JPH02121202A

JPH02121202A - 電気絶縁充填材料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH02121202A
Application number: JP27372788A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Ofune; 正文小舟; Hisashi Tsuri; 釣　久司
Original assignee: Tateho Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: Tateho Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1990-05-09
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0824004B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、汎用シーズヒータの電気絶縁充填材料に関し
、特に中温および高温域で使用される電気絶縁充填材料
及びその製造方法に関する。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）従来より
、マグネシアは高い熱伝導率および適当な硬度を有する
ことから、シーズヒータ用電気ｖＩＡ縁充填材料として
使用されている。

しかしながら、この材料は高温多湿な雰囲気下で容易に
吸湿するために、その取扱いには慎重な注意が必要とさ
れている。これを解決するための方法としては、従来よ
り、マグネシア粒子表面に活性アルミナの被覆層を形成
した後、熱処理によって耐湿性に優れたα−アルミナ層
を得る方法（特開昭６０−２４０００５号）がある。

また、電気絶縁充填材料の絶縁性能に関してはこれまで
、初期の絶縁抵抗値、および通電サイクル試験において
絶縁劣化速度の点から問題があった。これを解決するた
めの方法として従来より、■　化学組成の改善、高充填
密度化および粒子の球状化（特開昭５９−２１５６９０
号）、■酸素含有量の高いニッケル酸化物Ｎ１ｚＯａを
添加して効果を向上せしめてなる方法（特開昭６０−７
７３０５号）等がある。

上記した従来技術の方法で得られた電気絶縁充填材料は
それぞれ、従来品と比較して、吸湿性或いは絶縁性に関
してはそれぞれ改良されているが、この両方の特性を同
時に改良なされた電気絶縁充填材料およびその製造方法
は未だ発明なされていない。

本発明は、上述の課題に鑑み発明なされたものであって
、その目的とするところは、耐湿性および絶縁性の双方
が格段に改善された電気絶縁充填材料およびその製造方
法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明の電気絶縁充填材料は上述した課題および目的に
鑑み発明なされたものであって、ムライト（３ＡＩｔ０
３　　・２ＳｉＯ２）粉末とマグネシア粉末との混合粉
体表面を、シリコーンオイルで被覆したことを特徴とす
る電気絶縁充填材料である。

さらに、本発明の電気絶縁充填材料は、前記ムライトの
添加量が、マグネシア粉末に対してＯ３１〜３０重量％
、シリコーンオイルの添加量が、ムライトとマグネシア
粉末との混合粉末に対して０．００１〜２重量％である
電気絶縁充填材料である。

また、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法は、マグネ
シア粉末にムライト（３Ａｌ、０３　　・２ＳｉＯ２）
粉末を混合した後、この混合粉体にシリコーンオイルを
添加混合して、混合粉体表面をシリコーンオイルで被覆
することを特徴とする電気絶縁充填材料の製造方法であ
る。

さらにまた、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法は、
上記製造方法において、前記ムライトの添加量が、マグ
ネシア粉末に対して０．１〜３０重量％、シリコーンオ
イルの添加量が、ムライトとマグネシア粉末との混合粉
末に対して０゜００１〜２重量％である電気絶縁充填材
料の製造方法である。

本発明者は、高温において高い絶縁抵抗値を示すムライ
ト粉末の添加効果と、撥水性および流動性の改善を付与
するシリコーンオイルの添加効果とによる相互作用によ
り、マグネシアを主成分とする電気絶縁充填材料の耐湿
性および絶縁性の双方が格段に改善されることを知見し
て本発明を完成したものである。すなわち、上記添加剤
のいずれか一方が欠如した状態、或いは混合操作が不十
分なため、撥水性の発現が均一に行われていない状態で
は、初期の目的とする耐湿性および絶縁性を得ることは
困難である。

以下、本発明の電気絶縁充填材料及びその製造方法につ
いて、より具体的に説明する。

まず、予め電気絶縁充填材料として調製したマグネシア
粉末に、ムライト（３Ａ１□０３　　・２ＳｉＯ２）粉
末を混合するのであるが、このマグネシア粉末としては
、その純度が９０重量％以上であれば良く、電融マグネ
シア粉末、及び／又は焼結マグネシア粉末が使用可能で
ある。

一方、この絶縁性能の改良剤として使用するムライト粉
末としては、好ましくは、シリマナイト族鉱物（シリマ
ナイト、アンダリュサイト及びカイヤナイト）を高温焼
成しムライト化したもの、或いはカオリン族鉱物とアル
ミナとの混合物から合成したものを焼成してムライト化
したものの中から適宜選択されるが、これ以外の方法で
得られるムライトを用いることも可能である。

