JP2528888B2

JP2528888B2 - 熱可塑性電気絶縁ボ−ド

Info

Publication number: JP2528888B2
Application number: JP62184856A
Authority: JP
Inventors: 卓治八木; 謙司上谷; 賢三安岐; 啓介小幡; 新司奥村
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPS6430121A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は，ポリエステル樹脂をマトリックスとした成
形シートより得られ，電気絶縁特性，寸法安定性，耐熱
性に優れ，常温で打抜き加工が可能で安価な電気絶縁ボ
ードに関するものである。

（従来の技術）電気絶縁ボードとしては，電気絶縁特性が優れるフェ
ノール樹脂やエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂の
ワニスを紙やガラス布帛に代表される基材にラミネート
した積層板が広く利用されている。ただしこの方法は，
設備も大規模となり，設備費も高く，生産性も悪く，製
造原価を高いものにしている。

該熱硬化性樹脂は耐薬品性，耐水性が優れるが積層板
用基材に紙を用いた場合，紙自身の耐薬品性が良くない
だけでなく，水分の吸湿による寸法変化も大きいため，
産業上の使用範囲がかなり限定される結果となる。さら
に打抜き加工においては，クラックや層間剥離がしばし
ば発生するためコスト高とはなるが40以上の加熱状態で
実施せざるを得ない状況である。

一方，ガラス布帛を基材に用いた積層板の場合は，寸
法安定性や耐薬品性は良くなるが，該ガラス布帛のコス
ト高による経済的制約を受けることとなり，打抜き加工
における問題も残存したままである。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように，熱硬化性樹脂と紙あるいはガラス布帛
による積層板は，製造原価が高いうえ，寸法安定性，耐
薬品性，常温打抜き加工性等を共に満足したものではな
く，広い範囲の産業で利用され得る電気絶縁ボードは製
造されていない。

かかる事情に鑑み，本発明はポリエステル樹脂をマト
リックスとし，基布を用いない結晶化シート状成形物を
利用することで，安価でかつ電気絶縁ボードとして用い
るに必要な寸法安定性，耐薬品性，常温打抜き加工性等
を全て満足する熱可塑性電気絶縁ボードを提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは，かかる目的で鋭意研究を重ねた結果，
本発明に到達した。

すなわち，本発明はポリエチレンテレフタレートない
し少なくとも80モル％以上のエチレンテレフタレート系
繰り返し単位を有するポリエステル100重量部に対し
て，（イ）平均粒径50μ以下の無機化合物５〜30重量
部，（ロ）α−オレフィン80〜99重量％，グリシジルメ
タクリレートもしくはグリシジルアクリレート１〜20重
量％および酢酸ビニル０〜19重量％からなる共重合体１
〜15重量部，（ハ）繊維状強化材５〜50重量部を配合し
てなる押出し成形シートからなり，かつ結晶化度が10％
以上であることを特徴とする熱可塑性電気絶縁ボードに
関するものである。

ポリエステル樹脂が電気絶縁特性が良好であり，寸法
安定性，耐水性，耐薬品性も優れていることは，従来よ
り良く知られているが，押出し成形シートを電気絶縁ボ
ードとして使用する場合の力学的特性は不十分であるた
め，耐衝撃性の付与として（ロ）成分，すなわちグリシ
ジル（メタ）アクリレートを共重合したポリオレフィン
を添加することが必要であり，それと共に弾性率を向上
させるために，（ハ）成分の繊維状強化材の併用および
10％以上の結晶化が必要である。さらに結晶化促進剤お
よび表面の平滑性付与の点から，（イ）成分，すなわち
平均粒径50μ以下の無機化合物の使用も欠くことができ
ない。

なお，本発明における樹脂組成物は必要に応じてさら
に熱安定剤，酸化安定剤，光安定剤，滑剤，顔料，難燃
剤，可塑剤等の添加剤を配合してもよい。

（作用）ポリエステル樹脂に成分（イ），（ロ），（ハ）を配
合することにより得られる押出し成形シート用の樹脂組
成物から押出し成形により得られたシートは，高弾性率
でかつ耐衝撃性に優れ，表面平滑でこれを10％以上結晶
化させると，さらに高弾性率となり，常温の打抜き加工
においてもクラック，層間剥離発生が無く，従来用いら
れてきた熱硬化性樹脂による積層板より，著しい加工性
向上が認められる。

ここで述べた結晶化度は，赤外全反射吸収スペクトル
法により求められる。その方法について以下に述べる。

厚さ100μｍのポリエステルフィルムを熱処理の温度
と時間を変え,10種類の結晶化度測定標準試料を作製し,
FT−IR−ATRスペクトルを測定し，結晶化バンド1341cm
^-1と規格化バンド1409cm^-1の吸光度比（Ｐ）を求める。
これら２種のバンドのポリエステル樹脂の結晶化度依存
性については,Journal Polymer Science,Polymer Lette
r Edition,VOL.12,P.13（1974）に詳しく記載されてい
る。

