JPH02210711A

JPH02210711A - 耐熱性電気絶縁物の製造法

Info

Publication number: JPH02210711A
Application number: JP2860489A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakano; 正之中野; Keiji Nagata; 永田　圭二; Masazo Yoshikawa; 吉川　雅三
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-22

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］この発明は、新規な耐熱性電気絶縁物の製造法に係り、
特に、高温耐熱性、不燃性、耐水性等の性能に優れてい
るだけでなく、優れた電気絶縁性、特に高湿度下におい
ても優れた電気絶縁性を発揮する耐熱性電気絶縁物の製
造法に関する。

［従来の技術］ヒータープレートや消弧材等の電気機器に使用される耐
熱材料においては、単に耐熱性、不燃性、耐水性等の性
能が要求されるだけでなく、電気絶縁性の面でも優れた
性能を有することが要求されている。

そして、このような耐熱材料おるいは絶縁材料としては
、無機質繊維おるいはこの無機質繊維と耐火性無機物質
とを水に分散せしめ、これに無水珪酸のコロイド溶液を
加えて混合し、この混合液中にゲル化剤、ｐＨ調整剤及
びアニオン系凝集剤を添加し、得られた凝集液を脱水成
形して乾燥したもの（特公昭５５−１４．８３８＠及び
特公昭５５−１４．８３９号の各公報）や、無機質繊維
あるいはこの無機質繊維と耐火性無機物質の混合物に硼
酸と酸化亜鉛及び／又は酸化カルシウムの混合物からな
る結合剤を配合し、加熱加圧成形により結着させたもの
（特公昭５４−７．３５９＠及び特公昭５９−４８．７
８２号の各公報）等が知られている。

しかしながら、無水珪酸のコロイド溶液を結合剤として
使用する前者の耐熱材料は、１，１００℃程度の高温に
対しても優れた耐熱性や耐火性を発揮するが、−日高湿
度雰囲気下に晒されると急激にその電気抵抗が低下し、
電気絶縁性が欠落し易く、水に濡れたり高湿度下に晒さ
れる虞のある調理器具等の耐熱絶縁材料としては好適と
はいえない。

また、硼酸と酸化亜鉛及び／又は酸化カルシウムの混合
物を結合剤として使用する後者の絶縁材料は、上記無水
珪酸のコロイド溶液を結合剤として使用する場合とは異
なり、高湿度下における電気絶縁性に優れているが、結
合剤の一部として使用する１１１酸の耐熱性が低く、耐
熱温度がせいぜい７００〜８００℃程度であると考えら
れ、耐熱性や耐火性の点で問題があり、しかも、絶縁材
料の成形時に１３０〜２００℃で１００〜３００Ｋｙ／
ｃｒｉ−Ｇという加熱加圧条件を要し、おおがかすな成
形機を必要とするという問題がある。

［発明が解決しようとする課題］そこで、本発明者らは、かかる観点に鑑みて鋭意研究を
重ねた結果、無機質繊維あるいはこの無機質繊維と耐火
性無機物質との混合物を水に分散させて得られたスラリ
ーに結合剤としてアルミナゾルとアニオン系凝集・結合
剤とを添加し、これを脱水成形し、次いで所定の温度で
焼成処理することにより、高温、好ましくは１，０００
℃を越える高温に対しても優れた耐熱性や耐火性等を発
揮すると同時に、高湿度下における電気絶縁性において
も優れた性能を発揮する耐熱性電気絶縁物が得られるこ
とを見出し、本発明に到達した。

従って、本発明の目的は、高温、好ましくは１゜１００
℃程度の高温に対して優れた耐熱性、耐火性、不燃性等
の性能を有すると共に、高湿度下における優れた電気絶
縁性を兼ね備えた新規な耐熱性電気絶縁物の製造法を提
供することにおる。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明は、無機質繊維あるいはこの無機質繊
維と耐火性無機物質との混合物と、アルミナゾルと、ア
ニオン系凝集・結合剤とを水に分散おるいは溶解させて
スラリー液を調製し、このスラリー液を所定の形状に脱
水成形して脱水成形物を調製し、次いでこの脱水成形物
を５００〜１゜１００℃の温度で焼成する耐熱性電気絶
縁物の製造法である。

本発明方法で使用する無機質繊維としては、例えばアル
ミナファイバー、シリカファイバー、シリカ・アルミナ
ファイバー、シリカ・アルミナ・ジルコニアファイバー
等のセラミックファイバーや、ロックウール、ガラス繊
維等の従来公知のものを使用することができる。本発明
方法によって得られる耐熱性電気絶縁物が高温、好まし
くは１゜０００℃を越える高温に対しても優れた耐熱性
や耐火性等を発揮する点では、好ましくはセラミックフ
ァイバーでおり、また、結合剤として使用するアルミナ
ゾルとの親和性を考慮するとより好ましくは組成成分と
してアルミナを含有するセラミックファイバーである。