このムライトとしては、成分的には特に、アルカリ成分
（ＮａｚＯ＋Ｋｚｏ）が０．１重量％以下、好ましくは
０．０５重量％以下、粒度的には、最大粒子径が１５０
μｍかつ４５μｍ以下の微粉が３０％以内で含まれるこ
とが好ましい。

また、このムライトの添加量としては、マグネシア粉末
に対して０．１〜３０重量％であるのが、絶縁性および
シーズヒータとして本来要求される特性の観点から好ま
しい。すなわち、その添加量が、０．１重量％以下では
、絶縁性能において十分な効果を得ることが困難であり
、３０重量％以上では、熱伝導率の低下をきたしてしま
い、ひいてはシーズヒータ性能を劣化させるからである
。

次に、この混合粉末にシリコーンオイルを添加混合して
、粉末粒子表面を均一にシリコーンオイルで被覆するの
であるが、この撥水性および流動性の改良剤として使用
するシリコーンオイルとしては、ジメチル系でその分子
構造は下記の通りである。

また、このシリコーンオイルは、撥水性以外にも充填材
料の流動性を改善するため、その粘性が重要であり、粘
度（２５°Ｃ）１０〜１００　ｃｓ、比重（２５°Ｃ）
０．９３０〜０．９７０　、及び粘度温度係数０゜５４
〜０．６０の範囲にあるのが好ましい。

さらにまた、このシリコーンオイルの添加量としては、
上記ムライトとマグネシア粉末との混合粉末に対して０
．００１〜２重量％であるのが、撥水性、流動性、絶縁
性の観点から好ましい。すなわち、添加量が０．００１
重量％以下では、塩水性および流動性について十分な効
果を得ることが困難であり、２重量％以上では、常温に
おける粉体の流動性が著しく低下し、高温で加熱分解さ
れる時に発生する炭素による絶縁抵抗値の劣化が著しい
からである。

上記したシリコーンオイルの添加によって、マグネシア
を主成分とする充填材料の常温付近における吸湿を防止
できるともに、これ自体シーズヒータ用充填物として用
いられ、シーズヒータ製造時において高温加熱された後
に、無機質充填物の表面にＳｉＯ□被膜が形成される。

従って、シリコーンオイルに含まれる有機質の分解後も
、このＳｉＯ□被膜の形成により充填材料の耐湿性が失
われないため、このシリコーンオイルを添加して調製し
た充填材料を用いれば、初期および通電サイクル後の電
気絶縁抵抗値の変化が極めて低く、理想的なシーズヒー
タを提供できるものである。

（実施例）先ず、上記第１表に示した組成を有し、最大粒子径３５
５　ｐｍ　、充填密度２．３８　ｇ７ｃｍ３、及び流動
度１９０　ｓｅｃ／１００ｇに調製した電融マグネシア
粉末を用意し、これからそれぞれ下記の電気絶縁充填材
料を調製した。

Ａ・・・シリマナイト粉末を約１５４０°Ｃで１時間焼
成してムライト化した後、１５０μｍ以下の粒度に粉砕
したムライト粉末２．０重量％を、上記の電融マグネシ
ア粉末に加えて混合し、さらに、この混合粉末にジメチ
ルシリコーンオイルを０．０５重量％加えて混合して調
製したものＢ・・・シリマナイト粉末を約１５４０℃で１時間焼成
してムライト化した後、１５０μｍ以下の粒度に粉砕し
たムライト粉末２．０重量％を、上記の電融マグネシア
粉末に加えて混合して調製したものＣ・・・上記の電融マグネシア粉末にジメチルシリコー
ンオイルを０．０５重量％加えて混合して調製したものＤ・・・上記の電融マグネシア粉末のみで調製したものこれら４種類の電気絶縁充填材料Ａ、Ｂ、Ｃ１およびＤ
をそれぞれ、発熱線にクロム線、商品名「ニクロム５」
）と、外径７．５　ｆｆｌ＋＋＋、肉厚０．５　ｍ＋＋
＋、長さ７００　ｍｍの金属パイプ（ＮＣＦ２Ｐ、商品
名「インコロイ８００　Ｊ　）との間隙に充填し、圧延
減径、焼鈍の各工程を経た後、金属パイプの両端を低融
点ガラスで封口した。このようにしてそれぞれ、外径６
．５１１１ｒａ、ヒータ全長７８５　ｎｖ＋、有効発熱
長５８５　ｍｍの試料Ａ、Ｂ、Ｃ，およびＤを作成した
。

