JPH1050160A - 石炭灰を利用した碍子並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物としての石炭灰を利用して碍子を製造
し、しかも、同碍子の強度及び剛性を高めて、碍子とし
ての強度を満足させる。 【解決手段】 加熱により硬化可能とした熱硬化性合成
樹脂に、石炭灰と繊維性物質を加え混練してプリミック
スコンパウンドＰを形成し、碍子の軸芯を通る平面で２
分割した碍子分割体の一方を成形するための上下型枠
１、２のうちの下型枠２上面の中央部に、上記プリミッ
クスコンパウンドＰを可及的に高く盛上げて載置し、し
かる後、上下型枠を圧着・加熱して碍子分割体ａを作成
し、上記碍子分割体２個を分割面を互いに接着すること
により一体の碍子を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は石炭灰の有効利用、
とくに、碍子用としての有効利用に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭火力発電所では、石炭灰は、微粉炭
燃焼ボイラの煙道から除塵される廃棄物として大量に発
生する。

【０００３】この石炭灰の有効利用については、従来か
ら、特公平２−２７１９４４号公報、特公平５−２２９
８５８号公報などに開示されているように、コンクリー
トの増量材や混和材、人口骨材原料、埋立て材料、軽量
骨材等の原料として利用を初め種々提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この資源と
しての石炭灰の有効利用の割合は、全発生量の三分の一
程度にすぎず、さらに、その有効利用が望まれる。

【０００５】従来、発電所や送・配電線等には、陶磁器
製の碍子が大量に使用されている。

【０００６】本発明は、この碍子の製造原料としての石
炭灰の利用を思いついたことに基づく。

【０００７】通常、碍子は、乾燥耐電圧や雷インパルス
フラッシュオーバ電圧等の電気的特性とともに、架線張
力に耐え得るような機械的性質、とくに、曲げに関する
強度が要求される。

【０００８】また、碍子の製造に際しては、原材料処理
のためには、選別、粉砕、篩別・分級等の原材料の調
整、混練・脱泡、成形、乾燥、焼成、加工、施釉、焼成
等の複雑な工程を経て製造されるため、製造開始から完
成まで約１か月を要し、需要に対応するためには多量の
在庫を要し、このためのコストがかさむという問題があ
る。さらに、廃棄物の再利用は発生源あるいはその関連
事業で行うのが、社会的にも望ましい。

【０００９】本発明において解決しようとする課題は、
石炭火力発電所で多量に発生する廃棄物である石炭灰を
碍子の製造原料としての利用に際して、安価な製造方法
を適用し、しかも、得られた碍子が、電気的特性は勿
論、機械的強度も通常の碍子と同等程度の優れた性質と
するための手段を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題は、石炭灰を熱
硬化性合成樹脂とともに、ガラス繊維のチョップドスト
ランドのような繊維性物質を混練し、硬化することによ
って達成されるもので、電気的特性は勿論、強度におい
ても満足する碍子が得られる。

【００１１】使用する石炭灰は増量材として使用される
もので、さらに、その混練に際して、炭酸カルシウムを
添加することによって、より充分な強度を得ることがで
きる。その他、増量材としては、珪酸カルシウム、アス
ベスト、雲母、石英粉等のできる限り球形に近く粒子が
細かい無機物を使用できる。石炭灰と他の増量材との併
用に際しては、産業資源有効活用の点から増量材の全重
量の約２／３を石炭灰で構成している。

【００１２】本発明において使用する熱硬化性合成樹脂
としては、

【化１】 のエステル基を有するものが適しており、主剤として、
硬化剤と熱との作用により重合し、立体的架橋によって
硬化する不飽和ポリエステル樹脂の適用が好ましい。ま
た、不飽和ポリエステル樹脂のほかに、エポキシ、ジア
リルフタレート（アリル樹脂）、シリコン樹脂、ポリウ
レタン等を用いることができる。

【００１３】繊維性物質は、碍子の補強材として使用さ
れるもので、電気絶縁性と高強度を有し、熱硬化性合成
樹脂との接着性が良いガラス繊維、ポリアミド繊維やア
ラミド繊維等を好適に使用できる。

