JPH0824005B2 - Electric insulating filling material and method of manufacturing the same - Google Patents
Electric insulating filling material and method of manufacturing the sameInfo
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- JPH0824005B2 JPH0824005B2 JP63273728A JP27372888A JPH0824005B2 JP H0824005 B2 JPH0824005 B2 JP H0824005B2 JP 63273728 A JP63273728 A JP 63273728A JP 27372888 A JP27372888 A JP 27372888A JP H0824005 B2 JPH0824005 B2 JP H0824005B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、汎用シーズヒータの電気絶縁充填材料に関
し、特に高充填性が要求され、かつ中温および高温域で
使用される電気絶縁充填材料及びその製造方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric insulating filling material for a general-purpose sheathed heater, and in particular, an electric insulating filling material which is required to have a high filling property and is used in an intermediate temperature range and a high temperature range. The manufacturing method is related.
(従来技術及び発明が解決しようとする課題) 従来より、マグネシアは高い熱伝導率および適当な硬
度を有することから、シーズヒータ用電気絶縁充填材料
として使用されている。(Prior Art and Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, magnesia has been used as an electrically insulating filling material for sheathed heaters because of its high thermal conductivity and appropriate hardness.
しかしながら、結晶成長したマグネシアは角柱状或い
は鱗片状の非球状体であるため、これをシーズヒータの
電気絶縁充填材料として使用した際には下記の問題点が
あった。すなわち、 (1) マグネシア粉末の流動性が悪いため、充填に要
する時間が長くかかり、必然的にシーズヒータの生産能
率が低く、 (2) 充填工程のみによっては高密度な充填状態を得
ることは困難であり、 (3) 上述した角柱状或いは鱗片状のマグネシア粉末
では粒子が粒子エッジを有するために、充填および圧延
工程において金属パイプの内壁および発熱線を損傷して
しまうことがある等の欠点があった。However, since crystal-grown magnesia is a prismatic or scaly non-spherical body, the following problems occur when it is used as an electrically insulating filling material for a sheathed heater. That is, (1) since the flowability of the magnesia powder is poor, the time required for filling is long, and the production efficiency of the sheathed heater is inevitably low. (2) It is impossible to obtain a high-density filled state only by the filling step. (3) In the above-mentioned prismatic or scaly magnesia powder, since the particles have particle edges, the inner wall of the metal pipe and the heating wire may be damaged during the filling and rolling process. was there.
この問題を解消するための方法として従来より、機械
的手法或いは化学的手法による球状もしくは略球状のマ
グネシア粉体の製造方法(特開昭62−86604号)、或い
はさらに、球状もしくは略球状のマグネシア粉体と非球
状のマグネシア粉体とを混合してなる電気絶縁充填材料
が前記の技術的課題に対し、工業的規模の生産に有用な
材料であることが提案なされている(特開昭61−214389
号)。As a method for solving this problem, heretofore, a method for producing spherical or substantially spherical magnesia powder by a mechanical method or a chemical method (JP-A-62-86604), or a spherical or substantially spherical magnesia powder has been used. It has been proposed that an electrically insulating filling material obtained by mixing powder and non-spherical magnesia powder is a material useful for industrial scale production in response to the above-mentioned technical problems (Japanese Patent Laid-Open No. 61-61160). −214389
issue).
一方、前記したマグネシアからなる充填材料は高温多
湿な雰囲気下で容易に吸湿してその絶縁性能が低下する
ために、その取扱いには慎重な注意が必要とされてい
る。これを解決するための方法としては、従来より、マ
グネシア粒子表面に活性アルミナの被覆層を形成した
後、熱処理によって耐湿性に優れたα−アルミナ層を得
る方法(特開昭60−240005号)がある。On the other hand, the above-mentioned filling material made of magnesia easily absorbs moisture in a high-temperature and high-humidity environment and its insulating performance deteriorates. Therefore, careful handling is required. As a method for solving this, conventionally, after forming a coating layer of activated alumina on the surface of magnesia particles, a method of obtaining an α-alumina layer having excellent moisture resistance by heat treatment (JP-A-60-240005) There is.
