JPH0218560B2 - - Google Patents
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- JPH0218560B2 JPH0218560B2 JP58089746A JP8974683A JPH0218560B2 JP H0218560 B2 JPH0218560 B2 JP H0218560B2 JP 58089746 A JP58089746 A JP 58089746A JP 8974683 A JP8974683 A JP 8974683A JP H0218560 B2 JPH0218560 B2 JP H0218560B2
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Description
本発明は高温下で優れた絶縁・耐電圧特性を有
し、かつシーズヒータ製造上、特に優れた作業性
を有する電気絶縁充填材料に関する。 従来よりマグネサイト(鉱石)を原料として製
造されるマグネシア粉末は一般に、CaO、SiO2
およびFe2O3成分が多く含まれ、それに対して海
水より製造されるマグネシア粉末はB2O3成分が
多く含まれることは周知のとおりである。そのた
め上記の原料を単独でシーズヒータ用電気絶縁充
填材料として用いた場合、高温下での絶縁・耐電
圧特性に問題があつた。 そこで本発明者らは原因究明のため、種々試験
を行なつた結果、マグネサイト、海水系マグネシ
アクリンカーおよび滑石粉を所定割合で混合し、
電融することにより高温下において優れた絶縁・
耐電圧特性を発揮するマグネシア中の不純物質の
必要限度量を制御することに成功した。このよう
にして作られた絶縁充填材料は100ppm以下の硼
素、2.0重量%以下の酸化アルミニウム、0.3重量
%の酸化鉄(Fe2O3換算)、1.2〜4.0重量%のSiO2
−CaO系成分、および93.6〜98.7重量%の酸化マ
グネシウムにより構成されることを特徴とする。 また、従来より粉体物性の一つであるタツプ密
度が電気特性、特に耐電圧と密接な関係を持つと
考えられており高いタツプ密度を得る目的から粒
子径44μ以下(微粒部)が5〜8重量%の比率で
含まれている。そうしたことから、当然、発塵お
よび作業性の問題が生じ需要者より強く改善が望
まれていた。そこで本発明は粒子径44μ以下(微
粒部)のマグネシア粉を0.1〜4重量%の範囲内
で調整することによりタツプ密度が2.34〜2.42
(g/c.c.)、かつ流動度が190〜220(sec/100g)
の物理的特性を有する高温用電気絶縁充填材料を
提供するものである。 さらに通常の電融マグネシアは比較的、結晶が
よく発達しておりへき開あるいは機械的粉砕によ
り角柱状もしくは鱗片状の粒子形状を呈する。そ
のためマグネシア粉をシース管へ充填する際に電
気発熱線の巻線間隔のばらつき、あるいは減径加
工後のシース管内表面の損傷等がしばしば問題と
なる。 そこで本発明は粒子径37〜351μの粒度分布に
おける粒子径295〜351μ(粗粒部)のマグネシア
粒子に対し機械的に球形加工を施すことによつて
上記の問題点を解消するものである。 さらにこの加工処理後、タツプ密度、および流
動度は改善され、他に追随を許さない性能を発揮
する高温用シーズヒータの電気絶縁充填材料とな
る。 このように本発明の絶縁充填材料はシーズヒー
タ性能、および経済性の面からも従来より格段と
安定したものと言える。 ここで本発明において数値限定した理由を列挙
すると次のとおりである。 (イ) まず、硼素を100ppm以下とした理由は
100ppm以上の硼素を含む場合、電気絶縁充填
材製造における焼鈍工程において比較的、低温
で過度に焼結し、マグネシア粉末の流動性に悪
影響をもたらすからである。 (ロ) 次に、酸化アルミニウムを2.0重量%以下と
した理由は2.0重量%以上の酸化アルミニウム
を含む場合、2.0重量%を臨界点としこれ以上
になるとヒータ通電時高温下で発熱線および金
属パイプから発生するNiO蒸気と反応しやすい
状態となり徐々にニツケルスピネルを形成し、
その結果、ヒータの電気特性ならびに寿命を著
しく劣化させるからである。 (ハ) 酸化鉄(Fe2O3換算)を0.3重量%以下とした
理由は0.3重量%以上の酸化鉄(Fe2O3換算)を
含む場合、0.3重量%を臨界点とし、これ以上
になるとMgO−Fe2O3系化合物量が増し、電
気特性面において悪影響を及ぼすからである。 (ニ) SiO2−CaO系成分を1.2〜4.0重量%と限定し
た理由は1.2重量%以下のSiO2−CaO系成分を
含む場合、マグネシアの吸湿を防ぐための被覆
絶対量として不足であり、また、4.0重量%以
上のSiO2−CaO系成分を含む場合、過度の被
覆量のため、マグネシア本来の電気特性が発揮
されないからである。 (ホ) 酸化マグネシウムを93.6〜98.7重量%と限定
した理由は上記(イ)〜(ニ)を満足するMgOが必然
的に下限値93.6重量%以上であり、上限値98.7
重量%以下の範囲内となるからである。 (ヘ) タツプ密度を2.34〜2.42(g/c.c.)と限定し
た理由はタツプ密度が2.34(g/c.c.)以下の場
合圧延加工を過度におこなつても目的とする高
い充填密度が得られにくく、また、2.42(g/
c.c.)以上の場合、これ以上タツプ密度を上げて
も最終製品の電気特性は平衡状態となり、それ
に反して流動性が極端に劣化するからである。 (ト) 流動度を190〜220(sec/100g)と限定した
理由は流動度が190(sec/100g)以下の場合、
上記のタツプ密度との関係から2.34(g/c.c.)
