(57)【要約】  本発明は、ＺｎＯマイクロバリスター粒子を含有する非線形電界コントロール・テープに係る。ドープされたＺｎＯ粒子は、焼結されたＺｎＯのブロックを粉砕することにより、特に、仮焼され粒状化された粒子を粉砕することにより、または、仮焼されまたは焼結されたテープ（テープ・キャスティング）を粉砕することにより、製造される。実施形態は、とりわけ次のことに関係している：即ち、中空ＺｎＯマイクロバリスター粒子が造粒技術により製造され、これらの粒子は、減少された平均密度を有し、且つ、９０μｍよりも十分に小さい範囲の直径を有している；テープに含浸するために使用されるバインダの中に、ＺｎＯフィラーをコンパウンディングする。従来の非線形フィラー粒子が埋め込まれた非線形電界・コントロール・テープと比べて、より強く且つより信頼性が高い非線形抵抗が実現される。このＺｎＯフィラーは、製造することが容易で、且つ、バインダの中にコンパウンディングすることが容易である。その結果得られるテープは、フレキシブルであって、好ましくは自己接着性を有し、そして強い非線形電気抵抗を有している。これらのテープは、電気的コンポーネントの中の高いフィールド・ストレス領域を保護するために有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的デバイスのための、特に高電圧装置のための非線形電気的テープであって、無機フィラー粒子を含有するバインダで含浸された基板を有する非線形電気的テープにおいて、
前記フィラー粒子が、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有するマイクロバリスター粒子を有することを特徴とする非線形電気的テープ。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記テープは、フレキシブル・テープであって、特に、前記テープを電気的コンポーネントに貼り付けるために、少なくとも一つの表面が自己接着性を有しており；および／または、
ｂ）  前記テープは、電気的コンポーネントのフィールド・ストレス領域に貼り付けられ、そして、その埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子により、非線形電界コントロールをもたらす。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、５．６ｇ／ｃｍ３未満の平均密度を有する、少なくとも部分的に中空の粒子であり；
ｂ）  特に、前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、造粒により、好ましくは噴霧乾燥により製造された中空粒子である。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記無機フィラー粒子の、少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％は、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子であり；および／または、
ｂ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、ガウス分布型または並数分布型の粒子サイズ分布を有している。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、
ａ）  最大寸法が、９０μｍより小さい、好ましくは８０μｍより小さい、より好ましくは７０μｍより小さい、更により好ましくは６０μｍより小さい、最も好ましくは５０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有し；
ｂ）  特に、最大寸法が、４０μｍより小さい、好ましくは３０μｍより小さい、より好ましくは２０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有している。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第一の部分は、平滑な形状、好ましくは球状の形状を有していて、この第一の部分のための粒子は、仮焼され、それに続いて分離され、特に、粒子がその当初の形状、主として球状の形状を維持するように切り離され；および／または、
ｂ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第二の部分は、不規則な形状、特に角が尖った形状を有していて、この第二の部分のための粒子は、仮焼または焼結及びそれに続く破砕により製造されていて、または、粒子が不規則な形状、特に角が尖った形状を有するような方法で製造されている。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記基板は、シート及び好ましくはバンドの形態であり；および／または、
ｂ）  前記基板は、フレキシブルであって、フィルム、孔開きフィルム、織布、またはフリースの形態で作られている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記基板は、電気的な絶縁性を有し；
ｂ）  特に、前記基板は、ガラスおよび／またはポリマー、好ましくはポリエステルを含有している。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項９に記載の非線形電気的テープ：
