JP2001279062A - 注型樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐分解ガス特性及び機械的強度に優れ、且つ
低誘電率化を図ることにより、信頼性の向上及び絶縁設
計の容易化に貢献できる注型樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 注型樹脂組成物は、エポキシ化合物と、
このエポキシ化合物を硬化させるエポキシ樹脂用硬化剤
と、無機充填剤とからなる。また、無機充填剤は第１の
粒子と、球状の第２の粒子とを備えており、第２の粒子
の平均粒径は第１の粒子の平均粒径の１／５以下であ
る。第１の粒子は平均粒径１４μｍの破砕状溶融シリカ
からなり、第２の粒子は平均粒径１．７μｍの球状アモ
ルファスシリカからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置
や管路気中送電装置などの絶縁支持部材として最適な注
型樹脂組成物に係り、特に、無機充填剤に改良を加えた
注型樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気機器や電気部品の絶縁材料
や構造材料には注型樹脂組成物が広く用いられている。
中でも、ガス絶縁開閉装置及び管路気中送電装置におけ
る高電圧導体支持用の絶縁スペーサは、化学的安定性や
機械的強度の観点から、注型樹脂組成物であるエポキシ
樹脂から構成されるのが一般的である。絶縁スペーサの
従来例としては、例えば特公昭５４−４４１０６号公報
及び特開昭５５−１５５５１２号公報に示すようなもの
が知られている。

【０００３】ここで、絶縁スペーサの構成について図１
を用いて具体的に説明する。図１に示すように、ＳＦ₆
ガス２が封入された接地金属容器３内には高電圧導体１
ａ，１ｂが隣接して配置されている。接地金属容器３の
端部には隣接する容器相互を連結するための連結フラン
ジ５が形成されている。

【０００４】このような接地金属容器３内に高電圧導体
１ａ，１ｂを絶縁支持するためにコーン形状の絶縁スペ
ーサ４が設けられている。絶縁スペーサ４の中心部には
電圧導体１ａ，１ｂ同士を接合するためにアルミニウム
製の通電部材４ａが一体に注型されている。また、絶縁
スペーサ４の外縁部には金属フランジ６が一体に注型さ
れている。金属フランジ６に近接してＯリング９が取付
けられており、このＯリング９を介して金属フランジ６
の両側に接地金属容器３の連結フランジ５が配置され
る。

【０００５】連結フランジ５及び金属フランジ６には取
付ボルト７が貫通され、該取付ボルト７により接地金属
容器３に絶縁スペーサ４が固定される。さらに、絶縁ス
ペーサ４の外縁部付近には導電性リング８が一体に注型
されている。導電性リング８は常時接地されており、接
地金属容器３と絶縁スペーサ４との結合部の電界を緩和
して絶縁性能の向上を図るようになっている。

【０００６】以上のような絶縁スペーサ４の絶縁部分に
エポキシ樹脂が採用されている。エポキシ樹脂は、少な
くとも１分子中に２つ以上のエポキシ基を有するエポキ
シ化合物と、このエポキシ化合物を硬化させるエポキシ
樹脂用硬化剤とから構成されており、さらにシリカなど
の無機充填剤が充填されている。この無機充填剤は、
（１）材料コストを下げる、（２）弾性率を上げ製品の
剛性を増やす、（３）機械的強度を改善する、（４）線
膨脹係数を下げ成形性を改善するといった重要な役割を
果たしている。

【０００７】ところで、接地金属容器３内に封入された
ＳＦ₆ ガス２は分解することがあり、この分解ガスは
機器中の水分と反応して弗酸となって接地金属容器３内
に存在する。分解ガスの生成機構は次の通りである。

【化１】ＳＦ₄ ＋Ｈ₂ Ｏ→ＳＯＦ₂ ＋２ＨＦ ＳＯＦ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ→ＳＯ₂ ＋２ＨＦ

【０００８】一方、絶縁スペーサ４を構成するエポシキ
樹脂がシリカを充填している場合、シリカ（シリカの主
成分＋ＳｉＯ₂ ）は分解ガスである弗酸と次のように
反応する。