また、電気絶縁充填材料の絶縁性能に関してはこれま
で、初期の絶縁抵抗値、および通電サイクル試験におい
て絶縁劣化速度の点から問題があった。これを解決する
ための方法として従来より、 化学組成の改善、高充
填密度化および粒子の球状化(特開昭59−215690号)、
酸素含有量の高いニッケル酸化物Ni2O3を添加して
効果を向上せしめてなる方法(特開昭60−77305号)等
がある。Further, there has been a problem in the insulation performance of the electric insulation filling material from the viewpoint of the initial insulation resistance value and the insulation deterioration rate in the energization cycle test. As a method for solving this, conventionally, the chemical composition is improved, the packing density is increased, and the particles are spheroidized (JP-A-59-215690),
There is a method in which nickel oxide Ni 2 O 3 having a high oxygen content is added to improve the effect (JP-A-60-77305).
上記した従来技術の方法で得られた電気絶縁充填材料
はそれぞれ、従来品と比較して、高密度充填性能、吸湿
性或いは絶縁性に関してはそれぞれ改良されているが、
この全ての特性が同時に改良なされた電気絶縁充填材料
およびその製造方法は未だ発明なされていない。Each of the electrically insulating filling materials obtained by the above-mentioned conventional method is improved in terms of high-density filling performance, hygroscopicity, or insulation, as compared with conventional products, respectively.
An electrically insulating filling material in which all of these properties have been improved at the same time and a method for producing the same have not yet been invented.
さらに、シーズヒータの使用温度としては、現在のと
ころ低温から高温へ徐々に移行しており、このため電気
絶縁充填材料の熱時絶縁抵抗値を改善する必要も要求さ
れているのが実情である。Further, the operating temperature of the sheathed heater is gradually shifting from low temperature to high temperature at present, and therefore it is necessary to improve the insulation resistance value of the electrically insulating filling material during heating. .
本発明は、上述の課題を鑑み発明なされたものであっ
て、その目的とするところは、高密度充填性能、耐湿性
および絶縁性(特に熱時絶縁抵抗値)の全てが格段に改
善された電気絶縁充填材料およびその製造方法を提供し
ようとするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the purpose thereof is that all of high-density filling performance, moisture resistance, and insulation (especially thermal insulation resistance) are significantly improved. It is an object of the present invention to provide an electrically insulating filling material and a manufacturing method thereof.
(課題を解決するための手段) 本発明の電気絶縁充填材料は上述した課題および目的
に鑑み発明なされたものであって、ムライト(3Al2O3・
2SiO2)粉末、ならびに球状、略球状及び非球状粒子か
ら構成したマグネシア粉末との混合粉体表面を、シリコ
ーンオイルで被覆したことを特徴とする電気絶縁充填材
料である。(Means for Solving the Problems) The electrically insulating filling material of the present invention has been made in view of the problems and objects described above, and includes mullite (3Al 2 O 3
2SiO 2 ) powder and a mixed powder surface of a magnesia powder composed of spherical, substantially spherical and non-spherical particles are coated with silicone oil, which is an electrically insulating filling material.
また、本発明の電気絶縁充填材料は、前記マグネシア
粉末が、5重量%以上の球状若しくは略球状粒子と、残
部の非球状粒子とから構成した電気絶縁充填材料であ
る。The electric insulating filling material of the present invention is the electric insulating filling material in which the magnesia powder is composed of 5% by weight or more of spherical or substantially spherical particles and the rest of non-spherical particles.
さらに、本発明の電気絶縁充填材料は、前記ムライト
の添加量が、マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、
シリコーンオイルの添加量が、ムライトとマグネシア粉
末との混合粉末に対して0.001〜2重量%である電気絶
縁充填材料である。Furthermore, the electrically insulating filling material of the present invention, the addition amount of the mullite is 0.1 to 30 wt% with respect to the magnesia powder,
This is an electrically insulating filling material in which the amount of silicone oil added is 0.001 to 2% by weight based on the mixed powder of mullite and magnesia powder.
また、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法は、球
状、略球状及び非球状粒子から構成したマグネシア粉末
にムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合した後、この
混合粉体にシリコーンオイルを添加混合して、混合粉体
表面をシリコーンオイルで被覆することを特徴とする電
気絶縁充填材料の製造方法である。In addition, the method for producing an electrically insulating filling material of the present invention is a method in which a magnesia powder composed of spherical, substantially spherical and non-spherical particles is mixed with mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) powder, and then silicone powder is mixed with the mixed powder. A method for producing an electrically insulating filling material, comprising adding and mixing oil, and coating the surface of the mixed powder with silicone oil.
