JPS6285903A - 成型絶縁ピ−スの形成方法および装置 - 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】 方法および装置に関し、特に、限定する訳ではないが、
パイプに適用される成型絶縁ピースであってその形状は
管を実質的に半分にしたものでその成型ビースが２つで
ある長さのパイプを包囲するようにした成型絶縁ピース
の形成に関する。

本発明は圧力をかけて圧縮させることにより合体された
固体に形成することができる物質または物質の混合体に
適用する。非常に高い性能を示す−　１＋Ｊ．Ｊ　Ｉｃ
ｎ−４−Ｈ　フｈ１　ｋｂ　＋−　面吐ハに１ｌｒｂｍ
　ｌｅ　ＩＪ　ｅｌ−　？Ｉ　Ｊ４−熱絶縁材料として
知られている伝熱性の低い製品である。

微孔性熱絶縁体のブロックは、赤外線乳白剤および強化
ファイバと共に細分割されたシリカ粉末を良く混合し、
その混合体に圧力を加えてその物質を圧縮合体させ、そ
うすることで扱い可能な物質のブロックを与えるに十分
な強度の結合をシリカ粒子間に生せしめることによって
形成することができる。方形のスラブのような簡単な形
状のものはこの方法にて容易に形成でき、厚さの不均一
なスラブが形成されて最終製品が形作られることになる
。形作られた形状では絶縁物質の性質のため問題が生じ
ることがある。合体されていない絶縁物質の流動特性は
流体に似ているけれども、その物質は小さな圧縮でさえ
もその流動能力はすぐに失われ、形作られた形状は不均
一な密度を有することになる。

スラブのいくつかの部分がスラブの他の部分の厚さのた
とえば半分の厚さを有するような輪郭の時、比較的薄い
部分の密度が比較的厚い部分の密度の約２倍であるよう
な異なった厚さの部分間に密度差がある。これは比較的
厚い部分は柔らかく、一方、比較的薄い部分は部分的に
硬くなることを意味し、このため最終製品の取り扱い上
、困難さが生じてくる。形作られたスラブの厚さの変わ
る地点において、ひびが生じるのが普通である。

絶縁材の中には、密度差のあるような形状のものが受け
入れられてはいるが、このようなものはまれであり、均
一な密度のものが盛んに望まれている。

密度、したがって強度の均一さが必須であるような重要
な場合は形状が半管部分のとき、すなわち管を長手方向
に半分に割ったような形状のときである。一般に密度が
均一でないとひびが生じるようになってそこが弱い領域
になる。

均一な密度を有する半管部分を形成するための方法とし
て各種方法が考えられている。すぐにでもわかる方法は
絶縁混合体を均衡的に圧縮するか、または混合体をパイ
プの軸方向に圧縮（いわゆる垂直プレス法）する方法で
ある。しかし、このような方法では経済的に生存可能な
製品は作れない。

水平方向に置いた２つの押型、すなわち一方がある長さ
の半管部分に一致した凸状に形作られ、他方がある長さ
の半管部分に一致した凹状に形作られた２つの押型の間
で絶縁混合体を圧縮することは前述の不均一さの問題が
生じる。

均衡圧縮はシラ地セラミック成分を作るのに非常に結果
よく使用されている。このような均衡圧縮の代表例は中
央形成具を直径の大きな可とう性ゴム部材の中に入れる
ようにしたセラミック管の開 製造である。形成具とゴム部材とのｌの空間はセラミッ
ク粉末で充てんさ−れ、たまった空気を逃がすために振
動され、形成具の端部とまわりのゴム部材との間の環状
空間は詰められ、そのアセンブリは圧力容器の中に入れ
られる。ゴム部材の外側の空気圧が上昇されると中央形
成具に対してセラミック粉末の圧縮が行なわれ、空気圧
が釈放されると、セラミック粉末はその圧縮状態を維持
し、形成具から焼成の準備ができた均一な厚さの扱い可
能な管として取り出すことができる。

明らかなように、この手法は結局は２つの半管部分を作
るために長手方向に切断される、微孔性絶縁物質の管を
作るには理想的なものである。あいにくこれはよくある
事ではない。容積で約５から１にするに必要な大量の圧
縮は管の端部における形状を制御することを極めて難し
くしている。