【００１４】この繊維性物質を混練するに際しては、成
形後のガラス繊維が無秩序に配向しているよりも、成型
した碍子の長手方向に配向させることにより、碍子の長
手方向の剛性及び強度を増加させることによって碍子と
しての強度をさらに満足させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の碍子は、電熱線等の加熱
手段を具備する上下型を使用して、それぞれ混練材料を
圧着することによって、型押した碍子の軸芯を通る平面
で２分割された碍子分割体を得た後、碍子分割体の分割
面を互いに接着し、一体化することによって製造され
る。

【００１６】その際、碍子分割体の型押し成形のための
上下型のうちの下型上面の中央部に、混練した材料をを
可及的に高く盛上げて載置し、上下型を圧着することに
より繊維性物質を碍子の長手方向に配向した碍子を得る
ことができる。

【００１７】

【実施例】表１は、石炭灰を利用した碍子を製造するた
めの原材料の好適な配合例を示す。

【００１８】

【表１】 この原材料組成から、プリミックスコンパウンドを調製
した。

【００１９】表１に示す原材料の所定量を、先ず、原材
料のうち、熱硬化性樹脂と硬化剤とを、次に、低収縮
剤、希釈剤及び内部離型剤を、さらに、石炭灰と炭酸カ
ルシウムを、最後にチョップドストランドをミキサーに
投入・撹拌・混練して、碍子成形の前段階としてのプリ
ミックスコンパウンドを作成した。

【００２０】この石炭灰を含むプリミックスコンパウン
ドから図１に示すように、略円筒形状の碍子本体３の外
周に上下リブ４，５を周設し、下リブ５にはその外周端
縁部を略円筒状に下方に延設して沿面距離を増大した碍
子Ａの分割体ａを成形した。

【００２１】図２は、この図１に示す碍子Ａの分割体ａ
を成形するための上型１と下型２とからなるプレスと、
上記プリミックスコンパウンドＰのチャージ状態とを示
す。同図に示す上型１と下型２は、それぞれに内蔵した
電熱線等の加熱手段を具備している。そして、下型２上
に所定量のプリミックスコンパウンドＰを中央にチャー
ジ、すなわち、上記プリミックスコンパウンドＰを塊状
にして下型２の中央に可及的に高く盛上げ、油圧等の加
圧手段で上型１と下型２を圧着して、下型２上の成形空
間中に高く盛上げたプリミックスコンパウンドＰを押し
広げて行き渡らせ、この圧着状態を保持して、両型１，
２からの熱によりプリミックスコンパウンドＰを硬化さ
せ、所定形状の碍子分割体ａを成形し、上下型１，２を
分離し硬化した碍子分割体ａを取り出した。

【００２２】この際、とくに、プリミックスコンパウン
ドＰを下型２の中央にチャージすることによって、図３
に模式的に示すように、下型２上面に盛上げたプリミッ
クスコンパウンドＰは、上下型１，２の圧着時に略放射
状に流動する。

【００２３】その結果、図４に示すように、プリミック
スコンパウンドＰ中のチョップドストランドＣが碍子Ａ
の長手方向に整列して、チョップドストランドＣの配向
性が向上し強度と曲げ剛性とを向上させることになる。

【００２４】このようにして得た碍子の分割体ａの２個
のそれぞれの接着面Ｓをエポキシ系接着剤によって、接
合処理して碍子Ａを得た。

【００２５】なお、成形接合後の碍子Ａの表面となる部
分には、耐候性塗料を塗布して、紫外線等による樹脂の
劣化を防止することが望ましい。

【００２６】このようにして得た碍子Ａの強度試験に供
するために、上記と同等の成形によって、それぞれ側面
とその断面を示す図５と図６のように、円筒形状供試体
Ｔの分割体ｔを得て、さらに同等の接合過程を経て供試
体Ｔとし、これを強度及び剛性の測定に供した。

【００２７】図７は、上記曲げ耐荷重試験と曲げ破壊試
験とに用いた強度試験装置２０を示す。供試体Ｔの一端
に九州電力（株）配電用品規格高圧ＺｎＯ内蔵通り碍子
Ａの規格に準ずる金具２１を取付け、同金具２１を介し
て強度試験装置２０の固定台２２に固定し、供試体Ｔの
他端側で固定台２２の碍子取付面２３から前記碍子Ａの
全長に相当する位置に、上方からループ状に垂下したワ
イヤ２４を引掛け、同ワイヤ２４を上方に引上げること
で、供試体Ｔに曲げ荷重を加えて、外側端部の変位及び
破壊強度を測定した。

