JP2005290023A

JP2005290023A - コイル含浸用樹脂組成物及びコイル

Info

Publication number: JP2005290023A
Application number: JP2004102502A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Otsuki; 和芳大月
Original assignee: Kyocera Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】不飽和ポリエステル樹脂を主成分とする、コイルのコア表面やマグネットワイヤー上への厚塗り性に優れたコイル含浸用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）反応性単量体と、（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤と、（Ｅ）有機過酸化物とを必須成分とし、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して（Ｂ）エポキシ樹脂が１０〜４００質量部、（Ｅ）有機過酸化物が０．１〜３．０質量部で、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂及び（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して（Ｃ）反応性単量体が４０〜２００質量部で、（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤が０．１〜１０質量部で配合されている厚塗り性に優れたコイル含浸用樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、不飽和ポリエステル樹脂を主成分として用いたコイル含浸用樹脂組成物であって、コイルのコア表面やマグネットワイヤー上への厚塗り性に優れたコイル含浸用樹脂組成物及びそれを用いたコイルに関する。

自動車部品、一般家電品、産業用の電気機器等で使用される電気・電子部品（コイル）に用いる樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂を主成分とし、反応性単量体としてはスチレンを用いるものが一般的であった（例えば、特許文献１参照。）。

このような樹脂は、含浸してコイルのコア表面やマグネットワイヤー上にワニスを塗布するものであるが、安定した絶縁性を付与する観点から樹脂を厚く塗布することが求められていた。

しかしながら、従来、不飽和ポリエステル樹脂を主成分とするコイル含浸用樹脂組成物においては、有機過酸化物によるラジカル重合という硬化システムにより高温時の樹脂粘度が低くなり、また、エポキシ樹脂を用いた場合でも硬化促進剤による単独硬化や酸無水物硬化では、やはり高温時の樹脂粘度が低くなることから、これらの樹脂組成物を用いて厚塗りするには処理回数を増やすしかなかった。
特開２００１−３０７９３０号公報

そこで、本発明は、上記の課題を解決しようとするものであって、不飽和ポリエステル樹脂を主成分とし、コイルコア表面やマグネットワイヤー上へ１回の処理で厚塗りすることができるコイル含浸用樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記の欠点を解決するために鋭意研究を進めた結果、不飽和ポリエステル樹脂にエポキシ樹脂を混合することにより、高温での樹脂粘度低下を防ぎ、エポキシ樹脂の硬化促進剤による単独硬化を加えた硬化システムとすることにより、コア表面やマグネットワイヤー上への厚塗り性に優れたコイル含浸用樹脂組成物が得られることを見出した。

本発明のコイル含浸用樹脂組成物は、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）反応性単量体と、（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤と、（Ｅ）有機過酸化物とを含有するコイル含浸用樹脂組成物において、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して（Ｂ）エポキシ樹脂が１０〜４００質量部、（Ｅ）有機過酸化物が０．１〜３．０質量部で、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂及び（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して（Ｃ）反応性単量体が４０〜２００質量部で、（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤が０．１〜１０質量部で配合されていることを特徴とするものである。

また、本発明のコイルは、本発明のコイル含浸用樹脂組成物を用いて絶縁処理されてなることを特徴とするものである。

本発明のコイル含浸用樹脂組成物によれば、不飽和ポリエステル樹脂にエポキシ樹脂を混合することで、高温での樹脂粘度低下を防ぎ、エポキシ樹脂の硬化促進剤による単独硬化を加えた硬化システムとすることにより、従来の樹脂組成物とは異なり、コア表面やマグネットワイヤー上への厚塗りを可能とすることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いる（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂は、酸成分とアルコール成分とを混合し、反応させて得られるものである。

ここで用いる酸成分としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸等の不飽和カルボン酸及びフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸等の飽和カルボン酸等が挙げられ、これらは、単独又は２種類以上混合して使用することができる。

また、ここで用いるアルコール成分としては、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリエーテルポリアルコール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられ、これらは単独又は２種類以上混合して使用することができる。

また、この不飽和ポリエステル樹脂には、必要に応じて熱硬化性ポリエステル樹脂以外の変性成分を加えて変性することができる。ここで用いる変性成分としては、アマニ油、大豆油、ヤシ油、トール油、石油樹脂、キシレン樹脂、ジシクロペンタジエン等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。

本発明に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、分子構造、分子量等に制限されることなく、広く使用することができるが、環境保全の観点からは、ハロゲン原子を含まないエポキシ樹脂が好ましく、例えば、ビスフェール型、ノボラック型、ビフェニル型の芳香族系、ポリカルボン酸のグリシジルエーテル、エポキシ化されたシクロヘキサン誘導体等の脂環式のエポキシ樹脂等が挙げられる。

これらのエポキシ樹脂は単独又は２種類以上混合して使用することができる。また、これらのほかに必要に応じて液状のモノエポキシ樹脂等を併用成分として使用することができる。

