JP3573729B2 - 電気絶縁用樹脂組成物および電子部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含浸用および塗料用として好適な電気絶縁用樹脂組成物およびそれを利用した電子部品に関し、特に溶剤型ワニスで希釈剤としてトルエンやキシレンおよび石油系炭化水素を使用しない環境調和型の電気絶縁用樹脂組成物およびそれを利用した電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル樹脂を含有する樹脂組成物は、電気的、機械的特性および硬化特性等に優れているため、各方面で使用されている。例えば、電気絶縁分野では、コイル等の含浸に使用されている。
【０００３】
このような含浸用または塗料用として使用する樹脂組成物には、溶剤型と無溶剤型の２種類のワニスがある。このうち溶剤型ワニスには、通常、希釈剤としてトルエンやキシレンまたは石油系炭化水素が含有されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近の環境に対する意識の高まりから、樹脂組成物の希釈剤として用いられる溶剤にも環境に配慮したものが求められている。例えば、樹脂組成物の希釈剤として用いられる前記トルエンやキシレンは、毒劇物取締法の劇物、労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規則の第２種有機溶剤、化学物質管理促進法（ＰＲＴＲ法）の第１種指定化学物質に指定されており、使用には多くの注意が必要である。
【０００５】
さらに、他の希釈剤である石油系炭化水素も、少量のトルエンやキシレンを含み、労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規則の第３種有機溶剤であるため、代替溶剤として必ずしも十分なものではなかった。このためトルエンやキシレンを含まない環境調和型の電気絶縁用樹脂組成物が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記したような課題を解決するためになされたものであって、希釈溶剤としてトルエンやキシレンを含まず、環境に配慮した電気絶縁樹脂組成物、およびこれを利用した電子部品を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成しようと鋭意研究を進めた結果、後述する組成の樹脂組成物を用いることによって、上記目的を達成できることを見いだし、本発明を完成したものである。
【０００８】
すなわち、本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、（Ａ）ポリエステル樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂またはメラミン樹脂、および（Ｃ）プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを必須成分として含有することを特徴とする。
【０００９】
前記（Ｂ）フェノール樹脂またはメラミン樹脂は、前記（Ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対して、３〜５０重量部含有されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の電子部品は、上記したような電気絶縁用樹脂組成物が塗布又は含浸硬化されて作製されるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１２】
本発明に使用される（Ａ）ポリエステル樹脂は、酸成分、アルコール成分、必要に応じて変性剤を用いて反応させて得られるものである。
【００１３】
ここで用いる酸成分としてはフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸等の飽和酸または、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、トール油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸等が挙げられ、これらは単独又は２種類以上混合して使用することができる。
【００１４】
また、アルコール成分としては、例えば、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，６−シクロヘキサンジメタノール等の２価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコールが挙げられ、これらは単独又は２種類以上混合して使用することができる。
【００１５】
それ以外に変性成分として、アマニ油、大豆油、ヤシ油、トール油、石油樹脂、ジシクロペンタジエン、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ポリフェノール型エポキシ樹脂等を添加してもよく、これらは必要に応じて単独又は２種類以上混合して添加しても良い。
【００１６】
本発明に用いる（Ｂ）フェノール樹脂またはメラミン樹脂は硬化成分として用いられるものである。
【００１７】
フェノール樹脂としては、レゾール型およびノボラック型があり、これらはそれぞれ単独または２種類以上混合して用いることができる。メラミン樹脂としては、メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂等のアルキル化メラミン樹脂等があり、これらはそれぞれ単独または２種類以上混合して用いることができる。