更なる困難さは粉末光てんの間の初期密度の不均一さで
あり、最終製品に不均一な厚さを生ぜしめることが判っ
た。別な問題として圧縮空気圧が釈放された時圧縮絶縁
混合体の弾体万尋膨張されるのでひびの生じる傾向があ
る。このプロセスは微孔性絶縁物質の高品質の管を作る
には全体的に不適当であることが判る。

微孔性絶縁物質の管状または半管状のものを作る更に好
結果の方法は管の軸方向へ圧縮圧力を加えることである
。管状押型に絶縁混合体を充てんし、パンチェ具により
軸方向にゆっくり圧力を加えて絶縁混合体を圧縮する。

圧縮された物質は圧力釈放後に押型より取り出されると
、うまく円形の形にされ、管絶縁の十分に短いピースと
なる。

あいにく、この管は必然的に短くなる。というは、大量
の混合体を押型に入れたとすれば、長さの長い管ができ
るが、パンチェ具と接触している端部では比較的密度が
高く、パンチェ具から離れた端部では比較的密度が低く
なり、結局できた管は満足のいかない管となるからであ
る。管絶縁材の類ピースを加圧して押型内に残しておき
、更に混合体を入れて第２の加圧操作をすることにより
第１の管の端部の上に管絶縁材の第２の類ピースを形成
すれば改良が達成される。この操作を数回繰り返すこと
により押型から取り出す時に適当に扱い可能な長い管が
作られる。加圧管ピースがその隣と接している場所は弱
く、管が容易にこわれてしまうことがある。この方法は
管を２つの部分にカットする必要なく半管部分を形成す
るのに使用できるが、この方法の主な欠点は製造速度が
非常に遅いことにある。

商業上生存可能な方法はしかし約１メートルの長さの半
管部分を高速で形成できることを要求している。したが
って、押型が水平方向に置かれ垂直壁内に囲まれた凹状
の半円筒形状を有し、ノくンチェ具が長さに沿って平ら
な水平のストリ・ツブを有する凸状の半円筒形状を有し
、押型およびｌくンチェ具が接近させられた時これらが
半管部分の空間を囲むものとして、１メートル長さの押
型に入れた微孔性絶縁材料を加圧することを試みた。押
型にはまず絶縁混合体を充てんし、バ、ンチェ具をゆっ
くりとその閉位置まで加圧した。でき上がった半管部分
をその型から取り出す時、容赦のないきすのため、およ
び半管部分の中心における圧縮物質とその側壁における
物質との間に相当の密度差があるために、型が不十分な
ものになることが判った。

本発明の目的は、絶縁混合体の異なった部分に対して圧
力を選択的に加えることによって厚さは均一ではないが
密度が実質的に均一な成型絶縁ピースを形成する方法お
よび装置を提供するにある。

本発明の第１の見地によれば、 押型に微粒子絶縁物質を導入し、 絶縁物質の圧縮方向に異なった厚さを有する少なくとも
第１および第２の部分を、成型絶縁ピースを形成するよ
う独立した方法にて同時に圧縮および合体させ、ここで
前記第１の部分の圧縮の程度を前記第２の部分の圧縮の
程度と同一として成型絶縁ピースを実質的に均一な密度
にし、成型絶縁ピースを押型より取り出す ことから成る、厚さは均一ではないが密度が実質的に均
一な成型絶縁ピースを形成する方法が提供される。

本発明の第２の見地によれば、 微粒子絶縁物質を受け入れる押型、 押型内で同時作動が可能で圧縮方向に異なった厚さを有
する絶縁物質の少なくとも第１および第２の部分を独立
して圧縮および合体させて成型絶縁ピースを形成するよ
うにした少なくとも第１および第２のプランジャ（ここ
で第１のプランジャの往復運動サイクルは前記第２のプ
ランジャの往復運動サイクルと違えることにより成型絶
縁ピースを実質的に均一な密度を有するようにしている
）、および、成型絶縁ピースを押型から取り出す手に均
一な成型絶縁ピースを形成する装置が提供される。

