JP2011251875A - Electric-resistant stone material and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高い電気抵抗値を長期間保持する電気抵抗石材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electric resistance stone material that maintains a high electric resistance value for a long period of time and a method for manufacturing the same.
電力、通信や鉄道などの保守・点検・管理等においては、感電などから作業者を防護する安全な作業環境を確保する必要がある。そして、そのための一つの方法として、落雷から身体を保護するための野外活動用の耐電服などが提案されている(特開平6−235102号公報:特許文献1)ことから、特殊な作業服により感電などを防止することが考えられる。 In maintenance / inspection / management of electric power, communication, railways, etc., it is necessary to secure a safe working environment that protects workers from electric shock. And as one method for that purpose, electric clothes for outdoor activities for protecting the body from lightning strikes have been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-235102: Patent Document 1). It is conceivable to prevent electric shock.
ところで、電力、通信や鉄道などの施設の周囲では、異常電圧などが発生した場合の安全を確保するために、地絡電流を大地に放流する場合があり、施設周囲で作業する作業者に歩幅電圧や接触電圧が加わるおそれがある。なお、歩幅電圧とは、接地極に大電流が流れるとき、大地の電位の傾きにより地表表面の2点間に電位差が生じ、これにより人体の両脚間に加わる電圧であり、前記接触電圧は、接地極に大電流が流れるとき、大地の電位の傾きにより、接地した物体とその物体から少し離れた地表面との間に電位差が生じ、接地した物体に人体が接触した場合に人体に加わる電圧である。そして、これらを防止するには、耐電服などを用いることが考えられるが、特殊な耐電服を常時着用することは、作業性の低下を招くなどの問題があり、また、より安全性を確保するには、前記歩幅電圧や接触電圧を低減することが望ましい。本発明者らは、歩幅電圧や接触電圧を低減することができる電気抵抗石材として、自然石の表面をシリコーン系撥水被膜で処理したものが有効であることを提案した(特開2007−191371号公報:特許文献2)。しかしながら、摩耗に対する効果の耐久性に課題があった。更に、具体例として示したSi−H含有シロキサンとスズ触媒からなる被膜は、スズ化合物を含有していることから環境面、毒性面でも課題が残るものであった。 By the way, in the vicinity of facilities such as electric power, communications, and railways, ground fault currents may be discharged to the ground to ensure safety in the event of abnormal voltage, etc. Voltage or contact voltage may be applied. Note that the stride voltage is a voltage that occurs between two points on the surface of the ground due to the slope of the ground potential when a large current flows through the ground electrode, and is thereby applied between both legs of the human body. When a large current flows through the grounding electrode, due to the slope of the ground potential, a potential difference occurs between the grounded object and the ground surface slightly away from the object, and the voltage applied to the human body when the human body comes in contact with the grounded object It is. In order to prevent these, it is conceivable to use electric clothes, etc. However, wearing special electric clothes at all times has problems such as a decrease in workability, and also ensures more safety. For this purpose, it is desirable to reduce the stride voltage and the contact voltage. The inventors of the present invention have proposed that a natural stone surface treated with a silicone water-repellent coating is effective as an electric resistance stone material capable of reducing the step voltage and the contact voltage (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-191371). Publication: Patent Document 2). However, there is a problem in durability of the effect on wear. Furthermore, since the coating film made of Si—H containing siloxane and tin catalyst shown as a specific example contains a tin compound, problems remain in terms of environment and toxicity.
また、本発明者らは、Si−H含有シロキサンと白金触媒を処理した撥水砂利を提案している(特許第3804759号公報:特許文献3)が、電気抵抗性や耐摩耗性の知見は全くなかった。 In addition, the present inventors have proposed water-repellent gravel treated with Si—H-containing siloxane and a platinum catalyst (Japanese Patent No. 3804759: Patent Document 3), but the knowledge of electrical resistance and wear resistance is not known. There was nothing at all.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、電気抵抗値の摩耗による劣化が少なく、環境面、毒性面でも問題のない電気抵抗石材及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric resistance stone material which is less deteriorated due to wear of an electric resistance value and has no problem in terms of environment and toxicity, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、1分子中にSi−H結合を少なくとも3個含有するオルガノポリシロキサンと白金触媒、好ましくはこれらに加えて反応制御剤を主成分としてなる組成物を、乾燥した粒径5〜50mmの自然石の表面に付着させ、50〜250℃で加熱処理することにより、長期間安定した高電気抵抗を保持でき、電気関係施設の周囲に敷設して歩幅電圧、接触電圧の低減に有効な電気抵抗石材が得られることを知見し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have obtained an organopolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule and a platinum catalyst, preferably a reaction control agent in addition to these. By attaching the composition as the main component to the surface of a dried natural stone having a particle size of 5 to 50 mm and heat-treating it at 50 to 250 ° C., it is possible to maintain a stable high electrical resistance for a long period of time. It has been found that an electric resistance stone material can be obtained which is laid around and effective in reducing the step voltage and contact voltage, and has led to the present invention.