前記基板は、ポリマーで作られ、且つ熱収縮性を備えている。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１から９のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記バインダは、エポキシ及びシリコーンのグループの中から選択され；および／または、
ｂ）  前記バインダは、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載の非線形電気的テープ：
ａ）  前記テープの中のバインダは、予備硬化されたＢステージにあり；または、
ｂ）  前記テープの中のバインダは、更なる処理のためにテープの取り扱いを容易にするために、完全硬化されたＣステージにある。
【請求項１２】
電気的コンポーネントまたはデバイスであって、
特に、コンダクタ・バー（例えば、モータ・バーまたは発電機・バー）のような、または、ケーブル終端部、マシンの絶縁、トランスの絶縁、サポート・インシュレータ、ブッシング、または電界コントロール手段のような、または、中電圧または高電圧装置（例えば、断路器、サーキット・ブレーカ、トランス、キャパシタ、インダクタ、装置トランス、ケーブル、または電気的マシン）のような、電気的コンポーネントまたはデバイスにおいて、
非線形電気的テープが存在し、このテープは、無機フィラー粒子を含有するバインダで含浸された基板を有し、これらの無機フィラー粒子は、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）マイクロバリスター粒子を有していること、
を特徴とする電気的コンポーネントまたはデバイス。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電気的コンポーネントまたはデバイス：
ａ）  前記テープは、フレキシブル・テープであり、特に、少なくとも一つの表面が、電気的コンポーネントまたはデバイスのフィールド・ストレス領域にテープを貼り付けるために、自己接着性を有し、その埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子により、非線形電界コントロールを行い；および／または、
ｂ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、その大部分が中空粒子であって、その最大寸法が、７０μｍより小さい、好ましくは５０μｍより小さい、より好ましくは３０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有している。
【請求項１４】
電気的コンポーネントであって、
コンダクタ・バー（特に、モータ・バーまたは発電機・バー）のような、または、ケーブル終端部、マシンの絶縁、トランスの絶縁、サポート・インシュレータ、ブッシングまたは電界コントロール手段、または電気的なデバイスのような、または、中電圧または高電圧装置（特に、断路器、サーキット・ブレーカ、トランス、キャパシタ、インダクタ、装置トランス、ケーブル、または電気的マシン）のような、電気的コンポーネントにおいて、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の非線形電気的テープが存在することを特徴とする電気的コンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧及び中電圧技術の分野に係り、特に、非線形の電気的な材料及びデバイスに係る。本発明は、独立特許請求項の前提部分に基づく非線形電気的テープに基づき、及び、そのような非線形電気的テープを有する電気的な装置に基づいている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、EP 1 116 086 B1  に記載されている先行技術から出発する。その中に、改善された電気的な性質を備えたグロー保護バンドまたはコロナ遮蔽バンドが開示されていて、このバンドは、電気的マシンの巻線絶縁の中で使用される。このバンドは、布状のキャリア材料を有し、このキャリア材料は、アンチモニー・ドープされた酸化錫（ＳｎＯ２）で被覆されたフィラー粒子を含有する反応樹脂の溶液で含浸されている。オプションとして、硬化剤および／またはアクセレータが追加されることが可能である。
【０００３】
被覆されたフィラー粒子は、従来から使用されているシリコン・カーバイド（ＳｉＣ）・フィラーと比べて、より信頼性が高く且つより再現性が良い非線形な電気的な挙動を示す。被覆されたフィラー系は、電気抵抗に十分な非線形性をもたらすと同時に、コンパウンディングの間の粒子の沈降を避けるべく、相対的に軽量であるように特にデザインされる。この目的のために、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、チョーク（chalk／白亜）、タルク（talcum／滑石）、カオリン（kaolin／陶土）、マイカ（mica／雲母）、またはチタン酸塩などのような、低密度の無機基板フィラー材料が選択され、そして、基板フィラー粒子を遥かに重いドープされた酸化錫のコーティングでコーティングすることにより、電気的な非線形性が付け加えられる。コーティングは、有機スラリの加水分解または熱分解により、基板または種−粒子に付けられる。明らかに、そのような複雑な被覆されたフィラー系は、製造することが難しい。
【０００４】