さらに、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法は、前
記マグネシア粉末が、5重量%以上の球状若しくは略球
状粒子と、残部の非球状粒子とから構成した電気絶縁充
填材料の製造方法である。Furthermore, the method for producing an electrically insulating filling material of the present invention is the method for producing an electrically insulating filling material, wherein the magnesia powder is composed of spherical or substantially spherical particles of 5% by weight or more and the remaining non-spherical particles.
さらにまた、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法
は、上記製造方法において、前記ムライトの添加量が、
マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、シリコーンオ
イルの添加量が、ムライトとマグネシア粉末との混合粉
末に対して0.001〜2重量%である電気絶縁充填材料の
製造方法である。Furthermore, the manufacturing method of the electrically insulating filling material of the present invention is the above manufacturing method, wherein the addition amount of the mullite is
This is a method for producing an electrically insulating filling material in which 0.1 to 30% by weight of magnesia powder and 0.001 to 2% by weight of silicone oil are added to the mixed powder of mullite and magnesia powder.
本発明者は、上述した高充填性を有する球状、略球状
及び非球状粒子から構成したマグネシア粉末を基材と
し、高温において高い絶縁抵抗値を示すムライト粉末の
添加効果と、溌水性および流動性の改善を付与するシリ
コーンオイルの添加効果とにより相互作用により、マグ
ネシアを主成分とする電気絶縁充填材料の高充填性、耐
湿性および絶縁性の全てが格段に改善されることを知見
して本発明を完成したものである。すなわち、上記基
材、添加剤のいずれかが欠如した状態、或いは混合操作
が不十分なため、溌水性の発現が均一に行われていない
状態では、初期の目的とする高充填性、耐湿性および絶
縁性を得ることは困難である。The present inventor uses a magnesia powder composed of spherical, substantially spherical and non-spherical particles having the above-mentioned high filling property as a base material, and has an effect of adding mullite powder exhibiting a high insulation resistance value at high temperature, water repellent property and fluidity. It was found that the high filling property, moisture resistance and insulating property of the electrical insulating filling material containing magnesia as a main component are remarkably improved by the interaction with the addition effect of silicone oil which gives the improvement of The invention has been completed. That is, in the state where any of the above-mentioned base material or additive is lacking, or the state where the water repellent property is not uniformly developed due to insufficient mixing operation, the initial high filling property and moisture resistance And it is difficult to obtain insulation.
以下、本発明の電気絶縁充填材料及びその製造方法に
ついて、より具体的に説明する。Hereinafter, the electrically insulating filling material of the present invention and the method for producing the same will be described more specifically.
まず、予め電気絶縁充填材料として球状、略球状及び
非球状粒子から構成したマグネシア粉末を調製するので
あるが、この構成割合としては、5重量%以上の球状若
しくは略球状粒子と、残部の非球状粒子とから構成する
のが好ましい。その理由は、5重量%以下では非球状粒
子のみからなる電気絶縁充填材料と物性面(充填性能)
において顕著な差がみられないからである。First, a magnesia powder composed of spherical, substantially spherical and non-spherical particles is prepared in advance as an electrically insulating filling material. The composition ratio is 5% by weight or more of spherical or substantially spherical particles, and the remaining non-spherical particles. It is preferably composed of particles. The reason is that if it is less than 5% by weight, the electrically insulating filling material consisting of only non-spherical particles and the physical properties (filling performance)
This is because there is no significant difference in.
ここで、本発明において用いる球状もしくは略球状の
マグネシア粒子とは、完全に球状となった粒子ならびに
球状に近似する粒子をも含めたものを意味し、単結晶或
いは多結晶からなるものである。Here, the spherical or substantially spherical magnesia particles used in the present invention mean particles including completely spherical particles and particles similar to spherical particles, and are composed of single crystals or polycrystals.
