JP2018024734A - エポキシ樹脂組成物およびイグニッションコイル - Google Patents

エポキシ樹脂組成物およびイグニッションコイル Download PDF

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知己 角田
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Abstract

【課題】高耐圧化および耐久性に優れたイグニッションコイルを実現できる、エポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】本発明のエポキシ樹脂組成物は、イグニションコイルの封止に用いるエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、無機充填材と、を含み、無機充填材が、平均粒径25μm以下の球状溶融シリカを含み、平均粒径25μm以下の球状溶融シリカの含有量が、当該エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、35重量%以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物およびイグニッションコイルに関する。
これまでイグニッションコイル(以下、点火プラグともいう。)において、様々な取り付け構造が開発されてきた。この種の技術としては、例えば、特許文献1に記載の技術がある。同文献によれば、コイル部をプラグホール内に配置する形態のいわゆるプラグホール型(ペン型)の点火コイル、およびコイル部をプラグホール上部に配置する形態のいわゆるプラグトップ型の点火コイルについて記載されている。
プラグホール型の点火コイルにおいては、プラグホール内部にコイル部を配置するため、小型化と軽量化を期待できる(特許文献2の段落0002等)。
一方で、プラグトップ型の点火コイルにおいては、点火コイルを点火プラグの頂部から挿入および引き抜きできる取り付け構造を有しており、高電圧を発生させる目的で使用されている(特許文献3の段落0002等)。
国際公開第2012/121177号 特開2013−115397号公報 特開2013−204452号公報
上記文献に記載のイグニッションコイルは、バッテリー等の低電圧を高電圧に変換するものであり、基本的には、1次コイル、2次コイル、コア(鉄芯)で構成されている。これらの部品間には、絶縁を保つ目的でエポキシ樹脂が充填されている。
しかしながら、イグニッションコイルの点火においてますます高電圧化してきており、かかる開発環境を踏まえて本発明者が検討した結果、上記エポキシ樹脂に対して高耐圧化の点で、いまだに改善の余地があることが見出された。
本発明者が検討したところ、次のような知見が見出された。
これまでイグニッションコイルに充填される樹脂としては、絶縁性に優れていることが一般的に知られているエポキシ樹脂が採用されてきた。
しかしながら、イグニッションコイルにおいて、バッテリー電圧(例えば12V)が昇圧されて点火プラグの放電に必要な着火電圧に変換されているが、近年、その着火電圧が20kV以上に高くなってきている。
今後の開発においては、さらなる高電圧化が要求されている。このような高電圧化の開発環境においては、エポキシ樹脂固有の絶縁性のみでは、要求される高水準の高耐圧化に対して十分ではないことが判明した。
こうした開発事情を踏まえることで、無機充填材に着眼し、本発明者がさらに検討した結果、無機充填材の種類、粒径および含有量比を適切に制御することより、エポキシ樹脂組成物の耐電圧特性を向上できることが判明した。
このような知見に基づいて、無機充填材の種類、粒径および含有量比について鋭意検討した結果、所定の平均粒径以下の球状溶融シリカを所定の含有量比以上用いることにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物において耐電圧特性を向上できるとともに、耐久性も向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明によれば、
イグニションコイルの封止に用いるエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
無機充填材と、を含み、
前記無機充填材が、平均粒径25μm以下の球状溶融シリカを含み、
前記平均粒径25μm以下の球状溶融シリカの含有量が、当該エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、35重量%以上である、エポキシ樹脂組成物が提供される。
また本発明によれば、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、イグニッションコイルが提供される。
本発明によれば、高耐圧化および耐久性に優れたイグニッションコイルを実現できる、エポキシ樹脂組成物が提供される。
コロナ寿命の測定方法を説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、無機充填材と、を含むことができる。当該エポキシ樹脂組成物中の無機充填材において、平均粒径25μm以下の球状溶融シリカの含有量を、当該エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、35重量%以上とすることができる。本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、イグニッションコイルの封止に好適に用いることができる。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いることにより、当該エポキシ樹脂組成物の硬化物を備えるイグニッションコイルの高電圧化および耐久性を向上させることができる。
これにより、高出力化が可能になるため、希薄混合気中においても、イグニッションコイルの着火ミスを低減でき、確実に着火を行うことが可能になる。
また、本実施形態のイグニッションコイルは、高出力の普通乗用車や大型車両に利用されているプラグトップ型のイグニッションコイルに用いることが好ましい。プラグトップ型を採用することで、プラグホール型と比べて、プラグホールの内径や長さのスペース制約を受けずに済むため、高出力化が可能になる。
高出力のエンジンにおいて、エンジン内の点火に必要なエネルギーが高エネルギー化すると、着火電圧も高電圧になる。これに対して、イグニッションコイルの高耐圧化が求められるが、高耐圧化が進むと、通電の繰り返しによって発生する発熱に対して耐久性も求められることになる。
しかしながら、本発明者が検討した結果、高耐圧化と耐久性とは異なる特性であるため、1つの因子を調整することにより、これらを両立させることは難しいことが判明した。
