JPS6238312B2 - - Google Patents
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- JPS6238312B2 JPS6238312B2 JP57078029A JP7802982A JPS6238312B2 JP S6238312 B2 JPS6238312 B2 JP S6238312B2 JP 57078029 A JP57078029 A JP 57078029A JP 7802982 A JP7802982 A JP 7802982A JP S6238312 B2 JPS6238312 B2 JP S6238312B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気絶縁物に適する無機物複合体の
製造方法に関する。 〔従来の技術〕 現在、電気絶縁物は生産性および機械加工性の
観点から有機系複合材料が多用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、有機系複合材料を用いた電気絶縁物は
耐熱性に劣り、高温での絶縁抵抗および優れた誘
電特性が得られず、使用範囲が限定される欠点が
ある。また無機材料を用いた電気絶縁物は耐熱性
があり、熱に対する寸法変化が極めて小さく、か
つ温湿度に対する電気特性が安定している反面、
マイカ等のように強度が低く、またアルミナ磁
器、ジルコニウム磁器等のように切削加工、穴明
け加工等の機械加工性が悪い欠点があつた。 特に従来の無機材料を用いた電気絶縁物の製造
方法は、成型方法が限定されることから複雑な形
状に製造することが困難であり、成型時から焼結
後の寸法変化のバラツキが大きく、しかも高い焼
成温度を必要とするところから製造コストが高い
等の欠点があつた。 このため、炭素繊維で強化したガラスよりなる
無機物複合体とその製造法（特公昭47−37682号
公報）、シリコンカーバイト繊維で強化したガラ
スよりなる無機物複合体とその製造法（特開昭56
−169152号公報）の技術が提案されている。 しかし、これらの無機物繊維は無機酸化物では
なくケイ酸塩化合物を含むガラス材料に対して化
学的に安定ではなく、なじみ性もよくなかつた。 このため、これらの無機物繊維強化ガラスを製
造するためには真空中あるいは不活性ガス中で加
熱加圧を行うというように雰囲気コントロールを
必要とした。また、焼結反応によつて繊維形状を
失う問題があつた。 本発明はこれらの欠点を解決するもので、ガラ
ス材料に対して安定なチタン酸カリウム系繊維を
出発原料として用い、雰囲気制御を行うことがな
い簡単な製造方法により、機械加工性にすぐれ、
耐熱性あるいは温湿度に対する電気的安定性を有
し、絶縁抵抗、誘電率等の所望の電気特性を選択
でき、複雑な形状に製造することができ、設計寸
法に対する最終製品の寸法精度が良く、低い焼成
温度で製造できてなおかつ焼成温度より高温で使
用できる無機物複合体を製造する方法を提供する
ことを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、ガラス状無機物とチタン酸カリウム
系繊維とを含む混合物を混練する混練工程とこの
混合物を所定形状に成型する成型工程と、この成
型された混合物を上記ガラス状無機物の軟化温度
以上であつて上記チタン酸カリウム系繊維の溶融
しない温度で焼成する焼成工程とを含むことを特
徴とする。 なお上記成型工程の成型法は、圧縮加圧成型
法、ロール成型法、押出成型法、または射出成型
法の中から選ばれたいずれか１つの成型法である
ことが好ましい。 さらに上記混練工程で混練される混合物には、
チタン酸カリウム系繊維およびガラス状無機物以
外のこの混合物の成型性または焼結性を向上させ
あるいは無機物複合体の誘電率を変更する第三の
添加物を含ませることもできる。 〔補足説明〕 本発明をさらに補足説明すると、本発明に用い
られるチタン酸カリウム性繊維は、化学式K2O・
nTiO2あるいはK2O・nTiO2・mH2Oで表され、
径に対する長さの比が10倍以上の繊維形状を有す
る。但し上記ｎ、ｍは必ずしも整数でなくてもよ
い。この種のチタン酸カリウム系繊維は、近年安
価に量産される製法が開発され、繊維径に対する
繊維長の比が1000以上もあるものも容易に得られ
るようになつている。上記チタン酸カリウム系繊
維には、チタン酸カリウム繊維を酸処理して得ら
れる水和酸化チタン繊維（TiO2・mH2O）および
