強化複合材料、それを調製する方法、製造物を調製するのにそれを使用する方法、ならびにこのような方法で形成した製造物およびその製造物の使用方法
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料、それを調製する方法、製造物を調製するのにそれを使用する方法、ならびにこのような方法で形成した製造物およびその製造物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、複合材料の加工容易性を付与する良好な機械特性を同時に維持しつつ、改良した電気抵抗、電気絶縁性および断熱性を有する、セメント母材（マトリックス）に基づく強化複合材料に関し、さらにシリコーン成形型を使用する成形方法によってこの強化複合体に基づく形成体および製造物の製造にも関する。
【背景技術】
【０００２】
（技術水準）
長年にわたり、セメントをベースとする複合材料は開発されてきており、ガラス繊維の粗撚り素材（ロービング）で形成した裏打ち材又は強化材を含み、この補強材は、セメント混合物の硬化ステップ中にセメント混合物に機械的に組み合せ、また浸漬し、この場合、前記強化材の前記複合材料に対する重量パーセント（％）は、８５０ｇ／ｍ２の単位面積あたり重量の少なくとも５重量％とする（特許文献１［米国特許第４，８９８，７６９号］）、特許文献２［英国特許出願公開第２２１８６７０号］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４８９８７６９号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第２２１８６７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この材料は良好な電気絶縁特性を有していたが、特に所望のプロファイルを有する最終製造物を得るよう加工を受けるとき、機械的特性の点で不適切であった。特に、数ミリおきに平行に配列されたガラス繊維の織物で作られたロービングで特徴付けられるこれら材料は、適切な用途形状を有する製造物又は最終仕上げ製品を得るよう、フライス加工などの必要な機械的加工を受けるとき、機械的特性の著しい低下を伴い、このことは、極めて低い機械的強度として特徴付けられる。
【０００５】
事実、このような加工は、互いに重なり合ったロービングという骨格付着物を破壊または相当脆弱化させるので、機械的特性を極めて低下させ、このことにより、得ようとする輪郭（プロファイル）が複雑であるとき、加工中に、存続させることができない多量のスクラップ品及び欠陥品を生ずる。さらに、これらの機械的加工は極めて高コスト要因となり、また、多量の塵埃も引き起こすので、健康および環境を保護するためには厳重な汚染防止対策を必要とする。
【０００６】
したがって機械的、電気的および熱的特性を満足のいく程度に兼ね備えるとともに、従来技術に典型的な材料における上述の深刻な欠点を未然に防ぐことができる、強化セメントをベースとする複合材料を得る必要性が強く感じられていた。
【０００７】
（発明の概要）
本出願人は、当該技術分野における不断の研究により、驚くべきことにまた予想外にも、アルミナセメント、およびタビュラーアルミナまたはコランダムをベースとし、ガラス繊維で強化した新規な複合強化材料、また、前記強化複合材料をベースとする耐火物製の形成体もしくは製造物、または断熱性／電気絶縁性材料で形成した形成体もしくは製造物が得られることを見出した。
【０００８】
本発明の他の目的は、アルミナセメント、およびタビュラーアルミナまたはコランダムをベースとした、ガラス繊維で強化された強化複合材料を調製する方法、ならびに、耐火物で形成した形成体もしくはこの強化複合材料をベースとした電気的絶縁性／断熱性材料で形成した形成体もしくは製造物を調整する方法（プロセス）を得るにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、ブローアウトチャンバ用のプレート、特に高電圧接触器用のブローアウトチャンバ、耐熱・耐電圧の絶縁プレート、リブ付きアイソレータ、電気抵抗用ホルダー、ならびに高温炉用コーティングおよび熱交換機用パイプとしての使用方法であり、上述した耐火物または電気的絶縁性／断熱性材料で形成した形成体または製造物を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（本発明の詳細な説明）
本発明が目的とする複合材料は、アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとする、ガラス繊維で強化した強化複合材料であって、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムと、シリカおよびジルコンをベースとしたガラス繊維と、シリコーン樹脂と、ポリアクリル酸電解液と、水硬性結合材としての水と、を含む複合材料である。
【００１１】
より詳細には、前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、５〜１０ｍｍの長さ、より好ましくは６〜９ｍｍの長さとする。
【００１２】
より詳細には、本発明による前記高アルミナセメントは、高耐火特性を有するセメント、すなわち１７００℃超の耐熱性または耐火性を備えるアルミナセメントとすることが好ましい。
【００１３】
より詳細には、本発明による前記タビュラーアルミナまたはコランダムは、０．４ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムであることが好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムであり、最も好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとする。
【００１４】
より詳細には、本発明による複合材料の他の好適実施形態として、タビュラーアルミナまたはコランダムは、少なくとも９８．０％の純度、少なくとも９９．５％を有することが好ましい。
【００１５】
本発明が目的とする強化複合材料のさらに他の好適実施形態において、本発明によるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、２．５〜２．７ｇ／ｃｍ３の密度を含む繊維、さらに好適には、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、０．１〜０．１５ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．１１〜０．１２ｇ／ｃｍ３の重量配分で本発明による複合材料に存在し、さらに、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、本発明による複合材料において８００〜１２００本／ｃｍ３、好適には９００〜１１００本／ｃｍ３の分量で存在する。
【００１６】
アルミナセメントと、タビュラーセメントまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明対象の強化複合材料の好適実施形態において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２４〜２６重量％であり、前記タビュラーアルミナは５８〜６３重量％、好ましくは６０〜６２重量％であり、前記ガラス繊維は３．９〜４．５重量％、好ましくは４．１〜４．４重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは本発明が目的とする複合材料の１００重量部で計算される。
【００１７】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料の特に好適な実施形態において、前記強化材料は以下のステップ：
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られたスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を含む手順によって得られた／得ることが可能とする。
