JP2000276959A - 磁器がいしおよびその製造方法 - Google Patents
磁器がいしおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】機械的強度を低下させることなく絶縁破壊強度
すなわち急峻波強度を向上させた磁器がいしおよびその
製造方法を提供する。 【解決手段】磁器がいし本体１と、磁器がいし本体１の
表面に設けた、高誘電率材料を含有する主として磁器質
原料からなり、コーティング層の厚さ方向においてコー
ティング層内部の微小部分の最大値と最小値との比率が
２以下と均一で比誘電率が４以上のコーティング層２か
らなる磁器がいしを（１）磁器がいし本体を準備し、
（２）原料を粉砕し、粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５０
〜６０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料を
準備し、これとは別に比誘電率１０以上の高誘電率材料
を準備し、その後、準備した磁器質原料１００重量部に
対し準備した高誘電率材料を３〜１０重量部添加混合し
て泥漿とすることでコーティング材を準備し、（３）前
記磁器がいし本体の表面に前記コーティング材を塗布
し、（４）表面にコーティング材を塗布した磁器がいし
本体を焼成することで得る。
すなわち急峻波強度を向上させた磁器がいしおよびその
製造方法を提供する。 【解決手段】磁器がいし本体１と、磁器がいし本体１の
表面に設けた、高誘電率材料を含有する主として磁器質
原料からなり、コーティング層の厚さ方向においてコー
ティング層内部の微小部分の最大値と最小値との比率が
２以下と均一で比誘電率が４以上のコーティング層２か
らなる磁器がいしを（１）磁器がいし本体を準備し、
（２）原料を粉砕し、粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５０
〜６０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料を
準備し、これとは別に比誘電率１０以上の高誘電率材料
を準備し、その後、準備した磁器質原料１００重量部に
対し準備した高誘電率材料を３〜１０重量部添加混合し
て泥漿とすることでコーティング材を準備し、（３）前
記磁器がいし本体の表面に前記コーティング材を塗布
し、（４）表面にコーティング材を塗布した磁器がいし
本体を焼成することで得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、磁器がいしおよ
びその製造方法に関するものであり、特に、機械的強度
と絶縁破壊強度すなわち急峻波強度に優れた磁器がいし
およびその製造方法に関するものである。
びその製造方法に関するものであり、特に、機械的強度
と絶縁破壊強度すなわち急峻波強度に優れた磁器がいし
およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、架空送電線等の電気絶縁と機
械的支持を行う構成部材として、中実がいしや懸垂がい
し等の磁器がいしが知られている。これらの磁器がいし
は、アルミナ、粘土等の原料を混合、成形して成形体を
作製し、作製した成形体の表面に釉薬を塗布した後、釉
薬を塗布した成形体を焼成することで作製している。釉
薬を使用することで、素地表面の微小欠陥を埋めるこ
と、および、素地との熱膨張率差により内部応力を生じ
させることで、磁器がいしの引張強度を発現させてい
る。
械的支持を行う構成部材として、中実がいしや懸垂がい
し等の磁器がいしが知られている。これらの磁器がいし
は、アルミナ、粘土等の原料を混合、成形して成形体を
作製し、作製した成形体の表面に釉薬を塗布した後、釉
薬を塗布した成形体を焼成することで作製している。釉
薬を使用することで、素地表面の微小欠陥を埋めるこ
と、および、素地との熱膨張率差により内部応力を生じ
させることで、磁器がいしの引張強度を発現させてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来から知ら
れている磁器がいしは、通常の電圧や汚損雰囲気下での
使用には十分耐えることができる。しかしながら、より
高い電圧が加わる状態、すなわち天然雷の放電による急
峻雷インパルス電圧が加わった場合には、これらの従来
知られている磁器がいしでは不十分であり、絶縁破壊強
さを抜本的に改善する必要があった。
れている磁器がいしは、通常の電圧や汚損雰囲気下での
使用には十分耐えることができる。しかしながら、より
高い電圧が加わる状態、すなわち天然雷の放電による急
峻雷インパルス電圧が加わった場合には、これらの従来
知られている磁器がいしでは不十分であり、絶縁破壊強
さを抜本的に改善する必要があった。
【０００４】また、急峻波強度特性を高める技術とし
て、本出願人は、釉薬に所定量のＭｎＯなどを加える技
術（特開昭６３−２１１５２５号公報）、懸垂がいしに
おけるサンドと釉薬の誘電率を規定する技術（特開平９
−６３３７９号公報）、磁器にコランダム結晶を含有さ
せる技術（特開平１０−２２８８１８号公報）等を提案
しているが、いずれも磁器がいし本体の表面に釉薬を塗
布した構造であるため、急峻波強度はある程度改善され
るものの、急峻波強度の抜本的な改善を達成することが
できなかった。
て、本出願人は、釉薬に所定量のＭｎＯなどを加える技
術（特開昭６３−２１１５２５号公報）、懸垂がいしに
おけるサンドと釉薬の誘電率を規定する技術（特開平９
−６３３７９号公報）、磁器にコランダム結晶を含有さ
せる技術（特開平１０−２２８８１８号公報）等を提案
