JPS6157641B2 - - Google Patents
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Description
本発明は高電圧によつて生ずるトラツキング
(跡がつくこと)に対して抵抗性をもつ種々の形
態の充填材含有重合体より成る電気絶縁体に関す
るものである。 電気絶縁体は、通常磁器で作られる。この材料
は多くの欠点をもつ。この材料は、(a)エネルギー
に対して不変性で(energy intensive)、(b)金属
製の金具を封入したり取り付けたりするのに不適
当で、(c)脆く、(d)危険な鋭い飛沫に破壊され、(e)
厳密なトラレンスで形成することが困難で、且つ
(f)費用のかゝる処理設備即ち高い焼成温度のキル
ンを必要とする。 上記の欠点を排除するために、先行技術は又、
高電圧における電弧発生によつて構造体にカーボ
ンの跡がつくことに対して抵抗性を与える目的で
充填材(水和アルミナ粒子)を含有するポリエス
テル或いはエポキシ樹脂を含む各種の重合体から
電気絶縁体を形成することを開示している。この
型式の提案された充填材の最大量は70%程度であ
る。米国特許第4001128号は、この様なアルミナ
の水和の水は蒸発して多孔性を生ずることを示唆
していて、この多孔性はシランで処理されたシリ
カの少部分を含むことによつて減少されると述べ
られている。この特許は極度に細かい粒度のアル
ミナ及びシリカの使用を開示している。 充填材含有重合体型の絶縁材のコストの主部分
は樹脂の結合材にある。しかし、明らかに製品の
品質を落とすことなしに不活性充填材の量を極め
て高いレベルまで増大することはできないであろ
うと信ぜられていた。このことは、この様に充填
材の入つた重合体が電気絶縁体として一般に許容
されるものでなかつたことの理由であろう。 本発明は非導電性で無機質で不活性で無孔質の
充填材粒子、好ましくはシリカの85%乃至97%
を、接着性樹脂結合材3乃至5%で結合した電気
絶縁材を提供する。好ましい比率は充填材88乃至
95重量%である。この型式の製品は極度に高い機
械的強度及び絶縁耐力によつて特徴付けられてい
る。この様な高度の充填は、この様な高度の充填
において充分に流動可能な適当な樹脂の前駆物質
(プレカーサ)を使用することに由り、且つ空隙
を少なくする様に充填材粒子の粒度を定めること
によつて可能となる。 本発明の一般的目的は、優れた機械的強度及び
絶縁耐力をもつ安価な電気絶縁体を提供すること
にある。 本発明の特殊な目的は、高レベルの無機質充填
材粒子と低レベルの樹脂結合材を含む上記型式の
電気絶縁体を提供することである。 本発明の他の目的は、高い電圧に対してトラツ
キングなく耐えることのできる上記型式の電気絶
縁体を提供することである。 本発明の他の目的は、大質量のものでも所望の
形態に容易にモールド成型され、且つ比較的低い
エネルギーレベルで急速に硬化する上記の様な電
気絶縁体を提供することである。 本発明の他の目的及び特徴は、次に添付図面を
参照して本発明の好ましい実施態様を説明する下
記の説明から明らかとなるであろう。 一般的に、本発明は高比率の充填材粒子を結合
する重合体マトリツクスによつて形成された種々
の絶縁体に関するものである。この様な粒子は、
流動可能な状態の接着性樹脂の前駆結合材と緊密
に混合され、一般的にモールド成型によつて、所
望の電気絶縁体の形態に成型される。次に、結合
材は凝固されて、結材が上記の充填材粒子に接着
結合されている絶縁体を形成する。 こゝで「絶縁体」という語は、本発明にる充填
材含有重合体の全体的に一体の本体、或いは他の
要素と共にこの重合体を含む本体を指称する。
こゝで他の要素というのは、例えば、半導体材料
と非導体材料の交互の層を含む容量性の電圧勾配
付け本体に使用される様な、導体材料或いは半導
体材料等である。 特に指示する場合を除き、「充填材含有重合
体」(filled polymer)という用語は、本発明の
絶縁体を形成するのに使用される高度に充填され
た重合生成物のことを指称する。 第1図には本発明による充填材含有重合体本体
11の1部の概略拡大断面図が示されている。こ
の本体は比較的大きいサイズの粒子12と、この
粒子12の間の空隙をつめる中間サイズの粒子1
3と、更に小さい空隙を充填する微細な粒子14
を含む種々の粒度の充填材粒子を含む。樹脂の接
着性重合体結合材が、これらの粒度の異なる充填
材粒子を一体構造体に結合する。 本発明の重要な特徴は、以前においては電気絶
縁の技術界において問題とされなかつたレベルで
不活性充填材を重合体に充填すること、及びこの
様な高度な充填材の充填によつて従来期待されな
かつた利点が得られることにある。この様な利点
として、もつと低い充填材粒子の場合に比して機
械的強度及び絶縁耐力が異常に増大することが挙
げられる。又、樹脂の比率が低いために、発生さ
れる発熱が減少すること、及びより高い比率の不
活性充填材によつてこの様な発熱が吸収される能
力があることの理由で、硬化時間を早くなし得、
これにより製造コストが低下する。 適当な充填材料は化学的不活性を特徴とし、本
質的に非導電性である。更にこれは、機械的強度
及び電気的性質の重大な低下に通じる最終生成物
の多孔性を生ずる可能性のあるボイド空隙を防ぐ
ために無孔質でなければならない。安価なシリカ
をベースとした充填材は本発明の目的にとつて特
に有効であることが分つた。この様な充填材はシ
リカをベースとした石、砂及び非常に細かいシリ
カ粉を含む。しかし、もつと高価なアルミナの様
な他の不活性の無機質無孔質の充填材料も使用で
きる。最大の圧縮を与えるために粗いサイズから
細かいサイズの範囲にわたる非均質粒度で上記の
充填材粒子を定めて、充填材含有重合体に後述の
充填レベルが得られる様にすることが重要であ
る。粒子の粒度が広く分布していることが粒子の
最高の圧縮を与えることは知られている。換言す
ると、粒度が変化していることは、より大きい粒
子の間のボイド空隙をより細い粒子が充填してボ
イド空隙を減少することを許す。例えば、充填材
が下記の混合を含んでいる優秀な生成物が形成さ
れた。その混合は、(a)比較的粗い粒子、例えばそ
の主部分がNo.20メツシユ篩を通るがNo.40メツシユ
篩を通らない様な粒子、(b)中間サイズの粒子、例
えばその少部分のみがNo.40メツシユ篩のスクリー
ンの上に残される様な粒子、(c)もつと細かいもの
例えば90%がNo.60メツシユ篩のスクリーンを通る
が400メツシユ篩のスクリーンを通らない様な粒
子、(d)極微細粒子、例えばシリカ粉のサイズのも
のでその主部分が400メツシユ篩のスクリーンを
通る様な粒子である。こゝに示した篩の番号は総
て米国標準篩である。特定の充填システムについ
