 許所討論的應用所要求的徑向尺寸。
[0005] 介電損耗因數(shù)（tan δ )是在評估一種絕緣介質時的一個重要參數(shù)。該損耗因數(shù)的 水平是溫度、電頻率和電壓的函數(shù)，并且當電介質用于交流電場中時是重要的。介電損耗因 數(shù)（tan δ)被定義為有功功率與無功功率的比例，并且因此是被吸收到交流電場中的絕緣 材料內的并且轉化為熱損失的能量級別的一個度量。因此所希望的是保持tan δ盡可能 低。
[0006] 除了所引用的電特性之外，所尋求的材料為了加工的利益起見必須具有某一最小 機械強度，并且為了用一種電絕緣浸漬劑（例如油）進行浸漬的目的，必須具有盡可能高的 滲透性以便允許通過用于絕緣的浸漬劑的快速滲透。
[0007] 還必須優(yōu)選是這種情況：用于線纜絕緣的紙具有使得它們能夠按技術上實用的方 式卷繞在導體周圍的機械特性。
[0008] 根據(jù)現(xiàn)有技術，基于纖維素的此種紙常常是未填充的并且優(yōu)選從一種純牛皮紙漿 來制造。在此，為了延長紙的使用壽命的目的，堿性化合物可以作為一種緩沖劑被結合，為 了吸收可能產生的任何酸的目的。此外，為了增加機械強度參數(shù)的目的，可以包括樹脂或合 成纖維。
[0009] 為了電絕緣物能夠耐受更高的電勢梯度，一種可能的方案還可以是使用非常薄的 紙，由于在其他特性保持恒定的同時通過減少它們的厚度，增加了擊穿強度，即介電強度。 然而，在此方面，與絕緣紙的強度相關的機械特性將受到損害，這進而將損害卷繞過程的工 業(yè)可行性，這樣使得就其本身而言這并沒有呈現(xiàn)一種實用的解決方案。
[0010] DE 4314620Α1和ΕΡ0623936描述了一種耐熱的電絕緣紙，該電絕緣紙可以簡單地 并且成本有效地進行制造，并且是基于塑性樹脂纖維和充當這些纖維的粘合劑的聚合物原 纖維。已經使用至今的絕緣材料是例如樹脂浸漬的玻璃氈和玻璃織物、層狀結構的紙漿的 特殊共混物、聚酯或聚酰胺的膜，以及類似于由芳香族聚酰胺制成的紙的產品。雖然這些絕 緣材料一般展現(xiàn)良好的電特性、以及通常還有良好的機械特性，它們的制造是更加成本密 集的，這樣使得電力機械變得昂貴得多。這些紙中的一些是非常脆的并且斷裂，特別當經受 壓曲負載時。由芳香族聚酰胺制成的紙顯示了尤其良好的耐熱性，但它們的機械特性，特別 是它們的從變形的高彈性復原程度在加工過程中是有害的。對持續(xù)陰燃的耐受性還有待改 進。因此，DE 4314620A1和EP0623936所基于的目的是提供具有良好的機械和電特性、并 且耐熱的電絕緣材料。然而，這些材料是相當昂貴的并且不是基于可再生原料。
[0011] 在現(xiàn)有技術中，這個目的是通過在聚合物原纖維、塑性樹脂粉末和礦物填料的存 在下使用按重量計15%至95%的塑性樹脂纖維來實現(xiàn)的。然而，相比于本發(fā)明的方法和用 本發(fā)明方法制造的產品，尤其不使用紙漿或其他可再生纖維原料。
[0012] 本發(fā)明的目的是至少部分克服現(xiàn)有技術中的已知缺點，并且具體地提供一種紙， 該紙可以廉價地制造并且同時具有高介電強度以及還有低介電損耗因數(shù)和對油的良好滲 透性。相比于由塑性樹脂纖維制成的電絕緣紙，待使用的所述紙主要由可再生原料制成，無 需使用基于石油的纖維材料，并且方法和產品與現(xiàn)有技術相比具有增加的成本有效性。
[0013] 本發(fā)明的這個目的是通過根據(jù)權利要求1所述的一種電絕緣紙來實現(xiàn)的。該電絕 緣紙的優(yōu)選構型是從屬權利要求的主題。該目的還通過一種用于制造該電絕緣紙的方法和 該電絕緣紙的用途來實現(xiàn)。
[0014] 本發(fā)明的電絕緣紙具有大于40kV/mm、優(yōu)選大于60kV/mm、并且特別是大于80kV/ mm的電擊穿強度，其中這是通過以下實現(xiàn)的：本發(fā)明的紙具有按重量計20%至99%的纖維 素、和按重量計1%至80%的礦物填料，其中該礦物填料具有至少一種層狀硅酸鹽，該層狀 硅酸鹽優(yōu)選包含滑石和/或云母。
