JPS61127654A - Cyrindrical mica composite material and manufacture - Google Patents

Cyrindrical mica composite material and manufacture

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JPS61127654A
JPS61127654A JP20146185A JP20146185A JPS61127654A JP S61127654 A JPS61127654 A JP S61127654A JP 20146185 A JP20146185 A JP 20146185A JP 20146185 A JP20146185 A JP 20146185A JP S61127654 A JPS61127654 A JP S61127654A
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JP
Japan
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mica
mica paper
binder
paper
titanate
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JP20146185A
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Japanese (ja)
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アーサー・エフ・ドイル
デニス・ジエイ・スクラースキー
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Essex Group LLC
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Publication date
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    • B31MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31FMECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/0003Shaping by bending, folding, twisting, straightening, flattening or rim-rolling; Shaping by bending, folding or rim-rolling combined with joining; Apparatus therefor
    • B31F1/0045Bending or folding combined with joining
    • B31F1/0048Bending plates, sheets or webs at right angles to the axis of the article being formed and joining the edges
    • B31F1/0051Bending plates, sheets or webs at right angles to the axis of the article being formed and joining the edges for making articles of definite lentgh
    • B31F1/0054Bending plates, sheets or webs at right angles to the axis of the article being formed and joining the edges for making articles of definite lentgh using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/59Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon
    • HELECTRICITY
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    • H01B19/02Drying; Impregnating
    • HELECTRICITY
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    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は雲母を含む複合材に係る。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a composite material containing mica.

従来の技術 雲母を含む円筒体はスタンドオフの如き電気絶縁構造体
として従来より多年に亘り使用されている。典型的には
かかる雲母円筒体は雲母シートをポリマーバインダにて
含浸し、次いでそのシートを型の周りに巻き付け、次い
でバインダを硬化させて円筒体を形成すべくシートを加
熱することにより形成される複合構造体である。かかる
構造体は良好な誘電強度及び熱的安定性を有し、比較的
低塵である。しかしかかる雲母円筒体は水分による変質
を受けやすく、比較的容易に破壊し、必ずしも厚さが一
様ではなく、又は高温度に於て必ずしも寸法的に安定で
はない。更にかかる円筒形構造体は耐ひずみ性に乏しく
、比較的機械加工性に乏しいものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Cylindrical bodies containing mica have been used for many years as electrically insulating structures such as standoffs. Typically such mica cylinders are formed by impregnating a mica sheet with a polymeric binder, then wrapping the sheet around a mold, and then heating the sheet to cure the binder and form the cylinder. It is a composite structure. Such structures have good dielectric strength and thermal stability and are relatively low dust. However, such mica cylinders are susceptible to deterioration by moisture, break relatively easily, are not necessarily uniform in thickness, or are not necessarily dimensionally stable at high temperatures. Furthermore, such cylindrical structures have poor strain resistance and are relatively poorly machinable.

従って当技術分野に於て必要とされているものは上述の
如き種々の問題を克服する雲母複合材の円筒体である。
Therefore, what is needed in the art is a mica composite cylinder that overcomes the various problems discussed above.

発明の概要 本発明は、約1〜4wt%の有機チタネートと約0.5
〜2wt%のメタルナフテネートとを含有する約5〜1
4wt%のポリシロキサンバインダにて含浸された一つ
又はそれ以上の雲母紙を含む比較的高密度の雲母円筒体
に関するものである。本発明の雲母円筒体は従来の雲母
円筒体に比して優れた耐湿性、熱的安定性、寸法安定性
、強度、及び耐ひずみ性を有している。更に本発明の円
筒体は耐擦過性を有し、また優れた機械加工性を有して
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an organic titanate containing about 1 to 4 wt% and about 0.5 wt% of an organic titanate.
~2wt% of metal naphthenates.
The present invention relates to a relatively dense mica cylinder comprising one or more mica papers impregnated with 4 wt% polysiloxane binder. The mica cylinder of the present invention has superior moisture resistance, thermal stability, dimensional stability, strength, and strain resistance compared to conventional mica cylinders. Further, the cylindrical body of the present invention has scratch resistance and excellent machinability.