この球状もしくは略球状のマグネシア粒子を得る方法
としては、公知の機械的或いは化学的な製造方法から、
適宜選択すれば良い。例えば、機械的方法として、バッ
ジ式ミルを用い粒子間の衝突を利用し摩砕する方法(特
開昭59−215690号)、流動層造粒機および回転ミキサー
を用いる方法と火災溶射による方法(特開昭61−214389
号)など、また、化学的方法として、市販の非球状マグ
ネシア粉を酸処理或いは酸処理後アルカリ処理する方法
(特開昭62−38604号)などの中から適宜選択して使用
すれば良い。尚、上述した製法以外でも得られた球状も
しくは略球状体が、要するに前述した技術課題を解決で
きるようなマグネシア粒子であれば、本発明の材料とし
て使用可能である。As a method of obtaining the spherical or substantially spherical magnesia particles, from a known mechanical or chemical manufacturing method,
It may be selected appropriately. For example, as a mechanical method, a method using a badge type mill to grind by utilizing collision between particles (Japanese Patent Laid-Open No. 59-215690), a method using a fluidized bed granulator and a rotary mixer, and a method using fire spraying ( JP 61-214389
No.), and as a chemical method, a commercially available non-spherical magnesia powder may be acid-treated or acid-treated and then alkali-treated (JP-A-62-38604). The spherical or substantially spherical body obtained by a method other than the above-mentioned manufacturing method can be used as the material of the present invention as long as it is a magnesia particle which can solve the above-mentioned technical problems.
また、このマグネシア粉末としては、その純度が90重
量%以上であれば良く、電融マグネシア粉末、及び/又
は焼結マグネシア粉末が使用可能である。The magnesia powder may have a purity of 90% by weight or more, and electromelted magnesia powder and / or sintered magnesia powder can be used.
次に、この予め電気絶縁充填材料として調製したマグ
ネシア粉末に、ムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合
するのであるが、この絶縁性能の改良剤として使用する
ムライト粉末としては、好ましくは、シリマナイト族鉱
物(シリマナイト、アンダリュサイト及びカイヤナイ
ト)を高温焼成しムライト化したもの、或いはカオリン
族鉱物とアルミナとの混合物から合成したものを焼成し
てムライト化したものの中から適宜選択されるが、これ
以外の方法で得られるムライトを用いることも勿論可能
である。Next, the magnesia powder previously prepared as the electrically insulating filling material is mixed with mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) powder, but as the mullite powder used as the improving agent of the insulating performance, preferably , Sillimanite group minerals (sillimanite, andalusite, and kyanite) are fired at high temperature to form mullite, or those synthesized from a mixture of kaolin group minerals and alumina are fired to form mullite. However, it is of course possible to use mullite obtained by a method other than this.
このムライトとしては、成分的には特に、アルカリ成
分(Na2O+K2O)が0.1重量%以下、好ましくは0.05重量
%以下、粒度的には、最大粒子径が150μmかつ45μm
以下の微粉が30%以内で含まれることが好ましい。As the mullite, particularly, the alkaline component (Na 2 O + K 2 O) is 0.1% by weight or less, preferably 0.05% by weight or less, and the maximum particle size is 150 μm and 45 μm.
The following fine powders are preferably contained within 30%.
また、このムライトの添加量としては、マグネシア粉
末に対して0.1〜30重量%であるのが、絶縁性およびシ
ーズヒータとして本来要求される特性の観点から好まし
い。すなわち、その添加量が、0.1重量%以下では、絶
縁性能において十分な効果を得ることが困難であり、30
重量%以上では、熱伝導率の低下をきたしてしまい、ひ
いてはシーズヒータ性能を劣化させるからである。Further, the addition amount of this mullite is preferably 0.1 to 30% by weight with respect to the magnesia powder, from the viewpoint of insulating properties and properties originally required as a sheathed heater. That is, if the added amount is 0.1% by weight or less, it is difficult to obtain a sufficient effect on the insulation performance.
This is because if the content is more than 10% by weight, the thermal conductivity will decrease, and the performance of the sheath heater will deteriorate.
次に、この混合粉末にシリコーンオイルを添加混合し
て、粉末粒子表面を均一にシリコーンオイルで被覆する
のであるが、この溌水性および流動性の改良剤として使
用するシリコーンオイルとしては、ジメチル系でその分
子構造は下記の通りである。Next, silicone oil is added to and mixed with this mixed powder to uniformly coat the surface of the powder particles with silicone oil.The silicone oil used as the agent for improving the water repellent property and the fluidity is dimethyl-based. Its molecular structure is as follows.
