JPH05325694A - 樹脂絶縁体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】硬化型樹脂製の絶縁体を注型法により製造する
場合、各製品ごとのフィラ−の偏析状態のバラツキを厳
重に排除して製品の高度の品質安定化を図る。 【構成】樹脂材料の金型への注入を、絶縁体一個分の樹
脂組成物を計量し、この計量した樹脂組成物を所定量の
硬化剤を混合のうえ金型に注入することにより行い、硬
化のための金型の加熱、離型、予熱したうえでの注入ス
テ−ションへの返送を、一端部を上記注入ステ−ション
に位置させたレ−ルの側部に複数台の加熱装置を設け、
一の加熱装置で一次硬化のための金型加熱を行う間に他
の加熱装置が離型金型の予熱のための金型加熱を行い、
離型をレ−ルの他端部で行い、注入ステ−ションへの金
型の返送に上記のレ−ルを使用することにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂絶縁体の製造方法に
関し、硬化型樹脂、例えば、エポキシ樹脂を用いた高電
圧用絶縁体の製造に使用するものである。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂等の硬化型樹脂を用いた樹
脂絶縁体、例えば、碍子、碍管或いは、GIS内の連結導
体の支持に使用する絶縁スペ−サ等においては、硬化剤
を混合したフィラ−充填樹脂材料を金型に注入する過
程、該注入樹脂を金型の加熱により一次硬化させる過
程、この一次硬化体を離型する過程、この離型した一次
硬化体を二次硬化する過程等を経て製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近来、上記の碍子、碍
管或いは、絶縁スペ−サ等においては、使用電圧の超高
電圧化のために品質の高度の安定性が要求されている。
而るに、上記の樹脂絶縁体においては、アルミナ、シリ
カ等のフィラ−の添加が不可欠であり、かかるフィラ−
添加のもとでは樹脂がある程度の粘度にまでゲル化され
るまでの間でのフィラ−の沈降によるフィラ−偏析が避
けられない。

【０００４】しかしながら、従来の樹脂絶縁体の製造方
法では、樹脂に硬化剤を混合したのち、金型に材料を注
入するまでの時間が樹脂絶縁体間において相違し、金型
注入時の材料の粘度が各絶縁体ごとに微妙に異なり、上
記のフィラ−偏析状態が樹脂絶縁体間で相違し、この相
違が、熱伝導速度、収縮度に影響を及ぼし、ひいては、
ひけ、そり等の差異としても現れる畏れがあり、上記超
高電圧化に対処するための品質の高度の安定性を達成す
ることが困難である。

【０００５】本発明の目的は、硬化型樹脂製の絶縁体を
注型法により製造する場合、各製品ごとのフィラ−の偏
析状態のバラツキを厳重に排除して製品の高度の品質安
定化を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂絶縁体の製
造方法は、硬化剤を混合したフィラ−充填樹脂材料を成
形型に材料注入ステ−ションにて注入し、該注入樹脂を
成形型の加熱により一次硬化させ、この一次硬化体を離
型し、この離型した一次硬化体を二次硬化させ、離型後
の成形型を上記材料注入ステ−ションに返送して樹脂絶
縁体を製造する方法において、上記樹脂材料の成形型へ
の注入を、絶縁体一個分の樹脂組成物を計量し、この計
量した樹脂組成物を所定量の硬化剤を混合のうえ成形型
に注入することにより行い、一端部を上記注入ステ−シ
ョンに位置させたレ−ルの側部に複数台の加熱装置を設
け、一の加熱装置で一の成形型を加熱する間に他の加熱
装置で他の成形型を所定の時間ずらして加熱することに
より上記一次硬化のための成形型加熱を行い、上記離型
をレ−ルの他端部で行い、注入ステ−ションへの成形型
の返送に上記のレ−ルを使用することを特徴とする構成
である。

【０００７】

【作用】材料注入ステ−ションに金型を一定の時間間隔
で次々と返送し、この返送と混合材料の材料注入ステ−
ションへの移送のタイミングとを整合させることによ
り、硬化剤を添加した時から樹脂組成物を金型に注入す
るまでの時間を一定にすることができ、その結果、金型
へ注入する時点での樹脂組成物の硬化進行度を一定にで
き、金型内に一定粘度で材料を注入できるから、金型内
でのフィラ−の偏析状態を一定にできる。従って、フィ
ラ−の偏析状態のバラツキを排除して製品の品質の安定
化を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。本発明の樹脂絶縁体の製造方法は、硬化剤を混合し
たフィラ−充填樹脂材料を金型に注入までの前段階と、
該注入樹脂を成形型の加熱により一次硬化させ、この一
次硬化体を離型し、この離型した一次硬化体を二次硬化
させ、離型後の金型を必要に応じ、予熱のうえ材料注入
ステ−ションに返送する後段階とにより実施される。

