(57)【要約】【課題】  樹脂内での高熱伝導材及び低線膨張材の沈殿を抑制し、かつ樹脂の破壊靭性及び絶縁破壊寿命向上の両立を図ることができる電気絶縁樹脂組成物及びこれを用いた電気絶縁樹脂硬化物、受変電設備を提供することを目的とする。【解決手段】  樹脂と、シリカからなる高熱伝導材と、シリカからなる低線膨張材と、シリカナノ粒子と、を含み、前記シリカナノ粒子が、前記高熱伝導材及び前記低線膨張材の周囲に配置されていることを特徴とする電気絶縁樹脂組成物を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、シリカからなる高熱伝導材と、シリカからなる低線膨張材と、シリカナノ粒子と、を含み、
前記シリカナノ粒子が、前記高熱伝導材及び前記低線膨張材の周囲に配置されていることを特徴とする電気絶縁樹脂組成物。
【請求項２】
前記シリカナノ粒子が、線状に凝集して３次元デンドライト構造を形成していることを特徴とする請求項１記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項３】
前記シリカナノ粒子が表面に疎水基を有し、前記高熱伝導材及び前記低線膨張材と前記シリカナノ粒子とがミセル構造を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項４】
前記シリカナノ粒子の含有量が、０．１質量％以上５質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項５】
前記高熱伝導材及び前記低線膨張材の含有量の合計が、０．１質量％以上７０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項６】
前記高熱伝導材が破砕シリカであり、前記低線膨張材が溶融シリカであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項７】
前記破砕シリカが、乾式破砕シリカであることを特徴とする請求項６記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項８】
さらに、エラストマー粒子、鱗片状フィラー、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンとアルキル類又はフェノール類を含むエーテル化合物を、前記シリカナノ粒子に対して０質量％より多く１．５質量％以下含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項９】
前記樹脂が、エポキシ系熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項１０】
粘度が８０℃以下で５Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物。
【請求項１１】
樹脂と、シリカからなる高熱伝導材と、シリカからなる低線膨張材と、シリカナノ粒子と、を含み、
前記シリカナノ粒子が、前記高熱伝導材及び前記低線膨張材の周囲に配置されていることを特徴とする電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１２】
前記シリカナノ粒子が、線状に凝集して３次元デンドライト構造を形成していることを特徴とする請求項１１記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１３】
前記シリカナノ粒子が表面に疎水基を有し、前記高熱伝導材及び前記低線膨張材と前記シリカナノ粒子とがミセル構造を形成していることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１４】
前記シリカナノ粒子の含有量が、０．１質量％以上５質量％以下であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１５】
前記高熱伝導材及び前記低線膨張材の含有量の合計が、０．１質量％以上７０質量％以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１６】
前記高熱伝導材が破砕シリカであり、前記低線膨張材が溶融シリカであることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１７】
前記破砕シリカが、乾式破砕シリカであることを特徴とする請求項１６記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１８】
