JP2013520392A5

JP2013520392A5 -

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Publication number: JP2013520392A5
Application number: JP2012554459A
Authority: JP
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2014-09-04
Anticipated expiration: 2031-02-23

Description

本発明のさらに他の目的は、噴出チャンバ用のプレート、特に高電圧接触器用の噴出チャンバ、耐熱・耐電圧の絶縁プレート、リブ付きアイソレータ、電気抵抗用ホルダー、ならびに高温炉用コーティングおよび熱交換機用パイプとしての使用方法であり、上述した耐火物または電気的絶縁性／断熱性材料で形成した形成体または製造物を得るにある。

（本発明の詳細な説明）
本発明が目的とする複合材料は、アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとする、ガラス繊維で強化した強化複合材料であって、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムと、シリカおよびジルコンをベースとしたガラス繊維と、シリコーン樹脂と、ポリアクリル酸電解質と、水硬性結合材としての水と、を含む複合材料である。

アルミナセメントと、タビュラーセメントまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明対象の強化複合材料の好適実施形態において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２４〜２６重量％であり、前記タビュラーアルミナは５８〜６３重量％、好ましくは６０〜６２重量％であり、前記ガラス繊維は３．９〜４．５重量％、好ましくは４．１〜４．４重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解質は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは本発明が目的とする複合材料の１００重量部で計算される。

アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料の特に好適な実施形態において、前記強化材料は以下のステップ：
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解質の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られたスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を含む手順によって得られた／得ることが可能とする。

アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料を調整する方法、ならびにこれに対応する上述のような製造方法の好適な実施形態において、水中で混合するステップ（ａ）中に水性エマルションおよび水溶液としてのポリアクリル酸電解質へのシリコーン樹脂を分散させる。

アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料、ならびに上述した対応する製造プロセスの好適実施形態によれば、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２３〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４．０〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％、好ましくは０．１４〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解質（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％、好ましくは０．１３〜０．１６重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算する。

本発明による強化複合材料、ならびに上述した対応する製造方法の他の特別な好適実施形態においては、水中で混合するステップ（ａ）において、高アルミナセメントは２３〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４〜４．５重量％であり、シリコーン樹脂は０．２２〜０．２７重量％、好ましくは０．２４〜０．２６重量％であり、ポリアクリル酸電解質は０．３８〜０．４４重量％、好ましくは０．４０〜０．４３重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算する。

ポリアクリル酸電解質は、より良い構造の均質性を促進し、より低い空隙率を促進するので、機械的耐性および耐アーク性の面で、全般により優れて機能する。

アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が他の目的とする強化複合材料を得るためのスラリにおいて、該スラリは、水と、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、
・タビュラーアルミナまたはコランダムと、
・シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維と、
・シリコーン樹脂と、
・ポリアクリル酸電解質と、
を含む。

本発明にて得られた／得ることができる生成物としての複合材料は、したがって、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を備える高アルミナセメントと、
−タビュラーアルミナまたはコランダムと、
−シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維と、
−シリコーン樹脂と、
−ポリアクリル酸電解質と、
を含む。

本発明による強化複合材料のさらに好適な実施形態、ならびに対応する上述の製造方法の好適な実施形態において、上述の水中で混合するステップ（ａ）において、シリコーン樹脂が水性エマルションの形で分散するとき、シリコーン樹脂水溶液は樹脂重量に対して５０〜７０重量％を含むことが好ましく、樹脂重量に対して６０重量％のエマルションがさらに好ましく、および／またはポリアクリル酸電解質が水溶液の形で分散するとき、前記ポリアクリル酸電解質はアクリル電解質重量に対して２５〜４５重量％を含むことが好ましく、アクリル電解質重量に対して３５重量％水溶液がさらに好ましく、および／または高アルミナセメントはＡｌ_２Ｏ_３の７２％以上を有し、および／またはタビュラーアルミナもしくはコランダムは純度９８．０％以上、より好ましくは９９．５％以上を有することが好ましく、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有し、および／または前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好ましくは６〜９ｍｍの長さとする。