【化２】ＳｉＯ₂ ＋４ＨＦ→ＳｉＦ₄ ＋２Ｈ₂ Ｏ ＳｉＦ₄＋２ＨＦ→Ｈ₂ ＳｉＦ₆

【０００９】すなわち、弗酸が二酸化珪素を分解して樹
脂表面にＨ₂ ＳｉＦ₆ を生成する。Ｈ₂ ＳｉＦ₆ は
潮解性のため導電性物質となって樹脂表面に導電パスを
形成することになる。そのため、絶縁スペーサ４の絶縁
抵抗を低下させるおそれがある。つまり、シリカ充填の
エポシキ樹脂では耐分解ガス特性が低く、導電性物質を
発生させる点が問題となっている。

【００１０】このようなエポシキ樹脂に充填されるシリ
カに関して、電気学会絶縁材料研究会報告（ＤＥＩ−９
７−１１７）などで、角のとれたシリカを用いた場合、
角のあるシリカを用いた場合に比べて弗化水素蒸気暴露
後の誘電特性の変化が少ない傾向があることが示されて
いる。しかし、角のとれたシリカを充填しただけでは、
ＳＦ₆ ガスが封入された高電圧機器に使用可能となるレ
ベルにまで、エポシキ樹脂の耐分解ガス特性を高めるこ
とは困難であった。

【００１１】また、角のとれたシリカの典型的な材料と
しては球状シリカが知られているが、これを用いた電気
絶縁用注型樹脂組成物については特開平９−１２４８３
７号公報に掲載されている。しかしながら、前記提案は
注型樹脂組成物の電気特性と機械特性の向上を目的とし
ており、耐分解ガス特性を向上させる方法については何
ら示されていない。

【００１２】ところで、エポシキ樹脂の無機充填剤とし
てはシリカ以外にアルミナがある。アルミナはシリカよ
りも耐弗酸性に優れており、高い耐分解ガス特性を得る
ことができる。ところが、アルミナ充填のエポキシ樹脂
ではシリカ充填のエポシキ樹脂と比べて高誘電率とな
り、絶縁ガス部分の分担電圧が上昇する。このため、絶
縁設計上、不利となることは否めない。

【００１３】このようなアルミナ充填のエポキシ樹脂に
おける不具合を回避するために、エポキシ樹脂の無機充
填剤としてアルミナと弗化物との混合物を用いることに
より低誘電率化を図った注型樹脂組成物の開発がなされ
ている。このような注型樹脂組成物の低電率化の方法
は、例えば、特開平０３−２００８５８号公報、特開昭
５８−１８２１７号公報、特開昭５７−２０３５１１号
公報、特開昭５７−２０３５１０号公報、特開昭５７−
２０３５０９号公報及び特開昭５２−１３５４００号公
報に掲載されている。

【００１４】しかしながら、アルミナと弗化物との混合
物を充填剤とした場合、たしかに低誘電率化を図れる
が、その反面、弗化物自体の機械的強度が小さい。ま
た、弗化物とエポキシ樹脂との接着力も小さく、注型樹
脂組成物の機械的強度が弱くなる。そのため、アルミナ
と弗化物との混合物を充填剤とした注型樹脂組成物は、
大型の高電圧部品の構造材料に要求される高い機械的強
度を得ることが難しかった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来技術では注型樹脂組成物への無機充填剤として、シリ
カ、アルミナ、アルミナと弗化物との混合物という３種
類が提案されている。しかしながら、シリカでは耐分解
ガス特性が低いこと、アルミナでは誘電率が高いこと、
さらにアルミナと弗化物との混合物では機械的強度が弱
いことがそれぞれ問題となっていた。本発明は、このよ
うな問題点を解決するために提案されたものであり、耐
分解ガス特性及び機械的強度に優れ、且つ低誘電率化を
図ることにより、信頼性の向上及び絶縁設計の容易化に
貢献できる注型樹脂組成物を提供することを目的とする
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも１分子中に２つ以上のエポキ
シ基を有するエポキシ化合物と、このエポキシ化合物を
硬化させるエポキシ樹脂用硬化剤と、無機充填剤とから
なる注型樹脂組成物において、次のような技術的な特徴
を有している。

【００１７】請求項１の発明では、無機充填剤は第１の
粒子と、球状の第２の粒子とを備え、前記第２の粒子の
平均粒径は前記第１の粒子の平均粒径の１／５以下であ
ることを特徴としている。