ていえば、成分(a)はペンシルバニア・グラス・サ
ンド・コーポレーシヨン(Pennsylvania Glass
Sand Corp.)から供給され2Q ROKと指称され
ている石で、成分(b)はNo.1Dryと指称された石
で、成分(c)はバークレーフアイン(Berkeley
Fines)で、成分(d)はEFJサンドと指称されるシ
リカ粉である。これらのシリカ生成分の篩による
分析を次表に示す。
(跡がつくこと)に対して抵抗性をもつ種々の形
態の充填材含有重合体より成る電気絶縁体に関す
るものである。 電気絶縁体は、通常磁器で作られる。この材料
は多くの欠点をもつ。この材料は、(a)エネルギー
に対して不変性で(energy intensive)、(b)金属
製の金具を封入したり取り付けたりするのに不適
当で、(c)脆く、(d)危険な鋭い飛沫に破壊され、(e)
厳密なトラレンスで形成することが困難で、且つ
(f)費用のかゝる処理設備即ち高い焼成温度のキル
ンを必要とする。 上記の欠点を排除するために、先行技術は又、
高電圧における電弧発生によつて構造体にカーボ
ンの跡がつくことに対して抵抗性を与える目的で
充填材(水和アルミナ粒子)を含有するポリエス
テル或いはエポキシ樹脂を含む各種の重合体から
電気絶縁体を形成することを開示している。この
型式の提案された充填材の最大量は70%程度であ
る。米国特許第4001128号は、この様なアルミナ
の水和の水は蒸発して多孔性を生ずることを示唆
していて、この多孔性はシランで処理されたシリ
カの少部分を含むことによつて減少されると述べ
られている。この特許は極度に細かい粒度のアル
ミナ及びシリカの使用を開示している。 充填材含有重合体型の絶縁材のコストの主部分
は樹脂の結合材にある。しかし、明らかに製品の
品質を落とすことなしに不活性充填材の量を極め
て高いレベルまで増大することはできないであろ
うと信ぜられていた。このことは、この様に充填
材の入つた重合体が電気絶縁体として一般に許容
されるものでなかつたことの理由であろう。 本発明は非導電性で無機質で不活性で無孔質の
充填材粒子、好ましくはシリカの85%乃至97%
を、接着性樹脂結合材3乃至5%で結合した電気
絶縁材を提供する。好ましい比率は充填材88乃至
95重量%である。この型式の製品は極度に高い機
械的強度及び絶縁耐力によつて特徴付けられてい
る。この様な高度の充填は、この様な高度の充填
において充分に流動可能な適当な樹脂の前駆物質
(プレカーサ)を使用することに由り、且つ空隙
を少なくする様に充填材粒子の粒度を定めること
によつて可能となる。 本発明の一般的目的は、優れた機械的強度及び
絶縁耐力をもつ安価な電気絶縁体を提供すること
にある。 本発明の特殊な目的は、高レベルの無機質充填
材粒子と低レベルの樹脂結合材を含む上記型式の
電気絶縁体を提供することである。 本発明の他の目的は、高い電圧に対してトラツ
キングなく耐えることのできる上記型式の電気絶
縁体を提供することである。 本発明の他の目的は、大質量のものでも所望の
形態に容易にモールド成型され、且つ比較的低い
エネルギーレベルで急速に硬化する上記の様な電
気絶縁体を提供することである。 本発明の他の目的及び特徴は、次に添付図面を
参照して本発明の好ましい実施態様を説明する下
記の説明から明らかとなるであろう。 一般的に、本発明は高比率の充填材粒子を結合
する重合体マトリツクスによつて形成された種々
の絶縁体に関するものである。この様な粒子は、
流動可能な状態の接着性樹脂の前駆結合材と緊密
に混合され、一般的にモールド成型によつて、所
望の電気絶縁体の形態に成型される。次に、結合
材は凝固されて、結材が上記の充填材粒子に接着
結合されている絶縁体を形成する。 こゝで「絶縁体」という語は、本発明にる充填
材含有重合体の全体的に一体の本体、或いは他の
要素と共にこの重合体を含む本体を指称する。
こゝで他の要素というのは、例えば、半導体材料
と非導体材料の交互の層を含む容量性の電圧勾配
付け本体に使用される様な、導体材料或いは半導
体材料等である。 特に指示する場合を除き、「充填材含有重合
体」(filled polymer)という用語は、本発明の
絶縁体を形成するのに使用される高度に充填され
た重合生成物のことを指称する。 第1図には本発明による充填材含有重合体本体
11の1部の概略拡大断面図が示されている。こ
の本体は比較的大きいサイズの粒子12と、この
粒子12の間の空隙をつめる中間サイズの粒子1
3と、更に小さい空隙を充填する微細な粒子14
を含む種々の粒度の充填材粒子を含む。樹脂の接
着性重合体結合材が、これらの粒度の異なる充填
材粒子を一体構造体に結合する。 本発明の重要な特徴は、以前においては電気絶
縁の技術界において問題とされなかつたレベルで
不活性充填材を重合体に充填すること、及びこの
様な高度な充填材の充填によつて従来期待されな
かつた利点が得られることにある。この様な利点
として、もつと低い充填材粒子の場合に比して機
械的強度及び絶縁耐力が異常に増大することが挙
げられる。又、樹脂の比率が低いために、発生さ
れる発熱が減少すること、及びより高い比率の不
活性充填材によつてこの様な発熱が吸収される能
力があることの理由で、硬化時間を早くなし得、
これにより製造コストが低下する。 適当な充填材料は化学的不活性を特徴とし、本
質的に非導電性である。更にこれは、機械的強度
及び電気的性質の重大な低下に通じる最終生成物
の多孔性を生ずる可能性のあるボイド空隙を防ぐ
ために無孔質でなければならない。安価なシリカ
をベースとした充填材は本発明の目的にとつて特
に有効であることが分つた。この様な充填材はシ
リカをベースとした石、砂及び非常に細かいシリ
カ粉を含む。しかし、もつと高価なアルミナの様
な他の不活性の無機質無孔質の充填材料も使用で
きる。最大の圧縮を与えるために粗いサイズから
細かいサイズの範囲にわたる非均質粒度で上記の
充填材粒子を定めて、充填材含有重合体に後述の
充填レベルが得られる様にすることが重要であ
る。粒子の粒度が広く分布していることが粒子の
最高の圧縮を与えることは知られている。換言す
ると、粒度が変化していることは、より大きい粒
子の間のボイド空隙をより細い粒子が充填してボ
イド空隙を減少することを許す。例えば、充填材
が下記の混合を含んでいる優秀な生成物が形成さ
れた。その混合は、(a)比較的粗い粒子、例えばそ
の主部分がNo.20メツシユ篩を通るがNo.40メツシユ
篩を通らない様な粒子、(b)中間サイズの粒子、例
えばその少部分のみがNo.40メツシユ篩のスクリー
ンの上に残される様な粒子、(c)もつと細かいもの
例えば90%がNo.60メツシユ篩のスクリーンを通る
が400メツシユ篩のスクリーンを通らない様な粒