[0015] 根據(jù)一個特別優(yōu)選實施方式，纖維素的比例處于按重量計30%至80%的范圍內、 優(yōu)選按重量計45 %至70 %、并且特別是按重量計約65 %。此外，礦物填料的比例優(yōu)選處于 按重量計3 %至65 %的范圍內、優(yōu)選按重量計5 %至45 %、并且特別是按重量計約30 %。
[0016] 本發(fā)明電絕緣紙的礦物填料中的滑石比例處于1 %與100%之間、優(yōu)選25%與 75 %之間、特別是35 %與60 %之間、并且特別優(yōu)選50 %以上?；且环N疏水性礦物，憑借 它的化學和熱穩(wěn)定性和它的層狀形態(tài)具有許多應用?；梢员灰暈橐环N無機聚合物，由 兩種"單體"結構構成，即四面體的硅酸鹽層、和八面體的網(wǎng)絡層（水鎂石型）。在外部，這 通過一個連續(xù)的硅酸鹽層在兩側被覆蓋?；梢园煌康纳鐣辖邮艿牡V物；這些 礦物主要是綠泥石（含水的硅酸鋁和硅酸鎂）、菱鎂礦（碳酸鎂）、方解石（碳酸鈣）和白 云石（碳酸鈣和碳酸鎂）。由于它的低損耗因數(shù)、良好的介電特性、高導熱率和低導電率、以 及相當高水平的保油性、以及同時與相對化學惰性組合的低保水性傾向，滑石特別好地適 合成為一種本發(fā)明的填料。
[0017] 除了滑石之外，該礦物填料還可以具有云母作為組分，該云母的比例是優(yōu)選在1% 與80%之間、特別是在10%與50%之間、并且特別優(yōu)選是大于20%。還在本發(fā)明的背景下 唯一地使用云母作為該礦物填料。云母是一種具有高電阻的清澈、透明的材料（硅酸鋁）。 它耐受550°C的恒定工作溫度并且具有約1250°C的熔點。此外，云母耐受幾乎所有介質，如 例如堿、化學制品、氣體、油和酸。云母是由一組單斜晶礦物組成的，即假六方復合硅酸鹽， 該組單斜晶礦物的突出之處在于具有完美的基底解理能力。它們可以非常容易地分裂為薄 的、柔性的和彈性的薄片（BUittchen)。根據(jù)本發(fā)明，云母應理解為包括真云母、脆云母、和 缺乏中間層陽離子的云母。白云母和金云母也具有特別的重要性。
[0018] 這些礦物填料，特別地還有待使用的層狀硅酸鹽，優(yōu)選具有0. 5至400 μ m、并特別 是1至200 μ m的平均粒徑分布，和/或具有0. 01至100 μ m、并且特別是0. 1至50 μ m的平 均厚度的薄片。
[0019] 以高填料含量添加填料可能導致由于較低的纖維-纖維相互作用造成的紙的 機械強度參數(shù)的降低。為了應對這種效應，有可能添加按重量計0.1% -10%、按重量計 2% -8%、并且特別優(yōu)選地按重量計約4%的比例的天然或改性的淀粉，或還有其他多糖， 如例如天然或改性的瓜爾膠。在某些情況下此類多糖還可以彼此組合進行使用。
[0020] 根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方式，改性的或未改性的瓜爾膠的比例可以處于按重量 計0. 1%與5%之間、特別是按重量計2%與4%之間、并且特別是按重量計約2.5%。此外， 有機粘合劑可以組合地或單獨地進行使用，其比例可以處于按重量計〇. 1%與20%之間、 特別地按重量計3%與12%之間、并且優(yōu)選地按重量計約5%至8%。在一個另外優(yōu)選的實 施方式中，一種濕增強劑可以按重量計〇. 1%與20%之間、特別是按重量計1%至14%、并 且特別地按重量計約5%至8%的比例，作為一種另外的添加劑組合地或單獨地被添加到 本發(fā)明的電絕緣紙中。以按重量計0.01%至5%、特別地按重量計0. 1%至3%、并且優(yōu)選 地約0. 5 %的比例，組合地或單獨地添加一種疏水劑也處于本發(fā)明的背景下。此外，一種含 氮的堿性化合物可以按重量計0. 01%與5%之間、特別是按重量計0. 1%至3%、并且特別 地按重量計約0. 5%的比例，組合地或單獨地被添加到本發(fā)明的電絕緣紙中。