さらに、エラストマー粒子、鱗片状フィラー、ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレンとアルキル類又はフェノール類を含むエーテル化合物を、前記シリカナノ粒子に対して０質量％より多く１．５質量％以下含むことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項１９】
前記樹脂が、エポキシ系熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂硬化物。
【請求項２０】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電気絶縁樹脂組成物を、絶縁性が要求される部分に用いたことを特徴とする受変電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁樹脂組成物及びこれを用いた電気絶縁樹脂硬化物、受変電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気絶縁樹脂（以下、単に樹脂とも称する）を活用する電気機器の小型化・高信頼化を目指し、多種の添加物を樹脂中に混在させる手法がとられている。特に、樹脂の高熱伝導率化、低線膨張係数化、破壊靭性向上及び絶縁寿命向上等のために、高熱伝導材、低線膨張材及びナノ粒子等の機能性材料が多種添加されている。
【０００３】
特許文献１（特開２０１２‐５７１２１号公報）には、微粒子と樹脂成分とを含む硬化物であって、上記微粒子は表面に疎水基を有し、粒子径が２００ｎｍ以下であって、上記樹脂成分が側鎖に親水基を有するものであって、かつ、上記微粒子が上記樹脂内部で複数の線状の凝集体を形成して、デンドライト状の構造を形成していることを特徴とする樹脂材料が開示されている。特許文献１によれば、高強度かつ高耐圧な絶縁用樹脂材料を形成することができ、この樹脂材料を用いた高電圧機器の小型化に貢献することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２‐５７１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂の高熱伝導率化及び低線膨張化等を目的に、高熱伝導材及び低線膨張材のような機能性材料（以下、添加材とも称する）を多種混在させている場合、樹脂内で上記添加材の比率が多くなると、上記添加材が硬化前の樹脂内にて沈殿（沈降）する可能性がある。樹脂内で添加材の沈殿が発生する場合、樹脂の輸送手段を高温化する等添加材の沈殿を抑える手段が必要となり、設備と維持管理コストが増大する。
【０００６】
特許文献１においては、疎水性の微粒子（シリカナノ粒子）の添加により、デンドライト網目構造を樹脂内に形成し、樹脂の破壊靭性向上と絶縁破壊寿命向上を図ることが可能となる。しかしながら、特許文献１では樹脂内の添加材（高熱伝導材及び低線膨張材等）の沈殿抑制については、何ら検討がなされていない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、樹脂内での高熱伝導材及び低線膨張材の沈殿を抑制し、かつ樹脂の破壊靭性及び絶縁破壊寿命向上の両立を図ることができる電気絶縁樹脂組成物及びこれを用いた電気絶縁樹脂硬化物、受変電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、樹脂と、シリカからなる高熱伝導材と、シリカからなる低線膨張材と、シリカナノ粒子と、を含み、上記シリカナノ粒子が、上記高熱伝導材及び前記低線膨張材の周囲に配置されていることを特徴とする電気絶縁樹脂組成物を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記電気絶縁樹脂組成物を硬化した電気絶縁樹脂硬化物及び上記電気絶縁樹脂組成物を絶縁性が要求される部分に用いた受変電設備を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、樹脂内の高熱伝導材及び低線膨張材の沈殿を抑制し、かつ樹脂の破壊靭性及び絶縁破壊寿命向上の両立を図ることができる電気絶縁樹脂組成物及びこれを用いた電気絶縁樹脂硬化物、受変電設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電気絶縁樹脂組成物（又は電気絶縁樹脂硬化物）を模式的に示す図である。
【図２】破砕シリカ、溶融シリカ及びシリカナノ粒子の分子構造の一部を模式的に示す図である。
【図３】添加材の沈殿量と疎水性シリカナノ粒子の平均粒径の関係を示すグラフである。
【図４】樹脂の絶縁破壊寿命と疎水性シリカナノ粒子の平均粒径の関係を示すグラフである。
