JPS59151707A - 絶縁棒状体の製造方法 - Google Patents

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】 この発明は、絶縁棒状体の製造方法、とりわけ、金属管
あるいは金属棒の外周面に絶縁物を被着した絶縁管、絶
縁棒のごとき絶縁棒状体゛の一造方法忙関するものであ
り、さらに詳しく（・うと、常温乃至３θθ℃の温度領
域にお（・て、絶縁物が剥離もしくは脱落破損するとと
九＜、−大きな機械的強度、冷熱および機械的＠撃強度
ならびに高度の電気特性を保持する絶縁管、絶縁棒のご
とき絶縁棒状体の製造方法に関するものである。

金属管あるいは金属棒の外周面ＫＰ縁物を有する絶縁管
あるいは絶縁棒は、遮断器の接触子の固定具等に使用さ
れている。この場合、使用温度が７００℃前後と低いも
のにおける！ｆｈｉ物には主として有機材料が使用さね
、必要に応じマイカ剥片を有機接着剤で添着したシート
材を巻回したものが使用さハている。

一方、近年、化学工場とくに石油関連工場において、使
用温度がコθθ〜Ｊθθ℃と高い条件下で気体もしくは
液体を搬送する輸送管の一部に絶縁性を必要とする場合
が各所に発生するようになった。かかる条件下で使用す
る輸送管において。

絶縁物に有機材料を使用したものは温度が上昇すると熱
膨張率の差忙より絶縁物が剥離もしくは脱落する才、・
それがあった。これは不可避の物理的現象であって全く
解決の余地がなく、使用不可能である６また。絶縁物と
しては、無機材料中、磁器質の管状体を使用した場合は
、間隙があり固定が困難で機械的衝撃強度が得られない
という欠陥があり、さらに、アスベストを主体に無機質
の結合剤、例えばリン酸アルミニューム等を用いた複合
材料でなる絶縁物は、ある程度の機械的強度を保持し、
高温状態では電気絶縁特性についても可なり高い特性値
を維持するが、多孔質体であるため常温において多湿状
態に遭遇すると急激に絶縁特性が低下する等不可避の致
命的な欠陥があった。

かように従来・品中には満足な特性を有するＰ縁材料が
見当らないのが現状である。

その点、本発明者らが先に提案した絶縁物としてガラス
・マイカ塑造体を使用したものは、使用温度が３０θ℃
程度になっても剥離、脱落等の現夛は全くないことは勿
論、常温乃至３θｏ℃の温度領域において大きな機械的
強度を保持するとともに冷熱および機械的衝撃強度に富
み、電気的特性についても高度の特性を保持し、冷熱の
反覆にあっても特性が劣化することなく、きわめて優れ
た特性の絶縁物である。しかし、かかる絶縁物を用いた
絶縁棒状体は、その製造方法忙関して、長尺の與品が得
られないとい５致命的な欠点があった。

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、ガラ
ス・マイカ塑造体を絶縁物に用いた長尺の絶縁管ならび
に絶縁棒のごとき絶縁棒状体の製造方法を提供すること
を目的とするものである。

ここで、まず、理解を容易にするため、この発明の説明
に先立ち、ガラス・マイカ塑造体の特性ならび忙従来の
絶縁棒状体の製造方法を説明する。

ガラス・マイカ塑造体とは、ガラス質の粉末とマイカの
粉末の混合物を原料とし、この原料粉末を原料中のガラ
ス質が軟化し加圧により流動しうる温度になるまで加熱
し、加熱状態で加圧成形して得られる絶縁物のことであ
る。この絶縁物の特性は、使用するガラス質の特性に大
きく支配され、ガラス質に転位温度がダθＯ℃程度のも
のを用いたものは使用温度が、？θＯ℃程度になっても
軟化変形することなく、常温時と大差ない機械的強度を
保持する。電気的特性については構成する成分組成が大
きく関係し、アルカリ金属の酸化物を極端に多く含まな
い限り、３００℃においても大きく低下することな（必
要な絶縁特性が容易に確保され、とくに塩基性成分に酸
化鉛、酸化亜鉛を、酸性成分忙硼酸、珪酸を主体にした
ものはとくに優れた特性を有する。

以上の絶縁物を構成するマイカ粉末であるが、天然マイ
カは、ガラス質粉末と混合して加熱するとガラス質と反
応し、単独で加熱した場合よりも低い温度で結晶水を消
失して分解する。その点−晶水を含まない合成マイカの
粉末は、そのような傾向がなく理想的であり、とくに合
成含弗素金マイカは好適である。

次に、マイカ・ガラス塑造体の熱膨張率は、容積比で６
θ〜７０％を示めるマイカ粉末の熱膨張３４に大きく支
配されるが、常温乃至ガラスの転位温度以下の熱膨張率
がｇ〜／　／　Ｘ　１０−４のものが得られる。

