專利名稱：：層壓電氣絕緣零件的制作方法層壓電氣絕緣零件
背景技術(shù)：
：發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于電氣裝置的層壓電氣絕緣零件，該電氣裝置具有諸如芯等組件，所述組件具有多個(gè)用于接納載流導(dǎo)線線圈的狹槽。此類層壓電氣絕緣零件包括例如槽襯里、罩、楔或線棒，這些零件包含介電聚合物薄膜以及至少一個(gè)非織造片材，所述至少一個(gè)非織造片材僅通過將非織造片熱粘結(jié)到薄膜上而連結(jié)到介電聚合物薄膜的每一側(cè)。相關(guān)領(lǐng)域Miki等人提交的日本專利公布Hei11[1999]-170467公開了一種可用作高耐熱的電絕緣材料的聚酯復(fù)合材料，其特征在于該聚酯復(fù)合材料是通過在聚酯薄膜的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上熱粘結(jié)聚酯非織造織物制備而成，該織物是由聚酯主纖維和熔點(diǎn)比主纖維的熔點(diǎn)低5至5(TC的熱熔粘合劑纖維制成。非織造織物中主纖維與粘合劑纖維的比率應(yīng)在70:30至40:60的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在65:35至45:55的范圍內(nèi)。因此，非織造材料的表面上約有一半的纖維是可用于將非織造片材連結(jié)到薄膜的粘合劑纖維。該專利申請(qǐng)公布進(jìn)一步陳述，當(dāng)粘合劑纖維的比例增加到60重量％以上時(shí)，聚酯復(fù)合材料的耐熱性將降低。因此，通過向非織造片材中加入附加的粘合劑纖維來提高非織造片材與薄膜的粘附性是一個(gè)不太現(xiàn)實(shí)的選擇。層壓結(jié)構(gòu)的完整性是電氣層壓絕緣零件的重要特性。重要的是，這些層壓零件具有足夠大的硬度或剛度、具有低表面摩擦系數(shù)，并且例如在安裝期間當(dāng)將槽襯里插入到電氣裝置組件的槽中或者當(dāng)導(dǎo)體或?qū)Ь€與槽襯里接觸時(shí)，層壓零件不會(huì)輕易剝離。因此，希望薄膜的兩面完全并且均勻地粘結(jié)到鄰近非織造片材(即覆蓋整個(gè)薄膜表面)。此外，由于對(duì)于這些部件來說剛度或剛性是非常重要的，所以一般使用高度結(jié)晶的薄膜，例如雙軸取向的聚對(duì)笨二曱酸乙二醇酯。這種剛度還會(huì)使將薄膜粘附到非織造片材上變得更加困難。由于存在這類問題和要求，大多數(shù)層壓電氣絕緣零件使用基于溶劑的熱固性粘合劑將非織造片材粘附到聚合物膜上。但是，其他基于溶劑的粘合劑的商業(yè)用途通常需要連續(xù)的溶劑型工藝，以及與處理揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)相關(guān)的所有技術(shù)和安全性復(fù)雜因素(通風(fēng)、溶劑回流等)。如果粘合劑無溶劑，則類似的因素通常與單體安全方面有關(guān)，因?yàn)閱误w也可具有較低的蒸汽壓，具有揮發(fā)性，和/或?qū)】翟斐晌：Α３酥?，業(yè)內(nèi)的某些人員還認(rèn)識(shí)到此類粘合劑層壓體的儲(chǔ)存壽命比較短。被安裝到電氣裝置之前僅能貯存幾個(gè)月的時(shí)間。此外，某些人員還認(rèn)識(shí)到，在例如安裝期間對(duì)部件進(jìn)行不適當(dāng)?shù)膿锨蛘咴谥苽鋵訅后w時(shí)沒有恰當(dāng)實(shí)現(xiàn)粘合劑粘結(jié)，通過粘合劑粘附的層壓體制成的部件在使用中會(huì)逐漸地嚴(yán)重剝離。其他人還認(rèn)識(shí)到加入粘合劑則會(huì)向?qū)訅后w零件增加另一種材料，由于不同材料具有不同熱膨脹系數(shù)，零件反復(fù)在高溫和低溫的環(huán)境下操作時(shí)，更易于產(chǎn)生分層問題。因此，需要這樣一種包括與薄膜連結(jié)的非織造片材的層壓電氣絕緣零件，其中非織造片材在非織造片材和薄膜之間的整個(gè)接觸面上提供均勻的粘附性，并且該片材還提供其他所期望的屬性，同時(shí)無需使用粘合劑、溶劑或其他污染環(huán)境的物質(zhì)。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種用于電氣裝置的層壓電氣絕緣零件，所述零件包含熱塑性薄膜，所述熱塑性薄膜設(shè)置在兩個(gè)非織造片材之間、鄰近所述兩個(gè)非織造片材并且連結(jié)到兩個(gè)非織造片材上。