本発明の伯の一つの局面は、約1〜4wt%の有機チタ
ネートと約0.5〜2wt%の金属ナフテネートとを含
有する約5〜20wt%のポリシロキサンバインダにて
雲母紙を含浸し、かくして含浸された雲母紙を型の周り
に巻き付け、雲母紙が拘束された状態にて成る圧力及び
温度下にて稠密化を行ってバインダを硬化させ、これに
より耐湿性に優れた円筒体を形成することにより、上述
の如き優れた円筒体を形成する方法である。
One aspect of the invention is to impregnate a mica paper with about 5-20 wt% polysiloxane binder containing about 1-4 wt% organic titanate and about 0.5-2 wt% metal naphthenate; The impregnated mica paper is wrapped around the mold, and the binder is densified and hardened under the pressure and temperature that the mica paper is held in, thereby forming a cylindrical body with excellent moisture resistance. This is a method for forming an excellent cylindrical body as described above.

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.

発明を実施するための最良の形態 本明細書に於て、円筒体又は円筒形という言葉は閉じら
れた曲線の断面を有する構造体に限定されるものではな
く、任意の多角形断面の構造体を含むものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In this specification, the term cylindrical body or cylindrical shape is not limited to a structure having a closed curved cross section, but can also refer to a structure having an arbitrary polygonal cross section. This includes:

本発明の実施に使用される雲母紙は、従来の任意の連続
的な薄い雲母紙であってよいが、白雲母又は金雲母にて
形成された雲母紙が好ましい。いがなる材料が選定され
るかは最終製品に必要とされる特性次第である。典型的
には、高誘電特性が必要とされる場合には、白雲母が使
用され、高温特性が必要とされる場合には、金雲母が一
般に選定される。雲母紙は通常の方法を用いて形成され
る従来の水中にて分解され製紙された雲母紙の形態を成
している。雲母紙の厚さは約50.8〜508μの範囲
であり、約127μが好ましい。
The mica paper used in the practice of this invention may be any conventional continuous thin mica paper, but mica papers formed from muscovite or phlogopite are preferred. The material chosen will depend on the properties required in the final product. Typically, muscovite is used when high dielectric properties are required, and phlogopite is generally selected when high temperature properties are required. The mica paper is in the form of conventional underwater decomposed mica paper formed using conventional methods. The thickness of the mica paper ranges from about 50.8 to 508 microns, with about 127 microns being preferred.

雲母紙を形成するために使用されるバインダは他の雲母
紙を形成するために使用されている熱的に交差結合可能
なシリコンポリマー系の何れであってもよい。何れのポ
リマー系が選定されるかは最終製品としての雲母紙に必
要とされる特性次第である。多くの雲母紙は高温環境(
約359°「(180℃))に於て使用されるので、使
用されるバインダはかかる高温度に於て熱的に安定であ
ることが好ましい。好ましいポリマー系は[)OWCo
rnlno4−3136、[)ow  Cornlr+
o2104又は2105又は2106としてアメリカ合
衆国ミシガン州・ミツドランド所在のダウ・コーニング
社(Dow  Corning  Corporati
on)より販売されているメチル・フェニル・ポリシロ
キサン又はメチルポリシロキサンである。これらのポリ
マーは典型的には約400下(204℃)より約500
下(260℃)又はそれ以上にitにて硬化し、硬化す
ると約1000’F (538℃)までの湿度に対し熱
的に安定になる。本発明の実施に使用されるポリシロキ
サン系は硬化中に過度に凝縮したりガスを発生したりす
るものであってはならない。何故ならば、かかる現象に
より雲母紙中に水泡や気孔が形成されることによって欠
陥のある雲母紙が形成されるからである。
The binder used to form the mica paper can be any of the thermally crosslinkable silicone polymer systems used to form other mica papers. The polymer system chosen depends on the properties required of the final mica paper. Many mica papers are used in high temperature environments (
Since the binder used is preferably thermally stable at such high temperatures, the preferred polymer system is [)OWCo.
rnlno4-3136, [)ow Cornlr+
o2104 or 2105 or 2106 by Dow Corning Corporation located in Midland, Michigan, USA.
It is methyl phenyl polysiloxane or methyl polysiloxane sold by On. These polymers typically have temperatures below about 400°C (at 204°C) to about 500°C.
It cures at temperatures below (260°C) or higher and once cured is thermally stable to humidity up to about 1000'F (538°C). The polysiloxane systems used in the practice of this invention must not condense or outgas excessively during curing. This is because such phenomena cause the formation of water bubbles and pores in the mica paper, resulting in the formation of defective mica paper.

