DE69532063T2

DE69532063T2 - Komplexgemisch und dieses enthaltende Schaltelement

Info

Publication number: DE69532063T2
Application number: DE69532063T
Authority: DE
Inventors: Shunichi Fukuyama-shi Katsube; Tosikazu Fukuyama-shi Uemoto; Kenishi Fukuyama-shi Nishina; Kazunori Fukuyama-shi Fukuya; Shinji Fukuyama-shi Yamagata; Satoru Fukuyama-shi Yamasaki; Mitsugu Amagasaki-shi Takahashi; Kazuharu Amagasaki-shi Kato; Takao Amagasaki-shi Mitsuhashi; Hiroshi Amagasaki-shi Adachi; Shoji 8-chome Yamaguchi; Itsuo 8-chome Nishiyama; Fumiaki 8-chome Baba
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2015-07-06
Also published as: US6361848B1; DE69532063D1; EP0718356B1; KR960025898A; CN1125236A; JP3016344B2; US20020010243A1; CN1169866C; EP0718356A3; KR100204526B1; JPH08171847A; US6414067B2; TW324733B; EP0718356A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen gekapselten Trennschalter gemäß den Ansprüchen 1 und 10.
STAND DER TECHNIK
DE-A-25 30 388 offenbart feuerbeständige, elektrisch isolierende Formartikel für die Verwendung bei elektrischen Vorrichtungen, die aus selbstlöschendem Polyesterharz sowie Füllstoffen aus Aluminiumhydroxid, Asbest und Glasfasermatten bestehen.
Ein flammhemmendes Material, das Polyester, Glasfaser, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, einen halogenhaltigen Flammhemmer und Antimonoxid enthält, wurde herkömmlicherweise beschrieben, wie zum Beispiel in dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 2-125943.
Das oben genannte flammhemmende Material weist eine zufriedenstellende Flammhemmung auf. Da das Material einen halogenhaltigen Flammhemmer enthält, weist das Material jedoch Probleme dahingehend auf, dass der halogenhaltigen Flammhemmer mit der Zeit von dem Material abgeschieden wird und Metallteile korrodiert, wenn das Material als Strukturmaterial verwendet wird. Insbesondere wenn das Material für Schalter und dergleichen verwendet wird, treten Probleme auf, wie ein schlechter Durchgang aufgrund der Korrosion von Kontakten und der Korrosion von elektronischen Teilen. Zudem wurde das Problem festgestellt, dass solche Materialien als flammhemmendes Material teuer sind.
Herkömmlicherweise ging man davon aus, dass die Verringerung der Isolation nach der Erzeugung eines Lichtbogens in Schaltern auf die Ablagerung des Kohlenstoffes aus einer thermischen Zersetzung in Außenbereichen zurückzuführen ist, wobei das Zentrum in einer den Lichtbogen löschenden Kammer liegt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten jedoch eine ausführliche Analyse der Ablagerungen in den Schaltern durch. Folglich fanden die Erfinder heraus, dass eine Metallschicht gebildet wird, die aus dem freien Kohlenstoff, sublimierten Metallen und dispergierten flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die beide aus einem Kontakt und einem metallischen Komponententeil innerhalb der Schalter während des Öffnens und Schließens der Elektroden des Schalters erzeugt wurden, besteht, und die abgeschiedene Metallschicht mehr zu der Verringerung der Isolationsbeständigkeit beiträgt. Zudem fanden die Erfinder heraus, dass der freie Kohlenstoff aus Bedienelementen, Querstäben, Auslösestäben, und Teilen außer einer Lichtbogen-löschenden Kammer erzeugt wird, zusätzlich zu den Außenbereichen, wobei das Zentrum sich in der Lichtbogen-löschenden Kammer befindet.
Aus diesem Grund ist die Unterdrückung der Ablagerung von freiem Kohlenstoffes als eine herkömmliche Gegenmaßnahme für die Isolationsfunktion nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden der Schalter unzureichend, was ein ernstes Problem darstellt für den Entwurf kompakter Schalter und deren Baugruppen für eine größere Kapazität mit einer höheren Abschaltung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um diese Probleme zu überwinden, und die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schalter mit einer höheren Isolation zur Verfügung zu stellen, der die Verringerung der Isolation nach der Erzeugung eines Lichtbogens verhindern kann, indem freier Kohlenstoff und sublimierende Metalle sowie flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall isoliert werden, die nach der Lichtbogenbildung in Schaltern mit einem zur Zersetzung fähigen Gas entstehen, wobei das Gas aus einem Formartikel erzeugt wird, der aus einer organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung besteht, unter Verwendung einer organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung, bei der der Harzgehalt 15 bis 70 Gew.-% beträgt und der Gehalt einer oder mehrerer anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 80 bis 30 Gew.-% beträgt.
Bei einem bevorzugten Aspekt wird eine organische und anorganische Komplexzusammensetzung verwendet, deren Harzgehalt 15 bis 65 Gew.-% beträgt und deren Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 80 bis 30 Gew.-% beträgt, und deren Gehalt an einem oder mehreren Verstärkungsmitteln 5 bis 55 Gew.-% beträgt.
Des Weiteren wird eine bevorzugte organische und anorganische Komplexzusammensetzung verwendet, bei welcher der Gehalt an thermoplastischem Harz 35 bis 80 Gew.-% beträgt und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 50 bis 15 Gew.-% beträgt, und bei welcher der Gehalt an einem oder mehreren Verstärkungsmitteln 5 bis 50 Gew.-% beträgt.
In einem zusätzlichen Aspekt wird eine organische und anorganische Komplexzusammensetzung verwendet, bei der der Gehalt an thermoplastischem Harz 35 bis 80 Gew.-% beträgt und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 50 bis 15 Gew.-% beträgt, und bei welcher der Gehalt an einem oder mehreren Verstärkungsmitteln 5 bis 50 Gew.-% beträgt.
In einem weiteren Aspekt wird eine organische und anorganische Komplexzusammensetzung verwendet, bei welcher der Gehalt an einem thermoplastischen Harz bei 35 bis 80 Gew.-% liegt und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig ist, bei 50 bis 15 Gew.-% liegt und bei welcher der Gehalt an einem oder mehreren Verstärkungsmitteln bei 5 bis 50 Gew.-% liegt.
Die oben genannten Probleme werden insbesondere durch einen gekapselten Trennschalter gemäß den Ansprüchen 1 und 10 gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild eines Trennschalters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Beschaffenheit ohne Deckel darstellt;
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Basis eines Behälters darstellt, die durch ein Doppelkompaktformverfahren (bzw. Compact Double Molding) gebildet wurde, wobei ein Teil des Behälters herausgeschnitten wurde;
4 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Doppelkompaktformverfahren der Basis eines Behälters unter Verwendung einer organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung in der Form eines Blattes darstellt;
5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Querstab darstellt, der durch Spritzpressen gebildet wurde, wobei ein Teil des Stabes herausgeschnitten wurde;
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Auslösestab darstellt, der durch Spritzpressen gebildet wurde, wobei ein Teil des Stabes herausgeschnitten wurde;
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Bedienelement darstellt, das durch Spritzpressen gebildet wurde, wobei ein Teil des Bedienelementes herausgeschnitten wurde;
8 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Bedienelement darstellt, das durch einen Zweifarbspritzguss gebildet wurde, wobei ein Teil des Bedienelementes herausgeschnitten wurde;
9 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Basis eines Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Doppelkompaktformverfahren der Basis eines Behälters darstellt;
11 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Doppelkompaktformverfahren einer Basis eines Behälters darstellt; und
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Basis eines Behälters darstellt.
Beispiel 1
Die für den Schalter verwendete organische und anorganische Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, sowie eines oder mehrere Verstärkungsmaterialien und wärmehärtbare Harze.
Ist das Harz ein Epoxyharz, beträgt der Epoxyharzgehalt bevorzugt 15 bis 65 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, beträgt 80 bis 30 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 55 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, weniger als 30 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 55 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, mehr als 80 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt des Verstärkungsmaterials weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 2
Ist das Harz Polyester, ist es bevorzugt, dass der Polyestergehalt 15 bis 40 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, 80 bis 35 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial 5 bis 50 Gew.-% beträgt. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, weniger als 35 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 50 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist.
Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, mehr als 80 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 3
Ist das Harz ein Phenolharz, ist es bevorzugt, dass der Phenolharzgehalt 25 bis 60 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, 70 bis 35 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial 5 bis 40 Gew.% beträgt. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, weniger als 35 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 40 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, mehr als 70 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 4
Ist das Harz eines von Harnstoffharzen, Melaminharzen, Melaminphenolharzen und Diallylphthalatharzen, ist es bevorzugt, dass der Gehalt an Harz 30 bis 65 Gew.-% beträgt und der Gehalt an einem oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, 65 bis 30 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial 5 bis 40 Gew.-% beträgt. Beträgt der Gehalt an einem oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, weniger als 30 Gew.-%, oder der Ge halt an Verstärkungsmaterial mehr als 40 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, mehr als 65 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 5
Die für den gekapselten Trennschalter gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete organische und anorganische Komplexzusammensetzung enthält eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 200°C oder darüber fähig sind, sowie ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz eines aus Polyacetal und Polyacetalpolymerlegierung, beträgt der Gehalt an Harz bevorzugt 65 bis 80 Gew.-% und der Gehalt an einem oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 200°C oder darüber fähig sind, 30 bis 15 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial 5 bis 20 Gew.-%. Ist der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 200°C oder darüber fähig sind, weniger als 15 Gew.-%, oder ist der Gehalt an Verstärkungsmaterial größer als 20 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist. Beträgt der Gehalt an einem oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 200°C oder darüber fähig sind, mehr als 30 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 6
Die für den Schalter der vorliegenden Erfindung verwendete organische und anorganische Komplexzusammensetzung umfasst eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 250°C oder darüber fähig sind, sowie ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz eines aus Polybutylenterephthalat, Nylon 6, und Nylon MXD 6, oder ist das Harz die Polymerlegierung daraus, ist es bevorzugt, dass der Gehalt an Harz 45 bis 80 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 250°C oder darüber fähig sind, 50 bis 15 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial 5 bis 40 Gew.-% beträgt. Ist der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 250°C oder darüber fähig sind, geringer als 15 Gew.-%, oder ist der Gehalt an Verstärkungsmaterial größer als 40 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist. Ist der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 250°C oder darüber fähig sind, größer als 50 Gew.-%, oder ist der Gehalt an Verstärkungsmaterial geringer als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 7
Die für den Schalter der vorliegenden Erfindung verwendete organische und anorganische Komplexzusammensetzung umfasst eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 340°C oder darüber fähig sind, sowie ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz eines aus Polyethylenterephthalat, Nylon 66, Polyphenylensulfid, Nylon 46 und Nylon 6T, oder ist das Harz die Polymerlegierung daraus, ist es bevorzugt, dass der Gehalt an Harz 35 bis 80 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 340°C oder darüber fähig sind, 45 bis 15 Gew.-% beträgt, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial 5 bis 50 Gew.-% beträgt. Ist der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 340°C oder darüber fähig sind, geringer als 15 Gew.-%, oder ist der Gehalt an Verstärkungsmaterial größer als 50 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Flammhemmung nicht zufriedenstellend ist. Ist der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 340°C oder darüber fähig sind, größer als 45 Gew.-%, oder ist der Gehalt an Verstärkungsmaterial geringer als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Gemäß den Beispielen 1 bis 7 erzeugen die anorganischen Verbindungen, die in der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung enthalten sind, durch thermische Zersetzung Dampf, wenn die organische und anorganische Komplexzusammensetzung einer Verbrennung ausgesetzt wird und der Dampf unterdrückt eine solche Verbrennung. Gleichzeitig wird durch die endotherme Reaktion während der Dampferzeugung Verbrennungswärme entzogen.
Genauer gesagt, wird die organische und anorganische Komplexzusammensetzung der Verbrennung ausgesetzt, steigt die Temperatur der Zusammensetzung allmählich, um die organischen Polymere zu zersetzen, und bei Temperaturen von etwa 150 bis 380°C vor der Verbrennung der Zersetzungsgase bei etwa 400 bis 600°C, werden die anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, der thermische Zersetzung ausgesetzt, um als Folge Dampf als ein nicht brennbares Gas zu bilden. Gleichzeitig wird durch die endotherme Reaktion während der Dampferzeugung Verbrennungswärme entzo gen, wodurch die organische und anorganische Komplexzusammensetzung eine ausgezeichnete Flammhemmung aufweist.
Bei Temperaturen für den allgemeinen Gebrauch tritt keine Ablagerung auf, da die. organische und anorganische Komplexzusammensetzung keinen halogenhaltigen Flammhemmer umfasst, und aus diesem Grund wird keine Metallkorrosion induziert.
Bei den oben genannten Beispielen umfassen Beispiele der anorganischen Verbindungen, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, Zinkborat (2ZnO, 3B₂O₃, 3,5H₂O), Dosonit (NaAl(OH)₂CO₃), Aluminiumhydroxid (Al(OH)₃), Calciumhydroxid (Ca(OH)₂), Calciumaluminat (Ca₃Al₂(OH)₁₂), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂), Hydrotarsite (Mg₄Al(OH)₁₂CO₃ 3H₂O), basisches Magnesiumcarbonat (Mg₄(CO₃)₃(OH)₂ 4H₂O), Polyammoniumphosphat ((NHP₄O₃)n) und dergleichen. Sie weisen die Form von Teilchen, Fasern und Flocken auf.
Von ihnen werden Dosonit, Aluminiumhydroxid, Calciumhydroxid, Calciumaluminat, Magnesiumhydroxid, Hydrotarsit und basisches Magnesiumcarbonat bevorzugt, da diese keine Toxizität aufweisen.
Ferner werden Aluminiumhydroxid (470 cal/g), Calciumaluminat (340 cal/g), Magnesiumhydroxid (320 cal/g) und basisches Magnesiumcarbonat (295 cal/g) bevorzugt, da der endotherme Charakter während der Dehydrationsreaktion verhältnismäßig hoch ist.
Ist ein wärmehärtbares Harz enthalten, wird Aluminiumhydroxid bevorzugt, da es als Formmasse eine angemessene Viskosität aufweist.
Wird ein thermoplastisches Harz geknetet, liegt die Temperatur für die Dehydratisierung der anorganischen Verbindungen vor zugsweise über 200°C, um die Dehydratisierung der anorganischen Verbindungen während des Knetens zu verhindern.
Die anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Zinkborat, Dosonit, Aluminiumhydroxid, Calciumhydroxid, Calciumaluminat, Magnesiumhydroxid, basisches Magnesiumhydroxid und dergleichen.
Die anorganischen Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Zinkborat, Calciumhydroxid, Calciumaluminat, Magnesiumhydroxid und dergleichen.
Die anorganischen Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und dergleichen. Von ihnen werden Calciumhydroxid, Calciumaluminat und Magnesiumhydroxid bevorzugt, da sie keine Toxizität aufweisen.
Die anorganischen Verbindungen, die Wasserstoff bilden, können einzeln oder in Kombination zweier oder mehrerer von ihnen verwendet werden.
Die durchschnittliche Teilchengröße der anorganischen Verbindungen, die Wasserstoff bilden, ist nicht besonders beschränkt.
Beispiel 8
Ein Formartikel, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zusammengesetzt ist, und in einem Schalter der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, und ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz ein Epoxyharz, beträgt der Epoxyharzgehalt bevorzugt 15 bis 65 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 80 bis 30 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 55 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 30 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 55 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 80 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 9
Ist das Harz Polyester, beträgt der Polyestergehalt bevorzugt 15 bis 40 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, beträgt 80 bis 35 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 50 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 35 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 50 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 80 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 10
Ist das Harz ein Phenolharz, beträgt der Phenolharzgehalt bevorzugt 25 bis 60 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, beträgt 70 bis 35 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 40 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 35 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 40 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 70 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 11
Ist das Harz eines aus Harnstoffharzen, Melaminharzen, Melaminphenolharzen und Diallylphthalatharzen, beträgt der Harzgehalt bevorzugt 30 bis 65 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, beträgt 65 bis 30 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 40 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 30 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 40 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 65 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 12
Ein Formartikel, der zur Verwendung als Schalter der vorliegenden Erfindung aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung besteht, enthält eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, sowie ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz eines aus Polyacetal und Polyacetalpolymerlegierung, beträgt der Harzgehalt bevorzugt 65 bis 80 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, beträgt 30 bis 15 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 20 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 15 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 20 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 30 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 13
Ein Formartikel, der zur Verwendung als Schalter der vorliegenden Erfindung aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung besteht, enthält eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydrati sierung fähig sind, sowie ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz eines aus Polybutylenterephthalat, Nylon 6 und Nylon MXD 6, oder ist das Harz die Polymerlegierung davon, beträgt der Harzgehalt bevorzugt 45 bis 80 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, beträgt 50 bis 15 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 40 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 15 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 40 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 50 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Beispiel 14
Ein Formartikel, der zur Verwendung als Schalter der vorliegenden Erfindung aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung besteht, enthält eine oder mehrere anorganische Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, sowie ein oder mehrere Verstärkungsmaterialien und thermoplastische Harze.
Ist das Harz eines aus Polyethylenterephthalat, Nylon 66, Polyethylensulfid, Nylon 46 und Nylon 6T, oder ist das Harz die Polymerlegierung davon, beträgt der Harzgehalt bevorzugt 35 bis 80 Gew.-%, und der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydrati sierung fähig sind, beträgt 45 bis 15 Gew.-%, und der Gehalt an Verstärkungsmaterial beträgt 5 bis 50 Gew.-%. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, weniger als 15 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial mehr als 50 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Isolationseigenschaften nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters unzureichend sind. Beträgt der Gehalt an einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, mehr als 45 Gew.-%, oder beträgt der Gehalt an Verstärkungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, wird die Neigung beobachtet, dass die Druckfestigkeit nicht zufriedenstellend ist.