DE 2 233 32 04  の中に、電気的なマシンの絶縁された高電圧の巻線において使用するための、半導体材料のグロー保護テープが開示されている。このテープは、グラファイト粒子で含浸され織り合わされたガラスから構成されていても良い。このテープは、予備的に引き伸ばされ、熱処理されることが可能であり、そして、長手方向に収縮可能である。このテープは、銅のコンダクタ巻線を保護するグラス−マイカ・バンドの回りに巻き付けられる。それは、グロー保護ラッカーで表面被覆されたキャリア・バンドを置き換えるようにデザインされている。
【０００５】
U.S. Pat. No. 4,297,250 の中には、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスター・パウダー組成を製造する方法が開示されている。ＺｎＯパウダーは、ＺｎＯにストレス勾配緩和ワニスの組成を与えるために、樹脂系の媒体の中に分散されることが可能である。このワニスは、塗料として、コイルまたは他の高電圧の絶縁されたコンダクタに塗られても良い。ＺｎＯパウダーは、ブッシングのようなセラミック部品の上に焼き付けられることも可能である。
【０００６】
文献："Smart Varistor Composites", R. Struempler, P. Kluge-Weiss and F. Greuter, Proceedings of the 8th CIMTEC-World ceramic Congress and Forum on New Materials, Symposium VI (Florence, June 29 - July 4, 1994)  には、ポリマー・マトリクスの中に埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター・パウダーを有する複合材料が開示されている。
【０００７】
同様に、EP 0 875 087 B1 においては、電気的なストレス調整組成が、ポリマー・マトリクスの中に埋め込まれたドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）フィラー粒子から準備される。その組成は、丸いまたは平滑に形状された楕円粒子のみが使用され、そして、粒子の大半が５μｍと１００μｍの間の最大寸法を有するように規定される。そのコンパウンドは、様々なストレス調整プロダクト（例えば、電界勾配緩和スリーブ）が、中電圧ケーブル終端部及び接続部の中に形成されるように処理されることが可能である。
【特許文献１】欧州特許第 EP 1 116 086 B1 号明細書
【特許文献２】独国特許第 DE 2 233 32 04 号明細書
【特許文献３】米国特許第 U.S. Pat. No. 4,297,250 号明細書
【特許文献４】欧州特許第 EP 0 875 087 B1 号明細書
【非特許文献１】"Smart Varistor Composites", R. Struempler, P. Kluge-Weiss and F. Greuter, Proceedings of the 8th CIMTEC-World ceramic Congress and Forum on New Materials, Symposium VI (Florence, June 29 - July 4, 1994)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一般的な目的は、好ましい非線形な電気的な性質を示し、且つ製造することが容易な非線形電気的テープ、そのような非線形電気的テープを有する電気的コンポーネント、及び、そのようなコンポーネントを有する中電圧または高電圧装置を提供することにある。この目的は、本発明に基づき、独立特許請求項に規定された主題により実現される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一のアスペクトにおいて、本発明は、電気的デバイスのための（特に高電圧装置のための）非線形電気的テープから成り、このテープは、無機フィラー粒子を含有するバインダで含浸された基板を有していて、ここで、前記フィラー粒子は、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有するマイクロバリスター粒子を有している。
【００１０】
ＺｎＯマイクロバリスターに基づく非線形電気的テープは、既知のフィールド・コントロール・テープに対して、幾つかの利点を有している。ＳｉＣ粒子が埋め込まれた（従来のテープと比べると、より強い且つより信頼性が高い非線形抵抗が実現される。ドープされた−ＳｎＯ被覆粒子を含有するテープと比べると、ＺｎＯマイクロバリスターは、製造することが遥かに容易であり、顕著に減少された密度、そしてそれ故に改善された加工性を有し、明らかにより顕著な電気的な非線形性を有している。
【００１１】
請求項２における実施形態の例は、電界勾配緩和テープの好ましい性質及び適用を示している。
【００１２】
請求項３〜６に基づく実施形態の例において、ＺｎＯマイクロバリスター粒子の好ましい設計パラメータが規定される。これらは、ドープされたＺｎＯマイクロバリスターに基づく非線形な電界勾配緩和テープを最適化するための軽量粒子を得るための手段、粒子サイズ分布及び粒子形状の特定の選択を包含している。
【００１３】
請求項７〜１１に基づく実施形態の例において、テープの基板及びバインダのそれぞれの形状、材料及び準備の好ましい選択が与えられる。
【００１４】
他のアスペクトにおいて、本発明は、誘電体的な絶縁、過電圧保護、および／または、電界コントロールの目的のための、上記の特定された非線形電気的テープを使用する電気的コンポーネントまたはデバイスから成る。
【００１５】