従って、本発明は、下記電気抵抗石材及びその製造方法を提供する。
請求項1:
(A)1分子中にSi−H結合を少なくとも3個含有するオルガノポリシロキサン
100質量部、
(B)白金触媒 0.0001〜10質量部
を含有してなる組成物を粒径5〜50mmの乾燥自然石の表面に付着させて加熱処理してなることを特徴とする電気抵抗石材。
請求項2:
組成物が更に(C)反応制御剤を(A)成分100質量部に対し0.01〜10質量部含有する請求項1記載の電気抵抗石材。
請求項3:
(A)1分子中にSi−H結合を少なくとも3個含有するオルガノポリシロキサン
100質量部、
(B)白金触媒 0.0001〜10質量部
を含有してなる組成物を粒径5〜50mmの乾燥自然石の表面に付着させ、50〜250℃で加熱処理することを特徴とする電気抵抗石材の製造方法。
請求項4:
組成物が更に(C)反応制御剤を(A)成分100質量部に対し0.01〜10質量部含有する請求項3記載の電気抵抗石材の製造方法。
請求項5:
回転駆動手段により回転する回転ドラム内に粒径5〜50mmの自然石を投入し、回転ドラムに付設された加熱手段により前記自然石を乾燥、加熱すると共に、回転ドラムに付設された噴霧手段により請求項3又は4記載の組成物を前記自然石に噴霧して、自然石を処理するようにした請求項3又は4記載の電気抵抗石材の製造方法。
Accordingly, the present invention provides the following electric resistance stone material and method for producing the same.
Claim 1:
(A) Organopolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule
100 parts by mass,
(B) Platinum catalyst An electric resistance stone material obtained by adhering a composition containing 0.0001 to 10 parts by mass to the surface of dry natural stone having a particle size of 5 to 50 mm and heat-treating it.
Claim 2:
The electric resistance stone material according to
Claim 3:
(A) Organopolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule
100 parts by mass,
(B) Platinum catalyst An electrical resistance characterized by adhering a composition containing 0.0001 to 10 parts by mass to the surface of dry natural stone having a particle size of 5 to 50 mm and heat-treating at 50 to 250 ° C. Stone manufacturing method.
Claim 4:
The method for producing an electric resistance stone according to claim 3, wherein the composition further comprises 0.01 to 10 parts by mass of (C) a reaction control agent with respect to 100 parts by mass of component (A).
Claim 5:
A natural stone having a particle size of 5 to 50 mm is put into a rotating drum rotated by a rotation driving means, and the natural stone is dried and heated by a heating means attached to the rotating drum, and by a spraying means attached to the rotating drum. The method for producing an electric resistance stone material according to claim 3 or 4, wherein the natural stone is treated by spraying the composition according to claim 3 or 4.
本発明によれば、耐摩耗性に優れ、環境面、毒性面で問題のないシリコーン撥水層により撥水性と非保水性が得られるため、人が歩いても、水に晒されても、乾燥した自然石が水を含むことがなく、水を弾き、長期に亘り高い電気抵抗を保持でき、その自然石を電気関係などの施設の周囲に敷設することにより、歩幅電圧や接触電圧を低減することができる。
なお、電気関係施設とは、電力、通信や鉄道の周囲に電流を放流する可能性のある施設を示す。
この場合、組成物に反応制御剤を含有させれば、処理する際の硬化反応時間を制御することができるので自然石表面に均一なコーティング被膜を付与することが可能となる。
According to the present invention, the water-repellent and non-water-retaining properties are obtained by the silicone water-repellent layer that is excellent in abrasion resistance and environmentally toxic, so even if a person walks or is exposed to water, Dry natural stones do not contain water, can repel water, maintain high electrical resistance for a long time, and reduce the stride voltage and contact voltage by laying natural stones around facilities such as electricity can do.
In addition, an electric-related facility shows the facility which may discharge an electric current around electric power, communication, and a railway.
In this case, if a reaction control agent is contained in the composition, the curing reaction time during the treatment can be controlled, so that a uniform coating film can be imparted to the natural stone surface.
本発明の電気抵抗石材において、自然石としては、花崗岩、砂岩、粘板岩等が挙げられ、川砂利が好ましい。粒径は5〜50mm、特に20〜40mmのものが使用される。粒径が5mmより小さくても、50mmより大きくても目標とする接地抵抗値が得られないことがある。なお、粒径とは平均外径を言い、具体的にはノギスによって測定することができる。 In the electric resistance stone material of the present invention, natural stones include granite, sandstone, slate, and river gravel is preferable. A particle diameter of 5 to 50 mm, particularly 20 to 40 mm is used. Even if the particle diameter is smaller than 5 mm or larger than 50 mm, the target ground resistance value may not be obtained. In addition, a particle size means an average outer diameter, and can be specifically measured with calipers.