子、(d)極微細粒子、例えばシリカ粉のサイズのも
のでその主部分が400メツシユ篩のスクリーンを
通る様な粒子である。こゝに示した篩の番号は総
て米国標準篩である。特定の充填システムについ
ていえば、成分(a)はペンシルバニア・グラス・サ
ンド・コーポレーシヨン(Pennsylvania Glass
Sand Corp.)から供給され2Q ROKと指称され
ている石で、成分(b)はNo.1Dryと指称された石
で、成分(c)はバークレーフアイン(Berkeley
Fines)で、成分(d)はEFJサンドと指称されるシ
リカ粉である。これらのシリカ生成分の篩による
分析を次表に示す。
【表】
【表】
− 篩を通過することを示す
+ 篩上に残ることを示す
適当な充填材粒子は、公称直径25mmという様な
大きいものから1ミクロン又はそれ以下という様
な小さいものまで変化する段階を有し、この充填
材粒子の50%以下が0.3mm以上の公称直径を有
し、好ましくは0.6mmないし1mmという様な大き
さとなつている。この様な段階を設ける1つの目
的は、最小のボイド空隙を充填するに要する結合
材の量を減少することにある。かくて、この段階
付けはこの様な粒子の混合物内に残るボイド空隙
に関連して定められよう。後述の様に、本発明に
よる充填材含有重合体は少くとも85重量部から97
重量部という高さまでの無機質充填材を含む。概
算として、充填材粒子及び重合体はほゞ同じ比重
をもつと仮定される。従つて、粒子のボイド空隙
は最大約15%で、好ましくは12%以下で3%とい
う低い値に達する。この様な低いボイド空隙は粒
子が緊密に分散される様になつて小さい粒子が大
きい粒子の間のボイド空隙を充填する様に、総て
の段階の粒子を完全に乾式混合することによつて
達成される。 最大の圧縮又は最大の充填は、高度に不規則な
形状の粒子を使用することによつて補助される。
この目的で充填材粒子の多くを粉砕するのが好ま
しい。 充填材含有重合体は約85重量%から98重量%と
いう高い割合までの充填材粒子を充填することを
含む。88重量%から95重量%の範囲で優れた結果
が得られる。絶縁体はこの様な高い程度まで充填
できるということは考えられなかつたことで、且
つ性質の重大な改良が得られることも期待されな
かつた。 この様な充填材粒子を高度に充填することの1
つの利点は、生成物の原料コストを著しく減少す
ることである。更に、この生成物の機械的強度及
び絶縁耐力は著しく増大される。更にこの生成物
は、充填材粒子の充填量が低い樹脂よりも大きい
嵩で鋳造できる。その理由は、樹脂のパーセンテ
ージが低いために発生する発熱量が低く、且つ高
いパーセンテージの不活性充填材がこの発熱を迅
速に吸収できる能力を持つていることに由る。又
このことは材料の硬化時間を高速とし、それによ
り製造コストを低減させる。 電気絶縁体として使用される充填材含有量大な
る重合体の他の利点は、先ず凹所をもつ鋳物を形
成し次に金属部品を絶縁体に接着結合するという
付加的な費用のかゝる工程を必要とすることなし
に、複合構造体として1体に鋳造できる金属製の
端部キヤツプ及び導線及びブツシユの熱膨張係数
とこの重合体の熱膨張係数を一致させる様に、重
合体の熱膨張係数を選択できることである。熱膨
張係数の一致させることの重要性は、高い温度に
おいて金属と重合体が異なる割合で膨張する傾向
をもたないということにある。本発明によるシリ
カを充填した生成物は導電体として重要な銅と同
様の熱膨張係数をもつことが分つた。 上記のレベルで充填する能力は、部分的には前
述の様に粒子をグレージングすること(種々の粒
度段階のものとすること)に由るものである。又
重合体は、完全に混合し重合体結合材の薄いフイ
ルムとして被覆することを可能とするために、充
填材含有絶縁体本体の形成中に充分流動可能とな
る様に選択される。 この目的で、重合体樹脂前駆結合材は成形中に
比較的低い粘度でなければならない。適当な成形
用粘度は150センチポアズ(cps)以下で、好ま
しくは1乃至50cps又はそれ以下である。 本発明による結合材として、各種の熱硬化性及
び熱可塑性樹脂を使用できる。この様な樹脂に要
求される1つの要件は、これらが接着性樹脂前駆
結合材に形成できて、この結合材が上記の様な高
い充填量において充填材を結合するに必要な薄い
フイルムを形成するに充分な流動性を有し、或い
は充分低い粘度を有するものであることである。
この様に薄いフイルムに拡がることのできる能力
がないと、隣接する粒子を結合するに要する重合
体の量は粒子の間のボイド空隙を充填するに必要
なレベルよりもずつと大なるレベルに増大される
ことゝなるであろう。一般的に結合材は1又はそ
れ以上の熱可塑性重合体或いは共重合体1又はそ
れ以上の熱硬化性重合体又は共重合体、或いはそ
れらの混合物より成る。 熱硬化性樹脂を使用して充填材含有重合体を形
成することはその樹脂をそのまゝで、その単量体
から或いは部分的に重合した重合体から重合した
重合体から重合することによつて達成される。特
に有効な熱硬化性樹脂は、ポリエステル、フラン
及びアルキルアクリロニトリル(特にブチルアク
リロニトリル)を含む。適当なフランは農産物を
ベースとして誘導された安価な副産物であるフル
フラルアルコールの重合によつて作られる。 従来のポリエステル樹脂は、本明細書中で参照
するモダーン・プラスチツクス・エンサイクロヘ
デイア、1964年9月版235―240頁に掲載されたエ
ドワード・H.マイヤーの「ポリエステルス」と
題する章の中に説明されている様に使用され、又
1956年ニユーヨーク、ラインホルドのブジヨーク
ステン(Bjorksten)等の「ポリエステルス・ア
ンド・ゼア・アプリケーシヨンズ」に説明されて
いる様に使用される。 適当な鋳造可能なポリエステルは、グリコール
例えばプロピレングリコール及び二塩基酸のエス
テル化生成物のスチレン溶液より成る。この様な
単量体システムは30cpsという様な低い粘度を特
徴としている。二塩基酸は無水フタル酸、或いは
イソフタル酸及び無水マレイン酸を含む。過酸化
物と適当に接触されると、スチレンは不飽和マレ
イン酸群と反応して、熱硬化樹脂を形成する。 エポキシ樹脂の様な熱硬化性樹脂は、高い構造
強度をもつことを特徴としているので、従来この
様な樹脂は低い充填レベルで使用されていた。し
かし、これは粘度が高くコストが高くて対応する
絶縁耐力を与えないので、本発明では好ましくな
い。 本発明の結合材として熱硬化性材料も使用でき
る。ポリメチルメタクリレートを含むアクリルで
優秀な結果が得られた。ポリスチレンの様な他の
熱硬化性材料も使用できる。 熱可塑性重合体は熱硬化性重合体よりも融通性
があつて、これは重合体以前においても或いは重
合以後においても、流動可能の状態で使用でき