[0021] 進一步的改進可以通過添加具有結合或共結合能力的聚合物來提供，如例如添加 按重量計0. 1 %至10%、特別地按重量計1 %至6%的聚乙烯醇（PVA)。
[0022] 本發(fā)明制造的紙具有優(yōu)異的機械強度并且可以暴露于高壓設備中出現(xiàn)的高電壓。 在此，該絕緣紙中的損耗因數(shù)在各方面均勻減少，并且該紙可以按毫無問題的方式并且在 經濟規(guī)模上、甚至比無填料的可比較的紙更廉價地進行制造，因為昂貴的紙漿纖維被更廉 價的天然存在的纖維代替。因此，本發(fā)明的電絕緣紙的介電強度（根據(jù)DIN 53481測量的） 是大于40kV/mm、優(yōu)選大于60kV/mm、并且特別是大于80kV/mm，和/或在熱水提取物中的導 電率（根據(jù)TAPPI標準T 252測量的）是小于5mS/m、優(yōu)選小于3mS/m、并且特別是小于ImS/ m。而且根據(jù)TAPPI標準T 252的熱水提取物中的導電率53481是優(yōu)選小于5mS/m、特別是 3mS/m、并且特別是小于lmS/m。
[0023] 現(xiàn)今使用的所有紙漿和多糖可以用作初始材料。在此，由于更高的可比較的機械 強度和電擊穿強度，牛皮紙漿是優(yōu)選的。在此，一方面原纖化程度出于絕緣效果的原因應 盡可能高，也就是說該纖維材料應該以具有優(yōu)選地40° SR至80° SR的肖伯爾-瑞格勒 (Schopper-Riegler)值的精細研磨狀態(tài)存在。另一方面，精細研磨的紙楽形成具有絕緣所 要求的更小的油滲透速率的更致密的紙，這樣使得對于實際經濟生產的目的，油進入紙的 滲透速率太慢。出于這個原因，本領域的普通技術人員將把以上方面考慮在內，調整紙漿研 磨水平，并且如果可能將穩(wěn)定在20° SR至60° SR的范圍內、優(yōu)選25° SR至40° SR。
[0024] 所用的紙漿也可以，如果需要的話，用其他塑性纖維代替，以便增加終產品的機械 強度，或以便出于市場或產品安全性的原因而使終產品具有特征。
[0025] 精細研磨的固體可以用作在制造工藝的過程中不可溶的填料。在此，層狀硅酸鹽 如例如云母或滑石是優(yōu)選的，具有例如就相對于水的接觸角而言測量的盡可能高的疏水特 性。隨著增大疏水特性，在最終紙中的水存儲變得更困難，并且其結果是將低至優(yōu)選小于 1%的非常低的含水量的紙干燥變得更容易。在最終絕緣紙中的較高含水量的情況下，介電 強度受到損害并且當絕緣紙使用時的老化過程被加速。
[0026] 層狀硅酸鹽，特別是具有兩個或三個層的硅酸鹽，具體地是礦物材料如云母、滑 石、蛇紋石和黏土礦物如蛭石、白云母（一種三層硅酸鹽）（KAl 2[(OH)2IAISi3O1Jh高嶺石 (一種兩層硅酸鹽）（AU(OH) 8ISi4O1J)、金云母、或人造層狀硅酸鹽如例如Na2Si 205。
[0027] 所添加的淀粉可以作為膠凝化的或未膠凝化的淀粉以未化學改性的形式來使用。 然而，化學改性的淀粉、水解或氧化或酶促的淀粉、或通過物理效應降解的淀粉也可以在此 得到應用。這些淀粉還可以疏水地或離子地改性的形式存在。在離子地改性的淀粉的情況 下，低取代水平是優(yōu)選的，由于否則結果可能是介電損耗因數(shù)的惡化。
[0028] 其他半纖維素或多糖，如例如天然或改性的瓜爾膠，可以為了增加強度的目的被 添加到淀粉中，或者可以在某些情況下完全取代后者。這些也可以疏水地或離子地改性的 形式存在，并且在此同樣一個低的平均取代水平是優(yōu)選的，按與淀粉類似的方式。
[0029] 電絕緣特性的進一步改進可以隨著添加具有結合或共結合能力的聚合物而發(fā)生。 除了在紙的制造和/或精加工中的已知技術的有機聚合物粘合劑體系和/或膠乳，添加按 重量計0. 1%至5% (參照最終干燥的終產品）的聚乙烯醇（PVA)是優(yōu)選的。在此，聚乙烯 醇可以作為均聚物或共聚物以完全水解的形式、并且還以部分水解的形式兩者存在，具有 不同的聚合水平和鏈長（支鏈的或無支鏈的）。已知聚乙烯醇的溶解行為很大程度上取決 于它們的結構和支化度兩者、取決于分子量、以及還取決于水解度。在此具有特別重要性的 是溶解溫度、攪拌速度和持續(xù)時間、以及攪拌釜的幾何設計、攪拌器、以及可能存在的任何 流阻。本領域的普通技術人員將使他的程序適應于所討論的特定產品。