アメリカ合衆国ニューシャーシー州・ベイヨン所在のケ
ンリッチ・ペトロケミカルズ社(Kenrich  P
 etrOchelicals  I no、 )より
販売されているネオアルコキシ・チタネートを含む任意
の両立可能な有機チタネートが、約1〜4wt%の範囲
(約2wt%が好ましい)にてポリマー系と混合されて
よい。最も有用なチタネートはポリマー系、即ちポリシ
ロキサン中に於て溶解可能であり且つ6一 ポリマーの迅速な交差結合(ポリマー系の有効期間を短
くする)を促進することのないチタネートである。チタ
ネートが迅速な交差結合を惹き起すか否かは円筒体を形
成するために使用される製造方法次第である。迅速な製
造方法が採用される場合には迅速な交差結合が許容され
るが、低速の製造方法が採用される場合には品質の劣る
製品が形成される。幾つかの典型的なチタネートが下記
の表1に示されており、好ましいチタネートはモノアル
コキシ・ピロホスフェート・チタネート族のチタネート
である。
Kenrich Petrochemicals, Bayonne, New Chassis, U.S.A.
Any compatible organic titanate may be mixed with the polymer system in the range of about 1 to 4 wt% (with about 2 wt% preferred), including neoalkoxy titanates sold by etrOchelicals Ino, Inc.). The most useful titanates are those that are soluble in the polymer system, ie, polysiloxane, and that do not promote rapid cross-linking of the polymer, which shortens the shelf life of the polymer system. Whether titanates undergo rapid cross-linking depends on the manufacturing method used to form the cylinder. Rapid cross-linking is tolerated when rapid manufacturing methods are employed, but inferior products are formed when slower manufacturing methods are employed. Some typical titanates are shown in Table 1 below, with the preferred titanates being those of the monoalkoxy pyrophosphate titanate family.

表  1 イソプロピル・トリイソステアロイル・チタネート イソプロピル・トリメタクリル・チタネートイソプロピ
ル・トリアクリル・チタネートイソプロピル・トリ(テ
トラエチレントリアミノ)チタネート イソプロピル・トリ(ジオクチルホスフェート)チタネ
ート イソプロピル・トリ(ジオクチルピロホスフェート)チ
タネート トリ(ブチル・オクチル・ピロホスフェート)イソプロ
ピル・チタネート モノ(ジオクチル・ハイドロジエン・ホスファイト)チ
タネート テトライソプロピル・ジ(トリデシルホスファイト)チ
タネート ネオアルコキシ・トリイソステアロイル・チタネート ネオアルコキシ・ドデシルベンゼンスルホニル・チタネ
ート ネオアルコキシ・トリ(ジオクチルホスフェート)チタ
ネート ネオアルコキシ・トリ(ジオデルピロホスフェート)チ
タネート ソープ・ドライヤと同類の通常のメタル・ナフテネート
・ドライヤが、ベースポリマーの約0゜5〜2wt%(
約1wt%が好ましい)の濃度にてペースポリマーに添
加される。かかるメタリック・ソープ・ドライヤの例は
、マンガンナフテネ−1・、亜鉛ナフテネート、スズナ
フテネート、コバルトナフテネート等である。チタネー
トとの関連でこれらのナフテネート・ドライヤを添加す
ることにより、他の特性が低下されることなく雲母紙の
耐湿性が向上されるものと考えられる。
Table 1 Isopropyl triisostearoyl titanate Isopropyl trimethacrylic titanate Isopropyl triacrylic titanate Isopropyl tri(tetraethylenetriamino) titanate Isopropyl tri(dioctyl phosphate) titanate Isopropyl tri(dioctyl pyrophosphate) titanate tri( Butyl octyl pyrophosphate) isopropyl titanate mono(dioctyl hydrogen phosphite) titanate tetraisopropyl di(tridecyl phosphite) titanate neoalkoxy triisostearoyl titanate neoalkoxy dodecylbenzenesulfonyl titanate neoalkoxy - Tri(dioctyl phosphate) titanate neoalkoxy tri(diodel pyrophosphate) titanate soap dryers and similar ordinary metal naphthenate dryers contain approximately 0.5 to 2 wt% of the base polymer (
(preferably about 1 wt%) to the pace polymer. Examples of such metallic soap dryers are manganese naphthenate, zinc naphthenate, tin naphthenate, cobalt naphthenate, and the like. It is believed that the addition of these naphthenate driers in conjunction with titanates improves the moisture resistance of mica papers without degrading other properties.