しているが、いずれも磁器がいし本体の表面に釉薬を塗
布した構造であるため、急峻波強度はある程度改善され
るものの、急峻波強度の抜本的な改善を達成することが
できなかった。
【０００５】ここで、釉薬は、磁器がいしの原料である
長石、アルミナ、粘土のうち長石の配合比率を高め、焼
成後ガラス相を多く生成するようにしたものである。Ｘ
線定性分析では７０ｗｔ％以上がガラス相となる。その
ため、釉薬は本質的にはガラスと同等の高い絶縁破壊強
度を有するはずであるが、気孔が内在するためその強さ
は磁器を下回っている。気孔（空気）の誘電率が、周囲
のガラス相に比べて小さいので、電位が加わった場合
は、気孔に電界が集中するためと考えられる。また、釉
薬の誘電率が磁器がいし本体の誘電率よりも低いため、
例えば、釉薬が急峻波パルスを印加した時の弱点となっ
ていた。そのため、磁器がいし本体の表面に釉薬を塗布
した従来の磁器がいしの構造では、抜本的な改善が難し
いことが判明した。
長石、アルミナ、粘土のうち長石の配合比率を高め、焼
成後ガラス相を多く生成するようにしたものである。Ｘ
線定性分析では７０ｗｔ％以上がガラス相となる。その
ため、釉薬は本質的にはガラスと同等の高い絶縁破壊強
度を有するはずであるが、気孔が内在するためその強さ
は磁器を下回っている。気孔（空気）の誘電率が、周囲
のガラス相に比べて小さいので、電位が加わった場合
は、気孔に電界が集中するためと考えられる。また、釉
薬の誘電率が磁器がいし本体の誘電率よりも低いため、
例えば、釉薬が急峻波パルスを印加した時の弱点となっ
ていた。そのため、磁器がいし本体の表面に釉薬を塗布
した従来の磁器がいしの構造では、抜本的な改善が難し
いことが判明した。
【０００６】本発明の目的は上述した課題を解消して、
機械的強度を低下させることなく絶縁破壊強度すなわち
急峻波強度を向上させた磁器がいしおよびその製造方法
を提供しようとするものである。
機械的強度を低下させることなく絶縁破壊強度すなわち
急峻波強度を向上させた磁器がいしおよびその製造方法
を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の磁器がいしは、
磁器がいし本体と、磁器がいし本体の表面に設けた、高
誘電率材料を含有する主として磁器質原料からなり、比
誘電率が４以上のコーティング層であって、コーティン
グ層の厚さ方向においてコーティング層内部の微小部分
に比誘電率の最大値と最小値の比率が２以下であるよう
なコーティング層とからなることを特徴とするものであ
る。
磁器がいし本体と、磁器がいし本体の表面に設けた、高
誘電率材料を含有する主として磁器質原料からなり、比
誘電率が４以上のコーティング層であって、コーティン
グ層の厚さ方向においてコーティング層内部の微小部分
に比誘電率の最大値と最小値の比率が２以下であるよう
なコーティング層とからなることを特徴とするものであ
る。
【０００８】また、本発明の磁器がいしの製造方法は、
磁器がいし本体と磁器がいし本体の表面に設けたコーテ
ィング層とからなる磁器がいしを製造する方法であっ
て、（１）磁器がいし本体を準備し、（２）原料を粉砕
し、粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５０〜６０ｗｔ％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｋ
2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料を準備し、これとは
別に比誘電率１０以上の高誘電率材料を準備し、その
後、準備した磁器質原料１００重量部に対し準備した高
誘電率材料を３〜１０重量部添加混合して泥漿とするこ
とでコーティング材を準備し、（３）前記磁器がいし本
体の表面に前記コーティング材を塗布し、（４）表面に
コーティング材を塗布した磁器がいし本体を焼成する、
ことを特徴とするものである。
磁器がいし本体と磁器がいし本体の表面に設けたコーテ
ィング層とからなる磁器がいしを製造する方法であっ
て、（１）磁器がいし本体を準備し、（２）原料を粉砕
し、粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５０〜６０ｗｔ％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｋ
2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料を準備し、これとは
別に比誘電率１０以上の高誘電率材料を準備し、その
後、準備した磁器質原料１００重量部に対し準備した高
誘電率材料を３〜１０重量部添加混合して泥漿とするこ
とでコーティング材を準備し、（３）前記磁器がいし本
体の表面に前記コーティング材を塗布し、（４）表面に
コーティング材を塗布した磁器がいし本体を焼成する、
ことを特徴とするものである。
【０００９】本発明の磁器がいしでは、コーティング層
内部の微小部分の比誘電率の最大値と最小値の比率が２
以下と均一で比誘電率が４以上のコーティング層、言い
換えると、含有する高誘電率材料が均一に分散したコー
ティング層を、磁器がいし本体表面に形成することで、
急峻雷インパルス電圧が磁器がいしに印加された際の弱
点となりやすいコーティング層の比誘電率を磁器がいし
本体に近づけることができるとともに、気孔を減少さ
せ、コーティング層に印加された急峻雷インパルス電圧
が集中する箇所を無くすことができる。同時に、このコ
ーティング層は従来の釉薬と同等もしくはそれ以上の圧
縮ストレスを磁器がいし本体に与えることができる。そ