微粒子絶縁物質は微孔性絶縁物質、たとえばバイロゲニ
ックンリカまたはシリカエーロゲルのような細分割され
たシリカとすることができる。微孔性絶縁物質は、チタ
ニア、アルミナ、ジルコニア、酸化鉄、または酸化クロ
ムのような高反射率を有する放射線散乱物質、カーボン
ブラックのような放射線吸収物質、または金属のような
放射線反射物質とすることができる赤外線乳白剤を４０
重量パーセントまで含有させることができる。乳白剤は
粉末、短繊維、または薄片の形にすることができる。微
孔性絶縁物質はセラミックファイバ、ガラスファイバ、
または他の無機または有機ファイバのような強化ファイ
バを５０重量パーセントまで含有させることができる。

プランジャの往復運動サイクルは第１および第＾　＾　
−／　−１・叱　−小　忰タオ　雫壬りす−：占「ト　
１　　し　ニ　Ｌ　−ト　１　づに変度化および各部分
の最終厚さに依存させるようにすることができる。

第１および第２の部分は第１のプランジャを第２のプラ
ンジャに対して異なった速度で作動させることにより異
なった速度で圧縮される。しかし、好ましくは、第１お
よび第２のプランジャは第１および第２の部分が実質的
に同時にそれらの最終の厚さを得るように作動されると
よい。

第１のプランジャはこれに与えられた圧力を、たとえば
圧縮ゴム物質またはばねとすることができる弾性隔離部
材によって第２のプランジャに伝えることができる。

成型絶縁ピースは押型を分解することにより、または押
型からそれを排出することにより押型より取り出すこと
ができる。

以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例について
詳述する。

第１図に示した押型は、任意の適当な物質で作られた側
壁ｌと、ベース２と、端壁（図示しない）とで構成され
ている。そのパンチは一対の細長い外側プランジャ３お
よび中央ブランツヤ４で構成されている。穴５，６．７
がベース２、外側プランジャ３および中央プランジャ４
のそれぞれに見られるが、必ずしもこれらの穴はそれら
構成要素のすべてに形成すべきものではない。ベース２
は半管部分の外表面の所望形状に一致して形成されも、
中央プランジャ４は半管部分の所望の内側形状に一致し
て形成され、外側プランジャ３は半管部分の整合表面の
形状を定めるように形成されている。図示のように、整
合表面は段差が設けられているが、任意の適当な形状を
採用してもよく、必要なら整合表面は平らでもよい。

操作において、押型の雌部はまず、側壁１と、ベース２
と、端壁とを一緒に置くことによって組立てられる。次
いで、微孔性絶縁混合体８がその型の中に注入され、外
側プランジャ３および中央プランジャ４がその型の頂部
に位置される。プランジャ３および４に下方圧力を加え
ることによって微孔性絶縁混合体８は圧縮され余剰空気
は穴５６．７によって排出される。

プランジャ４へ与える圧力は制御されているのでプラン
ツヤ４の移動速度はプランジャ３の移動速度と違えであ
る。理想的には、プランジャ３はプランジャ４より多く
移動することになるが、プランジャ４がその移動の終点
に達する瞬間にプランジャ３はその最終圧縮点に達する
ようにする。

微孔性絶縁混合体が圧縮される方法は第２図に示される
。第２図から見られるように、領域９における半管部分
の最終的な垂直方向の厚さは領域１０の垂直方向の厚さ
より小さい。たとえば、直径１００ｍｍのペイプに適し
た半径方向厚さ２５ｍｍの管状絶縁材に対しては、領域
９の厚さは実質的に２５ｍｍであるのに対し、領域１０
の厚さは約５０＋ｎｍである。

プランジャ３および４が型の中に入れられて微孔性絶縁
混合体と接触させられると、その混合体はまず流体のよ
うに振舞い、プランジャ３および４の下方の空間を実質
的に等しい密度で占有することになる。このようにして
、混合体の密度は圧縮によってもともと自由に流動する
代表的には４０Ｋｇ／ｎ＋３の密度から約！００Ｋｇ／
ａ＋３まで増加されながら混合体は容易に流動するが、
約１００Ｋｇ／ｍ’以上の密度では混合体は容易に流動
しなくなるので混合体を更に圧縮することに上りカラム
１１の混合体は領域９を、カラム１２の混合体は領域ｌ
Ｏを構成するようになる。