Gemäß den Beispielen 7 bis 14 werden, wenn ein Lichtbogen während des Öffnens und Schließens der Elektroden des Schalters zwischen den Kontakten erzeugt wird, freier Kohlenstoff, der durch den Lichtbogen aus dem Behälter des Schalters und den organischen Materialien, die das Innere des Schalters darstellen, erzeugt wird, und sublimierende Metalle und flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die durch den Lichtbogen aus den Kontakten und den metallischen Materialien, die das Innere des Schalters darstellen, erzeugt werden, mit Gas isoliert, um eine Isolation bereitzustellen, wobei das Gas aus den anorganischen Verbindungen durch Dehydratisierung durch den Lichtbogen erzeugt wird.
Beim Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters wird ein Lichtbogen zwischen den Kontakten der Elektroden erzeugt, so dass die Temperatur im Allgemeinen auf ungefähr 400°C bis 6000°C ansteigt. Folglich werden die Elektroden, die Kontakte und die metallischen Materialien, die das Innere des Schalters darstellen, erhitzt, wobei metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall erzeugt und dispergiert werden. Dann zersetzen nicht nur der Lichtbogen, sondern auch der metallische Dampf und die flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall den Behälter des Schalters und die organischen Materialien, die das Innere des Schalters darstellen, um freien Kohlenstoff zu erzeugen. Es wird auch Gas zur Bereitstellung einer Isolation aus den anorganischen Verbindungen, die in den Formartikeln enthalten sind, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen zusammengesetzt sind, gebildet.
Der Begriff "Gas zur Bereitstellung einer Isolation" bedeutend hier, das Gas mit der Eigenschaft zur Isolation von freiem Kohlenstoff, metallischem Dampf und flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall.
Wird Gas, das die Fähigkeit besitzt, mit dem freiem Kohlenstoff, dem metallischen Dampf und den geschmolzenen Metalltröpfchen zu reagieren, gebildet, reagiert das Gas mit dem freien Kohlenstoff, dem metallischen Dampf und den flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, um Umsetzungsprodukten des Gases mit dem freien Kohlenstoff, dem metallischen Dampf und den flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall zu dispergieren. Wie oben beschrieben, werden isolierte Stoffe und diejenigen, die ursprünglich Isolationseigenschaften aufwiesen, auf der Innenoberfläche des Behälters des Schalters und auf der Oberfläche der inneren Komponenten des Schalters abgeschieden.
Somit werden freier Kohlenstoff, metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die einen größeren Beitrag zu der Verringerung des elektrischen Widerstandes leisten, isoliert, um die Verringerung des elektrischen Widerstandes zu verhindern, wodurch die Verringerung der Isolation nach der Lichtbogenbildung unterdrückt wird.
Werden freier Kohlenstoff, metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall isoliert, kann das zur Be reitstellung der Isolation gebildete Gas nicht nah an die Kontakte heran kommen, da durch den Lichtbogen Hochdruckdampf gebildet und expandiert wird, so dass eine Schicht von isoliertem freiem Kohlenstoff, metallischem Dampf und flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall nicht in der Nähe der Kontakte gebildet wird, wodurch der Durchgang nicht gehemmt werden kann.
Beispiele der anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Zinkborat (2ZnO, 3B₂O₃, 3,5H₂O), Dosonit (NaAl(OH)₂CO3), Aluminiumhydroxid (Al(OH)₃), Calciumhydroxid (Ca(OH)₂), Calciumaluminat (Ca₃Al₂(OH)₁₂), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂), Hydrotarsite (Mg₄Al(OH)₁₂C_O3 3H₂O), basisches Magnesiumcarbonat (Mg₄(CO₃)₃(OH)₂ 4H₂O), Polyammoniumphosphat ((NHP₄O₃)n) und dergleichen. Sie weisen die Form von Teilchen, Fasern und Flocken auf.
Da diese anorganischen Verbindungen nicht zur Dehydratisierung fähig sind, wenn die Temperatur nicht 150°C oder darüber beträgt, zersetzen sich die Verbindungen nicht, wenn sie in einem wärmehärtbaren Harz enthalten sind, das bei der Formtemperatur von ungefähr 140°C geformt wird. Daher können Formartikel daraus die Funktion als Zusammensetzung eines isolierenden Materials zur Löschung eines Lichtbogens zufriedenstellend aufweisen.
Aus ihnen sind Dosonit, Aluminiumhydroxid, Calciumhydroxid, Calciumaluminat, Magnesiumhydroxid, Hydrotarsite und basisches Magnesiumcarbonat bevorzugt, da sie keine Toxizität aufweisen.
Wird das Kneten mit einem thermoplastischen Harz durchgeführt, ist Aluminiumhydroxid bevorzugt, da es eine angemessene Viskosität als Formmaterial aufweist.
Wird das Kneten mit einem thermoplastischen Harz durchgeführt, beträgt die Temperatur für die Dehydratisierung der anorganischen Verbindungen bevorzugt mehr als 200°C, um die Dehydratisierung der anorganischen Verbindungen während des Knetens zu verhindern. Besonders bevorzugt beträgt die Temperatur 250°C oder darüber. Am meisten bevorzugt beträgt die Temperatur 340°C oder darüber.
Beispiele der anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Zinkborat, Dosonit, Aluminiumhydroxid, Calciumhydroxid, Calciumaluminat, Magnesiumhydroxid, basisches Magnesiumcarbonat und dergleichen.
Beispiele der anorganischen Verbindungen, die bei 250°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Zinkborat, Calciumhydroxid, Calciumaluminat, Magnesiumhydroxid und dergleichen.
Beispiele der anorganischen Verbindungen, die bei 340°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, umfassen Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und dergleichen.
Von ihnen sind Calciumhydroxid, Calciumaluminat und Magnesiumhydroxid besonders bevorzugt, da sie keine Toxizität aufweisen.
Die anorganischen Verbindungen, die das Gas zur Bereitstellung der Isolation erzeugen, welches Gas mit freiem Kohlenstoff, metallischem Dampf und flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall reagieren kann, können einzeln oder in Kombination zweier oder mehrerer von ihnen verwendet werden.
Die durchschnittliche Teilchengröße der anorganischen Verbindungen, die das Gas zur Bereitstellung der Isolation erzeugen, ist nicht besonders beschränkt.
Das Verstärkungsmaterial, das in den Beispielen 1 bis 14 verwendet wird, wird nachfolgend beschrieben. Das Verstärkungsmaterial bedeutet eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glasfaser, anorganischen Mineralien, Keramikfaser und dergleichen.
Das Verstärkungsmaterial wird zur Verbesserung der Druckfestigkeit und der Wirksamkeit der Lichtbogenlöschung verwendet.
Bei dem Verstärkungsmaterial beträgt der Gesamtgehalt einer Metallverbindung in Form von M₂O (Na₂O, Li₂O usw.) aus dem Periodensystem 1A Metallen (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) 1% oder weniger. Beträgt der Gehalt mehr als 1%, ist die Wirksamkeit der Lichtbogenlöschung verschlechtert. Bevorzugt sollte der Gesamtgehalt der Metallverbindungen 0,6% oder weniger betragen, mehr bevorzugt 0,15% oder weniger.
Glasfaser bedeutend einen faserartigen Stoff, der aus Glas zusammengesetzt, und ist nicht besonders beschränkt, sofern der Gesamtgehalt der Metallverbindungen aus den Periodensystem 1A Metallen zufriedenstellend ist. Solche Glasmaterialien beinhalten E Glas, S Glas, D Glas, T Glas und Silicaglas.
Glasfaserprodukte umfassen Langfaser, Kurzfaser oder Glaswolle. Als Verstärkungsmaterial für ein thermoplastisches Harz wird Kurzfaser bevorzugt. Das Verstärkungsmaterial für ein wärmehärtbares Harz ist nicht besonders beschränkt, nur bei Verwendung des Materials für Polyesterharz in Form eines Blattes ist Langfaser besonders bevorzugt, da die Faser bei dem Verfahren der Materialherstellung nicht leicht gekappt wird, und somit die Druckfestigkeit des Formartikels verbessert ist.
In Bezug auf die Druckfestigkeit beträgt der Durchmesser der Glasfaser vorzugsweise 6 bis 13 lm und das Aspektverhältnis beträgt 10 oder mehr. Hinsichtlich der Druckfestigkeit wird die Glasfaser zudem mit einem Bearbeitungsmittel wie einem Silan-Haftvermittler bearbeitet.
Besondere Beispiele von anorganischen Mineralien umfassen Calciumcarbonat, Ton, Talk, Glimmer, Bariumperoxid, Aluminiumoxid, Zirkon, Cordierit, Mullit, Warastnit, weißer Glimmer, Magnesiumcarbonat, Dolomit, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat, Kaliumsulfat, Bariumsulfat, Zinkfluorid, Magnesiumfluorid und ähnliche, die Vorteile aufweisen wie die Verbesserung der thermischen Verformungstemperatur und der Formbeständigkeit.
