JP2011006542A - 不飽和ポリエステル樹脂組成物及び封入モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】収縮率及び線膨張率が小さく且つ熱伝導率が高い硬化物を与えると共に、型内流動性及び硬化性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、（ｂ）熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの混合物を４００〜１０００質量部、（ｄ）繊維長が１．５ｍｍ以下のガラス繊維を２０〜３００質量部、（ｅ）低収縮剤を１５〜５０質量部含有し、且つ前記（ｂ）無機充填材と前記（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比が８０：２０〜２０：８０である不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、（ｆ）下記式（１）：
【化１】
（式中、Ｒはアルキル基、Ｒ'は炭素数が３以上のアルキル基）で示されるアルキルパーオキシアルキレート系硬化剤と、（ｇ）重合禁止剤とをさらに含有することを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物である。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、（ｂ）熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの混合物を４００〜１０００質量部、（ｄ）繊維長が１．５ｍｍ以下のガラス繊維を２０〜３００質量部、（ｅ）低収縮剤を１５〜５０質量部含有し、且つ前記（ｂ）無機充填材と前記（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比が８０：２０〜２０：８０である不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、（ｆ）下記式（１）：
【化１】
（式中、Ｒはアルキル基、Ｒ'は炭素数が３以上のアルキル基）で示されるアルキルパーオキシアルキレート系硬化剤と、（ｇ）重合禁止剤とをさらに含有することを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物である。
【選択図】なし
Description
本発明は、ＯＡ機器、一般産業機械部品分野、自動車分野及び重電分野などで用いられる不飽和ポリエステル樹脂組成物及び封入モータに関する。より詳細には、本発明は、モータやコイル等の電気・電子部品を封入するのに用いられる不飽和ポリエステル樹脂組成物、及びこれを用いて得られる封入モータに関する。
不飽和ポリエステル樹脂組成物、特にバルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）は、寸法精度、機械的特性及び流動性に優れた硬化物を与えるため、各種分野において使用されるモータや発電機などの封入材料として広く使用されている。
また、発熱による性能低下が問題となっているモータなどの製品については、熱放散性を向上させる観点から、熱伝導率の高い無機充填材を含むエポキシ樹脂組成物を封入材料として使用する方法も知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、エポキシ樹脂組成物は、配合可能な無機充填材の量が不飽和ポリエステル樹脂組成物よりも少ないために十分な熱伝導率が得られなかったり、アフターキュアが必要であったり、硬化物の成形収縮率が大きく、クラックが生じ易いなどの問題がある。このように、エポキシ樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂組成物に比べて、成形性、作業性及び硬化物の物性などの面で多くの問題がある。
また、発熱による性能低下が問題となっているモータなどの製品については、熱放散性を向上させる観点から、熱伝導率の高い無機充填材を含むエポキシ樹脂組成物を封入材料として使用する方法も知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、エポキシ樹脂組成物は、配合可能な無機充填材の量が不飽和ポリエステル樹脂組成物よりも少ないために十分な熱伝導率が得られなかったり、アフターキュアが必要であったり、硬化物の成形収縮率が大きく、クラックが生じ易いなどの問題がある。このように、エポキシ樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂組成物に比べて、成形性、作業性及び硬化物の物性などの面で多くの問題がある。
これに対して、不飽和ポリエステル樹脂組成物は、高負荷の製造装置で容易に混練・製造することが可能であるため、エポキシ樹脂組成物に比べて熱伝導率の高い無機充填材を多量に配合させることができる。また、不飽和ポリエステル樹脂組成物は、成形機（例えば、射出成形機やトランスファー成形機）及び金型を用いたクローズド成形が可能であり、アフターキュアなどの後工程を必要としないという利点もある。
封入材料に使用可能な不飽和ポリエステル樹脂組成物としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、無機充填材、ガラス繊維及び低収縮剤を含有するものが特許文献３に開示されている。
封入材料に使用可能な不飽和ポリエステル樹脂組成物としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、無機充填材、ガラス繊維及び低収縮剤を含有するものが特許文献３に開示されている。
しかしながら、特許文献３の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、型内流動性に優れると共に、成形収縮率及び線膨張率が小さく且つ熱伝導率が高い硬化物を与えることができるものの、硬化速度が遅いために硬化物（例えば、封入製品など）の生産性が低いという問題がある。
また、硬化性を改善するためには、硬化速度を高める硬化剤を使用すれば良いとも考えられるが、硬化速度を高める硬化剤を単に使用しただけでは、型内流動性（特に、薄肉部の流動性）が低下して成形性が悪くなり、作業性が低下するという問題がある。