これらの無機質繊維は、その１種のみを単独で使用でき
るほか、２種以上を組合せて使用することもできる。

また、必要により上記無機質繊維と共に使用される耐火
性無機物質としては、例えばアルミナ粉、ジルコン粉等
の耐熱性充填材や、蛙目粘土、本節粘土類、ボールクレ
イ、フリントクレイ等の耐火粘土類や、ベントナイト等
の無機質可塑材等を挙げることができるが、成形物の強
度を確保し易いという点で好ましくは蛙目粘土、本節粘
土類である。これらの耐火性無機物質には製品の硬度を
向上させる作用がある。これらの耐火性無機物質につい
ても、その１種のみを単独で使用できるほか、２種以上
を組合せて使用することもできる。

さらに、結合剤として使用されるアルミナゾルは、例え
ば水中の陰イオンを安定剤としてベーマイト系アルミナ
水和物を大きざ５〜２００ｍμのコロイド状にして水に
分散させる等の方法によって製造され、コロイド粒子の
形状の点から羽毛状、棒状、粒状等のものがある。この
アルミナゾルは、製品の湿″＠雰囲気下あるいは高温下
における電気絶縁性を維持しつつ、高温時におけるバイ
ンダーとしての性能を発揮する。

さらに、本発明において、上記アルミナゾルと共に結合
剤として使用されるアニオン系凝集・結合剤は、凝集液
を調製した際に固形分の強固な凝集状態を作り出し、ひ
いては製品を強固でかつ外殻部をも含めて均質なものに
する作用を有するものであり、具体的にはアニオニック
スターチや、ポリアクリルアミド等の高分子系凝集剤等
を挙げることができるが、凝集効果とバインダー効果を
バランス良く備え、成形品乾燥後の強度を高めるという
観点から好ましくはアニオニックスターチである。

本発明において、耐熱性電気絶縁物を製造するに際して
は、先ず、無機質繊維１００００重量対し、耐火性無機
物質を０〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量部、
アルミナゾルを固形分濃度１０重量％液に換算して５〜
３０重」部、好ましくは１０〜２０重量部、及び、アニ
オン系凝集・結合剤を３〜２５重但部、好ましくは８〜
１５重量部の割合で配合し、これを水に固形分濃度０゜
１〜４重層％、好ましくは０．５〜２重量％の濃度で分
散あるいは溶解せしめて脱水成形用のスラリー液を調製
する。この際に、アニオン系凝集・結合剤の使用量が少
なすぎるとバインダー性能が低下し、多すぎると真空成
形時の所要時間が長くなって生産性が低下し、また、コ
ストアップの原因になる。

次に、上記スラリー液を所定の形状に脱水成形して脱水
成形物を調製する。この際の脱水成形の手段については
、従来公知の種々の手段を採用することができ、特に限
定されるものではないが、例えば真空成形、プレス成形
、流し込み成形、振動成形あるいはこらの組合せによる
方法等があり、好ましくは真空成形法である。

このようにして成形された脱水成形物については、次に
乾燥処理を行う。乾燥温度はスターチの炭化や成形物の
亀裂発生を防止するため概ね１８０℃以下とし、好まし
くは１５０±１０℃に保持した乾燥炉内で乾燥するのが
よい。

そして、本発明方法では、次にこの脱水成形物を５００
〜１，１００℃、好ましくは６００〜９００℃の温度で
焼成する。このような温度範囲での焼成処理をすること
により、高湿度下における電気絶縁性が著しく向上し、
この焼成温度が５００°Ｃより低くても、また、１，１
００℃より高くても、所望の高湿度下における電気絶縁
性を得ることができない。そして、この焼成処理は、従
来公知の手段、例えば電気炉、ガス燃焼炉、油類燃焼炉
等により行うことができる。

本発明方法によって製造される耐熱性電気絶縁物は、そ
れが優れた耐熱性と高湿度下における優れた電気絶縁性
とを兼ね備えているものであるから、特に水に濡れたり
、高湿度下に晒される虞のある調理器具等で使用する電
気製品等の耐熱絶縁材料に適している。

