JPH0422004A - Electric insulating composite material - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
書産業上の利用分野Ｊ
本発明は、電気絶縁用部材なとの材料として使用される
複合材料に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF APPLICATION IN THE BOOK INDUSTRY J This invention relates to a composite material used as a material for electrically insulating members.
「従来の技術」
マイカは電気絶縁性に優れていることから、従来よりそ
の特性を活かして各種電気絶縁用部材に広く利用されて
いる。しかし、大面積を宵するマイカの単結晶は入手し
難く、たとえまれに入手できたとしても、極めて高価な
ものとなるため実用性にかけていた。この欠点を補い、
低コストで大面積を有するものとして従来より集成マイ
カといわれる参り全材料か利用されている。集成マイカ
は、マイカの粉砕物を／リコーン系接着剤なとの有機系
バインターで固めた複合材料である。``Prior Art'' Mica has excellent electrical insulation properties, and has been widely used in various electrical insulation materials by taking advantage of its properties. However, mica single crystals, which cover a large area, are difficult to obtain, and even if they were rarely available, they would be extremely expensive, making them impractical. Compensate for this shortcoming,
Conventionally, a material called composite mica has been used because it is low cost and has a large area. Aggregated mica is a composite material made by hardening pulverized mica with an organic binder such as a silicone adhesive.
発明か解決しようとする課題」
しかしながら、この集成マイカはマイカの粉砕物を有機
系バインターで固めであるために、一部の使用環境下、
例えば３００ ’Ｃ以上の高温環境下ではバインターそ
のものか熱により劣化してしまい実用に耐えなかった。However, because this composite mica is made by hardening mica powder with an organic binder, under some usage environments,
For example, in a high temperature environment of 300'C or higher, the binder itself deteriorated due to the heat, making it unusable.
本発明は前記事情に鑑みてなされてものて、その目的と
するところは、従来の集成マイカの特徴である低コスト
で大面積を有する優れた電気絶縁用部材か得られる点を
損なうことなく、その使用可能温度範囲を大幅に拡大し
た複合材料を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide an excellent electrically insulating member having a large area at low cost, which is the characteristic of conventional composite mica, and to The object of the present invention is to provide a composite material whose usable temperature range is greatly expanded.
「課題を解決するための手段」
本発明における請求項１記載の発明の電気絶縁用複合材
料では、マイカの粉砕物とリン酸カルシウム化合物の水
和硬化体との複合体からなることを前記課題の解決手段
とした。"Means for Solving the Problem" The electrical insulating composite material according to claim 1 of the present invention is composed of a composite of pulverized mica and a hydrated hardened calcium phosphate compound. It was used as a means.
また、請求項２記載の電気絶縁用複合材料では、前記リ
ン酸カルシウム化合物が、α−リン酸三カルシウム、シ
リコカーツタイトの少なくとも一種とリン酸四カルシウ
ムとの混合粉体からなることを前記課題の解決手段とし
た。In the electrically insulating composite material according to claim 2, the calcium phosphate compound is composed of a mixed powder of at least one of α-tricalcium phosphate and silicocartutite and tetracalcium phosphate. It was used as a means.
本発明者等は、α−リン酸三カルシウム［α−Ｃａ３（
Ｐｏ４）２１あるいはシリコカーツタイトＩＩｃａｓ（
Ｐｏ、）、 −Ｃａ、Ｓ ｉｏ 、の固溶体］の少なく
とも一種とリン酸四カルシウム［Ｃａ４０（Ｐｏ４）２
］との混合粉末か、水と反応してハイドロキンアパタイ
トＥＣａ＋ｏ（Ｐ Ｏ４）８（ＯＨＬ］を生成する過程
で、ハイドロキンアパタイトと同様に結晶構造中にＯＨ
基を有するマイカと強固な結合体を作ることに着目し、
鋭意研究の結果本発明を完成させたものである。The present inventors have discovered that α-tricalcium phosphate [α-Ca3(
Po4) 21 or silicocartutite IIcas (
Po, ), -Ca, S io , solid solution] and tetracalcium phosphate [Ca40(Po4)2
] In the process of producing hydroquine apatite ECa+o(PO4)8(OHL] by reacting with water, OH is added in the crystal structure like hydroquine apatite.
Focusing on creating a strong bond with mica that has groups,
The present invention was completed as a result of intensive research.
以下、本発明の電気絶縁複合材料を詳しく説明する。Hereinafter, the electrically insulating composite material of the present invention will be explained in detail.
