JPS59196527A - 消弧性を有する組成材料 - 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】 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念による消弧性
を有する材料から出発する。このような材料は米国特許
第４０１１４２６号明細書から知られている。公知のこ
の材料は他の消弧性材料とは異なり主としてこの材料が
消弧性成分の他にこの材料に導電性を付与する成分を有
していることを特徴とする。これによって消滅すべきア
ークがこのような消弧性材料から成るかまたはかかる材
料を備えるかまたはかかる材料で被覆された電極間で直
接発生し得る。この材料の有利な消弧作用は消弧が主と
してアーク発生点の間を通過する過程により起ることに
基づく。

かかる材料に互いに矛盾する要求が求められるニ一方で
この材料は消弧作用を持たなければならない、そのため
に電気陰性ガスを遊離する成分、例えばイオウ、硫酸バ
リウム、硫酸鉄アンモニウム、弗化カルシウム、ポリテ
トラフルオルエチレン、ＯＦ、ＳＦ、　、六弗化イオウ
または六弗化セレンを含有する、その際後者は例えばモ
レキュラールシープまたは他の吸着物質に結合されるか
、またはイオウ、フッ素等を含有する化学化合物、例え
ばポリテトラフルオルエチレンに対するアークの作用に
よって生成することができる；他方で該材料は導電性で
なければならず、そのために銀壕だは銅またはニッケル
または鉄から成る、１・たけこれらの合金から成る粉末
を含有し、かつできる限り焼損が小さくなければならな
い（高いｉｆｌ、Ｉ弾性）。

本発明の課題は、冒頭で挙げた形式の材料を、十分な導
電性を維持しながら導電性金属の割合を減少させ、かつ
消弧を有利にする成分の割合を高めるように改善するこ
とを基礎とする。

この課題は特許請求の範囲第１項に記載された特徴を有
する材料によって解決される。導電性金属が消弧作用を
する粉末のコーティングとし、て拐料内に埋込むことに
よってこの材料の導電性は、その代わりに同じ大きさで
同じ数の中実の、導電性金属から成る粒子が材料内に存
在する場合に比べて実質的に低下しない、それというの
も互いに接触する導電性粒子の数によって決定されるｍ
路の数は変らないからである。したがって本発明による
手段によって導電性が変えすて導電性金属の重量割合を
低めることができ（かつこれにより例えば高価な貴金属
が節約される）、も（７くけ導電３− 性金属の重量割合を変えずに消弧性材料の導電性を高め
ることができる。節約された導電性金属を消弧性物質で
代えることができ、これにより本発明による材料から製
作される電極の消弧作用および寿命を直接高めることが
できる。焼損、およびしたがって寿命についても材料の
消弧性成分、例えばケイ砂、ガラス粉末または弗化カル
シウム粉末の１種以上が導電性金属で被覆されているこ
とが有利に働く。ケイ砂もしくはガラス粉末は材料の電
気陰性ガスを放出する物質よりも高い融点を有する無機
成分の例である；この成分は消弧作用の下で消弧性ガス
を放出しないが、アーク内で一定の電流制限およびアー
クの冷却の作用を持つ。

かかる物質の他の例はケイ素粉末、酸化アルミニウム粉
末およびドロマイト粉末である。

本発明による材料用の結合剤としては第一にプラスチッ
ク、中でも硬化性−成分および二成分樹脂（熱硬化性プ
ラスチック）、例えばエポキシド樹脂、フェノール樹脂
、尿素樹脂、メラミン樹脂およびシリコン樹脂が挙げら
れる。結合剤とじて４−− 樹脂は、本発明による祠料を塗布可能な液状からペース
ト状の調剤として製造でき、これを使用者が必要に応じ
てこの調剤から流込みおよび硬化によって消弧性成形体
を製造するかまたは支持体（例えば遮断スイッチまたは
安全装置で金属の消弧板または電力開閉装置用消弧室の
ケーシング壁）に塗布することにより消弧性コーティン
グを有する構造部を製造することにより更に処理するこ
とができる点で有利である。

熱可塑性プラスチックもこれが充填剤を受容し得る限り
において結合剤として好適である。例えばポリアミド、
ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートおよびポ
リブチレンテレフタレートである。これらの結合剤は、
射出成形による消弧性成形体の経済的な製造を可能にす
る利点を有する。