【００１８】このような請求項１の発明によれば、無機
充填剤に含まれる第２の粒子が球状であるため、破砕状
の無機充填剤を用いた注型樹脂組成物に比べて弗化水素
蒸気暴露後の誘電特性の変化を少なくすることができ
る。しかも、第２の粒子の平均粒径を第１の粒子の平均
粒径の１／５以下にしたので、注型硬化時に平均粒径の
大きい第１の粒子の間隙を埋めるようにして、平均粒径
の小さい第２の粒子が樹脂表面に集まる。つまり、注型
樹脂のバルク部分よりも樹脂表面近傍の方に、耐分解ガ
ス特性を有する第２の粒子が著しく高い濃度で存在する
ことになる。このため、注型樹脂の硬化収縮に基づく内
部応力を緩和することができ、注型樹脂自身に生じる微
小欠陥や、充填剤と注型樹脂との接着界面の欠陥を大幅
に低減させることができる。

【００１９】したがって、分解ガスと充填剤との反応に
よって導電性物質が生じた場合でも（例えば、ＳＦ₆ 分
解ガスの弗酸がシリカを分解してＨ₂ ＳｉＦ₆ を生成
する場合など）、充填剤と注型樹脂との接着界面へ導電
性物質が浸透することや、前記接着界面間で導電性物質
が移動することを防止できる。これにより、導電パスの
形成を抑制することが可能となる。この結果、耐分解ガ
ス特性は高くなり、ガス絶縁開閉装置の電流遮断時に生
じる程度の分解ガス濃度では絶縁抵抗の低下や誘電損失
係数の上昇を抑えて、実用上問題の無い絶縁特性を有す
る注形樹脂組成物を得ることができる。

【００２０】また、結晶シリカのような分解ガス特性の
劣る無機充填剤成分を第１の粒子として用いた場合であ
っても、前述したように、樹脂表面に偏析する第２の粒
子が導電パスの形成を抑制するので、分解ガスによる樹
脂表面暴露後の、絶縁抵抗の低下を確実に防止すること
ができる。すなわち、無機充填剤を構成する粒子のう
ち、第２の粒子の耐分解ガス特性が高ければ、絶縁抵抗
の低下を回避することが可能であり、第１の粒子に関し
ては耐分解ガス特性が良好である必要はない。このた
め、第１の粒子の成分には、結晶シリカや破砕状の溶融
シリカのような低誘電率で機械的強度も高い充填剤を任
意に選択することができる。これにより、耐分解ガス特
性が向上すると同時に、機械的強度に優れ且つ低誘電率
化を図った注型樹脂組成物を獲得することができる。

【００２１】請求項２の発明では、請求項１記載の注型
樹脂組成物において、前記第２の粒子は前記無機充填剤
全体に対して容量比で１０％以上配合したことを特徴と
している。請求項３の発明では、請求項１または２記載
の注型樹脂組成物において、前記第２の粒子の平均粒径
は３μｍ未満であることを特徴としている。

【００２２】上記請求項２の発明によれば第２の粒子を
無機充填剤全体に対して容量比で１０％以上配合するこ
とで、また、上記請求項３の発明によれば第２の粒子の
平均粒径を３μｍ未満とすることで、いずれも、注型樹
脂の表面近傍に存在する第２の粒子の濃度を、樹脂のバ
ルク部分におけるそれに比べて、著しく高くすることが
できる。

【００２３】これにより前記請求項１の発明と同様、第
２の粒子が高い耐分解ガス特性を持てば導電パスの形成
を抑制することができ、注型樹脂に結晶シリカのような
分解ガス特性の劣る無機充填剤成分が含まれる場合で
も、注型樹脂の表面が分解ガスに暴露された後の絶縁抵
抗の低下を防止できる。つまり、第１の粒子の方は耐分
解ガス特性が良好である必要はなく、結晶シリカや破砕
状の溶融シリカのような低誘電率で機械的強度も高い充
填剤を任意に選択できる。この結果、耐分解ガス特性を
高めると共に、機械的強度の向上と低誘電率化を図るこ
とができる。

【００２４】請求項４の発明では、請求項１、２または
３記載の注型樹脂組成物において、前記第２の粒子は球
状のアモルファスシリカを主成分とすることを特徴とす
る。このような請求項４の発明によれば、第２の粒子の
主成分として誘電率が低い球状のアモルファスシリカを
用いたので、低誘電率でかつ耐分解ガス特性に優れた注
型樹脂組成物を得ることができる。

【００２５】請求項５の発明では、請求項１、２、３ま
たは４記載の注型樹脂組成物において、前記第２の粒子
は表面をシランカップリング剤を用いて表面改質したこ
とを特徴とする。このような請求項５の発明によれば、
第２の粒子の表面にシランカップリング処理を施すこと
で第２の粒子と注型樹脂との濡れ性が向上する。したが
って、注型樹脂組成物における第２の粒子と注型樹脂と
の接着界面が強固なものとなり、イオン性物質の界面へ
の浸透を防止することができる。これにより、絶縁特性
と耐分解ガス特性とが良好な注型樹脂組成物を得ること
ができる。

