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フェノール紙ラミネート - 経済性と耐久性の完璧な融合
はじめに
フェノール紙ベークライト・ラミネートは、フェノール・ラミネートまたはベークライト絶縁シートとしても知られ、高性能の電気絶縁材料です。主にフェノール樹脂（ベークライト）を含浸させた紙基材から構成され、その後、熱と圧力下で硬化させて硬い熱硬化性複合シートに形成されます。この素材は、優れた絶縁性能、機械的強度、耐熱性および耐薬品性を持つため、電気および電子分野の用途に広く使用されています。
主要な特性
1. 電気絶縁: 高誘電強度と絶縁破壊への耐性があり、変圧器やモーター、その他の電気機器での使用に適しています。
2. 機械的強度： 剛性と耐久性に優れ、衝撃および圧縮に対する耐性が高く、構造用途における機械的ストレスに耐えることができます。
3. 耐熱性： グレードによって異なりますが、通常は130°C以上の中程度の温度に著しい劣化なく耐えることができます。
4. 耐薬品性： 油類、溶剤、および多くの一般的な化学薬品に耐性があり、過酷な環境での使用に適しています。
5. 作業性： 特定の設計要件を満たすために、機械加工、ドリル加工、切断等によりさまざまな形状やサイズに加工できます。
製造プロセス
フェノール紙ベークライト積層板の製造工程は、以下のような多段階のプロセスで行われます：
含浸工程：
1. 高品質の紙（クラフト紙や綿原料の紙など）を液体フェノール樹脂の浴槽に通し、均一に吸収させます。
2. 余分な樹脂を取り除いた後、含浸紙（「プリプレグ」と呼ばれる）を半硬化状態（B段階）に乾燥させます。この状態では粘着性は残るものの、完全に硬化はしていません。
ラミネート：
1. プリプレグの層を金型内で積層し、厚みと質感が均一になるように調整します。
2. 場合によっては、追加の層や補強材（強度向上のための布地など）を使用する場合もあります。
熱と圧力による硬化工程：
1. 積層されたプリプレグを油圧プレス内に置き、指定された時間、高温（通常140～170°C）と高圧（10～30MPa）にさらします（厚みによって異なります）。
2. 熱によりフェノール樹脂の架橋反応が起こり、圧力により各層間が密着して結合し、固体で均質なシートが形成されます。
仕上げ加工：
1. 硬化後のシートは、所定のサイズに切断され、研削または研磨して、所望の表面仕上げを得ます。
2. 品質管理検査（例：電気試験、寸法精度）を実施し、規格（例：IEC、ASTM）への適合性を確認します。
応用
・ 電気機器： 変圧器、遮断器および開閉装置における絶縁バリア、スペーサーまたは支持体として使用されます。
・ モーターおよび発電機部品： 電動機および発電機内の巻線を絶縁し、構造的なサポートを提供します。
・ 産業用機械： 絶縁性と強度の両方が求められる機械部品、例えばギア、軸受またはブラケットなどに使用されます。
・ 消費者向け電子機器： 電気絶縁性と耐熱性が重要となる家電製品やデバイスに使われています。
規格およびグレード
フェノール紙ベークライト積層板の一般的な規格には以下があります：
・IEC 60893-3-1: 電気用途に使用される熱硬化性積層板に関する国際規格。IEC規格によると、フェノール紙積層シートは以下のグレードがあります：PFCP201、PFCP202、PFCP203、PFCP206、PFCP207。
・NEMA LI 1-1998: アメリカ規格で、フェノール紙積層板の要求仕様を規定しています。NEMA規格によると、フェノール紙積層シートは以下のグレードがあります：X、XP、XPC、XX、XXP、XXX。
グレードは、樹脂の種類、紙の品質、性能基準（例：難燃性、耐湿性）によって異なります。
利点
・高級絶縁材料（例：エポキシ積層板）と比較してコストパフォーマンスが優れています。
・入手が容易で加工しやすいです。
・電気的、機械的、熱的特性においてバランスの取れた性能を持っています。
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フェノリックペーパーベーキライト積層シートは、中圧電気および産業用途において多用途で信頼性の高い素材です。絶縁性、機械的強度、コスト効果を兼ね備えていることから、発電、送配電、製造業界において定番となっています。