每個(gè)非織造片材均由包含至少第一聚合物和第二聚合物的多組分聚合物纖維組成，第一聚合物的熔點(diǎn)比第二聚合物的熔點(diǎn)和熱塑性薄膜的熔點(diǎn)均低至少15攝氏度，并且所述薄膜通過非織造片材中的第一聚合物連結(jié)到非織造片材上。層壓電氣絕緣零件的擊穿電壓為至少3千伏，并且具有動(dòng)摩擦系數(shù)為0.25或更小的表面。本發(fā)明還涉及一種包括層壓電氣絕緣零件的電氣裝置組件。圖l和圖2表示電氣裝置中的絕緣槽。圖3表示被稱為定子的電氣裝置。圖4表示定子，其顯示絕緣零件和導(dǎo)體以及定子。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種用于電氣裝置的層壓電氣絕緣零件，該電氣裝置具有帶有多個(gè)用于容納載流導(dǎo)線線圈的槽的組件，例如電動(dòng)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)。層壓電氣絕緣零件包括熱塑性薄膜，所述熱塑性薄膜設(shè)置在兩個(gè)非織造片材之間、鄰近所述兩個(gè)非織造片材并且連結(jié)所述兩個(gè)非織造片材上。層壓電氣絕緣零件使用由多組分纖維制成的非織造片材。所謂多組分纖維是指該纖維由一種以上的聚合物構(gòu)成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，纖維為雙組分，這表示其是用兩種熱塑性聚合物以皮芯型排列或并列排列方式熔紡而成。短語"一種以上的聚合物，，是指不僅包括具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物，而且還包括結(jié)構(gòu)相似但熔點(diǎn)不同的聚合物。例如，一種優(yōu)選的實(shí)施方案是由皮/芯型纖維制成的非織造片材，其中外皮為聚酯共聚物或三元共聚物，芯為聚酯均聚物?？墒褂镁酆衔锏娜我饨M合，只要多組分纖維中有一種聚合物的熔點(diǎn)比纖維中其他聚合物之一的熔點(diǎn)以及薄膜的熔點(diǎn)低至少15攝氏度。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，只要纖維的表面上存在低熔點(diǎn)的聚合物，便可以任何方式在多組分纖維中排列聚合物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，低熔點(diǎn)聚合物形成皮/芯型纖維的外皮，高熔點(diǎn)聚合物形成芯?？梢允褂萌魏畏强椩旆椒ㄐ纬删哂卸嘟M分纖維的非織造片材，包括僅使用短纖維形式的多組分纖維形成片材?？墒褂帽绢I(lǐng)域中已知的多種方法制備這種短纖維非織造材料，包括纖維的粗梳或扯松工藝、氣流成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)。短纖維優(yōu)選地具有介于約0.5和6.0丹尼爾/長絲之間的單絲纖度、介于約0.6cm和10cm之間的纖維長度。在一些實(shí)施方案中，非織造片材中的纖維通常是直接紡成片材的連續(xù)長絲，沒有專門切割長絲。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，非織造片材由本領(lǐng)域中已知的用于紡紗和合并連續(xù)長絲熱塑性纖維網(wǎng)的加工方法(例如紡粘法和熔噴法)制成?？墒褂帽绢I(lǐng)域中已知方法制備適用于制造層壓零件的多組分紡粘纖維網(wǎng)，例如授予Bansal等人的美國專利6,548,431中所述。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，如授予Rudisill等人的美國專利5，885，909中所述，通過從具有大量孔洞的紡絲箱體中將纖維熔體紡絲到移動(dòng)的水平帶上，從而將多組分纖維加入到非織造片材中。在一些實(shí)施方案中，適用于制備非織造織物的連續(xù)長絲纖維網(wǎng)優(yōu)選地具有介于約0.5和20旦尼爾/長絲之間的單絲纖度的連續(xù)長絲，在某些實(shí)施方案中優(yōu)選地為約l和5旦尼爾/長絲。6用于層壓體的非織造片材的優(yōu)選形式為輕度熱粘結(jié)片材。