【００２６】請求項６の発明では、請求項１、２、３、
４または５記載の注型樹脂組成物において、前記エポキ
シ化合物はビスフェノールＡ型、またはビスフェノール
Ｆ型、または脂環式ジグリシジル型の室温で液状のエポ
キシ化合物であることを特徴とする。このような請求項
６の発明によれば、エポキシ化合物が、室温で液状のビ
スフェノールＡ型、またはビスフェノールＦ型、または
脂環式ジグリシジル型であるため、電気的特性、耐熱性
及び機械的強度が高く、これらの点に優れた注型樹脂組
成物を獲得することができる。さらに、前記エポキシ化
合物はエポキシ当量が１７０〜５００であり、無機充填
剤の分散性の点でも優れている。したがって、注型作業
性の面からも望ましい。

【００２７】請求項７の発明では、請求項１、２、３、
４または５記載の注型樹脂組成物において、前記エポキ
シ化合物はビフェニル型のエポキシ化合物であることを
特徴とする。このような請求項７の発明によれば、エポ
キシ化合物がビフェニル型であるため、エポキシ当量が
１７０〜２００であり、溶融粘度が低い。そのため、無
機充填剤の分散性が優れており、注型作業を効率良く行
うことができる。

【００２８】請求項８の発明では、請求項１、２、３、
４、５、６または７記載の注型樹脂組成物において、前
記エポキシ樹脂用硬化剤はポリカルボン酸無水物または
無水ナジック酸であることを特徴とする。このような請
求項８の発明によれば、エポキシ樹脂用硬化剤がポリカ
ルボン酸無水物または無水ナジック酸なので、注型樹脂
組成物の耐熱性及び機械的強度を高めることができる。
また、前記のエポキシ樹脂用硬化剤は粘度が小さく、無
機充填剤の分散性が優れているため、注型作業性の面か
らも好適である。

【００２９】請求項９の発明では、請求項１、２、３、
４、５、６または７記載の注型樹脂組成物において、前
記エポキシ樹脂用硬化剤はビスオキサゾリン化合物であ
ることを特徴とする。請求項１０の発明では、請求項９
記載の注型樹脂組成物において、前記ビスオキサゾリン
化合物の配合量はエポキシ化合物１モルに対して０．２
モルであることを特徴とする。

【００３０】このような請求項９、１０の発明によれ
ば、エポキシ樹脂用硬化剤がビスオキサゾリン化合物で
あるため、優れた耐熱性、機械的強度及び取り扱い易さ
を発揮することができる。特に、請求項１０の発明にお
いては、エポキシ化合物１モルに対するビスオキサゾリ
ン化合物の配合量は０．２モルであるため、前記の効果
を容易に発揮することができ、熱変形温度の低下や電気
特性の低下、さらには樹脂粘度の上昇による作業性の劣
化といった心配がない。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る第１〜第３の
実施の形態について具体的に説明する。下記の実施の形
態はいずれも、少なくとも１分子中に２つ以上のエポキ
シ基を有するエポキシ化合物と、このエポキシ化合物を
硬化させるエポキシ樹脂用硬化剤と、無機充填剤とから
なる注型樹脂組成物であり、その特徴は無機充填剤の成
分にある。各実施の形態を使用した注型品として図１に
示した絶縁スペーサ４（モデルスペーサ）を試作する。
また、従来技術による比較例を挙げ、これを使用した注
型品として、同じく図１に示した絶縁スペーサ４（モデ
ルスペーサ）を試作する。

【００３２】なお、各実施の形態及び比較例におけるモ
デルスペーサは全て同一の構成であり、直径６５０ｍ
ｍ、本体樹脂部分の最大厚さ９０ｍｍの寸法を有してい
る。また、下記の実施の形態及び比較例では無機充填剤
の成分が異なるだけであり、その他のエポキシ化合物及
びエポキシ樹脂用硬化剤の成分及び製造条件については
共通である。