そこで、検討を重ねた結果、無機充填材の種類、粒径および、エポキシ樹脂組成物中における含有量比の複数の因子を高度に制御することにより、高耐圧化のみならず、耐久性をも向上させることができることが見出された。
このような知見に基づいて鋭意検討した結果、無機充填材の種類として球状溶融シリカを使用し、粒径として、平均粒径25μm以下の条件を採用し、上記の含有量比として、エポキシ樹脂組成物全固形分に対する球状溶融シリカの含有量を35重量%以上に調整することにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物において耐電圧特性を向上できるとともに、耐久性も向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(エポキシ樹脂組成物)
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の成分について説明する。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂および無機充填材を含む。
(エポキシ樹脂)
本実施形態のエポキシ樹脂としては、例えば、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば良く、特に限定するものではい。エポキシ樹脂は、25℃室温において液状であってもよい。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、1分子中に脂環式エポキシ基を2個以上有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。含浸性の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いることができる。また、耐熱性の観点から、ノボラック型エポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂を用いることができる。
本実施形態のエポキシ樹脂の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、30重量%以下であり、好ましくは29重量%以下であり、より好ましくは28重量%以下である。これにより、注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。一方で、エポキシ樹脂の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、10重量%以上であり、好ましくは13重量%以上であり、より好ましくは15重量%以上である。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性を向上させることができる。
本実施形態において、エポキシ樹脂組成物の固形分とは、エポキシ樹脂組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、エポキシ樹脂組成物全固形分に対する含有量とは、溶媒を含む場合には、エポキシ樹脂組成物のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。
(無機充填材)
本実施形態の無機充填材は、溶融球状シリカを含むことが好ましい。当該無機充填材は、球状溶融シリカ以外の他の充填材を含んでもよく、例えば、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ等を含んでもよい。
また、本実施形態の無機充填材の平均粒径の上限値は、好ましくは25μm以下であり、より好ましくは20μm以下であり、さらに好ましくは15μm以下であり、とくに好ましくは9μm以下である。一方で、上記無機充填材の平均粒径の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.1μm以上でもよく、0.5μm以上でもよく、1μm以上でもよい。
本実施形態において、無機充填材の平均粒径は、市販のレーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、島津製作所社製、SALD−7000)を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定し、そのメディアン径(D50)を平均粒径とすることができる。
また、本実施形態の無機充填材の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、好ましくは35重量%以上であり、より好ましくは40重量%以上であり、さらに好ましくは45重量%以上である。一方で、上記無機充填材の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、85重量%以下であり、好ましくは80重量%以下であり、より好ましくは75重量%以下である。エポキシ樹脂組成物の注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。
また、本実施形態の溶融球状シリカの含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、好ましくは35重量%以上であり、より好ましくは40重量%以上であり、さらに好ましくは45重量%以上である。一方で、上記溶融球状シリカの含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、85重量%以下であり、好ましくは80重量%以下であり、より好ましくは75重量%以下である。エポキシ樹脂組成物の注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。
本実施形態において、無機充填材として、球状溶融シリカを用い、平均粒径を上記上限値以下とし、エポキシ樹脂組成物全固形分に対する含有量を上記下限値以上とすることにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物の高耐圧特性および耐久性を向上させることができる。
また、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定された無機充填材の粒径分布(粒度分布)において、ピークは一つであることが好ましい。具体的には、無機充填材の平均粒径1μm以上25μm以下の範囲において、上記無機充填材の粒径分布が1つのピークを有することが好ましい。これにより、高耐圧特性および耐久性に優れたエポキシ樹脂組成物の製造安定性を向上させることができる。
(硬化剤)
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、硬化剤を含むことができる。