また、本発明の電気抵抗石材において、自然石を処理する組成物を構成するオルガノポリシロキサン(A)は、1分子中にSi−H結合を少なくとも3個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、1分子中にSi−H結合を少なくとも3個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであれば特に制限されないが、下記一般式で表されるものが好ましい。
[SiO2]p[RSiO3/2]q[R2SiO]r[R3SiO1/2]s
Moreover, in the electric resistance stone material of the present invention, the organopolysiloxane (A) constituting the composition for treating natural stone is an organohydrogenpolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule, Any organohydrogenpolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule is not particularly limited, but those represented by the following general formula are preferred.
[SiO 2 ] p [RSiO 3/2 ] q [R 2 SiO] r [R 3 SiO 1/2 ] s
ここで、Rは、水素原子、同一又は異種の炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアリール基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられるが、水素原子以外では好ましくはメチル基である。p、q、sはそれぞれ0以上の整数、rは3以上の整数であり、好ましくはpは0〜5、qは0〜10、sは0〜50、rは3〜1,000であり、更に好ましくはpは0〜2、qは0〜5、sは0〜10、rは3〜500である。 Here, R is a hydrogen atom, the same or different alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, specifically a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, A pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a decyl group, a tetradecyl group, an octadecyl group, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group and the like can be mentioned, but a methyl group is preferable except for a hydrogen atom. p, q, and s are each an integer of 0 or more, r is an integer of 3 or more, preferably p is 0 to 5, q is 0 to 10, s is 0 to 50, and r is 3 to 1,000. More preferably, p is 0 to 2, q is 0 to 5, s is 0 to 10, and r is 3 to 500.
本発明において、基材に対する密着性はケイ素原子に結合した水素原子によって発現していると考えられるため、上記オルガノポリシロキサンは、水素原子が直結しているケイ素原子の割合が全体の50質量%以上であることが好ましく、特に70質量%以上であることがより好ましい。なお、水素原子が直結しているケイ素原子の割合は100質量%であってもよい。このオルガノポリシロキサンの分子構造については特に制限はなく、鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよいが、作業性の観点から25℃における粘度が5〜50,000mPa・sが好ましく、より好ましくは5〜5,000mPa・sである。なお、この粘度は回転粘度計を用いた場合の値である。 In the present invention, since the adhesion to the substrate is considered to be expressed by hydrogen atoms bonded to silicon atoms, the organopolysiloxane has a ratio of silicon atoms directly bonded to hydrogen atoms of 50% by mass. It is preferable that the amount be 70% by weight or more. The proportion of silicon atoms to which hydrogen atoms are directly connected may be 100% by mass. The molecular structure of this organopolysiloxane is not particularly limited and may be any of a chain, a branched, and a ring. From the viewpoint of workability, a viscosity at 25 ° C. is preferably 5 to 50,000 mPa · s, More preferably, it is 5 to 5,000 mPa · s. This viscosity is a value when a rotational viscometer is used.
このようなオルガノポリシロキサンの具体例としては、下記式(1)〜(4)のものを挙げることができる。
これらの中で、式(1)〜(3)のものが好ましく、特に式(1)のものが好ましい。 Of these, those of formulas (1) to (3) are preferred, and those of formula (1) are particularly preferred.
このようなオルガノポリシロキサンは、公知の方法によって合成することができる。例えば、硫酸のような触媒の存在下に、Si−H結合含有環状シロキサンとオクタメチルシクロテトラシロキサン等の環状シロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンなどを平衡化反応させることにより得られる。また、メチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルクロロシラン等の共加水分解縮合反応による従来公知の方法により合成することもできる。 Such an organopolysiloxane can be synthesized by a known method. For example, in the presence of a catalyst such as sulfuric acid, an Si-H bond-containing cyclic siloxane and a cyclic siloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane, hexamethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, etc. are equilibrated. It can be obtained by the chemical reaction. Moreover, it can also synthesize | combine by the conventionally well-known method by cohydrolysis condensation reaction, such as methyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, and dimethylchlorosilane.
次に、(B)成分である白金触媒は、Si−H結合含有オルガノポリシロキサンを架橋硬化させるために配合するものであり、具体的には、例えば塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸−ビニルシロキサン錯体等が挙げられる。これら白金化合物の中でも、ビニルシロキサンと白金化合物との錯体、これを更にアルコール変性したものが好ましく、特に特公昭33−9969号公報に記載された塩化白金酸、又はビニルシロキサンと塩化白金酸との錯体が好ましい。(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.0001〜10質量部であり、0.0001質量部未満では架橋触媒効果がなく、10質量部を超えても利点はなく不経済となる。好ましくは0.005〜1質量部である。 Next, the platinum catalyst as the component (B) is blended to crosslink and cure the Si-H bond-containing organopolysiloxane. Specifically, for example, chloroplatinic acid, alcohol-modified chloroplatinic acid, chloride A platinum acid-vinyl siloxane complex etc. are mentioned. Among these platinum compounds, a complex of vinyl siloxane and a platinum compound, and a compound obtained by further modifying this with alcohol is preferable. In particular, chloroplatinic acid described in Japanese Patent Publication No. 33-9969, or a combination of vinyl siloxane and chloroplatinic acid. Complexes are preferred. The blending amount of the component (B) is 0.0001 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It becomes uneconomical. Preferably it is 0.005-1 mass part.