【００１８】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料を調整する方法は、上述したステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を有する。
【００１９】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料を調整する方法、ならびにこれに対応する上述のような製造方法の好適な実施形態において、水中で混合するステップ（ａ）中に水性エマルションおよび水溶液としてのポリアクリル酸電解液へのシリコーン樹脂を分散させる。
【００２０】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料、ならびに上述した対応する製造プロセスの好適実施形態によれば、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４．０〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％、好ましくは０．１４〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％、好ましくは０．１３〜０．１６重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算する。
【００２１】
本発明による強化複合材料、ならびに上述した対応する製造方法の他の特別な好適実施形態においては、水中で混合するステップ（ａ）において、高アルミナセメントは２３〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４〜４．５重量％であり、シリコーン樹脂は０．２２〜０．２７重量％、好ましくは０．２４〜０．２６重量％であり、ポリアクリル酸電解液は０．３８〜０．４４重量％、好ましくは０．４０〜０．４３重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算する。
【００２２】
本発明によるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、当技術分野でよく知られているガラス繊維であり、このガラス繊維はジルコニアまたは酸化ジルコニウムの形で存在するジルコニウムによって、耐アルカリ性であるガラス繊維であるため、一般にこれらガラス繊維は、ガラス繊維重量に対して、１０〜２５重量％、好ましくは１２〜２０重量％、より好ましくは１３〜１５重量％のジルコニアを含むガラス繊維である。
【００２３】
このガラス繊維において、シリカ成分ＳｉＯ２は、ガラス繊維重量に対して５５〜７５重量％、６０〜７０重量％の範囲にわたり変化させることができるために優位成分であり、また、極めて少ない劣位成分としてのフラックス成分、例えばカルシウムおよび酸化ナトリウムが、ガラス繊維重量に対して、せいぜい２０重量％の割合で存在する。
【００２４】
ＳｉＯ２、およびジルコンすなわちケイ酸ジルコニウムＺｒ（ＳｉＯ４）に関する上記の割合を表現すると、このような割合は以下のように表現でき、すなわち、１４〜３６％のＺｒＳｉＯ４および６６〜４４％のＳｉＯ２、１７〜２９％のＺｒＳｉＯ４および６３〜５１％のＳｉＯ２、１８〜２２％のＺｒＳｉＯ４および６２〜５８％のＳｉＯ２、これら全ての例において残部の割合はフラックス成分を含む。
【００２５】
ガラス繊維は、得られる複合体の機械的強度を極めて強くする。さらに、曲げ破壊が偽塑性的に発生するが、この用語は、ピーク負荷に達した後、致命的な破壊により著しく軟化した分岐欠損が存在することを意味する。
【００２６】
確かに、曲げ強度試験中、本発明による複合材料で形成した試料は、曲げ強度試験中偽塑性的に破損するが、この用語は、荷重−変位プロットが、初期の直線的な遷移傾向の後に、最大負荷に向かって減少する微分係数（偽硬化）を伴う単調な上り勾配を示すことを意味し、最大負荷後に幾分顕著に「軟化」する分岐が続き、この特徴により製造物の急激な破壊を阻止する。
【００２７】
ポリアクリル酸電解液は、より良い構造の均質性を促進し、より低い空隙率を促進するので、機械的耐性および耐アーク性の面で、全般により優れて機能する。
【００２８】
高アルミナセメントと組み合わせるタビュラーアルミナは、極めて高い耐火性、高い機械的強度および優れた誘電特性をもたらす。
【００２９】
シリコーン樹脂は、本発明による複合材料内に均一に分散され、複合材料の最適な疎水性、ならびにその熱的および電気的な絶縁性の改善をもたらす。
【００３０】
水硬性結合材としての水は、複合体自体を調製および形成する方法の終了時に、強化複合材料中に残存した水和水を意味する。
【００３１】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が他の目的とする強化複合材料を得るためのスラリにおいて、該スラリは、水と、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、
・タビュラーアルミナまたはコランダムと、
・シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維と、
・シリコーン樹脂と、
・ポリアクリル酸電解液と、
を含む。
【００３２】
本発明にて得られた／得ることができる生成物としての複合材料は、したがって、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を備える高アルミナセメントと、
−タビュラーアルミナまたはコランダムと、
−シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維と、
−シリコーン樹脂と、
−ポリアクリル酸電解液と、
を含む。
【００３３】
本発明による強化複合材料のさらに好適な実施形態、ならびに対応する上述の製造方法の好適な実施形態において、上述の水中で混合するステップ（ａ）において、シリコーン樹脂が水性エマルションの形で分散するとき、シリコーン樹脂水溶液は樹脂重量に対して５０〜７０重量％を含むことが好ましく、樹脂重量に対して６０重量％のエマルションがさらに好ましく、および／またはポリアクリル酸電解液が水溶液の形で分散するとき、前記ポリアクリル酸電解液はアクリル電解液重量に対して２５〜４５重量％を含むことが好ましく、アクリル電解液重量に対して３５重量％水溶液がさらに好ましく、および／または高アルミナセメントはＡｌ２Ｏ３の７２％以上を有し、および／またはタビュラーアルミナもしくはコランダムは純度９８．０％以上、より好ましくは９９．５％以上を有することが好ましく、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有し、および／または前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好ましくは６〜９ｍｍの長さとする。
【００３４】
本発明による強化複合材料、ならびに対応する上述の製造方法のより好適な実施形態において、上述の注入ステップ（ｂ）における成形型または容器は、連続的または断続的に、好ましくは一定の周波数で振動させ、この振動は、ガラス繊維が部分的に整列するものの、ガラス繊維の一様かつ異方性を示す分布、ならびに気泡除去を意図する。
【００３５】
ステップ（ｂ）における成形型または容器は、金属、セラミック、木材／セルロース、プラスチック、とりわけシリコーンまたはそれらを組み合わせたものによって形成する。
【００３６】