また、硬化性を改善するためには、硬化速度を高める硬化剤を使用すれば良いとも考えられるが、硬化速度を高める硬化剤を単に使用しただけでは、型内流動性（特に、薄肉部の流動性）が低下して成形性が悪くなり、作業性が低下するという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、成形収縮率及び線膨張率が小さく且つ熱伝導率が高い硬化物を与えると共に、型内流動性及び硬化性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、作業性及び生産性良く製造することができ、且つ熱放散性に優れた封入モータを提供することを目的とする。
また、本発明は、作業性及び生産性良く製造することができ、且つ熱放散性に優れた封入モータを提供することを目的とする。
本発明者等は、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、特定の硬化剤及び重合禁止剤を、所定の組成を有する不飽和ポリエステル樹脂組成物に配合することで、硬化速度を高めつつ、良好な型内流動性を保持させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、（ｂ）熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの混合物を４００〜１０００質量部、（ｄ）繊維長が１．５ｍｍ以下のガラス繊維を２０〜３００質量部、（ｅ）低収縮剤を１５〜５０質量部含有し、且つ前記（ｂ）無機充填材と前記（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比が８０：２０〜２０：８０である不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、（ｆ）下記式（１）：
すなわち、本発明は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、（ｂ）熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの混合物を４００〜１０００質量部、（ｄ）繊維長が１．５ｍｍ以下のガラス繊維を２０〜３００質量部、（ｅ）低収縮剤を１５〜５０質量部含有し、且つ前記（ｂ）無機充填材と前記（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比が８０：２０〜２０：８０である不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、（ｆ）下記式（１）：
（式中、Ｒはアルキル基、Ｒ'は炭素数が３以上のアルキル基）で示されるアルキルパーオキシアルキレート系硬化剤と、（ｇ）重合禁止剤とをさらに含有することを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物である。
また、本発明は、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物でモータ構成部品を封入成形してなることを特徴とする封入モータである。
また、本発明は、上記の不飽和ポリエステル樹脂組成物でモータ構成部品を封入成形してなることを特徴とする封入モータである。
本発明によれば、成形収縮率及び線膨張率が小さく且つ熱伝導率が高い硬化物を与えると共に、型内流動性及び硬化性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、作業性及び生産性良く製造することができ、且つ熱放散性に優れた封入モータを提供することができる。
また、本発明によれば、作業性及び生産性良く製造することができ、且つ熱放散性に優れた封入モータを提供することができる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂、（ｂ）無機充填材、（ｃ）水酸化アルミニウム、（ｄ）ガラス繊維、（ｅ）低収縮剤、（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤、及び（ｇ）重合禁止剤を含有する。以下、各成分について説明する。
（ａ）不飽和ポリエステル樹脂
本発明に用いられる（ａ）不飽和ポリエステル樹脂としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において成形材料として使用されている公知のものを用いることができる。（ａ）不飽和ポリエステル樹脂は、一般的に、多価アルコールを不飽和多塩基酸や飽和多塩基酸と重縮合（エステル化）させて得られた化合物（不飽和ポリエステル）を、架橋剤に溶解させて得られる樹脂である。なお、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂の一部にビニルエステル樹脂を用いることもできる。
本発明に用いられる（ａ）不飽和ポリエステル樹脂としては、特に限定されることはなく、当該技術分野において成形材料として使用されている公知のものを用いることができる。（ａ）不飽和ポリエステル樹脂は、一般的に、多価アルコールを不飽和多塩基酸や飽和多塩基酸と重縮合（エステル化）させて得られた化合物（不飽和ポリエステル）を、架橋剤に溶解させて得られる樹脂である。なお、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂の一部にビニルエステル樹脂を用いることもできる。
不飽和ポリエステルの合成に用いられる多価アルコールとしては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。多価アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、及びグリセリンなどが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
不飽和ポリエステルの合成に用いられる不飽和多塩基酸としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。不飽和多塩基酸の例としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、及びイタコン酸などが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