なお、この(A)成分と(B)成分は混合と同時に脱水素による架橋反応が進行してしまうため、反応を抑制する制御剤を添加することが望ましい。反応制御剤としてはアセチレン系アルコールや特公昭44−31476号公報、特公平1−12786号公報に記載されたアセチレン系化合物などが挙げられる。
この反応制御剤の配合量は、(A)成分100質量部に対し0.01〜10質量部であり、特に0.05〜3質量部であることが好ましい。0.01質量部より少ないと、反応制御剤配合の効果が十分得られないことがあり、10質量部より多いと、架橋硬化反応が遅くなり過ぎてしまうことがある。
In addition, since this (A) component and (B) component will advance the crosslinking reaction by dehydrogenation simultaneously with mixing, it is desirable to add the control agent which suppresses reaction. Examples of the reaction control agent include acetylene-based alcohols and acetylene-based compounds described in Japanese Patent Publication No. 44-31476 and Japanese Patent Publication No. 1-1786.
The compounding quantity of this reaction control agent is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, and it is especially preferable that it is 0.05-3 mass parts. If the amount is less than 0.01 parts by mass, the effect of blending the reaction control agent may not be sufficiently obtained. If the amount is more than 10 parts by mass, the crosslinking curing reaction may be too slow.
電気抵抗石材の製造方法は、上記組成物(処理液)を直接又は溶剤で希釈するかエマルジョン状態として石材に塗布又は添加混合後、表面に架橋被膜を形成させるために50〜250℃で加熱処理するものである。この際使用可能な溶剤に特に制限はないが、Si−H結合含有オルガノポリシロキサンが溶解するものであればよい。芳香族炭化水素(トルエン,キシレン)、脂肪族炭化水素(石油エーテル,ミネラルスピリット,ケロシンなど)、イソプロピルアルコールなどが例示される。エマルジョン化する際の乳化剤も特に制限はなく、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを使用することができる。処理温度は50℃未満では反応に時間がかかりすぎるため非実用的であり、250℃より高い場合にはシリコーンの分解が起こる可能性があるため50〜250℃である必要がある。この際、上記組成物(処理液)の処理量は石材に対して0.1〜20質量%が好ましい。処理量が0.1質量%より少ないと耐摩耗性が乏しく、20質量%より多くしてもそれ以上の耐摩耗効果は得られず、不経済となる場合がある。なお、処理時間は適宜選定されるが、1〜8時間、特に3〜5時間とすることが好ましい。 The method for producing an electric resistance stone is to heat treatment at 50 to 250 ° C. in order to form a crosslinked film on the surface after the above composition (treatment liquid) is directly or diluted with a solvent or applied or added to the stone as an emulsion. To do. Although there is no restriction | limiting in particular in the solvent which can be used in this case, What is necessary is just a thing in which Si-H bond containing organopolysiloxane melt | dissolves. Aromatic hydrocarbons (toluene, xylene), aliphatic hydrocarbons (petroleum ether, mineral spirit, kerosene, etc.), isopropyl alcohol and the like are exemplified. The emulsifier for emulsification is not particularly limited, and nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and the like can be used. If the treatment temperature is less than 50 ° C., the reaction takes too much time, which is impractical. If the treatment temperature is higher than 250 ° C., the silicone may be decomposed, so it is necessary to be 50 to 250 ° C. Under the present circumstances, the processing amount of the said composition (processing liquid) has preferable 0.1-20 mass% with respect to a stone material. If the treatment amount is less than 0.1% by mass, the wear resistance is poor, and if it exceeds 20% by mass, no further wear resistance effect can be obtained, which may be uneconomical. In addition, although processing time is selected suitably, it is preferable to set it as 1 to 8 hours, especially 3 to 5 hours.