の結果、機械的強度を維持したまま、急峻波特性を改善
することができる。さらに、本発明の磁器がいしの製造
方法では、このようなコーティング層が、高誘電率材料
を原料と最初から粉砕混合せず、後から添加混合し、焼
成することで得られることを見い出した。
内部の微小部分の比誘電率の最大値と最小値の比率が２
以下と均一で比誘電率が４以上のコーティング層、言い
換えると、含有する高誘電率材料が均一に分散したコー
ティング層を、磁器がいし本体表面に形成することで、
急峻雷インパルス電圧が磁器がいしに印加された際の弱
点となりやすいコーティング層の比誘電率を磁器がいし
本体に近づけることができるとともに、気孔を減少さ
せ、コーティング層に印加された急峻雷インパルス電圧
が集中する箇所を無くすことができる。同時に、このコ
ーティング層は従来の釉薬と同等もしくはそれ以上の圧
縮ストレスを磁器がいし本体に与えることができる。そ
の結果、機械的強度を維持したまま、急峻波特性を改善
することができる。さらに、本発明の磁器がいしの製造
方法では、このようなコーティング層が、高誘電率材料
を原料と最初から粉砕混合せず、後から添加混合し、焼
成することで得られることを見い出した。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の磁器がいしの例と
して懸垂がいしの一例の構成を示す部分断面図である。
図１に示す例において、１は磁器からなる懸垂がいし本
体、２は磁器がいし本体１の表面に設けた高誘電率材料
を含有する主として磁器質原料からなるコーティング
層、３はコーティング層２に付着させた不定形のサン
ド、４はキャップ金具、５はピン金具、６はキャップ金
具４とサンド３との間およびピン金具５とサンド３との
間を接合するセメントである。また、図１に示す懸垂が
いしは、成形されたがいし本体を準備し、所定のコーテ
ィング材を準備したがいし本体の表面に塗布・乾燥・焼
成して、コーティング層２を表面に形成した磁器がいし
本体１を得た後、セメント６を利用してキャップ金具４
とピン金具５とを接着することで製造することができ
る。図１に示す懸垂がいしの構成において、本発明の特
徴は、コーティング層２の特性および組成にある。
して懸垂がいしの一例の構成を示す部分断面図である。
図１に示す例において、１は磁器からなる懸垂がいし本
体、２は磁器がいし本体１の表面に設けた高誘電率材料
を含有する主として磁器質原料からなるコーティング
層、３はコーティング層２に付着させた不定形のサン
ド、４はキャップ金具、５はピン金具、６はキャップ金
具４とサンド３との間およびピン金具５とサンド３との
間を接合するセメントである。また、図１に示す懸垂が
いしは、成形されたがいし本体を準備し、所定のコーテ
ィング材を準備したがいし本体の表面に塗布・乾燥・焼
成して、コーティング層２を表面に形成した磁器がいし
本体１を得た後、セメント６を利用してキャップ金具４
とピン金具５とを接着することで製造することができ
る。図１に示す懸垂がいしの構成において、本発明の特
徴は、コーティング層２の特性および組成にある。
【００１１】すなわち、コーティング層２の特性とし
て、コーティング層内部の微小部分の比誘電率の最大値
と最小値の比率が２以下と均一で比誘電率が４以上のコ
ーティング層２である必要がある。これらの構成は急峻
波強度向上に寄与する。さらに、コーティング層２の厚
さについては特に限定しないが、０．１ｍｍ〜０．５ｍ
ｍであることが、急峻波特性向上及び機械的強度向上の
観点で好ましい。さらにまた、コーティング層２と懸垂
がいし本体１との熱膨張率の差についても特に限定しな
いが、０．１〜０．２％（４０〜６５０℃において）で
あると機械的強度が向上するため好ましい。このような
均一なコーティング層２は、以下に示す製造方法から得
られるコーティング材をがいし本体の表面に塗布・焼成
することで得ることができる。
て、コーティング層内部の微小部分の比誘電率の最大値
と最小値の比率が２以下と均一で比誘電率が４以上のコ
ーティング層２である必要がある。これらの構成は急峻
波強度向上に寄与する。さらに、コーティング層２の厚
さについては特に限定しないが、０．１ｍｍ〜０．５ｍ
ｍであることが、急峻波特性向上及び機械的強度向上の
観点で好ましい。さらにまた、コーティング層２と懸垂
がいし本体１との熱膨張率の差についても特に限定しな
いが、０．１〜０．２％（４０〜６５０℃において）で
あると機械的強度が向上するため好ましい。このような
均一なコーティング層２は、以下に示す製造方法から得
られるコーティング材をがいし本体の表面に塗布・焼成
することで得ることができる。
【００１２】図２は本発明のがいし用コーティング材の
製造方法を工程順に示す図である。図２に示す例におい
て、まず、陶石、長石、ケイ砂、マグネサイト等の原料
を例えば１０時間粉砕後粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５
０〜６０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部
ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料
を準備する。同時に、好ましくは平均粒子径を０．１〜
５μｍとした、比誘電率が１０以上の高誘電率材料を準
備する。そして、上記磁器質原料の粘土の混合時に、準
備した磁器質原料１００重量部に対し３〜１０重量部と
なるよう、準備した高誘電率材料を添加して例えば３０
分混合して泥漿を得る。得られた泥漿が本発明のがいし
用コーティング材となる。ここで粘土は焼粘土を用いて
もよい。