この吸光度比（Ｐ）を10種類の試料について密度法で
求めた結晶化度（Xc）に対してプロットすると，下記に
示す直線関係が得られる。

（関係式Ｉ） Xc＝37.81P−7.44（％）ポリエステル樹脂の結晶化度（Xc）と密度（ρｘ）の
関係についてはよく知られており，（関係式II）（ただし，ρｃは結晶化ポリエステル樹脂の密度で1.45
5g/cm³,ρａは非晶ポリエステル樹脂の密度で1.335g/cm
³である。）の関係式で求められる。ここで未知試料の結晶化度は,1
341cm^-1バンドと1409cm^-1バンドの吸光度比から上記関
係式Ｉを用いることにより，結晶化度を求めることがで
きる。

該方法で測定した結晶化度が10％に到らない場合は，
シートの弾性率が不足し，打抜き加工時の変形およびス
ポットハンド作業時の熱変形が生じるため，結晶化度は
10％以上，好ましくは18％以上が必要である。シートを
結晶化させる方法としては，一般的にはＴダイより押出
し，冷却ロールで成形された非晶シートをガラス転移点
以上，融点以下の温度で両面より熱プレスする方法が最
も短時間で実施でき好ましいが，熱風オーブン中（遠）
赤外線ヒータ照射，熱ロールプレス等を採用しても良
い。用いられるポリエチレンテレフタレートとは，テレ
フタル酸ないしテレフタル酸のエステルとエチレングリ
コールとから通常の溶融重合法で得られるもの，ないし
はそれを固相重合処理をしたものである。そして少なく
とも80モル％以上のエチレンテレフタレート繰り返し単
位を有するポリエステルとは,80モル％以上のエチレン
テレフタレート繰り返し単位と他の繰り返し単位，すな
わち他の共重合成分とからなる共重合体を意味し，上記
の他の共重合成分としては種々の酸成分，グリコール成
分を使用することができる。

たとえば酸成分としては，イソフタル酸，ナフタレン
ジカルボン酸，ジフェニルエーテルジカルボン酸，ジフ
ェニルメタンジカルボン酸，ジフェニルスルホンジカル
ボン酸,p−（２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸,5−ナ
トリウムスルホイソフタル酸，アジピン酸，アゼライン
酸，セバシン酸，ドデカン−1,12−ジカルボン酸，テト
ラデカン−1,14−ジカルボン酸，ヘキサデカン−1,16−
ジカルボン酸，オクタデカン−1,18−ジカルボン酸,6−
エチル−ヘキサデカン−1,16−ジカルボン酸等を挙げる
ことができる。

また，グリコール成分としてはプロピレングリコー
ル，ジエチレングリコール，ブチレングリコール，ペン
チルグリコール，ネオペンチルグリコール，ヘキサメチ
レングリコール，ポリエチレングリコール，ポリテトラ
メチレングリコール等のポリアルキレングリコール等を
挙げることができる。

本発明の（イ）成分として使用される無機化合物は，
その粒径，形状によってシート表面の平滑剤，強化材，
機械的性質の異方性の緩和剤，結晶核剤としての効果が
異なる。平均粒径が約50μを超えるとその効果が小さく
なるので，通例は平均粒径50μ以下の無機化合物が有用
である。平均粒径50μ以下の無機化合物の具体例とし
は，カーボンブラック，シリカ，炭酸カルシウム，合成
ケイ酸およびケイ酸塩，亜鉛華，ハロサイトクレー，カ
オリン，塩基性炭酸マグネシウム，マイカ，タルク，石
英粉，ウォラストナイト，ドロマイト粉，酸化チタン，
硫酸バリウム，硫酸カルシウム，アルミナ等を挙げるこ
とができ，これらの無機化合物の一種またはそれ以上を
使用することができる。なかでもタルク，マイカ，ウォ
ラストナイトが本発明において効果が大きい。

本発明において，（ロ）成分として使用するα−オレ
フィン−グリシジル（メタ）アクリレート共重合体また
はα−オレフィン−グリシジル（メタ）アクリレート−
酢酸ビニル共重合体におけるグリシジル（メタ）アクリ
レートの含有量は１〜20重量％，好ましくは１〜10重量
％であり,1重量％以下の場合にはポリエステル樹脂との
架橋結合による三次元的分子構造の生成が充分でなく,2
0重量％以上の場合，ゲル化などの副反応が生じる恐れ
があるので好ましくない。これらの共重合体におけるα
−オレフィン成分は，エチレン，プロピレン，ブテン−
１などである。共重合体における酢酸ビニル成分は０〜
19重量％含有することができる。酢酸ビニル含有量が19
重量％を超える場合には，得られる熱可塑性電気絶縁ボ
ードの熱安定性が低下するので好ましくない。