此類輕度熱粘結(jié)片材可例如通過以下方式制備在遠(yuǎn)低于低可熔聚合物熔點(diǎn)的溫度下，在壓花機(jī)輥與砧輥之間的輥隙中，使用低輥隙壓力(100-300N/cm)熱粘結(jié)紡成片材。此類技術(shù)在授予Bansal等人的美國專利申請(qǐng)2005/0130545中有所描述。所得的片材結(jié)構(gòu)具有足夠的機(jī)械完整性進(jìn)行后續(xù)加工，同時(shí)仍保持有足夠的體積和可成形性進(jìn)行層壓，最終產(chǎn)品具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。只要纖維中介于最低熔點(diǎn)纖維聚合物與高熔點(diǎn)聚合物之間的差值至少為15°C，并且最低熔點(diǎn)聚合物的熔點(diǎn)低于薄膜的熔點(diǎn)至少15°C，則非織造片材的多組分纖維可包含不同的聚酯和共聚酯、聚苯硫醚和聚酯等的組合。這樣使得最終非織造材料有助于形成具有良好拉伸特性的最終層壓體結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，聚合物熔點(diǎn)之間的差值為約15。C至IO(TC;在某些其他實(shí)施方案中，聚合物熔點(diǎn)之間的差值為約15匸至5(TC。在一些實(shí)施方案中，每種單獨(dú)的多組分長絲中均存在重量百分比為約10至50的低熔點(diǎn)聚合物。如果多組分纖維中所存在的低熔點(diǎn)聚合物的重量百分比低于10，則可認(rèn)為此纖維中聚合物的量不足以將非織造材料與薄膜完全且均勻地粘結(jié)在一起。如果重量百分比超過50,則認(rèn)為會(huì)對(duì)最終層壓體結(jié)構(gòu)的撕裂特性以及在插入到電氣裝置中時(shí)受油漆或基體樹脂浸漬的能力產(chǎn)生不利影響。無論多組分纖維中低熔點(diǎn)聚合物的實(shí)際百分比是多少，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，低熔點(diǎn)聚合物沿多組分纖維的軸向方向均勻分布，以便在非織造片材表面上的所有纖維均有可供與所述薄膜粘結(jié)的較低熔點(diǎn)聚合物。如果單層非織造材料結(jié)構(gòu)為優(yōu)選實(shí)施方案，只要與薄膜接觸的多層非織造材料是如前文所述由多組分纖維制成，便可使用多層非織造材料。非織造片材的基重和厚度并不重要，并取決于最終層壓體的最終用途。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，基重為60至100克/平方米，層壓體結(jié)構(gòu)中非織造片材的最終厚度為75至125微米。形成多組分纖維的聚合組分可包括常規(guī)的添加劑，例如染料、顏料、抗氧化劑、紫外線穩(wěn)定劑、紡絲油劑等。熱塑性薄膜可由聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚(PPS)和/或其他熱塑性材料制成。熱塑性薄膜可以是均勻的材料，也可以是不同層具有不同熱塑性塑料的層狀結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選的聚酯包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二曱酸乙二醇酯和液晶聚酯。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)可包括多種共聚單體，包括二甘醇、環(huán)己烷二曱醇、聚乙二醇、戊二酸、壬二酸、癸二酸、間苯二曱酸等。除了這些共聚單體，還可使用支化劑，例如均苯三曱酸、均苯四曱酸、三羥曱基丙烷和三羥曱基乙烷、以及季戊四醇。聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯可利用已知聚合反應(yīng)技術(shù)從對(duì)苯二甲酸或其低級(jí)烷基酯(例如對(duì)苯二甲酸二甲酯)和乙二醇或這些有機(jī)物的共混物或混合物制備。聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)可利用已知聚合反應(yīng)技術(shù)從2，6-萘二甲酸和乙二醇中制備。