JPH0422004A - 電気絶縁用複合材料 - 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】 書産業上の利用分野Ｊ 本発明は、電気絶縁用部材なとの材料として使用される
複合材料に関する。

「従来の技術」 マイカは電気絶縁性に優れていることから、従来よりそ
の特性を活かして各種電気絶縁用部材に広く利用されて
いる。しかし、大面積を宵するマイカの単結晶は入手し
難く、たとえまれに入手できたとしても、極めて高価な
ものとなるため実用性にかけていた。この欠点を補い、
低コストで大面積を有するものとして従来より集成マイ
カといわれる参り全材料か利用されている。集成マイカ
は、マイカの粉砕物を／リコーン系接着剤なとの有機系
バインターで固めた複合材料である。

発明か解決しようとする課題」 しかしながら、この集成マイカはマイカの粉砕物を有機
系バインターで固めであるために、一部の使用環境下、
例えば３００　’Ｃ以上の高温環境下ではバインターそ
のものか熱により劣化してしまい実用に耐えなかった。

本発明は前記事情に鑑みてなされてものて、その目的と
するところは、従来の集成マイカの特徴である低コスト
で大面積を有する優れた電気絶縁用部材か得られる点を
損なうことなく、その使用可能温度範囲を大幅に拡大し
た複合材料を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明における請求項１記載の発明の電気絶縁用複合材
料では、マイカの粉砕物とリン酸カルシウム化合物の水
和硬化体との複合体からなることを前記課題の解決手段
とした。

また、請求項２記載の電気絶縁用複合材料では、前記リ
ン酸カルシウム化合物が、α−リン酸三カルシウム、シ
リコカーツタイトの少なくとも一種とリン酸四カルシウ
ムとの混合粉体からなることを前記課題の解決手段とし
た。

本発明者等は、α−リン酸三カルシウム［α−Ｃａ３（
Ｐｏ４）２１あるいはシリコカーツタイトＩＩｃａｓ（
Ｐｏ、）、　−Ｃａ、Ｓ　ｉｏ　、の固溶体］の少なく
とも一種とリン酸四カルシウム［Ｃａ４０（Ｐｏ４）２
］との混合粉末か、水と反応してハイドロキンアパタイ
トＥＣａ＋ｏ（Ｐ　Ｏ４）８（ＯＨＬ］を生成する過程
で、ハイドロキンアパタイトと同様に結晶構造中にＯＨ
基を有するマイカと強固な結合体を作ることに着目し、
鋭意研究の結果本発明を完成させたものである。

以下、本発明の電気絶縁複合材料を詳しく説明する。

本発明の電気絶縁複合材料は、マイカの粉砕物とリン酸
カルシウム化合物の水和硬化体との複合体からなるもの
であり、具体的に例示すれば、前記リン酸カルシウム化
合物か、α−リン酸三カルシウム、シリコカーツタイト
の少なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体か
らなるものである。

このような電気絶縁複合材料、すなわちリン酸カルシウ
ム化合物か、α−リン酸三カルシウム／リコカーノタイ
トの少なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体
からなるものを作製するには、まずマイカの粉砕物を用
意する。ここて、マイカとしては天然のものでもよく、
さらには人工のものでもよい。また、その粉砕物として
は、サイズかてきる限り大きい方か好ましく、具体的に
は粒径２ｍｍ以上となるように調整するのか望ましい。

また、前記リン酸カルシウム化合物を作製するには、ま
ず、湿式合成法によって合成した、カルシウムのリンに
対するモルｋｌＪ＜１．５０〜１．６８であるハイドロ
キンアパタイトをｌ　２０００Ｃ以上の高温て脱水熱分
解し、さらにこれを粉砕してα−リン酸三カルシウムと
リン酸四カルシウムとの混合粉体を作製する。ここで、
ハイドロキシアパタイトの合成法としては、例えば水酸
化カル／ラムスラリーにリン酸溶液を滴下して反応熟成
させ、ろ過洗浄後、乾燥して得る方法や、また第二リン
酸カルシウムと炭酸カルシウムとを１２０００Ｃ以上で
高温処理することによって得られるα型すン酸三カルシ
ウムとリン酸四カルシウムとの混合物を、さらに水と混
合して得る方法か採用可能である。特に後者の場合、合
成したハイドロキンアパタイトを１２００　’Ｃ以上で
再度高温処理することによって得られるα型リン酸三カ
ルシウムとリン酸四カルシウムの混合物か、化学組成的
に均質となることから本発明に好適な方法となる。