不飽和ポリエステルの合成に用いられる飽和多塩基酸としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。飽和多塩基酸の例としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
不飽和ポリエステルの合成に用いられる飽和多塩基酸としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。飽和多塩基酸の例としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
不飽和ポリエステルは、上記のような原料を用いて公知の方法で合成することができる。この合成における各種条件は、使用する原料やその量に応じて適宜設定する必要があるが、一般的に、窒素等の不活性ガス気流中、１４０〜２３０℃の温度にて加圧又は減圧下でエステル化させればよい。このエステル化反応では、必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。触媒の例としては、酢酸マンガン、ジブチル錫オキサイド、シュウ酸第一錫、酢酸亜鉛、及び酢酸コバルトなどの公知の触媒が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
（ａ）不飽和ポリエステル樹脂に用いられる架橋剤としては、不飽和ポリエステルと重合可能な重合性二重結合を有しているものであれば特に限定されることはない。架橋剤の例としては、スチレンモノマー、ジアリルフタレートモノマー、ジアリルフタレートプレポリマー、メタクリル酸メチル、及びトリアリルイソシアヌレートなどが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
（ａ）不飽和ポリエステル樹脂における架橋剤の含有量は、好ましくは２５〜７０質量％、より好ましくは３５〜６５質量％である。架橋剤の含有量が２５質量％未満であると、樹脂粘度の上昇によって作業性が低下してしまうことがある。一方、架橋剤の含有量が７０質量％を超えると、所望の物性を有する硬化物が得られないことがある。
（ａ）不飽和ポリエステル樹脂における架橋剤の含有量は、好ましくは２５〜７０質量％、より好ましくは３５〜６５質量％である。架橋剤の含有量が２５質量％未満であると、樹脂粘度の上昇によって作業性が低下してしまうことがある。一方、架橋剤の含有量が７０質量％を超えると、所望の物性を有する硬化物が得られないことがある。
（ｂ）無機充填材
本発明に用いられる（ｂ）無機充填材は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。熱伝導性の観点から（ｂ）無機充填材の熱伝導率の上限は特に限定されることはないが、一般に２００Ｗ／ｍ・Ｋである。（ｂ）無機充填材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ未満であると、所望の熱伝導率を有する硬化物が得られない。
上記範囲の熱伝導率を有する（ｂ）無機充填材の例としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、ホウ化チタン等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
また、（ｂ）無機充填材は、不飽和ポリエステル樹脂組成物中で均一に分散させる観点から、好ましくは０．５〜３０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍの平均粒径を有し、その粒子形状は不定形又は球状の粉末状であることが望ましい。
本発明に用いられる（ｂ）無機充填材は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。熱伝導性の観点から（ｂ）無機充填材の熱伝導率の上限は特に限定されることはないが、一般に２００Ｗ／ｍ・Ｋである。（ｂ）無機充填材の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ未満であると、所望の熱伝導率を有する硬化物が得られない。
上記範囲の熱伝導率を有する（ｂ）無機充填材の例としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、ホウ化チタン等が挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
また、（ｂ）無機充填材は、不飽和ポリエステル樹脂組成物中で均一に分散させる観点から、好ましくは０．５〜３０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍの平均粒径を有し、その粒子形状は不定形又は球状の粉末状であることが望ましい。
（ｃ）水酸化アルミニウム
本発明に用いられる（ｃ）水酸化アルミニウムとしては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。また、（ｃ）水酸化アルミニウムは、不飽和ポリエステル樹脂組成物中で均一に分散させる観点から、好ましくは０．５〜１００μｍ、より好ましくは５〜３０μｍの平均粒径を有し、その粒子形状は不定形又は球状の粉末状であることが望ましい。
本発明に用いられる（ｃ）水酸化アルミニウムとしては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。また、（ｃ）水酸化アルミニウムは、不飽和ポリエステル樹脂組成物中で均一に分散させる観点から、好ましくは０．５〜１００μｍ、より好ましくは５〜３０μｍの平均粒径を有し、その粒子形状は不定形又は球状の粉末状であることが望ましい。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウムの配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウムの合計量が４００〜１０００質量部、好ましくは５００〜９００質量部である。（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウムの合計量が４００質量部未満であると、硬化物の熱伝導率が低くなり、所望の熱放散性が得られない。