可商購獲得的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二曱酸乙二醇酯薄膜的實(shí)例分別是由DuPont-TeijinFilms出售的MYLAR和TE0NEX薄膜。本文中所謂"液晶聚酯"(LCP)是指當(dāng)使用TOT測試或其任何合理變型進(jìn)行測試時(shí)具有各向異性的聚酯，如美國專利4，118，372中所述。液晶聚酯的一種優(yōu)選形式為"全芳族"；即聚合物主鏈上的所有基團(tuán)均為芳香族基團(tuán)(除了酯基等連接基以外)，但可以存在非芳香族的側(cè)鏈?？捎糜诒∧さ腖CP組合物和薄膜類型在例如授予Jester等人的美國專利5，248，530中有所描述。PPS薄膜的其中一種可商購獲得的實(shí)例是由Toray公司出售的T0RELINA⑧薄膜。薄膜中還可存在其他材料，尤其是那些在熱塑性組合物中經(jīng)常存在或被制備用于熱塑性組合物中的材料。在零件運(yùn)行的操作環(huán)境下，這些材料應(yīng)優(yōu)選地具有化學(xué)惰性和適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定性。此類材料可包括例如一種或多種填料、增強(qiáng)劑、顏料和成核劑。也可存在其他聚合物，從而形成共混聚合物。在一些實(shí)施方案中，組合物可包含約1%重量至約55%重量的填料和/或增強(qiáng)劑，更優(yōu)選地包含約5%重量至約40%重量的這些材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱塑性薄膜還可包含熱固性材料內(nèi)層。例如，由DuPont出售的KAPT0NEKJ薄膜具有熱塑性聚酰亞胺外層，同時(shí)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部還具有熱固性聚酰亞胺層。在電氣絕緣零件中使用時(shí)需要熱塑性薄膜是真正的膜，而非僅僅是在非織造片材上的聚合物涂層或擠出物，否則將達(dá)不到層壓電氣絕緣零件所需的足夠的結(jié)晶度、相應(yīng)的剛度和其他機(jī)械特性以及熱穩(wěn)定性。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，薄膜為雙軸向拉伸的薄膜。此類薄膜不要求具有優(yōu)選的取向，而相應(yīng)地在所有方向上具有基本相同的剛度并且沒有會(huì)被撕裂的薄弱方向。熱塑性薄膜的熔點(diǎn)應(yīng)比非織造材料結(jié)構(gòu)中最低可熔聚合物的熔點(diǎn)高出至少15攝氏度。這樣可在熱層壓加工期間提供足夠的溫度差，從而實(shí)現(xiàn)良好的粘結(jié)，并且還不會(huì)導(dǎo)致薄膜產(chǎn)生任何明顯的收縮或翹曲，也不會(huì)影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的物理和機(jī)械特性。熱塑性薄膜具有至少0.8Pa的初始模量，初始模量和薄膜厚度共同決定零件的剛度(彎曲能力)。在一個(gè)可優(yōu)選的實(shí)施方案中，薄膜的初始模量為至少2GPa。熱塑性薄膜設(shè)置在層壓電氣絕緣零件中的兩個(gè)非織造片材之間、鄰近所述兩個(gè)非織造片材并且連結(jié)到所述兩個(gè)非織造片材上。即熱塑性薄膜夾在兩個(gè)非織造片材之間。這樣就使得在電氣裝置中進(jìn)行安裝前后均可用基體樹脂浸漬層壓電氣絕緣零件。僅通過非織造片材中的低熔點(diǎn)聚合物將熱塑性薄膜連結(jié)到非織造片材上。因?yàn)榫o鄰薄膜的非織造片材層由多組分長絲組成，其中這些長絲的表面上具有用于粘結(jié)的低熔點(diǎn)聚合物，施用熱以及可選地施用壓力之后，所有與薄膜接觸的表面纖維基本上均與薄膜粘結(jié)，從而在非織造片材與薄膜之間形成了被認(rèn)為是優(yōu)異且更均勻的完全熱粘結(jié)，同時(shí)還保持非織造片材的抗撕裂特性和浸漬能力。無需任何粘合劑和/或有機(jī)溶劑。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，兩個(gè)非織造片材連結(jié)到薄膜上的程度相等。要實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果，可在薄膜的兩側(cè)使用實(shí)質(zhì)上完全相同的兩個(gè)非織造片材，然后對(duì)兩側(cè)施加相似的熱和壓力。