製造方法を工程順に示す図である。図２に示す例におい
て、まず、陶石、長石、ケイ砂、マグネサイト等の原料
を例えば１０時間粉砕後粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５
０〜６０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部
ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料
を準備する。同時に、好ましくは平均粒子径を０．１〜
５μｍとした、比誘電率が１０以上の高誘電率材料を準
備する。そして、上記磁器質原料の粘土の混合時に、準
備した磁器質原料１００重量部に対し３〜１０重量部と
なるよう、準備した高誘電率材料を添加して例えば３０
分混合して泥漿を得る。得られた泥漿が本発明のがいし
用コーティング材となる。ここで粘土は焼粘土を用いて
もよい。
【００１３】高誘電率材料としては、１ＭＨｚにおける
比誘電率が１０以上の材料を使用する必要があり、好ま
しくは酸化チタン、酸化チタンの化合物（ＭｇＴｉ
Ｏ3 、ＣａＴｉＯ3 、ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 ・３ＴｉＯ2 ）を使用する。基礎となる組成として、
がいし本体の組成と近似した組成を有する磁器質原料を
用いること、および、高誘電率材料を使用することで、
本発明のがいし用コーティング材の誘電率を４以上と
し、がいし本体の比誘電率に近づけている。また、気孔
率も釉薬より減少する。そのため、本発明のコーティン
グ材をがいし本体表面に塗布・焼成してコーティング層
を形成した場合、従来の釉薬層に比べて高い比誘電率及
び低気孔率を持つこととなり、雷撃等の急峻波を与えら
れても、コーティング層が弱点となりがいしが破損する
ことがなくなる。
比誘電率が１０以上の材料を使用する必要があり、好ま
しくは酸化チタン、酸化チタンの化合物（ＭｇＴｉ
Ｏ3 、ＣａＴｉＯ3 、ＢａＴｉＯ3 、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 ・３ＴｉＯ2 ）を使用する。基礎となる組成として、
がいし本体の組成と近似した組成を有する磁器質原料を
用いること、および、高誘電率材料を使用することで、
本発明のがいし用コーティング材の誘電率を４以上と
し、がいし本体の比誘電率に近づけている。また、気孔
率も釉薬より減少する。そのため、本発明のコーティン
グ材をがいし本体表面に塗布・焼成してコーティング層
を形成した場合、従来の釉薬層に比べて高い比誘電率及
び低気孔率を持つこととなり、雷撃等の急峻波を与えら
れても、コーティング層が弱点となりがいしが破損する
ことがなくなる。
【００１４】この高誘電率材料として比誘電率が１０以
上のものを使用するのは、１０未満だと添加量を多くし
ても焼成後のコーティング層の比誘電率を４以上とでき
ない場合があるためである。また、高誘電率材料の添加
量は、磁器質原料１００重量部に対し３〜１０重量部で
ある必要がある。この添加量は、高誘電率材料の比誘電
率に応じて最適添加量が異なるが、３重量部未満だと焼
成後のコーティング層の比誘電率を４以上とできない場
合が多くなり、１０を超えると逆に急峻波強度が低下す
るためである。この理由としては、がいし本体より比誘
電率が高くなりすぎ、逆に気孔への電界集中が起きやす
くなるためと考えられる。また、コーティング材との反
応により気孔を生成しやすくなることも原因と考えられ
る。そのため、３〜１０重量部とする。ここで、焼成後
のコーティング層の比誘電率を４以上とすることが必要
なのは、実際に本発明のコーティング材料をがいし本体
の表面に一層塗布・焼成したがいしにおいて、急峻波強
度が、比誘電率４以上で良好なためである。
上のものを使用するのは、１０未満だと添加量を多くし
ても焼成後のコーティング層の比誘電率を４以上とでき
ない場合があるためである。また、高誘電率材料の添加
量は、磁器質原料１００重量部に対し３〜１０重量部で
ある必要がある。この添加量は、高誘電率材料の比誘電
率に応じて最適添加量が異なるが、３重量部未満だと焼
成後のコーティング層の比誘電率を４以上とできない場
合が多くなり、１０を超えると逆に急峻波強度が低下す
るためである。この理由としては、がいし本体より比誘
電率が高くなりすぎ、逆に気孔への電界集中が起きやす
くなるためと考えられる。また、コーティング材との反
応により気孔を生成しやすくなることも原因と考えられ
る。そのため、３〜１０重量部とする。ここで、焼成後
のコーティング層の比誘電率を４以上とすることが必要
なのは、実際に本発明のコーティング材料をがいし本体
の表面に一層塗布・焼成したがいしにおいて、急峻波強
度が、比誘電率４以上で良好なためである。
【００１５】ここで、本発明のコーティング材の製造方
法とは、高誘電率材料を原料粉砕のときではなく粘土混
合の際添加する後添加を、比較例のコーティング材の製
造方法とは、高誘電率材料を原料粉砕時に同時に添加す
る同時調合を意味する。高誘電率材料として酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）を例にとり説明すると、同時調合と後添加
の違いにより、誘電率向上の役割を果たすＴｉＯ2 化合
物のＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＴｉＯ2 の生成及び残留の
酸化チタンに差が生じ、その差に基づいて急峻波強度に
差がでるものと考えられる。すなわち、混合時のＴｉＯ
2 の大きさが異なる、言い換えると、後添加ではＴｉＯ