バインダ用のキャリヤとして一般に使用される溶媒は有
機溶媒であり、脂肪族又は芳香族の何れであってもよく
、トルエン又はキシレンが好ましい。溶媒はバインダの
すべての成分との両立性を有するよう選定されなければ
ならない。溶媒の量は重要ではなく、一般には溶液の全
体積の40〜60%の範囲である。
Solvents commonly used as carriers for binders are organic solvents, which can be either aliphatic or aromatic, with toluene or xylene being preferred. Solvents must be selected to be compatible with all components of the binder. The amount of solvent is not critical and generally ranges from 40 to 60% of the total volume of the solution.

雲母紙に適用されるべき上述の成分を含有するバインダ
溶液は典型的には以下の如く形成される。
A binder solution containing the above-mentioned components to be applied to mica paper is typically formed as follows.

この場合各成分を添加する順序が重要であることに留意
されたい。チタネートがまず最初に添加され、次いでナ
フテネートが添加され、しかる後ポリシロキサンが添加
されなければならない。この順序は成分を良好に溶解さ
せることができるので望ましい。
It should be noted that the order in which each component is added is important in this case. The titanate must be added first, then the naphthenate, and then the polysiloxane. This order is desirable because it allows for better dissolution of the ingredients.

まず溶媒がバインダを形成するための容器内に配置され
る。次いで溶媒にチタネートが添加され、その混合液が
チタネートが溶解し溶液が清澄になるまで撹拌される。
First, a solvent is placed in a container to form a binder. Titanate is then added to the solvent and the mixture is stirred until the titanate is dissolved and the solution is clear.

典型的にはこの工程は約60〜80下(15〜30℃)
の周囲温度にて行われる。溶液が撹拌されている間にそ
の溶液にナフテネート・ドライヤが添加され、該ドライ
ヤが溶解するまで溶液が撹拌される。この工程も周囲温
度にて行われる。次いでかくして得られた溶液にポリシ
ロキサンが添加され、その混合液がそれが均一になるま
で典型的には周囲温度にて約30分乃至1時間に亘り撹
拌される。この場合ポリシロキサンは溶媒が除去された
場合にチタネート及びナフテネートが適正な濃度になる
ような量にて添加される。
Typically this process is carried out at temperatures below about 60-80°C (15-30°C)
The test is carried out at an ambient temperature of While the solution is being stirred, a naphthenate drier is added to the solution and the solution is stirred until the drier is dissolved. This step also takes place at ambient temperature. The polysiloxane is then added to the solution thus obtained and the mixture is stirred until it is homogeneous, typically at ambient temperature for about 30 minutes to 1 hour. In this case, the polysiloxane is added in such an amount that when the solvent is removed, the correct concentration of titanate and naphthenate is achieved.

次いで雲母紙がロールより巻き戻され、平坦面、即ちテ
ーブル、コンベアベルト等の上に配置され、任意の通常
の方法、例えば浸漬法により雲母紙がバインダにて含浸
される。適用されるバインダの量は、最終的に得られる
円筒体が約5〜14wt%のバインダを含有するような
量であり、バインダの適用はバインダが雲母紙全体に亘
り均一に分配されるよう行われなければならない。浸漬
法、ロールソーキング法、スプレー法、ブラッシング法
の如く、雲母紙にバインダを適用する他の従来の含浸法
が採用されてもよ(、方法によっては雲母紙の両面にバ
インダを適用することが望ましい。
The mica paper is then unwound from the roll and placed on a flat surface, ie, a table, conveyor belt, etc., and the mica paper is impregnated with the binder by any conventional method, such as dipping. The amount of binder applied is such that the final cylinder contains about 5-14 wt% binder, and the binder application is such that the binder is evenly distributed throughout the mica paper. must be done. Other conventional impregnation methods of applying binder to mica paper may be employed, such as dipping, roll-soaking, spraying, and brushing (some methods involve applying binder to both sides of the mica paper). desirable.

次いで溶媒を蒸発させるに十分なほど高く且つポリマー
を重合化させるほど高くはない温度に雲母紙及びバイン
ダを曝すことにより、バインダ中に存在する芳香族溶媒
が除去される。典型的には上述の温度は約250〜27
5下(121〜135℃)である。典型的にはこの工程
は雲母紙を炉内に通し又は雲母紙を輻射熱に露呈するこ
とによって行われる。次いで雲母紙は周囲温度に冷却さ
れ、これにより比較的剛固な紙シートが形成される。
The aromatic solvent present in the binder is then removed by exposing the mica paper and binder to a temperature high enough to evaporate the solvent, but not high enough to polymerize the polymer. Typically the temperatures mentioned above are about 250-27
5 below (121-135°C). Typically, this step is performed by passing the mica paper through an oven or by exposing the mica paper to radiant heat. The mica paper is then cooled to ambient temperature, thereby forming a relatively rigid paper sheet.