［実施例］以下、実施例及び比較例に基いて、本発明方法を具体的
に説明する。

実施例１シリカ・アルミナファイバー（新日鐵化学■製商品名：
ＳＣバルク１２６０）　１００重量部と、蛙目粘土１０
重量部と、アルミナ粉１０重量部とを水８゜３３０重量
部中に懸濁させ、この懸濁液中に固形分濃度１０重量％
のアルミナゾル（８産化学（ｉｎ商品名ニアルミナシル
ー１００）　１９．４重量部とアニオニックスターチ（
日数化学（１１ｍ商品名：ブリパイン）１２重量部とを
添加し均一に混合してスラリー液を調製し、次いでこの
スラリー液を小型抄造試験機を使用して真空成形法によ
り脱水成形し、１５０±２０℃の条件で乾燥し、１６０
履×２１　Ｃ）ｓＸ　２０ｒｒｍの大きざの脱水成形物
を調製した。

このようにして得られた各脱水成形物について、常温で
の密度と、曲げ強度及び電気炉を使用し６００℃で２時
間あるいは１，２００℃で２時間それぞれ焼成処理した
後の曲げ強度とを測定した。

結果を第１表に示す。

また、上記各脱水成形物について、電気炉を使用し第２
表に示す加熱温度で１時間焼成処理して各試験片を調製
した。得られた各試験片を恒温恒湿器中に静置し、温度
４０℃及び相対湿度９５％の雰囲気下に１０日間暴露し
、試験片の表裏両面に鉄製の電極板を当て、電池式絶縁
抵抗計により電気絶縁抵抗値を測定した。結果を第２表
に示す。

比較例１上記実施例１と同じ、シリカ・アルミナファイバー１０
０＠量部と、蛙目粘土１０重量部と、アルミナ粉１０重
量部とを使用して懸濁液を調製し、この懸濁液中に固形
分濃度２０重量％のコロイダルシリカ（日産化学■製商
品名ニスノーテックスＸ５）２０．８１１部とカチオニ
ックスターチ（日澱化学■製商品名：ペトロサイズＪ）
１２重量部とを添加し均一に混合してスラリー液を調製
し、上記実施例１と同様にして脱水成形物及びこれを使
用して調製した試験片の各物性を測定した。

結果を第１表又は第２表にそれぞれに示す。

第１表第２表実施例２上記実施例１と同様に、シリカ・アルミデフ１イバー１
００重量部と、蛙目粘土１０重量部と、アルミナ粉１０
重量部とを水１６，６７０重量部中に懸濁させ、この懸
濁液中に実施例１で使用したと同じアルミナゾル１５重
量部とアユオニツクスターチ８重量部とを添加し、均一
に混合してスラリー液を調製し、次いで上記実施例１と
同様にして脱水成形物を調製した。

このようにして得られた各脱水成形物について、常温で
又は電気炉を使用し第３表に示す加熱温度で１時間焼成
処理して各試験片を調製した。

得られた各試験片を恒温恒湿器中に静置し、温度４０℃
及び相対湿度９５％の雰囲気下に１日、７日、１４日、
２１日又は２８日の間暴露し、試験片の表裏両面に鉄製
の電極板を当て、電池式絶縁抵抗計により電気絶縁抵抗
値を測定した。結果を第３表に示す。

比較例２上記実施例２と同様に、シリカ・アルミナファイバー１
００重量部と、蛙目粘土１３．５重量部と、カオリン５
．６重量部とを水１６，６７０重量部中に懸濁させ、こ
の懸濁液中に比較例１で使用したと同じコロイダルシリ
カ１４重量部とカナオニツクスターチ５．４重量部とを
添加し均一に混合してスラリー液を調製し、次いで脱水
成形物を調製した。

このようにして得られた各脱水成形物について、上記実
施例２と同様に各試験片を調製し、得られた各試験片に
ついてその電気絶縁抵抗値を測定した。結果を第３表に
示す。

第表湿度下に晒される虞のある調理器具等で使用する電気製
品等の耐熱絶縁材料に適している。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機質繊維あるいはこの無機質繊維と耐火性無機
物質との混合物と、アルミナゾルと、アニオン系凝集・
結合剤とを水に分散あるいは溶解させて分散質が強い凝
集状態になつているスラリー液を調製し、このスラリー
液を所定の形状に脱水成形して脱水成形物を調製し、次
いでこの脱水成形物を５００〜１，１００℃の温度で焼
成することを特徴とする耐熱性電気絶縁物の製造法。
（２）無機質繊維がその組成成分としてアルミナを含有
する請求項１記載の耐熱性電気絶縁物の製造法。
（３）無機質繊維がアルミナ系又はシリカアルミナ系の
セラミックファイバーである請求項１記載の耐熱性電気
絶縁物の製造法。
（４）アニオン系凝集・結合剤がアニオニックスターチ
である請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性電気絶縁
物の製造法。