アークの作用下に得られる炭素に富む分解生成物と煤を
出きる限り少量にするために炭素含有有機結合剤の含量
を出きる限り低く保つように努めるべきである。その上
に出きる限り特に高い耐ア−ク性を廟する結合剤を選択
しなければならない。

イｊ重結合剤の他に無機結合剤、例えば水ガラス（クイ
酸ツノルシウムおよび／−１だけケイ酸ナトリウム）−
マたは低融点のエナメルも挙げられる。

課題の他の解決は特許請求の範囲第５項に記載の発明で
ある。この材料の成分の化学的性質については初めの解
決で述べられた提案が相応して該当する。特許請求の範
囲第５項による材料は、その導電性が金属成分の異方性
分配の結果同様に異方性である点で特許請求の範囲第１
項による材料と異なっている。導電性金属の異方性分配
によυこの材料から製作された成形部品（電極）内で電
路を、この電路が成形部品の電流接続位置から有利にア
ーク発生点が存在する、またはより良い表現を使えば移
動し得る、成形部品の表面範囲に向う（有利に成形部品
の表面に対して垂直に配向される）ようにして所定通り
に導くととが可能である。成形部品の他の表面範囲に向
う電路は不必要であるかまたは不所望である。これを導
電性金属の所定の異方性分配によって低減または防止す
ることができ、かつこのことが特許請求の範囲第１項の
発明による解決の場合と同様に材料の消弧性成分の割合
を有利にする形で導電性金属の節約をもたらす。導電性
金属を繊維の形状で材料内に埋込む場合に（特許請求の
範囲第６項）、目的に応じた異方性の導電性が特に有利
に達成される。そのために必要な技術は繊維複合材料の
製造の専門分野の当業者には知られている１、 他の異方性分配による導電性金属の節約の他の方法は、
導電性金属を主としてうろこ状粉末の形状で形成するこ
とである（特許請求の範囲第７項）。

この方法は中でも結合剤として硬化性合成樹脂を使用す
る場合に重要である。未硬化の、依然として液状または
ペースト状の材料をコーティングとして支持体に塗布す
るかまたはこの材料を成形体を形成するために型に充填
した場合、うろこ状金属粉末粒子の優れだ配向が、うろ
こ状粉末が有利に互いに並行するようにして形成される
。これによって隣接するうろこ状粉末の重なりおよびこ
れによるこの優先方向での電路の形成を有利にする。

７− 導電性金属の分配の異方性を達成するためのもう１つの
方法は、該金属を織物の形で材料に埋込むことであり、
これは放出される消弧性ガスの通過を可能にし、かつ材
料の機械的強度を高める（特許請求の範囲第８項）。

以下実施例につき本発明を詳説する。

例で使用される粉末状物質は約１μｍ〜約ｉｏｏμｍ、
有利に５μｍ〜３０μｍの粒度を持つ。

例　　１ 消弧性を有する材料は微粉砕ケイ砂３０重量％、＠２０
重量％、ポリテトラフルオルエチレン粉末２５重“肚チ
イオウ粉末５重量％および２成分エポキシド樹脂２０重
ｉ％を含有する。ケイ砂を化学被覆法（すなわち無電解
）により銀で被覆する。

被覆されたケイ砂、ＰＴＦＥ−粉末、およびイオウ粉末
をまだ液状であるエポキシド樹脂調製物中に攪拌混入し
、混合物を型に注入し、かつ高めた温度で硬化させる。

形成された成形体は開閉装置および安全装置で消弧性電
極として好適である。

−８＝ 例　　２ 例１で挙げた組成を持つ材料を、充填剤をまだ硬化性成
分を含有していないエポキシド樹脂ベースに攪拌混入す
るようにして製造する。得られた塗布可能なペーストお
よび硬化剤は別個に充填されて使用者に供され、かつこ
の使用者によって初めて使用前に混合される。この材料
は消弧室構造部材の被覆、および過電圧保護装置、避雷
装置または電気鉄道車で隣接架線間の消弧のために使用
する鉄道電流相分離器（Ｂａｈｎｓｔｒｏｍ−Ｐｈａｓ
ａｎｔｒｅｎ−ｎｅｒ）でアークホーンの被覆に好適で
ある。