本発明において用いられ繊維状強化材としては，たと
えばガラス繊維，炭素繊維，芳香族ポリアミド繊維，炭
化ケイ素繊維，チタン酸繊維等を具体例として挙げるこ
とができる。通常はガラス繊維がよく使用される。ま
た，各種繊維の直径および長さについては特に制限され
るものではないが，繊維長が長すぎるとポリエスレルや
他の配合剤と均一に混合，分散させることが難しく，逆
に繊維長が短かすぎると強化材としての効果が不十分と
なるため，通常は0.1〜10mmの繊維長のものが使用さ
れ，特に繊維状強化材がガラス繊維である場合には繊維
長としては0.1〜7mmが好ましく，さらには0.3〜4mmが望
ましい。

また，繊維状強化材はポリエステルとの界面接着力を
向上させて補強効果を上げる目的で，必要に応じて種々
の化合物で処理したものを使用することができる。繊維
状強化材としてガラス繊維を使用する際には，種々の表
面処理剤，たとえばビニルトリエトキシシラン，γ−メ
タクリロキシプロピルメトキシシラン，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，
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン，γ−クロロプロピル
メトキシシラン，γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン等のシラン系処理剤，メタクリレートクロミック
クロリド等のクロム系処理剤で処理したものが使用され
る。本発明の樹脂組成物中の各成分の配合比について
は，（イ）成分，すなわち平均粒径50μ以下の無機化合
物はシートの表面平滑剤，強化剤，機械的性質の異方性
緩和剤，結晶核剤というように多機能を目的とする添加
剤である。ポリエステル成分100重量部に対して５重量
部より少ないとシートの表面平滑剤，機械的性質の異方
性緩和剤，強化材としての効果が不十分でり，また逆に
30重量部より多く配合すると機械的性質が著しく劣化す
る。したがって（イ）成分の配合量はポリエステル成分
100重量部に対して５〜30重量部であり，好ましくは10
〜24重量部である。（ロ）成分，すなわちグリシジル
（メタ）アクリレート共重合ポリオレフィンの配合量に
関しては,1重量部より少ないと架橋結合による三次元的
分子構造の生成が不十分であり，逆に30重量部より多く
配合してもゲル化を促進するので好ましくない。したが
って，（ロ）成分の配合量は１〜30重量部，好ましくは
３〜10重量部である。（ハ）成分，繊維状強化材の配合
量に関しては,5重量部より少ないと強化材としての効果
が不十分であり,50重量部を超えるとシート表面の平滑
性を著しく悪くする。

したがって，繊維状強化材の配合量は５〜50重量部で
あり，好ましくは10〜40重量部である。

（実施例）以下，実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

極限粘度0.95のポリエチレンテレフタレート100部に
第１表に示すような本発明による組成（ａ），（ｂ）２
種類と，比較用組成（ｃ），（ｄ）２種類を配合して２
軸押出機で溶融混練してペレットを作成し，これをＴダ
イを用いた押出しシート成形装置にて1mm厚のシートに
成形し，温度180℃の熱プレス装置を用いて0.kg/cm²の
圧力下で４分間熱付与による結晶化を行った。それらの
シートの測定結果と紙とフェノール樹脂の積層板の測定
結果を第２表に示した。

比較例として作成した（ｃ）は，本発明による（ａ）
および（ｂ）に比べて衝撃強度が低く，比較例（ｄ）は
曲げ強度が低い結果となった。また，積層到は吸水率が
高く，耐水性および耐薬品性も著しく悪く，さらに適正
打抜き温度も150℃と高く，表面抵抗率も小さく産業上
からなり限定された利用分野にしか適さないことが判明
した。

これらに比べ本発明により実施したものは，全測定項
目に渡り優れた結果を示した。

（発明の効果）実施例にも示したように本発明の熱可塑性電気絶縁ボ
ードは，安価な原料を用いて，小規模な設備により，高
効率に製造することが可能であるにもかかわらず，寸法
安定性，耐薬品性，常温打抜き加工性に優れ，かつ高弾
性率で衝撃強度も高いものである。そのため広範囲な産
業で利用可能で，過酷な条件下でも使用できるという格
別なる効果を奏でる新しい熱可塑性電気絶縁ボードであ
る。

フロントページの続き (72)発明者奥村新司京都府宇治市宇治小桜23 ユニチカ株式会社中央研究所内審査官辻徹二

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレンテレフタレートないし少なく
とも80モル％以上のエチレンテレフタレート系繰り返し
単位を有するポリエステル100重量部に対して，（イ）
平均粒径50μ以下の無機化合物５〜30重量部，（ロ）α
−オレフィン80〜99重量％，グリシジルメタクリレート
もしくはグリシジルアクリレート１〜20重量％および酢
酸ビニル０〜19重量％からなる共重合体１〜15重量部，
（ハ）繊維状強化材５〜50重量部を配合してなる押出し
成形シートからなり，かつ結晶化度が10％以上であるこ
とを特徴とする熱可塑性電気絶縁ボード。
【請求項２】平均粒径50μ以下の無機化合物としてタル
ク，マイカ，ウォラストナイトの群から選ばれる無機物
の一種以上を使用することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の熱可塑性電気絶縁ボード。