一方、合計量が１０００質量部を超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の粘度が上昇して型内流動性が著しく低下したり、不飽和ポリエステル樹脂組成物を製造する際に各成分の混合が困難になる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｂ）無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比は、８０：２０〜２０：８０、好ましくは７０：３０〜３０：７０である。（ｂ）無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比が上記範囲外であると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下したり、不飽和ポリエステル樹脂組成物を製造する際に各成分の混合が困難になる。
なお、上記の（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウム以外の充填材（例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、シリカ等）を、（ｂ）無機充填材や（ｃ）水酸化アルミニウムの変わりに使用すると、所望の熱伝導率及び型内流動性を有する硬化物が得られないが、本発明の効果を阻害しない範囲において、（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウム以外の充填材を（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウムと共に配合することは可能である。この場合、（ｂ）無機充填材及び（ｃ）水酸化アルミニウム以外の充填材の配合量は、（ｃ）水酸化アルミニウム１００質量部に対して、８０質量部以下であることが好ましい。
（ｄ）ガラス繊維
本発明に用いられる（ｄ）ガラス繊維は、短繊維のものである必要があり、１．５ｍｍ以下、好ましくは１００〜５００μｍの繊維長を有する。繊維長が１．５ｍｍを超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下する。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｄ）ガラス繊維の配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、２０〜３００質量部、好ましくは５０〜２５０質量部である。（ｄ）ガラス繊維の配合量が２０質量部未満であると、硬化物の線膨張係数が大きくなってしまう。一方、（ｄ）ガラス繊維の配合量が３００質量部を超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下する。
本発明に用いられる（ｄ）ガラス繊維は、短繊維のものである必要があり、１．５ｍｍ以下、好ましくは１００〜５００μｍの繊維長を有する。繊維長が１．５ｍｍを超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下する。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｄ）ガラス繊維の配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、２０〜３００質量部、好ましくは５０〜２５０質量部である。（ｄ）ガラス繊維の配合量が２０質量部未満であると、硬化物の線膨張係数が大きくなってしまう。一方、（ｄ）ガラス繊維の配合量が３００質量部を超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下する。
（ｅ）低収縮剤
本発明に用いられる（ｅ）低収縮剤としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。（ｅ）低収縮剤の例としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、飽和ポリエステル、スチレン−ブタジエン系ゴムなどの低収縮剤として一般に用いられている熱可塑性ポリマーが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。また、（ｅ）低収縮剤は、低収縮化の観点から、ポリスチレンを用いることが好ましい。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｅ）低収縮剤の配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、１５〜５０質量部である。（ｅ）低収縮剤の配合量が１５質量部未満であると、硬化物の成形収縮率が大きくなる。一方、（ｅ）低収縮剤の配合量が５０質量部を超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下する。
本発明に用いられる（ｅ）低収縮剤としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。（ｅ）低収縮剤の例としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、飽和ポリエステル、スチレン−ブタジエン系ゴムなどの低収縮剤として一般に用いられている熱可塑性ポリマーが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。また、（ｅ）低収縮剤は、低収縮化の観点から、ポリスチレンを用いることが好ましい。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｅ）低収縮剤の配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、１５〜５０質量部である。（ｅ）低収縮剤の配合量が１５質量部未満であると、硬化物の成形収縮率が大きくなる。一方、（ｅ）低収縮剤の配合量が５０質量部を超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の型内流動性が著しく低下する。
（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤
本発明に用いられる（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤は、下記式（１）で示される。
本発明に用いられる（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤は、下記式（１）で示される。
上記式（１）中、Ｒはアルキル基、Ｒ'は炭素数が３以上のアルキル基である。Ｒ'の炭素数が３未満であると、所望の硬化速度が得られないことがある。
Ｒは、炭素数が１〜５の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましい。Ｒの例としては、メチル基、エチル基、ブチル基などが挙げられる。分岐のアルキル基としては、２，２−ジメチルプロピル基などが挙げられる。Ｒ'は、炭素数が３〜９の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましい。Ｒ'の例としては、ブチル基などが挙げられる。分岐のアルキル基としては、２，２−ジメチルプロピル基、１−エチルペンチル基などが挙げられる。
Ｒは、炭素数が１〜５の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましい。Ｒの例としては、メチル基、エチル基、ブチル基などが挙げられる。分岐のアルキル基としては、２，２−ジメチルプロピル基などが挙げられる。Ｒ'は、炭素数が３〜９の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましい。Ｒ'の例としては、ブチル基などが挙げられる。分岐のアルキル基としては、２，２−ジメチルプロピル基、１−エチルペンチル基などが挙げられる。
上記式（１）で示される（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の具体例としては、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオデノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、１，１，１，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートなどが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤は、１０時間半減期温度が８０℃以下であることが好ましい。ここで、１０時間半減期温度とは、有機過酸化物０．１モル／リットルのクメン溶液を熱分解させた際に、１０時間で有機過酸化物の半減期に達する分解温度のことを意味する。（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の１０時間半減期温度が８０℃を超えると、熱分解温度が高すぎるために、所望の硬化速度が得られないことがある。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．１〜８質量部、より好ましくは２〜６質量部である。（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の配合量が０．１質量部未満であると、硬化時間が長くなるか、又は硬化が十分でないことがある。一方、（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の配合量が８質量部を超えると、（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の増量による効果が得られず、（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤の多くが無駄になることがある。
（ｇ）重合禁止剤
本発明に用いられる（ｇ）重合禁止剤としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。（ｇ）重合禁止剤の例としては、パラベンゾキノン、トルキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、及び２，５ジフェニルパラベンゾキノンなどのキノン類；トルハイドロキノン、ハイドロキノン、ターシャリブチルカテコール、モノターシャリブチルハイドロキノン、及び２，５ジターシャリブチルハイドロキノンなどのハイドロキノン類；並びにハイドロキノンモノメチルエーテル、及び２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのモノフェノール類などが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。また、これらの中でも、ゲル化抑制の観点からキノン類を用いることが好ましい。
本発明に用いられる（ｇ）重合禁止剤としては、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。（ｇ）重合禁止剤の例としては、パラベンゾキノン、トルキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、及び２，５ジフェニルパラベンゾキノンなどのキノン類；トルハイドロキノン、ハイドロキノン、ターシャリブチルカテコール、モノターシャリブチルハイドロキノン、及び２，５ジターシャリブチルハイドロキノンなどのハイドロキノン類；並びにハイドロキノンモノメチルエーテル、及び２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのモノフェノール類などが挙げられる。これらは、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。また、これらの中でも、ゲル化抑制の観点からキノン類を用いることが好ましい。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物における（ｇ）重合禁止剤の配合量は、（ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．００５〜０．２質量部、より好ましくは０．０１〜０．１質量部である。（ｇ）重合禁止剤の配合量が０．００５質量部未満であると、所望の型内流動性を有する不飽和ポリエステル樹脂組成物が得られないことがある。一方、（ｇ）重合禁止剤の配合量が０．２質量部を超えると、硬化時間が長くなるか、又は硬化が十分でないことがある。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、各種物性を改良する観点から、離型剤、増粘剤、顔料等の任意成分を必要に応じて含有することができる。