本発明の電気絶縁複合材料は、マイカの粉砕物とリン酸
カルシウム化合物の水和硬化体との複合体からなるもの
であり、具体的に例示すれば、前記リン酸カルシウム化
合物か、α−リン酸三カルシウム、シリコカーツタイト
の少なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体か
らなるものである。The electrically insulating composite material of the present invention is made of a composite of a pulverized product of mica and a hydrated hardened product of a calcium phosphate compound. Specifically, the electrically insulating composite material of the present invention is composed of the above-mentioned calcium phosphate compound, α-tricalcium phosphate, α-tricalcium phosphate, It is made of a mixed powder of at least one type of silicocurtsite and tetracalcium phosphate.
このような電気絶縁複合材料、すなわちリン酸カルシウ
ム化合物か、α−リン酸三カルシウム／リコカーノタイ
トの少なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体
からなるものを作製するには、まずマイカの粉砕物を用
意する。ここて、マイカとしては天然のものでもよく、
さらには人工のものでもよい。また、その粉砕物として
は、サイズかてきる限り大きい方か好ましく、具体的に
は粒径２ｍｍ以上となるように調整するのか望ましい。In order to produce such an electrically insulating composite material, that is, one made of a mixed powder of at least one of a calcium phosphate compound or α-tricalcium phosphate/lycocarnotite and tetracalcium phosphate, a pulverized mica material is first prepared. Prepare. Here, mica may be natural,
Furthermore, it may be an artificial one. Further, the size of the pulverized product is preferably as large as possible, and specifically, it is desirable to adjust the particle size to 2 mm or more.
また、前記リン酸カルシウム化合物を作製するには、ま
ず、湿式合成法によって合成した、カルシウムのリンに
対するモルｋｌＪ＜１．５０〜１．６８であるハイドロ
キンアパタイトをｌ ２０００Ｃ以上の高温て脱水熱分
解し、さらにこれを粉砕してα−リン酸三カルシウムと
リン酸四カルシウムとの混合粉体を作製する。ここで、
ハイドロキシアパタイトの合成法としては、例えば水酸
化カル／ラムスラリーにリン酸溶液を滴下して反応熟成
させ、ろ過洗浄後、乾燥して得る方法や、また第二リン
酸カルシウムと炭酸カルシウムとを１２０００Ｃ以上で
高温処理することによって得られるα型すン酸三カルシ
ウムとリン酸四カルシウムとの混合物を、さらに水と混
合して得る方法か採用可能である。特に後者の場合、合
成したハイドロキンアパタイトを１２００ ’Ｃ以上で
再度高温処理することによって得られるα型リン酸三カ
ルシウムとリン酸四カルシウムの混合物か、化学組成的
に均質となることから本発明に好適な方法となる。In order to produce the calcium phosphate compound, first, hydroquine apatite, which is synthesized by a wet synthesis method and has a molar ratio of calcium to phosphorus, klJ<1.50 to 1.68, is dehydrated and thermally decomposed at a high temperature of l2000C or higher. This is further ground to produce a mixed powder of α-tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate. here,
Hydroxyapatite can be synthesized by, for example, adding a phosphoric acid solution dropwise to Cal hydroxide/rum slurry, allowing the reaction to ripen, filtering and cleaning, and drying. A method can be employed in which a mixture of α-type tricalcium sulfate and tetracalcium phosphate obtained by high-temperature treatment is further mixed with water. In particular, in the latter case, a mixture of α-type tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate obtained by subjecting the synthesized hydroquine apatite to a high temperature of 1200'C or more is used, since the chemical composition is homogeneous, and therefore the present invention This is a suitable method for
また、前記リン酸カルシウム化合物の作製については、
α−リン酸三カルシウムあるいはシリコカーツタイトと
リン酸四カルシウムの粉体を別個に調合し、カルシウム
のリンに対するモル比か１ｏＯ〜１６８となるように混
合することも考えられる。このように、α−リン酸三カ
ルシウムあるいはシリコカーツタイトとリン酸四カルシ
ウムとの１粉体を得るには各種の方法か考えられるので
、ここで記載された方法に限定されるものではない。Moreover, regarding the production of the calcium phosphate compound,
It is also conceivable to prepare powders of α-tricalcium phosphate or silicocartutite and tetracalcium phosphate separately and mix them so that the molar ratio of calcium to phosphorus is 100 to 168. As described above, various methods can be used to obtain one powder of α-tricalcium phosphate or silicocartutite and tetracalcium phosphate, and the method is not limited to the method described here.
なお カル／ラムのリンに対するモル比か、１５０〜１
．６８であるハイドロキンアパタイトを用い、これを脱
水熱分解したのは、前記モル比の範囲にてハイドロキン
アパタイトか安定であるからである。In addition, the molar ratio of cal/lam to phosphorus is 150 to 1
．． The reason why hydroquine apatite having No. 68 was used and dehydrated and thermally decomposed is because hydroquine apatite is stable within the above molar ratio range.