また、前記リン酸カルシウム化合物の作製については、
α−リン酸三カルシウムあるいはシリコカーツタイトと
リン酸四カルシウムの粉体を別個に調合し、カルシウム
のリンに対するモル比か１ｏＯ〜１６８となるように混
合することも考えられる。このように、α−リン酸三カ
ルシウムあるいはシリコカーツタイトとリン酸四カルシ
ウムとの１粉体を得るには各種の方法か考えられるので
、ここで記載された方法に限定されるものではない。

なお　カル／ラムのリンに対するモル比か、１５０〜１
．６８であるハイドロキンアパタイトを用い、これを脱
水熱分解したのは、前記モル比の範囲にてハイドロキン
アパタイトか安定であるからである。

次に、得られた混合粉体とマイカの粉砕物とを所望する
重量比で混合し、得られた混合材料に所定量の水を加え
て混練し、さらにこれを加圧成形する。ここで、前記混
合材料に水を加えると、リン酸カル７ウム化合物、すな
わちα−リン酸三カルシウム、ンリコカーノタイトの少
なくとも一種とリン酸四カルシウムとの混合粉体か、水
と反応してハイドロキンアパタイトを生成する過程で、
ハイドロキンアパタイトと同様に結晶構造中に○Ｈ基を
有するマイカと強固に結合して結合体になる。そして、
この結合の過程で加圧成形を行うことにより、所望する
形状および強度を有したものに成形かできるのである。

なお、前記混合材料に水を加えるにあたり、水に代わっ
て無機酸水溶液あるいは有機酸水溶液、もしくは無機酸
塩水ｌ＠液あるいは有機酸塩水溶液を使用することもて
きる。そして、このような水溶液を用いた場合には、前
記混合材料と水との反応か促進される。ここで、反応促
進に好適な水溶液としては、例えばリン酸、硫酸、クエ
ン酸あるいはこれらの塩の水溶液か挙げられる。なおこ
れらを使用する場合には、最終的に得られる硬化体（す
なわち電気絶縁用複合材料）の使用条件によってこれら
水溶液の種類か選択され、さらにはその使用量か決定さ
れる。

その後、前記成形体を所望する強度等に応した硬化条件
で硬化を行い、これにより本発明の電気絶縁用複合材料
を得る。

このようにして得られた電気絶縁複合材料にあっては、
リン酸カルシウム化合物の配合量を適宜に調整すること
などにより、従来の集成マイカの特徴である低コストで
大面積を有するといった利点を有し、かつその使用可能
温度範囲を大幅に拡大することかできる。

「実施例」 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

（実施例１） 水酸化カルシウムスラリーにリン酸を徐々に滴下し、カ
ルシウムのリンに対するモル比が１．６７のハイドロキ
シアパタイトを作製した。次に、このハイドロキシアパ
タイトを電気炉にて１５００°Ｃて１０時間焼成し、α
−リン酸三カルシウムとノン酸四カルシウムの混合物を
得た。さらに、この混合物をボールミルによって粉砕し
、４４μｍふるいを全通するようにした。次いて、この
ようにして得られた粉体と、粒度幅が２〜５ｊＩｍに調
整された天然の金雲母とを重量比２０対８０の比率で混
合して混合材料を得た。さらに、得られた混合材料１０
０ｇに対し水８ｇを加えて混練し、これに３００Ｋｇ／
ｃｍ’の圧力を加えてペレット状に成形し、その後湿度
１００％、温度６０’Ｃの雰囲気にて２４時間放置し、
硬化せしめて複合材料を得た。