この（Ｂ）エポキシ樹脂の配合量は、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して１０〜４００質量部であることが好ましい。配合量が１０質量部未満ではエポキシ樹脂の単独硬化の関与が少なくなってしまい、また、４００質量部を超えると、逆にエポキシ樹脂量が多くなってしまい高温時の粘度が低くなってしまうため、いずれにしても厚塗りが困難になってしまう。

本発明に用いる（Ｃ）反応性単量体は、不飽和結合を有する反応性単量体として公知の化合物であればよく、例えば、芳香族ビニル化合物、アクリル酸エステル及びその誘導体、メタクリル酸エステル及びその誘導体、各種アクリル酸エステルを用いることができ、例えば、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、２，５−ジメチルスチレン、３，４，６−トリメチルスルホン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ジアリルフタレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸アリル等が挙げられ、場合によりメタクリル酸アルキル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル等を用いることもできる。これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。

この（Ｃ）反応性単量体の配合量は、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂及び（Ｂ）エポキシ樹脂を合わせて１００質量部に対して、１０〜２００質量部配合することが好ましい。配合量が、１０質量部未満では、粘度が高く作業性を損なってしまい、２００質量部を超えると粘度が低くなり、厚塗りに適さなくなってしまう。

本発明に用いる（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤としては、通常エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されるものであれば、特に制限されずに用いることができ、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、３級アミン化合物、イミダゾール類、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）及びその塩類、カチオン系酸触媒等が挙げられる。これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。

この（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤の配合量は、（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましい。配合量が、０．１質量部未満では、充分にエポキシ樹脂を硬化させることができず、１０質量部を超えると樹脂ライフが短くなり、作業性が損なわれてしまう。

本発明に用いる（Ｅ）有機過酸化物としては、不飽和ポリエステル樹脂の硬化剤が挙げられ、従来公知の硬化剤であれば特に制限されずに用いることができる。この有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、アシルパーオキサイド、クメンパーオキサイド等が挙げられ、これらは単独又は２種類以上混合して使用できる。

この（Ｅ）有機過酸化物の配合量は（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して０．５〜３質量部であることが好ましい。３質量部を超えるとワニスライフが短くなってしまう。

本発明の樹脂組成物の硬化を促進させるために、樹脂組成物中に硬化促進剤を添加することもでき、このとき用いる硬化促進剤としては、ナフテン酸又はオクチル酸の金属塩（コバルト、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、カルシウム等の金属塩）が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。

その他、本発明の効果を損なうことのない範囲で、無機充填剤、反応性希釈剤、着色剤、沈降防止剤、重合禁止剤等の添加剤を適宜配合することができ、例えば、重合禁止剤としてはハイドロキノン、メトキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、ピロガロール等のキノン類が挙げられ、これらは単独又は２種類以上混合して使用することができる。

本発明の樹脂組成物は、（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）反応性単量体、（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤、（Ｅ）有機過酸化物、その他添加成分を均一に混合することで容易に製造することができる。

また、本発明のコイルは、本発明のコイル含浸用樹脂組成物を用いて絶縁処理されること以外は特に限定はなく、このコイル含浸用樹脂組成物によるコイルの絶縁処理方法としても、従来公知の浸漬含浸、滴下含浸等により行うことができ、特に限定されるものではない。この絶縁処理における硬化反応温度は１２０〜１９０℃が好ましい。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

（実施例１）
イソフタル酸１３２ｇ、無水テトラヒドロフタル酸６０ｇ、無水マレイン酸２７２ｇ、プロピレングリコール３０１ｇ、グリセリン７３ｇ、ハイドロキノン０．２ｇを加え、１８０〜２２０℃で反応させ、酸価２４の不飽和ポリエステル樹脂を得た。この反応物に、スチレン５００ｇ、エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）２１０ｇ、エピコート１００１（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）４２０ｇを加えて１００℃で均一な溶液になるまで撹拌混合して、樹脂組成物を製造した。

この樹脂組成物１００ｇに対し、ベンジルジメチルアミン１．０ｇ、カチオンＭ２−１００Ｒ（日本油脂株式会社製、商品名）０．５ｇ、スチレン５．５ｇを加え、均一になるまで撹拌混合した。最後にパーヘキサ３Ｍ（日本油脂株式会社製、商品名）１．０ｇを加え、均一になるまで撹拌混合し、ワニスを得た。

（実施例２）
イソフタル酸１７２ｇ、無水テトラヒドロフタル酸７９ｇ、無水マレイン酸２７２ｇ、プロピレングリコール３９３ｇ、グリセリン９５ｇ、ハイドロキノン０．３ｇを加え、１８０〜２２０℃で反応させ、酸価２４の不飽和ポリエステル樹脂を得た。この反応物に、スチレン５８０ｇ、エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）２８１ｇ、エピコート１００４（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）１４０ｇを加えて１００℃で均一な溶液になるまで撹拌混合して、樹脂組成物を製造した。