次に、得られた混合粉体とマイカの粉砕物とを所望する
重量比で混合し、得られた混合材料に所定量の水を加え
て混練し、さらにこれを加圧成形する。ここで、前記混
合材料に水を加えると、リン酸カル７ウム化合物、すな
わちα−リン酸三カルシウム、ンリコカーノタイトの少
なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体か、水
と反応してハイドロキンアパタイトを生成する過程で、
ハイドロキンアパタイトと同様に結晶構造中に○Ｈ基を
有するマイカと強固に結合して結合体になる。そして、
この結合の過程で加圧成形を行うことにより、所望する
形状および強度を有したものに成形かできるのである。Next, the obtained mixed powder and pulverized mica are mixed at a desired weight ratio, a predetermined amount of water is added to the obtained mixed material and kneaded, and this is further pressure-molded. Here, when water is added to the mixed material, a mixed powder of a calcium phosphate compound, that is, a mixed powder of at least one of α-tricalcium phosphate and olichocarnotite and tetracalcium phosphate, reacts with water. In the process of producing hydroquine apatite,
Similar to hydroquine apatite, it forms a bond by strongly bonding with mica, which has ○H groups in its crystal structure. and,
By performing pressure molding during this bonding process, it is possible to mold the material into a product having the desired shape and strength.
なお、前記混合材料に水を加えるにあたり、水に代わっ
て無機酸水溶液あるいは有機酸水溶液、もしくは無機酸
塩水ｌ＠液あるいは有機酸塩水溶液を使用することもて
きる。そして、このような水溶液を用いた場合には、前
記混合材料と水との反応か促進される。ここで、反応促
進に好適な水溶液としては、例えばリン酸、硫酸、クエ
ン酸あるいはこれらの塩の水溶液か挙げられる。なおこ
れらを使用する場合には、最終的に得られる硬化体（す
なわち電気絶縁用複合材料）の使用条件によってこれら
水溶液の種類か選択され、さらにはその使用量か決定さ
れる。In addition, when adding water to the mixed material, an inorganic acid aqueous solution, an organic acid aqueous solution, an inorganic acid aqueous solution, or an organic acid aqueous solution can be used instead of water. When such an aqueous solution is used, the reaction between the mixed material and water is promoted. Here, examples of aqueous solutions suitable for promoting the reaction include aqueous solutions of phosphoric acid, sulfuric acid, citric acid, or salts thereof. In addition, when using these, the type of these aqueous solutions is selected depending on the usage conditions of the finally obtained cured product (namely, the electrically insulating composite material), and furthermore, the amount to be used is determined.
その後、前記成形体を所望する強度等に応した硬化条件
で硬化を行い、これにより本発明の電気絶縁用複合材料
を得る。Thereafter, the molded body is cured under curing conditions depending on the desired strength, etc., thereby obtaining the electrically insulating composite material of the present invention.
このようにして得られた電気絶縁複合材料にあっては、
リン酸カルシウム化合物の配合量を適宜に調整すること
などにより、従来の集成マイカの特徴である低コストで
大面積を有するといった利点を有し、かつその使用可能
温度範囲を大幅に拡大することかできる。In the electrically insulating composite material obtained in this way,
By appropriately adjusting the blending amount of the calcium phosphate compound, it is possible to have the advantages of low cost and large area, which are the characteristics of conventional aggregate mica, and to significantly expand the temperature range in which it can be used.
「実施例」 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。"Example" EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
（実施例１）
水酸化カルシウムスラリーにリン酸を徐々に滴下し、カ
ルシウムのリンに対するモル比が１．６７のハイドロキ
シアパタイトを作製した。次に、このハイドロキシアパ
タイトを電気炉にて１５００°Ｃて１０時間焼成し、α
−リン酸三カルシウムとノン酸四カルシウムの混合物を
得た。さらに、この混合物をボールミルによって粉砕し
、４４μｍふるいを全通するようにした。次いて、この
ようにして得られた粉体と、粒度幅が２〜５ｊＩｍに調
整された天然の金雲母とを重量比２０対８０の比率で混
合して混合材料を得た。さらに、得られた混合材料１０
０ｇに対し水８ｇを加えて混練し、これに３００Ｋｇ／
ｃｍ’の圧力を加えてペレット状に成形し、その後湿度
１００％、温度６０’Ｃの雰囲気にて２４時間放置し、
硬化せしめて複合材料を得た。(Example 1) Phosphoric acid was gradually added dropwise to calcium hydroxide slurry to produce hydroxyapatite having a molar ratio of calcium to phosphorus of 1.67. Next, this hydroxyapatite was fired in an electric furnace at 1500°C for 10 hours, and α
- A mixture of tricalcium phosphate and tetracalcium nonate was obtained. Furthermore, this mixture was ground by a ball mill so that it could completely pass through a 44 μm sieve. Next, the powder thus obtained and natural phlogopite whose particle size range was adjusted to 2 to 5jIm were mixed at a weight ratio of 20:80 to obtain a mixed material. Furthermore, the obtained mixed material 10
Add 8g of water to 0g and knead, and add 300Kg/
cm' of pressure was applied to form a pellet, and then left in an atmosphere with 100% humidity and a temperature of 60'C for 24 hours.