Hinsichtlich des Bedarfs an der Gesamtmenge der Metallverbindungen aus dem Periodensystem 1A, werden Calciumcarbonat, Talk, Warastnit, Bariumperoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat, Kaliumsulfat, Bariumsulfat, Zinkfluorid, Magnesiumfluorid und ähnliche bevorzugt.
Hinsichtlich der Druckfestigkeit wird Calciumcarbonat bevorzugt mit einem Oberflächenmodifikator modifiziert, wie zum Beispiel mit einer eine Stearinsäure umfassenden Fettsäure, um die Dispergierbarkeit in einem Harz zu verbessern.
Keramikfaser bedeutet keramische, faserartige Materialien ohne bestimmte Einschränkung, solange die Gesamtmenge der Metallverbindungen aus dem Periodensystem 1A ausreichend ist. Spezifische Beispiele einer Keramikfaser umfassen Aluminiumsilicatfaser, Aluminiumboratfaser, Aluminiumborat-Whisker, Aluminiumoxid-Whisker und dergleichen, hinsichtlich der Verbesserung der Wirksamkeit des Lichtbogenlöschung und der Druckfestigkeit.
Im Hinblick auf die Druckfestigkeit beträgt der Durchmesser der Keramikfaser vorzugsweise 1 bis 10 lm und das Aspektverhältnis beträgt 10 oder mehr.
Als Verstärkungsmaterial können eine oder zwei oder mehrere von ihnen verwendet werden. Werden zwei oder mehrere von ihnen verwendet, werden Kombinationen der Glasfaser mit dem anorganischen Mineral, der Glasfaser mit der Keramikfaser, des anorganischen Minerals mit der Keramikfaser, der Glasfaser mit einer weiteren Glasfaser, des anorganischen Minerals mit einem weiteren anorganischen Mineral, der Keramikfaser mit einer weiteren Keramikfaser und die Kombination der Glasfaser, des anorganischen Minerals und der Keramikfaser, ohne besondere Einschränkung vorgeschlagen, wobei die Kombination der Glasfaser mit dem anorganischen Mineral jedoch dahingehend vorteilhaft ist, dass die Rohmaterialien nicht kostspielig sind.
Somit werden nun die Harze beschrieben. Das Harz ist ein wärmehärtbares Harz oder ein thermoplastisches Harz.
Das wärmehärtbare Harz ist eines, das aus der Gruppe bestehend aus Harnstoffharzen, Melaminharzen, Melamin-Phenolharzen, Diallylphthalatharzen, Phenolharzen und Polyesterharzen ausgewählt ist.
Das wärmehärtbare Harz wird zur Verbesserung der Druckfestigkeit, Formbeständigkeit in der Wärme und der Wirksamkeit der Lichtbogenlöschung verwendet.
Harnstoffharze und Melaminharze werden verwendet, da sie keine aromatischen Ringe aufweisen, so dass die Wirksamkeit der Lichtbogenlöschung erhöht sein kann und die Formbeständigkeit in der Wärme zufriedenstellend ist.
Melamin-Phenolharze werden verwendet, da die Harze Melamin in ihren Strukturen aufweisen, so dass die Löschungskraft des Lichtbogens verbessert werden kann und gleichzeitig die Druckfestigkeit sowie die Formbeständigkeit in der Wärme zufriedenstellend sind.
Diallylphthalatharze werden verwendet, um die Druckfestigkeit sowie die Formbeständigkeit in der Wärme zu verbessern. Als Verstärkungsmaterial wird Glasfaser verwendet, um die Druckfestigkeit und die Formbeständigkeit in der Wärme weiter zu verbessern.
Phenolharze werden verwendet, um die Druckfestigkeit und die Formbeständigkeit in der Wärme zu verbessern. Indem Holzmehl und Stoff den Phenolharzen beigefügt werden, fallen die Materialkosten vorteilhaft niedrig aus.
Polyesterharze werden verwendet, um die Druckfestigkeit und die Formbeständigkeit in der Wärme zu verbessern. Werden die Harze als Rohmaterial in Blattform verwendet, kann Glasfaser in der Form von Langfaser darin enthalten sein, um die Druckfestigkeit und Formbeständigkeit in der Wärme weiter zu verbessern.
Das wärmehärtbare Harz als die Hauptkomponente kann wahlweise mit einem Elastomer oder Gummi gemischt oder copolymerisiert werden.
Das Elastomer oder der Gummi wird in einer solchen Mischung oder Copolymerisation verwendet, dass sie die Schlagzähigkeit weiter verbessern.
Das für die Mischung oder die Copolymerisation verwendbare Elastomer kann Polyolefinelastomer, Polyesterelastomer und dergleichen enthalten, und um dies näher zu bestimmen, wird das Polyolefinelastomer aufgrund der Druckfestigkeit bevorzugt.
Das für die Mischung oder die Copolymerisation verwendbare Gummi kann Butadiengummi, Ethylenpropylengummi, Acrylatgummi, Nitrilbutadiengummi und dergleichen enthalten, und um dies näher zu bestimmen, wird das Nitrilbutadiengummi aufgrund der Druckfestigkeit bevorzugt.
Das Verhältnis für eine solche Mischung oder Copolymerisation entweder des Elastomers oder des Gummis sollte hinsichtlich der Hitzebeständigkeit und der Druckfestigkeit 5 bis 30 Teile, mehr bevorzugt 10 bis 25 Teile zu 100 Teilen (Gewichtsteile) eines wärmehärtbaren Harzes betragen.
Es wird nun das thermoplastische Harz beschrieben.
Hinsichtlich des Umfeldes und der Umstände, unter denen Schalter benutzt werden, ist das thermoplastische Harz vorzugsweise ein Material mit Ölbeständigkeit, jedoch ohne besondere Einschränkung. Besonders bevorzugt wird Polyacetal, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polyphenylsulfid und das Polymerlegierungsmaterial daraus, hinsichtlich der Hitzebeständigkeit und der Druckfestigkeit.
Von dem thermoplastischen Harz sind Polyacetal und Polyamid hinsichtlich der Verbesserung der Wirksamkeit der Lichtbogenlöschung bevorzugt, da sie keine aromatischen Ringe aufweisen.
Das thermoplastische Harz wird verwendet, um die Druckfestigkeit und die Wirksamkeit der Lichtbogenlöschung zu verbessern und um das Verkürzen der Formzeit zu gestalten, da das Harz angewendet werden kann, wenn Teile dünner werden sollen oder in komplexe Formen verarbeitet werden sollen.
Ein Formartikel, der aus den verschiedenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen gemäß der voranstehend genannten Beispiele 8 bis 14 zusammengesetzt ist, wurde auf Behälter, Querstäben, Bedienelementen und Auslösestäben als den Bestandteilen des Schalters angewendet. Die Beispiele davon sind nachfolgend beschrieben.
Beispiel 15
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die das Erscheinungsbild eines Trennschalters darstellt; und 2 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Zustand ohne Deckel darstellt. Bei den Figuren, stellt 1 einen Behälter, der aus der Basis 2 und der Abdeckung 3 zusammengesetzt ist, dar. 4 stellt bewegliche Kontakte dar, die einzeln mit den starren Verbindungen (nicht dargestellt) von einzelnen Elektroden in Kontakt stehen oder sich von ihnen getrennt sind, und jede von ihnen wird gleichzeitig von dem Querstab 5 unterstützt. 6 stellt eine Vorrichtung zum Löschen eines Lichtbogens dar, die vor den beweglichen Kontakten 4 befestigt ist und aus einer Lichtbogenlöschplatte (6a) und einer Lichtbogenlöschseitenplatte (6b) zusammengesetzt ist. 7 stellt ein Bedienelement dar, das aus dem Behälter 1 herausragt und die beweglichen Kontakte 4 durch das Öffnungs- und Schließbauteil 8 öffnet und schließt. 9 stellt einen Auslösestab dar, der eine Auslösevorrichtung 10 bildet. 3 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Zustand darstellt, bei dem ein Teil der Basis, die durch Doppelkompaktformen gebildet wurde, weggeschnitten wurde. In der Figur weist die Basis 2 eine Basisinnenseite 2a auf, die aus der anorganischen und organischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht, sowie die Basisaußenseite 2b, die aus einer Strukturzusammensetzung zusammengesetzt ist, in welcher ein Teil, welches das Öffnungs- und Schließbauteil 8 trägt, beide Kontakte, die Lichbogenauslöschungsvorrichtung 6 und die Auslösestange 9 doppelt geformt sind.
