JP3485011B2 - 不飽和ポリエステル樹脂成形材料及び成形品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にモーターの封
入に使用される不飽和ポリエステル樹脂成形材料に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境への配慮から、自動車業
界では排気ガスを出さないか、あるいは少ない排気ガス
しか出さないクリーンな電気自動車やハイブリッドカー
の開発が進み、市販車も各メーカーから販売されつつあ
る。これらクリーンな自動車は従来の内燃機関の代わり
にモーターを動力源とするものであるが、自動車用のモ
ーターは洗濯機などの通常の家電に使用されるモーター
よりも大型で高出力である。従って、静音性を確保した
り振動により動作の信頼性が低下したりしないようにす
るために、樹脂を含有する成形材料でモーターを封入す
ることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしモーターを成形
材料で封入すると、モーターのコイルから発生する熱を
外部に放散しにくくなり、モーターの温度が上がって出
力の低下を招く恐れがあった。そこで従来では成形材料
に水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムなどの無機充填
剤（形状は不定形で平均粒径は５〜３０μｍのもの）を
含有させて成形材料の熱伝導性を向上させようとしてい
るが、充分な放熱性を得ることができなかった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、モーターのコイルから発生する熱を外部に放熱し
やすくしてモーターの出力の低下を防止することができ
る不飽和ポリエステル樹脂成形材料を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
不飽和ポリエステル樹脂成形材料は、１０〜２０重量％
の不飽和ポリエステル樹脂と、０．１〜０．５重量％の
硬化剤と、３〜１０重量％のガラス繊維と、７０〜８０
重量％の無機充填剤を含有し、無機充填剤として略球状
の結晶シリカを無機充填剤の全量に対して５０重量％以
上用いて成ることを特徴とするものである。

【０００６】

【０００７】 また本発明の請求項２に係る不飽和ポリ
エステル樹脂成形材料は、請求項１に加えて、略球状の
結晶シリカの平均粒径が１５〜５０μｍであることを特
徴とするものである。

【０００８】 本発明の請求項３に係る成形品は、請求
項１又は２に記載の不飽和ポリエステル樹脂成形材料を
成形して成ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１０】不飽和ポリエステル樹脂は、二塩基酸と二
価アルコールとを縮合反応させて不飽和ポリエステルを
生成し、この不飽和ポリエステルをビニルモノマー（反
応性希釈剤）と混合して液状樹脂に調製された一般的な
ものを全般的に使用することができる。二塩基酸として
は、無水マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、無水フタ
ル酸、イソフタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、ヘッ
ト酸、無水ナジン酸などを例示することができる。二価
アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、１，３−ブチレングリコール、ジエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグ
リコール、ビスフェノールジオキシエチルエーテルなど
を例示することができる。ビニルモノマーとしては、ス
チレン、オルト−クロルスチレン、ジアリルフタレー
ト、トリアリルイソシアヌレート、メチルメタクリレー
ト、ジアリルベンゼンフォスフォネートなどを例示する
ことができる。不飽和ポリエステル樹脂の具体的な商品
としては、武田薬品工業（株）製のポリマール９５１６
や日本ユピカ（株）製のユピカ１２３などを例示するこ
とができる。

【００１１】硬化剤（重合開始剤）としては、各種の過
酸化物を単独であるいは二種類以上併せて用いることが
できる。具体的には、t-Butyl peroxy benzonete（例え
ば、日本油脂製のパーブチルＺ）や1,1-Bis(t-butyl pe
roxy)-3,3,5-trimethyl cyclo hexane（例えば、日本油
脂製のパーヘキサ３Ｍ）などを用いることができる。ガ
ラス繊維としては、従来から国内や海外で販売されて成
形材料に使用されているものを任意に用いることができ
る。例えば、日本硝子繊維（株）、電気硝子（株）、セ
ントラル硝子（株）などから販売されているものを用い
ることができる。好ましくは、成形材料中での分散性な
どを考慮して繊維長が０．１〜５ｍｍ程度のガラスチョ
ップを用いるようにする。

【００１２】本発明では無機充填剤として略球形の結晶
シリカを用いる。略球形の結晶シリカは、長径と短径の
差が０〜５μｍの結晶シリカ（０μｍの場合は球形であ
り、５μｍ以内のものを略球形という）であって、鉱山
よりシリカの天然インゴットを採取して粉砕、分級する
ことによって、破砕状の結晶シリカを得て、この破砕状
の結晶シリカをさらにボールミルのような粉砕具で粉砕
処理した後、それを分級して得られるものである。具体
的には、九州セラミックス（株）製のクオーツグレイン
ＱＧ１０やクオーツグレインＱＧ３５などを用いること
ができる。