以上のタツプ密度で190(sec/100g)以下の流
動度を有するマグネシア粉末は製造上、困難で
あり、更に220(sec/100g)以上の場合はシー
ズヒータ製造上作業性の観点からあまり好まし
くないからである。 (チ) 更に、粒子径37〜351μの粒度分布における
粒子径295〜351μ(粗粒部)のマグネシア粒子
に対し機械的に球形加工を施す理由は粒子径37
〜351μのマグネシア粒子に対し機械的に球形
加工を施す場合、微粉が粗粒表面を被覆してし
まい、処理時間が長くかかる上、十分な効果が
得られず、また、粒子径295μ以下(中微粒部)
を同様に機械的に球形加工を施したが顕微鏡観
察から形状変化はほとんど認められず、物性面
においても流動度の改善がみられないからであ
る。 以下、本発明について実施例にもとづいて説明
する。 実施例 1 第1表に示す組成比率で、かつタツプ密度2.35
〜2.37(g/c.c.)の範囲内に調整された電融マグ
ネシア粉末を充填材料として用い、圧延減径後、
内径6.6mm、ヒータ全長500mmのシーズヒータを試
作した。なお発熱線にニツケルクロム、金属パイ
プにインコロイ800を使用し、各シーズヒータの
両端はガラスで完全封口を行なつている。 発熱線に通電して発熱させ金属パイプの表面温
度が750℃に達し、十分に安定化した後その間の
絶縁抵抗を測定した。さらに表面温度が室温まで
下がつた後、冷時の耐電圧を測定した。それぞれ
の条件による測定結果を第1表に示す。 表1より明らかなように化学組成が本発明の特
許請求の範囲第1項に記載の範囲内にあれば熱時
絶縁抵抗、および冷時耐電圧ともに常に高いレベ
ルで安定している。 実施例 2 実施例1に記載した試料番号6の化学組成を維
持した状態で表2に示す粒度分布、タツプ密度、
および流動性の条件、かつ実施例1と同じ条件で
シーズヒータを作つた。また、電気特性について
も実施例1と同じ条件で測定した。 第2表より明らかなように試料番号14は電気特
性面においては何ら問題はないが、流動度の値が
非常に高いため、実用上、使用不可能である。 実施例 3 実施例2に記載した試料番号12および13のマグ
ネシア粉末をそれぞれ粒子径295〜351μの粗粒部
と粒子径295μ以下の中微粒部に篩別し、微粒部
のみを振動ミルにて60min摩砕処理に供した。た
だし、処理量は内容積の80容積%とし、かつアル
ミナボール等は一切使用しないものとする。取り
出した粉末は顕微鏡観察より明らかに角が丸めら
れて球形に近い形状となる。表3に示す諸条件、
かつ実施例1と同じ条件でシーズヒータを作つ
た。また、電気特性についても実施例1と同じ条
件で測定した。表3より明らかなように摩砕によ
る効果はタツプ密度および電気特性よりも流動度
において顕著であつた。
し、かつシーズヒータ製造上、特に優れた作業性
を有する電気絶縁充填材料に関する。 従来よりマグネサイト(鉱石)を原料として製
造されるマグネシア粉末は一般に、CaO、SiO2
およびFe2O3成分が多く含まれ、それに対して海
水より製造されるマグネシア粉末はB2O3成分が
多く含まれることは周知のとおりである。そのた
め上記の原料を単独でシーズヒータ用電気絶縁充
填材料として用いた場合、高温下での絶縁・耐電
圧特性に問題があつた。 そこで本発明者らは原因究明のため、種々試験
を行なつた結果、マグネサイト、海水系マグネシ
アクリンカーおよび滑石粉を所定割合で混合し、
電融することにより高温下において優れた絶縁・
耐電圧特性を発揮するマグネシア中の不純物質の
必要限度量を制御することに成功した。このよう
にして作られた絶縁充填材料は100ppm以下の硼
素、2.0重量%以下の酸化アルミニウム、0.3重量
%の酸化鉄(Fe2O3換算)、1.2〜4.0重量%のSiO2