本発明による強化複合材料、ならびに対応する上述の製造方法のさらに他の好適な実施形態において、前述のステップ（ｃ）における硬化又は固化は、材料を少なくとも２４時間静置する、および／または好適には湿度制御した２０℃の温度制御室に静置し、エージング中、湿度制御した温度制御キャビネット／室を調節し、好適には湿度９５％、好適には５日間行う、および／または空気乾燥を少なくとも１０日間行う、および／または強制対流式オーブンの調節は、好適には２０〜２４時間の周期で、１０５℃に昇温させて行う。本発明が目的とする強化複合材料は、高電圧に対する最適耐性の他に、熱衝撃に対する高い耐性を優れた機械的強度とともに兼ね備え、さらに、硬化または固化ステップ中の収縮現象がなく、ならびに化学的にはほぼ不活性を示す。
【００３７】
このことによって、高質の製造公差および優れた精度を有する成形型の使用を可能とし、それゆえ、製造公差および極めて高い表面精度を満たしつつ、極めて高い寸法再現性に関する質的標準に合致して本発明強化複合材料で形成した製造物を得ることができる。
【００３８】
したがって、本発明のさらに他の目的は以下のとおりである。
・上述した本発明による、アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料で形成した製造物、
・アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料で形成した製造物の製造方法であって、
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得たスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入する注入ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得たスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する製造方法であり、
このプロセスにおいて、ステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、強化複合材料を調製する方法のステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）と同じ特徴を有し、好適には、水中で混合するステップ（ａ）において、シリコーン樹脂は、水性エマルションおよび水溶液としてのポリアクリル酸電解液に分散させておく、および／またはステップ（ｂ）における成形型または容器はシリコーン材料で形成し、ステップ（ａ）で用いるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好適には６〜９ｍｍの長さとし、ステップ（ａ）で用いるタビュラーアルミナまたはコランダムの粒度分布は０．４ｍｍ以下、好適には０．３ｍｍ以、さらに好適には０．１〜０．３ｍｍとした、該製造物の製造方法、
−アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明による強化複合材料で形成した、ブローアウトチャンバ用のプレート、特に高電圧接触器、耐アーク、耐高温および耐高電流の絶縁板用のブローアウトチャンバ、リブ付きアイソレータ、抵抗ホルダー、さらに高温炉塗装、熱交換パイプとしての製造物に使用する使用方法
である。
【発明の効果】
【００３９】
上記のような複合材料で形成した強化複合材料および製造物は、電気的抵抗性及び電気絶縁性並びに断熱性に関して改善された特性を示し、また従来技術で入手可能材料と比べて良好な機械強度を示す。
【００４０】
それゆえ、本発明の他の目的は、本発明による複合材料を、耐火性材料として、ならびに／または電気絶縁性および／もしくは断熱性の材料として、使用することにある。
【００４１】
特に、本発明が目的とする強化複合材料、ならびにこの材料で形成した製造物は、３０±１．２ＭＰａ以上の機械的曲げ強度（ＵＮＩ ＥＮ ＩＳＯ１７８規格に準拠して測定）、４５０秒超の耐アーク性（ＡＳＴＭ Ｄ４９５規格に準拠して測定）、２．６０ｋＶ／ｍｍ超の誘電強度又は絶縁耐力（ＩＥＣ６０２４３規格に準拠して測定）、並びに、上記規格に準拠する同一測定条件で測定して、ＴＥＮＭＡＴ社製の複合材料である「Ｒｅｆｒａｖｅｒ」のような現在市販されている材料が示す特性よりも一層改善した特性を示す。同一測定条件でＩＥＣ６０２３４規格に準拠して測定した材料「Ｒｅｆｒａｖｅｒ」の誘電強度（絶縁耐力）の測定値は、１．７Ｋｖ／ｍｍ以下である。
【００４２】
本発明による強化複合材料の他の特別な特性を、以下の表１に概略的に記載する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
本発明が目的とする強化複合材料およびこれと同一材料で形成した製造物は、以下の明らかな利点、すなわち上述した規格の耐アーク性、高温衝撃耐性および加工容易性の改善に結びつく良好な機械強度を示し、後者は強化複合材料の構造的特徴、および、ひいてはその調製方法および前記強化複合材料でつくられる製造物の調製方法に起因する。実際、材料およびこの材料で形成した製造物の、上述の改善した電気的、熱的および機械的特性を達成すると同時に、この材料で形成した製造物であって、製造公差に従う寸法再現性および製造物の優れた表面精度を有して、極めて高い品質標準を持つ、該製造物を生産する上でのより良い簡素化を遂行し、寸法再現性および製造物の優れた表面精度は、成形型または容器に収容した材料の固化又は硬化ステップ中に、本発明による強化複合材料の収縮現象がなく得られる。すなわち、複合体のセメント成分が成形型に化学的侵襲をせず、複合体、およびひいてはこの材料で形成した製造物をその硬化後に成形型から即座に釈放し、シリコーン成形型の使用を可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下の非限定的な実施例は、本発明の実施形態を説明するものである。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
７０％のＡｌ２Ｏ３を含有するアルミナセメントの３０％（６００ｇ）と、０．１〜０．３ｍｍの範囲にわたる粒度分布および９８．０％の純度を有するタビュラーアルミナの７０％（１４００ｇ）と、からなり、シリカおよびジルコンをベースとした長さ６ｍｍのガラス繊維１００ｇと混合した混合物２０００ｇを、３００ｇの水に混合し、この場合、予め、６０％のシリコーン樹脂の水性エマルションを６ｇ、水溶液としての分散剤である、活性物質としての３５％ポリアクリル酸アンモニウムを１０ｇ、溶解させた。混合ステップが完了したら、液体の複合材料をシリコーン成形型に注入し、振動し続ける。
【００４７】
成形型および複合体は、温度制御室内に、２０℃、相対湿度９５％にして、２４時間配置する。
【００４８】
成形型から取り出した製造物は、９５％に湿度制御した温度制御キャビネット内での処理、空気乾燥およびこれに続く２４時間周期で１０５℃まで昇温する強制対流式オーブン内での調整によるエージング後、以下の表２にまとめた、その技術的特性を定義するための現行規格に従う特徴付けを加える。
【００４９】
【表２】
【００５０】
（実施例２ 機械的特性の実験的試験）
実施例１の、本発明が目的とする複合体を製造する手順に従い、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの寸法を有する５つの試料を調製した。
【００５１】
上述したように試料に対して、ファエンツァ（Faenza）社のＣＮＲ−ＩＳＴＥＣ研究所で行った機械的特性は、ＵＮＩ ＥＮ ＩＳＯ１７８規格に準拠して測定した曲げ強度に対応し、５つの試料に関して平均値３０±１．２Ｍｐａを示した。
【００５２】
（実施例３ 電気特性の実験的試験）
実施例１の、本発明が目的とする複合体を製造する手順に従い、横幅１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの寸法を有する６つの正方形プレートを調製した。
【００５３】
上述したプレートに対して、ジェノバ大学電気工学部（electrical engineering department of the University of Genoa）で行った電気特性テストは、以下のような結果を示す。
【００５４】
（耐アーク性試験）