[0030] 為了增加本發(fā)明的電絕緣紙的疏水特性并且因此為了增加用絕緣油的潤濕速率， 一種施膠劑可以在制造過程中，或者，如必要時，在一個單獨步驟中，添加到紙中。為此目 的，在這個方面中已知技術現(xiàn)有的產品，如具有不同鏈長的烷基烯酮二聚體（AKD)，是特別 適合的。然而，為此目的烯基琥珀酸酐（ASA)以及還有例如石蠟也可以得到應用。
[0031] 電絕緣紙的強度增加還可以通過添加濕增強劑來實現(xiàn)，這些濕增強劑為如例如三 聚氰胺-或脲-甲醛樹脂、酰胺基胺-或聚酰胺-表氯醇樹脂、或還有基于半縮醛-和乙縮 醛化合物（如乙二醛）的濕增強劑。
[0032] 為了改進本發(fā)明的紙的長期穩(wěn)定性，特別地含氮的堿性化合物也還可以被添加到 紙中作為一種緩沖劑以及為了結合可能產生的任何酸性降解產物的目的。在此，含氮化合 物，如例如，二氰胺、含三聚氰胺的化合物、含尿素的化合物、或還有含氨基基團的聚合物或 聚酰胺是優(yōu)選的。
[0033] 為了獲得高電梯度，一種可能的方案可在于利用以下特性，根據(jù)該特性電擊穿強 度與它的孔隙率成比例改變。然而，在它的實際應用中，這種方案也具有它的限制，因為在 加工過程中的紙必須總體上被絕緣油完全滲透。除了損耗因數(shù)的問題之外，具有顯著更高 的不滲透性的紙不能被完全浸漬，如果在應用中它按一種的方式、并且如果有必要的話多 次被卷繞。本發(fā)明的產品具有與未填充的絕緣紙相比顯著更高的孔隙率和相對于親油流體 的顯著增加的滲透速率。
[0034] 絕緣紙分為很多類型和品質，包括線圈絕緣紙、絲綢電容器紙、高電壓電容器紙、 線纜絕緣紙、極高電壓線纜絕緣紙、以及類似物。所有這些類型的紙可以根據(jù)本發(fā)明進行處 理以便增加介電強度并且減少損耗因數(shù)以及還有老化過程。
[0035] 本發(fā)明的電絕緣紙根據(jù)紙行業(yè)中通用的方法來進行制造。在一個優(yōu)選的實施方式 中，將纖維狀或粉末狀的初始材料形成為一種在水中的漿料并且用優(yōu)選按重量計〇. 1%至 10 %的固含量制造一種懸浮液。這個過程發(fā)生在通用的紙制造方法中，具有從4至10的范 圍的pH、優(yōu)選具有7至9的pH。將由此獲得的這種懸浮液施用到常規(guī)造紙機上，例如長網(wǎng) 造紙機、或圓形篩分機、或夾網(wǎng)成形機（Gap-formermaschinen)，其中將它分布在一個平面 區(qū)域上并且大部分水通過壓縮和干燥被排出并且去除。
[0036] 紙纖維通過原纖維保持在一起，這樣使得產生的原紙維持足夠的初始濕強度。如 果必要的話，該紙的強度可以進一步通過強度增強添加劑來增加，如天然或改性的淀粉、天 然或有機的粘合劑、以及還有聚乙烯醇。然后將這種原紙在100°c與180°C之間、優(yōu)選在 80°C與180°C之間的溫度下干燥，例如通過使它穿過加熱的圓筒。在升高的溫度下，然后必 要時在壓力下將它平滑化并且致密化。這可以在常規(guī)的平滑輥和/或軋機上進行，其中施 加相對高的壓力到紙上。在這種平滑化或壓縮過程中的溫度根據(jù)本發(fā)明處于80°C或KKTC 以上、優(yōu)選160°C或180°C以上的范圍內。該紙還可以通過隨后用樹脂例如環(huán)氧樹脂、甲醛 樹脂、聚酯樹脂、硅樹脂、苯酚樹脂、或丙烯酸酯樹脂，或用聚酰亞胺類進行浸漬，或在某些 情況下通過用基于例如烷基酚類、酰亞胺類或硅樹脂的漆進行浸漬來進一步加強。復合材 料也可以通過將電絕緣紙與膜，例如與聚乙烯膜、聚丙烯膜、或聚酰胺膜進行層壓來制造。
[0037] 如果就產品需求來說是有利的，本發(fā)明的紙可以借助于一個致密化和平滑化過程 (壓延）在制造過程的下游進一步進行處理。這可以導致?lián)舸╇娮枭系倪M一步改進。