る。かくて、これは予重合され加熱されて、流動
可能の状態で成形する様にすることもできる。
又、これは単量体或いは部分的に重合した重合体
の形態の熱硬化性樹脂と同様な重合可能な樹脂前
駆物質を構成する。 最終的な必要強度が余り高くなくて適用温度が
重合体の軟化点を超えない限り、他の熱可塑性材
質を使用してもよい。 意外のことには、本発明の高度に充填された充
填材含有重合体は、充填レベルの低いものに比し
て異常な性質を示すことがわかつた。例えば、充
填レベルの低いポリエステルは高電圧における電
弧に対して反応する傾向を有している。この様な
電弧は電気絶縁体内にカーボンの付着を生じて、
これが最終的に低抵抗路又は低抵抗条痕を生ずる
ことゝなつて装置の電気的故障をもたらすことに
なる。しかしながら、本発明によつて高度に充填
すると充填材含有ポリエステルは本質的にこの様
な条痕がつけられることに対して抵抗性をもつ。
機械的強度に関しては、アクリルは絶縁体として
広範囲に使用するには弱すぎると考えられてき
た。しかし本発明の高い充填率では、構造強度が
異常に増大して、この材料を特に上記の様な使用
に適応させることゝなる。 本発明による絶縁耐力及び構造的強度の両者の
異常な増大を生ずる基礎は、充填材粒子を結合す
る非常に薄い樹脂フイルムにあると信ぜられる。
この薄いフイルムは比較的大きい粒子、高度の充
填及び不規則な形状の使用のために形成される。
好ましいサイズ範囲(粒子の50%以上が0.3mm以
上の公称直径を有している)及びこの様な高い充
填率において、重合体結合材は必ず薄いフイルム
を形成する。絶縁体は厚い横断面をもつものに比
して、薄いフイルムにおいて、単位厚さ当たり数
倍の程度の著しく高い絶縁耐力を示すことが充分
認められる。このことが、この様な高い絶縁耐力
に対する論理的理由である。高い機械的強度に対
する理論は、樹脂内の破壊の機構に基づくもので
ある。即ち、この破壊は一般的に材料を通つてク
ラツクが拡がつてゆくことによつて生ずる。充填
材の極度に高度の充填の存在は障壁(バリヤ)を
生じて、これが上記の様なクラツクの伝播の通路
をさまたげて材料構造的強度を増大する。 本発明の重合反応のために従来の触媒及び促進
剤を使用してもよい。かくて、メチルメタクリレ
ート系については触媒として過酸化ベンゾイルを
使用でき、又、促進剤としてジメチルアニリン及
びジメチルトルイジンを使用できる。同様に、ポ
リエステル系については、触媒としてメチルエチ
ルケトンバーオキサイドを使用でき、又促進剤と
してナフテン酸コバルトを使用できる。 本発明の充填材含有重合体の形成のための混合
技術を次に一般的に説明する。第1の段階は、緊
密な分散を得るに充分な時間だけ充填材粒子を乾
燥ブレンドすることである。次に、流体粒子前駆
結合材をその触媒及び促進剤と共に混合物として
上記の予めブレンドされた粒子に加える。次に、
充填材粒子全部が結合材によつて適当に濡らされ
るまで、例えば数分間混合が続けられる。典型的
な全混合時間は5分程度であろう。 完全な混合のための特に有効な手段は、迅速な
乱雑な完全な混合作用を与える振動型のミキサー
を使用するものである。これは、例えば後述の繊
維補強剤の添加によつて混合物の粘度が増大され
る場合に特に好ましい。1つの適当な型式のミキ
サーは、変形可能なラバーボウルとそれに取り付
けられた揺動プレートを有し、この揺動プレート
は粒子及びこれに接している結合材に、変化する
速度及び重力の10倍に達する加速度を加える。こ
の型式のミキサーの1つの型式はOmniミキサー
(カリフオルニア州ロスアンジエルスのガーブラ
ザースGar―Brothers製造)と指称されるもので
ある。 混合後、充填材含有樹脂は所望の電気絶縁体の
形のモールド内に入れられる。充填後、複合体を
圧縮し捕捉されている空気を追い出すためにモー
ルドを振動するのがよい。振動完了後、周囲温度
がゲル化し硬化するためにモールドは静止形態に
保持しておいてよい。本質的にボイド空隙のない
鋳物を与えるのが望ましい。このことは、材料上
に真空を保ちながらこの目的に対して充分な振巾
及び振動数の振動を加えることによつて達成でき
る。しかし、大きい鋳物が使用され充填材含有重
合体混合物の加工時間の点から長い時間の振動が
可能でない場合には、比較的短い期間内にボイド
空隙のない鋳物を得るために、真空と大気圧とを
交互に適用する手段を同時的に、上記の振動と組
合わせればよい。ボイド空隙が存在することは特
にコロナの開始に関して、充填材含有重合体の絶
縁性能を劣化する傾向を有していることが認めら
れる。 適当な同時的な振動及び真空技術は次の様にし
て実施されよう。最初の固化は振動を加えると共
に、ほゞ30分間例えば水銀柱30mmの真空を加える
ことによつて達成される。この時間中、圧力は真
空と大気圧の間で数回変えられて、モールド内の
材料を膨らせたり収縮させて排気及びボイド空隙
の排除を容易ならしめる。目で見てこのことが達
成されたら、振動真空処理は止められ、重合体は
ゲル化し硬化せしめられる。 特殊な応用にとつては付加的な構造的強度が望
ましいかも知れない。この目的のためには
「Kelvar29and49」の商標で販売されている様な
耐アルカリ性ガラス又は有機質アラミド繊維をチ
ヨツピングしたものを含む従来型の不活性で非導
電性の繊維質充填材を使用できる。ガラス繊維は
典型的には、重合体のほゞ2乃至4重量%のレベ
ルで使用され、又アラミド繊維又は他の有機質繊
維は1重量%より少いレベルで使用される。 特殊応用に対して、前述のチヨツピングされた
繊維と同様の繊維の布又は生地の様な他の型式の
充填材を使用することもできる。生成物の中にこ
の様な織布を埋めるとこの生成物は耐粉砕性とさ
れ、この性質は生成物が高圧を受ける場合の安全
因子となる。チヨツピングされた繊維及び織成さ
れた繊維は、いずれも充填材含有重合体の中に埋
められ、1方樹脂は流動可能で固定の間保持され
て重合体組織の1体部片を形成する。 無機質充填材粒子、特にシリカをベースとする
もの及び重合体結合材の間の結合は、従来のシラ
ン連結剤の使用によつて、より強くすることがで
きることが分つた。この例で連結剤は、重合体と
の混合以前に粒子上に最初に被覆される。この目
的にとつて米国特許第4001128号に示されたシラ
ンが適当である。 本発明の充填材含有生成物は異常な絶縁耐力及
び機械的強度によつて特徴付けられている。かく
て、これは少くとも800V/ミルから1200V/ミル
という様な高い値に達する絶縁耐力、少くとも
1400Kg/cm2(20000psi)から2800Kg/cm2
(40000psi)という様な高い値に達する圧縮強
度、少くとも175Kg/cm2(2500psi)から238Kg/
cm2(3400psi)という様な高い値に達する引張強