これを焼成して得られる二酸化チタン繊維
（TiO2）もチタン酸カリウム繊維誘導体として含
まれる。この水和チタン酸カリウム繊維はもとよ
り水和酸化チタン繊維においても、水分子が焼成
段階で取除かれ安定した無機物となる。 さらに上記以外のチタン酸カリウム繊維誘導体
としては、チタン酸カリウム繊維を出発原料とし
てこのチタン酸カリウム繊維とバリウム、ストロ
ンチウム等とを反応させて合成される繊維状のチ
タン酸バリウムあるいはチタン酸ストロンチウム
等がある。 上記チタン酸カリウム系繊維は、特に耐熱性と
機械的強度に優れその融点は約1300℃であり、そ
の引張強度はガラス繊維の約３倍にも及ぶ性質が
ある。 なお、繊維の結晶形状には繊維形状に類似する
細管状、短冊状の結晶形状も含まれる。 このチタン酸カリウム系繊維は、耐熱性に優れ
強度が高い特徴があるが、それぞれ単独で成型物
になり得る温度が高く、この高い温度でそれぞれ
焼成すると、その繊維形態が崩れ、一般的な無機
質焼結物と同様に機械加工性等が劣るようにな
る。 また、ガラス状無機物としては、一般ガラスが
全て考えられるが、代表的なガラス状無機物とし
て第１表に示されるものがある。これらの各種ガ
ラス状無機物は、第２表に示す特性を有する。 このガラス状無機物の選択は、以下に述べる無
機物複合体の用途によりなされる。
製造方法に関する。 〔従来の技術〕 現在、電気絶縁物は生産性および機械加工性の
観点から有機系複合材料が多用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、有機系複合材料を用いた電気絶縁物は
耐熱性に劣り、高温での絶縁抵抗および優れた誘
電特性が得られず、使用範囲が限定される欠点が
ある。また無機材料を用いた電気絶縁物は耐熱性
があり、熱に対する寸法変化が極めて小さく、か
つ温湿度に対する電気特性が安定している反面、
マイカ等のように強度が低く、またアルミナ磁
器、ジルコニウム磁器等のように切削加工、穴明
け加工等の機械加工性が悪い欠点があつた。 特に従来の無機材料を用いた電気絶縁物の製造
方法は、成型方法が限定されることから複雑な形
状に製造することが困難であり、成型時から焼結
後の寸法変化のバラツキが大きく、しかも高い焼
成温度を必要とするところから製造コストが高い
等の欠点があつた。 このため、炭素繊維で強化したガラスよりなる
無機物複合体とその製造法（特公昭47−37682号
公報）、シリコンカーバイト繊維で強化したガラ
スよりなる無機物複合体とその製造法（特開昭56
−169152号公報）の技術が提案されている。 しかし、これらの無機物繊維は無機酸化物では
なくケイ酸塩化合物を含むガラス材料に対して化
学的に安定ではなく、なじみ性もよくなかつた。 このため、これらの無機物繊維強化ガラスを製
造するためには真空中あるいは不活性ガス中で加
熱加圧を行うというように雰囲気コントロールを
必要とした。また、焼結反応によつて繊維形状を
失う問題があつた。 本発明はこれらの欠点を解決するもので、ガラ
ス材料に対して安定なチタン酸カリウム系繊維を
出発原料として用い、雰囲気制御を行うことがな
い簡単な製造方法により、機械加工性にすぐれ、
耐熱性あるいは温湿度に対する電気的安定性を有
し、絶縁抵抗、誘電率等の所望の電気特性を選択
でき、複雑な形状に製造することができ、設計寸
法に対する最終製品の寸法精度が良く、低い焼成
温度で製造できてなおかつ焼成温度より高温で使
用できる無機物複合体を製造する方法を提供する
ことを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、ガラス状無機物とチタン酸カリウム
系繊維とを含む混合物を混練する混練工程とこの
混合物を所定形状に成型する成型工程と、この成
型された混合物を上記ガラス状無機物の軟化温度
以上であつて上記チタン酸カリウム系繊維の溶融
しない温度で焼成する焼成工程とを含むことを特
徴とする。 なお上記成型工程の成型法は、圧縮加圧成型
法、ロール成型法、押出成型法、または射出成型
法の中から選ばれたいずれか１つの成型法である
ことが好ましい。 さらに上記混練工程で混練される混合物には、
チタン酸カリウム系繊維およびガラス状無機物以
外のこの混合物の成型性または焼結性を向上させ
あるいは無機物複合体の誘電率を変更する第三の
添加物を含ませることもできる。 〔補足説明〕 本発明をさらに補足説明すると、本発明に用い
られるチタン酸カリウム性繊維は、化学式K2O・