作為另外一種選擇，還能夠以不同的程度將非織造片材連結(jié)到薄膜上，但是，在實(shí)際中這需要注意哪一側(cè)用高溫粘結(jié)，因而通常來說并不是可取的?？刹捎眠B續(xù)方法進(jìn)行熱層壓加工對(duì)非織造片材和薄膜之間的接觸面施加最適宜的溫度和壓力。作為另外一種選擇，如果需要可以使用間歇方法，使用平壓機(jī)或類似裝置進(jìn)行。在連續(xù)方法中，可以使用壓延機(jī)或雙邊壓合機(jī)。在施加壓力前或施加壓力的同時(shí)可對(duì)薄膜和非織造片材施加熱，或者可先預(yù)熱非織造片材和/或薄膜，然后再施加壓力和溫度?？梢圆捎靡徊椒ǎ磳⒎强椩炱耐瑫r(shí)粘結(jié)到薄膜兩側(cè)上，或者用兩步完成首先從一側(cè)開始粘結(jié)，然后再從另一側(cè)粘結(jié)。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，優(yōu)選壓延機(jī)類型為軟輥隙壓延機(jī)，其中每個(gè)輥隙均由兩個(gè)輥構(gòu)成一個(gè)硬的金屬輥和一個(gè)復(fù)合材料輥。復(fù)合材料輥的典型材料包括脂族和芳香族聚酰胺以及棉花(取決于所需的溫度和硬度)。層壓電氣絕緣零件能夠以多種不同的形式用于電氣裝置中。這些層壓電氣零件發(fā)揮電絕緣的功能，有助于導(dǎo)線插入槽中、導(dǎo)線固定在槽內(nèi)、以及機(jī)9械性地保護(hù)導(dǎo)線。兩種最常見的帶槽的電氣裝置組件是轉(zhuǎn)子和定子。圖1為一種此類裝置1的例證，其帶有槽2。如果該電氣裝置組件固定在電氣裝置中，該組件則稱為定子；如果該電氣裝置組件旋轉(zhuǎn)，則稱為轉(zhuǎn)子。這些部件可包括槽襯里、楔和/或線棒、槽襯里上蓋，以及其他可從層壓體模切下來的零件。這些零件可用于任何電氣裝置；但在許多實(shí)施方案中，它們也可用于電動(dòng)馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。圖2和圖3公開了用于電氣裝置的槽中的層壓電氣絕緣零件的典型實(shí)施方案。圖2為在具有多根繞組線7的位于槽6中的單層繞組5以及在稱為槽襯里8的槽中的電絕緣層的例證。槽襯里是電絕緣零件，用于直線轉(zhuǎn)子或定子槽，并使轉(zhuǎn)子或定子繞組線與定子或轉(zhuǎn)子本身的金屬或其他結(jié)構(gòu)零件絕緣。槽的開口端被稱為槽上蓋或覆蓋件9的另一個(gè)電絕緣層所閉合，該組合件利用嚙合槽的唇緣11的楔10(也稱為線棒或頂部線棒)機(jī)械性地固定就位。楔用于將線圈導(dǎo)線壓緊和容納在槽中。圖3為具有兩組繞組線13和14的兩層繞組12,以及在槽中用于分隔兩組導(dǎo)線、被稱為槽分隔體15(也稱為中部線棒或中心楔)的另一絕緣層的例證。在此類繞組中，槽分隔體用于在槽中將兩個(gè)繞組彼此分隔開來。圖4為電氣裝置組件16的例證，圖中示出槽18中的某些繞組線17;還示出覆蓋槽的槽上蓋和楔組合件19?？墒褂靡阎夹g(shù)制造層壓電氣絕緣零件。例如，可從層壓體的窄帶材中制備槽閉合件，方法為將其剪切成所需長度，然后用凸模和凹模成型為槽形的橫截面。制備槽襯里的方法為向內(nèi)彎曲層壓體帶材的邊緣，在帶材的邊緣形成巻邊，然后用合適大小的沖壓模具將巻邊的帶材剪切成適合尺寸，再朝著巻邊橫向彎曲，成形為適于插入到電氣裝置組件槽內(nèi)的構(gòu)型。層壓電氣絕緣零件具有至少3千伏的擊穿電壓。層壓零件的擊穿電壓主要取決于所選擇的薄膜類型及其厚度。這些零件的表面具有0.25或更小的動(dòng)摩擦系數(shù)。對(duì)于將槽襯里安全(無損壞)插入到槽中、將導(dǎo)線插入到槽襯里頂部的槽中、以及在已填充的槽頂部插入槽上蓋、楔或線棒來說，低動(dòng)摩擦性能是非常重要的。如果動(dòng)摩擦系數(shù)過高，則在制造期間層壓電氣絕緣零件將會(huì)受到槽或?qū)Ь€的磨損，從而可能損害電氣裝置的性能。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，這些層壓電氣絕緣零件具有至少為30的"歸一化彎曲指數(shù)"(NormalizedBendingIndex),原因在于槽襯里，更尤其是楔和線棒，要具有一定的剛度才能順利插入槽內(nèi)。