ＡＳＴＭ Ｄ４９５規格およびＣＥＩ／ＩＥＣ６１６２１規格に準拠して測定した耐アーク性は、４５０秒超の平均値を示した（試験後のプレートには依然として損傷はなかった）。
【００５５】
（誘電強度試験）
ＩＥＣ６０２３４規格に従って測定した誘電強度の平均値は、２．６０ｋｖ／ｍｍ超であった。
【００５６】
Ｒｅｆｒａｖｅｒ材料の誘電強度の値を、ＩＥＣ６０２３４規格に従う同一測定条件で測定すると、１．７ｋｖ／ｍｍ以下であった。
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、複合材料の加工容易性を付与する良好な機械特性を同時に維持しつつ、改良した電気抵抗、電気絶縁性および断熱性を有する、セメント母材（マトリックス）に基づく強化複合材料に関し、さらにシリコーン成形型を使用する成形方法によってこの強化複合体に基づく形成体および製造物の製造にも関する。
【背景技術】
【０００２】
（技術水準）
長年にわたり、セメントをベースとする複合材料は開発されてきており、ガラス繊維の粗撚り素材（ロービング）で形成した裏打ち材又は強化材を含み、この補強材は、セメント混合物の硬化ステップ中にセメント混合物に機械的に組み合せ、また浸漬し、この場合、前記強化材の前記複合材料に対する重量パーセント（％）は、８５０ｇ／ｍ２の単位面積あたり重量の少なくとも５重量％とする（特許文献１［米国特許第４，８９８，７６９号］）、特許文献２［英国特許出願公開第２２１８６７０号］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４８９８７６９号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第２２１８６７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この材料は良好な電気絶縁特性を有していたが、特に所望のプロファイルを有する最終製造物を得るよう加工を受けるとき、機械的特性の点で不適切であった。特に、数ミリおきに平行に配列されたガラス繊維の織物で作られたロービングで特徴付けられるこれら材料は、適切な用途形状を有する製造物又は最終仕上げ製品を得るよう、フライス加工などの必要な機械的加工を受けるとき、機械的特性の著しい低下を伴い、このことは、極めて低い機械的強度として特徴付けられる。
【０００５】
事実、このような加工は、互いに重なり合ったロービングという骨格付着物を破壊または相当脆弱化させるので、機械的特性を極めて低下させ、このことにより、得ようとする輪郭（プロファイル）が複雑であるとき、加工中に、存続させることができない多量のスクラップ品及び欠陥品を生ずる。さらに、これらの機械的加工は極めて高コスト要因となり、また、多量の塵埃も引き起こすので、健康および環境を保護するためには厳重な汚染防止対策を必要とする。
【０００６】
したがって機械的、電気的および熱的特性を満足のいく程度に兼ね備えるとともに、従来技術に典型的な材料における上述の深刻な欠点を未然に防ぐことができる、強化セメントをベースとする複合材料を得る必要性が強く感じられていた。
【０００７】
（発明の概要）
本出願人は、当該技術分野における不断の研究により、驚くべきことにまた予想外にも、アルミナセメント、およびタビュラーアルミナまたはコランダムをベースとし、ガラス繊維で強化した新規な複合強化材料、また、前記強化複合材料をベースとする耐火物製の形成体もしくは製造物、または断熱性／電気絶縁性材料で形成した形成体もしくは製造物が得られることを見出した。
【０００８】
本発明の他の目的は、アルミナセメント、およびタビュラーアルミナまたはコランダムをベースとした、ガラス繊維で強化された強化複合材料を調製する方法、ならびに、耐火物で形成した形成体もしくはこの強化複合材料をベースとした電気的絶縁性／断熱性材料で形成した形成体もしくは製造物を調整する方法（プロセス）を得るにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、ブローアウトチャンバ用のプレート、特に高電圧接触器用のブローアウトチャンバ、耐熱・耐電圧の絶縁プレート、リブ付きアイソレータ、電気抵抗用ホルダー、ならびに高温炉用コーティングおよび熱交換機用パイプとしての使用方法であり、上述した耐火物または電気的絶縁性／断熱性材料で形成した形成体または製造物を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（本発明の詳細な説明）
本発明が目的とする複合材料は、アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとする、ガラス繊維で強化した強化複合材料であって、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムと、シリカおよびジルコンをベースとしたガラス繊維と、シリコーン樹脂と、ポリアクリル酸電解液と、水硬性結合材としての水と、を含む複合材料である。
【００１１】
より詳細には、前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、５〜１０ｍｍの長さ、より好ましくは６〜９ｍｍの長さとする。
【００１２】
より詳細には、本発明による前記高アルミナセメントは、高耐火特性を有するセメント、すなわち１７００℃超の耐熱性または耐火性を備えるアルミナセメントとすることが好ましい。
【００１３】
より詳細には、本発明による前記タビュラーアルミナまたはコランダムは、０．４ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムであることが好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムであり、最も好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとする。
【００１４】
より詳細には、本発明による複合材料の他の好適実施形態として、タビュラーアルミナまたはコランダムは、少なくとも９８．０％の純度、少なくとも９９．５％を有することが好ましい。
【００１５】
本発明が目的とする強化複合材料のさらに他の好適実施形態において、本発明によるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、２．５〜２．７ｇ／ｃｍ３の密度を含む繊維、さらに好適には、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、０．１〜０．１５ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．１１〜０．１２ｇ／ｃｍ３の重量配分で本発明による複合材料に存在し、さらに、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、本発明による複合材料において８００〜１２００本／ｃｍ３、好適には９００〜１１００本／ｃｍ３の分量で存在する。
【００１６】
アルミナセメントと、タビュラーセメントまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明対象の強化複合材料の好適実施形態において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２４〜２６重量％であり、前記タビュラーアルミナは５８〜６３重量％、好ましくは６０〜６２重量％であり、前記ガラス繊維は３．９〜４．５重量％、好ましくは４．１〜４．４重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは本発明が目的とする複合材料の１００重量部で計算される。
【００１７】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料の特に好適な実施形態において、前記強化材料は以下のステップ：
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られたスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を含む手順によって得られた／得ることが可能とする。