[0038] 除了產品和它的制造方法之外，本發(fā)明還包括本發(fā)明的電絕緣紙用于部件或承載 電流的產品的電絕緣的用途，例如，印刷電路板，電池和電容器，線纜、特別是具有一種涂覆 的和浸漬的電介質的線纜，其中，例如，該絕緣層按一種重疊的和/或螺旋方式被卷繞，變 壓器，特別地干式或充油型的變壓器，這些的組合，以及類似物。
[0039] 在下文中本發(fā)明借助于各種實例進行描述，其中應該指出本發(fā)明不限于這些實 例，相反地如由本領域的普通技術人員從本文件中獲得的修改和補充也確定本發(fā)明的范 圍。
[0040] 在此：
[0041] 表1示出了各種紙漿纖維和材料組成對電擊穿強度和機械強度參數(shù)的影響；
[0042] 表2示出了現(xiàn)有技術的紙與本發(fā)明的電絕緣紙之間的比較；
[0043] 圖1示出了各種紙的保油特征曲線作為時間的函數(shù)的圖。
[0044] 介電強度的確定根據(jù)DIN EN 60212和DIN EN 60243-1進行。然而，與DIN EN 60243-1，第4. 1. 2部分中所述的有偏差，已經將6. 3mm直徑的不銹鋼球電極用于該介電測 試。
[0045] 為了測試作為電絕緣紙的特性，將這些樣品用一種來自尼納斯公司（Firma Nynas)的礦物油（Nytro Libra)完全浸漬至少30分鐘，該礦物油通用于此類目的。來自 道康寧公司（Dow Corning)的硅油XIAMETERPMX-200用作一種替代物。在該絕緣油的存在 下，然后使樣品暴露于一個電壓增大的場并且自動地確定在該樣品擊穿之前的最大電壓的 強度。從多次測量由此獲得的值根據(jù)相關的統(tǒng)計方法，例如威布爾（Weibull)分析來進行 評估。至每毫米電擊穿強度的轉換將樣品的厚度考慮在內而進行。
[0046] 拉伸強度和抗斷裂性是根據(jù)EN ISO 1924-2確定的。
[0047] 導電率是基于根據(jù)TAPPI標準T 252的熱水提取物確定的。
[0048] 在這些實例中的比例和百分比參照重量而引用。將所使用的紙漿在使用之前研磨 為32° SR至34° SR的肖伯爾-瑞格勒值。
[0049] 表1中的實例1至32涉及相對于零樣品（Nullproben)評估各種紙，這些紙是從 添加/不添加填料和添加/不添加添加劑的指定紙漿制造的。將所述紙在25°C的恒溫下通 過一種干燥劑在干燥器中仔細進行干燥并且進行環(huán)境調節(jié)（klimatisiert)。AKD =烷基烯 酮二聚體，處于商業(yè)懸浮體的形式，用作一種施膠劑。一種聚酰胺基胺-表氯醇樹脂用作一 種濕增強劑。
[0050] 表1中的實例33至35示出了在可商購的電絕緣紙上測量的結果。
[0051] 為了測試作為電絕緣紙的特性，將這些測試樣品用通用于此類目的的一種礦物油 (來自尼納斯公司的Nytro Libra)完全浸漬至少30分鐘。來自道康寧公司的娃油XIAMETER PMX-200用作一種替代物。介電強度的測試使用標準裝置根據(jù)ASTM標準D 149-87而進行。 介電強度值的測量通常在樣品的環(huán)境調節(jié)之后進行，該樣品的環(huán)境調節(jié)在標準大氣下，在 填充有干燥劑的干燥器中，或者在高真空下在60°C至80°C的溫度下并且具有6小時至48 小時的環(huán)境調節(jié)時間。隨后的油滲透發(fā)生在標準壓力下或最高達1〇_ 4巴的真空下。
[0052] 表1示出了這些紙漿纖維和在每種情況下使用的填料和/或添加劑對電擊穿強度 和機械強度的影響。在此，可以看出未漂白的牛皮紙漿具有最佳特性。
[0053] 由此獲得的電絕緣紙具有表1中重現(xiàn)的特性。在此，OS指代紙的上側，并且SS指 代在紙制造過程中面向篩網(wǎng)的那一側。在工業(yè)制造的紙的強度參數(shù)中，"橫向（quer) "指代 橫向于造紙機的移動方向的度量，并且"縱向（Iangs) "指代在造紙機的縱方向上的度量。在 對比紙（在一個Rapid-K0then實驗室紙頁成形器上制造的）的情況下，這種信息是不存 在的，由于在此不存在優(yōu)選的移動方向、或纖維取向。