離型剤、増粘剤及び顔料の種類は、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。離型剤の例としては、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、及びカルナバワックスなどが挙げられる。増粘剤の例としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び酸化カルシウムなどの金属酸化物、並びにイソシアネート化合物が挙げられる。これらの成分は、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
なお、上記の任意成分の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
離型剤、増粘剤及び顔料の種類は、特に限定されることはなく、公知のものを用いることができる。離型剤の例としては、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、及びカルナバワックスなどが挙げられる。増粘剤の例としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び酸化カルシウムなどの金属酸化物、並びにイソシアネート化合物が挙げられる。これらの成分は、単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
なお、上記の任意成分の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、上記のような所定量の各成分を、常法により配合・混練することにより製造することができる。例えば、所定量の各成分をニーダ等に投入して混合することにより不飽和ポリエステル樹脂組成物を得ることができる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、型内流動性及び硬化性の両方に優れているため、所望形状の硬化物を製造する際の作業性及び生産性を向上させることが可能となる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、型内流動性及び硬化性の両方に優れているため、所望形状の硬化物を製造する際の作業性及び生産性を向上させることが可能となる。
また、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、成形収縮率及び線膨張率が小さく且つ熱伝導率が高い硬化物を与えるため、モータやコイル等の電気・電子部品の封入材料として用いることが可能である。特に、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、熱伝導率が高い硬化物を与えるため、高度な熱放散性が要求されるモータの封入材料として用いるのに最適である。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物でモータ構成部品を封入成形してなる封入モータは、熱放散性に優れていると共に、作業性及び生産性良く製造することができる。
ここで、封入成形の方法としては、特に限定されることはなく、常法により行うことができる。例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等を用いればよい。
ここで、封入成形の方法としては、特に限定されることはなく、常法により行うことができる。例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等を用いればよい。
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
下記の実施例及び比較例の不飽和ポリエステル樹脂組成物及びその硬化物における各種物性は、次のようにして評価した。
下記の実施例及び比較例の不飽和ポリエステル樹脂組成物及びその硬化物における各種物性は、次のようにして評価した。
（１）成形収縮率
ＪＩＳ Ｋ６９１１に規定される収縮円盤を、成形温度１５０℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間３分で圧縮成形を行い、ＪＩＳ Ｋ６９１１に基づいて成形収縮率を算出した。ここで、封入モータなどは過酷な環境下で使用されるため、熱による膨張及び収縮によるクラックの発生を防止する観点から、この評価における成形収縮率は−０．０５％〜０．０５％の範囲でなければならない。
（２）熱伝導率
成形温度１５０℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間３分で圧縮成形により１５０×１５０×厚さ２０ｍｍの平板を成形し、ＱＴＭ法（測定機：ＳＤＫ製ＱＴＭ−ＤII）により熱伝導率を測定した。ここで、封入モータなどは高度な熱放散性が要求されるため、この評価における熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上でなければならない。
ＪＩＳ Ｋ６９１１に規定される収縮円盤を、成形温度１５０℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間３分で圧縮成形を行い、ＪＩＳ Ｋ６９１１に基づいて成形収縮率を算出した。ここで、封入モータなどは過酷な環境下で使用されるため、熱による膨張及び収縮によるクラックの発生を防止する観点から、この評価における成形収縮率は−０．０５％〜０．０５％の範囲でなければならない。
（２）熱伝導率
成形温度１５０℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間３分で圧縮成形により１５０×１５０×厚さ２０ｍｍの平板を成形し、ＱＴＭ法（測定機：ＳＤＫ製ＱＴＭ−ＤII）により熱伝導率を測定した。ここで、封入モータなどは高度な熱放散性が要求されるため、この評価における熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上でなければならない。