此外，基于電絕緣零件和樹脂的總重量，層壓電氣絕緣零件可具有按重量計(jì)10%至50%的基體樹脂。這通常是為了從部件中排出空氣，并且使絕緣體的熱屬性和介電屬性得到改善。此外，進(jìn)行此類處理后，彎曲剛度也有一定的增強(qiáng)。可將固化或部分固化的樹脂施用到零件上，然后將其安裝到電氣裝置組件的槽中；也可以先將該零件安裝在電氣裝置組件中，再纏繞導(dǎo)線，然后將纏繞了導(dǎo)線且包括該零件的電氣裝置組件經(jīng)浸漬或是通過其他方式提供足夠多的樹脂，以使零件基本上完全浸漬基體樹脂并且如果需要還包封電氣裝置組件。作為另外一種選擇，可將零件部分地浸漬樹脂，然后將該零件安裝在電氣裝置組件上，在后續(xù)步驟中再用相同或不同的樹脂進(jìn)一步浸漬。浸漬之后，可使零件或裝置熱固化，以使基體樹脂交聯(lián)和硬化。有用的樹脂包括環(huán)氧化物、聚酯、聚氨酯、聚酯酰亞胺等。試馬全方法用ASTM方法D3418測量熔點(diǎn)。熔點(diǎn)是熔融吸熱的最高溫度，加熱速率為10°C/min,在第二次加熱時(shí)測量熔點(diǎn)。才艮據(jù)ASTMD828-93，在Instron試驗(yàn)儀器上使用2.54cm寬、18cm隔距的測試標(biāo)本測量本發(fā)明中層壓體結(jié)構(gòu)的拉伸特性。本發(fā)明中層壓體的厚度和基重的測定方法為分別根據(jù)ASTMD374-99和ASTMD646-96,測量測試層壓體樣品中某塊區(qū)域的厚度和重量。根據(jù)ASTMD1004-07，以7.6cm的夾具距離測量層壓體的初始撕裂強(qiáng)度(ITS)。根據(jù)ASTMF904-98，在2.54cm寬的條帶上以12,7cm/min的速度測量薄膜與非織造片材之間的粘結(jié)強(qiáng)度或?qū)悠掣?f生。測量層壓體彎曲剛度的方法是根據(jù)ASTMD747，用測定Olsen硬度指數(shù)(0SI)的方法，將2.54cm寬的層壓體條帶彎成60度彎曲角度，然后按如下公式計(jì)算指數(shù)OSI-(A/100xB)/(0,125D)其中A為下標(biāo)度=60時(shí)的上標(biāo)度平均值；B=總扭矩，單位是in-lb;D=樣本寬度，單位是英寸。歸一化硬度指數(shù)(NSI)被定義為Olsen硬度指數(shù)與層壓體厚度三次方的商N(yùn)SI=0SI/(THA3)其中，TH是樣品厚度，單位是隱。根據(jù)ASTMD-1894,使用帶有拋光的不銹鋼摩擦桌的Instron摩擦系數(shù)儀，摩擦桌的最大粗糙度深度為37微英寸(0.9微米)，測量層壓體表面的摩擦系數(shù)。根據(jù)ASTMD149-97a中的方法A(短時(shí)試驗(yàn)法)，使用平的、直徑為51mm、25mm厚、邊緣被倒角為6.4mm的電極測量層壓體的擊穿電壓。實(shí)施例1.按照美國專利申請(qǐng)2005/0130545(Bansal等人)中描述的方法將具有芯/皮型結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維制成兩層輕度熱粘結(jié)的紡粘非織造片材，其中每層基重為61g/m2。纖維的芯中使用聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(PET),纖維的外皮中使用改性的間苯二曱酸二曱酯-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共聚物；芯部分的重量占纖維結(jié)構(gòu)的70%,外皮部分的重量占纖維結(jié)構(gòu)的30%。芯聚合物和外皮聚合物的熔點(diǎn)分別為265。C和216°C。在紅外線爐中，將初始模量為約4GPa、熔點(diǎn)為255。C的75微米厚聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯薄膜(MYLAREL薄膜，由DuPont-TeijinFilms出售)預(yù)加熱至177°C,將其插入到兩層非織造片材之中，然后在單個(gè)操作中，將組合在一起的片材通過Perkins壓延機(jī)(輥直徑為45.7cm)的兩個(gè)軟輥隙之間，先對(duì)底部壓光，再對(duì)頂部壓光。每個(gè)壓延機(jī)輥隙都具有加熱金屬輥和尼龍復(fù)合材料支撐輥。速度為15m/min,輥隙線性壓力為3800N/cm，加熱金屬輥溫度為199°C。