１０の物質の密度に実質的に等しいことが望ま幹今ので
、カラム１１の圧縮の程度はカラム１２の圧縮の程度と
同じでなければならない。最終的には密度として３００
Ｋｇ／ｍ’を必要とする上述の例では、１００に９７ｍ
３の密度におけるカラム１１の高さは実質的に７５ｍｍ
にしなければならず、同一密度におけるカラム１２の高
さは実質的に１５０ｍｍでなければならない。

続いて、実質的に１００Ｋｇ／ｍ’の密度に等しい点か
ら最終的な圧縮までのプランジャ４の移動または往復運
動サイクルは実質的に５０ｍｍであり、実質的に１００
　ｋｇ／ｍ３の密度に等しい点から最終的な圧縮までの
プランジャ３の移動または往復運動サイクルは実質的に
１００ｍｍである。

るのにかかる時間は、プランジャ３および４かそれらの
移動の全長を実質的に同時に到達させるようにするため
、中央プランジャ４が５０ｍｍ移動するのにかかる時間
と同じである。このような配置により、均一な組織を有
し、きずがなく、しかも簡単な注入法により、または型
を分解することにより型から取り出すことができる半管
部分成型法が得られる。

プランジャ３および４は必ずしもそれらの移動限界に同
時に達しなくても半管部分はプランツヤ３および４が全
く別々に移動させられた時首尾よく成型させられるけれ
ども、一般には、プランジャがそれらの移動限界に同時
に到達した時、より高品質の成型品が得られる。

最終成形品を作るのに使用した微孔性絶縁混合体の成分
は約４０〜９０重量パーセントの細分割シリカ　（パイ
ロゲニックシリカまたはシリカエーロゲル）、４０重量
パーセントまでの赤外線乳白剤および５０重量パーセン
トまでの強化ファイバの混合体とするこ２かでＡ不へ 乳白剤は、チタニア、アルミナ、ジルコニア、酸化鉄ま
たは酸化クロムのような高反射率を有する放射線散乱物
質、カーボンブラックのような放射線吸収物質または金
属のような放射線反射物質とすることができる。乳白剤
は粉末、短繊維または薄片の形とすることができる。

強化ファイバは、たとえば、セラミックファイバ、ガラ
スファイバ、または無機または有機ファイバとすること
ができる。

加えて、結合剤または結合触媒が混合体の中に組込んで
もよい。

微孔性絶縁混合体が流動をやめる密度は使用成分の相対
比率に依存する。しかし、プランジャ３および４の移動
の最も効果的な距離は何ら発明力を要しない簡単なテス
トによって容易に決定できる。

プランジャ３および４の移動は多くの方法で制御するこ
とができるが、１台のラムまたはプラテンプレスとする
最も安価なプレスの使用を可能にさせる特に簡単な方法
を考えた。

プランツヤ３および４の詳細を第３図に示す。

第３図に示したように、プレスのラム１３は２つの外側
プランジャ３を相互接続した接続部１４に対して押圧す
るよう配置されている。２つの外側プランジャ３の間に
形成されたくぼみの中に接続部１４と中央プランジャ４
との間で作用するばね手段１５が与えられている。ばね
手段１５は、たとえば、コイルばねまたは好ましくは圧
縮ゴムのブロックとすることができる。

圧力が接続部１４に与えられて接続部１４および外側プ
ランジャ３が下方に移動させられると、圧力はばね手段
１５によって中央プランジャ４にも伝えられ、プランジ
ャ３および４は共に移動することになる。プランジャ４
の下の微孔性絶縁混合体の密度が高められるに従って、
プランジャ４の移動に対する抵抗は大きくなる。しかし
、プランジャ３の下の微孔性絶縁混合体の密度がブラン
ツヤ４の下の混合体より移動に対して小さな抵抗を生起
している間は、プランジャ３はプランジャ４より速く移
動し、ばね手段１５は圧縮されるようになる。