A composite material was obtained by curing.
得られた複合材料の体積抵抗率を測定したところ９．０
Ｘ１０Ｉ４Ω・ｃｍてあり、また曲げ強□□□を測定し
たところ５０ Ｋ ｇ／ ｃｍ２てあった。このように
、従来の電気絶縁材料か１０′４Ω・ｃｍのオーターで
あるのに比へ、本発明の複合材料は体積抵抗率が格段に
大きく、よって電気絶縁性に優れていることか判明した
。The volume resistivity of the resulting composite material was measured and found to be 9.0.
The bending strength was measured to be 50 Kg/cm2. As described above, it was found that the composite material of the present invention has a much higher volume resistivity than the conventional electrically insulating material, which has a resistance of 10'4 Ω・cm, and therefore has excellent electrical insulation properties. .
さらに、この複合材料を６００ ’Ｃに設定された電気
炉内に２時間放置し、その後再度特性を測定したところ
、体積抵抗率か８．９ＸＩＯ１４Ω・ｃｍ。Furthermore, when this composite material was left in an electric furnace set at 600'C for 2 hours and its properties were measured again, the volume resistivity was 8.9XIO14Ωcm.
曲げ強度か４５ Ｋ ｇ／ ｃｍ’を記録し、耐熱絶縁
材料として優れた特性を有していることか確認された。The bending strength was recorded at 45 Kg/cm', confirming that it has excellent properties as a heat-resistant insulating material.
（実施例２）
第二リン酸力ルンウム１モルに対し、炭酸カルシウム１
２モルを混合し、１５００’Ｃにて２時間焼成してα−
リン酸三カルシウム０８モルとリン酸四カルシウム０．
２モルの混合物を得た。(Example 2) 1 mol of calcium carbonate per 1 mol of diphosphoric acid
Mix 2 moles and bake at 1500'C for 2 hours to obtain α-
Tricalcium phosphate 08 mol and tetracalcium phosphate 0.
A 2 molar mixture was obtained.
さらに、この混合物をホールミルによって粉砕し、４４
μｍふるいを全通するようにした。このようにして得ら
れた粉体と粒度幅が２〜５刀次に調整された天然の金雲
母とを重量比２０対８ｏの比率で混合してａ自材材を得
た。このようにして作製した混合材料を実施例１と同様
にしてペレット状に成形し、さらに実施例１と同一の条
件で硬化せしめて複合材料を得た。Furthermore, this mixture was pulverized by a whole mill, and 44
The entire sample was made to pass through a μm sieve. The thus obtained powder and natural phlogopite whose particle size range was adjusted to 2 to 5 degrees were mixed at a weight ratio of 20:8 to obtain an own material. The thus prepared mixed material was molded into pellets in the same manner as in Example 1, and further cured under the same conditions as in Example 1 to obtain a composite material.
得られた複合材料の体積抵抗率を測定したところ８７Ｘ
ＩＯ１′Ω・ｃｍてあり、また曲げ強度を測定したとこ
ろ３６ Ｋ ｇ／ ｃｍ’であった。When the volume resistivity of the obtained composite material was measured, it was 87X.
The IO was 1'Ω·cm, and the bending strength was measured to be 36 Kg/cm'.
サラに、この複合材料を６ｏ○°Ｃに設定された電気炉
内に２時間放置した後、再度特性を測定したところ、体
積抵抗率が８．４ＸＩＯＩ′Ω・ｃｍ、曲Ｉｆ 強Ｗ
カ３０ Ｋ ｇ／ ｃｒ＋’を記録し、実施例１のもの
）−闇ｍ ｒ＝ 、−の宇溢伽１つ＾着ハ４−鮎位ａ÷
＋＋ｌＩ＋ｌＬて優れた特性を有していることが確認さ
れた。After leaving this composite material in an electric furnace set at 6o○°C for 2 hours, we measured its characteristics again, and found that the volume resistivity was 8.4XIOI'Ω・cm.