【０００９】本発明は各種の樹脂絶縁体の製造に使用で
き、例えば、図１の（イ）に示すような、GISの導体の
支持に使用される絶縁スペ−サの製造に使用できる。図
１の（イ）において、１１はエポキシ樹脂絶縁成形体、
１２は該成形体の中央に埋設した導体接続金具、１３は
同成形体１１の外周側に所定の間隔を隔てて埋設したボ
ルト挿通孔金具である。

【００１０】この絶縁スペ−サの成形型、例えば、金型
１４には、図１の（ロ）に示すように縦割りで、樹脂注
入口１５を上端に設けたものを使用できる。図１の
（ロ）は、導体接続金具１２、ボルト挿通孔金具１３等
をセットした型組み状態を示している。

【００１１】図２は本発明において使用する製造設備の
一例の平面説明図を示し、Ａは上記した前段階に使用さ
れる装置を、Ｂは上記した後段階に使用される装置を示
している。図３の（イ）は図２の設備の前段階部分Ａ、
即ち型内への材料の注入段階までの実施に使用する部分
を示す平面説明図、図３の（ロ）は同部分Ａの側面説明
図である。図２、図３の（イ）並びに（ロ）のにおい
て、１６はタ−ンフレ−ムであり、ア−ムに着脱自在に
支持した混合釜１７を、計量ステ−ション１８、撹拌ス
テ−ション１９、注入ステ−ション端２０１、洗浄ステ
−ション２１へと移送していく。

【００１２】２２１は計量ステ−ション１８の上方に設
置した混合樹脂貯槽であり、レジンミキサ−２３によっ
て加熱溶融した硬化型樹脂、例えば、エポキシ樹脂を所
定量、ポンプ（図示は省略してある）により送入すると
共にフィラ−槽２４１内のフィラ−、例えば、アルミ
ナ、シリカ等の所定量を熱風使用の気送パイプ（図示は
省略してある）により上記溶融樹脂とほぼ同温度に加熱
しつつ送入し、これらを撹拌羽根で混合しつづけてい
る。２０は注入ステ−ションであり、上記注入ステ−シ
ョン端２０１の近傍位置に真空チャンバ−２２を設け、
この真空チャンバ−２２と注入ステ−ション端２０１と
の間にクレ−ン２４を設けてある。

【００１３】このクレ−ン２４においては、図４に示す
ようにハッチ２４１を吊支した吊り線２５を具備し、注
入ステ−ション端２０１に位置する混合釜１７にハッチ
２４１が電磁チャック等で結着され、吊り線２５の引揚
げにより混合釜１７が上昇され、次いでクレ−ンキャリ
ヤ２６の水平走行により混合釜１７が真空チャンバ−２
２の直上に移送される。

【００１４】図５は、図３の設備の後段階部分Ｂ（注入
樹脂を金型の加熱により一次硬化させ、この一次硬化体
を離型し、この離型した一次硬化体を二次硬化させ、離
型後の金型を、必要に応じ予熱のうえ材料注入ステ−シ
ョンに返送する段階）を示す平面説明図である。図３並
びに図５において、２０は金型内に硬化剤混合樹脂を注
入するための材料注入ステ−ションである。ａは加熱ラ
インであり、一端部を材料注入ステ−ション２０に位置
させた主レ−ル２８の側部に複数台の挾持式加熱装置ａ
₁，ａ₂，…を並設してある。この挾持式加熱装置には、
図６に示すように、電熱ヒ−タを内蔵する加熱板４１を
２枚、対向させてピストンロッド４２で支持したものを
使用できる。２７はトラバ−サ、２９は主レ−ル２８の
他端部に設けた補助レ−ル、３０は離型，型組みステ−
ションである。３１，…は二次硬化炉、３２，３３はコ
ンベヤである。