nTiO2あるいはK2O・nTiO2・mH2Oで表され、
径に対する長さの比が10倍以上の繊維形状を有す
る。但し上記ｎ、ｍは必ずしも整数でなくてもよ
い。この種のチタン酸カリウム系繊維は、近年安
価に量産される製法が開発され、繊維径に対する
繊維長の比が1000以上もあるものも容易に得られ
るようになつている。上記チタン酸カリウム系繊
維には、チタン酸カリウム繊維を酸処理して得ら
れる水和酸化チタン繊維（TiO2・mH2O）および
これを焼成して得られる二酸化チタン繊維
（TiO2）もチタン酸カリウム繊維誘導体として含
まれる。この水和チタン酸カリウム繊維はもとよ
り水和酸化チタン繊維においても、水分子が焼成
段階で取除かれ安定した無機物となる。 さらに上記以外のチタン酸カリウム繊維誘導体
としては、チタン酸カリウム繊維を出発原料とし
てこのチタン酸カリウム繊維とバリウム、ストロ
ンチウム等とを反応させて合成される繊維状のチ
タン酸バリウムあるいはチタン酸ストロンチウム
等がある。 上記チタン酸カリウム系繊維は、特に耐熱性と
機械的強度に優れその融点は約1300℃であり、そ
の引張強度はガラス繊維の約３倍にも及ぶ性質が
ある。 なお、繊維の結晶形状には繊維形状に類似する
細管状、短冊状の結晶形状も含まれる。 このチタン酸カリウム系繊維は、耐熱性に優れ
強度が高い特徴があるが、それぞれ単独で成型物
になり得る温度が高く、この高い温度でそれぞれ
焼成すると、その繊維形態が崩れ、一般的な無機
質焼結物と同様に機械加工性等が劣るようにな
る。 また、ガラス状無機物としては、一般ガラスが
全て考えられるが、代表的なガラス状無機物とし
て第１表に示されるものがある。これらの各種ガ
ラス状無機物は、第２表に示す特性を有する。 このガラス状無機物の選択は、以下に述べる無
機物複合体の用途によりなされる。
【表】
以上述べたように、本発明は、
(イ) 切削加工、ドリルによる穴明け加工等の機械
加工が可能となり、かつ設計方法に対する最終
製品の寸法精度が高い、 (ロ) チタン酸カリウム系繊維とガラス状無機物と
の混合比を変えることにより所望の機械加工性
および電気特性を得ることができ、その性質を
可変に選定できる、 (ハ) またガラス状無機物のみ結晶化することによ
り、焼成温度以上の温度に対しても耐熱性があ
り、機械的強度が高く、しかも温湿度に対して
電気的特性が安定し得る 無機物複合体が得られ、しかも、その製造におい
て、 (ニ) チタン酸カリウム系繊維がガラス状無機物に
対して安定であるため、焼成時に雰囲気コント
ロールを必要とせずの製造が容易であり、かつ
焼成によりその繊維形状が失われることがな
い、 (ホ) チタン酸カリウム系繊維はガラス状無機物に
対してなじみ性がよいため、ガラス状無機物と
の混練が容易であり、繊維に特別の処理を行う
必要がない。 優れた効果がある。 〔実施例および比較例の説明〕 以下本発明の態様を明確にするために、実施例
を示してさらに具体的に説明するが、ここに示す
例はあくまでも一例であつてこれにより本発明の
範囲を限定するものではない。 実施例 １ 出発原料として、平均径0.1μｍ、平均長80μ
ｍのチタン酸カリウム繊維（K2O・6TiO2）と第
２表に示したＥガラスパウダとメチルアルコール
とを３対６対１の重量比で配合し、混合機を用い
て各原料が均一に混合するまで常温常圧下で混練
する。 次にこの混練した混合物を押出成型機のホツパ
に入れてダイより20mm径の棒状に押出成型する。
この棒中に含有されるメチルアルコールを常温常
圧下で10分間放置して揮発させる。 次にこの棒を酸化雰囲気状態の焼成炉に入れ、
焼成温度700℃で１時間常圧下で焼成し棒状無機
物複合体を得た。 実施例 ２ 出発原料として、平均径0.2μｍ、平均長80μ
ｍのチタン酸バリウム繊維（BaTiO3）と鉛ガラス
（PbO29.5％含有）パウダとスチレンとを２対７
対１の重量比で配合し、実施例１と同様に混練す
る。 次にこの混練した混合物を射出成型機のホツパ
に入れ、射出部を150℃に加熱して厚さ２mmの直
径10cmの円盤を得る。次にこの円盤を常圧下、
200℃で１時間再加熱してスチレンを逸散させた
後、酸化雰囲気状態の焼成炉に入れ、円盤状無機
物複合体を得た。 実施例 ３ 出発原料として、平均径0.1μｍ、平均長130μ
ｍのチタン酸カリウム繊維水和物（2K2O・
11TiO2・3H2O）と第２表に示したＥガラスパウ
ダと二酸化チタン粉末（TiO2）を３対６対１の重