Gemäß diesem Beispiel wird ein Lichtbogen zwischen den Kontakten der Elektroden gebildet, wenn die Elektroden des Schalters geöffnet und geschlossen werden, und freier Kohlenstoff, der aus dem organischen Material, das das Innere bildet, entsteht, und metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die aus den metallischen Teilen, die das Innere bilden, entstehen, werden durch Gas zu isolierten Körpern modifiziert, um eine Isolation bereitzustellen, wobei das Gas erzeugt wird aus den anorganischen Verbindungen, die in der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung enthalten sind, die die Basisinnenseite 2a bildet, und zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig sind, wobei die Abnahme des elektrischen Widerstandes der Basisinnenseite verhindert wird, um die Isolationswirksamkeit der Elektroden nach dem Öffnen und Schließen der Elektroden des Schalters zu verbessern. Auch wird die Schädigung an der Basis des Behälters, aufgrund des Hochdruckdampfes, der durch den Lichtbogen erzeugt wird, gleichzeitig durch die Strukturzusammensetzung verhindert, die vorteilhafterweise die Basisaußenseite 2b bildet.
Beispiel 16
4 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Doppelkompaktformverfahren der Basis eines Behälters mittels der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung in Blattform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. In der Figur stellt 11 die organische und anorganische Komplexzusammensetzung in Blattform dar; 12 stellt eine Strukturzusammensetzung in Blattform dar; 13a stellt eine untere Form dar; und 13b stellt eine obere Form dar. Zuerst wird die organische und anorganische Komplexzusammensetzung in Blattform 11 auf der unteren Form 13a platziert, und die Strukturzusammensetzung in Blattform 12 wird darauf befestigt, um die organische und anorganische Komplexzusammensetzung in Blattform 11 vollständig zu bedecken. Das Herstellungsverfahren kann die Basis 2 des Behälters, der aus der inneren Basis 2a, die die organische und anorganische Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst, und der äußeren Basis 2b, die die Strukturzusammensetzung umfasst, leicht herstellen. Auch der Deckel kann nach demselben Verfahren hergestellt werden.
Beispiel 17
5 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Zustand darstellt, in dem ein Teil eines Querstabes, der durch Spritzpressen hergestellt wurde, aufgeschnitten ist. In der Figur, weist der Querstab 5 einen Oberflächenschichtabschnitt 5a auf, der durch die organische und anorganische Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet wird, sowie einen Innenschichtabschnitt 5b, der durch eine Strukturzusammensetzung gebildet wird.
Gemäß dem Beispiel werden freier Kohlenstoff, metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die alle durch Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der Elektroden während des Öffnens und Schließens der Elektroden eines Schalters gebildet werden, mit Gas zu isolierten Körpern modifiziert, um eine Isolation bereitzustellen, wobei das Gas aus den anorganischen Verbindungen gebildet wird, die in der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung enthalten sind, die den Oberflächenschichtabschnitt 5a des Querstabs bildet und zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, wobei die Verringerung des elektrischen Widerstandes auf der Oberfläche des Querstabes während der Schaltphase verhindert wird, was für die Verbesserung der Isolation während der Schaltphase vorteilhaft ist. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, dass die Schädigung des Querstabes durch Hochdruckdampf, der mit dem Lichtbogen erzeugt wurde, mit der Strukturzusammensetzung, die den Innenschichtabschnitt 5b der Querstab bildet, verhindert wird.
Beispiel 18
6 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Zustand darstellt, bei dem ein Teil eines Auslösestabes, der durch Transferpressen geformt wurde, aufgeschnitten ist. In der Figur weist der Auslösestab 9 einen Oberflächenschichtabschnitt 9a auf, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet ist, sowie einen Innenschichtabschnitt 9b, der aus einer Strukturzusammensetzung gebildet ist.
Gemäß dem Beispiel werden freier Kohlenstoff, metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die alle durch Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der Elektroden während des Öffnens und Schließens der Elektroden eines Schalters gebildet werden, mit Gas zu isolierten Körpern modifiziert, um eine Isolation bereitzustellen, wobei das Gas, das aus den anorganischen Verbindungen gebildet wird, die in der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung enthalten sind, die den Oberflächenschichtabschnitt 9a des Auslösestabes bildet und zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, wobei der Rückgang des elektrischen Widerstandes auf der Oberfläche des Auslösestabes während der Schaltphase verhindert wird, was für die Verbesserung der Isolation während der Schaltphase vorteilhaft ist. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, dass die Schädigung des Auslösestabes durch Hochdruckdampf, der mit dem Lichtbogen erzeugt wird, mit der Strukturzusammensetzung, die den Innenschichtabschnitt 9b des Auslösestabes bildet, verhindert wird.
Beispiel 19
7 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Zustand darstellt, bei dem ein Teil eines Bedienelementes, das durch Transferpressen geformt wurde, aufgeschnitten ist. In der Figur weist das Bedienelement 7 einen Oberflächenschichtabschnitt 7a auf, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet ist, sowie einen Innenschichtabschnitt 7b, der aus einer Strukturzusammensetzung gebildet ist.
Gemäß dem Beispiel werden freier Kohlenstoff, metallischer Dampf und flüssige Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die alle durch Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der Elektroden während des Öffnens und Schließens der Elektroden eines Schalters gebildet werden, mit Gas zu isolierten Körpern modifiziert, um eine Isolation bereitzustellen, wobei das Gas aus den anorganischen Verbindungen gebildet wird, die in der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung enthalten sind, die den Oberflächenabschnitt 7a des Bedienelementes bildet und zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, wobei der Rückgang des elektrischen Widerstandes auf der Oberfläche des Bedienelementes während der Schaltphase verhindert wird, was für die Verbesserung der Isolation des Schalters vorteilhaft ist. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, dass die Schädigung des Bedienelementes durch Hochdruckdampf, der mit dem Lichtbogen erzeugt wird, mit der Strukturzusammensetzung, die den Innenschichtabschnitt 7b des Bedienelementes bildet, verhindert wird.
Beispiel 20
8 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Zustand darstellt, bei dem ein Teil eines Bedienelementes, das durch Zweifarbspritzpressen geformt wurde, aufgeschnitten ist. In der Figur weist das Bedienelement 7 einen inneren Abschnitt 71a auf, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet ist, sowie einen äußeren Abschnitt 7b, der aus einer Strukturzusammensetzung gebildet ist. Eine Ablagerung von freiem Kohlenstoff, metallischem Dampf und flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die alle durch Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der Elektroden während des Öffnens und Schließens der Elektroden des Schalters gebildet werden, tritt hauptsächlich auf der Innenseite eines Schalters auf, so dass der elektrische Widerstand verringert ist. Durch ihre Bildung aus der Strukturkomposition, mit Ausnahme des Bedienelementes 71a, das dem Inneren des Schalters gegenüberliegt, wird die Festigkeit des wiederholten Öffnens und Schließens der Bedienelemente vorteilhaft verbessert.
Beispiel 21
9 ist eine schematische Perspektivansicht einer Basis. In der Figur wird der Randabschnitt 21a der Kontakte der Basis 2 des Behälters eines Schalters, d. h. der zentrale Elektrodenabschnitt, aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet, während andere Teile 21b der Basis aus einer Strukturzusammensetzung gebildet sind.
Gemäß dem Beispiel, bei einem Schalter mit drei Elektroden, war nicht nur der Rückgang des elektrischen Widerstandes aufgrund der Ablagerung von freiem Kohlenstoff, metallischem Dampf und flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, die durch die Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der einzelnen Elektroden gebildet wurde, ausgesprochen niedrig; sondern auch die Verringerung des elektrischen Widerstandes bei der elektrischen Energieversorgung/Last der mittleren Elektrode deutlich schlecht im Vergleich mit sowohl der linken als auch der rechten Elektroden, da das Schaltersystembauteil, das aus einem Metallmaterial von elektrischer Durchgängigkeit bestand, an der mittleren Elektrode positioniert war. Durch die Bildung des Randbereiches 21a der Kontakte der Basis, d. h. des mittleren Elektrodenbauteils, mit der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, ist die Isolationsbeständigkeit bei der elektrischen Energieversorgung/Last an der zentralen Elektrode vorteilhafterweise verbessert. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, dass die Schädigung des Behälters durch den Hochdruckdampf, der mit dem Lichtbogen erzeugt wird, durch die Strukturzusammensetzung verhindert wird, die die anderen Teile 21b des Behälters bildet. Des Weiteren ist eine solche Wirkung nicht auf Schalter mit drei Elektroden beschränkt, sondern die Wirkung wird auch bei Schaltern mit zwei oder vier Elektroden erreicht.
Formartikel, die aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bestehen, können jedes Beliebige aus thermoplastischen Harzen und wärmehärtbaren Harzen sein. Indem ein Formartikel eines vorher geformten Randbereiches der Kontakte einem Zweifarbspritzguss unterzogen werden, kann die Basis eines Behälters leicht hergestellt werden. Andernfalls kann die Basis eines Behälters leicht durch ein Doppelkompaktformverfahren hergestellt werden unter Verwendung eines Materials, das aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung besteht, oder eines Formartikels, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung besteht.
Beispiel 22
10 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Doppelkompaktformverfahren darstellt, umfassend das Platzieren eines Formartikels, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zusammengesetzt ist, die den Randbereich der Kontakte bilden, oder eines Materials 21, das aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zusammengesetzt ist, an einer Position, die dem Randbereich der Kontakte in einer Form zum Kompaktformen entspricht, sowie das Platzieren der Strukturzusammensetzung 22 eines wärmehärtbaren Harzes an anderen Teilen zum Formen. Durch das Verfahren kann die Basis eines Behälters leicht hergestellt werden.