2 の粒子が大きいのに対し、同時調合では原石と同時に
ＴｉＯ2 を粉砕するためＴｉＯ2 の粒子が細かいことか
ら、焼成時における化合物の生成が同時調合の場合促進
することによりＴｉＯ 2 化合物が増加する。このＴｉＯ
2 化合物は、偏析しやすく比誘電率のばらつきを増大さ
せることが考えられる。このため、同時調合はコーティ
ング層の比誘電率はばらつくが、後添加は、コーティン
グの表層・内部にＴｉＯ2 化合物の偏析が認められない
即ちコーティング層の誘電率が均一化する。そのため、
急峻波強度が発現されるものと考えられる。
法とは、高誘電率材料を原料粉砕のときではなく粘土混
合の際添加する後添加を、比較例のコーティング材の製
造方法とは、高誘電率材料を原料粉砕時に同時に添加す
る同時調合を意味する。高誘電率材料として酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）を例にとり説明すると、同時調合と後添加
の違いにより、誘電率向上の役割を果たすＴｉＯ2 化合
物のＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＴｉＯ2 の生成及び残留の
酸化チタンに差が生じ、その差に基づいて急峻波強度に
差がでるものと考えられる。すなわち、混合時のＴｉＯ
2 の大きさが異なる、言い換えると、後添加ではＴｉＯ
2 の粒子が大きいのに対し、同時調合では原石と同時に
ＴｉＯ2 を粉砕するためＴｉＯ2 の粒子が細かいことか
ら、焼成時における化合物の生成が同時調合の場合促進
することによりＴｉＯ 2 化合物が増加する。このＴｉＯ
2 化合物は、偏析しやすく比誘電率のばらつきを増大さ
せることが考えられる。このため、同時調合はコーティ
ング層の比誘電率はばらつくが、後添加は、コーティン
グの表層・内部にＴｉＯ2 化合物の偏析が認められない
即ちコーティング層の誘電率が均一化する。そのため、
急峻波強度が発現されるものと考えられる。
【００１６】（実施例）コーティング層における比誘電
率のばらつき及び比誘電率の影響を調べるため、同一形
状の図１に示す懸垂がいしを上述した本発明の後添加に
より作製して、コーティング層における比誘電率の最大
値と最小値との比率が２以下の本発明例の懸垂がいし
と、コーティング層に上記比率が２を超える比較例の懸
垂がいしとを作製し、作製したがいしに峻度２５００及
び３０００ｋＶ／μｓの急峻雷インパルス電圧を２０回
印加したときの貫通率（貫通個数／供試数）から急峻波
強度を調べた。ここで、高誘電率材料としては酸化チタ
ンを用い、磁器質原料としては陶石、長石、ケイ砂、マ
グネサイトを用い、ＳｉＯ2 ：５０〜６０ｗｔ％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％となるように磁器質原料を調
合した。本発明は酸化チタンを後添加で比較例は同時調
合で添加した。また、実際のがいしの貫通率は非常に小
さく、試験的にこれを検証するため、絶縁距離を短くし
貫通率が約１０倍となるような試験用がいしを本発明の
磁器がいしとして使用した。また、比較例１２は従来の
釉薬を用いた例である。結果を以下の表１に示す。
率のばらつき及び比誘電率の影響を調べるため、同一形
状の図１に示す懸垂がいしを上述した本発明の後添加に
より作製して、コーティング層における比誘電率の最大
値と最小値との比率が２以下の本発明例の懸垂がいし
と、コーティング層に上記比率が２を超える比較例の懸
垂がいしとを作製し、作製したがいしに峻度２５００及
び３０００ｋＶ／μｓの急峻雷インパルス電圧を２０回
印加したときの貫通率（貫通個数／供試数）から急峻波
強度を調べた。ここで、高誘電率材料としては酸化チタ
ンを用い、磁器質原料としては陶石、長石、ケイ砂、マ
グネサイトを用い、ＳｉＯ2 ：５０〜６０ｗｔ％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：２０〜３０ｗｔ％となるように磁器質原料を調
合した。本発明は酸化チタンを後添加で比較例は同時調
合で添加した。また、実際のがいしの貫通率は非常に小
さく、試験的にこれを検証するため、絶縁距離を短くし
貫通率が約１０倍となるような試験用がいしを本発明の
磁器がいしとして使用した。また、比較例１２は従来の
釉薬を用いた例である。結果を以下の表１に示す。
【００１７】なお、コーティング層内部の微小部分の比
誘電率は焼成されたコーティング層表面を少しずつ研磨
除去し、研磨を行うたびにコーティング層の静電容量を
測定し、それらの測定値からコーティング層内部微小部
分の比誘電率を求めた。図３は測定試料の概略図であ
る。図３において、Ａはコーティング層、Ｂは磁器、Ｃ
は静電容量測定用銀ペーストであり、ｄ1 は最初の研磨
で失われる層、ｄ2 は２回目の研磨により失われる層、
‥‥であって、研磨前の層ｄ1 、ｄ2‥‥よりなる静電
容量と層ｄ1 を研磨により除去した後の層ｄ2 ‥‥より
なる静電容量から研磨により失われた層ｄ1 部分の静電
容量が算出され、その部分の比誘電率が求められる。本
例では、コーティング層Ａの誘電率の測定精度を上げる
ため、素地Ｂの厚さをできるたけ薄くした。具体的には
１ｍｍとした。
誘電率は焼成されたコーティング層表面を少しずつ研磨
除去し、研磨を行うたびにコーティング層の静電容量を
測定し、それらの測定値からコーティング層内部微小部
分の比誘電率を求めた。図３は測定試料の概略図であ
る。図３において、Ａはコーティング層、Ｂは磁器、Ｃ
は静電容量測定用銀ペーストであり、ｄ1 は最初の研磨
で失われる層、ｄ2 は２回目の研磨により失われる層、
‥‥であって、研磨前の層ｄ1 、ｄ2‥‥よりなる静電