−CaO系成分、および93.6〜98.7重量%の酸化マ
グネシウムにより構成されることを特徴とする。 また、従来より粉体物性の一つであるタツプ密
度が電気特性、特に耐電圧と密接な関係を持つと
考えられており高いタツプ密度を得る目的から粒
子径44μ以下(微粒部)が5〜8重量%の比率で
含まれている。そうしたことから、当然、発塵お
よび作業性の問題が生じ需要者より強く改善が望
まれていた。そこで本発明は粒子径44μ以下(微
粒部)のマグネシア粉を0.1〜4重量%の範囲内
で調整することによりタツプ密度が2.34〜2.42
(g/c.c.)、かつ流動度が190〜220(sec/100g)
の物理的特性を有する高温用電気絶縁充填材料を
提供するものである。 さらに通常の電融マグネシアは比較的、結晶が
よく発達しておりへき開あるいは機械的粉砕によ
り角柱状もしくは鱗片状の粒子形状を呈する。そ
のためマグネシア粉をシース管へ充填する際に電
気発熱線の巻線間隔のばらつき、あるいは減径加
工後のシース管内表面の損傷等がしばしば問題と
なる。 そこで本発明は粒子径37〜351μの粒度分布に
おける粒子径295〜351μ(粗粒部)のマグネシア
粒子に対し機械的に球形加工を施すことによつて
上記の問題点を解消するものである。 さらにこの加工処理後、タツプ密度、および流
動度は改善され、他に追随を許さない性能を発揮
する高温用シーズヒータの電気絶縁充填材料とな
る。 このように本発明の絶縁充填材料はシーズヒー
タ性能、および経済性の面からも従来より格段と
安定したものと言える。 ここで本発明において数値限定した理由を列挙
すると次のとおりである。 (イ) まず、硼素を100ppm以下とした理由は
100ppm以上の硼素を含む場合、電気絶縁充填
材製造における焼鈍工程において比較的、低温
で過度に焼結し、マグネシア粉末の流動性に悪
影響をもたらすからである。 (ロ) 次に、酸化アルミニウムを2.0重量%以下と
した理由は2.0重量%以上の酸化アルミニウム
を含む場合、2.0重量%を臨界点としこれ以上
になるとヒータ通電時高温下で発熱線および金
属パイプから発生するNiO蒸気と反応しやすい
状態となり徐々にニツケルスピネルを形成し、
その結果、ヒータの電気特性ならびに寿命を著
しく劣化させるからである。 (ハ) 酸化鉄(Fe2O3換算)を0.3重量%以下とした
理由は0.3重量%以上の酸化鉄(Fe2O3換算)を
含む場合、0.3重量%を臨界点とし、これ以上
になるとMgO−Fe2O3系化合物量が増し、電
気特性面において悪影響を及ぼすからである。 (ニ) SiO2−CaO系成分を1.2〜4.0重量%と限定し
た理由は1.2重量%以下のSiO2−CaO系成分を
含む場合、マグネシアの吸湿を防ぐための被覆
絶対量として不足であり、また、4.0重量%以
上のSiO2−CaO系成分を含む場合、過度の被
覆量のため、マグネシア本来の電気特性が発揮
されないからである。 (ホ) 酸化マグネシウムを93.6〜98.7重量%と限定
した理由は上記(イ)〜(ニ)を満足するMgOが必然
的に下限値93.6重量%以上であり、上限値98.7
重量%以下の範囲内となるからである。 (ヘ) タツプ密度を2.34〜2.42(g/c.c.)と限定し
た理由はタツプ密度が2.34(g/c.c.)以下の場
合圧延加工を過度におこなつても目的とする高
い充填密度が得られにくく、また、2.42(g/
c.c.)以上の場合、これ以上タツプ密度を上げて
も最終製品の電気特性は平衡状態となり、それ
に反して流動性が極端に劣化するからである。 (ト) 流動度を190〜220(sec/100g)と限定した
理由は流動度が190(sec/100g)以下の場合、
上記のタツプ密度との関係から2.34(g/c.c.)