次に、この各試料を用いて以下に示す通電サイクル試験
を実施した。すなわち、電力密度１０Ｗ／ｃｏ＋２、金
属パイプ表面温度約９００”Ｃで、（２０分通電−１０
分休止）／サイクルの条件での熱時絶縁抵抗値をそれぞ
れ測定した。この結果を第１図に示した。

第１図から明らかなように、本発明の電気絶縁充填材料
（すなわちムライトおよびシリコーンオイルを添加して
調製したもの）を用いて作成した試料Ａは、ムライトの
みを添加して調製した充填材料を用いて作成した試料Ｂ
、シリコーンオイルのみを添加して調製した充填材料を
用いて作成した試料Ｃ１および電融マグネシアのみから
なる従来の充填材料を用いて作成した試料りと比較して
、初期の絶縁抵抗値が高く、かつ２０００サイクルを経
た後も絶縁劣化が少なく極めて高い値を示した。また、
試料Ｂ及びＣの結果から、本発明の材料特性は、二種類
の添加剤、すなわち、ムライトとシリコーンオイルとの
相互作用によって発揮されることが明らかである。

尚、本実施例においては、電気絶縁充填材料の主成分と
して、電融マグネシア粉末を用いたが、これに代えて、
焼結マグネシア粉末単独、或いは焼結マグネシアと電融
マグふシアとの混合粉末を用いても、上記実施例と同様
な傾向があり、本発明に使用可能であることが判明して
いる。

また、本実施例において用いた主成分のマグネシアは、
９９．２〜９９．４重量％と極めて高純度のものを用い
たが、これに代えて、使用するマグネシア粉末の純度が
９０重量％以上であれば、上記実施例と同様な傾向があ
り、本発明に使用可能であることが判明している。

さらにはまた、ムライト添加剤として、上記実施例に用
いたシリマナイト以外でも、アンダリュサイトおよびカ
イヤナイトの焼成品、およびカオリン族鉱物とアルミナ
との混合物から合成した焼成品の中から選択したムライ
ト粉末を用いても同様な傾向があり、本発明に使用可能
であることが判明している。

（作用・効果）上述したように、本発明の電気絶縁充填材料及びその製
造方法によれば、高い熱伝導率のマグネシアを主成分と
して、これに熱時の絶縁性に優れたムライトを添加し、
この混合粒子表面に、撥水性を有しかつ流動性の改善を
付与するシリコーンオイルを添加して被覆しているので
、これら両者の添加効果による相互作用により、マグネ
シアを主成分とする電気絶縁充填材料の耐湿性および絶
縁性の双方が格段に改善された優れた電気絶縁充填材料
を簡単に提供できるものである。

すなわち、本発明の電気絶縁充填材料及びその製造方法
によれば、（１）長期間の材料の保管においても吸湿による品質の
劣化がなく、初期および通電サイクル後の絶縁抵抗値が
格段に優れた電気絶縁充填材料を簡単に提供でき、（２）　　さらには、主成分のマグネシアがその純度が
９０重量％以上であれば使用可能であるので、価格的に
安価な鉱石系原料が使用可能となりコスト的にも安価な
充填材料を提供できる等の幾多の作用効果を奏する優れ
た発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電気絶縁充填材料を用いて作成した
シーズヒータと、従来の電気絶縁充填材料を用いて作成
したシーズヒータとにおける熱時絶縁抵抗値と通電サイ
クルとの関係を示すグラフである。２．−一ノ〆

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ムライト（３Ａｌ＿２Ｏ＿３・２ＳｉＯ＿２）
粉末とマグネシア粉末との混合粉体表面を、シリコーン
オイルで被覆したことを特徴とする電気絶縁充填材料。
（２）　前記ムライトの添加量が、マグネシア粉末に対
して０．１〜３０重量％、シリコーンオイルの添加量が
、ムライトとマグネシア粉末との混合粉末に対して０．
００１〜２重量％である請求項１に記載の電気絶縁充填
材料。
（３）　マグネシア粉末にムライト（３Ａｌ＿２Ｏ＿３
・２ＳｉＯ＿２）粉末を混合した後、この混合粉体にシ
リコーンオイルを添加混合して、混合粉体表面をシリコ
ーンオイルで被覆することを特徴とする電気絶縁充填材
料の製造方法。
（４）　前記ムライトの添加量が、マグネシア粉末に対
して０．１〜３０重量％、シリコーンオイルの添加量が
、ムライトとマグネシア粉末との混合粉末に対して０．
００１〜２重量％である請求項３に記載の電気絶縁充填
材料の製造方法。