また、このシリコーンオイルは、撥水性以外にも充填
材料の流動性を改善するため、その粘性が重要であり、
粘度(25℃)10〜100cs、比重(25℃)0.930〜0.970、
及び粘度温度係数0.54〜0.60の範囲にあるのが好まし
い。 In addition to water repellency, this silicone oil improves the fluidity of the filling material, so its viscosity is important,
Viscosity (25 ℃) 10-100cs, Specific gravity (25 ℃) 0.930-0.970,
And the viscosity temperature coefficient is preferably in the range of 0.54 to 0.60.
さらにまた、このシリコーンオイルの添加量として
は、上記ムライトとマグネシア粉末との混合粉末に対し
て0.001〜2重量%であるのが、撥水性、流動性、絶縁
性の観点から好ましい。すなわち、添加量が0.001重量
%以下では、撥水性および流動性について十分な効果を
得ることが困難であり、2重量%以上では、常温におけ
る粉体の流動性が著しく低下し、高温で加熱分解される
時に発生する炭素による絶縁抵抗値の劣化が著しいから
である。Furthermore, the amount of the silicone oil added is preferably 0.001 to 2% by weight based on the mixed powder of the mullite and magnesia powder, from the viewpoint of water repellency, fluidity and insulation. That is, when the addition amount is 0.001% by weight or less, it is difficult to obtain a sufficient effect on water repellency and fluidity, and when the addition amount is 2% by weight or more, the fluidity of the powder at room temperature is significantly reduced and the thermal decomposition at high temperature is performed. This is because the deterioration of the insulation resistance value due to the carbon that is generated during the treatment is significant.
上記したシリコーンオイルの添加によって、マグネシ
アを主成分とする充填材料の常温付近における吸湿を防
止できるともに、これ自体シーズヒータ用充填物として
用いられ、シーズヒータ製造時において高温加熱された
後に、無機質充填物の表面にSiO2被膜が形成される。従
って、シリコーンオイルに含まれる有機質の分解後も、
このSiO2被膜の形成により充填材料の耐湿性が失われな
いため、このシリコーンオイルを添加して調製した充填
材料を用いれば、初期および通電サイクル後の電気絶縁
抵抗値の変化が極めて低く、理想的なシーズヒータを提
供できるものである。By adding the silicone oil described above, it is possible to prevent moisture absorption of the filling material containing magnesia as a main component at around room temperature, and it itself is used as a filling material for sheathed heaters, and after being heated to a high temperature during the manufacture of sheathed heaters, it is filled with an inorganic material. A SiO 2 film is formed on the surface of the object. Therefore, even after the decomposition of the organic matter contained in the silicone oil,
Since the moisture resistance of the filling material is not lost due to the formation of this SiO 2 film, the use of the filling material prepared by adding this silicone oil causes an extremely low change in the electrical insulation resistance value at the initial stage and after the current application cycle. It is possible to provide a typical sheath heater.
(実施例) 電気絶縁充填材料の主成分として、鉱石系電融マグネ
シア粉末を70重量%、海水系焼結マグネシア粉末を30重
量%の比率で混合し、これをマグネシア粉末とした。そ
の化学組成を下記の第1表に示した。尚、このマグネシ
ア粉末は、摩砕処理による球状もしくは略球状粒子20重
量%と、未処理の非球状粒子80重量%とから構成され、
さらに、最大粒子径355μm、充填密度2.40g/cm3、及び
流動度180sec/100gに調整されている。(Example) As a main component of the electrical insulating filling material, 70% by weight of ore-based electro-fused magnesia powder and 30% by weight of seawater-based sintered magnesia powder were mixed to obtain a magnesia powder. Its chemical composition is shown in Table 1 below. Incidentally, this magnesia powder is composed of 20% by weight of spherical or substantially spherical particles by grinding treatment and 80% by weight of untreated non-spherical particles,
Furthermore, the maximum particle size is 355 μm, the packing density is 2.40 g / cm 3 , and the fluidity is 180 sec / 100 g.
つづいて、この調製した電融マグネシア粉末からそれ
ぞれ下記の電気絶縁充填材料を調製した。 Subsequently, the following electrically insulating filling materials were prepared from the prepared electro-fused magnesia powder.