本発明の更なる実施形態、利点及び適用は、請求項または請求項の組み合わせから、そして以下の詳細な説明を考慮することにより、明らかになるであろう。
【００１６】
電界コントロールは、モータ及び発電機のコイル、ケーブル、ブッシングのために、そして絶縁されたコンダクタが接地された同軸上のスクリーンを貫通するときに必要となる。そのような目的及び他の目的のために、本発明は、電気的デバイスのための（特に高電圧装置のための）非線形電気的テープを提供する。このテープは、無機フィラー粒子を含有するバインダ（例えば、エポキシ樹脂）で含浸された基板を有し、ここで、前記フィラー粒子は、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有するマイクロバリスター粒子を有している。
【００１７】
本発明に基づくＺｎＯマイクロバリスターを含有するテープは、埋め込まれたＳｉＣ粒子またはドープされた−ＳｎＯ被覆粒子に基づく従来のテープと比較して、多くの点で優位性を備えている。ＳｉＣテープの非線形性は、ＳｉＣ粒子−ＳｉＣ粒子の間の接触現象に依存し、かくして、ＳｉＣのグレード、テープの処理及び取り扱いの条件、及び過負荷電圧の下でのテープの劣化に強く依存する。それとは反対に、ドープされたＺｎＯの非線形性は、ビルト・インされた粒界により作り出される効果であって、それ故に、固有の特性であり、それ故に、処理条件及びエージング効果に対して頑丈である。ＺｎＯフィラー粒子は、シリコン・カーバイド・フィラー粒子と比べて研磨性が低い。
【００１８】
更に、ＺｎＯベースの材料は、ＳｉＣベースの材料（非線形係数αが３〜５の範囲）と比べて、より高い非線形性係数を有している（即ち、α＞１０）。このことは、インパルスでの過電圧保護を失うことなく、通常の運転条件下で、誘電体的な損失が減少されることが可能であること、あるいは、その代わりに、通常の運転条件で誘電体的な損失が一定に維持されることが可能であること、そして、耐インパルス性能（特に耐インパルス電圧）が増大されることが可能であることを意味している。
【００１９】
ドープされた−ＳｎＯ被覆粒子を含有するテープと比べると、ドープされたＺｎＯマイクロバリスターは、製造することが明らかにより容易である。それは、ドーピング及び焼結の標準的なプロセスが採用されることが可能であり、そして、ドープされ且つ焼結されたバリスター材料を用いた種粒子のコーティングのような、冗漫な処理ステップが無いからである。更に、ＺｎＯマイクロバリスターは、ＳｎＯ２（７．０ｇ／ｃｍ３）より低い材料密度を有している（即ち、５．６ｇ／ｃｍ３）。
【００２０】
それに加えて、ＺｎＯマイクロバリスター粒子は、多かれ少なかれポーラスであるように製造されることが可能であり、そして、特に、中空の球体の形状にすることが可能であり、それによって、それらの見かけの密度または平均密度（粒子の重量をそれらを取り囲む体積で割った値として定義される）が、実質的に更に減少されることが可能である。このことは、フィラーとバインダのコンパウンディングの間、及びテープへのコンパウンドされたバインダによる含浸の間の、沈降及びデミキシングの危険を減少させる。
【００２１】
最後に、ＺｎＯマイクロバリスターは、優れた電気的な非線形性を有している。報告された非線形性係数αは、ＳｎＯ２については３から３４までの範囲であり、これに対して、ＺｎＯについては５０から２００までの範囲である。全体として、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター・テープは、製造することがより容易であり、且つ、これまで知られている非線形電界コントロール・テープと比べて、より好ましい電気的な性質を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下において、本発明の実施形態の例が論じられる。  
テープは、フレキシブル・テープであることが可能であり、好ましくは、テープを電気的コンポーネントに貼り付けるために、少なくとも一つの表面が自己接着性を有している。このテープは、好ましくは、電気的コンポーネントのフィールド・ストレス領域に貼り付けられることが可能であって、その埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子によって、非線形電界コントロールをもたらす。
【００２３】
ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、少なくとも部分的に、平均密度がＺｎＯの材料密度（即ち、５．６ｇ／ｃｍ３）よりも低い中空粒子である。好ましくは、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、造粒技術により製造された中空粒子であり、その造粒技術は、例えば、噴霧乾燥（噴射エージェント有りまたは無し）、ゾル−ゲル処理、スプレイ熱分解、予備処理されたポリマーのコーティング、または流動床プロセス技術などである。そのような粒状化された中空ＺｎＯマイクロバリスター粒子の製造については、例えば、先に述べた  R. Struempler et al.  による文献の中に開示されており、その内容は、ここでその全体でこの出願に繰り入れられる。この文献によれば、噴霧乾燥により製造される粒子は、３００μｍまでのサイズを有していて、２００μｍまでの粒子サイズに篩い分けされる。
【００２４】