度、及び少くとも595Kg/cm2(8500psi)の曲げ強
度をもつ。 本発明の絶縁体は、図に示した様な多くの望ま
れる形状に、精密なトラレンスで容易にモールド
成型される。第2図には容量性の電圧勾配付け装
置(voltage grading device)が示されている。
これは交互の半導体及び非導体層を含みその非導
体層は本発明の充填材含有重合体である。容量性
の電圧勾配付け装置21は、充填材含有重合体2
2のモールド成型によつて作られ、金属製の取付
けパツド23及び埋設されたスプール24を含
む。整列した金属スプール25―27が電圧勾配
付け装置内に埋設され、それぞれ直列に配列され
1つのスプールの平らな底面が次のスプールの隣
接する平らな頂面から間隔を隔てゝいる。電圧の
勾配付けは60Hz及びインパルスの両方の放電時に
有効である。 第3図は抵抗性の電圧勾配付け装置30を示
す。これは充填材含有重合体31をモールド成型
して成るもので、埋設された金属製取付けパツド
32,33を含む。半導体の芯体34が充填材含
有重合体31の中に入れられ、絶縁体の中心を通
つてのびている。これは、好ましくは硬化前にク
ラブフアイトの様な導電性粒子を充填材含有重合
体の中に埋設することによつて形成される。 第4図の他の抵抗性の電圧勾配付け装置40を
示す。これは取付けパツド41,42を含み、且
つ充填材含有重合体44内に埋設された分離した
並列接続の抵抗器43を含む。60Hzで絶縁体を横
切つて均一に電圧の勾配付けを達成するために電
流はほゞ2mAに制限される。 第5図は電気的ブツシングシエル50を示す。
これは軸方向の導体51と円筒形の環状円板形金
属製フランジ53によつて支持された円錐形の充
填材含有重合体で形成された外側の環状ブツシン
グシエル52とを含む。ブツシングシエルの中に
限定されたガスが加圧状態にある。補強材54が
シエル50の中に埋め込まれシエル全体の周りに
のぼる。この補強材は、上記の様なガラス繊維又
は有機質繊維の様な非導電性材料のストランド状
或いはウエブ状の生地又は布の形態でよい。この
材料の目的は、爆発及び1部分の脱出を防ぐこと
にある。 前記の材料は、電力の送電及び配電における絶
縁体及びその他の部分として有用である。これは
特に、従来の磁器製の絶縁体に対する有効な代替
物で、これはずつと安価であるのみならず、磁器
の焼成における大なるエネルギー入力を必要とし
ない。又、導線及び取付素子の様な別の物体を、
充填材含有重合体の中に埋設して結合を形成する
ことができて、費用のかゝる特別の接着工程を必
要としない。 次に、本発明の特定な実施例によつて本発明の
性質を更に説明する。こゝに開示するデータは、
例として示すだけで、本発明を限定しようとする
ものではないということを理解しなければならな
い。 例 1 スチレン化したポリエステルの充填材含有重合
体は下記の原料によつて形成される。 材 料 大体の重量% 砂(90%がNo.20篩を通過するもの) 45 砂(25%がNo.20篩を通過するもの) 14 砂(95%がNo.60篩を通過するもの) 7 シリカ粉 22 ポリエステルのプリミツクス(B304―60) 9 スチレン 2 促進剤(ナフテン酸コバルト) 0.10 触媒(MEKP) 0.10 シラン(A―174) 0.10 処理時間延長用 抑制剤(5%ハイドロキノン) 0.05 シリカ充填材は完全に乾燥ブレンドされ、次に
残部成分と十分に混合される。この混合はOmni
ミキサー(カリフオルニア州ロスアンジエルスの
ガーブラザース製造)と称される振動型ミキサー
で行われる。混合完了後、生成物はミキサーから
取り出され、真空振動工程を受けてボイド空隙の
ない鋳物をつくる。この技術において初期の固化
は、先ず振動し、次にほゞ30分間に亘つて水銀柱
約30mmの真空を適用することによつて達成され
る。この時間では、圧力は真空と大気圧の間に数
回反復されてモールド内の材料を膨らませたり縮
めたりして、かくして排気及びボイド空隙の除去
を容易ならしめる。 上記の技術によつて形成された生成物は下記の
表に示す性質によつて特徴付けられている。 第表 誘電定数 60HzR.T.(乾) 4.5―4.9 絶縁耐力 (1/8インチ) 450V/ミル 誘電正接 60HzR.T.(乾) 1.10%―1.35% 耐アーク性 ASTM D―495 250秒 比 熱 837J/Kg℃ 圧縮強度 (直径3インチ×高さ6インチ)〜22000psi 曲げ強度 (2×2×10インチ、ビーム)〜6000psi 熱膨張係数 (乾,25℃) 20×10-6インチ/インチ℃ 例 2 カリフオルニア州シルマーのシーラシン・コー
ポレーシヨン(Sierracin Corporation)によつ
て提供され、この会社が所有している耐磨性コー
チング型の「Sierracote311」というシリカコー
チングによつて、前記型式の生成物を被覆した。
その技術は次の通りであつた。溶剤による染滌の
後に、絶縁体をコーチング液の中に漬け、加熱ラ
ンプの下で90℃で45分間回転した。 前記の生成物は下記の表に示す誘電体数及び消
散定数によつて特徴付けられた。
+ 篩上に残ることを示す
適当な充填材粒子は、公称直径25mmという様な
大きいものから1ミクロン又はそれ以下という様
な小さいものまで変化する段階を有し、この充填
材粒子の50%以下が0.3mm以上の公称直径を有
し、好ましくは0.6mmないし1mmという様な大き
さとなつている。この様な段階を設ける1つの目
的は、最小のボイド空隙を充填するに要する結合
材の量を減少することにある。かくて、この段階
付けはこの様な粒子の混合物内に残るボイド空隙
に関連して定められよう。後述の様に、本発明に
よる充填材含有重合体は少くとも85重量部から97
重量部という高さまでの無機質充填材を含む。概
算として、充填材粒子及び重合体はほゞ同じ比重
をもつと仮定される。従つて、粒子のボイド空隙
は最大約15%で、好ましくは12%以下で3%とい
う低い値に達する。この様な低いボイド空隙は粒
子が緊密に分散される様になつて小さい粒子が大
きい粒子の間のボイド空隙を充填する様に、総て
の段階の粒子を完全に乾式混合することによつて
達成される。 最大の圧縮又は最大の充填は、高度に不規則な
形状の粒子を使用することによつて補助される。
この目的で充填材粒子の多くを粉砕するのが好ま
しい。 充填材含有重合体は約85重量%から98重量%と
いう高い割合までの充填材粒子を充填することを
含む。88重量%から95重量%の範囲で優れた結果
が得られる。絶縁体はこの様な高い程度まで充填
できるということは考えられなかつたことで、且
つ性質の重大な改良が得られることも期待されな
かつた。 この様な充填材粒子を高度に充填することの1