【図５Ａ】乾式破砕シリカを模式的に示す図である。
【図５Ｂ】湿式破砕シリカを模式的に示す図である。
【図６】本発明に係るスイッチギヤを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて、本発明に係る電気絶縁樹脂組成物、電気絶縁樹脂硬化物及び受変電設備について詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されることは無く、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜改良や変更を加えることが可能である。なお、本発明において「電気絶縁樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物とも称する）」は、硬化前の樹脂を意味するものであり、「電気絶縁樹脂硬化物（以下、単に硬化物とも称する）」は、上記「電気絶縁樹脂組成物」を硬化したものである。
【００１３】
［電気絶縁樹脂組成物及び電気絶縁樹脂硬化物］
図１は本発明に係る電気絶縁樹脂組成物を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本発明に係る電気絶縁樹脂組成物１０は、樹脂３と、シリカ（ＳｉＯ２）からなる高熱伝導材（破砕シリカ）１と、シリカからなる低線膨張材（溶融シリカ）２と、シリカナノ粒子４とを含み、シリカナノ粒子４が、破砕シリカ１及び溶融シリカ２の周囲に配置されていることを特徴とする。また、シリカナノ粒子４が三次元デンドライト構造を形成していることを特徴とする。なお、本発明において「シリカからなる高熱伝導材」とは、シリカを主骨格とする物質からなる高熱伝導材を意味するものとする。シリカからなる低線膨張材についても、同様である。
【００１４】
破砕シリカ１は樹脂３に高熱伝導性を付与する添加材であり、溶融シリカ２は高温度差環境での残留熱応力を低減し、樹脂３に耐クラック性を付与する添加材である。図１に示すように、シリカナノ粒子４が破砕シリカ１及び溶融シリカ２の周囲に配置し、かつシリカナノ粒子４がブラウン運動することによって樹脂内の添加材（破砕シリカ１及び溶融シリカ２）の重合が抑止されて高熱伝導材１及び低線膨張材２の沈殿を抑制することができる。なお、シリカナノ粒子４を破砕シリカ１及び溶融シリカ２の周囲に配置するためには、破砕シリカ１、溶融シリカ２及びシリカナノ粒子４を含有する樹脂３を十分に長い時間をかけて撹拌する必要がある。
【００１５】
通常、シリカナノ粒子は樹脂の粘度を上昇させるので、樹脂に添加材を添加した上にさらにシリカナノ粒子を積極的に添加することは、当業者の間では考えられない。本発明は、樹脂の粘度とのバランスを取りつつシリカナノ粒子を添加し、その効果（添加材の沈殿抑制）を最大限に得るものであり、この技術的思想は従来技術には無く、新規なものである。
【００１６】
本発明に係る電気絶縁樹脂組成物及び電気絶縁樹脂硬化物は、ともに図１に示すような形態を有する。硬化物については、断面ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真の観察によって、図１に示す形態を確認することができる。
【００１７】
次に、シリカナノ粒子４の配置と添加材の重合抑制について説明する。図２は、破砕シリカ、溶融シリカ及びシリカナノ粒子の分子構造の一部を模式的に示す図である。図２に示すように、本発明では破砕シリカ１、溶融シリカ２及びシリカナノ粒子４の主要骨格は全てシリカであり、プラスの極性をもつＳｉ（シリコン）と、マイナスの極性を持つＯ（酸素）が互いにクーロン引力で引き合い、水素結合のように強く結合する（１０ｋｃａｌ／ｍｏｌオーダー）。これにより、破砕シリカ１と溶融シリカ２の重合が抑えられ、樹脂３内での沈殿が抑止される。
【００１８】
続いて、シリカナノ粒子のブラウン運動と添加材の重合抑制について説明する。溶液内の粒子のブラウン運動理論では、下記式１のように、粒子の拡散係数Ｄは、温度／（粒子半径×樹脂の粘性）に比例する。
【００１９】
Ｄ（拡散係数）∝温度／（粒子半径×樹脂の粘性）…式１
【００２０】
樹脂内のシリカナノ粒子４も、上記のように添加材と結合しながらも、樹脂内でブラウン運動を行っており、拡散係数は上記式１に従うと考えられる。このため、シリカナノ粒子４のサイズ（平均粒径）が小さいほど、式１から、拡散係数が大きくなり、樹脂内の破砕シリカ１と溶融シリカ２の周囲に配置されたシリカナノ粒子４の拡散性が大きくなる。これにより、添加材同士の重合が抑制され、沈殿を抑制することができる。
【００２１】