ばね手段の特性、たとえば圧縮ゴムの厚さおよび硬さは
プランジャ３および４の相対移動の良好な制御を与える
よう選択される。

半管部分を有する成型絶縁ピースの製造は、微孔性絶縁
混合体から作るのが特に難しい形状であると判っていて
述べである。しかし、注意すべきは、本発明は半管部分
の製造に限定されるのではなく、最終厚さが均一ではな
いが実質的に均一なイし 密度が要求されているようなたの形状を作れることであ
る。細分割へされたシリカを圧縮結合することによって
与えられた絶縁物質の微孔性構造体のおかげで、最終成
型絶縁ピースは非常に良好な熱絶縁特性を与えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は絶縁物質の半管成型ピースを製造する押型の１
実施例を示す断面図、第２図は微孔性絶縁混合体を圧縮
する方法を示す図、第３図は中央および外側プランジャ
を具体化したプラテンプレスの一部を詳細に示した図で
ある。 ■・・側壁、２・・ベース−３・・べＩＩＩプラソジャ
、４・・中央プランジャ、５，６．７・・穴、８・・微
孔性絶縁混合体、工３・・ラム、１４・・接続部、１５
・・ばね手段。 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　押型に微粒子絶縁物質を導入して厚さは均一ではな
   いが密度が実質的に均一な成型絶縁ピースを形成する方
   法において、絶縁物質の圧縮方向に異なった厚さを有す
   る少なくとも第１および第２の部分（１１、１２）を、
   成型絶縁ピースを形成するよう独立した方法にて同時に
   圧縮および合体させ、前記第１の部分（１１）の圧縮の
   程度を前記第２の部分（１２）の圧縮の程度と同一とし
   て成型絶縁ピースを実質的に均一な密度にし、成型絶縁
   ピースを押型より取り出してなることを特徴とする成型
   絶縁ピースの形成方法。 ２　微粒子絶縁物質は微孔性絶縁物質であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３　微孔性絶縁物質はパイロゲニックシリカまたはシリ
   カエーロゲルのような細分割されたシリカであることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４　微孔性絶縁物質は４０重量パーセントまでの赤外線
   乳白剤を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項または第３項記載の方法。 ５　乳白剤はチタニア、アルミナ、ジルコニア、酸化鉄
   、または酸化クロムのような高反射率を有する放射線散
   乱物質、カーボンブラックのような放射線吸収物質、ま
   たは金属のような放射線反射物質とすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６　乳白剤は、粉末、短繊維または薄片の形としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項記載の
   方法。 ７　微孔性絶縁物質はセラミックファイバ、ガラスファ
   イバまたは他の無機または有機ファイバのような強化フ
   ァイバを５０重量パーセントまで含有することを特徴と
   する特許請求の範囲第２項ないし第６項のいずれか１項
   に記載の方法。 ８　第１および第２の部分は異なった速度で圧縮される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９　第１および第２の部分は実質的に同時にそれらの最
   終厚さを得るよう圧縮が行なわれることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載の方法。 １０　微粒子絶縁物質を受け入れる押型を包含して厚さ
   は均一ではないが密度が実質的に均一な成型絶縁ピース
   を形成する装置において、押型（１、２）内で同時作動
   が可能で圧縮方向に異なった厚さを有する絶縁物質の少
   なくとも第１および第２の部分（１１、１２）を独立し
   て圧縮および合体させて成型絶縁ピースを形成するよう
   にした少なくとも第１および第２のプランジャ（３、４
   ）を包含し、前記第１のプランジャ（３）の往復運動サ
   イクルは前記第２のプランジャ（４）の往復運動サイク
   ルと違えることにより成型絶縁ピースを実質的に均一な
   密度を有するようにし、かつ成型絶縁ピースを押型から
   取り出す手段を包含していることを特徴とする成型絶縁
   ピースの形成装置。 １１　第１および第２のプランジャの往復運動は得よう
   とする密度変化および各部分の最終厚さに依存している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２　第１のプランジャ（３）は第２のプランジャ（４
   ）と異なった速度で作動されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１０項または第１１項記載の装置。 １３　第１および第２のプランジャは第１および第２の
   部分が実質的に同時にそれらの最終厚さを得るように作
   動されることを特徴とする特許請求の範囲第１０項、第
   １１項または第１２項記載の装置。 １４　第１のプランジャ（３）は弾性隔離手段（１５）
   によって第２のプランジャ（４）に圧力を伝えるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１０項ないし第
   １３項のいずれか１項に記載の装置。 １５　弾性隔離手段（１５）は圧縮ゴム物質であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６　弾性隔離手段（１５）はばねであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １７　成型絶縁ピースは押型を分解することによって押
   型から取り出されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １０項記載の装置。 １８　成型絶縁ピースはこれを押型から排出させること
   によって取り出されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１０項記載の装置。