したがって、本発明のさらに他の目的は以下のとおりである。
・上述した本発明による、アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料で形成した製造物、
・アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料で形成した製造物の製造方法であって、
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解質の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得たスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入する注入ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得たスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する製造方法であり、
このプロセスにおいて、ステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、強化複合材料を調製する方法のステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）と同じ特徴を有し、好適には、水中で混合するステップ（ａ）において、シリコーン樹脂は、水性エマルションおよび水溶液としてのポリアクリル酸電解質に分散させておく、および／またはステップ（ｂ）における成形型または容器はシリコーン材料で形成し、ステップ（ａ）で用いるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好適には６〜９ｍｍの長さとし、ステップ（ａ）で用いるタビュラーアルミナまたはコランダムの粒度分布は０．４ｍｍ以下、好適には０．３ｍｍ以、さらに好適には０．１〜０．３ｍｍとした、該製造物の製造方法、
−アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明による強化複合材料で形成した、噴出チャンバ用のプレート、特に高電圧接触器、耐アーク、耐高温および耐高電流の絶縁板用の噴出チャンバ、リブ付きアイソレータ、抵抗ホルダー、さらに高温炉塗装、熱交換パイプとしての製造物に使用する使用方法
である。

（実施例１）
７０％のＡｌ_２Ｏ_３を含有するアルミナセメントの３０％（６００ｇ）と、０．１〜０．３ｍｍの範囲にわたる粒度分布および９８．０％の純度を有するタビュラーアルミナの７０％（１４００ｇ）と、からなる混合物２０００ｇを、シリカおよびジルコンをベースとした長さ６ｍｍのガラス繊維１００ｇと混合し、さらに３００ｇの水に混合し、この場合、予め、６０％のシリコーン樹脂の水性エマルションを６ｇ、水溶液としての分散剤である、活性物質としての３５％ポリアクリル酸アンモニウムを１０ｇ、溶解させた。混合ステップが完了したら、液体の複合材料をシリコーン成形型に注入し、振動し続ける。

Claims

アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとする、ガラス繊維で強化した強化複合材料であって、
７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、
タビュラーアルミナまたはコランダムと、
シリカおよびジルコンをベースとしたガラス繊維と、
シリコーン樹脂と、
ポリアクリル酸電解質と、
水硬性結合材としての水と、
を含み、
前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％であり、前記タビュラーアルミナは５８〜６３重量％であり、前記ガラス繊維は３．９〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１４〜０．１８重量％であり、前記ポリアクリル酸電解質は０．１４〜０．１８重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは複合材料の１００重量部で計算される、複合材料。
請求項１に記載の複合材料において、前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、５〜１０ｍｍの長さとした、複合材料。
請求項１に記載の複合材料において、前記高アルミナセメントは、高耐火特性を有するセメント、すなわち１７００℃超の耐火性を有するアルミナセメントとした、複合材料。
請求項１に記載の複合材料において、前記タビュラーアルミナまたはコランダムは、０．４ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとした、複合材料。
請求項１に記載の複合材料において、前記高アルミナセメントは２４〜２６重量％であり、前記タビュラーアルミナは６０〜６２重量％であり、前記ガラス繊維は４．１〜４．４重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１５〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解質は０．１５〜０．１７重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは複合材料の１００重量部で計算される、複合材料。
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維で強化した強化複合材料であって、以下のステップ：
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解質の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られたスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入する注入ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する手順によって得られた強化複合材料であり、
前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２３〜２７重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％であり、前記ポリアクリル酸電解質（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算されるものとした、強化複合材料。
請求項６に記載の強化複合材料において、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記シリコーン樹脂は、樹脂重量に対して５０〜７０重量％の水性エマルションの形で分散し、および／または前記ポリアクリル酸電解質は、電解質重量に対して２５〜４５重量％の水溶液の形で分散し、および／または前記高アルミナセメントはＡｌ_２Ｏ_３の７２％以上を含有し、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは純度９８．０％以上を含有し、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは０．４ｍｍ以下の粒度分布を有し、および／または前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さとした、強化複合材料。
請求項１〜７いずれか一項に記載のアルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料を含む製造物。
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料を調製する方法であって、
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解質の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ_２Ｏ_３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながら、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得たスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有し、
前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２３〜２７重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％であり、前記ポリアクリル酸電解質（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算されるものとした、調製方法。
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した、請求項９に記載の方法による強化複合材料を含む製造物を調製する方法において、前記ステップ（ｂ）における前記成形型または容器はシリコーン材料であり、前記ステップ（ａ）で用いる前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍ長であり、前記ステップ（ａ）で用いる前記タビュラーアルミナまたはコランダムは０．４ｍｍ以下の粒度分布を有する、方法。
請求項１０に記載の方法により得られた強化複合材料を含む製造物の使用方法において、噴出チャンバ用のプレート、高電圧接触器、耐アーク、耐高温および耐高電流の絶縁板用の噴出チャンバ、リブ付きアイソレータ、電気抵抗用ホルダー、さらに高温炉用コーティングおよび熱交換機用パイプとして使用する、方法。
請求項１〜７いずれか一項に記載の複合材料を使用する方法において、電気的および／または熱的なタイプの、耐火材料および／または絶縁材料として使用する、方法。