上述の方法に加えて、バインダにて含浸された雲母紙は
、それを熱及び圧力下にて円筒体に形成する前にバイン
ダを雲母紙全体に亘りより一様に分配させ且つ高密度化
すべく更に処理されてもよい。典型的にはこの工程は雲
母紙全体に亘りポリマーを流動させるに十分な圧力下に
て約200〜275下(93,3〜135℃)の温度に
於て行われる。また圧力は一般に6.89〜31.04
barの範囲である。この工程は通常のプレス装置にて
行われてよい。雲母紙がプレスされる時間及びこの工程
が行われる際の圧力及び温度は、雲母紙の厚さ及び存在
するポリマーの量及び使用されるポリマー系に応じて変
化されてよい(この点については後に説明する例を参照
されたい)。
In addition to the methods described above, mica paper impregnated with binder can be made to distribute the binder more evenly throughout the mica paper and to densify it before forming it into a cylinder under heat and pressure. It may be further processed. Typically, this process is carried out at a temperature of about 200-275° C. (93.3-135° C.) under sufficient pressure to flow the polymer throughout the mica paper. Also, the pressure is generally 6.89 to 31.04
It is in the range of bar. This step may be carried out in a conventional press. The time that the mica paper is pressed and the pressure and temperature at which this step is carried out may be varied depending on the thickness of the mica paper and the amount of polymer present and the polymer system used (more on this later). (See example for discussion).

次いで雲母紙は型の周りに巻き付けられるに十分なほど
柔軟になるよう、約350〜400 ’F(176,6
〜204℃)に加熱される。この工程は加熱されたプラ
テン又は熱源、即ち赤外線ランプの下方に配置されたプ
ラテン上に雲母紙を配置し又は雲母紙を炉内に通すこと
によりて行われてよい。上述の温度はポリマーの重合化
温度以上であるので、この加熱工程は重合化が雲母紙を
ロール加工し得ないほど進行することがないよう迅速に
行われなければならない。典型的には、雲母紙の厚さ及
びその硬化状態に応じて、雲母紙を十分柔軟な状態に軟
化させるには数分(1〜1.5分)しか必要ではない。
The mica paper is then heated to about 350-400'F (176,6
~204°C). This step may be performed by placing the mica paper on a heated platen or platen placed below a heat source, ie, an infrared lamp, or by passing the mica paper through an oven. Since the above-mentioned temperature is above the polymerization temperature of the polymer, this heating step must be carried out quickly so that the polymerization does not proceed to such an extent that the mica paper cannot be rolled. Typically, only a few minutes (1-1.5 minutes) are required to soften the mica paper to a sufficiently flexible state, depending on the thickness of the mica paper and its state of cure.

雲母紙が十分に柔軟になったか否かを決定することは′
B母紙の一つの隅部の可撓性を検査することによって行
われてよい。
Determining whether the mica paper has become sufficiently flexible is
This may be done by testing the flexibility of one corner of the B matrix.

雲母紙が容易に湾曲する場合には、雲母紙は十分に柔軟
になっている。最適の条件、即ち温度及び時間はポリマ
ー系の種類及び雲母紙の厚さによって異なり、従って最
適の条件はケースバイケースに決定されなければならな
い。
If the mica paper bends easily, the mica paper is sufficiently flexible. The optimum conditions, ie, temperature and time, vary depending on the type of polymer system and the thickness of the mica paper, so the optimum conditions must be determined on a case-by-case basis.

雲母紙が柔軟になると、即ち熱可塑性を有するようにな
ると、雲母紙は管状に形成される。典型的にはこの工程
は柔軟になった雲母紙を型の周りに巻き付けることによ
って行われる。またこの工程は手巻きによって行われて
よく、また従来のローリング装置が使用されてもよい。
When the mica paper becomes flexible, ie thermoplastic, it is formed into a tube. Typically this process is done by wrapping the softened mica paper around the mold. This step may also be performed by hand rolling, or conventional rolling equipment may be used.