【００３３】［実施の形態及び比較例に共通する成分及
び製造条件］実施の形態及び比較例において共通する成
分及び製造条件は次の通りである。すなわち、エポキシ
化合物としてビスフェノールＡジグリシジルエーテル型
エポキシ樹脂（チバガイギー社製、商品名ＣＴ−２０
０）９０重量部、脂環式エポキシ樹脂（チバガイキー社
製、商品名ＣＹ−１７９）１０重量部の混合物を採用し
ている。このようなエポキシ化合物に対して無機充填剤
を充填し、その後、万能混合機を用いて１２０℃で３時
間以上よく混合し、脱泡する。続いて、エポキシ樹脂用
硬化剤として無水フタル酸（チバガイキー社製、商品名
ＨＴ−９０１）を３３重量部添加する。さらに１２０℃
で１０分間真空混合して樹脂組成物を得る。この樹脂組
成物を１２０℃に予熱した金型中に注型し、一次硬化１
２０℃×１５時間、二次硬化１４５℃×１５時間の条件
で硬化させ、モデルスペーサを作製する。

【００３４】［実施の形態における無機充填剤の成分］ （第１の実施の形態）第１の実施の形態では、無機充填
剤は第１の粒子と、球状の第２の粒子とを備え、第２の
粒子の平均粒径は第１の粒子の平均粒径の１／５以下で
ある。第１の粒子は平均粒径１４μｍの破砕状溶融シリ
カ（龍森社製、商品名ＲＤ−８）からなり、第２の粒子
は平均粒径１．７μｍの球状アモルファスシリカ（龍森
社製、商品名ＳＯ−３２Ｒ）からなる。また、第１の粒
子の配合率は樹脂組成物全体の５容量％、第２の粒子の
配合率は樹脂組成物全体の３７容量である。以上の第１
の実施の形態は請求項１、３、４の発明を包含してい
る。

【００３５】（第２の実施の形態）第２の実施の形態で
は、第１の粒子は平均粒径１２μｍの破砕状結晶溶融シ
リカ（龍森社製、商品名クリスタライトＡ−１）からな
り、第２の粒子は平均粒径１μｍの球状アモルファスシ
リカ（龍森社製、商品名ＳＯ−３１Ｒ）からなる。ま
た、第１の粒子の配合率は樹脂組成物全体の８容量％、
第２の粒子の配合率は樹脂組成物全体の３４容量％であ
る。以上の第２の実施の形態も請求項１、３、４の発明
を包含している。

【００３６】（第３の実施の形態）第３の実施の形態で
は、第２の粒子は上記第２の実施の形態における球状ア
モルファスシリカに代えて、予めエポキシシランカップ
リング剤を用いて表面改質した球状アモルファスシリカ
から構成される点に特徴がある。すなわち、第３の実施
の形態は請求項１、３、４の発明に加えて請求項５の発
明を包含している。

【００３７】［比較例における無機充填剤の成分］次
に、比較例における無機充填剤の成分について説明す
る。 （比較例１）比較例１では、無機充填剤として平均粒径
１２μｍの結晶性石英シリカ（龍森社製、商品名クリス
タライトＡ１）を樹脂組成物全体の４２容量％配合して
いる。

【００３８】（比較例２）比較例２では、無機充填剤と
して平均粒径１２μｍの電融アルミナ（太平洋ランダム
社製、商品名ＬＡ１２００）を樹脂組成物全体の４２容
量％配合している。

【００３９】（比較例３）比較例３では、無機充填剤と
して平均粒径１２μｍの電融アルミナ（太平洋ランダム
社製、商品名ＬＡ１２００）と平均粒径２μｍの弗化ア
ルミニウムをそれぞれ樹脂組成物全体の２２容量％と２
０容量％配合している。

【００４０】［実施の形態の作用効果］以上のような第
１〜第３の実施の形態及び比較例１〜３にて作製したモ
デルスペーサの評価結果表を図２に示し、これに基づい
て実施の形態の作用効果について説明する。評価結果表
に記載された特性とは、実施の形態及び比較例におけ
る、比誘電率、耐クラック指数、モデルスペーサ破壊応
力、ガラス転移温度及び表面絶縁抵抗の初期値と弗化水
素暴露後の値である。

【００４１】これらの諸特性のうち、比誘電率は使用し
た各樹脂組成物を相互誘導ブリッジ法により測定（ＪＩ
Ｓ Ｋ６９１１）して求めた。耐クラック指数は耐熱衝
撃性を表すもので、使用した各樹脂組成物のＭ２０平ワ
ッシャー法により求めた。モデルスペーサ破壊応力は所
定の試験装置に組み込んだモデルスペーサに段階的に内
圧を負荷し、歪ゲージにより測定した負荷圧力に伴う表
面歪の最大値から算出した。ガラス転移温度Ｔｇは、モ
デルスペーサから切り出した試料を示差走査熱量計（Ｄ
ＳＣ）により測定し、その比熱変化から求めた。