量比で配合し、実施例１と同様に混練する。次に
この混合物に25重量％の水（H2O）を加えて３本
ロールで粘稠な形状を保つように混練する。 次にこの混練した混合物を押出成型機のホツパ
に入れてダイより10mm角の肉厚１mmの角パイプを
押出成型する。次にこの角パイプを常圧下で200
℃に保たれた長さ20mのトンネル炉の中を0.5m／
分の速度で走行させて、再加熱し含有する水分を
逸散させた後、酸化雰囲気状態の焼成炉に入れ、
常圧下焼成温度450℃で１時間焼成し、さらに続
いて常圧下焼成温度700℃で３時間焼成し、角パ
イプ状無機物複合体を得た。 （実施例の各特性） 上述した実施例１〜３の無機物複合体の各特性
を調べたところ、第３表の結果が得られた。
加工が可能となり、かつ設計方法に対する最終
製品の寸法精度が高い、 (ロ) チタン酸カリウム系繊維とガラス状無機物と
の混合比を変えることにより所望の機械加工性
および電気特性を得ることができ、その性質を
可変に選定できる、 (ハ) またガラス状無機物のみ結晶化することによ
り、焼成温度以上の温度に対しても耐熱性があ
り、機械的強度が高く、しかも温湿度に対して
電気的特性が安定し得る 無機物複合体が得られ、しかも、その製造におい
て、 (ニ) チタン酸カリウム系繊維がガラス状無機物に
対して安定であるため、焼成時に雰囲気コント
ロールを必要とせずの製造が容易であり、かつ
焼成によりその繊維形状が失われることがな
い、 (ホ) チタン酸カリウム系繊維はガラス状無機物に
対してなじみ性がよいため、ガラス状無機物と
の混練が容易であり、繊維に特別の処理を行う
必要がない。 優れた効果がある。 〔実施例および比較例の説明〕 以下本発明の態様を明確にするために、実施例
を示してさらに具体的に説明するが、ここに示す
例はあくまでも一例であつてこれにより本発明の
範囲を限定するものではない。 実施例 １ 出発原料として、平均径0.1μｍ、平均長80μ
ｍのチタン酸カリウム繊維（K2O・6TiO2）と第
２表に示したＥガラスパウダとメチルアルコール
とを３対６対１の重量比で配合し、混合機を用い
て各原料が均一に混合するまで常温常圧下で混練
する。 次にこの混練した混合物を押出成型機のホツパ
に入れてダイより20mm径の棒状に押出成型する。
この棒中に含有されるメチルアルコールを常温常
圧下で10分間放置して揮発させる。 次にこの棒を酸化雰囲気状態の焼成炉に入れ、
焼成温度700℃で１時間常圧下で焼成し棒状無機
物複合体を得た。 実施例 ２ 出発原料として、平均径0.2μｍ、平均長80μ
ｍのチタン酸バリウム繊維（BaTiO3）と鉛ガラス
（PbO29.5％含有）パウダとスチレンとを２対７
対１の重量比で配合し、実施例１と同様に混練す
る。 次にこの混練した混合物を射出成型機のホツパ
に入れ、射出部を150℃に加熱して厚さ２mmの直
径10cmの円盤を得る。次にこの円盤を常圧下、
200℃で１時間再加熱してスチレンを逸散させた
後、酸化雰囲気状態の焼成炉に入れ、円盤状無機
物複合体を得た。 実施例 ３ 出発原料として、平均径0.1μｍ、平均長130μ
ｍのチタン酸カリウム繊維水和物（2K2O・
11TiO2・3H2O）と第２表に示したＥガラスパウ
ダと二酸化チタン粉末（TiO2）を３対６対１の重
量比で配合し、実施例１と同様に混練する。次に
この混合物に25重量％の水（H2O）を加えて３本
ロールで粘稠な形状を保つように混練する。 次にこの混練した混合物を押出成型機のホツパ
に入れてダイより10mm角の肉厚１mmの角パイプを
押出成型する。次にこの角パイプを常圧下で200
℃に保たれた長さ20mのトンネル炉の中を0.5m／
分の速度で走行させて、再加熱し含有する水分を
逸散させた後、酸化雰囲気状態の焼成炉に入れ、
常圧下焼成温度450℃で１時間焼成し、さらに続
いて常圧下焼成温度700℃で３時間焼成し、角パ
イプ状無機物複合体を得た。 （実施例の各特性） 上述した実施例１〜３の無機物複合体の各特性
を調べたところ、第３表の結果が得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス状無機物とチタン酸カリウム系繊維と
を含む混合物を混練する混練工程と、 この混合物を所定形状に成型する成型工程と、 この成型された混合物を上記ガラス状無機物の
軟化温度以上であつて上記チタン酸カリウム系繊
維の溶融しない温度で焼成する焼成工程と を含む無機物複合体の製造方法。 ２ 成型工程の成型法は圧縮加圧成型法、ロール