つの利点は、生成物の原料コストを著しく減少す
ることである。更に、この生成物の機械的強度及
び絶縁耐力は著しく増大される。更にこの生成物
は、充填材粒子の充填量が低い樹脂よりも大きい
嵩で鋳造できる。その理由は、樹脂のパーセンテ
ージが低いために発生する発熱量が低く、且つ高
いパーセンテージの不活性充填材がこの発熱を迅
速に吸収できる能力を持つていることに由る。又
このことは材料の硬化時間を高速とし、それによ
り製造コストを低減させる。 電気絶縁体として使用される充填材含有量大な
る重合体の他の利点は、先ず凹所をもつ鋳物を形
成し次に金属部品を絶縁体に接着結合するという
付加的な費用のかゝる工程を必要とすることなし
に、複合構造体として1体に鋳造できる金属製の
端部キヤツプ及び導線及びブツシユの熱膨張係数
とこの重合体の熱膨張係数を一致させる様に、重
合体の熱膨張係数を選択できることである。熱膨
張係数の一致させることの重要性は、高い温度に
おいて金属と重合体が異なる割合で膨張する傾向
をもたないということにある。本発明によるシリ
カを充填した生成物は導電体として重要な銅と同
様の熱膨張係数をもつことが分つた。 上記のレベルで充填する能力は、部分的には前
述の様に粒子をグレージングすること(種々の粒
度段階のものとすること)に由るものである。又
重合体は、完全に混合し重合体結合材の薄いフイ
ルムとして被覆することを可能とするために、充
填材含有絶縁体本体の形成中に充分流動可能とな
る様に選択される。 この目的で、重合体樹脂前駆結合材は成形中に
比較的低い粘度でなければならない。適当な成形
用粘度は150センチポアズ(cps)以下で、好ま
しくは1乃至50cps又はそれ以下である。 本発明による結合材として、各種の熱硬化性及
び熱可塑性樹脂を使用できる。この様な樹脂に要
求される1つの要件は、これらが接着性樹脂前駆
結合材に形成できて、この結合材が上記の様な高
い充填量において充填材を結合するに必要な薄い
フイルムを形成するに充分な流動性を有し、或い
は充分低い粘度を有するものであることである。
この様に薄いフイルムに拡がることのできる能力
がないと、隣接する粒子を結合するに要する重合
体の量は粒子の間のボイド空隙を充填するに必要
なレベルよりもずつと大なるレベルに増大される
ことゝなるであろう。一般的に結合材は1又はそ
れ以上の熱可塑性重合体或いは共重合体1又はそ
れ以上の熱硬化性重合体又は共重合体、或いはそ
れらの混合物より成る。 熱硬化性樹脂を使用して充填材含有重合体を形
成することはその樹脂をそのまゝで、その単量体
から或いは部分的に重合した重合体から重合した
重合体から重合することによつて達成される。特
に有効な熱硬化性樹脂は、ポリエステル、フラン
及びアルキルアクリロニトリル(特にブチルアク
リロニトリル)を含む。適当なフランは農産物を
ベースとして誘導された安価な副産物であるフル
フラルアルコールの重合によつて作られる。 従来のポリエステル樹脂は、本明細書中で参照
するモダーン・プラスチツクス・エンサイクロヘ
デイア、1964年9月版235―240頁に掲載されたエ
ドワード・H.マイヤーの「ポリエステルス」と
題する章の中に説明されている様に使用され、又
1956年ニユーヨーク、ラインホルドのブジヨーク
ステン(Bjorksten)等の「ポリエステルス・ア
ンド・ゼア・アプリケーシヨンズ」に説明されて
いる様に使用される。 適当な鋳造可能なポリエステルは、グリコール
例えばプロピレングリコール及び二塩基酸のエス
テル化生成物のスチレン溶液より成る。この様な
単量体システムは30cpsという様な低い粘度を特
徴としている。二塩基酸は無水フタル酸、或いは
イソフタル酸及び無水マレイン酸を含む。過酸化
物と適当に接触されると、スチレンは不飽和マレ
イン酸群と反応して、熱硬化樹脂を形成する。 エポキシ樹脂の様な熱硬化性樹脂は、高い構造
強度をもつことを特徴としているので、従来この
様な樹脂は低い充填レベルで使用されていた。し
かし、これは粘度が高くコストが高くて対応する
絶縁耐力を与えないので、本発明では好ましくな
い。 本発明の結合材として熱硬化性材料も使用でき
る。ポリメチルメタクリレートを含むアクリルで
優秀な結果が得られた。ポリスチレンの様な他の
熱硬化性材料も使用できる。 熱可塑性重合体は熱硬化性重合体よりも融通性
があつて、これは重合体以前においても或いは重
合以後においても、流動可能の状態で使用でき
る。かくて、これは予重合され加熱されて、流動
可能の状態で成形する様にすることもできる。
又、これは単量体或いは部分的に重合した重合体
の形態の熱硬化性樹脂と同様な重合可能な樹脂前
駆物質を構成する。 最終的な必要強度が余り高くなくて適用温度が
重合体の軟化点を超えない限り、他の熱可塑性材
質を使用してもよい。 意外のことには、本発明の高度に充填された充
填材含有重合体は、充填レベルの低いものに比し
て異常な性質を示すことがわかつた。例えば、充
填レベルの低いポリエステルは高電圧における電
弧に対して反応する傾向を有している。この様な
電弧は電気絶縁体内にカーボンの付着を生じて、
これが最終的に低抵抗路又は低抵抗条痕を生ずる
ことゝなつて装置の電気的故障をもたらすことに
なる。しかしながら、本発明によつて高度に充填
すると充填材含有ポリエステルは本質的にこの様
な条痕がつけられることに対して抵抗性をもつ。
機械的強度に関しては、アクリルは絶縁体として
広範囲に使用するには弱すぎると考えられてき
た。しかし本発明の高い充填率では、構造強度が
異常に増大して、この材料を特に上記の様な使用
に適応させることゝなる。 本発明による絶縁耐力及び構造的強度の両者の
異常な増大を生ずる基礎は、充填材粒子を結合す
る非常に薄い樹脂フイルムにあると信ぜられる。
この薄いフイルムは比較的大きい粒子、高度の充
填及び不規則な形状の使用のために形成される。
好ましいサイズ範囲(粒子の50%以上が0.3mm以
上の公称直径を有している)及びこの様な高い充
填率において、重合体結合材は必ず薄いフイルム
を形成する。絶縁体は厚い横断面をもつものに比
して、薄いフイルムにおいて、単位厚さ当たり数
倍の程度の著しく高い絶縁耐力を示すことが充分
認められる。このことが、この様な高い絶縁耐力
に対する論理的理由である。高い機械的強度に対
する理論は、樹脂内の破壊の機構に基づくもので
ある。即ち、この破壊は一般的に材料を通つてク
ラツクが拡がつてゆくことによつて生ずる。充填
材の極度に高度の充填の存在は障壁(バリヤ)を
生じて、これが上記の様なクラツクの伝播の通路
をさまたげて材料構造的強度を増大する。 本発明の重合反応のために従来の触媒及び促進
剤を使用してもよい。かくて、メチルメタクリレ
ート系については触媒として過酸化ベンゾイルを
使用でき、又、促進剤としてジメチルアニリン及