かかるローリング装置による巻き付は工程の一例が添付
の図に示されており、ローリング装置(巻き付は機)1
0はローラ25に巻き掛けられたベルト20を有してお
り、ベルト20は雲母紙40が載置された状態にてプラ
テン30の加熱された面上を通過するようになっている
。離型剤、即ちテフロン、シリコン等にて被覆された軸
50がベルト20の湾曲部55に配置されており、これ
によりベルト20が軸50の周りを通過する際に雲母紙
が軸50の周りに巻き付けられるようになっている。ベ
ルトの湾曲部55は雲母紙を軸50の周りに巻き付ける
に十分な時間に亘りベルトを軸と接触した状態に維持し
得るようロンドロ0を配置することによって形成されて
よい。一連の雲母紙を軸の周りに巻き付けるか、連続的
なシート状の雲母紙を軸の周りに巻き付けることにより
、雲母紙より成る所望の厚さの管が形成される。雲母紙
を軸の周りに巻き付ける際には雲母紙に引張り力が与え
られる必要はない。雲母紙は所望の形態であり比較的平
滑できれい゛な外観を有する構造体とするに十分なほど
の緊張状態にありさえすればよい。
An example of the winding process using such a rolling device is shown in the attached figure, in which the rolling device (winding machine) 1
0 has a belt 20 wrapped around a roller 25, and the belt 20 passes over the heated surface of a platen 30 with mica paper 40 placed thereon. A shaft 50 coated with a release agent, i.e. Teflon, silicone, etc., is disposed in a curved portion 55 of the belt 20 so that the mica paper will not move around the shaft 50 as the belt 20 passes around the shaft 50. It can be wrapped around. The bend 55 in the belt may be formed by positioning the londo to maintain the belt in contact with the shaft 50 for a sufficient period of time to wrap the mica paper around the shaft 50. A tube of mica paper of the desired thickness is formed by wrapping a series of mica papers around a shaft or by wrapping a continuous sheet of mica paper around a shaft. There is no need for a tensile force to be applied to the mica paper when it is wrapped around the shaft. The mica paper need only be under enough tension to form a structure with the desired configuration and relatively smooth, clean appearance.

雲母紙の厚さが約127μ又はそれ以下である場合、又
はポリマーの量が約7%以下の如き少量である場合には
、雲母紙が型の周りに巻き付けられる前に、雲母紙の内
側(軸と接触する部分)に追加の接着剤の層が適用され
てよい。このことにより管の層間の接着性が向上され、
より良好でより安定な管状構造体が形成される。かかる
円筒体の壁厚は一般に約0.025〜2.54cmであ
る。
If the thickness of the mica paper is about 127μ or less, or if the amount of polymer is small, such as about 7% or less, the inside of the mica paper ( An additional layer of adhesive may be applied (the part in contact with the shaft). This improves the adhesion between the layers of the tube,
A better and more stable tubular structure is formed. The wall thickness of such cylinders is generally about 0.025 to 2.54 cm.

管が形成されると、管を約392〜1000下(200
〜537.8℃)に加熱してバインダを交差結合させる
ことにより、ポリマーバインダが硬化される。この工程
は典型的には炉内にて行われる。管が上述の温度に加熱
維持される時間は壁厚及び雲母紙中に存在するポリマー
の量次第である。しかし典型的な時間は約2〜4時間で
ある。
Once the tube is formed, lower the tube by approximately 392-1000 (200
The polymeric binder is cured by heating to 537.8° C.) to cross-link the binder. This process is typically performed in a furnace. The time the tube is heated and maintained at the above temperature depends on the wall thickness and the amount of polymer present in the mica paper. However, typical times are about 2-4 hours.

管が崩壊することがないよう、管が加熱されることによ
ってバインダが硬化される過程に於て管を拘束すること
が重要である。このことは、金型を使用して、又はガラ
ス布の如き取外し可能な層内にて管を巻き付けることに
より、又は管を編まれたガラス繊維製のスリーブ内に配
置し、それを引張って緊張状態にもたらすことによって
行われてよい。この場合管に対し与えられる拘束は大き
いものである必要はないが、必ず存在しなければならな
い。
It is important to restrain the tube while the binder is hardened by heating the tube so that the tube does not collapse. This can be done using a mold or by wrapping the tube in a removable layer such as glass cloth, or by placing the tube in a woven fiberglass sleeve and pulling it to tension. This may be done by bringing about the condition. In this case, the constraints imposed on the tube need not be large, but they must be present.

管のバインダが硬化されると、管は周囲温度に冷却され
、次いで拘束が除去され、もし最終形状になければ所望
の寸法に機械加工される。
Once the tube's binder is cured, the tube is cooled to ambient temperature, then unconstrained and machined to the desired dimensions if not in the final shape.