成型法、押出成型法、または射出成型法の中から
選ばれたいずれか１つの成型法である特許請求の
範囲第１項記載の無機物複合体の製造方法。 ３ 混練工程で混練される混合物には、チタン酸
カリウム系繊維およびガラス状無機物以外のこの
混合物の成型性または焼結性を向上させあるいは
無機物複合体の誘電率を変更する第三の添加物が
含まれる特許請求の範囲第１項または第２項に記
載の無機物複合体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7802982A JPS58194758A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 無機物複合体の製造方法 |
| US06/493,271 US4524100A (en) | 1982-05-10 | 1983-05-10 | Inorganic composite and the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7802982A JPS58194758A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 無機物複合体の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2654787A Division JPS62191444A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 無機物複合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58194758A JPS58194758A (ja) | 1983-11-12 |
| JPS6238312B2 true JPS6238312B2 (ja) | 1987-08-17 |
Family
ID=13650378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7802982A Granted JPS58194758A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 無機物複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58194758A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4464192A (en) * | 1982-05-25 | 1984-08-07 | United Technologies Corporation | Molding process for fiber reinforced glass matrix composite articles |
| JP2005247619A (ja) | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Ngk Insulators Ltd | 圧電／電歪磁器組成物、圧電／電歪体、及び圧電／電歪膜型素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169152A (en) * | 1980-05-07 | 1981-12-25 | United Technologies Corp | Silicon carbide fiber reinforced glass composite material |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP7802982A patent/JPS58194758A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169152A (en) * | 1980-05-07 | 1981-12-25 | United Technologies Corp | Silicon carbide fiber reinforced glass composite material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58194758A (ja) | 1983-11-12 |
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