本実施形態の硬化剤としては、特に限定するものではないが、例えば、エポキシ樹脂と反応し、硬化させ得るものであれば使用することができる。硬化剤としては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸及びこれらの誘導体などの酸無水物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂などが挙げられる。また、ジシアンジアミド、イミダゾール、ルイス酸のアミン錯体なども使用可能である。これらは、1種を単独で使用しても良く、2種を混合して使用しても良い。この中でも、エポキシ樹脂組成物の含浸性の観点から、液状かつ低粘度である酸無水物が好ましく、特に、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸及びこれらの誘導体などの酸無水物の使用が好ましい。
本実施形態の硬化剤の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、30重量%以下であり、好ましくは28重量%以下であり、より好ましくは25重量%以下である。これにより、注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。一方で、硬化剤の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、10重量%以上であり、好ましくは13重量%以上であり、より好ましくは15重量%以上である。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性を向上させることができる。
(硬化促進剤)
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、硬化促進剤を含むことができる。
本実施形態の硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進する作用を有するものであれば使用することができる。具体的には、例えば、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、などのイミダゾール化合物;トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの3級アミン類;1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5などのジアザビシクロアルケンおよびその誘導体;テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィンなどホスフィン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、及び、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物からなる群から選択されるリン原子含有化合物などが挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、エポキシ樹脂組成物の耐久性の観点から、上記硬化促進剤が、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、及び、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物からなる群から選択されるリン原子含有化合物を含むことが好ましい。
本実施形態において、硬化促進剤の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、0.03重量%以上であり、好ましくは0.05重量%以上であり、より好ましくは0.08重量%以上である。これにより、成形時における硬化性を効果的に向上させることができる。一方で、硬化促進剤の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、1重量%以下であり、好ましくは0.5重量%以下であり、より好ましくは0.3重量%以下であることがとくに好ましい。これにより、注型時のコイルへの含浸性の向上を図ることができる。
(カップリング剤)
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、カップリング剤を含むことができる。これにより、エポキシ樹脂と無機充填材との相溶性を向上させることができる。
上記カップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン等シランカップリング剤が挙げられる。
上記エポキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、アミノシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(3−(トリメトキシシリルプロピル)−1,3−ベンゼンジメタナン等が挙げられる。また、ウレイドシランとしては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記カップリング剤の含有量の下限値としては、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、0.4重量%以上であり、好ましくは0.45重量%以上であり、より好ましくは0.5重量%以上である。これにより、エポキシ樹脂組成物の注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。一方で、上記カップリング剤の含有量の上限値としては、エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、例えば、1重量%以下であり、好ましくは0.8重量%以下であり、より好ましくは0.6重量%以下である。これにより、エポキシ樹脂と無機充填材との界面強度の低下を抑制し、優れた耐久性を得ることができる。
また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物における、無機充填材の含有量に対するカップリング剤の含有量の比の下限値は、例えば、0.60以上であり、好ましくは0.70以上であり、より好ましくは0.80以上である。これにより、無機充填材が高充填されたエポキシ樹脂組成物の注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。一方で、上記無機充填材の含有量に対するカップリング剤の含有量の比の上限値は、特に限定されないが、例えば、1.5以下であり、好ましくは1.2以上であり、より好ましくは1.1以下である。これにより、優れた耐久性を得ることができる。
(添加剤)