びジメチルトルイジンを使用できる。同様に、ポ
リエステル系については、触媒としてメチルエチ
ルケトンバーオキサイドを使用でき、又促進剤と
してナフテン酸コバルトを使用できる。 本発明の充填材含有重合体の形成のための混合
技術を次に一般的に説明する。第1の段階は、緊
密な分散を得るに充分な時間だけ充填材粒子を乾
燥ブレンドすることである。次に、流体粒子前駆
結合材をその触媒及び促進剤と共に混合物として
上記の予めブレンドされた粒子に加える。次に、
充填材粒子全部が結合材によつて適当に濡らされ
るまで、例えば数分間混合が続けられる。典型的
な全混合時間は5分程度であろう。 完全な混合のための特に有効な手段は、迅速な
乱雑な完全な混合作用を与える振動型のミキサー
を使用するものである。これは、例えば後述の繊
維補強剤の添加によつて混合物の粘度が増大され
る場合に特に好ましい。1つの適当な型式のミキ
サーは、変形可能なラバーボウルとそれに取り付
けられた揺動プレートを有し、この揺動プレート
は粒子及びこれに接している結合材に、変化する
速度及び重力の10倍に達する加速度を加える。こ
の型式のミキサーの1つの型式はOmniミキサー
(カリフオルニア州ロスアンジエルスのガーブラ
ザースGar―Brothers製造)と指称されるもので
ある。 混合後、充填材含有樹脂は所望の電気絶縁体の
形のモールド内に入れられる。充填後、複合体を
圧縮し捕捉されている空気を追い出すためにモー
ルドを振動するのがよい。振動完了後、周囲温度
がゲル化し硬化するためにモールドは静止形態に
保持しておいてよい。本質的にボイド空隙のない
鋳物を与えるのが望ましい。このことは、材料上
に真空を保ちながらこの目的に対して充分な振巾
及び振動数の振動を加えることによつて達成でき
る。しかし、大きい鋳物が使用され充填材含有重
合体混合物の加工時間の点から長い時間の振動が
可能でない場合には、比較的短い期間内にボイド
空隙のない鋳物を得るために、真空と大気圧とを
交互に適用する手段を同時的に、上記の振動と組
合わせればよい。ボイド空隙が存在することは特
にコロナの開始に関して、充填材含有重合体の絶
縁性能を劣化する傾向を有していることが認めら
れる。 適当な同時的な振動及び真空技術は次の様にし
て実施されよう。最初の固化は振動を加えると共
に、ほゞ30分間例えば水銀柱30mmの真空を加える
ことによつて達成される。この時間中、圧力は真
空と大気圧の間で数回変えられて、モールド内の
材料を膨らせたり収縮させて排気及びボイド空隙
の排除を容易ならしめる。目で見てこのことが達
成されたら、振動真空処理は止められ、重合体は
ゲル化し硬化せしめられる。 特殊な応用にとつては付加的な構造的強度が望
ましいかも知れない。この目的のためには
「Kelvar29and49」の商標で販売されている様な
耐アルカリ性ガラス又は有機質アラミド繊維をチ
ヨツピングしたものを含む従来型の不活性で非導
電性の繊維質充填材を使用できる。ガラス繊維は
典型的には、重合体のほゞ2乃至4重量%のレベ
ルで使用され、又アラミド繊維又は他の有機質繊
維は1重量%より少いレベルで使用される。 特殊応用に対して、前述のチヨツピングされた
繊維と同様の繊維の布又は生地の様な他の型式の
充填材を使用することもできる。生成物の中にこ
の様な織布を埋めるとこの生成物は耐粉砕性とさ
れ、この性質は生成物が高圧を受ける場合の安全
因子となる。チヨツピングされた繊維及び織成さ
れた繊維は、いずれも充填材含有重合体の中に埋
められ、1方樹脂は流動可能で固定の間保持され
て重合体組織の1体部片を形成する。 無機質充填材粒子、特にシリカをベースとする
もの及び重合体結合材の間の結合は、従来のシラ
ン連結剤の使用によつて、より強くすることがで
きることが分つた。この例で連結剤は、重合体と
の混合以前に粒子上に最初に被覆される。この目
的にとつて米国特許第4001128号に示されたシラ
ンが適当である。 本発明の充填材含有生成物は異常な絶縁耐力及
び機械的強度によつて特徴付けられている。かく
て、これは少くとも800V/ミルから1200V/ミル
という様な高い値に達する絶縁耐力、少くとも
1400Kg/cm2(20000psi)から2800Kg/cm2
(40000psi)という様な高い値に達する圧縮強
度、少くとも175Kg/cm2(2500psi)から238Kg/
cm2(3400psi)という様な高い値に達する引張強
度、及び少くとも595Kg/cm2(8500psi)の曲げ強
度をもつ。 本発明の絶縁体は、図に示した様な多くの望ま
れる形状に、精密なトラレンスで容易にモールド
成型される。第2図には容量性の電圧勾配付け装
置(voltage grading device)が示されている。
これは交互の半導体及び非導体層を含みその非導
体層は本発明の充填材含有重合体である。容量性
の電圧勾配付け装置21は、充填材含有重合体2
2のモールド成型によつて作られ、金属製の取付
けパツド23及び埋設されたスプール24を含
む。整列した金属スプール25―27が電圧勾配
付け装置内に埋設され、それぞれ直列に配列され
1つのスプールの平らな底面が次のスプールの隣
接する平らな頂面から間隔を隔てゝいる。電圧の
勾配付けは60Hz及びインパルスの両方の放電時に
有効である。 第3図は抵抗性の電圧勾配付け装置30を示
す。これは充填材含有重合体31をモールド成型
して成るもので、埋設された金属製取付けパツド
32,33を含む。半導体の芯体34が充填材含
有重合体31の中に入れられ、絶縁体の中心を通
つてのびている。これは、好ましくは硬化前にク
ラブフアイトの様な導電性粒子を充填材含有重合
体の中に埋設することによつて形成される。 第4図の他の抵抗性の電圧勾配付け装置40を
示す。これは取付けパツド41,42を含み、且
つ充填材含有重合体44内に埋設された分離した
並列接続の抵抗器43を含む。60Hzで絶縁体を横
切つて均一に電圧の勾配付けを達成するために電
流はほゞ2mAに制限される。 第5図は電気的ブツシングシエル50を示す。
これは軸方向の導体51と円筒形の環状円板形金
属製フランジ53によつて支持された円錐形の充
填材含有重合体で形成された外側の環状ブツシン
グシエル52とを含む。ブツシングシエルの中に
限定されたガスが加圧状態にある。補強材54が
シエル50の中に埋め込まれシエル全体の周りに
のぼる。この補強材は、上記の様なガラス繊維又
は有機質繊維の様な非導電性材料のストランド状
或いはウエブ状の生地又は布の形態でよい。この
材料の目的は、爆発及び1部分の脱出を防ぐこと
にある。 前記の材料は、電力の送電及び配電における絶
縁体及びその他の部分として有用である。これは
特に、従来の磁器製の絶縁体に対する有効な代替