Beispiel 23
11 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Doppelkompaktformverfahren darstellt, umfassend das Platzieren eines Formartikels oder eines Materials 211, bestehend aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung, die den Randbereich der Kontakte bildet, an einer Position, die dem Randbereich der Kontakte in einer Form zum Kompaktformen entspricht, und Bedecken des Formartikels oder des Materials 211, das aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zusammengesetzt ist, die den Randbereich der Kontakte bildet, mit einem Abdeckmaterial 212, das aus einem wärmehärtbaren Harz zum Formen besteht. Durch das Verfahren kann die Basis eines Behälters leicht hergestellt werden. Gleichzeitig erscheint die organische und anorganische Komplexzusammensetzung, die an dem Bereich platziert ist, der den Randbereich der Kontakte in der Form entspricht, gemäß der vorliegenden Erfindung, nicht außerhalb der Basis des Behälters, sondern ist das Äußere der Basis mit dem blattförmigen Material 212 bedeckt, das aus einem wärmehärtbaren Harz besteht, und aus diesem Grund ist es vorteilhaft, dass die Schädigung des Behälters durch Hochdruckdampf, der mit dem Lichtbogen erzeugt wird, verhindert werden kann.
Beispiel 24
12 ist eine schematische Perspektivansicht, die die Basis darstellt. In der Figur wird die elektrische Stromversorgungsseite 2c in der Basis 2 des Behälters aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet.
Gemäß dem Beispiel ist die Elektrizitätsverteilungsseite 2c der Basis aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildet, wobei die Verringerung des elektrischen Widerstandes aufgrund der Ablagerung des freien Kohlenstoffes, metallischen Dampfes und der flüssigen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall, vorteilhaft verhindert wird. Gleichzeitig wird auch ein wirtschaftlicher Vorteil erreicht, indem die Lastseite des Schalters aus einer ökonomischen Strukturzusammensetzung gebildet wird, wodurch der Stückpreis des Materials gering ist.
Beispiel 25
Es folgt eine Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung der elektrischen Sromversorgungsseite der Basis eines Behälters mit der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung.
Die organische und anorganische Komplexzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann irgendeines von einem thermoplastischen Harz und einem aushärtbaren Harz sein. Indem ein Formartikel einer vorher geformten elektrischen Sromversorgungsseite der Basis eines Zweifarbkompaktformen unterzogen wird, kann die Basis eines Behälters leicht hergestellt werden. Indem ein Formartikel, der aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung gebildet ist, in einer Form zum Kompaktformen auf der Seite der elektrischen Stromversorgung platziert wird, und ein Material eines wärmehärtbaren Harzes in der Form zum Kompaktformen auf der Lastseite platziert wird, kann die Basis eines Behälters leicht hergestellt werden. Auch indem ein Material, das aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung eines wärmehärtbaren Harzes gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Form zum Kompaktformen auf der Seite der elektrischen Stromversorgung platziert wird, und indem ein wärmehärtbares Harz zum Kompaktformen in der Form auf der Lastseite platziert wird, kann die Basis eines Behälters leicht hergestellt werden. Hinsichtlich der Produktivität ist das obenstehende Verfahren zu bevorzugen.
Der folgende Abschalttest und der Test zur Messung hoher Widerstände wurden an den Schaltern ausgeführt, die mindestens eines von einem Behälter, einem Querstab, einem Bedienelement und einem Auslösestab aufwiesen, von denen die Gesamtheit oder ein Teil aus verschiedenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen besteht.
Abschalttest
In einem geschlossenen Zustand, wobei ein elektrischer Überstrom mit 3-Phasen 460 V/30KA durchgeleitet wird, wird ein beweglicher Kontakt geöffnet, um einen Lichtbogenstrom zu erzeugen. Ist die Abschaltung des Lichtbogenstromes erfolgreich, oder ist kein Schaden oder Riss in den inneren Teilen des Trennschalters oder des Behälters nach der Abschaltung sichtbar, gilt der Test als bestanden.
Test zur Messung hoher Widerstände
Der Test wird wie folgt durchgeführt.
Nach dem Abschalttest, wird die Isolationsbeständigkeit mit einem Isolationswiderstand wie in JIS C1302 beschrieben, gemessen. Die Ergebnisse sind als der minimale Isolationswiderstand dargestellt. War die Probe ein Behälter, wurde der Isolationswiderstand zwischen den Kontakten oder zwischen den Lasten der elektrischen Stromversorgung gemessen. War die Probe ein Bedienelement, wurde der Isolationswiderstand zwischen dem Spalt zwischen dem Deckel und dem Bedienelement und dem Hauptstromkreis gemessen. War die Probe ein Auslösestab oder eine Querstange, wurde der Isolationswiderstand der Oberflächenschicht zwischen den Anschlüssen des Bauteiles gemessen.
Unter der Verwendung eines Probenstückes, das aus der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung gebildet war, wurde der folgende Verbrennungstest durchgeführt.
Brennbarkeitstest
Der vertikale Brennbarkeitstest und der horizontale Brennbarkeitstest sind in UL94 beschrieben. Basierend auf dem vertikalen Brennbarkeitstest, sind die Ergebnisse in Werten entsprechend V-0, V-1- und V-2 dargestellt. Basierend auf den Ergebnissen des horizontalen Brennbarkeitstests, sind die Ergebnisse in Werten entsprechend HB dargestellt.
Zuerst werden die Proben 1 bis 14 erläutert. Ein in 6 dargestellter Auslösestab wurde aus den in den Tabellen 1 und 2 beschriebenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen hergestellt. Das Harz war ein saures wasserfreies Epoxyharz. Als anorganische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, wurde Aluminiumhydroxid verwendet. Als Verstärkungsmaterial wurden Glasfaser und Calciumcarbonat verwendet. Als Vergleichsbeispiel diente ein Auslösestab einer Zusammensetzung mit dem Gehalt an Polybutylenterephthalatharz von 70 Gew.-% und dem Gehalt an Glasfaser-Verstärkungsmaterial von 30 Gew.-%.
Das Verfahren für die Herstellung einer Probe wird nun nachfolgend beschrieben werden. Zuerst wurden das Hauptagens des Epoxyharzes, ein Härtungsmittel, Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat, Glasfaser und schwarzer Kohlenstoff vorher ungefähr 2 Stunden lang in einem Thermostat bei 120°C erhitzt. Danach wurden das Hauptagens aus Epoxyharz, Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat und Glasfaser aus dem Thermostat entnommen, das Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat und Glasfaser bis zur Homogenität ausreichend gerührt, und die resultierende Mischung wieder in dem Thermostat bei 120°C 30 Minuten lang erhitzt. Danach wurden die Mischung und das Härtungsmittel des Epoxyharzes aus dem Thermostat entnommen, gefolgt von der Hinzufügung eines Härtungsmittels aus Epoxyharz zu der Mischung unter ausreichendem Rühren. Danach wurde schwarzer Kohlenstoff unter ausreichendem Rühren hinzugegeben. Die auf diese Weise gebildete organische und anorganische Komplexzusammensetzung wurde einer Entschäumung im Vakuum unterzogen. Danach wurde die organische und anorganische Komplexzusammensetzung für eine Entschäumung im Vakuum in eine Form für den Auslösestab gegossen, die vorher in einem Thermostat bei 120°C erhitzt wurde. Danach wurde das Härten in dem Thermostat bei 120°C 24 Stunden lang durchgeführt. Nach dem Ziehen des Formartikels des Auslösestabes aus der Form, wurde der Artikel weiter 24 Stunden lang in dem Thermostat bei 120°C erhitzt.
Der oben genannte Abschalttest wurde durchgeführt, nachdem der so erhaltene Auslösestab auf einem Trennschalter befestigt wurde. Nach dem Abschalttest wurde der augenscheinliche Zustand des Auslösestabes visuell untersucht, während der Widerstand zwischen den einzelnen Anschlüssen gemessen wurde.
Infolgedessen, wie oben in Tabellen 1 und 2 deutlich dargestellt ist, wiesen die Auslösestäbe, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen bestehen, die in den Beispielen 1 bis 14 der vorliegenden Erfindung gebildet wurden, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf, und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet.
Die Proben 15 bis 31 werden nachfolgend erklärt. Die in 7 dargestellten Bedienelemente wurden aus den in den Tabellen 3 und 4 beschrieben organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen hergestellt. Das Harz war ein Melaminharz. Die anorganische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, war Aluminiumhydroxid. Das Verstärkungsmaterial war Glasfaser und Calciumcarbonat. Als Vergleichsbeispiel wurde ein Bedienelement aus einer Zusammensetzung mit dem Polybutylenterephthalatgehalt von 70 Gew.-% und dem Gehalt an Glasfaser-Verstärkungsmaterial of 30 Gew.-% verwendet.