容量と層ｄ1 を研磨により除去した後の層ｄ2 ‥‥より
なる静電容量から研磨により失われた層ｄ1 部分の静電
容量が算出され、その部分の比誘電率が求められる。本
例では、コーティング層Ａの誘電率の測定精度を上げる
ため、素地Ｂの厚さをできるたけ薄くした。具体的には
１ｍｍとした。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１の結果から、コーティング層内部にお
ける微小部分の比誘電率の最大値と最小値との比率が２
以下で比誘電率が４以上の本発明例では、貫通率が低く
高い急峻波強さを示すのに対し、コーティング層におけ
る上記比率が２を超えるか比誘電率が４未満の比較例及
び従来の釉薬では、貫通率が高く急峻波強さが悪化して
いるのがわかった。
ける微小部分の比誘電率の最大値と最小値との比率が２
以下で比誘電率が４以上の本発明例では、貫通率が低く
高い急峻波強さを示すのに対し、コーティング層におけ
る上記比率が２を超えるか比誘電率が４未満の比較例及
び従来の釉薬では、貫通率が高く急峻波強さが悪化して
いるのがわかった。
【００２０】なお、上述した例では、磁器がいし本体１
の表面に所定のコーティング層２を形成した磁器がいし
を説明したが、このコーティング層２上に釉薬からなる
第２のコーティング層を設けることもできる。この場合
は、第２のコーティング層がサンド３を磁器がいし本体
１の頭部の外周面および内周面に接着するた役目を果た
す。この第２のコーティング層の厚さは特に限定しない
が、０．５ｍｍを超えると釉薬中に気孔が内在するよう
になるので、０．５ｍｍ以下とすることが急峻波強度向
上の観点から好ましい。この場合、長石が多くＳｉ
Ｏ2 ：６０〜７０ｗｔ％未満、Ａｌ2 Ｏ3 ：１５〜２０
ｗｔ％未満となる釉薬質原料を用い、釉薬を形成する。
また、上述した例では、磁器がいし本体１の表面全体に
所定のコーティング層２を形成したが、一定の部分のみ
適用し、その他の部分には従来と同様の釉薬層を形成す
ることもできる。なお、サンドレスがいしでも本発明を
適用可能である。さらに、焼成は還元炎焼成だけでなく
酸化炎でも焼成可能である。
の表面に所定のコーティング層２を形成した磁器がいし
を説明したが、このコーティング層２上に釉薬からなる
第２のコーティング層を設けることもできる。この場合
は、第２のコーティング層がサンド３を磁器がいし本体
１の頭部の外周面および内周面に接着するた役目を果た
す。この第２のコーティング層の厚さは特に限定しない
が、０．５ｍｍを超えると釉薬中に気孔が内在するよう
になるので、０．５ｍｍ以下とすることが急峻波強度向
上の観点から好ましい。この場合、長石が多くＳｉ
Ｏ2 ：６０〜７０ｗｔ％未満、Ａｌ2 Ｏ3 ：１５〜２０
ｗｔ％未満となる釉薬質原料を用い、釉薬を形成する。
また、上述した例では、磁器がいし本体１の表面全体に
所定のコーティング層２を形成したが、一定の部分のみ
適用し、その他の部分には従来と同様の釉薬層を形成す
ることもできる。なお、サンドレスがいしでも本発明を
適用可能である。さらに、焼成は還元炎焼成だけでなく
酸化炎でも焼成可能である。
【００２１】また、本発明では磁器質原料に高誘電率材
料を添加したが、釉薬質原料に高誘電率材料を添加し焼
成した場合には、発泡現象が起き、釉中に大きな気孔が
内在し、気孔率も大きくなる。従って、釉薬質原料に高
誘電率材料を添加することはできない。理由としては、
釉薬質原料は高誘電率材料との反応性が良好なため発泡
しやすくなること、及び、釉薬質原料は磁器質原料と比
較すると軟化温度が低いため、発泡した気孔が閉じ込め
られやすいことが考えられる。さらに、本発明のコーテ
ィング層は、Ｘ線定性分析では高誘電率材料以外で結晶
としてはコーディエライト２０〜４５ｗｔ％、ムライト
２０ｗｔ％以下、石英５ｗｔ％以下であり、残りはガラ
ス相（６５ｗｔ％以下）である。
料を添加したが、釉薬質原料に高誘電率材料を添加し焼
成した場合には、発泡現象が起き、釉中に大きな気孔が
内在し、気孔率も大きくなる。従って、釉薬質原料に高
誘電率材料を添加することはできない。理由としては、
釉薬質原料は高誘電率材料との反応性が良好なため発泡
しやすくなること、及び、釉薬質原料は磁器質原料と比
較すると軟化温度が低いため、発泡した気孔が閉じ込め
られやすいことが考えられる。さらに、本発明のコーテ
ィング層は、Ｘ線定性分析では高誘電率材料以外で結晶
としてはコーディエライト２０〜４５ｗｔ％、ムライト
２０ｗｔ％以下、石英５ｗｔ％以下であり、残りはガラ
ス相（６５ｗｔ％以下）である。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、内部の微小部分の比誘電率の最大値と最小値
との比率が２以下と均一で比誘電率が４以上のコーティ
ング層、言い換えると、含有する高誘電率材料が均一に
分散したコーティング層を、磁器がいし本体表面に形成
しているため、急峻雷インパルス電圧が磁器がいしに印
加された際の弱点となりやすいコーティング層の比誘電
率を磁器がいし本体に近づけることができるとともに、
コーティング層に印加された急峻雷インパルス電圧が集
中する箇所を無くすことができる。同時に、このコーテ
ィング層は従来の釉薬と同等もしくはそれ以上の圧縮ス
トレスを磁器がいし本体に与えることができる。その結
果、機械的強度を維持したまま、急峻波特性を改善する
ことができる。
によれば、内部の微小部分の比誘電率の最大値と最小値
との比率が２以下と均一で比誘電率が４以上のコーティ
ング層、言い換えると、含有する高誘電率材料が均一に
分散したコーティング層を、磁器がいし本体表面に形成