以下、本発明の実施例につき添付図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例1に係る電気抵抗石材を示し、同図に示すように、電気抵抗石材1には、粒径5〜40mmの自然石2を乾燥し、この乾燥した自然石2の表面に、オルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を形成したもので、前記硬化被膜は、自然石2に撥水性と非保水性を付与するものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an electric resistance stone material according to Example 1 of the present invention. As shown in FIG. 1,
[実施例1]
前記電気抵抗石材1の製造装置11とこれを用いた製造方法について説明すると、図2、図3に示すように、製造装置11は、固定して設けられる混合装置12を備え、この混合装置12は、回動可能に斜設された回転ドラム13と、この回転ドラム13を回転駆動する回転駆動手段14とを備え、この回転駆動手段14には、前記混合装置12のエンジンを動力として回転する油圧モータなどが用いられる。なお、回転ドラム13の長手方向上側には、前記自然石2を投入する投入口13Aが設けられている。
[Example 1]
The manufacturing apparatus 11 for the
前記混合装置12の後方に、ベース15を設け、このベース15上には、前記回転ドラム13内の自然石2を加熱する加熱手段16が設けられている。この加熱手段16は、灯油を燃料とするヒータ17と、このヒータ17の火炎で加熱された空気を前記回転ドラム13内に送風する送風機18と、この送風機18と前記回転ドラム13内とを接続する送風路たる送風管路19とを備える。
A
また、前記ベース15上には、前記回転ドラム13内の自然石2に、オルガノポリシロキサン、白金触媒を含む混合液を噴霧する噴霧手段21が設けられている。この噴霧手段21は、オルガノポリシロキサン、白金触媒を含む混合液を貯蔵する薬剤タンク22と、この薬剤タンク22内と前記回転ドラム13内との間に設けられた薬剤路たる薬剤管路23と、この薬剤管路23の前記薬剤タンク22側に設けられた薬剤ポンプ24と、前記薬剤管路23の前記回転ドラム13側に設けられた圧力計量タンク25と、前記薬剤管路23に設けられ前記回転ドラム13内の自然石2のオルガノポリシロキサン、白金触媒を含む混合液を霧状に噴射する複数のノズル26と、前記薬剤ポンプ24の動力源となるコンプレッサ27とを備え、前記複数のノズル26は、回転ドラム13の回転軸方向に並んで配置されている。
On the
そして、前記送風管路19と薬剤管路23の終端側は、投入口13Aを挿通して、前記回転ドラム13内に至り、その回転中心側に片持ち状にベース15により支持されることにより、回転ドラム13の回転の邪魔にならないように配置されている。
And the terminal end side of the said air duct 19 and the chemical | medical agent duct 23 is inserted in the
更に、前記製造装置11の駆動を制御する制御手段31を備え、この制御手段31としては、計量,温度制御盤などが用いられる。また、前記回転ドラム13内の温度を測定する温度センサ20を備え、この温度センサ20は、前記回転ドラム13内の前記送風管路19又は薬剤管路23などに設けられ、前記温度センサ20により測定した温度データが前記制御手段31に出力され、回転ドラム13内が所定の温度になるように加熱手段16を制御し、具体的には、ジェットヒータ17の火力と送風機18の送風とを制御する。また、前記圧力計量タンク25で測定したオルガノポリシロキサン、白金触媒を含む混合液の圧力データと計量データとが、前記制御手段31に出力され、前記制御手段31は、前記ノズル26に送るオルガノポリシロキサン、白金触媒を含む混合液の圧力を調整すると共に、回転ドラム13内に噴霧するオルガノポリシロキサン、白金触媒を含む混合液の量を調節するように噴霧手段21を制御する。
Furthermore, a control means 31 for controlling the driving of the manufacturing apparatus 11 is provided. As the control means 31, a metering, temperature control panel or the like is used. Further, a
次に、前記製造装置11を用いた電気抵抗石材1の製造方法の一例について説明する。
1トンの自然石2に対して、下記式
For 1 ton of
実験では、1回に約4〜5トンの自然石2を回転ドラム13に投入した。従って、オルガノポリシロキサン処理液の成分割合は前記値の4〜5倍とした。自然石2は、プラント工場で乾燥処理したものを回転ドラム13に投入し、略120℃で約4〜5時間加熱処理を行い、この加熱処理工程においては、回転ドラム13を連続して回転した。加熱処理の第1工程の約2時間は、オルガノポリシロキサン処理液を噴霧することなく、加熱手段16により、回転ドラム13内の自然石2を加熱乾燥し、含水率を略0質量%とした。続けて、加熱処理の第2工程の約2〜3時間程度は、自然石2の表面が100〜120℃になるように加熱し、この第2工程の初めから約30〜60分の間に、複数のノズル26からオルガノポリシロキサン処理液を回転する自然石2に噴霧し、オルガノポリシロキサン処理液を自然石2の表面に焼き付けてオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を形成した。加熱処理の第2工程に続いて、冷却工程を行い、この冷却工程では、加熱手段16により加熱を停止し、約1時間で自然冷却した。
In the experiment, about 4 to 5 tons of
なお、オルガノポリシロキサン処理液に、自然石2を浸漬して、この後、焼き付け処理することも可能であるが、回転する回転ドラム13内の自然石2に、オルガノポリシロキサン処理液を噴霧するため、自然石2の表面に均等かつ均一な品質でオルガノポリシロキサン処理液を行き渡らせることができ、安定した品質のオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を形成することができる。また、加熱処理の第2工程におけるオルガノポリシロキサン処理液を噴霧する時間を除いた時間は、1〜2.5時間とすることが好ましく、1時間未満では、1トン以上の自然石2の処理では、焼き付けが不十分な箇所が発生するおそれがあり、一方、2.5時間を超えると、これ以上行っても、変化はなく、製造コストが上昇するだけであるから、上記の範囲の時間とした。
It is also possible to immerse the