【００１５】この後段階での一つの金型についての流れ
は、予熱状態の金型をトラバ−サ２７により材料注入ス
テ−ション２０に移送し、金型１４に材料を注入する過
程、材料注入金型をトラバ−サ２７により所定の挾持式
加熱装置に移送し、所定時間の間金型を熱板４１，４１
で挾持して材料を硬化させる過程（材料に、離型が可能
な機械的強度を付与するための硬化であり、所謂一次硬
化である。）、並びに、硬化を終了した金型をトラバ−
サ２７により離型・型組みステ−ション３０に移送して
離型し、離型後の型を型組する過程、離型した一次硬化
体を加熱炉３１で二次硬化する過程等から成る。離型後
に型組した金型はまだ充分に高温度で、予熱状態にあ
り、通常は、予熱処理を必要としないが、必要に応じ、
離型後の型組した金型をトラバ−サ２７によって所定の
挾持式加熱装置に移送し、所定時間の間金型を熱板４
１，４１で挾持して金型１４を予熱のうえ、材料注入ス
テ−ション２０に移送することもできる。

【００１６】本発明により樹脂絶縁体を製造するには、
計量ステ−ション１８において混合樹脂貯槽２２１内の
樹脂・フィラ−混合物を絶縁成形体の１箇分だけ混合釜
１７に計量・供給する。次いで、タ−ンフレ−ム１６を
９０⁰回転し、撹拌ステ−ション１９において硬化剤貯
槽２４２から所定量の硬化剤を混合釜に添加して前記の
樹脂・フィラ−混合物に撹拌混合する。

【００１７】更に、タ−ンフレ−ム１６を９０⁰回転
し、注入ステ−ション端２０１において上記したクレ−
ン２４の吊り線先端のハッチ２４１を混合釜１７に結着
し、同吊り線の引揚げによりハッチ結着混合釜を上昇さ
せ、クレ−ンキャリヤ２６の水平走行により同混合釜を
真空チャンバ−２２直上に位置させる。混合釜１７は真
空引き口を有し、真空チャンバ−２２直上においてその
真空引き口が真空引きホ−ス（図示されていない）に自
動的にカップリングされ、混合釜内が減圧状態とされ
る。

【００１８】真空チャンバ−２２には、側部の扉から、
上記型組した状態の金型１４（台車１４１上にセットし
てある）を既に収容してあり、図７に示すように、上記
真空チャンバ−２２直上の混合釜１７の下端ノズル１７
１を、クレ−ン吊り線の下降操作で真空チャンバ−上端
のノズル挿通孔２２１（ズル挿通孔２２１にはシ−ルリ
ングを装着してあり、ノズル１７１がこのシ−ルリング
に密接に挿通される）を経て金型１４の注入口１５に挿
入する。次いで、真空チャンバ−２２内を真空引きによ
って減圧し（金型１４が真空チャンバ２２に入ると自動
的に真空引きが開始される）、この減圧下、ノズル１７
１のバルブ１７２を開いて混合釜１７内の材料を金型１
４内に注入する。

【００１９】金型１４内への材料注入を終了すれば、真
空チャンバ−２２内の真空引きを停止し、真空チャンバ
−２２の扉を開扉し、金型１４を上記した後段階に移送
し、また、空になった混合釜をクレ−ンキャリヤの水平
走行、クレ−ン吊り線の操作により注入ステ−ション端
に返送し、ハッチを混合釜より脱離し、タ−ンフレ−ム
の９０⁰回転により混合釜を洗浄ステ−ションに移送
し、洗浄を行い、洗浄を終了した混合釜を計量ステ−シ
ョンに移送し、以後、上記した、絶縁成形体１個分の樹
脂・フィラ−混合材料の計量，硬化剤の混合，金型への
材料の注入，洗浄を繰り返していく。

【００２０】一方、真空チャンバ−２２内から取り出し
た材料注入金型は後段階に移送し、上記一連の過程を経
て所定の処理を行う。図５において、今、加熱ラインａ
からｔ₁時間の間隔で硬化終了金型が、離型・型組みス
テ−ション３０に送られてくるものとし、また、硬化に
必要な金型加熱時間をＴ₁とする。

【００２１】図５において、第１番目の挾持式加熱装置
ａ₁に第１番目の樹脂注入金型を送入し、第２番目の挾
持式加熱装置ａ₂に第２番目の樹脂注入金型を送入する
ものとすれば、加熱ラインａから離型・型組みステ−シ
ョン３０に最初に第１番目の金型が送入され、次いで、
ｔ₁時間後に第２番目の金型が同離型・型組みステ−シ
ョン３０に送入されることになるから、加熱ラインへの
金型送入と加熱ラインから離型・型組みステ−ションへ
の硬化終了金型の送入とを平衡させるうえにおいて、加
熱ラインに第２番目の金型を第１番目の金型に対してｔ
₁時間の遅れで送り込む必要がある。