【００４２】表面絶縁抵抗の弗化水素暴露後の値とは、
樹脂組成物の耐六弗化硫黄分解ガス特性を評価するため
のもので、弗化水素水溶液（濃度２５％）を用いて一定
の濃度に平衡させた弗化水素雰囲気の容器中にモデルス
ペーサを室温で２４時間暴露後、スペーサ樹脂表面の絶
縁抵抗を測定した。前記の弗化水素雰囲気の試験は、硬
化樹脂の耐ＳＦ6 分解ガスの加速試験として合理的な方
法である。

【００４３】上記の評価結果表から明らかなように、第
１〜第３の実施の形態においては、弗化水素雰囲気暴露
後のスペーサ表面の絶縁抵抗の低下が少なく、かつ従来
技術による比較例１〜３に比べて、モデルスペーサ破壊
応力、耐熱衝撃性について高いレベルにあり、製品段階
において要求される諸特性を満足した低誘電率のモデル
スペーサが得られることが分かる。これは、無機充填剤
に含まれる第２の粒子が球状のアモルファスシリカであ
るため、低誘電率でかつ耐分解ガス特性に優れており、
破砕状の無機充填剤を用いた注型樹脂組成物に比べて弗
化水素蒸気暴露後の誘電特性の変化を少なくすることが
できるからである。

【００４４】ところで、第１の実施の形態によるモデル
スペーサについて、第２の粒子である球状アモルファス
シリカに基づくＳｉ珪素の濃度分布を、波長分散型のＸ
線マイクロアナライザーとＸ線回折分析装置を用いてス
ペーサ樹脂表面から深さ方向へ分析した。この結果を図
３に示す。図３から分かるように、スペーサ樹脂表面近
傍（数μｍの領域）の球状アモルファスシリカに基づく
Ｓｉ珪素の濃度が大きくなることが分かる。第２の実施
の形態、第３の実施の形態の場合も濃度が表面近傍（数
μｍの領域）で大きくなることが同様の分析から明らか
になった。

【００４５】このような樹脂表面近傍への球状アモルフ
ァスシリカの偏析は、平均粒径の大きい第１の粒子の間
隙を埋めるような形で平均粒径の小さい第２の粒子が注
型硬化時に金型内表面に集まるために生じる。この結
果、注型樹脂の硬化収縮に基づく内部応力を緩和するこ
とができ、注型樹脂自身に生じる微小欠陥や、充填剤と
注型樹脂との接着界面の欠陥を大幅に低減させることが
できる。

【００４６】したがって、ＳＦ₆ ガスが樹脂表面を暴
露して絶縁抵抗を低下させる原因となるＨ₂ ＳｉＦ₆
等の導電性物質が生じても、樹脂表面近傍に偏析した耐
ＳＦ ₆ 分解ガス特性を有する球状アモルファスシリカ
が導電パスを遮断することができる。これにより絶縁抵
抗の低下や誘電損失係数の上昇を防ぎ、実用上問題の無
い絶縁特性を有する絶縁スペーサ４を得ることができ
る。

【００４７】このように第２の粒子の樹脂表面への偏析
による導電パスの遮断は、分解ガスによる樹脂表面暴露
後の、絶縁抵抗の低下防止をもたらす。このため、無機
充填剤を構成する粒子のうち、第２の粒子の耐分解ガス
特性が高ければ、第１の粒子に関しては耐分解ガス特性
が良好である必要はない。したがって、第１〜第３の実
施の形態では、第１の粒子の成分として破砕状溶融シリ
カあるいは破砕状結晶溶融シリカのような低誘電率で機
械的強度も高い充填剤を選択することができる。これに
より、耐分解ガス特性及び機械的強度の向上、並びに低
誘電率化を図ることができる。

【００４８】さらに、第３の実施の形態においては、第
２の粒子である球状アモルファスシリカの表面にシラン
カップリング処理を施しており、球状アモルファスシリ
カと注型樹脂との濡れ性を高めることができる。したが
って、注型樹脂組成物における第２の粒子と注型樹脂と
の接着界面が強固になり、イオン性物質の界面への浸透
を防止できる。これにより、絶縁特性と耐分解ガス特性
とがいっそう良好な注型樹脂組成物を得ることができ
る。

