JP2540562B2 - 熱可塑性電気絶縁ボ―ド - Google Patents

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，ハン
ダ耐熱性に優れ，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，ハンダ耐熱性，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，本発明は少なくとも85モル％以上の1,4−
シクロヘキサンジメ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，該ポリエステルのガラス転移点以
上融点以下の温度で熱処理されてい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ハンダ耐熱性を向上させるた
めには、少なくとも85モル％以上の1,4−シクロヘキサ
ンジメチレンテレフタレート系繰り返し単位を有するこ
とが必要であり，かつ，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該ポリエステルのガラス転移点以上
融点以下の温度での熱処理による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，表面平滑でこれをさらに該ポリ
エステルのガラス転移点以上融点以下の温度で熱処理
し，結晶化させるとさらに高弾性率となり，該ポリエス
テルの融点は250℃を超えているので250℃,30秒間のハ
ンダ浸漬による少なくとも一方向の収縮率が３％以下と
なり，かつ，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。

Ｔダイより抽出し，冷却ロールで成形された非晶シー
トを熱処理する方法は，シートの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。

用いられるポリエステルとは，テレフタル酸またはテ
レフタル酸の低級アルキルエステルと1,4−シクロヘキ
サンジメタノールとから通常のエステル化反応またはエ
ステル交換反応によって得られる低重合体を通常の方法
で溶融重合して得られるもの，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85モル％以上
の1,4−シクロヘキサンジメ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,85モル％以上の1,4
−シクロヘキサンジメ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，グル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，グルコール成分としてはエチレングリコール，
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。

本発明のポリエステル中の1,4−シクロヘキサンジメ
チレンテレフタレートの繰り返し単位数が85モル％に満
たない場合，融点が250℃以下と低くなり,250℃のハン
ダ耐熱性を有することができなくなるため，該成分の繰
り返し単位数は85モル％以上であることが，好ましくは
88モル％以上であることが必要である。

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て
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る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テルや
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，機械的性質は異方性緩和
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あり，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。

1,4−シクロヘキサンジメタノール88モル％とエチレ
ングリコール12モル％とテレフタル酸を溶融重合したポ
リエステルを極限粘度0.95になるように固相重合し，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0.5kg/cm²の圧
力下で４分間の熱処理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，積層板は吸水率が
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，ハン
ダ耐熱性も悪く産業上か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。

これらに比べて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，ハンダ耐熱性に
優れ，かつ高弾性率で衝撃強度も高いものである。その
ため広範囲の産業で利用可能で，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。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも85モル％以上の1,4−シクロヘ
   キサンジメ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50
   μ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，該ポリエステルのガラス転移点以上融点以下
   の温度で熱処理されていることを特徴とする熱可塑性電
   気絶縁ボード。
2. 【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。