【００２２】そして、第１番目の金型は第１番目の挾持
式加熱装置内にＴ₁時間滞在するから、第１番目の金型
が第１番目の挾持式加熱装置を脱出して第１番目の挾持
式加熱装置が空き状態になるまでにＴ₁／ｔ₁番目までの
挾持式加熱装置に金型が送入されることになる。従っ
て、挾持式加熱装置は、少なくともＴ₁／ｔ₁台、必要で
ある。

【００２３】第１番目の金型が第１番目の挾持式加熱装
置を脱出してからｔ₁時間後に次ぎの材料注入済み金型
を第１番目の挾持式加熱装置に送入することが、加熱ラ
インへの金型送入と加熱ラインから離型・型組みステ−
ションへの硬化終了金型の送入とを平衡させるのに必要
であり、かかる、平衡状態のもとでは、第１番目金型が
第１番目の挾持式加熱装置に移入したのち、Ｔ₁時間後
に第１番目の挾持式加熱装置がｔ₁時間空き状態とな
る。

【００２４】金型への材料注入に要する時間をＴ₃，離
型・型組みに要する時間をＴ₄とすれば、ｔ₁≧Ｔ₃＋Ｔ₄
を充足すれば、第１番目の挾持式加熱装置から脱出した
第１番目の金型を再び第１番目の挾持式加熱装置に送入
できる。この挾持式加熱装置の空き時間（ｔ₁時間）を
利用して、当該挾持式加熱装置によって金型の予熱を行
うことしもできる。この金型の予熱に要する時間をＴ₂
とすれば、ｔ₁≧Ｔ₂＋Ｔ₃＋Ｔ₄を充足すれば、第１番目
の挾持式加熱装置から脱出した第１番目の金型を第１番
目の挾持式加熱装置で予熱して再び第１番目の挾持式加
熱装置に送入できる。第２番目以後の金型についても、
第２番目以後の挾持式加熱装置に対し、ｔ₁時間遅れで
同様なことが行われていく。

【００２５】上記は、Ｔ₁／ｔ₁箇の金型に対して、Ｔ₁
／ｔ₁台の挾持式加熱装置を並設した場合である。

【００２６】本発明は、かかるケ−スにのみ限定される
ものではなく、挾持式加熱装置の並設台数を使用金型の
箇数よりも多くすることもでき（例えば、主レ−ル２８
の両側に挾持式加熱装置を並設する）、この場合は、金
型に対する挾持式加熱装置の加熱能力に余裕が生じ、そ
の余裕分を金型予熱に使用して金型予熱時間を充分に長
くとれる。

【００２７】なお、上記において、樹脂注入金型を挾持
式加熱装置内に送入すれば、直ちに、金型の注入口に加
圧ホ−スを連結し、金型内を加圧空気等の加圧ガスで加
圧しつつ金型を加熱して注入材料を硬化させ、離型のと
きまで加圧ホ−スを金型と共に移動させる。

【００２８】また、上記一連の操作は、製品の製造個
数、種類、寸法等に応じ、上記一次硬化に使用する熱板
加熱装置の選択、金型予熱のための熱板加熱装置の選
択、加熱時間、熱板加熱装置の熱板開閉、トラバ−サの
走行、混合釜へのフィラ−・樹脂混合材料の計量供給、
硬化剤の添加混合、注入ステ−ションのリフトの作動等
に対する制御プログラムを設定し、全てコンピュ−タ制
御によって行う。

【００２９】上記一次硬化品の離型後においては、図５
において、その一次硬化品を入口コンベヤ３２によって
熱風加熱炉３１に搬入し、この加熱炉３１内を一次硬化
品が走行する間に二次硬化が行われ、硬化の完了した製
品を出口コンベヤ３３で搬出していく。

【００３０】上記材料に配合するフィラ−には、シリ
カ、アルミナ等が使用され、その配合料は、通常、樹脂
１００重量部に対して１５０〜３５０重量部である。こ
のこれらフィラ−の比重は樹脂の約２〜３倍であり、材
料がある程度の粘度にゲル化されるまでの間、フィラ−
の沈降がつづき、フィラ−の偏析が余儀なくされ、下側
にフィラ−リツチ層が、上側に樹脂リッチ層が生成する
に至る。

【００３１】この場合、硬化速度を高速にすれば、樹脂
を早くゲル化でき、フィラ−の偏析をそれだけ軽減でき
るが、硬化収縮速度が高速となり、その収縮分に対する
材料の補充が追いつかずにボイド、ヒケ、反り等が生じ
易い。而して、硬化速度をある程度抑制せざるを得ず、
フィラ−の偏析を回避することは困難である。