Das Verfahren zur Herstellung einer Probe wird nun nachfolgend erläutert. Zuerst wurden ein Melaminharz in Feststoffpulver, ein Säurekatalysator, Kohleschwarz, Aluminiumhydroxid, Glasfaser und Calciumcarbonat zum ausreichenden Kneten in einen Polyethylenbeutel gefüllt. Danach wurde das geknetete Produkt 5 Minuten lang mit einer Walze, die auf 100°C gehalten wurde, weiter geknetet, und danach bei Raumtemperatur gekühlt und mit einem Grobmahlgerät 5 Minuten lang gemahlen und mit einem Feinmahlgerät weitere 5 Minuten lang gemahlen, um eine organische und anorganische Komplexzusammensetzung zu erhalten.
Bedienelemente wurden durch Spritzgießen geformt. Die so erhaltenen Bedienelemente wurden auf dem Trennschalter angebracht, um den Abschalttest durchzuführen. Nach dem Abschalttest, wurde der offensichtliche Zustand des Bedienelements visuell beobachtet und die Widerstandsmessung durchgeführt.
Infolgedessen, wie oben in Tabellen 3 und 4 deutlich dargestellt ist, wiesen die Bedienelemente, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen bestehen, die in den Beispielen 15 bis 31 der vorliegenden Erfindung gebildet wurden, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf, und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet. Durch die Verwendung von Harnstoffharz, Melaminphenolharz, oder Diallylphtalatharz anstatt von Melaminharz, wurden dieselben ausgezeichneten Ergebnisse erhalten.
Die Proben 32 bis 43 werden nachfolgend erläutert. Die Basen eines in 12 dargestellten Behälters wurden mit der in den Tabellen 5 bis 6 beschriebenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen hergestellt. Das Harz war ein Novolak-Phenolharz. Die anorganische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, war Aluminiumhydroxid. Als Verstärkungsmaterial wurden Glasfaser und Calci umcarbonat verwendet. Als Vergleichsbeispiel diente die Basis eines Behälters, der aus der Zusammensetzung mit dem Polyesterharzgehalt von 25 Gew.-% und dem Gehalt an den Verstärkungsmaterialien Glasfaser und Calciumcarbonat von 15 Gew.-%, bzw. 60 Gew.-%, bestand.
Ein Verfahren zur Herstellung der Proben wird nachfolgend beschrieben. Zuerst werden Phenol, Formalin und ein Säurekatalysator zusammen in einem 100-Liter Reaktor bei einer Temperatur von 80 bis 100°C ungefähr 6 Stunden lang umgesetzt. Nach der darauf folgenden Dehydratisierung des Reaktors für ungefähr 1 Stunde, wurde flüssiges Phenolharz hergestellt. Das flüssige Phenolharz wurde an der Luft getrocknet und verfestigt und gemahlen. Das gemahlene Phenolharz, Hexamethylentetramin, Kohlenstoffschwarz, Aluminiumhydroxid, Glasfaser und Calciumcarbonat wurden in eine 100-Liter Kugelmühle eingebracht und 10 Minuten lang bei ungefähr 40°C gemischt. Danach wurde die resultierende Mischung mit einer Walze, die auf 110°C gehalten wurde, 5 Minuten lang geknetet, gefolgt von 5-minütigem Mahlen mit einem Grobmahlwerk und einem weiteren 5-minütigem Mahlen mit einem Feinmahlwerk, um die organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen wiederaufzubereiten. Danach wurden die Basen eines in 12 dargestellten Behälters hergestellt.
Unter der Verwendung der Basen eines Behälters, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurde der Abschalttest durchgeführt. Nach dem Abschalttest wurde der offensichtliche Zustand der Basen des Behälters visuell untersucht und die Widerstandsmessung zwischen den einzelnen Anschlüssen durchgeführt.
Infolgedessen, wie oben in Tabellen 5 und 6 deutlich dargestellt ist, wiesen die Basen eines Behälters, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen bestehen, die in den Beispielen 32 bis 73 der vorliegenden Erfindung gebildet wurden, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf, und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet.
Im Folgenden werden die Proben 44 bis 73 erklärt. Die Basen eines in 12 dargestellten Behälters wurden mit den in den Tabellen 7 bis 9 beschriebenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen hergestellt. Das Harz war Polyester. Die anorganische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 150°C oder darüber fähig ist, war Aluminiumhydroxid. Als das Verstärkungsmaterial wurden Glasfaser, Calciumcarbonat, Talk und Warastnit verwendet. Als ein Vergleichsbeispiel dient die Basis eines Behälters, der aus der Zusammensetzung mit dem Polyesterharzgehalt von 25 Gew.-% und den Gehalten an den Verstärkungsmaterialien Glasfaser und Calciumcarbonat von 15 Gew.-% bzw. 60 Gew.-% bestand.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung von Proben erläutert. Zuerst wurden ungesättigter Polyester, Styrolkügelchen, Styrolmonomer, ein organisches Peroxid, ein Formtrennmittel, ein Verdickungsmittel, Kohlenschwarz, Calciumcarbonat oder Talk oder Warastnit in ein auf 40°C gehaltenes Knetgerät eingebracht und dort 40 Minuten lang geknetet. Danach wurde Glasfaser zu dem resultierenden gekneteten Produkt hinzugefügt und weitere 5 Minuten geknetet. Danach wurde das geknetete Produkt aus dem Knetgerät entnommen und bei Raumtemperatur gekühlt. Danach wurde das gekühlte geknetete Produkt, das als die organische und anorganische Komplexzusammensetzung bezeichnet wurde, in einem Polyethylenbeutel versiegelt und in einer Thermostatkammer bei 20°C 72 Stunden belassen. Danach wurde eine in 12 dargestellte Basis eines Behälters durch Kompaktformen hergestellt.
Der oben genannte Abschalttest wurde unter Verwendung der Basis eines Behälters, der auf diese Weise erhalten wurde, durchgeführt. Nach dem Abschalttest wurde der offensichtliche Zustand der Basen des Behälters visuell beobachtet und die Widerstandsmessung zwischen den einzelnen Anschlüssen durchgeführt.
Infolgedessen, wie oben in Tabellen 7 und 9 deutlich dargestellt ist, wiesen die Basen eines Behälters, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen der Beispiele 44 bis 73 der vorliegenden Erfindung bestehen, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf, und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet.
Im Folgenden werden die Proben 74 bis 78 beschrieben. In 8 dargestellte Bedienelemente wurden mit den in Tabelle 10 beschriebenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen hergestellt. Das Harz war Polyacetal. Die anorga nische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 200°C oder darüber fähig ist, war Calciumaluminat. Als das Verstärkungsmaterial wurde Glasfaser verwendet. Als ein Vergleichsbeispiel dient ein Bedienelement, das aus der Zusammensetzung mit dem Polybutylenterephthalatharzgehalt von 70 Gew.-% und dem Gehalt an dem Verstärkungsmaterial Glasfaser von 30 Gew.-% bestand.
Ein Verfahren zur Herstellung von Proben wird nachfolgend erläutert werden. Zuerst wurden Polyacetalpellets (Größe 2,5 mm × Länge 2,5 mm), Calciumaluminat, Glasfaser, Magnesiumstearat (0,2 Gew.-%) als ein Formtrennmittel und ein Stabilisierungsmittel (0,4 Gew.-%) Formalin wurden in einen Vinylbeutel für manuelles, gründliches Mischen gefüllt. Die Mischung wurde 30 Sekunden bei 195°C in einem biaxialen Dreifachgewinde-Walkextruder (biaxial triple thread milling extruder) geknetet. Das Produkt wurde aus dem biaxialen Dreifachgewinde-Walkextruder entnommen und unter Kühlung in einem Wassertank geschnitten, um Pellets (Größe 1,5 bis 2,5 mm × Länge 2,5 mm) der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde ein aus den Pellets der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung gebildetes Bedienelement hergestellt.
Das so erhaltene Bedienelement wurde zur Durchführung eines Abschalttests in einem Trennschalter montiert. Nach dem Abschalttest wurde der offensichtliche Zustand der Basen des Behälters visuell untersucht und eine Widerstandsmessung durchgeführt.
Infolgedessen, wie oben in Tabelle 10 deutlich dargestellt ist, wiesen die Bedienelemente, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen bestehen, die in den Beispielen 74 bis 78 der vorliegenden Erfindung gebildet wurden, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf, und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet. Dieselben ausgezeichneten Ergebnisse wurden erhalten, wenn statt Polyacetal eine Polyacetalpolymerlegierung verwendet wurde.
Es folgt eine Erläuterung der Proben 79 bis 85. In 8 dargestellte Bedienelemente wurden mit den in der Tabelle 11 beschriebenen organischen und anorganischen Komplexzusammenset zungen hergestellt. Das Harz war Nylon 6. Die anorganische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 250°C oder darüber fähig war, war Magnesiumhydroxid. Als das Verstärkungsmaterial, wurde Glasfaser verwendet. Als Vergleichsbeispiel diente ein aus einer Zusammensetzung mit dem Polybutylenterephthalatharzgehalt von 70 Gew.-% und dem Gehalt an dem Verstärkungsmaterial Glasfaser von 30 Gew.-% hergestelltes Bedienelement.