【００１８】
前記フェノール樹脂およびメラミン樹脂は、混合して用いても良い。これらの成分の配合量は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して３〜５０重量部配合することが望ましい。３重量部未満ではポリエステルを十分に架橋する効果が乏しく好ましくない。また、５０重量部を超えると硬化物が剛直になり、もろくなる傾向にあるため十分な柔軟性が得られない。さらに、ワニスのライフも短くなる傾向にあるので好ましくない。
【００１９】
本発明に用いる（Ｃ）プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートは希釈剤として使用されるものである。アルキル基が、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが使用できるが、コストや沸点の点からプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが望ましい。
【００２０】
その他にエチレングリコールの誘導体およびそのアセテート体も使用できるが、労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規則の第２種有機溶剤に該当するため、環境に配慮するという意昧からあまり好ましくない。
【００２１】
本発明では、必要に応じて硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤としては、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸マンガン、オクチル酸コバルト、オクチル酸鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、塩化第一錫、塩化第二錫等の金属触媒、パラトルエスルホン酸等の酸触媒が挙げられ、これらは単独または２種類以上混合して使用しても良い。
【００２２】
これらの配合量は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して０．００〜５．００重量部とすることが望ましい。ポリエステルの樹脂組成によっては必ずしも配合しなくてもよい。配合量が５．００重量部を超える場合、ワニスライフが短くなり、またワニス硬化物の柔軟性が損なわれるため好ましくない。
【００２３】
本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、前記酸成分、アルコール成分、変性剤等を配合し、加熱反応させてポリエステル樹脂とした後（必要に応じてさらにキシレンなどで還流させて得られるポリエステル樹脂から、減圧によって還流に使用した溶剤を完全除去したのち）に、希釈剤として少なくともプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを含むもので希釈することによって得られる。その後、さらに希釈剤、硬化促進剤等を配合してもよい。
【００２４】
以上のようにして得られた電気絶縁用樹脂組成物は、例えば金属板上への塗布、コイルヘの含浸や注形などによって、各種の電気部品の絶縁に用いることができる。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において「部」とは「重量部」を意味する。
【００２６】
（実施例１）
攪拌機、温度計、リービッヒコンデンサーを取り付けた２Ｌの４つ口フラスコに、大豆油脂肪酸２０６．０部、イソフタル酸１０５．０部、２−ヒドロキシエチルイソシアヌレート１１２．０部、ペンタエリスリトール４０．０部を入れ、１７５℃まで昇温させ１時間保った後、２２０℃まで４時間かけて反応させ、さらに２４０℃まで４時間かけて反応させた。２４０℃になったら、キシレンにて還流を行い、反応を進めた。反応は、コーンプレートによる１２５℃の粘度が２５Ｐになったら終了させ、減圧により還流に使用したキシレンを除去した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３９０．５部で希釈した。
【００２７】
１００℃以下でフェノール樹脂（昭和高分子製 ＣＫＭ１６３６）６０．０部、フェノール樹脂（大日本インキ化学工業製 スーパーベッカサイト＃１００１）３２．０部を加えた。さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５８．０部、ナフテン酸コバルト０．２部、ナフテン酸鉛１．０部を加え、３０分攪拌後、ろ過し、フェノール樹脂変性ポリエステル樹脂を得た。
【００２８】
（実施例２）
攪拌機、温度計、リービッヒコンデンサーを取り付けた２Ｌの４つ口フラスコに、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製 エピコート１００４）３３０．０部、同様のエピコート１００７ １６５．０部、ヤシ油脂肪酸１９０．０部、アマニ油脂肪酸４８．０部入れ、２００℃まで昇温させ１時間保った後、さらに２４０℃まで４時間かけて反応させた。２４０℃になったら、キシレンにて還流を行い、反応を進めた。反応は、樹脂酸価３以下になったら終了させ、減圧により還流に使用したキシレンを除去した。その後１５０℃以下においてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート９５４．０部で希釈した。さらに、８０℃以下でメラミン樹脂（三井サイメック製 ユーバン１６９）２４８部を加え、３０分撹件後ろ過し、メラミン樹脂変性ポリエステル樹脂を得た。