そして、プラントで加熱乾燥した自然石2であっても、投入作業中などに、多少の水分を吸収するおそれがあるから、上述したように、オルガノポリシロキサン処理液を噴霧する前に、自然石2を加熱乾燥することにより、含水率が略0質量%の状態の自然石2の表面に、オルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を形成することができる。
And even if it is
上記の製造方法で、加熱処理の第2工程を2時間は、第2工程の初めから約45分の間にオルガノポリシロキサン処理液を噴霧して得られた電気抵抗石材1を実験品とした。
In the manufacturing method described above, the electric
[比較例1]
実施例1の塩化白金酸−ビニルシロキサン錯体の0.5質量%トルエン溶液50g及びエチニルシクロヘキサノールの10質量%トルエン溶液100gをジオクチルスズジラウレートの50質量%トルエン溶液1kgに変更した以外は実施例1と同様にして得られた電気抵抗石材2を比較品とした。
[Comparative Example 1]
Example 1 except that 50 g of a 0.5 mass% toluene solution of the chloroplatinic acid-vinylsiloxane complex of Example 1 and 100 g of a 10 mass% toluene solution of ethynylcyclohexanol were changed to 1 kg of a 50 mass% toluene solution of dioctyltin dilaurate. The electric
ここで、前記実験品と比較品の抵抗率を測定した。なお、体積比濃度の原理を用いて抵抗率(抵抗値)を測定した。まず、測定原理を説明すると、図5に示すように、測定装置は、アクリル製水槽51の両側に銅製の電極板52,52を配置し、これら電極52,52間に商用電源を印加し、回路電流と電極板52,52の両端の電圧により抵抗値を測定した。この抵抗Rは下記の(式1)で表される。なお、前記電極板52の幅×高さは、100mm×100mmである。
Here, the resistivity of the experimental product and the comparative product was measured. The resistivity (resistance value) was measured using the principle of volume specific concentration. First, the measurement principle will be described. As shown in FIG. 5, the measuring device has
R=ρL/A (式1)
ここで、ρ:水槽の触媒の抵抗率
L:水槽の長さ
A:電極板の面積
R = ρL / A (Formula 1)
Where ρ: resistivity of the water tank catalyst
L: Length of water tank
A: Area of electrode plate
図5に示した測定装置の寸法を(式1)に代入すると、抵抗率Rは下記の(式2)となる。
ρ=RA/L=0.05×R (式2)
媒質が流体や粘土であれば、媒質を水槽に入れ、抵抗を測定することで抵抗率を容易に推定できるが、実験品や比較品の場合は、隙間が生じるため、直接的な測定が不可能である。
When the dimensions of the measuring apparatus shown in FIG. 5 are substituted into (Equation 1), the resistivity R becomes (Equation 2) below.
ρ = RA / L = 0.05 × R (Formula 2)
If the medium is a fluid or clay, the resistivity can be easily estimated by placing the medium in a water tank and measuring the resistance. However, in the case of an experimental product or a comparative product, there is a gap and direct measurement is not possible. Is possible.
そこで、水槽の中に入れる媒質の量を体積比濃度で換算する。体積比濃度γの定義は、下記の(式3)による。
γ=Vs/Vo (式3)
ここで、Vs:媒質の体積
Vo:水槽の体積
媒質である自然石の体積比濃度が100%になることはないため、外挿法によって、100%とみなしたときの抵抗率を測定した。
Therefore, the amount of the medium put in the water tank is converted by the volume ratio concentration. The definition of the volume specific concentration γ is based on the following (Formula 3).
γ = Vs / Vo (Formula 3)
Where Vs: volume of the medium
Vo: Volume of water tank Since the volume ratio concentration of natural stone, which is a medium, does not become 100%, the resistivity when it was regarded as 100% was measured by extrapolation.
上述した測定原理に基づく測定方法の有用性を確認するために媒質として、砂を用いて実験を行った。
図5に示した測定装置に、商用電源(10V)を加え、水槽51に水道水を満たし、砂を入れた。この際、水道水からあふれた水の体積を測定し、これにより砂の体積を求め、合わせて電流を測定して抵抗を求め、上記(式2)の逆算式により抵抗率を求めた。この結果を図6に示す。ここで、水槽51に乾燥した砂を満たした場合、つまり、体積比濃度γが100%の抵抗率を測定した結果、7,000Ω・mとなった。
In order to confirm the usefulness of the measurement method based on the above-described measurement principle, an experiment was conducted using sand as a medium.