図３は、添加材の沈殿量とシリカナノ粒子の平均粒径の関係を示すグラフである。沈殿量は、樹脂溶媒を取り除いた沈殿物の重量から評価した。図３に示すように、シリカナノ粒子の平均粒径が減少するほど添加材の沈殿量が小さくなり、シリカナノ粒子の平均粒径が２００ｎｍ以下のときに、４００ｎｍのときと比較して添加材の沈殿量を半分に抑制できることがわかった。樹脂内の添加材の沈殿を抑制することにより、樹脂の長期間保管時に高温化設備が不要となるため、コスト低減を図ることができる。
【００２２】
さらに、シリカナノ粒子４は樹脂３内で線状に凝集して三次元デンドライト構造５を形成し、樹脂のクラック及び電気トリー６の進展を抑止することができ、機械的な破壊進展と電気的な破壊進展を抑制することができる。
【００２３】
樹脂組成物（又は硬化物）におけるシリカナノ粒子４の含有量は、樹脂組成物の粘度との関係において重要である。０．１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。０．１質量％未満であると、シリカナノ粒子４の添加効果が十分に得られない。また、５質量％を超えると、樹脂組成物の粘度が大きくなり過ぎて、樹脂の取り扱いが容易ではなくなるため、５質量％を超えないことが好ましい。
【００２４】
シリカナノ粒子４は、疎水性を示すものが好ましい。シリカ粒子は表面にヒドロキシル基（‐ＯＨ）を有し、親水性を示す。シリカナノ粒子４の表面を疎水基で修飾することにより、破砕シリカ１及び溶融シリカ２の表面のヒドロキシル基と結合してミセル構造（シェル構造）を形成し、上述したＳｉとＯの結合に加えて、破砕シリカ１及び溶融シリカ２とシリカナノ粒子４との結合をより強固にし、シリカナノ粒子４が破砕シリカ１及び溶融シリカ２の周囲に配置されることを容易にすることができる。なお、シリカナノ粒子４の表面に疎水基がある場合であっても、バルクは、上記クーロン引力によるＳｉ‐Ｏ‐Ｓｉ結合を形成する。
【００２５】
また、疎水性シリカナノ粒子４は、図１に示すように、樹脂３内で３次元デンドライト構造を形成する。一方、疎水性シリカナノ粒子４ではなく、親水性シリカナノ粒子を添加した場合、樹脂内で均一に分散する。同一重量比率の親水性シリカナノ粒子と疎水性シリカナノ粒子を添加した樹脂を比較すると、破壊靭性と絶縁破壊寿命は疎水性シリカナノ粒子を添加した樹脂の方が大きくなる。これは、シリカナノ粒子が均一分散ではなく、３次元デンドライト構造を形成する方が樹脂のクラック進展と電気トリー進展を抑止するので、機械的な破壊進展と電気的な破壊進展をより抑制できるためである。樹脂の破壊靭性と絶縁破壊寿命は、それぞれ、衝撃試験（シャルピー衝撃試験）及びＶ（電圧）−ｔ（時間）試験で評価することができる。
【００２６】
シリカナノ粒子４の表面を修飾する疎水基としては、メチル基、メトキシ基、アルキル基及びアルコキシ基等が挙げられ、この中から１種でもよいし、これらの中から２種以上を組み合わせたものであってもよい。
【００２７】
破砕シリカ１及び溶融シリカ２の含有量の合計は、０．１質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。添加材の含有量が７０質量％より多いと、粘度が高くなり過ぎて好ましくない。また、シリカナノ粒子４によって沈殿を十分に抑制することができなくなる。上記含有量の範囲において、樹脂３に付与したい熱伝導性及び耐クラック性の程度を考慮して添加材の含有量を決定することが好ましい。また、溶融シリカ２は平均粒径１０μｍ以上の球状シリカが好ましい。球状シリカとすることで、線膨張係数の低減効果が等方的となり、線膨張係数の樹脂製造方向依存性が無くなる効果がある。
【００２８】
樹脂３としては、熱硬化性を有するものであれば特に限定は無く、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェノール樹脂、ノボラック樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐スチレン‐ブタジエン共重合体）樹脂、ポリアセタール樹脂及びこれらの複合材が挙げられる。エポキシ樹脂を用いる場合、プレポリマーの主骨格はビスフェノールＡ型が好ましい。
【００２９】
本発明に係る樹脂組成物（又は硬化物）は、さらにエラストマー又は鱗片状フィラーを含有していてもよい。エラストマー又は鱗片状フィラーは、樹脂の靭性を大幅に向上させ、クラック進展を阻害することが期待できる。エラストマーは、平均粒径が１０μｍ以下のものが好ましく、沈降やほかの数密度を上げることによるクラック進展阻害作用が期待できる。また同様に鱗片状フィラーにも同様の作用が期待できる。
【００３０】