反対に、本発明においては、特に小さなサイズの中空のＺｎＯマイクロバリスターが、製造され、そして、テープの平滑さ及びフレキシビリィティが、損なわれないように使用される。好ましくは、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、最大寸法が、９０μｍより小さい、好ましくは８０μｍより小さい、より好ましくは１０μｍより小さい、更により好ましくは６０μｍより小さい、最も好ましくは５０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有している。特に、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、最大寸法が、４０μｍより小さい、好ましくは３０μｍより小さい、より好ましくは２０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有している。
【００２５】
本発明によれば、造粒（例えば、ロータリー・ディスク・アトマイゼイション）の製造パラメータは、好ましくは最大寸法が４０μｍ未満の小さい中空粒子が生成されるような値に調整される。更に予期されることは、３０μｍから１０μｍの範囲またはそれ以下の非常に小さい直径に対して、製造歩留まりが減少するであろうことである。かくして、パウダー製造の歩留まりの減少と、テープ平滑さの改善と、粒子サイズの減少に伴うフレキシビリィティとを勘案して、非線形電界勾配緩和テープのための最適なＺｎＯマイクロバリスター粒子サイズ分布は、１０μｍから５０μｍまでの範囲とすべきあり、好ましくは２０μｍから４０μｍまでの範囲であり、特に３０μｍである。
【００２６】
好ましくは、バインダの中で、無機フィラー粒子の少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％は、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子である。これらのドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、ガウス分布型または並数分布型の粒子サイズ分布を有している。そのようなガウス分布型及び並数分布型の粒子サイズ分布は、EP 0 992 042 (WO 99/56290)  の中に開示されており、その内容は、ここでその全体でこの出願に繰り入れられる。EP 0 992 042  の中には、マイクロバリスター粒子の表面に融合された導電性の粒子を有することが可能なフィラーもまた、開示されている。ここで、これらの導電性の粒子は、マイクロバリスター粒子との間で直接的な電気的な低抵抗接触を形成する。
【００２７】
更に、EP 1 274 102 A1  の中に開示されているように、異なる非線形な電流−電圧特性を備えた二つのフィラー・コンポーネントが使用されても良く、この文献の内容は、ここでその全体でこの出願に繰り入れられる。本発明において、フィラー・コンポーネントの少なくとも一つは、ドープされたＺｎＯマイクロバリスターでなければならず、そして好ましくは、全てのフィラー・コンポーネントが、様々なドーピングのＺｎＯ粒子に基づくものである。しかしながら、EP 1 274 102 Al  とは異なり、ドープされたＳｎＯ２は、フィラー・コンポーネントとして加えられるべきではない、その理由は、その大き過ぎる密度が、コンパウンディングの間に沈降及びミキシングを生じさせるからである。
【００２８】
バインダの中にコンパウンディングするためのＺｎＯパウダーを、それが、少なくとも二つのＺｎＯ粒子部分を有するように規定することが可能である。ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第一の部分は、平滑な、好ましくは球状の形状を有することが可能であり、そして、第一の部分の粒子は、仮焼され、それに続いて分離されていて、特に、粒子がそれらの当初の形状（主として球状の形状）を維持するように、ネックが切り離されている。
【００２９】
ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第二の部分は、不規則な形状、特に角が尖った形状を有することが可能であり、そして、第二の部分の粒子は、仮焼または焼結及びそれに続く破砕により製造され、または、粒子が不規則な形状（特に、角が尖った形状）を持つように製造されている。そのような複数の部分からなるＺｎＯマイクロバリスター粒子の組成は、未公開の欧州特許出願  No. 04 402 210.8  の中に、開示されており、その内容は、ここでその全体でこの出願に繰り入れられる。
【００３０】
ＺｎＯフィラーの製造方法は、この出願の中により詳細に説明されている。粒状のパウダーは、典型的には、ＺｎＯ及びドーピング添加物を有するスラリを噴霧乾燥することにより製造される。この製造ステップは、中実または中空の小粒、または主として球状の形状を備えた粒子をもたらす。未処理小粒は、非線形な電気的な性質を備えたマイクロバリスター小粒を得るように熱処理される。
【００３１】
仮焼と言う用語は、多かれ少なかれ共に焼かれたルーズな小粒のベッドの熱処理を意味しており、それは、典型的には、粒子にネック架橋を形成することによる。その代わりに、小粒は、ロータリー・キルンの中で仮焼されることが可能であり、それにより、ネックの形成が減少する。仮焼された塊り、そして特にネックは、僅かな力を使用するのみで、切り離されることが可能である。これにより、粒子の当初の球状の形状が維持される。
【００３２】
反対に、焼結と言う用語は、圧縮され且つ熱処理された十分に密度が高いセラミックのブロックに関係している。このブロックは、破砕された不規則な粒子を得るために、破砕されなければならない。不規則な粒子は、仮焼されたパウダーから、球状のマイクロバリスター・パウダー粒子を、例えば、処理前の粒子の最小の寸法より小さいスリットを備えたダブル・ディスク・ミルの中を通すことによって、得られることも可能である。