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、発明を阻害しない範囲で必要に応じて、沈降防止剤、カーボンブラックなどの着色剤、シリコーン消泡剤等の消泡剤、有機化クレイ等のチキソ付与材等の添加剤を含むことができる。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、上述の原料成分、公知の手段で混合し、混練して得ることができる。ミキサーなどの混合機、ニーダ、ロールなどの混練機を使用してもよい。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の物性について説明する。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の粘度の上限値は、例えば、5.0Pa・s以下であり、好ましくは3.0Pa・s以下であり、より好ましくは1.5Pa・s以下である。これにより、成形時におけるエポキシ樹脂組成物の注型時のコイルへの含浸性を向上させることができる。また、無機充填材の分散性も高まり、成形されたエポキシ樹脂組成物の硬化物の全体に亘って特性のバラツキを抑制することができる。一方で、上記エポキシ樹脂組成物の粘度の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.1Pa・s以上としてもよい。本実施形態において、エポキシ樹脂組成物の粘度は、60℃において、E型粘度計を用いて測定できる。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物を140℃、2時間で硬化させた硬化物のガラス転移温度の下限値は、例えば、130℃以上であり、好ましくは135℃以上であり、より好ましくは140℃以上である。これにより、エポキシ樹脂組成物の耐熱性を向上させることができる。一方で、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、200℃以下でもよく、180℃以下でもよい。ガラス転移温度は、TMA法を用いて測定できる。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物を140℃、2時間で硬化させた硬化物の絶縁破壊電圧は、たとえば、35kV/mm以上であり、好ましくは35.2kV/mm以上であり、より好ましくは35.4kV/mm以上である。これにより、イグニッションコイルの高耐圧化を実現することができる。上記絶縁破壊電圧の上限値は、特に限定されないが、他追えば、60kV/mm以下でもよく、50kV/mm以下でもよい。本実施形態において絶縁破壊電圧は、厚み1mmの硬化物からなる試験片を用いて、電圧0から所定の一定速度で電圧上昇させた時の絶縁破壊電圧をJIS K6911により測定する。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物を140℃、2時間で硬化させた硬化物のコロナ寿命時間は、たとえば、5時間以上が好ましく、6時間以上がより好ましく、7時間以上がさらに好ましい。これにより、イグニッションコイルの耐久性を向上させることができる。上記コロナ寿命時間の上限値は特に限定されないが、たとえば、15時間以下でもよい。
本実施形態においてコロナ寿命時間は、図1に示すコロナ放電試験機100を用いて、尖った正極20と板状の負極30の間に、厚み1mmの硬化物からなる試験片10を挟み、150℃、12kV、500Hzの条件で、コロナ放電を発生させた。徐々に放電により試験片10が劣化して、正極20と負極30が電気的に繋がった時点までの時間を計測する。コロナ放電を発生させた時から正極20と負極30が電気的に繋がった時点までの時間を、コロナ寿命時間とする。
また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いることにより、当該硬化物において上記絶縁破壊電圧および上記コロナ寿命時間の両立を実現することが可能である。
本実施形態では、たとえばエポキシ樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、エポキシ樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、上記絶縁破壊電圧およびコロナ寿命時間を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、無機充填材の種類、粒径および、エポキシ樹脂組成物中における含有量比の複数の因子を高度に制御すること、液状のエポキシ樹脂の種類、硬化促進剤の種類等が、上記絶縁破壊電圧およびコロナ寿命時間を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる
本実施形態のイグニッションコイルのモールド(封止)方法は、特に限定されないが、例えば、1次コイル、2次コイル、コア(例えば、磁気コア)を備えたイグニッションコイルをケース内に入れる工程と、当該ケース内に本実施形態のエポキシ樹脂組成物を注入し硬化させることで、イグニッションコイルを封止する工程とを含むことができる。
本実施形態のイグニッションコイルについて説明する。
本実施形態のイグニッションコイルは、上述のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備えるものである。例えば、本実施形態のイグニッションは、1次コイル、2次コイル、磁気コア(鉄芯)および、これらの部品間に充填されたエポキシ樹脂組成物の硬化物を備えることができる。本実施形態のイグニッションコイルは、バッテリー等の低電圧を高電圧に変換するものであり、本実施形態のエポキシ樹脂組成物の硬化物で部材間が充填されているため、高耐圧化および耐久性に優れている。
本実施形態のイグニッションコイルは、高電圧の点火電圧が必要になるプラグトップ型のイグニッションコイルに用いることが好ましい。プラグトップ型のイグニッションコイルは、例えば、自動車(普通乗用車や大型車両)に用いることができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
(エポキシ樹脂組成物の作製)
実施例、比較例について、次のようにエポキシ樹脂組成物を作製した。まず、表1に示す配合に従い、各成分をスリーワンモーター(新東科学社製、BL1200Ft)を用いて、室温(25℃)で10分間均一に混合し、エポキシ樹脂成組成物を得た。
表1中における各成分の詳細は下記のとおりである。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(液状エポキシ樹脂、ダウケミカル日本社製、DER−331J)
エポキシ樹脂2:ノボラック型エポキシ樹脂(液状エポキシ樹脂、ダウケミカル日本社製、DEN431)
エポキシ樹脂3:脂環式エポキシ樹脂(ダイセル工業社製、セロキサイド2021P)
(硬化剤)
硬化剤1:メチルテトラヒドロ無水フタル酸(THPA、日立化成工業社製、HN−2200)