【００１８】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料を調整する方法は、上述したステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を有する。
【００１９】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料を調整する方法、ならびにこれに対応する上述のような製造方法の好適な実施形態において、水中で混合するステップ（ａ）中に水性エマルションおよび水溶液としてのポリアクリル酸電解液へのシリコーン樹脂を分散させる。
【００２０】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が目的とする強化複合材料、ならびに上述した対応する製造プロセスの好適実施形態によれば、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４．０〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％、好ましくは０．１４〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％、好ましくは０．１３〜０．１６重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算する。
【００２１】
本発明による強化複合材料、ならびに上述した対応する製造方法の他の特別な好適実施形態においては、水中で混合するステップ（ａ）において、高アルミナセメントは２３〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４〜４．５重量％であり、シリコーン樹脂は０．２２〜０．２７重量％、好ましくは０．２４〜０．２６重量％であり、ポリアクリル酸電解液は０．３８〜０．４４重量％、好ましくは０．４０〜０．４３重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算する。
【００２２】
本発明によるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、当技術分野でよく知られているガラス繊維であり、このガラス繊維はジルコニアまたは酸化ジルコニウムの形で存在するジルコニウムによって、耐アルカリ性であるガラス繊維であるため、一般にこれらガラス繊維は、ガラス繊維重量に対して、１０〜２５重量％、好ましくは１２〜２０重量％、より好ましくは１３〜１５重量％のジルコニアを含むガラス繊維である。
【００２３】
このガラス繊維において、シリカ成分ＳｉＯ２は、ガラス繊維重量に対して５５〜７５重量％、６０〜７０重量％の範囲にわたり変化させることができるために優位成分であり、また、極めて少ない劣位成分としてのフラックス成分、例えばカルシウムおよび酸化ナトリウムが、ガラス繊維重量に対して、せいぜい２０重量％の割合で存在する。
【００２４】
ＳｉＯ２、およびジルコンすなわちケイ酸ジルコニウムＺｒ（ＳｉＯ４）に関する上記の割合を表現すると、このような割合は以下のように表現でき、すなわち、１４〜３６％のＺｒＳｉＯ４および６６〜４４％のＳｉＯ２、１７〜２９％のＺｒＳｉＯ４および６３〜５１％のＳｉＯ２、１８〜２２％のＺｒＳｉＯ４および６２〜５８％のＳｉＯ２、これら全ての例において残部の割合はフラックス成分を含む。
【００２５】
ガラス繊維は、得られる複合体の機械的強度を極めて強くする。さらに、曲げ破壊が偽塑性的に発生するが、この用語は、ピーク負荷に達した後、致命的な破壊により著しく軟化した分岐欠損が存在することを意味する。
【００２６】
確かに、曲げ強度試験中、本発明による複合材料で形成した試料は、曲げ強度試験中偽塑性的に破損するが、この用語は、荷重−変位プロットが、初期の直線的な遷移傾向の後に、最大負荷に向かって減少する微分係数（偽硬化）を伴う単調な上り勾配を示すことを意味し、最大負荷後に幾分顕著に「軟化」する分岐が続き、この特徴により製造物の急激な破壊を阻止する。
【００２７】
ポリアクリル酸電解液は、より良い構造の均質性を促進し、より低い空隙率を促進するので、機械的耐性および耐アーク性の面で、全般により優れて機能する。
【００２８】
高アルミナセメントと組み合わせるタビュラーアルミナは、極めて高い耐火性、高い機械的強度および優れた誘電特性をもたらす。
【００２９】
シリコーン樹脂は、本発明による複合材料内に均一に分散され、複合材料の最適な疎水性、ならびにその熱的および電気的な絶縁性の改善をもたらす。
【００３０】
水硬性結合材としての水は、複合体自体を調製および形成する方法の終了時に、強化複合材料中に残存した水和水を意味する。
【００３１】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明が他の目的とする強化複合材料を得るためのスラリにおいて、該スラリは、水と、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、
・タビュラーアルミナまたはコランダムと、
・シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維と、
・シリコーン樹脂と、
・ポリアクリル酸電解液と、
を含む。
【００３２】
本発明にて得られた／得ることができる生成物としての複合材料は、したがって、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を備える高アルミナセメントと、
−タビュラーアルミナまたはコランダムと、
−シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維と、
−シリコーン樹脂と、
−ポリアクリル酸電解液と、
を含む。
【００３３】
本発明による強化複合材料のさらに好適な実施形態、ならびに対応する上述の製造方法の好適な実施形態において、上述の水中で混合するステップ（ａ）において、シリコーン樹脂が水性エマルションの形で分散するとき、シリコーン樹脂水溶液は樹脂重量に対して５０〜７０重量％を含むことが好ましく、樹脂重量に対して６０重量％のエマルションがさらに好ましく、および／またはポリアクリル酸電解液が水溶液の形で分散するとき、前記ポリアクリル酸電解液はアクリル電解液重量に対して２５〜４５重量％を含むことが好ましく、アクリル電解液重量に対して３５重量％水溶液がさらに好ましく、および／または高アルミナセメントはＡｌ２Ｏ３の７２％以上を有し、および／またはタビュラーアルミナもしくはコランダムは純度９８．０％以上、より好ましくは９９．５％以上を有することが好ましく、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有し、および／または前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好ましくは６〜９ｍｍの長さとする。
【００３４】
本発明による強化複合材料、ならびに対応する上述の製造方法のより好適な実施形態において、上述の注入ステップ（ｂ）における成形型または容器は、連続的または断続的に、好ましくは一定の周波数で振動させ、この振動は、ガラス繊維が部分的に整列するものの、ガラス繊維の一様かつ異方性を示す分布、ならびに気泡除去を意図する。
【００３５】
ステップ（ｂ）における成形型または容器は、金属、セラミック、木材／セルロース、プラスチック、とりわけシリコーンまたはそれらを組み合わせたものによって形成する。
【００３６】