書記の絶縁物にマイカ・ガラス塑造体を用いた絶縁棒お
よびＰ線管を第１図により説明する−第７図において、
（ａ）部は絶Ｒｍ、（ｂ）部は絶縁管を示し、ｌはガラ
ス・マイカ塑造体よりなる絶縁物である。（，２）は金
属棒、３は金属管で、いずれもＳＯＯ〜６Ｑθ℃の加熱
条件下で十分な機械的強度を有し、熱膨張率がｔ〜／／
×１０．−基の材料が望ましく、鋼材でなるものが好適
である。

次に、従来の製造方法の一例を第一図により説明する。

第一図は金属管３を中；ｃ？ｔｃ有する絶縁管の製造方
法を示すもので、成形用金型を使用する。

成形用金型中を枠ダ上部に原料装填室ｊｆｉを有する分
割構造の壁部左、中央に金属管３を固定するための突部
６ａを有する支持金６、および加圧金７、以上夕部品で
構成されている。

原料ｋｔ、ｐｂｏ、１０モに、ＢＪｏ、７　・０．３モ
に、ＳＬＯコ。

７２モルの成分組成で転位温度が’１２０℃のガラスを
コθＯメツシュに粉砕した粉末３３ｖ％と１０〜ｌθθ
メツシユに粉砕した合成含弗素金マイカの粉末ＡｋＶ％
を混合したものを使用し、この混合粉末忙約３％の水分
を加え湿潤状態にし、冷間加圧成形（成形型は図示せず
）により原料装填室ｊａＫ装填できる板状に成形し、乾
燥して水分を除去した予備成形体ざとして使用する。ま
た、金属管３には＃、−図に示すように中央貫通孔の上
部、？ａを封止したものを使用する。

成形は、成形用金型中、枠ダ、壁部３および支持金６を
第一図（ａｔ部に示すように組立て、加圧金７は組立て
ずに＆、ｔθ℃に、金属管３け６θＯ℃Ｋ、予備成形体
ざはざ００℃にそ４ぞね加熱する。

加熱が完了すると、金属管３を壁部３内で支持金６上に
装填し、次に予備成形体ざを原料装填室！ａ忙装填する
。このときの状態が第一図（ａ）部に示しである。次に
加圧金７を予備成形体を上忙装置し、加圧成形機（図示
せず）により加圧金７を加圧し、予備成形体ｔを壁部３
と金属管３が形成する空間部９に圧入して絶縁物／を成
形する。このときの状態が第２図（ｂ）部忙示しである
。この状態でＰｌ＃物ｌの温度が９００℃（ガラスの転
位温度より低い濡変）Ｋなるまで冷却し、成形用金型を
分解して成形品を取り出し、機械加工により円筒状の絶
縁物／を有する第１図（ｂ１部に示す絶縁管に仕上げて
製造を完了するものであった。

ち しかし、上記の従来の製造方法によつイ場合、？綴棒あ
るいは絶縁管の長さが短いものは、形成された絶縁物／
忙ついて、加圧部忙近い位置と先端部の位置の密度が近
似しておりきわめて好ましい特性を有する製品が得られ
るが、製品の長さが長いものの場合は好ましい特性を有
するものが得られないという致命的な欠陥があった。以
下その理由について説明する。原料であるガラス質とマ
イカの粉末の混合物は加熱状態においてもきわめて高い
粘性を有する。そうして、この粘性は、温度に大きく支
配され、温度が上昇する忙従い低くなり温度が下降する
と急激に高くなるものである。

成形時における予備成形体ｔの加熱温度を高くすると粘
性は低くなるが、温度が上昇するほどガラス質のマイカ
に対する侵食が激しくなるので自ずと加熱温度には限界
があり、ｇｏθ〜ｒｈｏ℃が限度である。また成形用金
型の加熱温度も強度忙関連し、５３０℃が限度である。

加圧成形時、加圧金７により加圧を受けた予備成形体ｌ
は空間部９に圧入さねるが、壁部３に接して温度が低下
すると粘性が急上昇するために流動性が悪くなり、製品
の長さが長くなると先端部／ｂＫは完全な充填が行われ
ず密度が上昇しなくなる。そのため。

均一な絶縁物／が形成さねないととＫなる。

以上の現象は不可避の条件であるため、長い絶縁棒状体
が得らねず、従来のかかる製造方法の致命的欠陥であっ
た。

さらに、上記の製造方法による欠陥を避けるために、絶
縁物の流動距離を短くする成形方法による製造方法を試
みた。この方法は有機系の熱軟化性樹脂の成形に常法と
して多用さねている従来の成形方法である。この従来の
他の製造方法を第３図により税、明する。