硬化剤2:ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA、日立化成工業社製、HN−5500)
(無機充填材)
無機充填材1:結晶破砕シリカ(レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した0〜10μmまでの累積粒度分布:61重量%、0〜50μmまでの累積粒度分布:97重量%、極大値の数:2、極大値:0.5μm、10μm、平均粒径8μm)
無機充填材2:溶融球状シリカ(レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した0〜10μmまでの累積粒度分布:65重量%、0〜50μmまでの累積粒度分布:97重量%、極大値の数:1、極大値:9μm、平均粒径8μm)
無機充填材3:溶融球状シリカ(レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した0〜10μmまでの累積粒度分布:7重量%、0〜50μmまでの累積粒度分布:88%、極大値の数:1、極大値:22μm、平均粒径20μm)
無機充填材4:溶融球状シリカ(レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した0〜10μmまでの累積粒度分布:2.0重量%、0〜50μmまでの累積粒度分布:66%、極大値の数:1、極大値:42μm、平均粒径40μm)
無機充填材5:溶融破砕シリカ(レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した0〜10μmまでの累積粒度分布:62%、0〜50μmまでの累積粒度分布:100重量%、極大値の数:1、極大値:7μm、平均粒径7μm)
(硬化促進剤)
硬化促進剤1:N、N−ジメチルベンジルアミン(BDMA(第三級アミン)、花王社製、カオライザーNO.20)
硬化促進剤2:2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ)
硬化促進剤3:トリフェニルホスフィン
(カップリング剤)
カップリング剤1:エポキシシランカップリング剤(日本ユニカー社製、A187)
(添加剤)
消泡剤1:シリコーン消泡剤(信越化学工業社製、KS−603)
チキソ付与材1:有機化クレイ(エレメンティス社製、ベントンSD−2)
Figure 2018024734
実施例および比較例において作製したエポキシ樹脂組成物について、以下の評価項目について評価した。
(粘度)
得られたエポキシ樹脂組成物の粘度として、E型粘度計(東機産業製)を用い、ロータの型式は1.34度コーンを用い、粘度測定温度は60℃、コーンの回転数は1rpmとして、測定した。単位はPa・sである。結果を表1に示す。
また、得られたエポキシ樹脂組成物を140℃、2時間で加熱硬化させた硬化物を試験片として使用し、ガラス転移温度(Tg)、絶縁破壊電圧、コロナ寿命時間を測定した。
(ガラス転移温度(Tg))
得られた試験片について、TMA法を用いて、10℃/分の昇温速度で30℃から240℃まで上昇させ、ガラス転移温度(Tg)を測定した。単位は℃である。結果を表1に示す。
(絶縁破壊電圧)
厚み1mmの試験片を用いて、電圧0から所定の一定速度で電圧上昇させた時の絶縁破壊電圧をJIS K6911により測定した。単位はkV/mmである。結果を表1に示す。
(コロナ寿命時間)
図1に示すコロナ放電試験機100を用いて、尖った正極20と板状の負極30の間に、厚み1mmの試験片10を挟み、150℃、12kV、500Hzの条件で、コロナ放電を発生させた。徐々に放電により試験片10が劣化して、正極20と負極30が電気的に繋がった時点までの時間を計測した。コロナ放電を発生させた時から正極20と負極30が電気的に繋がった時点までの時間を、コロナ寿命時間とした。単位は時間(hour)である。結果を表1に示す。
実施例1〜5のエポキシ樹脂組成物を用いて得られたプラグトップ型のイグニッションコイルは高耐電圧性に優れ、長期の使用に耐えるものであった。
以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
10 試験片
20 正極
30 負極
100 コロナ放電試験機

Claims (9)

  1. イグニションコイルの封止に用いるエポキシ樹脂組成物であって、
    エポキシ樹脂と、
    無機充填材と、を含み、
    前記無機充填材が、平均粒径25μm以下の球状溶融シリカを含み、
    前記平均粒径25μm以下の球状溶融シリカの含有量が、当該エポキシ樹脂組成物全固形分に対して、35重量%以上である、エポキシ樹脂組成物。
  2. 請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    プラグトップ型のイグニションコイルの封止に用いる、エポキシ樹脂組成物。
  3. 請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    前記エポキシ樹脂が、ノボラック型エポキシ樹脂を含む、エポキシ樹脂組成物。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    前記無機充填材における粒径分布のピークが、1つである、エポキシ樹脂組成物。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    当該エポキシ樹脂組成物の粘度が、0.1Pa・s以上5.0Pa・s以下である、エポキシ樹脂組成物。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    硬化促進剤をさらに含み、
    前記硬化促進剤が、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、及び、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物からなる群から選択されるリン原子含有化合物を含む、エポキシ樹脂組成物。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    当該エポキシ樹脂組成物の硬化物の、ガラス転移温度が130℃以上である、エポキシ樹脂組成物。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
    カップリング剤をさらに含み、
    当該エポキシ樹脂組成物における、前記無機充填材の含有量に対する前記カップリング剤の含有量の比が、0.60以上である、エポキシ樹脂組成物。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、イグニッションコイル。
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