【００４９】［他の実施の形態］本発明は以上のような
実施の形態に限定されるものではなく、例えば、請求項
２に対応する実施の形態として、前記第１及び第３の実
施の形態に記載の樹脂組成物中、第２の粒子である球状
アモルファスシリカを、無機充填剤全体に対して容量比
で１０％以上配合したものも包含する。この実施の形態
の作用効果を説明するために、球状アモルファスシリカ
の容量比変化させた試料を作り、弗酸蒸気中で２４時間
暴露後に樹脂表面の抵抗値を測定した（図４参照）。

【００５０】すなわち、無機充填剤中の球状アモルファ
スシリカの容量比が１０％以上の場合に、表面抵抗値の
低下が小さいことが分かる。これは、第２の粒子を無機
充填剤全体に対して容量比で１０％以上配合すること
で、樹脂表面近傍へ球状アモルファスシリカが偏析する
ことになり、前記第１〜第３の実施の形態と同じく、耐
分解ガス特性を高めると共に、機械的強度の向上と低誘
電率化を図ることができる。

【００５１】また、本発明による注型樹脂組成物は、多
様な材料を選択的に使用可能であり、その場合にも前記
実施の形態と同様に優れた作用効果が得られる。すなわ
ち、エポキシ化合物は、炭素原子２個と酸素原子１個か
らなる三員環を１分子中に２個以上持った硬化しうる化
合物であれば適宜使用可能であり、その種類は限定され
るものではないが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、脂環式エポ
キシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボ
ラック型エポキシ樹脂、トリグリシジルイゾシアネート
やヒダントイン型エポキシ樹脂のような複素環式樹脂、
さらにはヒダントイン型エポキシ樹脂のような複素環式
樹脂などが挙げられ、これらの化合物は、単独または２
種以上の混合物として使用される。

【００５２】特に、請求項６の発明に対応する実施の形
態では、ビスフェノールＡ型、またはビスフェノールＦ
型、または脂環式ジグリシジル型の室温で液状のエポキ
シ化合物を採用している。これらのエポキシ化合物は、
電気的特性、耐熱性及び機械的強度が高く、これらの点
に優れた注型樹脂組成物を獲得することができる。さら
に、前記エポキシ化合物はエポキシ当量が１７０〜５０
０であり、無機充填剤の分散性の点でも優れており、注
型作業性の面からも望ましい。

【００５３】また、請求項７の発明に対応する実施の形
態では、ビフェニル型のエポキシ化合物（例えば、油化
シェルエポキシ社製、商品名ＹＸ４０００、ＹＨ４００
０Ｈ）を用いている。このエポキシ化合物によれば、エ
ポキシ当量が１７０〜２００であり、溶融粘度が低いた
め、無機充填剤の分散性に優れ、注型作業性が向上す
る。

【００５４】エポキシ樹脂用硬化剤としては、メチルテ
トラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタ
ル酸、無水メチルナジック酸、水添無水メチルナジック
酸またはその他の酸無水物を用いることができる。これ
らの酸無水物硬化剤は、単一または混合して用いても良
い。

【００５５】このうち、請求項８の発明に対応する実施
の形態では、エポキシ樹脂用硬化剤としてポリカルボン
酸無水物または無水ナジック酸を使用している。このエ
ポキシ樹脂用硬化剤は、注型樹脂組成物の耐熱性及び機
械的強度が高く、且つ粘度が小さいので分散性が高いと
いう利点がある。

【００５６】また、請求項９及び１０の発明に対応する
実施の形態のエポキシ樹脂用硬化剤は、エポキシ化合物
１モルに対し０．２モルのビスオキサゾリン化合物から
なる。このビスオキサゾリン化合物は、耐熱性、機械的
強度及び取り扱い易さに優れており、しかも配合量が
０．２モルであるため、熱変形温度の低下や電気特性の
低下、さらには樹脂粘度の上昇による作業性の劣化とい
った不具合を抑えることが可能である。

