JPS6238311B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6238311B2 JPS6238311B2 JP57078028A JP7802882A JPS6238311B2 JP S6238311 B2 JPS6238311 B2 JP S6238311B2 JP 57078028 A JP57078028 A JP 57078028A JP 7802882 A JP7802882 A JP 7802882A JP S6238311 B2 JPS6238311 B2 JP S6238311B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- potassium titanate
- fibers
- inorganic
- examples
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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。 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（特公昭47―37682号公報）、シリコ
ンカーバイイト繊維で強化したガラスよりなる無
機物複合体（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ホ
ツトプレス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
態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
用いることにより、機械加工性が向上し、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、誘導率等の所望の電気特性を選択でき、
焼結反応によつて繊維形状を失うことがなく、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、チタン酸カリウム系繊維をその繊維
形状を保ちながら等方性固体ガラス状無機物中に
混在してなることを特徴とする。 〔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
り水和酸化チタン酸カリウム繊維においても、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、繊維状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。
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。 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（特公昭47―37682号公報）、シリコ
ンカーバイイト繊維で強化したガラスよりなる無
機物複合体（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ホ
ツトプレス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
態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
用いることにより、機械加工性が向上し、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、誘導率等の所望の電気特性を選択でき、
焼結反応によつて繊維形状を失うことがなく、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、チタン酸カリウム系繊維をその繊維
形状を保ちながら等方性固体ガラス状無機物中に
混在してなることを特徴とする。 〔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
り水和酸化チタン酸カリウム繊維においても、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、繊維状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】
【表】
以上述べたように、本発明は、
(イ) 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、焼成によつてその繊維
形状が失わなわれず、焼成時に雰囲気コントロ
ールを必要とせずにその製造が容易な無機物複
合体が得られる、 (ロ) 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
必要がなく、無機物複合体の製造が容易とな
る、 (ハ) 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、かつ設計寸法に対する最終
製品の寸法精度が高い、 (ニ) 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、 (ホ) 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 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
および比較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。 〔実施例および比較例の製造条件の説明〕 実施例１〜実施例13の出発原料および製造条件
を第３表に示す。次の点は実施例１〜実施例13に
共通の製造条件のため、表からその記載を省いて
ある。 (イ) ガラス状無機物は全て100メツシユのパウダ
である。 (ロ) 混練機には全てボールミルを用いた。 (ハ) 成型物の形状および厚さは全て板状で２mm厚
さである。 (ニ) 成型機には全て加圧圧縮成型機を用いた。 (ホ) 焼成雰囲気は全て酸化雰囲気で行つた。 比較例１〜比較例３の出発原料および製造条件
を第４表に示す。成型物の形状および厚さは、前
記実施例と同様に板状で２mm厚である。混練機お
よび成型機は前記実施例と同じである。 〔実施例および比較例の製造物の説明〕 実施例１〜実施例13および比較例１〜３の製造
物について第５表に示す。 第５表の結果より明らかなことは、 (a) チタン酸カリウム繊維（K2O・6TiO2）に加
えるガラス状無機物の種類によつて誘電率は変
化する（実施例１、３、４、５）。 (b) チタン酸カリウム繊維の長径を特定方向に配
向させると、機械的強度が上がり、配向方向の
収縮率が小さくなる（実施例２）。 (c) ガラス状無機物にＡガラスを用いると、絶縁
抵抗および誘電正接が若干劣る（実施例４）。 (d) チタン酸カリウム繊維誘導体の水和物は焼成
時にH2O分子が取除かれ、安定した特性を保持
する（実施例６、７）。 (e) チタン酸バリウム繊維は誘電率を高くするこ
とができる（実施例８）。 (f) チタン酸カリウム繊維にホウ酸を加えると誘
電率を低くすることができる（実施例９）。 (g) 焼成条件を変化させることは、焼結性に差が