以上のタツプ密度で190(sec/100g)以下の流
動度を有するマグネシア粉末は製造上、困難で
あり、更に220(sec/100g)以上の場合はシー
ズヒータ製造上作業性の観点からあまり好まし
くないからである。 (チ) 更に、粒子径37〜351μの粒度分布における
粒子径295〜351μ(粗粒部)のマグネシア粒子
に対し機械的に球形加工を施す理由は粒子径37
〜351μのマグネシア粒子に対し機械的に球形
加工を施す場合、微粉が粗粒表面を被覆してし
まい、処理時間が長くかかる上、十分な効果が
得られず、また、粒子径295μ以下(中微粒部)
を同様に機械的に球形加工を施したが顕微鏡観
察から形状変化はほとんど認められず、物性面
においても流動度の改善がみられないからであ
る。 以下、本発明について実施例にもとづいて説明
する。 実施例 1 第1表に示す組成比率で、かつタツプ密度2.35
〜2.37(g/c.c.)の範囲内に調整された電融マグ
ネシア粉末を充填材料として用い、圧延減径後、
内径6.6mm、ヒータ全長500mmのシーズヒータを試
作した。なお発熱線にニツケルクロム、金属パイ
プにインコロイ800を使用し、各シーズヒータの
両端はガラスで完全封口を行なつている。 発熱線に通電して発熱させ金属パイプの表面温
度が750℃に達し、十分に安定化した後その間の
絶縁抵抗を測定した。さらに表面温度が室温まで
下がつた後、冷時の耐電圧を測定した。それぞれ
の条件による測定結果を第1表に示す。 表1より明らかなように化学組成が本発明の特
許請求の範囲第1項に記載の範囲内にあれば熱時
絶縁抵抗、および冷時耐電圧ともに常に高いレベ
ルで安定している。 実施例 2 実施例1に記載した試料番号6の化学組成を維
持した状態で表2に示す粒度分布、タツプ密度、
および流動性の条件、かつ実施例1と同じ条件で
シーズヒータを作つた。また、電気特性について
も実施例1と同じ条件で測定した。 第2表より明らかなように試料番号14は電気特
性面においては何ら問題はないが、流動度の値が
非常に高いため、実用上、使用不可能である。 実施例 3 実施例2に記載した試料番号12および13のマグ
ネシア粉末をそれぞれ粒子径295〜351μの粗粒部
と粒子径295μ以下の中微粒部に篩別し、微粒部
のみを振動ミルにて60min摩砕処理に供した。た
だし、処理量は内容積の80容積%とし、かつアル
ミナボール等は一切使用しないものとする。取り
出した粉末は顕微鏡観察より明らかに角が丸めら
れて球形に近い形状となる。表3に示す諸条件、
かつ実施例1と同じ条件でシーズヒータを作つ
た。また、電気特性についても実施例1と同じ条
件で測定した。表3より明らかなように摩砕によ
る効果はタツプ密度および電気特性よりも流動度
において顕著であつた。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 100ppm以下の硼素、2.0重量%以下の酸化ア
ルミニウム、0.3重量%以下の酸化鉄(Fe2O3換
算)、1.2〜4.0重量%のSiO2−CaO系成分、およ
び93.6〜98.7重量%の酸化マグネシウムにより構
成される高温用シーズヒータの電気絶縁充填材料
であつて、 前記充填材料の粒子径44μ以下の微粒部を0.1〜
4重量%の範囲内に調整し、且つ前記充填材料の
粒子径37〜351μの粒度分布における粒子径295〜
351μの粗粒部の粒子に対し機械的に球形加工を
施して、粒子径295μ以下の中微粒部と混合する
ことによつて、 タツプ密度が2.34〜2.42(g/c.c.)、且つ流動度
が190〜220(sec/100g)の物理的特性を有する
ように調製したことを特徴とする高温用シーズヒ
ータの電気絶縁充填材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8974683A JPS59215690A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高温用シ−ズヒ−タの電気絶縁充填材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8974683A JPS59215690A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高温用シ−ズヒ−タの電気絶縁充填材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59215690A JPS59215690A (ja) | 1984-12-05 |
JPH0218560B2 true JPH0218560B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=13979318
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JP8974683A Granted JPS59215690A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高温用シ−ズヒ−タの電気絶縁充填材料 |
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Cited By (1)
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JP2011115001A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Yamari Sangyo Kk | シースケーブル接続構造 |
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-
1983
- 1983-05-20 JP JP8974683A patent/JPS59215690A/ja active Granted
Patent Citations (6)
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EP3208539A1 (en) | 2016-02-16 | 2017-08-23 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Glow plug |
Also Published As
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JPS59215690A (ja) | 1984-12-05 |
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