最終層壓結(jié)構(gòu)的屬性在表1中顯示。將層壓體樣本放到Teflon浸漬玻璃織物上，然后置于爐中，在20(TC下老化1小時(shí)，230。C下老化l小時(shí)。從爐中取出后檢查樣本，沒有發(fā)現(xiàn)翹曲或分層。然后可使用已知方法將層壓體切割成所需長度，然后使用凸模和凹模對(duì)零件進(jìn)行成型，從而制備電絕緣零件，例如槽襯里、楔或線棒。實(shí)施例2按照實(shí)施例1中的方法制備層壓體結(jié)構(gòu)，不同的是速度為30.5m/min。最終層壓結(jié)構(gòu)的屬性在表1中顯示。將層壓體剪切成小段，然后制成電絕緣部件(槽襯里和楔)。實(shí)施例3按照實(shí)施例1中的方法，用初始模量為約4GPa、熔點(diǎn)為255。C的125微米厚聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(MYLAREL薄膜，由DuPont—TeijinFilms出售)層壓出實(shí)施例1中的兩層非織造片材，不同之處在于層壓速度為10.7m/min，輥隙線性壓力為3500N/cm,金屬輥溫度為22(TC。制成的層壓體的基重為302g/m2,厚度為0.319mm,擊穿電壓為13kV，薄膜與頂部和底部非織造片材的平均粘結(jié)/剝離強(qiáng)度分別為1.50N/cm和1.45N/cm，兩個(gè)表面具有0.21的動(dòng)摩擦系數(shù)。然后可使用已知方法將層壓體切割成所需長度，然后使用凸模和凹模對(duì)零件進(jìn)行成型，從而制備電絕緣零件，例如槽村里、楔或線棒。實(shí)施例4可重復(fù)實(shí)施例1的步驟，但以下情況不同。輕度熱粘結(jié)的紡粘非織造片材由纖維制成，所述纖維的芯含有聚苯硫醚、外皮含有改性的間苯二曱酸二曱酯-聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯共聚物，芯部分的重量占纖維結(jié)構(gòu)的80%,外皮部分的重量占纖維結(jié)構(gòu)的20%。芯和外皮中的聚合物的熔點(diǎn)分別為285。C和216°C。每個(gè)非織造片材的基重為86g/m2,層壓有熔點(diǎn)為270°C、初始模量為約4.5GPa的75微米厚聚萘二曱酸乙二酯薄膜(Q51型7￡0肌乂@薄膜，由DuPont-TeijinFilms出售)。然后可使用已知方法將層壓體切割成所需長度，然后使用凸模和凹模對(duì)零件進(jìn)行成型，從而制備電絕緣零件，例如槽襯里、楔或線棒。為便于進(jìn)行比較，表1還列出了標(biāo)準(zhǔn)粘合劑粘結(jié)的聚酯非織造材料-聚酯薄膜層壓體的屬性。在標(biāo)準(zhǔn)命名里，"D"代表DACRON,"M"代表MYLAR。"70"表示層壓體沒有額外進(jìn)行浸漬或浸透；"100"表示用樹脂額外浸漬或浸透層壓體。從表中可以看出，沒有使用粘合劑的層壓電氣絕緣零件與粘合劑粘結(jié)的層壓體的屬性相等甚至更加優(yōu)異。如果在層壓過程中形成良好的粘結(jié)強(qiáng)度，那么不使用粘合劑的層壓體的硬度會(huì)高于DMD70層壓體，甚至高于簡D100層壓體的硬度。尤其是對(duì)于線棒和楔來說，這一點(diǎn)非常有用。從該表中還可看出，本發(fā)明中層壓體的初始撕裂強(qiáng)度比具有相同甚至更高基重的粘合劑粘結(jié)的層壓體的初始撕裂強(qiáng)度要高。如表中所示，薄膜的頂部表面和底部表面與非織造片材的連結(jié)程度相等；即A側(cè)與B側(cè)相比，層壓電氣絕緣零件的粘結(jié)強(qiáng)度非常接近，差值不超過30相對(duì)百分比。這對(duì)于電氣零件制造來說非常重要，因?yàn)榘惭b者不再需要考慮稍后將層壓體結(jié)構(gòu)的哪一側(cè)面向?qū)Ь€。薄膜與非織造材料之間的總體粘結(jié)水平可以通過調(diào)節(jié)層壓加工條件來進(jìn)行調(diào)整，例如實(shí)施例1和實(shí)施例2中加工條件變化比較所列出的那樣，從而對(duì)應(yīng)地滿足用于特定應(yīng)用的特定部件要求。表l:層壓電氣絕緣零件的屬性<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>權(quán)利要求1.