絶縁紙とは－SHIFT ON（シフトオン）の用語集

私たちの生活は、スマートフォン、パソコン、家電製品から、鉄道や電力インフラに至るまで、様々な電気機器によって支えられています。これらの機器が安全に、そして効率的に動作するためには、電気を流す「導体」と、電気を遮断する「絶縁体」の適切な配置が不可欠です。この絶縁体の中で、特に重要な役割を担っているのが絶縁紙です。
絶縁紙は、紙という身近な素材でありながら、高度な技術によって生み出される高機能素材です。

絶縁紙とは？：私たちの安全と機器の性能を支える役割と構造

絶縁紙とは、文脈によって、電流の流れを遮断する「電気絶縁紙」と、熱の移動を抑制する「熱絶縁紙」の二つの異なる意味を持つ素材群を指します。
ここでは、主に電気絶縁紙に焦点を当てて解説します。その最大の役割は、電気機器の内部で、電気が本来流れるべきではない場所に流れ出すのを防ぐことです。これにより、感電やショート、機器の故障や火災といった重大な事故を未然に防ぐことができます。例えば、モーターやトランスの内部では、わずか1mm以下の厚さの絶縁紙が、数千ボルトの高電圧から機器を守っています。
絶縁紙が電気を通さない理由は、その緻密な構造と、使用される材料にあります。一般的な紙は、微細な繊維の間に空隙や不純物、水分を含んでおり、これらが電気の通り道となってしまいます。一方、絶縁紙は、高度に精製されたパルプや化学繊維を用いて、空隙を極力排除し、電気抵抗を極限まで高めて製造されます。これにより、優れた絶縁性能を発揮できるのです。

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絶縁紙を英語で言うと何になる？

海外の取引先とのやり取りや技術文書では、絶縁紙は「insulation paper」と表記されます。また、絶縁を意味する「dielectric」を用いて、「dielectric paper」と表現されることもあります。

絶縁紙の材料・材質と種類

絶縁紙は、その機能や用途に応じて、様々な材料と種類があります。特に、高機能な絶縁紙は、耐熱性や機械的強度を向上させるために、特殊な合成繊維が使用されます。
絶縁紙に使用される主な材料は以下の通りです。

材料	特徴	主な用途
セルロース系	比較的安価で、汎用性が高い。木材パルプが主原料で、優れた吸水・吸湿性を持つ。	トランス、モーター、コンデンサなど。
合成繊維系	ポリエステルやアラミド繊維を使用。特にアラミド繊維は、高い耐熱性（例えば220℃以上）を持つ。	耐熱性が求められる電気機器、航空機、医療機器。
複合材料系	複数の材料を貼り合わせることで、特定の性能を向上。例えば、セルロースと合成繊維を組み合わせるなど。	高い絶縁耐力と機械的強度が両立する用途。

これらの材料は、製品が使用される環境に応じて使い分けられています。例えば、一般的な家電製品には安価なセルロース系絶縁紙が使用される一方、過酷な環境で稼働する産業用機器には、合成繊維系の絶縁紙が用いられます。

絶縁紙が支える産業と具体的な用途

絶縁紙は、現代社会を動かす様々な産業の基盤を支えています。その用途は多岐にわたり、私たちの身近な製品から、巨大なインフラ設備まで、幅広く利用されています。

絶縁紙の用途：モーターとケーブル

モーターは、その代表的な用途の一つです。モーターの内部には、数百から数千回にも及ぶ細い電線（コイル）が巻かれています。これらのコイル同士が接触してショートしないように、0.1mm以下の薄い絶縁紙が何層にもわたって挟み込まれています。モーターは高速で回転し、発熱量が100℃を超えることもあるため、絶縁紙には高い耐熱性が求められます。
同様に、ケーブルも非常に重要です。特に高電圧を送電するケーブルでは、絶縁紙が導体を何重にも覆い、外部への漏電を防ぎます。例えば、500,000ボルトといった超高電圧を扱う送電ケーブルでは、何枚もの絶縁紙が層をなすことで、安全かつ効率的な送電を可能にしています。一方で、近年の電力ケーブルでは、絶縁紙から軽量化や高電圧耐性に優れる架橋ポリエチレン（XLPE）への代替が進んでいるのが現状です。

絶縁トランス：電力の安定供給を支える要

絶縁紙は、電力インフラの要であるトランス（変圧器）でも不可欠な存在です。トランスは、電圧を上げ下げすることで電力の効率的な送電を実現する機器です。内部は、コイルや鉄心が高電圧にさらされるため、絶縁油や絶縁紙によって厳重に保護されています。
絶縁紙は、絶縁油と組み合わさることで、100万ボルトを超えるような高電圧にも耐えうる性能を発揮します。トランスは屋外で数十年にわたって稼働することが多いため、絶縁紙には極めて高い信頼性と耐久性が求められます。

過酷な環境に必須の耐熱絶縁紙

電子機器の小型化・高出力化が進む現代では、内部の発熱量が急増しています。このような過酷な環境下で機器を安全に稼働させるには、通常の絶縁紙では不十分です。そこで重要になるのが、耐熱絶縁紙です。
耐熱絶縁紙は、高温下でも絶縁性能や機械的強度を維持できるよう、アラミド繊維などの特殊な材料で製造されます。例えば、H種耐熱絶縁紙は、180℃の連続使用にも耐えることができます。EV（電気自動車）や太陽光発電のパワーコンディショナーなど、高い耐熱性が求められる分野で、耐熱絶縁紙は安全と性能を両立させるために不可欠な存在となっています。なお、電気を絶縁する耐熱絶縁紙とは別に、熱の伝わりを遮断するセラミックファイバーペーパーのような熱絶縁紙も存在し、1600℃を超える高温環境下で工業炉の断熱材などに使用されています。

絶縁紙まとめ

この記事では、絶縁紙の役割、材料、そしてモーター、ケーブル、トランスといった用途について解説しました。絶縁紙は、私たちの安全を守り、産業を動かす上で欠かせない存在です。その技術は日々進化し、より高性能で持続可能な社会の実現に貢献しています。
国際紙パルプ商事株式会社が運営する「SHIFT ON」は、紙の可能性を追求し、企業が抱える様々な課題を解決するソリューションを提供しています。
豊富なラインナップの中から最適な紙素材をご提案し、印刷から加工、納品までをワンストップで対応いたします。製品の目的や使用環境に応じて、効果的な紙選びをサポートいたしますので、ぜひお気軽にご相談ください。