A…カイヤナイト粉末を約1650℃で1時間焼成してムラ
イト化した後、150μm以下の粒度に粉砕したムライト
粉末2.0重量%を、上記の電融マグネシア粉末に加えて
混合し、さらに、この混合粉末にジメチルシリコーンオ
イルを0.03重量%加えて混合しで調製したもの B…カイヤナイト粉末を約1650℃で1時間焼成してムラ
イト化した後、150μm以下の粒度に粉砕したムライト
粉末2.0重量%を、上記の電融マグネシア粉末に加えて
混合して調製したもの C…上記の電融マグネシア粉末にジメチルシリコーンオ
イルを0.03重量%加えて混合して調製したもの D…上記の電融マグネシア粉末のみで調製したもの これら4種類の電気絶縁充演材料A,B,C,およびDにつ
いてそれぞれ、充填密度ならびに流動度の測定を実施し
た。この結果を下記の第2表に示す。尚、この測定には
Boeh Model AP901122タップ密度測定装置(ASTM.D.3477
に準ずる)を使用した。A ... Kyanite powder was calcined at about 1650 ° C. for 1 hour to form mullite, and 2.0% by weight of mullite powder pulverized to a particle size of 150 μm or less was added to the above-mentioned electro-fused magnesia powder and mixed, and further mixed. Prepared by adding 0.03% by weight of dimethyl silicone oil to the powder and mixing B ... Kyanite powder was burned at about 1650 ° C. for 1 hour to make mullite, and 2.0% by weight of mullite powder was crushed to a particle size of 150 μm or less. Prepared by adding and mixing the above-mentioned fused magnesia powder C ... prepared by mixing 0.03% by weight of dimethyl silicone oil with the above fused magnesia powder D ... only by the above fused magnesia powder What was prepared For each of these four types of electrical insulation filling materials A, B, C, and D, the packing density and fluidity were measured. The results are shown in Table 2 below. In addition, for this measurement
Boeh Model AP901122 Tap Density Measuring Device (ASTM.D.3477
Was used).
第2表から明らかなように、本発明の電気絶縁充填材
料は、従来の電気絶縁充填材料と比較しても、添加処理
を行うことによっても基材の充填性を損なうことがな
い。As is clear from Table 2, the electrically insulating filling material of the present invention does not impair the filling property of the base material even by the addition treatment, as compared with the conventional electrically insulating filling material.
次に、これら4種類の電気絶縁充填材料A,B,C,および
Dをそれぞれ、発熱線(ニクロム線、商品名「ニクロム
5」)と、外径7.5mm、肉厚0.5mm、長さ700mmの金属パ
イプ(NCF2P、商品名「インコロイ800」)との間隙に充
填し、圧延減径、焼鈍の各工程を経た後、金属パイプの
両端を低融点ガラスで封口した。このようにしてそれぞ
れ、外径6.5mm、ヒータ全長785mm、有効発熱長585mmの
試料A,B,C,およびDを作成した。 Next, each of these four types of electrical insulation filling materials A, B, C, and D, with a heating wire (Nichrome wire, trade name "Nichrome 5"), outer diameter 7.5 mm, wall thickness 0.5 mm, length 700 mm Was filled in the gap with the metal pipe (NCF2P, trade name "Incoloy 800"), and after undergoing the steps of rolling reduction and annealing, both ends of the metal pipe were sealed with low melting point glass. In this way, samples A, B, C, and D each having an outer diameter of 6.5 mm, a heater total length of 785 mm, and an effective heat generation length of 585 mm were prepared.
次に、この各試料を用いて以下に示す通電サイクル試
験を実施した。すなわち、電力密度10W/cm2、金属パイ
プ表面温度約900℃で、(20分通電−10分休止)/サイ
クルの条件での熱時絶縁抵抗値をそれぞれ測定した。こ
の結果を第1図に示した。Next, the following energization cycle test was carried out using each of these samples. That is, the thermal insulation resistance value was measured under the conditions of power density of 10 W / cm 2 , metal pipe surface temperature of about 900 ° C., (20 minutes energization-10 minutes rest) / cycle. The results are shown in FIG.