【００５７】第１の粒子の無機充填剤としては、石英、
溶融シリカ、アルミナ、酸化チタン、ドロマイトのよう
な、一般の注型樹脂用充填剤を単独または２種類以上の
混合物として用いられる。その他の充填剤としては、弗
化アルミニウム、弗化マグネシウム、弗化カリウム、タ
ルク等を使用することができる。また、第２の粒子とし
ては溶融シリカやアルミナ等の球状充填剤が市販されて
おり、これらを単独または２種類以上の混合物として用
いることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の注型樹脂
組成物によれば、無機充填剤を第１の粒子と、球状の第
２の粒子とから構成し、第２の粒子の平均粒径を第１の
粒子の平均粒径の１／５以下とするといった簡単な構成
により、樹脂表面に偏析する第２の粒子が耐分解ガス特
性の向上を担い、第１の粒子が機械的強度の向上及び低
誘電率化を担うことが可能となり、優れた信頼性を確保
し、且つ絶縁設計が容易になるため、その工業的価値は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の注型樹脂組成物からなる一般的な絶縁
スペーサの縦断面図。

【図２】本発明の第１〜第３の実施の形態及び比較例１
〜３にて作製したモデルスペーサの評価結果表。

【図３】本発明の第１の実施の形態による絶縁スペーサ
においてスペーサ樹脂の表面から深さ方向へ分析した球
状アモルファスシリカに基づくＳｉ（珪素）の濃度を示
したグラフ。

【図４】本発明の第１及び第３の実施の形態に記載の樹
脂組成物中、第２の粒子である球状アモルファスシリカ
の容量比を変化された試料を、弗化水素雰囲気中で２４
時間暴露後測定した樹脂組成物の表面抵抗値の変化を示
したグラフ。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…高圧導体 ２…ＳＦ₆ ガス ３…接地金属容器 ４…絶縁スペーサ ４ａ…通電部材 ５…連結フランジ ６…金属フランジ ７…取付ボルト ８…導電性リング ９…Ｏリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 3/00 Ｃ０８Ｋ 3/00 3/36 3/36 9/06 9/06 // Ｂ２９Ｋ 63:00 Ｂ２９Ｋ 63:00 105:16 105:16 (72)発明者 市川 以知郎 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 金指 康寿 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 4F204 AA39 AB03 AB11 EA03 EB01 EF01 EF02 EF27 4J002 CD021 CD041 CD051 DJ016 DJ017 EL138 EU218 FB097 FD016 FD017 FD148 4J036 AB07 AC08 AD08 DB15 DC38 FA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１分子中に２つ以上のエポキ
   シ基を有するエポキシ化合物と、このエポキシ化合物を
   硬化させるエポキシ樹脂用硬化剤と、無機充填剤とから
   なる注型樹脂組成物において、 前記無機充填剤は第１の粒子と、球状の第２の粒子とを
   備え、 前記第２の粒子の平均粒径は前記第１の粒子の平均粒径
   の１／５以下であることを特徴とする注型樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記第２の粒子は前記無機充填剤全体に
   対して容量比で１０％以上配合したことを特徴とする請
   求項１記載の注型樹脂組成物。
3. 【請求項３】 前記第２の粒子の平均粒径は３μｍ未満
   であることを特徴とする請求項１または２記載の注型樹
   脂組成物。
4. 【請求項４】 前記第２の粒子は球状のアモルファスシ
   リカを主成分とすることを特徴とする請求項１、２また
   は３記載の注型樹脂組成物。
5. 【請求項５】 前記第２の粒子は表面をシランカップリ
   ング剤を用いて表面改質したことを特徴とする請求項
   １、２、３または４記載の注型樹脂組成物。
6. 【請求項６】 前記エポキシ化合物はビスフェノールＡ
   型、またはビスフェノールＦ型、または脂環式ジグリシ
   ジル型の室温で液状のエポキシ化合物であることを特徴
   とする請求項１、２、３、４または５記載の注型樹脂組
   成物。
7. 【請求項７】 前記エポキシ化合物はビフェニル型のエ
   ポキシ化合物であることを特徴とする請求項１、２、
   ３、４または５記載の注型樹脂組成物。
8. 【請求項８】 前記エポキシ樹脂用硬化剤はポリカルボ
   ン酸無水物または無水ナジック酸であることを特徴とす
   る請求項１、２、３、４、５、６または７記載の注型樹
   脂組成物。
9. 【請求項９】 前記エポキシ樹脂用硬化剤はビスオキサ
   ゾリン化合物であることを特徴とする請求項１、２、
   ３、４、５、６または７記載の注型樹脂組成物。
10. 【請求項１０】 前記ビスオキサゾリン化合物の配合量
    はエポキシ化合物１モルに対して０．２モルであること
    を特徴とする請求項９記載の注型樹脂組成物。