【００３３】
粒子の好ましいサイズは、典型的には、分級技術（例えば、篩い分けまたはエア・セパレイション）により選択される。マイクロバリスター・パウダーをバインダの中に混合のプロセスは、コンパウンディングと呼ばれている。溶剤および／または硬化剤および／またはアクセレータが、バインダに添加されることが可能である。
【００３４】
まとめると、ＺｎＯマイクロバリスター・パウダーを、造粒方法（特に、上述のような噴霧乾燥）、それに続く仮焼、及びその後のディスアグロメイション（desagglomeration）または粉砕により、製造することが可能である。また、そのような粒子を、焼結されたＺｎＯバリスターのセラミックのブロックを粉砕することにより、または、その代わりに、仮焼されまたは焼結されたテープを粉砕することにより（テープ・キャスティング）、製造することも可能である。そのような粒子は、完全な球体、または好ましくは中空の球体であり、球状の粒子及び角が尖った粒子の混合物を有していてもよく、あるいは、異なる非線形の電流−電圧特性を備え、約１０μｍから９０μｍまでの粒度分布を有する粒子であっても良い。
【００３５】
テープに関して、基板は、シート及び好ましくはバンドの形態であることが可能である。この基板は、フレキシブルであって、フィルム、孔開きフィルム、織布またはフリースの形態で、製造されることが可能である。典型的には、基板は、電気的絶縁性を有しているように選択される。その基板は、ガラスおよび／またはポリマー、好ましくはポリエステルを含むことが可能である。有用な実施形態において、基板は、ポリマーで作られ、熱収縮性を有している。
【００３６】
バインダは、エポキシ及びシリコーンのグループの内のいずれかであることが可能である。バインダは、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であることが可能である。テープの中のバインダは、予備硬化されたＢステージ、または完全硬化されたＣステージにあることが可能である。Ｂステージにあるバインダは、接着性をテープに付与することができる。Ｃステージにあるバインダは、更なる処理のためのテープの取り扱いを容易にする。
【００３７】
更なるステップにおいて、テープは、電気的コンポーネントに貼り付けられる。このコンポーネントは、例えば、更なる含浸及び熱処理により、更に処理される。その例は、樹脂リッチ処理及び減圧下での含浸である。もし、テープがＢステージのバインダを有している場合には、電気的コンポーネントの更なる含浸の間でのマイクロバリスター粒子の分離を防止するために、予備硬化のステップが必要となる。
【００３８】
本発明はまた、電気的コンポーネントまたはデバイス、特に中電圧または高電圧コンポーネントまたはデバイスにも係り、例えば、電気的な絶縁デバイス、電気的な過電圧デバイス、または電界コントロール・デバイスであり、この電気的コンポーネントまたはデバイスは、上述したような非線形電気的テープ、特にフィールド・コントロール・テープを有している。そのような電気的コンポーネントの例は、コンダクタ・バー、例えば、モータ・バーまたは発電機・バー、またはケーブル終端部、マシンの絶縁、トランスの絶縁、サポート・インシュレータ、ブッシング、または電界コントロール手段などである。そのような電気的デバイスの例は、中電圧または高電圧装置、例えば、断路器、サーキット・ブレーカ、トランス、キャパシタ、インダクタ、装置トランス、ケーブル、または電気的マシンなどである。
【００３９】
本発明に基づくそのようなコンポーネントまたはデバイスは、非線形電界・コントロール・テープを含有し、このテープは、無機フィラー粒子を含有するバインダで含浸された基板を有し、これらの無機フィラー粒子は、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）マイクロバリスター粒子を有している。
【００４０】
好ましい実施形態において、テープはフレキシブル・テープであって、電気的コンポーネントまたはデバイスのフィールド・ストレス領域にテープを貼り付けるために、その少なくとも一つの表面が自己接着性を有していて、その埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子により非線形電界コントロールを行う；および／または、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、最大寸法が７０μｍより小さい、好ましくは５０μｍより小さい、より好ましくは３０μｍより小さい粒子サイズ分布を有する中空粒子である。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月18日(2007.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的デバイスのための、特に高電圧装置のための、非線形電気的特性を備えたテープであって、無機フィラー粒子を含有するバインダで含浸された基板を有する非線形電気的テープにおいて、
前記フィラー粒子が、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有するマイクロバリスター粒子を有することを特徴とする非線形電気的テープ。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のテープ：