第1図から明らかなように、本発明の電気絶縁充填材
料(すなわちムライトおよびシリコーンオイルを添加し
て調製したもの)を用いて作成した試料Aは、ムライト
のみを添加して調製した充填材料を用いて作成した試料
B、シリコーンオイルのみを添加して調製した充填材料
を用いて作成した試料C、および電融マグネシアのみか
らなる従来の充填材料を用いて作成した試料Dと比較し
て、初期の絶縁抵抗値が高く、かつ2000サイクルを経た
後も絶縁劣化が少なく極めて高い値を示した。また、試
料B及びCの結果から、本発明の材料特性は、二種類の
添加剤、すなわち、ムライトとシリコーンオイルとの相
互作用によって発揮されることが明らかである。As is clear from FIG. 1, the sample A prepared using the electrically insulating filling material of the present invention (that is, the one prepared by adding mullite and silicone oil) is the filling material prepared by adding only mullite. Compared with the sample B prepared by using the sample B, the sample C prepared by using the filler material prepared by adding only the silicone oil, and the sample D prepared by using the conventional filler material composed only of the electro-melting magnesia, Had a high insulation resistance and showed a very high value with little insulation deterioration even after 2000 cycles. Also, from the results of Samples B and C, it is clear that the material properties of the present invention are exerted by the interaction of two types of additives, mullite and silicone oil.
尚、本実施例においては、電気絶縁充填材料の主成分
として、電融マグネシアと焼結マグネシアと混合粉末を
用いたが、これに代えて、電融マグネシア粉末単独、或
いは焼結マグネシア単独でも、上記実施例と同様な傾向
があり、本発明に使用可能であることが判明している。In this example, as the main component of the electrically insulating filling material, a mixed powder of fused magnesia and sintered magnesia was used, but instead of this, fused magnesia powder alone or sintered magnesia alone, It has been found that there is a tendency similar to that of the above-mentioned embodiment and that it can be used in the present invention.
また、本実施例において用いた主成分のマグネシア
は、96.0〜97.0重量%と極めて高純度のものを用いた
が、これに代えて、使用するマグネシア粉末の純度が90
重量%以上であれば、上記実施例と同様な傾向があり、
本発明に使用可能であることが判明している。In addition, the main component magnesia used in this example was 96.0 to 97.0% by weight of extremely high purity, but instead of this, the purity of the magnesia powder used was 90%.
If it is at least% by weight, there is a tendency similar to that in the above example,
It has been found that it can be used in the present invention.
さらにはまた、ムライト添加剤として、上記実施例に
用いたカイヤナイト以外でも、アンダリュサイトおよび
シリマナイトの焼成品、およびカオリン族鉱物のアルミ
ナとの混合物から合成した焼成品の中から選択したムラ
イト粉末を用いても同様な傾向があり、本発明に使用可
能であることが判明している。Furthermore, as a mullite additive, other than the kyanite used in the above examples, a calcined product of andalusite and sillimanite, and a mullite powder selected from calcined products synthesized from a mixture of kaolin group minerals with alumina. It has been found that there is a similar tendency by using, and it can be used in the present invention.
(作用・効果) 上述したように、本発明の電気絶縁充填材料及びその
製造方法によれば、高い熱伝導率のマグネシアを主成分
として、このマグネシアを球状、略球状及び非球状粒子
から構成し、これに熱時の絶縁性に優れたムライトを添
加し、この混合粒子表面に、撥水性を有しかつ流動性の
改善を付与するシリコーンオイルを添加して被覆してい
るので、基材の形状及び前記添加剤の添加効果による相
互作用により、マグネシアを主成分とする電気絶縁充填
材料の充填性能、耐湿性および絶縁性の全てが格段に改
善された優れた電気絶縁充填材料を簡単に提供できるも
のである。(Operation / Effect) As described above, according to the electrically insulating filling material of the present invention and the method for producing the same, the magnesia is composed of spherical, substantially spherical and non-spherical particles with magnesia having a high thermal conductivity as a main component. Mullite, which has excellent insulating properties when heated, is added to the surface of the mixed particles, and silicone oil that has water repellency and improves fluidity is added to the surface of the base material. Easily provide excellent electrical insulation filling material with significantly improved filling performance, moisture resistance and insulation of electrical insulation filling material mainly composed of magnesia due to interaction by shape and addition effect of the additive It is possible.