30 K g/cr+' was recorded, and that of Example 1) - Darkness m r= , - 1 Uroka ＾ Arrival Ha 4 - Ayu position a ÷
It was confirmed that ++lI+lL had excellent properties.
［発明の効果−
以上説明したように本発明における請求項１記載の電気
絶縁用複合材料は、マイカの粉砕物とリン酸カルシウム
化合物の水和硬化体との複合体からなるものであるから
、リン酸カルシウム化合物の配合量を適宜に調整するこ
となとにより、従来の集成マイカの特徴である低コスト
で大面積を有するといった利点を有し、かつその使用可
能温度範囲が大幅に拡大して従来の電気絶縁材料には見
られない優れた耐熱性を有するものとなり、よって耐熱
性か要求される分野での電気絶縁材料として多くの利点
を有するものとなる。[Effects of the Invention] As explained above, the electrically insulating composite material according to claim 1 of the present invention is composed of a composite of ground mica and a hydrated hardened product of a calcium phosphate compound. By appropriately adjusting the blending amount of mica, it has the advantages of low cost and large area, which are the characteristics of conventional aggregate mica, and its usable temperature range has been greatly expanded, making it superior to conventional electrical insulation. It has excellent heat resistance not found in other materials, and therefore has many advantages as an electrical insulating material in fields where heat resistance is required.
また、請求項２記載の電気絶縁用複合材料は、前記リン
酸カルシウム化合物か、α−リン酸三カルシウム、シリ
コカーツタイトの少なくとも一種とリン酸四カルシウム
との混合粉体からなるのてこの混合粉体とマイカ粉砕物
とからなる混合材料に水を加えると、α−リン酸三カル
シウムあるいはシリコカーツタイトの少なくとも一種と
リン酸四カルシウムとの混合粉体が、水と反応してハイ
ドロキンアパタイトを生成する過程で、ハイドロキンア
パタイトと同様に結晶構造中に○Ｈ基を有するマイカと
強固に結合して結合体になる。そして、この結合の過程
で加圧成形を行うことにより、所望する形状および強度
を有したものに成形ができ、よってこの成形体が硬化し
てなる硬化体は、従来の集成マイカのように有機系バイ
ンターを用いてないため高温下での使用か可能になり、
しがも電気絶縁性および機械強度にも優れたものとなる
。The electrically insulating composite material according to claim 2 is a mixed powder of at least one of the calcium phosphate compound, α-tricalcium phosphate, and silicocartutite and tetracalcium phosphate. When water is added to a mixed material consisting of pulverized mica and at least one of α-tricalcium phosphate or silicocartutite and tetracalcium phosphate, the mixed powder reacts with water to produce hydroquine apatite. In the process, it forms a bond by strongly bonding with mica, which has ○H groups in its crystal structure, similar to hydroquine apatite. Then, by performing pressure molding during this bonding process, it is possible to mold it into a product with the desired shape and strength, and the cured product obtained by curing this molded product is an organic material similar to conventional aggregate mica. Because it does not use a binder, it can be used at high temperatures.
However, it also has excellent electrical insulation and mechanical strength.
Claims (2)
硬化体との複合体からなることを特徴とする電気絶縁用
複合材料。(1) An electrically insulating composite material comprising a composite of pulverized mica and a hydrated and hardened calcium phosphate compound.
記リン酸カルシウム化合物か、α−リン酸三カルシウム
，シリコカーノタイトの少なくとも一種とリン酸四カル
シウムとの混合粉体からなることを特徴とする電気絶縁
用複合材料。(2) The composite material for electrical insulation according to claim 1, characterized in that it is made of a mixed powder of the calcium phosphate compound, at least one of α-tricalcium phosphate, silicocarnotite, and tetracalcium phosphate. Composite materials for electrical insulation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12574190A JPH0422004A (en) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Electric insulating composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12574190A JPH0422004A (en) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Electric insulating composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0422004A true JPH0422004A (en) | 1992-01-27 |
Family
ID=14917646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12574190A Pending JPH0422004A (en) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Electric insulating composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0422004A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8728968B2 (en) | 2008-01-09 | 2014-05-20 | University Court Of The University Of Aberdeen | Synthesis of bioceramic compositions |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP12574190A patent/JPH0422004A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8728968B2 (en) | 2008-01-09 | 2014-05-20 | University Court Of The University Of Aberdeen | Synthesis of bioceramic compositions |
| US9226991B2 (en) | 2008-01-09 | 2016-01-05 | University Court Of The University Of Aberdeen | Synthesis of bioceramic compositions |
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