しているため、急峻雷インパルス電圧が磁器がいしに印
加された際の弱点となりやすいコーティング層の比誘電
率を磁器がいし本体に近づけることができるとともに、
コーティング層に印加された急峻雷インパルス電圧が集
中する箇所を無くすことができる。同時に、このコーテ
ィング層は従来の釉薬と同等もしくはそれ以上の圧縮ス
トレスを磁器がいし本体に与えることができる。その結
果、機械的強度を維持したまま、急峻波特性を改善する
ことができる。
【図１】本発明の磁器がいしの例として懸垂がいしの一
例の構成を示す部分断面図である。
例の構成を示す部分断面図である。
【図２】本発明の磁器碍子の製造方法におけるコーティ
ング材の製造方法を工程順に示す図である。
ング材の製造方法を工程順に示す図である。
【図３】測定用試料の概念を示す図である。
１ 磁器がいし本体、２ コーティング層、３ サン
ド、４ キャップ金具、５ピン金具、６ セメント
ド、４ キャップ金具、５ピン金具、６ セメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井狩 徳範 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 5G331 AA01 AA02 AA03 BA03 BC08 CA02 CC02 DA02 5G333 AA11 AB02 BA06 CA01 CC08 DA01 DA21 FB11
Claims (6)
- 【請求項１】磁器がいし本体と、磁器がいし本体の表面
に設けた、高誘電率材料を含有する主として磁器質原料
からなり、比誘電率が４以上のコーティング層であっ
て、コーティング層の厚さ方向においてコーティング層
の内部の微小部分の比誘電率の最大値と最小値との比率
が２以下であるコーティング層とからなることを特徴と
する磁器がいし。 - 【請求項２】前記コーティング層が、ＳｉＯ2 ：５０〜
６０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3：２０〜３０ｗｔ％、残部Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料を１
００重量部と、比誘電率１０以上の高誘電率材料を３〜
１０重量部とからなるコーティング材を焼成して得られ
る請求項１記載の磁器がいし。 - 【請求項３】前記高誘電率材料が、酸化チタンまたは酸
化チタンの化合物からなる請求項１または２記載の磁器
がいし。 - 【請求項４】磁器がいし本体と磁器がいし本体の表面に
設けたコーティング層とからなる磁器がいしを製造する
方法であって、（１）磁器がいし本体を準備し、（２）
原料を粉砕し、粘土を混合して、ＳｉＯ2 ：５０〜６０
ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ 3 ：２０〜３０ｗｔ％、残部ＭｇＯ、
ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏからなる磁器質原料を準備
し、これとは別に比誘電率１０以上の高誘電率材料を準
備し、その後、準備した磁器質原料１００重量部に対し
準備した高誘電率材料を３〜１０重量部添加混合して泥
漿とすることでコーティング材を準備し、（３）前記磁
器がいし本体の表面に前記コーティング材を塗布し、
（４）表面にコーティング材を塗布した磁器がいし本体
を焼成する、ことを特徴とする磁器がいしの製造方法。 - 【請求項５】前記高誘電率材料が、酸化チタンまたは酸
化チタンの化合物とからなる請求項４記載の磁器がいし
の製造方法。 - 【請求項６】前記高誘電率材料の平均粒子径が０．１〜
５μｍである請求項４または５記載の磁器がいしの製造
方法。
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|---|---|---|---|
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| EP20000106315 EP1039485B1 (en) | 1999-03-24 | 2000-03-23 | Porcelain insulator and method of manufacturing the same |
| DE2000612805 DE60012805T2 (de) | 1999-03-24 | 2000-03-23 | Porzellanisolator und Verfahren zu seiner Herstellung |
| CNB001047108A CN1181501C (zh) | 1999-03-24 | 2000-03-23 | 陶瓷绝缘子 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP07883799A Expired - Fee Related JP3386739B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 磁器がいしおよびその製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3386739B2 (ja) |
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| DE (1) | DE60012805T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100395039C (zh) * | 2006-07-03 | 2008-06-18 | 上海电气集团股份有限公司 | 绝缘子涂布防污闪涂料的方法 |