すなわち、本発明の電気絶縁充填材料及びその製造方
法によれば、 (1) シーズヒータの製造工程における金属、パイプ
ならびに発熱線の損傷がなく、かつ高充填密度が可能
で、 (2) 長期間の材料の保管においても吸湿による品質
の劣化がなく、初期および通電サイクル後の絶縁抵抗値
が格段に優れた電気絶縁充填材料を簡単に提供でき、 (3) さらには、主成分のマグネシアがその純度が90
重量%以上であれば使用可能であるので、価格的に安価
な鉱石系原料が使用可能となりコスト的にも安価な充填
材料を提供できる等の幾多の作用効果を奏する優れた発
明である。That is, according to the electrically insulating filling material and the method for producing the same of the present invention, (1) there is no damage to the metal, the pipe, and the heating wire in the manufacturing process of the sheathed heater, and high filling density is possible, and (2) long-term It is possible to easily provide an electrically insulating filling material that does not deteriorate in quality due to moisture absorption even when it is stored, and has an excellent insulation resistance value at the initial stage and after a current cycle. (3) Furthermore, magnesia, which is the main component, 90 purity
Since it can be used if it is at least wt%, it is an excellent invention that has many operational effects such as the use of inexpensive ore-based raw materials and the provision of filling materials that are inexpensive.
第1図は、本発明の電気絶縁充填材料を用いて作成した
シーズヒータと、従来の電気絶縁充填材料を用いて作成
したシーズヒータとにおける熱時絶縁抵抗値と通電サイ
クルとの関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a relationship between a thermal insulation resistance value and an energization cycle in a sheathed heater made using the electrically insulating filling material of the present invention and a sheathed heater made using a conventional electrically insulating filling material. Is.
Claims (2)
に球状、略球状及び非球状粒子から構成したマグネシア
粉末との混合粉体表面を、シリコーンオイルで被覆した
電気絶縁充填材料であって、前記マグネシア粉末が、5
重量%以上の球状若しくは略球状粒子と、残部の非球状
粒子とから構成するとともに、前記ムライトの添加量
が、マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、シリコー
ンオイルの添加量が、ムライトとマグネシア粉末との混
合粉末に対して0.001〜2重量%であり、前記シリコー
ンオイルが、粘度(25℃)10〜100cs、比重(25℃)0.9
30〜0.970、及び粘度温度係数0.54〜0.60の範囲にある
ものであることを特徴とする電気絶縁充填材料。1. An electrically insulating filling material in which the mixed powder surface of mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) powder and magnesia powder composed of spherical, substantially spherical and non-spherical particles is coated with silicone oil. And the magnesia powder is 5
% Or more spherical or substantially spherical particles, and the remaining non-spherical particles, the addition amount of the mullite is 0.1 to 30% by weight of the magnesia powder, the addition amount of the silicone oil is mullite and magnesia. 0.001 to 2% by weight based on the mixed powder with the powder, the silicone oil has a viscosity (25 ° C) of 10 to 100cs and a specific gravity (25 ° C) of 0.9.
An electrically insulating filling material characterized by having a viscosity temperature coefficient of 30 to 0.970 and a viscosity temperature coefficient of 0.54 to 0.60.
と、残部の非球状粒子とから構成したマグネシア粉末
に、マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%のムライト
(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合した後、この混合粉体に
ムライトとマグネシア粉末との混合粉末に対して0.001
〜2重量%で、粘度(25℃)10〜100cs、比重(25℃)
0.930〜0.970、及び粘度温度係数0.54〜0.60ののシリコ
ーンオイルを添加混合して、混合粉体表面をシリコーン
オイルで被覆することを特徴とする電気絶縁充填材料の
製造方法。2. A magnesia powder composed of spherical or substantially spherical particles of 5% by weight or more and the remaining non-spherical particles, and 0.1 to 30% by weight of mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2) based on the magnesia powder. ) After mixing the powders, add 0.001 to the mixed powder of mullite and magnesia powder.
~ 2% by weight, viscosity (25 ℃) 10-100cs, specific gravity (25 ℃)
A method for producing an electrically insulating filling material, comprising adding and mixing silicone oil having a viscosity temperature coefficient of 0.54 to 0.60 with a viscosity coefficient of 0.930 to 0.970 and coating the surface of the mixed powder with the silicone oil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273728A JPH0824005B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Electric insulating filling material and method of manufacturing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273728A JPH0824005B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Electric insulating filling material and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02121203A JPH02121203A (en) | 1990-05-09 |
| JPH0824005B2 true JPH0824005B2 (en) | 1996-03-06 |
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| JP63273728A Expired - Fee Related JPH0824005B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Electric insulating filling material and method of manufacturing the same |
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|---|---|
| JP (1) | JPH0824005B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS598295A (en) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | 株式会社日立ホームテック | Sheathed heater |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63273728A patent/JPH0824005B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02121203A (en) | 1990-05-09 |
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