[0054] 從表1清楚地看出本發(fā)明的紙，與現(xiàn)有技術相比，突出之處在于在更低的損耗因 數(shù)（tan δ )下的更高的電擊穿電阻。此外，用填料取代纖維材料被看作是一個經濟優(yōu)勢。根 據(jù)帕克印刷表面（Parker Print-Surf)儀器分別在上側和篩網(wǎng)側測量的粗糙度被指定為以 _為單位的PPS 0S/SS。
[0055] 制造本發(fā)明的產品的程序可以例如并非唯一地按以下方式進行：
[0056] ?制備稱量的數(shù)量的例如盡可能純的未漂白的牛皮紙漿，或一種紙漿的混合物 (例如 36Og 烘箱干燥的（ofentrocken) = otro)。
[0057] ?將紙漿引入實驗室壓實設備中并且用純水填充該實驗室壓實設備。使用15升 和360g的紙漿，例如，確保在壓實之后2. 4%的材料密度。
[0058] ?例如將紙漿壓實15分鐘，并且隨后測試研磨水平；如果必要的話，進一步壓實 直到獲得所希望的研磨水平。
[0059] 可替代地，紙漿還可以用任何其他合適的設備，例如用HolMnder機器、或精煉機 進行原纖維化。
[0060] ?為了獲得盡可能純的用于電絕緣目的的紙漿，該紙漿可以隨后例如借助于離心 機進一步除去污染物和電荷載體。
[0061] 在具有實例36至43的表2中，呈現(xiàn)了相對于從牛皮紙漿制成的根據(jù)現(xiàn)有技術的 一種對比紙（編號36)的研究。將該對比紙與本發(fā)明的紙進行比較，本發(fā)明的紙已經用改 性的材料配方進行制造，即添加/不添加填料（滑石和/或云母）、以及添加/不添加添加 齊IJ。將這些紙全部在25°C的恒溫下通過一種干燥劑在干燥器中仔細進行干燥并且進行環(huán)境 調節(jié)。
[0062] 從表2中存在的擊穿值清楚地看出，添加滑石或云母、或一種滑石和云母的混合 物導致介電強度增加、減少的表面粗糙度、以及增加幾乎4倍的孔隙率。
[0063] 圖1示出了各種紙的作為時間的函數(shù)的保油特征曲線。在此，將無填料的紙與具 有20%云母和20%滑石作為填料的紙進行比較。在所有情況下，使用約40° SR。這個圖 示出了用基于超聲的測量儀器（DPA測試儀）作為時間的函數(shù)測量的滲透速率。在達到最 大值之后在該曲線中下降越快，該流體的滲透速率越大。填充有滑石的絕緣紙顯示了最高 的滲透速率，以及同時最高的孔隙率水平。在圖1的圖中，清楚地看出添加填料直接導致絕 緣油加速滲透到紙內。由于絕緣油的滲透在用于變壓器的制造過程中可能花費數(shù)天，決定 速率的這個步驟的加速是本發(fā)明的紙的一個重大優(yōu)點。
【權利要求】
1. 一種電絕緣紙，該電絕緣紙具有大于40kV/mm的介電強度,包含按重量計20 % -99 % 的纖維素和按重量計1% -80%的礦物填料，其特征在于， 該礦物填料具有至少一種層狀硅酸鹽、優(yōu)選滑石和/或云母作為組分。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電絕緣紙，其特征在于， 該纖維素的比例是按重量計30 %至80 %、優(yōu)選按重量計45 %至70 %、并且特別是按重 量計約65%，和/或 該礦物填料的比例是按重量計3 %至65 %、優(yōu)選按重量計5 %至45 %、并且特別是按重 量計約30%。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電絕緣紙，其特征在于， 該礦物填料的滑石組分處于1 %與100%之間、優(yōu)選25%與75%之間、特別是35%與 60%之間、并且特別優(yōu)選50%以上。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的電絕緣紙，其特征在于， 該礦物填料云母優(yōu)選具有在1%與80%之間、優(yōu)選10%至50%、并且特別優(yōu)選大于 20 %的組分。
5. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 1 %至10 %、特別是按重量計1 %至6 %、并且特別是按重量計約3 %的 聚乙烯醇。
6. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 1%至10%、優(yōu)選按重量計1%至10%、并且特別是按重量計約4%的 改性的或未改性的淀粉。
7. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 根據(jù)DIN EN 60243-1測量的介電強度是大于40kV/mm、優(yōu)選大于60kV/mm、并且特別是 大于 80kV/mm。
8. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 根據(jù)TAPPI標準T 252的熱水提取物中的導電率是小于5mS/m、優(yōu)選小于3mS/m、并且 特別是小于lmS/m。
9. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 1%至5%、特別是按重量計2%至4%、并且特別是按重量計約2. 5% 的改性的或未改性的瓜爾膠。
10. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 1%至20%、特別是按重量計3%至12%、并且特別是按重量計約5% 至8%的一種有機聚合物或粘合劑。
11. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 1%至20%、優(yōu)選按重量計1%至14%、并且特別是按重量計約5%至 8 %的一種濕增強劑。
12. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 01%至5%、特別是按重量計0. 1%至3%、并且特別是按重量計約 0.5 %的一種疏水劑。
13. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 包含按重量計0. 01%至5%、特別是按重量計0. 1%至3%、并且特別是按重量計約 0. 5%的一種含氮的堿性化合物。
14. 根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙，其特征在于， 該礦物填料具有〇. 5至400 ii m、并且特別1至200 ii m的平均粒徑分布，和/或具有 0. 01至100 ii m、并且特別是0. 1至50 ii m的平均厚度的薄片。
15. -種用于制造根據(jù)以上權利要求之一所述的電絕緣紙的方法，具有以下步驟： -制造一種纖維材料和填料的懸浮液，其中纖維材料密度在0. 1 %與10%之間； -在一個造紙機中將該材料懸浮液脫水； -在60°C與180°C之間、優(yōu)選80°C -120°C的溫度下干燥該已機械地脫水的材料懸浮液。
16. 用于制造根據(jù)權利要求15所述的電絕緣紙的方法，其特征在于， 將該已脫水的且已干燥的材料懸浮液在大于l〇〇°C、優(yōu)選大于160°C的溫度下進行壓 縮和/或平滑化。
17. 根據(jù)權利要求1至14之一所述的電絕緣紙用于組件或承載電流的產品的電絕緣的 用途，該組件或產品例如，印刷電路板，電池和電容器，線纜、特別是具有一種涂覆的和浸漬 的電介質的線纜，其中例如該絕緣層按一種重疊的和/或螺旋方式被卷繞，變壓器、特別地 干式或充油型的變壓器，這些的組合，以及類似物，在此用途干燥地、或優(yōu)選地與一種電絕 緣浸漬劑結合來進行。
【文檔編號】D21H17/67GK104334797SQ201380027330
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年4月29日 優(yōu)先權日:2012年4月27日
【發(fā)明者】托拜厄斯·A·克勒曼, 安格莉卡·克勒曼 申請人:帕孔有限兩合公司