（３）線膨張率
成形温度１５０℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間３分で圧縮成形により９０×１０×厚さ４ｍｍの平板を成形し、２０×４×４ｍｍのテストピースを切り出し、ＴＭＡ法（測定機：リガク製ＴＭＡ８３１０）により線膨張率を測定した。ここで、封入モータなどは過酷な環境下で使用されるため、熱による膨張及び収縮によるクラックの発生を防止する観点から、この評価における線膨張率は１．５×１０−５／℃以下でなければならない。
成形温度１５０℃、成形圧力１０ＭＰａ、成形時間３分で圧縮成形により９０×１０×厚さ４ｍｍの平板を成形し、２０×４×４ｍｍのテストピースを切り出し、ＴＭＡ法（測定機：リガク製ＴＭＡ８３１０）により線膨張率を測定した。ここで、封入モータなどは過酷な環境下で使用されるため、熱による膨張及び収縮によるクラックの発生を防止する観点から、この評価における線膨張率は１．５×１０−５／℃以下でなければならない。
（４）型内流動性
ＡＳＴＭ法に準拠し、断面形状がφ３ｍｍの半円状のスパイラルフロー金型を用いて金型温度１５０℃、注入圧力１０ＭＰａ、注入時間３０秒、硬化時間９０秒、成形品の肉厚３ｍｍの条件下でスパイラルフロー試験を行い、流動長さを測定した。この試験において、流動長が５５ｍｍ以上のものを◎（非常に良好）、４５ｍｍ以上５５ｍｍ未満のものを○（良好）、３５ｍｍ以上４５ｍｍ未満のものを△（やや劣る）、２５ｍｍ以上３５ｍｍ未満のものを×（不良）、２５ｍｍ未満のものを××（流動せず、製造不可）として表した。
また、成形品の肉厚を１００μｍに変えて上記と同様のスパイラルフロー試験を行った。この試験において、流動長が４５ｍｍ以上のものを◎（非常に良好）、３５ｍｍ以上４５ｍｍ未満のものを○（良好）、２５ｍｍ以上３５ｍｍ未満のものを△（やや劣る）、１５ｍｍ以上２５ｍｍ未満のものを×（不良）、１５ｍｍ未満のものを××（流動せず、製造不可）として表した。
ＡＳＴＭ法に準拠し、断面形状がφ３ｍｍの半円状のスパイラルフロー金型を用いて金型温度１５０℃、注入圧力１０ＭＰａ、注入時間３０秒、硬化時間９０秒、成形品の肉厚３ｍｍの条件下でスパイラルフロー試験を行い、流動長さを測定した。この試験において、流動長が５５ｍｍ以上のものを◎（非常に良好）、４５ｍｍ以上５５ｍｍ未満のものを○（良好）、３５ｍｍ以上４５ｍｍ未満のものを△（やや劣る）、２５ｍｍ以上３５ｍｍ未満のものを×（不良）、２５ｍｍ未満のものを××（流動せず、製造不可）として表した。
また、成形品の肉厚を１００μｍに変えて上記と同様のスパイラルフロー試験を行った。この試験において、流動長が４５ｍｍ以上のものを◎（非常に良好）、３５ｍｍ以上４５ｍｍ未満のものを○（良好）、２５ｍｍ以上３５ｍｍ未満のものを△（やや劣る）、１５ｍｍ以上２５ｍｍ未満のものを×（不良）、１５ｍｍ未満のものを××（流動せず、製造不可）として表した。
（５）硬化性
キュラストメータ（ＪＳＲトレーディング株式会社製ＷＰ型）を用いて硬化試験を行い、硬化過程におけるトルクの変化を測定し、最大トルクの１０％が得られるまでの時間（以下、ｔｃ１０と表す）、最大トルクの９０％が得られるまでの時間（以下、ｔｃ９０と表す）を評価した。なお、ｔｃ１０はゲル化時間の指標、ｔｃ９０は脱型可能時間の指標、ｔｃ９０−ｔｃ１０は硬化の立ち上がり時間の指標となる。
（６）混練性
混練性は、各成分を双碗型ニーダを用いて混練した際に、混練が可能であったものを○、混練ができなかったものを×として表した。
キュラストメータ（ＪＳＲトレーディング株式会社製ＷＰ型）を用いて硬化試験を行い、硬化過程におけるトルクの変化を測定し、最大トルクの１０％が得られるまでの時間（以下、ｔｃ１０と表す）、最大トルクの９０％が得られるまでの時間（以下、ｔｃ９０と表す）を評価した。なお、ｔｃ１０はゲル化時間の指標、ｔｃ９０は脱型可能時間の指標、ｔｃ９０−ｔｃ１０は硬化の立ち上がり時間の指標となる。
（６）混練性
混練性は、各成分を双碗型ニーダを用いて混練した際に、混練が可能であったものを○、混練ができなかったものを×として表した。
（実施例１〜１３）
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口及び還流冷却器を備えた四口フラスコに、１００モルのフマル酸、８０モルのプロピレングリコール、２０モルの水素化ビスフェノールＡを入れ、窒素気流下で加熱撹拌しながら２００℃まで昇温して、常法の手順によりエステル化反応を行なうことで不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルをスチレンモノマー（架橋剤）に溶解させることにより、不飽和ポリエステル樹脂を得た。ここで、不飽和ポリエステル樹脂におけるスチレンモノマーの含有量を４０質量％とした。
この不飽和ポリエステル樹脂を用い、表１及び表２に示す配合組成の各成分を、双碗型ニーダを用いて混練することによって不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。なお、アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤であるｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートの１０時間半減期温度は７２℃、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートの１０時間半減期温度は６５．３℃である。また、アルミナの熱伝導率は３６Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化アルミニウムの熱伝導率は２００Ｗ／ｍ・Ｋである。
得られた不飽和ポリエステル樹脂組成物及びその硬化物について、上記の物性を評価した。その結果を表１及び２に示す。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口及び還流冷却器を備えた四口フラスコに、１００モルのフマル酸、８０モルのプロピレングリコール、２０モルの水素化ビスフェノールＡを入れ、窒素気流下で加熱撹拌しながら２００℃まで昇温して、常法の手順によりエステル化反応を行なうことで不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルをスチレンモノマー（架橋剤）に溶解させることにより、不飽和ポリエステル樹脂を得た。ここで、不飽和ポリエステル樹脂におけるスチレンモノマーの含有量を４０質量％とした。