成形用金型は、それぞれ縦力向忙コ分割された止金１０
と下金／／で成形部を構成し、両側忙金属管３の外径に
嵌合する貫通孔を有する壁部（図示せず）を有し、金属
管３をｊ！通して水平に支持するととｋより、金ＪＩＦ
ｊを巻回して絶縁物／が圧入される空間部ｔが形成され
る。止金１０の上部には空間部９に通ずる充填溝／（７
ａが金属管３の軸線と平行に設けである。／３は原料装
填金で中央に原料装填室／、？ａを有している、下金／
／。

下金ＩＯおよび原料充填金１３は台金／２上に載置され
、枠あるいは締付治具（いずれも図示せず）Ｋより一体
化さね充填部／４１’ｌ構成する。また、原料充填室／
、？ａに嵌合する加圧金７を有する。

次に製造工程を説明する。先の例と同じ原料を使用し、
原料装填室／３＆に装填できる予備成形体ｇを準備する
。成形は、一体化された充填部／４’と加圧金７を夕よ
０℃に、金属管Ｊを１００℃に、また予備成形体ｇをｇ
ｏＯ′ｃｌＣそねぞれ加熱する。

加熱が完了すると、金属管Ｊを下金１０と下金／／の壁
部の貫通孔に嵌合して支持する。水圧予備成形体ｇを原
料装填金７３の原料装填室／、？ａ内にｌＡ填する。こ
のときの状態が第Ｊ図Ｋ（ａｔ部として示した。次に加
圧金７を予備成形体ｇ上に載置し、加圧成形機（図示せ
ず）Ｋより加圧金７を加圧し、予備成形体ｔを空間部９
に圧入する。予備成形体ｔは、充填溝１０ａを通過して
空間部９を左右に分岐して流動し、金属管３の下部で先
頭部／ｃが衝突合体して流動が停止し、ついで加圧金７
による加圧部より流動した予備成形体ｇの密度が上昇し
、ガラス・マイカ塑造体よりなる絶縁物／が成形される
。このときの状態が第３図に（ｂ）部として示しである
。先の実施例と同様冷却後成形用金型を分解し、成形品
を取り出し、機械加工により第１図（ｂ）部に示す形状
の絶縁管に仕上げて製造を完了する。

しかし、かかる従来の製造方法忙よる成形品には、成形
品の下部、すなわち流動した予備成形体形用金型の下金
１０と下金／ｌの壁面に接して流動した先頭部ＩＣの温
度が低下し粘性が上昇したために左右の先頭部／Ｃが衝
突しても接合できなかったもので、不可避の現象である
。この亀裂は絶縁管としての価値を完全に消失するもの
であり。

この製造方法の致命的な欠点であった。

この発明は、以上のような従来の製造方法の欠点を完全
に除去し、成形された絶縁物の各部分の密度が均一で、
かつ、亀裂の発生もなく、しかも長尺の絶縁棒あるいけ
絶縁管を得ることができる絶縁棒状体の製造方法を提供
することを目的とするものである。

以下、この発明の一実施例について第グ図を参照して説
明する。使用する成形用金型のうち加圧金７．下金１０
．台金１．２．原料充填金１３は第３図に示す従来の成
形用金型部品と同じである。

２１け下金であって、その底部に溜り溝Ｊ／ａが設けて
あり、この溜り溝ｊ／Ｑと空間部９とを連通ずる流通溝
ｕ／ｂが設けであるものを使用する、予備成形体ｔの作
成、金属管３、成形用金型および予備成形体ざの加熱、
成形工程も、第３図で示した従来の製造方法と全く同じ
手順で行う。

加圧成形機により加圧金７を加用すると、予備成形体ｔ
は充填溝／（７ａ’を通過して空間部９を左右に分岐し
て流動し、金朽管３の下部で先頭部／ｃが衝突合体し、
その先頭部／Ｃは一体となって流通溝、２／ｂを通過し
て溜り溝、２／ａを充填して流動が停止し、あと加圧金
７による加圧により、流動後停止した絶縁物ｌの密度が
上昇し、ガラス・マイカ塑造体よりなる絶縁物／が成形
される。こ芝 のときの状態が第ダ図（ｂ１部に示した。成形品の冷却
、成形用金型の分解、成形品の取り出し、機械加工によ
る製品仕上げ等、いすねも上記の従来の製造方法と全く
同じである。

上記のこの発明の製造方法により得られた製品は、Ｐ綴
物ｌが、加圧部忙近い絶縁物部分／ｅと加圧部に最も遠
い下部のＰ綴物部分／ｆを含め各部分の密度忙殆んど差
がなく、きわめて均一な絶縁物／が形成される。−！″
た、従来の製造方法による製品に現出した軸方向圧発生
した亀裂は勿論、その他の部分に亀裂が発生することも
ない。そうＬ″′Ｃ′Ｃ製品が長くなってもこの傾向は
全く変らず曙、長尺の高品質製品が得られる。