| JP2010277865A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Kyocera Corp | 碍子およびその製造方法、並びに荷電粒子線装置 |
| CN104496549A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-08 | 成都凯赛尔电子有限公司 | 一种陶瓷表面涂覆方法 |
| CN108666053A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-16 | 湖南大学 | 空心瓷绝缘子的粘接方法 |
| CN110660541A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-07 | 杨星 | 一种悬式瓷绝缘子浸涂装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4031895B2 (ja) * | 2000-02-09 | 2008-01-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 釉薬層付きセラミック部材を用いた金属−セラミック接合体及びそれを用いた真空スイッチユニット |
| CN101838135A (zh) * | 2010-05-20 | 2010-09-22 | 株洲湘火炬汽车密封有限责任公司 | 一种承压绝缘子瓷套及其生产工艺 |
| RU2484048C1 (ru) * | 2012-05-22 | 2013-06-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Керамическая масса |
| FR3067164B1 (fr) * | 2017-06-02 | 2019-08-02 | Sediver Sa | Procede de traitement d'un composant en verre ou porcelaine a revetement protecteur super-hydrophobe |
| CN109065297B (zh) * | 2018-09-05 | 2023-09-19 | 南阳防爆（苏州）特种装备有限公司 | 用于防爆电机的绝缘子及制备方法 |
| CN112700932B (zh) * | 2020-12-02 | 2022-08-26 | 江苏南瓷绝缘子股份有限公司 | 一种高强度氧化铝瓷芯棒复合绝缘子及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| GB1501946A (en) * | 1975-11-11 | 1978-02-22 | Ngk Insulators Ltd | Electrical insulators |
| SU1694562A1 (ru) * | 1989-11-09 | 1991-11-30 | Грузинский политехнический институт | Глазурь |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP07883799A patent/JP3386739B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-23 CN CNB001047108A patent/CN1181501C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-23 DE DE2000612805 patent/DE60012805T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-23 EP EP20000106315 patent/EP1039485B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100395039C (zh) * | 2006-07-03 | 2008-06-18 | 上海电气集团股份有限公司 | 绝缘子涂布防污闪涂料的方法 |
| JP2010277865A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Kyocera Corp | 碍子およびその製造方法、並びに荷電粒子線装置 |
| CN104496549A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-08 | 成都凯赛尔电子有限公司 | 一种陶瓷表面涂覆方法 |
| CN108666053A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-16 | 湖南大学 | 空心瓷绝缘子的粘接方法 |
| CN108666053B (zh) * | 2018-05-07 | 2020-06-16 | 湖南大学 | 空心瓷绝缘子的粘接方法 |
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| EP1039485B1 (en) | 2004-08-11 |
| DE60012805T2 (de) | 2005-08-18 |
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| EP1039485A1 (en) | 2000-09-27 |
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