Ein Verfahren zur Herstellung von Proben wird nachfolgend erläutert werden. Zuerst wurden Nylon-6-Pellets (Größe 2,5 mm × Länge 2,5 mm), Magnesiumhydroxid, Glasfaser, Magnesiumstearat (0,2 Gew.-%) als ein Formtrennmittel und ein Stabilisierungsmittel (0,4 Gew.-%) in einen Vinylbeutel für manuelles, gründliches Mischen gefüllt. Die Mischung wurde 30 Sekunden bei 255°C in einen biaxialen Dreifachgewinde-Walkextruder geknetet. Das Produkt wurde aus dem biaxialen Dreifachgewinde-Walkextruder entnommen und unter Kühlung in einem Wassertank geschnitten, um Pellets (Größe 1,5 bis 2,5 mm × Länge 2,5 mm) der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde ein Bedienelement bestehend aus den Pellets der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung hergestellt.
Das so erhaltene Bedienelement wurde zur Durchführung eines Abschalttests in einem Trennschalter montiert. Nach dem Abschalttest wurde der offensichtliche Zustand der Basen des Behälters visuell untersucht und eine Widerstandsmessung durchgeführt.
Infolgedessen, wie oben in Tabelle 11 deutlich dargestellt ist, wiesen die Bedienelemente der Beispiele 74 bis 78 der vorliegenden Erfindung, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen gebildet wurden, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf, und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet. Dieselben ausgezeichneten Ergebnisse wurden erhalten, wenn statt Nylon irgendeines aus Polybuylenterephthalat, Nylon MXD 6, einer Polymerlegierung davon verwendet wurde.
Es folgt eine Erläuterung der Proben 86 bis 96. In 8 dargestellte Bedienelemente wurden mit den in den Tabelle 12 beschriebenen organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen hergestellt. Das Harz war Nylon 46. Die anorganische Verbindung, die zur Dehydratisierung bei 340°C oder darüber fähig war, war Calciumaluminat. Als Verstärkungsmaterial wurde Glasfaser verwendet. Als Vergleichsbeispiel diente ein aus einer Zusammensetzung mit dem Polybutylenterephthalatharzgehalt von 70 Gew.-% und dem Gehalt an Verstärkungsmaterial Glasfaser von 30 Gew.-% hergestelltes Bedienelement.
Ein Verfahren zur Herstellung von Proben wird nachfolgend erläutert werden. Zuerst wurden Nylon-46-Pellets (Größe 2,5 mm × Länge 2,5 mm), Calciumaluminat, Glasfaser, Magnesiumstearat (0,2 Gew.-%) als ein Formtrennmittel und ein Stabilisierungsmittel (0,4 Gew.-%) in einen Vinylbeutel für manuelles, hinreichendes Mischen gefüllt. Die Mischung wurde 30 Sekunden bei 330°C in einem biaxialen Dreifachgewinde-Walkextruder geknetet. Das Produkt wurde aus dem biaxialen Dreifachgewinde-Walkextruder entnommen und unter Kühlung in einem Wassertank geschnitten, um Pellets (Größe 1,5 bis 2,5 mm × Länge 2,5 mm) der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde ein Bedienelement bestehend aus den Pellets der organischen und anorganischen Komplexzusammensetzung hergestellt.
Das so erhaltene Bedienelement wurde zur Durchführung eines Abschalttests in einen Trennschalter montiert. Nach dem Abschalttest wurde der offensichtliche Zustand der Basen des Behälters visuell untersucht und eine Widerstandsmessung durchgeführt.
Infolgedessen, wie oben in Tabelle 12 deutlich dargestellt ist, wiesen die Bedienelemente, die aus den organischen und anorganischen Komplexzusammensetzungen der Beispiele 86 bis 96 der vorliegenden Erfindung bestehen, nach dem Abschalttest unter der visuellen Begutachtung kaum Schäden auf und ihre Widerstandswerte betrugen 0,5 MΩ oder mehr, ausgezeichnet. Dieselben ausgezeichneten Ergebnisse wurden erhalten, wenn statt Nylon 46 irgendeines aus Polyphenylensulfid, Nylon 6T, Nylon 66, Polyethylenterephthalat und der Polymerlegierung davon verwendet wurde.

Claims

Gekapselter Trennschalter, umfassend: bewegliche, Kontakte (4); ein Öffnungs- und Schließbauteil (8), das die beweglichen Kontakte (4) öffnet und schließt; eine Vorrichtung (6) zum Löschen eines zwischen den beweglichen Kontakten (4) erzeugten Lichtbogens und eine starre Verbindung, die vor den beweglichen Kontakten (4) befestigt ist und die eine Lichtbogenlöschplatte (6a) umfaßt; und einen Behälter (1), der aus einer Basis (2) und einem Deckel (3) besteht und die beweglichen Kontakte (4), die Vorrichtung (6) zum Löschen eines Lichtbogens und das Öffnungs- und Schließbauteil (8) enthält; wobei die Basis (2) oder der Deckel (3) einen Formartikel verwendet, von dem das Ganze oder ein Teil eine Zusammensetzung umfaßt, bei der der Gehalt eines Harzes 15 bis 70 Gew.-% und der Gehalt von einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 80 bis 30 Gew.-% beträgt.
Trennschalter nach Anspruch 1, wobei der Gehalt eines wärmehärtbaren Harzes 15 bis 65 Gew.-% und der Gehalt von einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 80 bis 30 Gew.-% beträgt, und wobei der Gehalt von einem oder mehreren Verstärkungsmaterialien 5 bis 55 Gew.-% beträgt.
Trennschalter nach Anspruch 2, wobei das Verstärkungsmaterial Glasfaser ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die anorganische Verbindung Aluminiumhydroxid ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das wärmehärtbare Harze ein Polyesterharz ist und wobei der Polyestergehalt 15 bis 40 Gew.-% beträgt und der Gehalt von einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 80 bis 35 Gew.-% beträgt, und wobei der Gehalt von einem oder mehreren Verstärkungsmaterialien 5 bis 55 Gew.-% beträgt.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das wärmehärtbare Harze ein Phenolharz ist und wobei der Phenolharzgehalt 25 bis 60 Gew.-% beträgt und der Gehalt von einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 150°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 70 bis 35 Gew.-% beträgt, und wobei der Gehalt von einem oder mehreren Verstärkungsmaterialien 5 bis 40 Gew.-% beträgt.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Teil des Formartikels des Behälters (1) an einem Randbereich des Kontaktes positioniert ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Teil des Formartikels des Behälters (1) an der Seite der elektrischen Stromversorgung positioniert ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Teil des Formartikels des Behälters (1) an der Innenoberfläche positioniert ist.
Gekapselter Trennschalter, umfassend: bewegliche Kontakte (4); ein Öffnungs- und Schließbauteil (8), das die beweglichen Kontakte (4) öffnet und schließt; eine Vorrichtung (6) zum Löschen eines zwischen den beweglichen Kontakten (4) erzeugten Lichtbogens und eine starre Verbindung, die vor den beweglichen Kontakten (4) befestigt ist und die eine Lichtbogenlöschplatte (6a) umfaßt; und einen Behälter (1), der aus einer Basis (2) und einem Deckel (3) besteht und die beweglichen Kontakte (4), die Vorrichtung (6) zum Löschen eines Lichtbogens und das Öffnungs- und Schließbauteil (8) enthält; wobei die Basis (2) oder der Deckel (3) einen Formartikel verwendet, von dem das Ganze oder ein Teil eine Zusammensetzung umfaßt, bei der der Gehalt eines thermoplastischen Harzes 35 bis 80 Gew.-% und der Gehalt von einer oder mehreren anorganischen Verbindungen, die bei 200°C oder darüber zur Dehydratisierung fähig sind, 50 bis 15 Gew.-% beträgt und der Gehalt von einem oder mehreren Verstärkungsmaterialien 5 bis 50 Gew.-% beträgt.
Trennschalter nach Anspruch 10, wobei die Dehydratisierungstemperatur 250°C oder mehr beträgt.
Trennschalter nach Anspruch 10, wobei die Dehydratisierungstemperatur 340°C oder mehr beträgt.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Verstärkungsmaterial Glasfaser ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die anorganische Verbindung Aluminiumhydroxid ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das thermoplastische Harz Nylon 6, Nylon 66, Nylon 46 oder Nylon 6T ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 10, 11, 13 und 14, wobei die anorganische Verbindung Magnesiumhydroxid ist.
Trennschalter nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei der Formartikel ein Behälter (1) ist.
Gekapselter Trennschalter nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei das Teil des Formartikels des Behälters (1) an einem Randbereich des Kontaktes positioniert ist.
Gekapselter Trennschalter nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei das Teil des Formartikels des Behälters (1) an der Seite der elektrischen Stromversorgung positioniert ist.