物で、これはずつと安価であるのみならず、磁器
の焼成における大なるエネルギー入力を必要とし
ない。又、導線及び取付素子の様な別の物体を、
充填材含有重合体の中に埋設して結合を形成する
ことができて、費用のかゝる特別の接着工程を必
要としない。 次に、本発明の特定な実施例によつて本発明の
性質を更に説明する。こゝに開示するデータは、
例として示すだけで、本発明を限定しようとする
ものではないということを理解しなければならな
い。 例 1 スチレン化したポリエステルの充填材含有重合
体は下記の原料によつて形成される。 材 料 大体の重量% 砂(90%がNo.20篩を通過するもの) 45 砂(25%がNo.20篩を通過するもの) 14 砂(95%がNo.60篩を通過するもの) 7 シリカ粉 22 ポリエステルのプリミツクス(B304―60) 9 スチレン 2 促進剤(ナフテン酸コバルト) 0.10 触媒(MEKP) 0.10 シラン(A―174) 0.10 処理時間延長用 抑制剤(5%ハイドロキノン) 0.05 シリカ充填材は完全に乾燥ブレンドされ、次に
残部成分と十分に混合される。この混合はOmni
ミキサー(カリフオルニア州ロスアンジエルスの
ガーブラザース製造)と称される振動型ミキサー
で行われる。混合完了後、生成物はミキサーから
取り出され、真空振動工程を受けてボイド空隙の
ない鋳物をつくる。この技術において初期の固化
は、先ず振動し、次にほゞ30分間に亘つて水銀柱
約30mmの真空を適用することによつて達成され
る。この時間では、圧力は真空と大気圧の間に数
回反復されてモールド内の材料を膨らませたり縮
めたりして、かくして排気及びボイド空隙の除去
を容易ならしめる。 上記の技術によつて形成された生成物は下記の
表に示す性質によつて特徴付けられている。 第表 誘電定数 60HzR.T.(乾) 4.5―4.9 絶縁耐力 (1/8インチ) 450V/ミル 誘電正接 60HzR.T.(乾) 1.10%―1.35% 耐アーク性 ASTM D―495 250秒 比 熱 837J/Kg℃ 圧縮強度 (直径3インチ×高さ6インチ)〜22000psi 曲げ強度 (2×2×10インチ、ビーム)〜6000psi 熱膨張係数 (乾,25℃) 20×10-6インチ/インチ℃ 例 2 カリフオルニア州シルマーのシーラシン・コー
ポレーシヨン(Sierracin Corporation)によつ
て提供され、この会社が所有している耐磨性コー
チング型の「Sierracote311」というシリカコー
チングによつて、前記型式の生成物を被覆した。
その技術は次の通りであつた。溶剤による染滌の
後に、絶縁体をコーチング液の中に漬け、加熱ラ
ンプの下で90℃で45分間回転した。 前記の生成物は下記の表に示す誘電体数及び消
散定数によつて特徴付けられた。
【表】
間放置後
【表】
* 上記の経過中の事象は総てこの順序に生
じた。
例 3 下記組成の生成物が例1の方法に従つて形成さ
れた。充填は充填材90重量%、結合材成分10重量
%であつた。
じた。
例 3 下記組成の生成物が例1の方法に従つて形成さ
れた。充填は充填材90重量%、結合材成分10重量
%であつた。
【表】
上記の技術によつて形成された本体は下記の表
に示す性質を特徴とする。 第表 圧縮強度 14785psi 引張強度 1510psi 誘電正接 0.014 誘電定数 4.5 フオグチエンバ内での促進された寿命試験
=0.05%塩濃度で12kVで125時間
に示す性質を特徴とする。 第表 圧縮強度 14785psi 引張強度 1510psi 誘電正接 0.014 誘電定数 4.5 フオグチエンバ内での促進された寿命試験
=0.05%塩濃度で12kVで125時間
第1図は本発明による充填材含有重合体の拡大
概略断面図、第2図は容量的に電圧勾配付けされ
た本発明による絶縁体及びその中に埋設された取
付具及び導電性の板を示す、第3図は本発明によ
る容量的に電圧勾配付けされた絶縁体及び導電粒
子を含む実施態様を示す、第4図は分離した抵抗
素子を使用して本発明に従つて形成された絶縁体
内に包含された抵抗的な電圧勾配装置を示す、第
5図は本発明による絶縁体を含み、ウエブを埋設
した電気的ブツシングシエルを示す。 11……充填材含有重合体の本体、12……比
較的大きいサイズの粒子、13……中間サイズの
粒子、4……微細な粒子、21……電圧勾配付け
装置、22……充填材含有重合体、23……取付
けパツド、24,25,26,27……スプー
ル、30……電圧勾配付け装置、31……充填材
含有重合体、32,33……取付パツド、34…
…芯体、40……電圧勾配付け装置、41,42
……取付パツド、43……抵抗器、44……充填
材含有重合体、50……ブツシングシエル、51
……導体、52……ブツシングシエル、53……
フランジ、54……補強材。
概略断面図、第2図は容量的に電圧勾配付けされ
た本発明による絶縁体及びその中に埋設された取
付具及び導電性の板を示す、第3図は本発明によ
る容量的に電圧勾配付けされた絶縁体及び導電粒
子を含む実施態様を示す、第4図は分離した抵抗
素子を使用して本発明に従つて形成された絶縁体
内に包含された抵抗的な電圧勾配装置を示す、第
5図は本発明による絶縁体を含み、ウエブを埋設
した電気的ブツシングシエルを示す。 11……充填材含有重合体の本体、12……比
較的大きいサイズの粒子、13……中間サイズの
粒子、4……微細な粒子、21……電圧勾配付け
装置、22……充填材含有重合体、23……取付
けパツド、24,25,26,27……スプー
ル、30……電圧勾配付け装置、31……充填材
含有重合体、32,33……取付パツド、34…
…芯体、40……電圧勾配付け装置、41,42
……取付パツド、43……抵抗器、44……充填
材含有重合体、50……ブツシングシエル、51
……導体、52……ブツシングシエル、53……
フランジ、54……補強材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 非導電性で、不活性で無孔質の無機質充填材
粒子85ないし97重量部と、前記の無機質充填材粒
子と結合して一体構造となる樹脂質で接着性の重
合体結合材3ないし15重量部とを含み前記の無機
質充填材粒子は不均一の大きさで隙間を最小限に
して分散して重合体結合材と均密に混合している
ことを特徴とする電気絶縁体。 2 非導電性で、不活性で無孔質の不均一の大き
さの無機質充填材粒子85ないし97重量部を、流動
状態の樹脂の前駆結合材3ないし15重量部と均密
に混合し; その混合物を所望の電気絶縁体の形に成形し;
そして 前記の結合材を凝固させることを特徴とする電
気絶縁体の形成方法。
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