か(して得られる雲母円筒体は熱的に安定な優れた電気
絶縁材であり、非常に高い耐湿性及び非常に高い破壊靭
性を有している。上述の如く製造される雲母円筒体はこ
れらのすべての性質を有しているので、従来より電気工
業に於て使用されている従来のセラミック製又はガラス
製の構成要素に置換えられる優れた代替要素である。更
にかかる円筒体は使用温度に加熱された場合にも脆弱に
ならず、また寸法的に安定であり、従ってガラス製又は
セラミック製の円筒体よりも優れている。
The mica cylinder obtained in this manner is a thermally stable and excellent electrical insulating material, and has very high moisture resistance and very high fracture toughness. All these properties make it an excellent alternative to traditional ceramic or glass components traditionally used in the electrical industry.Furthermore, such cylinders have a low operating temperature. It does not become brittle when heated to a high temperature and is dimensionally stable, thus being superior to glass or ceramic cylinders.

更にかかる円筒体は非常に優れた誘電特性を有している
Moreover, such cylinders have very good dielectric properties.

例 雲母円筒体が本発明に従って以下の如く形成された。example A mica cylinder was formed according to the invention as follows.

それぞれ厚さ127μの白雲母紙の二つのシートが約8
wt%の平均濃度を有するシリコンバインダであって、
1wt%のイソプロピル・トリ(ジオクチルピロホスフ
ェート)チタネートの固体と2wt%の亜鉛ナフテネー
トの固体とを含有するシリコンバインダにて含浸された
。次いで二つのシートは互いに重ね合され、バインダを
均一に分配し二つのシートを一体的に接合すべく、13
5℃にて30分間に亘り約31.04barにてプレス
され、これにより厚さ254μ、幅91.44cm1長
さ約18.28cmの一枚の雲母紙が形成された。
Two sheets of muscovite paper, each 127μ thick, weigh approximately 8
A silicon binder having an average concentration of wt%,
It was impregnated with a silicone binder containing 1 wt% isopropyl tri(dioctylpyrophosphate) titanate solids and 2 wt% zinc naphthenate solids. The two sheets are then stacked on top of each other, and a 13-metre step is applied to evenly distribute the binder and join the two sheets together.
It was pressed at about 31.04 bar for 30 minutes at 5°C, thereby forming a piece of mica paper 254μ thick, 91.44cm wide and about 18.28cm long.

次いで雲母紙が添付の図に示されている如くベルトを介
してプラテン30上にベルトに沿って配置され、約30
秒乃至1分間に亘り232℃に加熱された。次いで雲母
紙はシリコン離型剤にて被覆された直径1.270mの
軸の周りに巻き付けられた。次いで軸及び硬化していな
い雲母円筒体は円筒体及び軸の周りにて緊張状態に引張
られた編まれたガラス繊維より成るスリーブ内に配置さ
れた。次いでかくしてスリーブにより拘束された円筒体
は炉内に垂直に配置され、バインダを硬化させるべく4
時間に亘り260℃に加熱された。次いで円筒体は冷却
され、スリーブによる拘束が除去され、しかる後軸が引
抜かれた。かくして得られた管は1.27cmの内径を
有しており、762μの壁厚を有していた。更にこの管
の幾つかの性質が試験された。その結果を下記の表2に
示す。
The mica paper is then placed along the belt onto the platen 30 through the belt as shown in the accompanying figure, approximately 30 mm
It was heated to 232°C for a period of seconds to 1 minute. The mica paper was then wrapped around a 1.270 m diameter shaft coated with silicone mold release agent. The shaft and uncured mica cylinder were then placed within a sleeve consisting of woven glass fibers stretched under tension around the cylinder and shaft. The cylinder, thus restrained by the sleeve, is then placed vertically in a furnace and exposed to four cylinders to cure the binder.
It was heated to 260° C. for an hour. The cylinder was then cooled, the sleeve was unconstrained, and the rear shaft was withdrawn. The tube thus obtained had an internal diameter of 1.27 cm and a wall thickness of 762 microns. Additionally, several properties of this tube were tested. The results are shown in Table 2 below.