A commercial power supply (10 V) was added to the measuring apparatus shown in FIG. 5, and the
図6に示した実験結果より、指数回帰によるデータ解析を行った。解析を行う際、砂の抵抗率yと体積比濃度xの関係は、下記の(式4)のように仮定した。
y=aebx+c (式4)
解析した結果、次の定数となった。
a=4.36×10-3,b=0.14,c=58,e≒2.7
そして、体積比濃度x=0の場合は、y=c=58となり、水槽51の水の抵抗率となる。また、体積比濃度x=100の場合は、y=7,000となり、砂の抵抗率となる。
From the experimental results shown in FIG. 6, data analysis by exponential regression was performed. When performing the analysis, the relationship between the resistivity y of the sand and the volume specific concentration x was assumed as shown in the following (formula 4).
y = ae bx + c (Formula 4)
As a result of analysis, the following constants were obtained.
a = 4.36 × 10 −3 , b = 0.14, c = 58, e≈2.7
When the volume ratio concentration x = 0, y = c = 58 and the water resistivity of the
前記実験品と比較品の場合は、隙間が生じるから、体積比濃度が60%程度である。そこで、砂の場合の式を参考として、指数回帰曲線の定数aを推定した。ここで、(式4)のb,cは一定とした。 In the case of the experimental product and the comparative product, since a gap is generated, the volume ratio concentration is about 60%. Therefore, the constant a of the exponential regression curve was estimated with reference to the formula for sand. Here, b and c in (Expression 4) are constant.
まず、実験品の場合の体積比濃度60%のときの抵抗率111Ω・mをもとにaを求めると、a=0.010となった。同様に比較品の場合の体積比濃度60%のときの抵抗率111Ω・mをもとにaを求めると、a=0.010となった。これらにより、実験品と比較品の式の定数を求め、これを下記の表1に示す。 First, when a was obtained based on the resistivity 111 Ω · m when the volume specific concentration was 60% in the case of an experimental product, a = 0.010 was obtained. Similarly, when a was obtained based on the resistivity 111 Ω · m when the volume ratio concentration was 60% in the case of the comparative product, it was a = 0.010. From these, the constants of the formulas of the experimental product and the comparative product were obtained and are shown in Table 1 below.
実験品と比較品の場合は、体積比濃度が100%にならない。そこで、(式4)の実験式を用い、外挿法によって体積比濃度を100%とし、抵抗率Rを推定した。
(式4)において、x=100として、表1に示した定数を代入すると、実験品、比較品ともに抵抗率は24,000Ω・mとなった。なお、抵抗率は、複数回の実験において、略±5%の値を示した。
なお、図7は実験品と比較品の含水特性を示すグラフ図であり、図8は製造工程を説明するタイムチャート図である。
In the case of the experimental product and the comparative product, the volume specific concentration is not 100%. Therefore, the resistivity R was estimated by using the empirical formula of (Formula 4) and extrapolating the volume ratio concentration to 100%.
In (Formula 4), when x = 100 and the constants shown in Table 1 were substituted, the resistivity was 24,000 Ω · m for both the experimental product and the comparative product. The resistivity showed a value of approximately ± 5% in a plurality of experiments.
FIG. 7 is a graph showing the moisture content of the experimental product and the comparative product, and FIG. 8 is a time chart illustrating the manufacturing process.
次に、電気抵抗石材の耐摩耗性を評価する目的で、直径15cm、高さ30cmの円柱形容器に実験品を容器の半量入れ、この容器を転がし20回転したところで摩耗試験後の実験品として取り出した。同様にして摩耗試験後の比較品も準備した。 Next, for the purpose of evaluating the wear resistance of the electric resistance stone material, a half amount of the experimental product is put into a cylindrical container having a diameter of 15 cm and a height of 30 cm, and when the container is rolled and rotated 20 times, I took it out. Similarly, a comparative product after the wear test was also prepared.
この摩耗試験後の実験品と比較品を用いて、図5に示した測定装置の水槽51に水道水を満たし、抵抗率の経時変化を測定した。摩耗試験後の実験品と摩耗試験後の比較品が水道水に晒されることにより、摩耗試験後の比較品は水を含み、抵抗率が減少する傾向を示したが、摩耗試験後の実験品はオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3による撥水性が維持されており含水することなく、抵抗は一定であった。
Using the experimental product and the comparative product after this wear test, the
そして、比較品では、初期抵抗率は24,000Ω・mであるが、水分を含むことにより、約15%の抵抗率の減少が見られた。これに対して、実験品では、初期抵抗率は24,000Ω・mであり、撥水性があるため、抵抗率の減少は見られなかった。 In the comparative product, the initial resistivity was 24,000 Ω · m, but the resistivity decreased by about 15% by containing moisture. On the other hand, the experimental product had an initial resistivity of 24,000 Ω · m and water repellency.