例　　３ 材料は直径約１０μｍのニッケル繊維２５重置引弗化カ
ルシウム粉末２０重量％、硫酸バリウム粉末２０重量％
、ドロマイト粉末１０重ｆｔ　％および微粉砕ケイ砂１
０重量係、硬化性メラミン樹脂１５重量％から成る。先
ず粉状充填剤を捷だ液状である樹脂ベースに攪拌混入し
、引続き束ねたニッケル繊維を縦長の型に挿入し、かつ
粉状充填剤を含んだ樹脂混合物を注入する。樹脂の硬化
後成形体を切断する。これらは開閉装置で消弧性電極と
して好適である。

例４および５ 例１および２を、ケイ砂を銀で被覆せずに、ケイ砂と鋼
を別個に材料に混入し、しかも銀はボールミルで粉砕す
ることにより樹枝状銀粉から得られた、主として小板状
構造の粉末として使用するように変更する。

例　　６ 材料はポリテトラフルオルエチレン粉末３０重量％、微
粉砕ケイ砂２０重量係、銅２０重量％、イオウ粉末５重
量％および結合剤としてのポリエチレンテレフタレート
２５重量％から成る。ケイ砂を銅で無電解法で被覆し、
引続きＰＴＦＥ−粉末およびイオウ粉末と一緒に乾燥状
態で微粒のポリエチレンテレフタレート顆粒を混合し、
かつ射出成形機で加工して成形体にする。この成形体は
消弧性構造部品として、特に電極および開閉装置および
安全装置で消弧板または消弧リングとして好適である。

１１− 第１０の続き （η）発　明　者　ウルスラ・メイヤードイツ連邦共和
田７５３０ブフオル ツハイム・ユリウス・ネハー・ シュトラーセ２２ （４発　明　者　カール・ルードウイヒ・メイヤドイツ
連邦共和国７５３０プフオル ツハイム・ヨーゼフ・バター・ シュトラーセ２３ ・４発　明　者　ローランド・ミカールドイツ連邦共和
田７５３０プフオル ツハイム・タレヘンシュトラ− セ８ （盆発　明　者　カール・イー・ザーガードイツ連邦共
和国７５３０プフオル ツハイム・ガルテンベーク６４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）　　導電性金属、特に銀、アークの作用下に電気
   陰性ガスを発生する粉末（Ａ）、および電気陰性ガスを
   発生する粉末（Ａ）よりも融点の高い無機粉末（Ｂ）、
   特に酸化ケイ素を含有しており、結合剤中に埋込着れる
   消弧性を有する組成材料において、粉末（Ａ）の少なく
   とも１部および／または無機粉末（Ｂ）の少なくとも１
   部の粒子が導電性金属の１部で少なくとも被覆されてい
   ることを特徴とする、消弧性を有する組成材料。 （２）　　導電性金属で被覆された無機粉末（Ｂ）がケ
   イ砂である、特許請求の範囲第１項記載の材料。 （３）　　導ｉＩｔ性金属で被覆された無機粉末ＣＢ）
   がガラス粉末、特に球状ガラス粉末である、特許請求の
   範囲第１項記載の材料。 （４）導電性金属で被覆された無機粉末（Ｂ）が弗化カ
   ルシウム粉末である、特許請求の範囲第１項記載の材料
   。 （５）導電性金属、特に銀、アークの作用下に電気陰性
   ガスを発生する粉末（Ａ）、および電気陰性ガスを発生
   する粉末（Ａ）よりも融点の高い無機粉末（Ｂ）、特に
   酸化ケイ素を含有しており、結合剤中に埋込まれる消弧
   性を有する組成材料において、導電性金属が材料内で異
   方性的に分配されていることを特徴とする、消弧性を有
   する組成材料。 （６）　　材料内で導電性金属が配向の優先方向を有す
   る繊維の形状で存在する、特許請求の範囲第５項の材料
   。 （７）材料内で導電性金属が主としてうろこ状粉末の形
   状で存在する、特許請求の範囲第５項の材料。 （８）材料内で導電性金属が織物の形状で存在する、特
   許請求の範囲第５項記載の材料。