【００２９】
（比較例１）
攪拌機、温度計、リービッヒコンデンサーを取り付けた２Ｌの４つ口フラスコに、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製 エピコート１００４）３３０．０部、同様のエピコート１００７ １６５．０部、ヤシ油脂肪酸１９０．０部、アマニ油脂肪酸４８．０部入れ、２００℃まで昇温させ１時間保った後、さらに２４０℃まで４時間かけて反応させた。２４０℃になったら、キシレンにて還流を行い、反応を進めた。反応は樹脂酸価３以下になったら終了させ、還流に使用したキシレンを除去せずに、キシレン９５４．０部で希釈した。さらに、８０℃以下でメラミン樹脂（大日本インキ化学工業製 スーパーべッカミンＪ−８２０）２４８部を加え、３０分攪拌後、ろ過し、メラミン樹脂変性ポリエステル樹脂を得た。
【００３０】
次に、実施例１、２および比較例１の樹脂組成物を用いて、以下に示す試験方法にて各試験を行った。結果を表１に示す。
【００３１】
試験方法
試験１．乾燥時間試験（ＪＩＳ Ｃ ２０１３、１４．２（２）−１９９１）
金属板に樹脂組成物を塗布して試験片とし、この試験片を室温に３０分間つるした後、所定の温度と時間、恒温槽中につるして乾燥させた。試験片を恒温槽から取出し、室温に放冷してから、その中央部を軽く指先で挟んでみて、へこみができず、また塗膜を指先でこすってみて、膜面にきずがつかないかどうか確認した。
【００３２】
試験２．内部乾燥性試験（ＪｌＳ Ｃ ２１０３、５．８−１９９９）
樹脂組成物を平底皿に６ｍｍの深さまで入れ、これを恒温槽中で所定の温度と時間加熱してから取出したものを試験片とした。次に、直ちにこの試験片に深さが内底に達するように、また、長さが中心を通って周辺に及ぶように十字形に切り込みを付け、これが２０〜３０℃になったとき、平底の内底からピンセツトで約０．０２ｍ／ｓの速さで内容物を３０ｍｍ引き上げて５秒間保っても、糸状につながらないかどうかを調べた。結果は、糸状につながらなかったものを「○」、糸状につながったものを「×」で示した。
【００３３】
試験３．屈曲性試験（ＪｌＳ Ｃ ２１０３、６．４．１−１９９９）
金属板に樹脂組成物を塗布して試験片とし、この試験片を規定の温度と時間で追加乾燥した後、室温で放冷してから、２５±５℃の水中に約２分間保ち、そのままの状態で塗膜を外側にして３ｍｍφの丸棒に沿って約３秒間で１８０度折り曲げた後、１５０℃の恒温槽中に２４ｈ放置後、塗膜にひびが入っていないか、また金属板からはがれていないかどうかを目視で調べた。結果は、ひびおよびはがれがなかったものを「○」で示し、ひびまたははがれがあったものを「×」で示した。
【００３４】
試験４．耐油性試験（ＪｌＳ Ｃ ２１０３、２５．１−１９９１）
金属板に樹脂組成物を塗布して試験片とし、この試験片を規定の温度と時間で追加乾燥した後、この試験片を２号絶縁油が入れられた１２０℃の恒温槽中に２４時間放置した後、塗膜の泡、膨れ、割れ、はがれの有無を確認した。結果は、塗膜に泡、膨れ、割れおよびはがれのいずれもなかったものを「○」で示し、泡、膨れ、割れまたははがれがあったものを「×」で示した。
【００３５】
試験５．絶縁破壊の強さ（ＪｌＳ Ｃ ２１０３、６．８．３−１９９９）
金属板に樹脂組成物を塗布して試験片とし、この試験片を規定の温度と時間で追加乾燥した後、デジケータ中に試験片を入れ１５分以上放冷した後、これを取り出して塗膜の厚さを測定し、さらに２５±５℃の絶縁油中に浸し、２〜５分後に絶縁破壊電圧を測定した。
【００３６】
以下に、各試験に使用した試験片の硬化条件を示す。
（実施例１の硬化条件）
試験１＝１３０℃×１ｈ
試験２＝１３０℃×３ｈ
試験３、４、５＝１３０℃×３ｈ＋１３０℃×２４ｈ
（実施例２および比較例１の硬化条件）
試験１＝１３０℃×１ｈ
試験２＝１３０℃×２ｈ
試験３、４、５＝１３０℃×２ｈ＋１３０℃×６ｈ
【表１】

【００３７】
表１からも明らかなように、本発明の電気絶縁用樹脂組成物はトルエンやキシレンを含まず、かつ従来の樹脂組成物と同等の特性を有し、含浸用および塗料用として環境に配慮した好適なものであることが認められた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の電気絶縁用樹脂組成物は、希釈剤としてトルエンやキシレンまたは石油系炭化水素の代わりに少なくともプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを含むものを使用することで、環境に配慮したものであるとともに、トルエンやキシレンまたは石油系炭化水素を使用した電気絶縁用樹脂組成物と同等の特性を有するものである。

Claims (3)

1. （Ａ）ポリエステル樹脂、
   （Ｂ）フェノール樹脂またはメラミン樹脂、および
   （Ｃ）プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを必須成分として含有することを特徴とする電気絶縁用樹脂組成物。
2. 前記（Ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対して、前記（Ｂ）フェノール樹脂またはメラミン樹脂を３〜５０重量部含有することを特徴とする請求項１記載の電気絶縁用樹脂組成物。
3. 請求項１または２記載の電気絶縁用樹脂組成物が塗布又は含浸硬化されてなることを特徴とする電子部品。