用于電氣裝置的層壓電氣絕緣零件，所述層壓電氣絕緣零件包括熱塑性薄膜，所述熱塑性薄膜位于兩個(gè)非織造片材之間、鄰近所述兩個(gè)非織造片材并且連結(jié)到所述兩個(gè)非織造片材上，每個(gè)所述非織造片材由多組分聚合物纖維組成，所述多組分聚合物纖維包括至少第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物的熔點(diǎn)比所述第二聚合物的熔點(diǎn)以及所述熱塑性薄膜的熔點(diǎn)低至少15攝氏度；所述熱塑性薄膜通過所述非織造片材中的第一聚合物連結(jié)到所述非織造片材上，并且其中，所述電絕緣零件具有至少3千伏的擊穿電壓、以及動(dòng)摩擦系數(shù)為0.25或更小的表面。2.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，所述層壓電氣絕緣零件具有至少30的歸一化硬度指數(shù)。3.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述熱塑性薄膜以相同的程度連結(jié)到所述兩個(gè)非織造片材中的每一個(gè)上。4.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，所述零件為槽襯里形式。5.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，所述零件為閉合件、楔或線棒形式。6.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，所述層壓電氣絕緣零件還包括基于所述電絕緣零件和樹脂的總重量，以按重量計(jì)10%至50%的量存在的基體樹脂。7.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述熱塑性薄膜為聚酯薄膜。8.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述熱塑性薄膜具有至少0.8GPa的初始模量。9.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述第一聚合物或所述第二聚合物為聚酯。10.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述第一聚合物為共聚物或三元共聚物，并且所述第二聚合物為均聚物。11.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述多組分聚合物纖維具有皮/芯型構(gòu)造，其中所述外皮包括所述第一聚合物，并且所述芯包括所述第二聚合物。12.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述多組分聚合物纖維具有并列型構(gòu)造，其中一側(cè)包括所述第一聚合物，并且另一側(cè)包括所述第二聚合物。13.權(quán)利要求1的層壓電氣絕緣零件，其中，所述多組分聚合物纖維為連續(xù)長絲。14.電氣裝置，所述裝置包括權(quán)利要求l的層壓電氣絕緣零件。全文摘要本發(fā)明涉及用于電氣裝置的層壓電氣絕緣零件，所述零件包含熱塑性薄膜，所述熱塑性薄膜位于兩個(gè)非織造片材之間、鄰近所述兩個(gè)非織造片材并連結(jié)到所述兩個(gè)非織造片材上。每個(gè)非織造片材均由包含至少第一聚合物和第二聚合物的多組分聚合物纖維組成，其中第一聚合物的熔點(diǎn)比第二聚合物的熔點(diǎn)和熱塑性薄膜的熔點(diǎn)低至少15攝氏度，并且所述薄膜通過非織造片材中的第一聚合物連結(jié)到非織造片材上。電氣絕緣零件具有至少3千伏的擊穿電壓、以及動(dòng)摩擦系數(shù)為0.25或更小的表面。本發(fā)明還涉及包括層壓電氣絕緣零件的電氣裝置組件。文檔編號(hào)B32B27/36GK101678639SQ200880016587公開日2010年3月24日申請(qǐng)日期2008年5月15日優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日發(fā)明者B·K·特拉斯克,B·P·利特爾,M·R·列維特,P·J·霍爾伯格,R·C·維克斯,X·馬申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司