【００２８】かかる試験は、図８に示すように、接着面
２５を垂直にして同接着面２５を曲げの方向と一致させ
た状態、図９に示すように、接着面２５を４５度傾けた
状態、及び、図１０に示すように、接着面２５を水平に
して同接着面２５を曲げの方向と直交させた状態の３状
態で行うことにより、碍子Ａにかかる各方向からの曲げ
に対応させた。

【００２９】

【表２】 表２は、上記試験の結果を示しており、本供試体Ｔが、
曲げ耐荷重試験において２８０ｋｇｆを１分間保持して
５°以上の変位角が見られないこと、及び、曲げ破壊荷
重試験において７００ｋｇｆ以上であることという碍子
Ａに課せられた規格を充分に満たしていることがわか
る。

【００３０】なお、変位角（度）は次式によって算出し
た。

【００３１】θ＝ ｔａｎ^-1（ｙ／ｘ） 但し、θ：変位角（度） ｘ：固定台の碍子取付面と実測位置までの距離 ｙ：実測変位である。

【００３２】その測定結果は、従来の碍子の強度である
８００〜１０００ｋｇｆとほぼ同等であることを示し、
通常の碍子として充分に供することができることが明ら
かとなった。

【００３３】

【発明の効果】本発明によって、以下の効果を奏する。

【００３４】（１） 発電所において廃棄物として発生
する石炭灰を、その関連事業で使用する碍子の製造に再
利用することとなり、社会的に望ましい資源のリサイク
ル形態を実現することが可能となる。

【００３５】（２） 石炭灰の利用による碍子の成形が
容易である。

【００３６】（３） 強化用の繊維材を有効に利用で
き、曲げ剛性及び強度が増加し、碍子としての強度を満
足させることができる。

【００３７】（４） 原材料に樹脂や石炭灰を使うこと
により、碍子重量が約１／２に軽量化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によって製造される成形碍子の側面半
断面図を示す。

【図２】 碍子の分割体を成形するためのプレスと、プ
リミックスコンパウンドのチャージ状態とを示す。

【図３】 成形時のプリミックスコンパウンドの流動状
態を示す。

【図４】 成形時のプリミックスコンパウンドの繊維材
の配列状態を示す。

【図５】 供試体の側面図を示す。

【図６】 同じく供試体の正面断面を示す。

【図７】 強度試験装置の正面図を示す。

【図８】 強度試験の適用状態を示すもので、接着面を
垂直にして同接着面を曲げの方向と一致させた状態を示
す。

【図９】 同じく、接着面を４５度傾けた状態を示す。

【図１０】 同じく、接着面を水平にして同接着面を曲
げの方向と直交させた状態を示す。

【符号の説明】

Ａ 碍子 Ｃ チョップドストランド Ｐ プリミックスコンパウンド Ｓ 接着面
ａ 碍子分割体 Ｔ 供試体 ｔ 供試用分割体 １ 上型 ２ 下型 ２０ 強度試験装置
２１ 金具 ２２ 固定台 ２３ 碍子取付面 ２４ ワイ
ヤ ２５ 接着面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭灰に熱硬化性合成樹脂とともに強化
   性繊維性物質を混練し硬化したことを特徴とする石炭灰
   を利用した碍子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の石炭灰が、予め、炭酸
   カルシウムと混練したものであることを特徴とする石炭
   灰を利用した碍子。
3. 【請求項３】 石炭灰と熱硬化性合成樹脂と強化性繊維
   性物質との混練物を加熱手段を具備する上下型によって
   圧着して、碍子の軸芯を通る平面で２分割された碍子分
   割体を得た後、この碍子分割体の分割面を互いに接着し
   一体化することを特徴とする石炭灰を利用した碍子の製
   造方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の碍子分割体の型押し成
   形のための上下型のうちの下型上面の中央部に、混練物
   を可及的に高く盛上げて載置し、上下型を圧着すること
   により繊維性物質を碍子の長手方向に配向させた状態で
   成形することを特徴とする石炭灰を利用した碍子の製造
   方法。