この樹脂組成物１００ｇに対し、ベンジルジメチルアミン１．０ｇ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製、商品名）０．５ｇ、スチレン５．５ｇを加え、均一になるまで撹拌混合した。最後にパーヘキサ３Ｍ（日本油脂株式会社製、商品名）１．０ｇを加え、均一になるまで撹拌混合し、ワニスを得た。

（比較例１）
エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）５００ｇに、ＱＨ２００（日本ゼオン株式会社製、商品名）４００ｇ、硬化促進剤として２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製、商品名）０．８ｇを加え、均一になるまで撹拌混合し、エポキシワニスを合成した。

（比較例２）
２−ヒドロキシエチルメタクリル酸１１８ｇ、無水テトラヒドロフタル酸１３８ｇ、トリスジメチルアミノメチルフェノール０．７ｇ、ヒドロキノン０．０４ｇを加え、１００℃で反応させて塩基酸の中間体を合成した。そのまま、この塩基酸にエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）１８０ｇ、ハイドロキノン０．１ｇを加え、１００℃で反応させ、スチレン１９５ｇで希釈し酸価１０のエポキシエステル樹脂を得た。

次に、ポリエチレンテレフタレート２１７ｇ、ジエチレングリコール２５４ｇ、テトラブチルチタネート０．１ｇ、無水マレイン酸２００ｇ、ハイドロキノン０．３ｇを加え、２２０℃で反応させ、酸価２０で反応を終了させ、ハイドロキノン０．３ｇ、スチレン３２７ｇ、ナフテン酸マンガン０．４ｇを加え均一になるまで撹拌混合し、不飽和ポリエステル樹脂を得た。

得られたエポキシエステル樹脂６３０ｇ及び不飽和ポリエステル樹脂３７０ｇ、ディスパロン１７１１（楠本化成株式会社製、商品名）１ｇを均一になるまで撹拌混合した。最後にパーヘキサ３Ｍ（日本油脂株式会社製、商品名）１０ｇを加え、均一になるまで撹拌混合し、ワニスを得た。

（試験例）
実施例及び比較例で得られたそれぞれのワニスについて、粘度、比重、ゲル化時間、ストラッカー接着力、安定性の一般特性を調べた。さらに、全てのワニスについて、同じサイズのローターに滴下含浸処理を行った後、ローターについてワニスの付着量を測定し、その処理後の外観について観察した。これらの結果を合わせて表１に示した。

なお、それぞれの試験方法、評価基準は次の通りである。
［粘度］
ＪＩＳＣ２１０３５．３の規定に準じて、ＢＬ型回転粘度計を用いて、回転数６０ｒｐｍで試験した。
［比重］
ＪＩＳＣ２１０５６の規定に準じて測定した。
［ゲル化時間］
ＪＩＳＣ２１０５１３に規定される試験管法に準じ、１２０℃で測定を行った。
［ストラッカー接着力］
ＪＩＳＣ２１０３６．５．３のストラッカー接着力試験に準じて試験を行った。線材には、直径１．３ｍｍ、長さ５０ｍｍのポリエステル線を使用した。ワニス処理もＪＩＳＣ２１０５に規定された処理法で行い、硬化温度及び時間は１２０℃、６０分とした。試験は１５０℃でそれぞれ５個行い、その平均値をとった。

［安定性］
４０℃に密封保管し、２５℃の粘度が初期粘度の２倍になるまでの日数を測定した。
［付着量］
同サイズのローターに滴下含浸処理を行い、１７０℃で３０分硬化後のワニスの付着量を測定した。
［処理外観］
付着量測定したローターの外観を目視観察した。
○：マグネットワイヤー上及びコア表面上、共に良好、△：マグネットワイヤー上は良好であるが、コア表面上は不良、×：マグネットワイヤー上及びコア表面上ともに不良

以上の結果から、本発明のコイル含浸用樹脂組成物は、コイルへのワニス処理を行う際、コイルのコア表面やマグネットワイヤー上に１回の処理で処理外観を良好としながら厚塗りを可能とするものであることがわかった。

Claims

（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）反応性単量体と、（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤と、（Ｅ）有機過酸化物とを含有するコイル含浸用樹脂組成物において、
前記（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して前記（Ｂ）エポキシ樹脂が１０〜４００質量部、前記（Ｅ）有機過酸化物が０．１〜３．０質量部で、前記（Ａ）不飽和ポリエステル樹脂及び前記（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して前記（Ｃ）反応性単量体が４０〜２００質量部で、前記（Ｂ）エポキシ樹脂１００質量部に対して前記（Ｄ）エポキシ樹脂の硬化促進剤が０．１〜１０質量部で配合されていることを特徴とするコイル含浸用樹脂組成物。
請求項１記載のコイル含浸用樹脂組成物を用いて絶縁処理されてなることを特徴とするコイル。