【００３２】而るに、このフィラ−の偏析は、絶縁成形
体の強度に影響を及ぼし、更に、金型加熱中での材料へ
の熱伝達速度に影響を来し、硬化収縮、熱膨張収縮に起
因する製品のひけ、ボイド、反り等にも微妙に影響して
くる。従って、フィラ−の偏析も製品の品質に関係し、
製品の品質の安定化には、硬化のための加熱条件の一定
化のみならず、フィラ−の偏析のバラツキを排除するこ
とが重要である。

【００３３】しかし、従来においては、金型への材料の
注入に所謂、多数面の金型を使用しており、金型内に注
入する材料の粘度が金型ごとに異なり、金型に材料が注
入されたのち、材料がフィラ−の沈降を阻止し得る粘度
にまでゲル化される間のフィラ−の沈降状態が金型ごと
に異なるから、製品ごとのフィラ−の偏析状態の差異が
不可避的に生じ、硬化のための加熱条件を厳密に一定に
しても、製品間の品質のバラツキを完全に防止すること
ができない。

【００３４】これに対し、本発明においては、製品一箇
分のフィラ−・樹脂混合物を混合釜に計量供給し、これ
に必要量の硬化剤を混合し、この硬化剤混合材料を注入
ステ−ションに移送し、一定の時間間隔で注入ステ−シ
ョンに返送されてくる金型にこの硬化剤混合材料を注入
しているから、その移送と返送とをタイミング的に整合
させることにより、硬化剤を加えたのち材料がフィラ−
の沈降を阻止し得る粘度にまでゲル化される間の時間を
何の金型において同一にでき、製品ごとのフィラ−の偏
析状態を同じにでき、硬化のための加熱条件も一定にで
きるから、製品間の品質のバラツキをほぼ完全に防止で
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の樹脂絶縁体の製造方法によれ
ば、上述した通り、フィラ−充填の硬化型材料で樹脂絶
縁体を注型する場合、成形体におけるフィラ−の偏析状
態を一定にでき、フィラ−の偏析状態のバラツキに起因
する製品品質のバラツキを排除し得、一次硬化のための
加熱状態の一定下、製品品質のバラツキをほぼ完全に除
去できる。従って、本発明は品質の高度の安定化が要求
される超高電圧用絶縁成形体の製造に極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（イ）は本発明によって製造するする樹
脂絶縁体の一例を示す断面図、図１の（ロ）は同絶縁体
の注型に使用する金型を示す断面図である。

【図２】本発明において使用する製造設備の一例を示す
平面説明図である。

【図３】図３の（イ）は図２の製造設備の前段部分Ａを
示す平面説明図、図３の（ロ）は同前段部分Ａの側面説
明図である。

【図４】本発明の注入ステ−ションの装置の一例を示す
側面説明図である。

【図５】図２の製造設備の後段部分Ｂを示す平面説明図
である。

【図６】図５に示す装置における熱板加熱装置を示す斜
視説明図である。

【図７】本発明における注入ステ−ションでの注入状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

１４ 金型 １８ 計量ステ−ション １９ 撹拌ステ−ション ２０ 注入ステ−ション ２８ レ−ル ａ₁，ａ₂…加熱装置 ３０ 離型ステ−ション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 武彦 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 中村 孝 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 藤田 達也 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬化剤を混合したフィラ−充填樹脂材料を
   成形型に材料注入ステ−ションにて注入し、該注入樹脂
   を成形型の加熱により一次硬化させ、この一次硬化体を
   離型し、この離型した一次硬化体を二次硬化させ、離型
   後の成形型を上記材料注入ステ−ションに返送して樹脂
   絶縁体を製造する方法において、上記樹脂材料の成形型
   への注入を、絶縁体一個分の樹脂組成物を計量し、この
   計量した樹脂組成物を所定量の硬化剤を混合のうえ成形
   型に注入することにより行い、一端部を上記注入ステ−
   ションに位置させたレ−ルの側部に複数台の加熱装置を
   設け、一の加熱装置で一の成形型を加熱する間に他の加
   熱装置で他の成形型を所定の時間ずらして加熱すること
   により上記一次硬化のための成形型加熱を行い、上記離
   型をレ−ルの他端部で行い、注入ステ−ションへの成形
   型の返送に上記のレ−ルを使用することを特徴とする樹
   脂絶縁体の製造方法。