本発明による強化複合材料、ならびに対応する上述の製造方法のさらに他の好適な実施形態において、前述のステップ（ｃ）における硬化又は固化は、材料を少なくとも２４時間静置する、および／または好適には湿度制御した２０℃の温度制御室に静置し、エージング中、湿度制御した温度制御キャビネット／室を調節し、好適には湿度９５％、好適には５日間行う、および／または空気乾燥を少なくとも１０日間行う、および／または強制対流式オーブンの調節は、好適には２０〜２４時間の周期で、１０５℃に昇温させて行う。本発明が目的とする強化複合材料は、高電圧に対する最適耐性の他に、熱衝撃に対する高い耐性を優れた機械的強度とともに兼ね備え、さらに、硬化または固化ステップ中の収縮現象がなく、ならびに化学的にはほぼ不活性を示す。
【００３７】
このことによって、高質の製造公差および優れた精度を有する成形型の使用を可能とし、それゆえ、製造公差および極めて高い表面精度を満たしつつ、極めて高い寸法再現性に関する質的標準に合致して本発明強化複合材料で形成した製造物を得ることができる。
【００３８】
したがって、本発明のさらに他の目的は以下のとおりである。
・上述した本発明による、アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料で形成した製造物、
・アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料で形成した製造物の製造方法であって、
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得たスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入する注入ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得たスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する製造方法であり、
このプロセスにおいて、ステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、強化複合材料を調製する方法のステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）と同じ特徴を有し、好適には、水中で混合するステップ（ａ）において、シリコーン樹脂は、水性エマルションおよび水溶液としてのポリアクリル酸電解液に分散させておく、および／またはステップ（ｂ）における成形型または容器はシリコーン材料で形成し、ステップ（ａ）で用いるシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好適には６〜９ｍｍの長さとし、ステップ（ａ）で用いるタビュラーアルミナまたはコランダムの粒度分布は０．４ｍｍ以下、好適には０．３ｍｍ以、さらに好適には０．１〜０．３ｍｍとした、該製造物の製造方法、
−アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した本発明による強化複合材料で形成した、ブローアウトチャンバ用のプレート、特に高電圧接触器、耐アーク、耐高温および耐高電流の絶縁板用のブローアウトチャンバ、リブ付きアイソレータ、抵抗ホルダー、さらに高温炉塗装、熱交換パイプとしての製造物に使用する使用方法
である。
【発明の効果】
【００３９】
上記のような複合材料で形成した強化複合材料および製造物は、電気的抵抗性及び電気絶縁性並びに断熱性に関して改善された特性を示し、また従来技術で入手可能材料と比べて良好な機械強度を示す。
【００４０】
それゆえ、本発明の他の目的は、本発明による複合材料を、耐火性材料として、ならびに／または電気絶縁性および／もしくは断熱性の材料として、使用することにある。
【００４１】
特に、本発明が目的とする強化複合材料、ならびにこの材料で形成した製造物は、３０±１．２ＭＰａ以上の機械的曲げ強度（ＵＮＩ ＥＮ ＩＳＯ１７８規格に準拠して測定）、４５０秒超の耐アーク性（ＡＳＴＭ Ｄ４９５規格に準拠して測定）、２．６０ｋＶ／ｍｍ超の誘電強度又は絶縁耐力（ＩＥＣ６０２４３規格に準拠して測定）、並びに、上記規格に準拠する同一測定条件で測定して、ＴＥＮＭＡＴ社製の複合材料である「Ｒｅｆｒａｖｅｒ」のような現在市販されている材料が示す特性よりも一層改善した特性を示す。同一測定条件でＩＥＣ６０２３４規格に準拠して測定した材料「Ｒｅｆｒａｖｅｒ」の誘電強度（絶縁耐力）の測定値は、１．７Ｋｖ／ｍｍ以下である。
【００４２】
本発明による強化複合材料の他の特別な特性を、以下の表１に概略的に記載する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
本発明が目的とする強化複合材料およびこれと同一材料で形成した製造物は、以下の明らかな利点、すなわち上述した規格の耐アーク性、高温衝撃耐性および加工容易性の改善に結びつく良好な機械強度を示し、後者は強化複合材料の構造的特徴、および、ひいてはその調製方法および前記強化複合材料でつくられる製造物の調製方法に起因する。実際、材料およびこの材料で形成した製造物の、上述の改善した電気的、熱的および機械的特性を達成すると同時に、この材料で形成した製造物であって、製造公差に従う寸法再現性および製造物の優れた表面精度を有して、極めて高い品質標準を持つ、該製造物を生産する上でのより良い簡素化を遂行し、寸法再現性および製造物の優れた表面精度は、成形型または容器に収容した材料の固化又は硬化ステップ中に、本発明による強化複合材料の収縮現象がなく得られる。すなわち、複合体のセメント成分が成形型に化学的侵襲をせず、複合体、およびひいてはこの材料で形成した製造物をその硬化後に成形型から即座に釈放し、シリコーン成形型の使用を可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下の非限定的な実施例は、本発明の実施形態を説明するものである。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
７０％のＡｌ２Ｏ３を含有するアルミナセメントの３０％（６００ｇ）と、０．１〜０．３ｍｍの範囲にわたる粒度分布および９８．０％の純度を有するタビュラーアルミナの７０％（１４００ｇ）と、からなり、シリカおよびジルコンをベースとした長さ６ｍｍのガラス繊維１００ｇと混合した混合物２０００ｇを、３００ｇの水に混合し、この場合、予め、６０％のシリコーン樹脂の水性エマルションを６ｇ、水溶液としての分散剤である、活性物質としての３５％ポリアクリル酸アンモニウムを１０ｇ、溶解させた。混合ステップが完了したら、液体の複合材料をシリコーン成形型に注入し、振動し続ける。
【００４７】
成形型および複合体は、温度制御室内に、２０℃、相対湿度９５％にして、２４時間配置する。
【００４８】
成形型から取り出した製造物は、９５％に湿度制御した温度制御キャビネット内での処理、空気乾燥およびこれに続く２４時間周期で１０５℃まで昇温する強制対流式オーブン内での調整によるエージング後、以下の表２にまとめた、その技術的特性を定義するための現行規格に従う特徴付けを加える。
【００４９】
【表２】
【００５０】
（実施例２ 機械的特性の実験的試験）
実施例１の、本発明が目的とする複合体を製造する手順に従い、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの寸法を有する５つの試料を調製した。
【００５１】
上述したように試料に対して、ファエンツァ（Faenza）社のＣＮＲ−ＩＳＴＥＣ研究所で行った機械的特性は、ＵＮＩ ＥＮ ＩＳＯ１７８規格に準拠して測定した曲げ強度に対応し、５つの試料に関して平均値３０±１．２Ｍｐａを示した。
【００５２】
（実施例３ 電気特性の実験的試験）
実施例１の、本発明が目的とする複合体を製造する手順に従い、横幅１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの寸法を有する６つの正方形プレートを調製した。
【００５３】
上述したプレートに対して、ジェノバ大学電気工学部（electrical engineering department of the University of Genoa）で行った電気特性テストは、以下のような結果を示す。
【００５４】
（耐アーク性試験）