得られた複合材料の体積抵抗率を測定したところ９．０
Ｘ１０Ｉ４Ω・ｃｍてあり、また曲げ強□□□を測定し
たところ５０　Ｋ　ｇ／　ｃｍ２てあった。このように
、従来の電気絶縁材料か１０′４Ω・ｃｍのオーターで
あるのに比へ、本発明の複合材料は体積抵抗率が格段に
大きく、よって電気絶縁性に優れていることか判明した
。

さらに、この複合材料を６００　’Ｃに設定された電気
炉内に２時間放置し、その後再度特性を測定したところ
、体積抵抗率か８．９ＸＩＯ１４Ω・ｃｍ。

曲げ強度か４５　Ｋ　ｇ／　ｃｍ’を記録し、耐熱絶縁
材料として優れた特性を有していることか確認された。

（実施例２） 第二リン酸力ルンウム１モルに対し、炭酸カルシウム１
２モルを混合し、１５００’Ｃにて２時間焼成してα−
リン酸三カルシウム０８モルとリン酸四カルシウム０．
２モルの混合物を得た。

さらに、この混合物をホールミルによって粉砕し、４４
μｍふるいを全通するようにした。このようにして得ら
れた粉体と粒度幅が２〜５刀次に調整された天然の金雲
母とを重量比２０対８ｏの比率で混合してａ自材材を得
た。このようにして作製した混合材料を実施例１と同様
にしてペレット状に成形し、さらに実施例１と同一の条
件で硬化せしめて複合材料を得た。

得られた複合材料の体積抵抗率を測定したところ８７Ｘ
ＩＯ１′Ω・ｃｍてあり、また曲げ強度を測定したとこ
ろ３６　Ｋ　ｇ／　ｃｍ’であった。

サラに、この複合材料を６ｏ○°Ｃに設定された電気炉
内に２時間放置した後、再度特性を測定したところ、体
積抵抗率が８．４ＸＩＯＩ′Ω・ｃｍ、曲Ｉｆ　強Ｗ　
カ３０　Ｋ　ｇ／　ｃｒ＋’を記録し、実施例１のもの
）−闇ｍ　ｒ＝　、−の宇溢伽１つ＾着ハ４−鮎位ａ÷
＋＋ｌＩ＋ｌＬて優れた特性を有していることが確認さ
れた。

［発明の効果− 以上説明したように本発明における請求項１記載の電気
絶縁用複合材料は、マイカの粉砕物とリン酸カルシウム
化合物の水和硬化体との複合体からなるものであるから
、リン酸カルシウム化合物の配合量を適宜に調整するこ
となとにより、従来の集成マイカの特徴である低コスト
で大面積を有するといった利点を有し、かつその使用可
能温度範囲が大幅に拡大して従来の電気絶縁材料には見
られない優れた耐熱性を有するものとなり、よって耐熱
性か要求される分野での電気絶縁材料として多くの利点
を有するものとなる。

また、請求項２記載の電気絶縁用複合材料は、前記リン
酸カルシウム化合物か、α−リン酸三カルシウム、シリ
コカーツタイトの少なくとも一種とリン酸四カルシウム
との混合粉体からなるのてこの混合粉体とマイカ粉砕物
とからなる混合材料に水を加えると、α−リン酸三カル
シウムあるいはシリコカーツタイトの少なくとも一種と
リン酸四カルシウムとの混合粉体が、水と反応してハイ
ドロキンアパタイトを生成する過程で、ハイドロキンア
パタイトと同様に結晶構造中に○Ｈ基を有するマイカと
強固に結合して結合体になる。そして、この結合の過程
で加圧成形を行うことにより、所望する形状および強度
を有したものに成形ができ、よってこの成形体が硬化し
てなる硬化体は、従来の集成マイカのように有機系バイ
ンターを用いてないため高温下での使用か可能になり、
しがも電気絶縁性および機械強度にも優れたものとなる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイカの粉砕物とリン酸カルシウム化合物の水和
   硬化体との複合体からなることを特徴とする電気絶縁用
   複合材料。
2. （２）請求項１記載の電気絶縁用複合材料において、前
   記リン酸カルシウム化合物か、α−リン酸三カルシウム
   ，シリコカーノタイトの少なくとも一種とリン酸四カル
   シウムとの混合粉体からなることを特徴とする電気絶縁
   用複合材料。