また、樹脂３に添加材としてポリオキシエチレンやポリオキシエチレンとアルキル類又はフェノール類を含むエーテル化合物を、最大でシリカナノ粒子４の１．５質量％以内の割合で含ませてもかまわない。これらの物質は非極性界面活性剤として知られているものであり、表面エネルギーを下げて潤滑性を向上させる効果があり、添加材間の潤滑を良くすることで、樹脂組成物の粘度を下げることが可能である。
【００３１】
樹脂３に、上記エラストマー、鱗片状フィラー及びポリオキシエチレン等の破砕シリカ１及び溶融シリカ２以外の添加材を加える場合、全ての添加材の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。また、樹脂３の粘度は、８０℃以下で５Ｐａ・ｓであることが好ましい。樹脂３の粘度が５Ｐａ・ｓよりも大きくなると、注型時の作業性が低下する。樹脂３の粘度が５Ｐａ・ｓとなるよう、樹脂３内の添加材及びシリカナノ粒子４の含有量を調整することが好ましい。
【００３２】
なお、図１では高熱伝導材１として破砕シリカを、低線膨張材２として溶融シリカを例にして説明したが、シリカからなる高熱伝導材１及び低線膨張材２はこれらに限定されるものではない。また、添加材である高熱伝導材１、低線膨張材２及びシリカナノ粒子は、全てシリカを基本骨格としているが、この基本骨格として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の金属酸化物を用いても良い。すなわち、高熱伝導材１、低線膨張材２及びこれらの沈殿を抑制するナノ粒子として、シリカに代えてアルミナを用いても本発明と同様の効果を示すものと考えられる。アルミナを用いることにより、樹脂３の熱伝導率を更に高める効果が期待される。
【００３３】
［受変電設備］
図６は本発明に係るスイッチギヤの一例を模式的に示す断面図である。上述した本発明に係る樹脂組成物をモールド、加圧又は射出によって成型し、受変電設備の絶縁性が要求される部分に適用することができる。受変電設備としては、図６に示すスイッチギヤ２３の他、変圧器、発電機及び変換器等の各種電気機器が挙げられる。また、この他の成型法及び製品にも適用可能である。本発明に係る樹脂組成物及び硬化物は、樹脂内の高熱伝導材及び低線膨張材の沈殿の抑制と、樹脂の破壊靭性及び絶縁破壊寿命向上の両立を図ることができるため、加熱設備を設ける必要無く、信頼性の高い受変電設備を得ることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例に基づいて、本発明について更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００３５】
本実施例では、図１に示す樹脂組成物を作製し、樹脂の絶縁破壊寿命を評価した。破砕シリカ１及び溶融シリカ２を含有する硬化前のエポキシ樹脂３に、平均粒径が５０ｎｍの疎水性シリカナノ粒子４を樹脂組成物の２．５質量％含有させ、攪拌器で十分攪拌した。破砕シリカ７により、安価に熱伝導率を増大し、樹脂３の線膨脹係数を増大させることができる。また、樹脂をアルミ又はセラミック等を封止する際のクラック発生防止のために、溶融シリカ２を加える。温度差が大きな環境では、樹脂３と、樹脂３が封止するアルミ又はセラミック等の他材料との線膨係数との差により、樹脂３に残留熱応力が発生する。このとき、線膨張係数の小さい溶融シリカ２により、この残留熱応力を低減でき、樹脂３の耐クラック性を向上することができる。
【００３６】
本発明では、破砕シリカ１と溶融シリカ２の総和の上限は７０質量％としたが、特に線膨脹係数の差が大きくない場合は、３０質量％程度においても十分な効果が得られる。破砕シリカ１を含有する樹脂３の硬化前の粘度が十分に小さくなるため、溶融シリカ２の様な粘度が増大する他の添加材を入れる事が可能となる。
【００３７】
図１に示したように、疎水性シリカナノ粒子４は、破砕シリカ１と溶融シリカ２の間隙で発生する機械的な破壊の進展を抑止するとともに、電気的な破壊の進展を抑止する。平均粒径５０ｎｍの疎水性シリカナノ粒子４を添加した場合は、樹脂３の破壊靭性は添加しない場合に比べ２５％増大することが実験的に分かった。図４は樹脂の絶縁破壊寿命と疎水性シリカナノ粒子の粒径の関係を示すグラフである。図４に示すように、図３に示した沈殿抑制の効果と同様に、樹脂３の絶縁破壊寿命も疎水性シリカナノ粒子５の粒径の低減に伴い、長期化することが分かった。
【実施例２】
【００３８】
本実施例では、破砕シリカの種類について検討した。図５Ａは乾式破砕シリカを模式的に示す図であり、図５Ｂは湿式破砕シリカを模式的に示す図である。破砕シリカの中でも、特に湿式法と乾式法の２種の方法において破砕したものが存在する。上記実施例１では湿式破砕シリカ１０を用いたが、一般的に、乾式法で作製した乾式破砕シリカ９の方が表面におけるＯＨ基や残留水が少なく、樹脂製造における水の悪影響（硬化阻害及び副反応の誘発等）を避けることが可能となる。また、この効果により樹脂の熱伝導度を一層高めることができる。