【００１３】 また本発明では無機充填剤として上記の
破砕状の結晶シリカを併用することができる。具体的に
は、龍森（株）製のクリスタライト３Ｋやクリスタライ
トＣＭＣ−１２などを用いることができる。無機充填剤
として略球形の結晶シリカと破砕状の結晶シリカを併用
する場合は、略球形の結晶シリカを無機充填剤の全量に
対して５０重量％以上用いる。略球形の結晶シリカが無
機充填剤の全量に対して５０重量％未満であれば、成形
材料を混練するニーダーや成形機、及び成形金型などの
摩耗が大きくなる恐れがある。勿論、無機充填剤の全部
（１００重量％）を略球形の結晶シリカで構成しても良
い。また略球形の結晶シリカと破砕状の結晶シリカのそ
れぞれの平均粒径（長径の平均）は、１５〜５０μｍで
あることが好ましい。略球形の結晶シリカと破砕状の結
晶シリカの平均粒径が１５μｍ未満であったり５０μｍ
を超えたりすると、成形材料の流動性が損なわれて成形
性が低下する恐れがある。尚、結晶シリカの粒径の測定
は、ＳＫレーザー法（湿式法）などを採用することがで
きる。

【００１４】そして上記の不飽和ポリエステル樹脂と硬
化剤とガラス繊維と無機充填剤、及びワックスなどの離
型剤や顔料などのその他の添加物を、ニーダーなどで常
温あるいは３０〜６０℃で加熱して均一に混合すること
によって、本発明の不飽和ポリエステル樹脂成形材料を
調製することができる。この不飽和ポリエステル樹脂成
形材料は不飽和ポリエステル樹脂を全量に対して１０〜
２０重量％含有するのが好ましい。不飽和ポリエステル
樹脂の含有量が１０重量％未満では樹脂分が不足して充
分な成形性（流れ性）が得られなくなる恐れがあり、不
飽和ポリエステル樹脂の含有量が２０重量％を超えると
樹脂分が過剰であって成形材料全体の粘度が低下して成
形性が損なわれる恐れがある。

【００１５】また不飽和ポリエステル樹脂成形材料は硬
化剤を全量に対して０．１〜０．５重量％含有するのが
好ましい。硬化剤の含有量が０．１重量％未満であれ
ば、不飽和ポリエステル樹脂の充分な硬化反応が得られ
ず、硬化不足から強度の低下を招く恐れがあり、硬化剤
の含有量が０．５重量％を超えると、不飽和ポリエステ
ル樹脂の硬化挙動が敏感になりすぎて成形材料の保存安
定性や成形品の外観の低下を引き起こす恐れがある。さ
らに不飽和ポリエステル樹脂成形材料はガラス繊維を全
量に対して３〜１０重量％含有するのが好ましい。ガラ
ス繊維の含有量が３重量％未満であれば、成形品の補強
効果が充分に発生されず、強度の低下が生じる恐れがあ
り、ガラス繊維の含有量が１０重量％を超えると、成形
材料の成形性の低下を引き起こす恐れがある。

【００１６】また不飽和ポリエステル樹脂成形材料は無
機充填剤を全量に対して７０〜８０重量％含有するのが
好ましい。無機充填剤の含有量が７０重量％未満であれ
ば、本発明の目的である高熱伝導性の成形材料及び成形
品を得ることができず、また無機充填剤の含有量が８０
重量％を超えると、有機分（樹脂分等）が不足して成形
材料の成形性の低下を引き起こす恐れがある。

【００１７】そして本発明の成形品は、上記の不飽和ポ
リエステル樹脂成形材料を加熱された金型に注入し、温
度１２０〜１７０℃、時間１０〜３０秒（成形品の厚み
１ｍｍ当たり）の条件で加熱硬化することによって得る
ことができるものである。

【００１８】本発明の不飽和ポリエステル樹脂成形材料
及び成形品は、無機充填剤として略球形の結晶シリカを
含有するので、熱伝導性が１．５Ｗ／ｍＫ以上となって
高熱伝導性を有するものとなり、モーターの封入用材料
として用いると、放熱性を損なうことなく静音性や信頼
性を確保することができるものである。しかも略球形の
結晶シリカであるので、ニーダーや金型に摩耗が発生し
にくくなるものである。

【００１９】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００２０】 （実施例１乃至８及び比較例１、２） 表１に示す配合量で、不飽和ポリエステル樹脂と硬化剤
とガラス繊維と無機充填剤、及びその他の添加剤（離型
剤と顔料）を配合し、温度４０℃、３０分間ニーダーで
混練して不飽和ポリエステル樹脂成形材料を得た。尚、
材料としては次のものを用いた。