この不飽和ポリエステル樹脂を用い、表１及び表２に示す配合組成の各成分を、双碗型ニーダを用いて混練することによって不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。なお、アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤であるｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートの１０時間半減期温度は７２℃、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートの１０時間半減期温度は６５．３℃である。また、アルミナの熱伝導率は３６Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化アルミニウムの熱伝導率は２００Ｗ／ｍ・Ｋである。
得られた不飽和ポリエステル樹脂組成物及びその硬化物について、上記の物性を評価した。その結果を表１及び２に示す。
（比較例１〜１２）
実施例１〜１３で用いた不飽和ポリエステル樹脂を用い、表３及び表４に示す配合組成の各成分を、双碗型ニーダを用いて混練することによって不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。得られた不飽和ポリエステル樹脂組成物及びその硬化物について、上記の物性を評価した。その結果を表３及び４に示す。
実施例１〜１３で用いた不飽和ポリエステル樹脂を用い、表３及び表４に示す配合組成の各成分を、双碗型ニーダを用いて混練することによって不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。得られた不飽和ポリエステル樹脂組成物及びその硬化物について、上記の物性を評価した。その結果を表３及び４に示す。
表１及び２の結果に示されているように、実施例１〜１３の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、ゲル化時間（ｔｃ１０）が長く且つ型内流動性に優れているので、成形性が高く、作業性に優れていた。また、実施例１〜１３の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、硬化の立ち上がり時間（ｔｃ９０−ｔｃ１０）や脱型可能時間（ｔｃ９０）が短く、硬化速度が速いので、生産性に優れていた。さらに、実施例１〜１３の不飽和ポリエステル樹脂組成物から得られた硬化物は、熱伝導率、成形収縮率及び線膨張率の全てが優れていた。
一方、表３及び４の結果に示されているように、所定のアルキルパーオキシアルキレート系硬化剤及び重合禁止剤を含有しない不飽和ポリエステル樹脂組成物（比較例１）は、硬化の立ち上がり時間や脱型可能時間が長く、硬化速度が遅いので、生産性が十分でない。また、重合禁止剤のみを含有しない不飽和ポリエステル樹脂組成物（比較例２）は、硬化速度は速いものの、流動性が悪いため、作業性が十分でない。各成分の含有量等が所定の範囲を外れる不飽和ポリエステル樹脂組成物（比較例３〜６、８〜１１）や、所定の熱伝導率を有さない無機充填材を用いた不飽和ポリエステル樹脂組成物（比較例７）は、混練ができなかったり、硬化物の熱伝導率、成形収縮率及び線膨張率のいずれかが十分でない。さらに、式（１）のＲ'が３未満のアルキルパーオキシアルキレート系硬化剤（ｔ−ヘキシルパーオキシアセテート）を用いた不飽和ポリエステル樹脂組成物（比較例１２）は、硬化速度が遅かった。
以上の結果からわかるように、本発明によれば、成形収縮率及び線膨張率が小さく且つ熱伝導率が高い硬化物を与えると共に、型内流動性及び硬化性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、作業性及び生産性良く製造することができ、且つ熱放散性に優れた封入モータを提供することができる。
Claims (5)
- （ａ）不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、（ｂ）熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の無機充填材と（ｃ）水酸化アルミニウムとの混合物を４００〜１０００質量部、（ｄ）繊維長が１．５ｍｍ以下のガラス繊維を２０〜３００質量部、（ｅ）低収縮剤を１５〜５０質量部含有し、且つ前記（ｂ）無機充填材と前記（ｃ）水酸化アルミニウムとの質量比が８０：２０〜２０：８０である不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、（ｆ）下記式（１）：
- 前記（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤は、１０時間半減期温度が８０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 前記（ｆ）アルキルパーオキシアルキレート系硬化剤は、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオデノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、１，１，１，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートからなる群より選択される１種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 前記（ｇ）重合禁止剤は、キノン類、ハイドロキノン類及びモノフェノール類からなる群より選択される１種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物でモータ構成部品を封入成形してなることを特徴とする封入モータ。
Priority Applications (5)
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