ａ）  前記テープは、フレキシブル・テープであって、特に、前記テープを電気的コンポーネントに貼り付けるために、少なくとも一つの表面が自己接着性を有しており；および／または、
ｂ）  前記テープは、電気的コンポーネントのフィールド・ストレス領域に貼り付けられるために適していて、その埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子により、非線形電界コントロールをもたらす。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載のテープ：
ａ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、５．６ｇ／ｃｍ３未満の平均密度を有する、部分的に中空の粒子を有し；
ｂ）  特に、前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、造粒により、好ましくは噴霧乾燥により製造された中空粒子である。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のテープ：
ａ）  前記無機フィラー粒子の、少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％は、ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子であり；および／または、
ｂ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、ガウス分布型または並数分布型の粒子サイズ分布を有している。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のテープ：
前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、
ａ）  最大寸法が、９０μｍより小さい、好ましくは８０μｍより小さい、より好ましくは７０μｍより小さい、更により好ましくは６０μｍより小さい、最も好ましくは５０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有し；
ｂ）  特に、最大寸法が、４０μｍより小さい、好ましくは３０μｍより小さい、より好ましくは２０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有している。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のテープ：
ａ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第一の部分は、平滑な形状、好ましくは球状の形状を有していて、この第一の部分のための粒子は、仮焼され、それに続いて分離され、特に、粒子がその当初の形状、主として球状の形状を維持するように切り離され；および／または、
ｂ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第二の部分は、不規則な形状、特に角が尖った形状を有していて、この第二の部分のための粒子は、仮焼または焼結及びそれに続く破砕により製造されていて、または、粒子が不規則な形状、特に角が尖った形状を有するような方法で製造されている。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のテープ：
ａ）  前記基板は、シート及び好ましくはバンドの形態であり；および／または、
ｂ）  前記基板は、フレキシブルであって、フィルム、孔開きフィルム、織布、またはフリースの形態で作られている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１から７のいずれか１項に記載のテープ：
ａ）  前記基板は、電気的な絶縁性を有し；
ｂ）  特に、前記基板は、ガラスおよび／またはポリマー、好ましくはポリエステルを含有している。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項９に記載のテープ：
前記基板は、ポリマーで作られ、且つ熱収縮性を備えている。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１から９のいずれか１項に記載のテープ：
ａ）  前記バインダは、エポキシ及びシリコーンのグループの中から選択され；および／または、
ｂ）  前記バインダは、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のテープ：
ａ）  前記テープの中のバインダは、予備硬化されたＢステージにあり；または、
ｂ）  前記テープの中のバインダは、更なる処理のためにテープの取り扱いを容易にするために、完全硬化されたＣステージにある。
【請求項１２】
電気的コンポーネントまたはデバイスであって、
特に、コンダクタ・バー（例えば、モータ・バーまたは発電機・バー）のような、または、ケーブル終端部、マシンの絶縁、トランスの絶縁、サポート・インシュレータ、ブッシング、または電界コントロール手段のような、または、中電圧または高電圧装置（例えば、断路器、サーキット・ブレーカ、トランス、キャパシタ、インダクタ、装置トランス、ケーブル、または電気的マシン）のような、電気的コンポーネントまたはデバイスにおいて、