【００２１】 不飽和ポリエステル樹脂：武田薬品工業
（株）製のポリマール９５１６ 硬化剤：化薬アクゾ（株）製の有機過酸化物（ｔ−アル
ミパーオキシ−２−エチルヘキサノエート） ガラス繊維：日本硝子繊維（株）製のＲＥＳ０３ＢＭ９ 略球状の結晶シリカ：九州セラミックス（株）製のクオ
ーツグレイン 破砕状の結晶シリカ：龍森（株）製のクリスタライト そして実施例１乃至８及び比較例１、２を用いて以下の
ような試験を行った。

【００２２】（１）熱伝導率の測定 直圧成形（温度１５０℃、圧力５０Ｐａ）にて厚さ３０
ｍｍの試験片を成形し、この試験片を用いてＪＩＳ Ｋ
６９１１に準じて測定した。

【００２３】 （２）成形性の測定 表面に渦巻き状の溝１を有する図１に示すようなスパイ
ラルフロー金型２を用いた。溝１の幅寸法は３ｍｍ、溝
１の最大深さは２ｍｍ、溝１の最大長さは１０００ｍ
ｍ、隣り合う溝１の間隔１．５ｍｍであって、金型２の
中央部にある溝の内側端部はカル部３として形成されて
いる。そしてカル部３から溝１に実施例１乃至８及び比
較例１、２をトランスファー成形の要領（温度１５０
℃、圧力７０Ｐａ）で注入し、カル部３から実施例１乃
至８及び比較例１、２の到達先までの距離を測定した。

【００２４】 （３）金型の摩耗の測定 ３０Ｔプランジャー式トランスファー成形機のポット部
にアルミニウム製のオリフィスを取り付け、オリフィス
に３０ｇ／ショットの実施例１乃至８及び比較例１、２
を１００ショット通過させた後のオリフィスの重量の減
少を測定した。

【００２５】結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】 表１から明らかなように、結晶シリカを
用いた実施例１乃至８は水酸化アルミニウムを用いた比
較例１よりも熱伝導性が高くなった。また破砕状の結晶
シリカを５０重量％以上用いた比較例２では、その他の
実施例に比較して金型の摩耗が大きくなった。また平均
粒径が１５μｍ未満の略球形の結晶シリカを用いた実施
例７や平均粒径が５０μｍ以上の破砕状の結晶シリカを
用いた実施例８ではその他の実施例よりも成形性（流れ
性）が低くなったが、比較例１よりは成形性が高かっ
た。

【００２８】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明
は、１０〜２０重量％の不飽和ポリエステル樹脂と、
０．１〜０．５重量％の硬化剤と、３〜１０重量％のガ
ラス繊維と、７０〜８０重量％の無機充填剤を含有し、
無機充填剤として略球状の結晶シリカを用いるので、水
酸化アルミニウムや炭酸カルシウムなどの無機充填剤を
含有させた従来の成形材料よりも熱伝導性を向上させる
ことができ、この成形材料でモーターを封入することに
よって、モーターのコイルから発生する熱を外部に放熱
しやすくしてモーターの出力の低下を防止することがで
きるものである。

【００２９】 また、略球状の結晶シリカを無機充填剤
の全量に対して５０重量％以上用いるので、混練する際
に用いるニーダーや成形品を成形する際に用いる金型と
の摩擦を小さくすることができ、ニーダーや金型の摩耗
を少なくすることができるものである。

【００３０】 また本発明の請求項２の発明は、略球状
の結晶シリカの平均粒径が１５〜５０μｍであるので、
流れ性を低下させないようにすることができ、成形性を
向上させることができるものである。

【００３１】 また本発明の請求項３の発明は、請求項
１又は２に記載の不飽和ポリエステル樹脂成形材料を成
形するので、モーターを封入することによって、モータ
ーのコイルから発生する熱を外部に放熱しやすくしてモ
ーターの出力の低下を防止することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形性を測定する際に用いる金型を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａの断面図
である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １０〜２０重量％の不飽和ポリエステル
   樹脂と、０．１〜０．５重量％の硬化剤と、３〜１０重
   量％のガラス繊維と、７０〜８０重量％の無機充填剤を
   含有し、無機充填剤として略球状の結晶シリカを無機充
   填剤の全量に対して５０重量％以上用いて成ることを特
   徴とする不飽和ポリエステル樹脂成形材料。
2. 【請求項２】 略球状の結晶シリカの平均粒径が１５〜
   ５０μｍ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成形材料。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の不飽和ポリエス
   テル樹脂成形材料を成形して成ることを特徴とする成形
   品。