生じて高温での焼成は不利である。機械加工性
が劣る（実施例10、11）。 (h) 第三の添加物として二酸化チタン粉末を加え
ても誘電率を高くすることができる（実施例
12）。 (i) チタン酸カリウム繊維に針状のメタケイ酸カ
ルシウムを混合して使用しても特性に問題はな
く、価格上より有利となる（実施例13）。 以上の実施例結果から出発原料の種類および混
合比率によつて、広範囲の誘電特性および絶縁抵
抗の各種を選択でき、機械加工性を有する無機物
複合体を得た。 第５表に示した出発原料の混合比は、この値の
±10％の混合比においても、同等の結果が得られ
た。 また比較例では、本実施例と比較して機械加工
性が劣り、かつ誘電特性を任意に選択することが
でないことが明らかとなつた。
対して安定であるため、焼成によつてその繊維
形状が失わなわれず、焼成時に雰囲気コントロ
ールを必要とせずにその製造が容易な無機物複
合体が得られる、 (ロ) 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
必要がなく、無機物複合体の製造が容易とな
る、 (ハ) 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、かつ設計寸法に対する最終
製品の寸法精度が高い、 (ニ) 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、 (ホ) 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 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
および比較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。 〔実施例および比較例の製造条件の説明〕 実施例１〜実施例13の出発原料および製造条件
を第３表に示す。次の点は実施例１〜実施例13に
共通の製造条件のため、表からその記載を省いて
ある。 (イ) ガラス状無機物は全て100メツシユのパウダ
である。 (ロ) 混練機には全てボールミルを用いた。 (ハ) 成型物の形状および厚さは全て板状で２mm厚
さである。 (ニ) 成型機には全て加圧圧縮成型機を用いた。 (ホ) 焼成雰囲気は全て酸化雰囲気で行つた。 比較例１〜比較例３の出発原料および製造条件
を第４表に示す。成型物の形状および厚さは、前
記実施例と同様に板状で２mm厚である。混練機お
よび成型機は前記実施例と同じである。 〔実施例および比較例の製造物の説明〕 実施例１〜実施例13および比較例１〜３の製造
物について第５表に示す。 第５表の結果より明らかなことは、 (a) チタン酸カリウム繊維（K2O・6TiO2）に加
えるガラス状無機物の種類によつて誘電率は変
化する（実施例１、３、４、５）。 (b) チタン酸カリウム繊維の長径を特定方向に配
向させると、機械的強度が上がり、配向方向の
収縮率が小さくなる（実施例２）。 (c) ガラス状無機物にＡガラスを用いると、絶縁
抵抗および誘電正接が若干劣る（実施例４）。 (d) チタン酸カリウム繊維誘導体の水和物は焼成
時にH2O分子が取除かれ、安定した特性を保持
する（実施例６、７）。 (e) チタン酸バリウム繊維は誘電率を高くするこ
とができる（実施例８）。 (f) チタン酸カリウム繊維にホウ酸を加えると誘
電率を低くすることができる（実施例９）。 (g) 焼成条件を変化させることは、焼結性に差が
生じて高温での焼成は不利である。機械加工性
が劣る（実施例10、11）。 (h) 第三の添加物として二酸化チタン粉末を加え
ても誘電率を高くすることができる（実施例
12）。 (i) チタン酸カリウム繊維に針状のメタケイ酸カ
ルシウムを混合して使用しても特性に問題はな
く、価格上より有利となる（実施例13）。 以上の実施例結果から出発原料の種類および混
合比率によつて、広範囲の誘電特性および絶縁抵
抗の各種を選択でき、機械加工性を有する無機物
複合体を得た。 第５表に示した出発原料の混合比は、この値の
±10％の混合比においても、同等の結果が得られ
た。 また比較例では、本実施例と比較して機械加工
性が劣り、かつ誘電特性を任意に選択することが
でないことが明らかとなつた。
【表】
【表】
Claims (1)
- １ チタン酸カリウム系繊維がその繊維状形態を
保ちながら等方性固体ガラス状無機物中に混在し
てなることを特徴とする無機物複合体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7802882A JPS58194757A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 無機物複合体 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP7802882A JPS58194757A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 無機物複合体 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2654687A Division JPS62191443A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 無機物複合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58194757A JPS58194757A (ja) | 1983-11-12 |
| JPS6238311B2 true JPS6238311B2 (ja) | 1987-08-17 |
Family
ID=13650352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7802882A Granted JPS58194757A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 無機物複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58194757A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4314852A (en) * | 1980-05-07 | 1982-02-09 | United Technologies Corporation | Silicon carbide fiber reinforced glass composites |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP7802882A patent/JPS58194757A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58194757A (ja) | 1983-11-12 |
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