ＡＳＴＭ Ｄ４９５規格およびＣＥＩ／ＩＥＣ６１６２１規格に準拠して測定した耐アーク性は、４５０秒超の平均値を示した（試験後のプレートには依然として損傷はなかった）。
【００５５】
（誘電強度試験）
ＩＥＣ６０２３４規格に従って測定した誘電強度の平均値は、２．６０ｋｖ／ｍｍ超であった。
【００５６】
Ｒｅｆｒａｖｅｒ材料の誘電強度の値を、ＩＥＣ６０２３４規格に従う同一測定条件で測定すると、１．７ｋｖ／ｍｍ以下であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとする、ガラス繊維で強化した強化複合材料であって、
７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、
タビュラーアルミナまたはコランダムと、
シリカおよびジルコンをベースとしたガラス繊維と、
シリコーン樹脂と、
ポリアクリル酸電解液と、
水硬性結合材としての水と、
を含む、複合材料。
【請求項２】
請求項１に記載の複合材料において、前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、５〜１０ｍｍの長さ、より好ましくは６〜９ｍｍの長さとした、複合材料。
【請求項３】
請求項１に記載の複合材料において、前記高アルミナセメントは、高耐火特性を有するセメント、すなわち１７００℃超の耐熱性または耐火性を有するアルミナセメントとした、複合材料。
【請求項４】
請求項１に記載の複合材料において、前記タビュラーアルミナまたはコランダムは、０．４ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとし、より好ましくは０．３ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダム、最も好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとした、複合材料。
【請求項５】
請求項１に記載の複合材料において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２４〜２６重量％であり、前記タビュラーアルミナは５８〜６３重量％、好ましくは６０〜６２重量％であり、前記ガラス繊維は、３．９〜４．５重量％、好ましくは４．１〜４．４重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは複合材料の１００重量部で計算される、複合材料。
【請求項６】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維で強化した強化複合材料であって、以下のステップ：
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られたスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入する注入ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する手順によって得られた／得ることが可能な、強化複合材料。
【請求項７】
請求項６に記載の強化複合材料において、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４．０〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％、好ましくは０．１４〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％、好ましくは０．１３〜０．１６重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算されるものとした、強化複合材料。
【請求項８】
請求項６に記載の強化複合材料において、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記シリコーン樹脂は、好ましくは樹脂重量に対して５０〜７０重量％、さらに好ましくは６０重量％の水性エマルションの形で分散し、および／または前記ポリアクリル酸電解液は、好ましくは電解液重量に対して２５〜４５重量％、さらに好ましくは３５重量％の水溶液の形で分散し、および／または前記高アルミナセメントはＡｌ２Ｏ３の７２％以上を含有し、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは純度９８．０％以上、より好ましくは９９．５％以上を含有し、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有し、および／または前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好ましくは６〜９ｍｍの長さとした、強化複合材料。
【請求項９】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料を調製する方法であって、
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながら、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得たスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する、調製方法。
【請求項１０】
請求項１〜８いずれか一項に記載のアルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料を含む製造物。
【請求項１１】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した、請求項９に記載の方法による強化複合材料を含む製造物を調製する方法において、前記ステップ（ｂ）における前記成形型または容器はシリコーン材料であり、前記ステップ（ａ）で用いる前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍ長、好ましくは６〜９ｍｍ長であり、前記ステップ（ａ）で用いる前記タビュラーアルミナまたはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有する、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法により得られた／得ることができる強化複合材料を含む製造物の使用方法において、ブローアウトチャンバ用のプレート、特に高電圧接触器用のブローアウトチャンバ、耐アーク、耐熱・耐電流の絶縁プレート、リブ付きアイソレータ、電気抵抗用ホルダー、さらに高温炉用コーティングおよび熱交換機用パイプとして使用する、方法。
【請求項１３】
請求項１〜８いずれか一項に記載の複合材料を使用する方法において、電気的および／または熱的なタイプの、耐火材料および／または絶縁材料として使用する、方法。
【請求項１】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとする、ガラス繊維で強化した強化複合材料であって、
７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、
タビュラーアルミナまたはコランダムと、
シリカおよびジルコンをベースとしたガラス繊維と、
シリコーン樹脂と、
ポリアクリル酸電解液と、
水硬性結合材としての水と、
を含む、複合材料。
【請求項２】
請求項１に記載の複合材料において、前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は、５〜１０ｍｍの長さ、より好ましくは６〜９ｍｍの長さとした、複合材料。
【請求項３】
請求項１に記載の複合材料において、前記高アルミナセメントは、高耐火特性を有するセメント、すなわち１７００℃超の耐熱性または耐火性を有するアルミナセメントとした、複合材料。
【請求項４】