次に、前記電気抵抗石材1の使用方法の一例について説明すると、図4に示すように、電力、通信、鉄道などの電気関係施設30及びその周囲の地表面31に、防草シート32を敷き、この防草シート32の上に、電気抵抗石材1を層状に敷設する。前記防草シート32としては、通気性及び通水性を備えたポリエステル不織布などのシートが用いられ、前記電気抵抗石材1の層の厚さは、30〜50mm程度とし、発生する電圧などによる使用条件により設定する。なお、前記地表面31は、盛土や客土などからなり、通水性を備える。なお、図4では、電気関係施設30として、変電所と送電線の鉄塔を図示しており、また、同図に示すように、防草シート32,32同士の端部は重ね合わせて、重ね合わせ部32Aを形成し、接着剤などにより端部同士を接着する。
Next, an example of a method of using the electric
このように抵抗率が高く、抵抗率が減少しない電気抵抗石材1の層を設けることにより、施設により異常電圧が発生し、地表面に電流が漏れても、電気抵抗石材1の層の抵抗により、歩幅電圧と接触電圧を低減することができる。
By providing a layer of electric
本実施例では、乾燥した粒径5〜40mmの自然石2の表面に耐摩耗性に優れたオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を形成したから、撥水性と非保水性が得られるため、水に晒されても、乾燥した自然石2が水を含むことがなく、水を弾き、長期に亘り高い電気抵抗を保持するため、その自然石2を、通常の砂利などと同様にして、施設の周囲に敷設することにより、歩幅電圧や接触電圧を低減することができる。
In this example, the cured coating 3 made of organopolysiloxane and platinum catalyst having excellent wear resistance was formed on the surface of the dried
また、本実施例では、撥水層が耐摩耗性に優れたオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3であるから、高い撥水性と非保水性を備えた電気抵抗石材1となり、かつ、長期に亘り、抵抗性能を保持することができる。
In this example, since the water repellent layer is a cured coating 3 made of an organopolysiloxane and a platinum catalyst having excellent wear resistance, the electric
更に、本実施例では、粒径5〜40mmの自然石2を加熱乾燥し、この乾燥した自然石2にオルガノポリシロキサン処理液を噴霧し、加熱して焼き付けて自然石2の表面にオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を形成するから、オルガノポリシロキサン処理液を噴霧し、加熱して焼き付けることにより、高い撥水性と非保水性を備えた電気抵抗石材1を製造することができる。
Furthermore, in this embodiment,
また、このように、本実施例では、電気抵抗石材1の製造方法に用いられ、自然石2が投入され回転駆動手段14により回転する回転ドラム13と、この回転ドラム13内の自然石2を加熱する加熱手段16と、回転ドラム13内の自然石2にオルガノポリシロキサン処理液を噴霧する噴霧手段21とを備えるから、自然石2を投入した回転ドラム13を、回転駆動手段14により回転しながら、加熱手段16により加熱して乾燥し、この加熱した自然石2に噴霧手段21によりオルガノポリシロキサン処理液を噴霧し、更に、加熱手段21により加熱してオルガノポリシロキサン処理液を焼き付けたオルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜3を自然石2の表面に簡単に形成することができる。
In this way, in this embodiment, the rotating stone 13 that is used in the method of manufacturing the electric
また、実施例上の効果として、電気抵抗石材1は、抵抗率24,000Ω・m(22,800〜25,200Ω・m)を保持するから、これを敷設することにより、歩幅電圧や接触電圧に対して、有効な手段となる。また、防草シート32を敷くと共に、電気抵抗石材1は非保水性であるから、雑草の繁殖を防止できる。更に、複数のノズル26は、回転ドラム13の回転軸方向に並んで配置されているから、回転ドラム13内の自然石2に均一に噴霧を行うことができる。
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
In addition, as an effect on the embodiment, the electric
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation implementation is possible.
1 電気抵抗石材
2 自然石
3 オルガノポリシロキサンと白金触媒からなる硬化被膜
11 製造装置
13 回転ドラム
14 回転駆動手段
16 加熱手段
21 噴射手段
30 電気関係施設
DESCRIPTION OF
Claims (5)
100質量部、
(B)白金触媒 0.0001〜10質量部
を含有してなる組成物を粒径5〜50mmの乾燥自然石の表面に付着させて加熱処理してなることを特徴とする電気抵抗石材。 (A) Organopolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule
100 parts by mass,
(B) Platinum catalyst An electric resistance stone material obtained by adhering a composition containing 0.0001 to 10 parts by mass to the surface of dry natural stone having a particle size of 5 to 50 mm and heat-treating it.
100質量部、
(B)白金触媒 0.0001〜10質量部
を含有してなる組成物を粒径5〜50mmの乾燥自然石の表面に付着させ、50〜250℃で加熱処理することを特徴とする電気抵抗石材の製造方法。 (A) Organopolysiloxane containing at least three Si-H bonds in one molecule
100 parts by mass,
(B) Platinum catalyst An electrical resistance characterized by adhering a composition containing 0.0001 to 10 parts by mass to the surface of dry natural stone having a particle size of 5 to 50 mm and heat-treating at 50 to 250 ° C. Stone manufacturing method.
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