【００３９】
一方、図５Ｂに示すように、湿式法で作製した湿式破砕シリカ１０の表面にはＨ２Ｏ等の付着があるほか、ＯＨ基が多くなる傾向にあり、またＯＨ基によってＨ２Ｏが水素結合を引き起こして表面に水が多くなっている可能性が高い。下記表１に示すように、水は１分子あたり２０ｋＪ／ｍｏｌ以上のエネルギーで発熱的に結合しており（分子軌道計算にて算出）、この水を除去するには１００℃以上で一昼夜にわたる乾燥工程を必要とする。また、水の存在は、エポキシ樹脂３の重合を阻害する等、好ましくない効果を与え得る。
【００４０】
乾式破砕シリカ９を用いた場合の樹脂３の粘度を測定したところ、２Ｐａ・ｓ（８０℃）であり、湿式破砕シリカ１０を用いた場合よりも粘度の低下に寄与していることが明らかになった。また、樹脂３の熱伝導率は、湿式破砕シリカ１０を用いた場合の１．４Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１から１．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１に増大した。また、樹脂３の乾燥工程もより短い時間で行うことができる。さらには、乾式破砕シリカ９の方が湿式破砕シリカ１０より、周囲に水分子がないため、シリカナノ粒子４が配置しやすい。このため、乾式破砕シリカ９の方が、樹脂内での沈殿が起こりにくい。
【００４１】
【表１】
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【実施例３】
【００４２】
以下、本発明の第３の実施例を説明する。本実施例においては平均粒径１０μｍ以下のエラストマー粒子又は鱗片状フィラーを含む樹脂組成物を作製し、破壊靭性を評価した。
【００４３】
ここでは、エラストマーとして、アクリル基修飾スチレンブタジエンゴム（平均粒子径０．７μｍ）を添加した例についてまず説明する。含有量は、樹脂に対して８質量％とした。この結果、破壊靭性は添加前の２．４ＭＰａ√ｍから４．５ＭＰａ√ｍに向上させることができた。更に粒子径を増大させて効果を調べたが、徐々にその効果が落ちる減少が確認された。その理由として、同じ重量では数密度が小さくなり、進展したクラックと遭遇する確率が下がることが挙げられる。
【００４４】
なお、同様に鱗片状フィラーとしてマイカパウダー（長手方向径１μｍ）でも同様の効果が得られた。具体的には、２．４ＭＰａ√ｍの破壊靭性を４．０ＭＰａ√ｍに改善することができた。
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂内での高熱伝導材及び低線膨張材の沈殿を抑制し、かつ樹脂の破壊靭性及び絶縁破壊寿命向上の両立を図ることができる電気絶縁樹脂組成物及びこれを用いた電気絶縁樹脂硬化物、受変電設備を提供することができることが示された。
【００４６】
なお、上記した実施例は、本発明の理解を助けるために具体的に説明したものであり、本発明は、説明した全ての構成を備えることに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…高熱伝導材、２…低線膨張材、３…樹脂、４…シリカナノ粒子、５…３次元デンドライト構造、６…クラック及び電気トリー、７…クーロン引力、９…乾式破砕シリカ、１０…湿式破砕シリカ、２３…スイッチギヤ、６１…真空バルブ、６２Ａ…固定側セラミックス絶縁筒、６２Ｂ…可動側セラミックス絶縁筒、６３Ａ…固定側端板、６３Ｂ…可動側端板、６４Ａ…固定側電界緩和シールド、６４Ｂ…可動側電界緩和シールド、６５…アークシールド、６６Ａ…固定側電極、６６Ｂ…可動側電極、６７Ａ…固定側ホルダ、６７Ｂ…可動側ホルダ、６８…ベローズシールド、６９…ベローズ、６１０…接地断路部、６１１…接地断路部ブッシング側固定電極、６１２…接地断路部可動電極、６１３…接地断路部中間固定電極、６１４…接地断路部接地側固定電極、６１５…フレキシブル導体、６１６…ばね接点、６１７…接続導体、６２０…真空バルブ用操作ロッド、６２１…接地断路部用操作ロッド、６３０…固体絶縁物（樹脂）、６３１…金属容器、６４０…母線用ブッシング、６４１…母線用ブッシング中心導体、６４２…ケーブル用ブッシング、６４３…ケーブル用ブッシング中心導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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