この発ＩＩＡＫなる製造方法の場合、金属管３の左右に
分岐して流動した先頭部／ｃが、温度が低下して粘性が
上昇し、完全に接合し得ない状態で衝突するが、この部
分は後続の流動物により流通溝、２１ｂを経由して溜り
溝、２　／ａｉｆＣ押し出され、先頭部ＩＣの接合部は
温度が高く粘性が低い流動性のＰ綴物で形成されるので
、亀裂の生じない接合部が得られることになる６また、
予備成形体ざの流動距離が短いため、成形さねた絶縁物
／の各部分の密度が均一であり、従来の製造方法の欠点
を完全に除去することができる。

なお、上記実施例では絶縁管の製造を対象にしたが、こ
の発明は、これに限定されるものではなく、丸形の外囲
角形の絶縁管や絶縁棒など種々の絶縁棒状体に適用して
同様の効果を奉することは勿論である。

以上のように、この発明忙よねば、従来の型造方法では
得らねなかった長尺の製品が容易に得ら的強度と高い絶
縁特性を保持するとともに、経年変化による特性の劣化
が全く無く長期信頼性忙富み、安定した特性保持品とし
て広範囲に使用することができ１ｍ器、設備の特性向上
および小形化が可能になり、その効果はきわめて大きい
。

【図面の簡単な説明】

卯１図は従来の絶縁棒状体の一部縦断面図で同図（ａ）
に絶縁棒、同図（ｂ）　Ｋ絶縁管を示す。第１図は従来
の製造方法の一例を示す縦断面図で同図（＆）に加圧成
形直前の状態を、同図（ｂ）に加圧成形完了時の状態を
示す。第３図は従来の製造方法の他の一例を示す縦断面
図で同図（ａ）に加圧成形直前の状態を、同図（ｂ）に
加圧成形完了時の状態を示す。第４図はこの発明釦なる
製造方法の一実施例を示す縦断ＴｉＶｉ図で同図（ａ）
に加圧成形直前の状態を、同図（ｂ）に加圧成形完了後
の状態を示す。 ／・・絶縁物、コ・・金属棒、３・・金属管、７・・加
圧金、ざ・・予備成形体、９・・空間部、ｌθ・・上帝
、ｔθａ・・充填溝、ｌコ・・台金、１３・・原料装填
金＋　ＩＪ＆・・原料装填室。 ｌり・・充填部１．２１・・下金１．２／ａ・・溜り溝
、コ／ｂ・・流通溝。 ｆＪお、各図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示
す。 代理人　　葛　野−信　− ％１図 （０＞　　　　　　　（ｂ） 幣２図 （ａ）　　　、　　　（ｂ） 処３図 （ａ）（ｂ） 光４図 （ａ）　　、　　（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両側面に金属棒状体を貫通支持する貫通孔を有す
   る壁部と、前記貫通孔に前記金属棒状体を貫通して水平
   支持したとき形成される前記金属棒状体を包囲する空間
   部と、この空間部の上部に上面に通じる充填溝を備え、
   前記空間部に絶縁物を充填したのら分解して前記金属棒
   状体と前記絶縁物でなる成形品を取出す機能を有する第
   １の成形用金型と、 前記第１の成形用金型の上部に直結し、前記絶縁物の原
   料装填室およびこの原料を加圧する加圧金を備え、前記
   第１の成形用金型の前記充填溝を通じて前記空間部に前
   記原料を圧入する機能を有するｔａコの成形用金型と、 を使用し、前記＠ｉ、第一の成形用金型と前記金属棒状
   体と前記原料をそれぞれ所定温度に加熱する工程と、加
   熱状態で前記金属棒状体を前記第１の成形用金型内に支
   持する工程と、前記原料を前記原料装填室に装填する工
   程と、前記加圧金妬より前記原料を加圧し前記充填溝を
   通じて前記空間部に前記原料を圧入して前記絶縁物を成
   形する工程と、冷却後前記成形用金型を分解して前記成
   形品を取出す工程よりなる外周面に前記絶縁物を巻回し
   た絶縁棒状体の製造方法にお（・て、前記空間部の底部
   に流通溝を介して前記空間部に連通ずる溜り溝を有する
   前記第１の成形用金型を使用することを特徴と子る絶縁
   棒状体の製造方法。 ｆ、２）　　Ｐｌ＃物がガラス・マイカ塑造体でなる特
   許請求の範囲第１項記載の絶縁棒状体の製造方法、