非線形電気的テープが存在し、このテープは、無機フィラー粒子を含有するバインダで含浸された基板を有し、これらの無機フィラー粒子は、ドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）マイクロバリスター粒子を有していること、
を特徴とする電気的コンポーネントまたはデバイス。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電気的コンポーネントまたはデバイス：
ａ）  前記テープは、フレキシブル・テープであり、特に、少なくとも一つの表面が、電気的コンポーネントまたはデバイスのフィールド・ストレス領域にテープを貼り付けるために、自己接着性を有し、その埋め込まれたドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子により、非線形電界コントロールを行い；および／または、
ｂ）  前記ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子は、その大部分が中空粒子であって、その最大寸法が、７０μｍより小さい、好ましくは５０μｍより小さい、より好ましくは３０μｍより小さい、粒子サイズ分布を有している。
【請求項１４】
電気的コンポーネントであって、
コンダクタ・バー（特に、モータ・バーまたは発電機・バー）のような、または、ケーブル終端部、マシンの絶縁、トランスの絶縁、サポート・インシュレータ、ブッシングまたは電界コントロール手段、または電気的なデバイスのような、または、中電圧または高電圧装置（特に、断路器、サーキット・ブレーカ、トランス、キャパシタ、インダクタ、装置トランス、ケーブル、または電気的マシン）のような、電気的コンポーネントにおいて、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の非線形電気的テープが存在することを特徴とする電気的コンポーネント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本発明は、EP 1 118 086 B1  に記載されている先行技術から出発する。その中に、改善された電気的な性質を備えたグロー保護バンドまたはコロナ遮蔽バンドが開示されていて、このバンドは、電気的マシンの巻線絶縁の中で使用される。このバンドは、布状のキャリア材料を有し、このキャリア材料は、アンチモニー・ドープされた酸化錫（ＳｎＯ２）で被覆されたフィラー粒子を含有する反応樹脂の溶液で含浸されている。オプションとして、硬化剤および／またはアクセレータが追加されることが可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
DE 2 233 204  の中に、電気的なマシンの絶縁された高電圧の巻線において使用するための、半導体材料のグロー保護テープが開示されている。このテープは、グラファイト粒子で含浸され織り合わされたガラスから構成されていても良い。このテープは、予備的に引き伸ばされ、熱処理されることが可能であり、そして、長手方向に収縮可能である。このテープは、銅のコンダクタ巻線を保護するグラス−マイカ・バンドの回りに巻き付けられる。それは、グロー保護ラッカーで表面被覆されたキャリア・バンドを置き換えるようにデザインされている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
同様に、EP 0 875 087 B1 においては、電気的なストレス調整組成が、ポリマー・マトリクスの中に埋め込まれたドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）フィラー粒子から準備される。その組成は、丸いまたは平滑に形状された楕円粒子のみが使用され、そして、粒子の大半が５μｍと１００μｍの間の最大寸法を有するように規定される。そのコンパウンドは、様々なストレス調整プロダクト（例えば、電界勾配緩和スリーブ）が、中電圧ケーブル終端部及び接続部の中に形成されるように処理されることが可能である。
【特許文献１】欧州特許第 EP 1 118 086 B1 号明細書
【特許文献２】独国特許第 DE 2 233 204 号明細書
【特許文献３】米国特許第 U.S. Pat. No. 4,297,250 号明細書
【特許文献４】欧州特許第 EP 0 875 087 B1 号明細書
【非特許文献１】"Smart Varistor Composites", R. Struempler, P. Kluge-Weiss and F. Greuter, Proceedings of the 8th CIMTEC-World ceramic Congress and Forum on New Materials, Symposium VI (Florence, June 29 - July 4, 1994)
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ドープされたＺｎＯマイクロバリスター粒子の第二の部分は、不規則な形状、特に角が尖った形状を有することが可能であり、そして、第二の部分の粒子は、仮焼または焼結及びそれに続く破砕により製造され、または、粒子が不規則な形状（特に、角が尖った形状）を持つように製造されている。そのような複数の部分からなるＺｎＯマイクロバリスター粒子の組成は、未公開の欧州特許出願  No. 04 405 210.8  の中に、開示されており、その内容は、ここでその全体でこの出願に繰り入れられる。
【国際調査報告】
2008544455.tif 000002
2008544455.tif 000003
2008544455.tif 000004