請求項１に記載の複合材料において、前記タビュラーアルミナまたはコランダムは、０．４ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとし、より好ましくは０．３ｍｍ以下の粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダム、最も好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有するタビュラーアルミナまたはコランダムとした、複合材料。
【請求項５】
請求項１に記載の複合材料において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２４〜２６重量％であり、前記タビュラーアルミナは５８〜６３重量％、好ましくは６０〜６２重量％であり、前記ガラス繊維は、３．９〜４．５重量％、好ましくは４．１〜４．４重量％であり、前記シリコーン樹脂は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液は０．１４〜０．１８重量％、好ましくは０．１５〜０．１７重量％であり、残部は水硬性結合材を意図した水であり、前記パーセントは複合材料の１００重量部で計算される、複合材料。
【請求項６】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維で強化した強化複合材料であって、以下のステップ：
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながらシリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得られたスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入する注入ステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する手順によって得られた／得ることが可能な、強化複合材料。
【請求項７】
請求項６に記載の強化複合材料において、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記高アルミナセメントは２２〜２７重量％、好ましくは２０〜２５重量％であり、前記タビュラーアルミナは５５〜６０重量％、好ましくは５３〜５７重量％であり、前記ガラス繊維は３．５〜４．５重量％、好ましくは４．０〜４．５重量％であり、前記シリコーン樹脂（有効成分）は０．１２〜０．１９重量％、好ましくは０．１４〜０．１７重量％であり、前記ポリアクリル酸電解液（有効成分）は０．１１〜０．１８重量％、好ましくは０．１３〜０．１６重量％であり、残部は水であり、前記パーセントは生成したスラリの１００重量部で計算されるものとした、強化複合材料。
【請求項８】
請求項６に記載の強化複合材料において、前記水中で混合するステップ（ａ）において、前記シリコーン樹脂は、好ましくは樹脂重量に対して５０〜７０重量％、さらに好ましくは６０重量％の水性エマルションの形で分散し、および／または前記ポリアクリル酸電解液は、好ましくは電解液重量に対して２５〜４５重量％、さらに好ましくは３５重量％の水溶液の形で分散し、および／または前記高アルミナセメントはＡｌ２Ｏ３の７２％以上を含有し、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは純度９８．０％以上、より好ましくは９９．５％以上を含有し、および／または前記タビュラーアルミナもしくはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有し、および／または前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍの長さ、好ましくは６〜９ｍｍの長さとした、強化複合材料。
【請求項９】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料を調製する方法であって、
（ａ）シリコーン樹脂およびポリアクリル酸電解液の存在の下に連続撹拌しながら、予め、７０％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとを水に分散させ、それに続いて、依然として撹拌しながら、シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維を添加してスラリを生ずるよう、水中で混合するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で得たスラリを、振動し続ける成形型または容器内に注入するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で得られたスラリを「固化」または硬化する硬化ステップであって、注入後に成形型からの脱型およびそれに続くプロセスとしての、制御した温度および湿度の調節、空気乾燥および強制対流式オーブン内での調節によるエージングを行う、該硬化ステップと、
を有する、調製方法。
【請求項１０】
請求項１〜８いずれか一項に記載のアルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した強化複合材料を含む製造物。
【請求項１１】
アルミナセメントと、タビュラーアルミナまたはコランダムとをベースとし、ガラス繊維で強化した、請求項９に記載の方法による強化複合材料を含む製造物を調製する方法において、前記ステップ（ｂ）における前記成形型または容器はシリコーン材料であり、前記ステップ（ａ）で用いる前記シリカおよびジルコンをベースとするガラス繊維は５〜１０ｍｍ長、好ましくは６〜９ｍｍ長であり、前記ステップ（ａ）で用いる前記タビュラーアルミナまたはコランダムは０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍの粒度分布を有する、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法により得られた／得ることができる強化複合材料を含む製造物の使用方法において、ブローアウトチャンバ用のプレート、特に高電圧接触器用のブローアウトチャンバ、耐アーク、耐熱・耐電流の絶縁プレート、リブ付きアイソレータ、電気抵抗用ホルダー、さらに高温炉用コーティングおよび熱交換機用パイプとして使用する、方法。
【請求項１３】
請求項１〜８いずれか一項に記載の複合材料を使用する方法において、電気的および／または熱的なタイプの、耐火材料および／または絶縁材料として使用する、方法。
【公表番号】特表２０１３−５２０３９２（Ｐ２０１３−５２０３９２Ａ）
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５４４５９（Ｐ２０１２−５５４４５９）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５０７４１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０４６７０
【国際公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５１２２２０１６７）
【氏名又は名称原語表記】ＦＲＡＴＥＬＬＩ ＢＩＧＡＲＡＮ ＤＩ ＢＩＧＡＲＡＮ ＤＡＲＩＯ Ｅ ＭＡＲＩＯ ＆ Ｃ．Ｓ．Ａ．Ｓ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１１／０５０７４１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０４６７０
【国際公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（５１２２２０１６７）
【氏名又は名称原語表記】ＦＲＡＴＥＬＬＩ ＢＩＧＡＲＡＮ ＤＩ ＢＩＧＡＲＡＮ ＤＡＲＩＯ Ｅ ＭＡＲＩＯ ＆ Ｃ．Ｓ．Ａ．Ｓ
【Ｆターム（参考）】
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