表  2 誘 電 強 度     25.4μの壁厚当り(AS
TM  D 149)   平均で500VASTM 
 水浸漬 (ASTM  D 570、  0.5%未満の重量増
 23℃にて水中に24時間) 熱 衝 撃       1%以下の重量減(500℃
にて 1時間) 以上の例に於ては本発明の方法をローリング法について
説明したが、従来の紙ローリング装置や円筒体形成装置
を使用する他の円筒体形成法が採用されてもよい。
Table 2 Dielectric strength per wall thickness of 25.4μ (AS
TM D 149) 500VASTM on average
Water immersion (ASTM D 570, less than 0.5% weight gain 24 hours in water at 23°C) Thermal shock Less than 1% weight loss (500°C)
(1 hour) In the above example, the method of the present invention has been described as a rolling method, but other cylinder forming methods using conventional paper rolling equipment or cylinder forming apparatus may be employed.

上述の如く形成された円筒体の耐湿性が優れていること
は、シリコンポリマーにより雲母の濡れ性が著しく改善
されることによるものと推測される。ナフテネート及び
チタネートは互いに共働して雲母とシリコンと間を良好
に化学的に結合し、その結果耐湿性が改善されると共に
破壊靭性及び熱的安定性が改善されたものと推測される
The excellent moisture resistance of the cylindrical body formed as described above is presumed to be due to the fact that the silicone polymer significantly improves the wettability of mica. It is presumed that naphthenate and titanate work together to form a good chemical bond between mica and silicon, resulting in improved moisture resistance, fracture toughness, and thermal stability.

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. This will be clear to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

添付の図は本発明の雲母円筒体を形成するために使用さ
れてよい従来のベルト式ローリング装置を示す前回であ
る。 10・・・ローリング装ffi、20・・・ベルト、2
5・・・ローラ、30・・・プラテン、40・・・雲母
紙、50・・・軸、55・・・湾曲部、60・・・ロン
ド特許出願人  工セックス・グループ・インコーホレ
イテッド
The accompanying figures previously illustrate a conventional belt-type rolling apparatus that may be used to form the mica cylinders of the present invention. 10... Rolling equipment ffi, 20... Belt, 2
5... Roller, 30... Platen, 40... Mica paper, 50... Shaft, 55... Curved portion, 60... Rondo patent application Artificial Sex Group, Inc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)実質的に1〜4wt%の有機チタネートと実質的
に0.5〜2wt%の金属ナフテネートとを含有する実
質的に5〜20wt%のポリシロキサンバインダにて含
浸された一つ又はそれ以上の雲母紙層を含み、高密度、
破壊靭性、耐湿性、熱的安定性を有する円筒形雲母複合
材。
(1) one or more impregnated with substantially 5-20 wt% polysiloxane binder containing substantially 1-4 wt% organic titanate and substantially 0.5-2 wt% metal naphthenate; Contains more than mica paper layer, high density,
Cylindrical mica composite with fracture toughness, moisture resistance and thermal stability.
(2)円筒形雲母構造体の製造方法にして、雲母紙を形
成し、 有機溶媒中に固体基準で実質的に1〜4wt%の有機チ
タネートと実質的に0.5〜2wt%の金属ナフテネー
トとを含有する実質的に5〜20wt%のポリシロキサ
ンバインダを含む組成物にて前記雲母紙を含浸し、 前記雲母紙を加熱して前記溶媒を除去し、 前記溶媒が除去された前記雲母紙をそれが柔軟になるま
で加熱し、 前記雲母紙を円筒形構造体に成形し、 前記円筒形構造体を拘束し、 前記円筒形構造体を拘束された状態にて加熱して前記ポ
リマーバインダを硬化させ、 前記円筒形構造体を冷却し、 前記拘束を除去し、 これにより破壊靭性、耐湿性、熱的安定性を有する高密
度の円筒形雲母構造体を形成することを含む方法。
(2) A method for producing a cylindrical mica structure, comprising forming a mica paper and containing substantially 1 to 4 wt% organic titanate and substantially 0.5 to 2 wt% metal naphthenate on a solid basis in an organic solvent. impregnating the mica paper with a composition containing substantially 5 to 20 wt% polysiloxane binder, heating the mica paper to remove the solvent, the mica paper from which the solvent has been removed. forming the mica paper into a cylindrical structure; constraining the cylindrical structure; and heating the constrained cylindrical structure to bind the polymer binder. curing, cooling the cylindrical structure, and removing the constraints, thereby forming a dense cylindrical mica structure having fracture toughness, moisture resistance, and thermal stability.
JP20146185A 1984-09-11 1985-09-11 Cyrindrical mica composite material and manufacture Pending JPS61127654A (en)

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EP0175635A3 (en) 1986-09-03
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