JPH07242732A - 成形用エポキシ樹脂組成物ならびにそれを用いた高電圧機器用モールド製品およびその製法 - Google Patents

成形用エポキシ樹脂組成物ならびにそれを用いた高電圧機器用モールド製品およびその製法

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JPH07242732A
JPH07242732A JP6034860A JP3486094A JPH07242732A JP H07242732 A JPH07242732 A JP H07242732A JP 6034860 A JP6034860 A JP 6034860A JP 3486094 A JP3486094 A JP 3486094A JP H07242732 A JPH07242732 A JP H07242732A
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裕三 鐘ケ江
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 とくに高機械的強度、高靱性などのすぐれた
機械的特性およびすぐれた耐熱性を呈する樹脂組成物な
らびに該樹脂組成物を用いたモールド製品の製法および
該製法によってえられ、とくに耐クラック性にすぐれ、
高い信頼性を有するモールド製品を提供すること。 【構成】 エポキシ樹脂(A)、酸無水物(B)、硬化
促進剤(C)、カップリング剤(D)および充填剤
(E)が配合されてなる成形用エポキシ樹脂組成物、な
らびに該成形用エポキシ樹脂組成物を用いた高電圧機器
用モールド製品の製法および該製法によってえられた高
電圧機器用モールド製品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、成形用エポキシ樹脂組
成物ならびにそれを用いた高電圧機器用モールド製品お
よびその製法に関する。さらに詳しくは、とくに高機械
的強度、高靱性などのすぐれた機械的特性や耐熱性など
を呈する成形用エポキシ樹脂組成物、ならびに該成形用
エポキシ樹脂組成物を用いた高電圧機器用モールド製品
の製法および該製法によってえられ、耐クラック性など
にすぐれ、高い信頼性を有する、たとえばモールドコイ
ル、モールドモータ、ガス絶縁装置などの高電圧機器用
モールド製品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、モールドコイルやモールドモータ
などの高電圧機器用モールド製品は、ビスフェノールA
型エポキシ樹脂、酸無水物およびシリカなどの無機充填
剤からなるエポキシ樹脂組成物を注型法や加圧ゲル化法
を用いてモールド樹脂とすることにより、製造されてい
る。これらモールド製品には、長期間にわたる信頼性が
要求されるため、モールド樹脂中にコロナ放電の原因と
なるボイドがないことや、長期間にわたるヒートサイク
ルや外部応力に対する耐クラック性などの特性を有する
ことが必要とされる。
【0003】前記モールド製品のクラックは、モールド
製品内に埋込まれたインサート部材に起因する応力によ
って発生するものと考えられており、前記応力σは、簡
略的に式: σ=E×(αR−αI)×(Tg−To) (式中、Eはモールド樹脂の弾性率、αRはモールド樹
脂の熱膨張率、αIはインサート部材の熱膨張率、Tg
モールド樹脂のガラス転移温度、Toはヒートサイクル
の下限温度を示す)で表わされる。
【0004】従来、エポキシ樹脂組成物を用いたばあい
には、えられるモールド樹脂の機械的強度が不充分であ
ることから、シリカなどの無機充填剤を配合することに
よって、αRを低減させるとともにTgを100℃程度と
比較的低く設定し、応力を小さくしてクラックの発生を
抑制し、モールド製品に耐クラック性を付与していたの
で、機械的特性の観点からすると、従来のモールド製品
は、耐熱レベルがせいぜい70〜80℃程度とかなり低
く、耐熱性におとるものであった。
【0005】したがって、近年高電圧機器用モールド製
品の小規模化、大容量化が進行するにともなってモール
ド樹脂の薄肉化や耐熱性の向上などが要求されるように
なってきており、とくに機械的特性および耐熱性にすぐ
れたモールド樹脂を提供しうる樹脂組成物の開発が待ち
望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、すぐれた機械的特性や
耐熱性を呈する樹脂組成物、および該樹脂組成物を用い
て成形され、耐クラック性などにすぐれ、高い信頼性を
有する高電圧機器用モールド製品を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
一般式(I):
【0008】
【化10】 (式中、nは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされるエポキシ樹脂(A−1)、一般式(II):
【0009】
【化11】 (式中、R1はそれぞれ独立して水素原子またはメチル
基、xはそれぞれ独立して1〜4の整数、yは平均して
0または1〜4の整数を示す)で表わされるエポキシ樹
脂(A−2)、一般式(III):
【0010】
【化12】 (式中、zは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされるエポキシ樹脂(A−3)および一般式(IV):
【0011】
【化13】 (式中、sは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされるエポキシ樹脂(A−4)から選ばれた少なく
とも1種を含有したエポキシ樹脂(A)、酸無水物
(B)、硬化促進剤(C)、エポキシシラン系カップリ
ング剤、フェニルアミノシラン系カップリング剤、メル
カプトシラン系カップリング剤およびチタネート系カッ
プリング剤から選ばれた少なくとも1種のカップリング
剤(D)ならびに平均粒子径が60μm以下で、粒子径
が5μm以下の粒子を5重量%以上含有したシリカ充填
剤および/またはアルミナ充填剤からなる充填剤(E)
を主成分とし、酸無水物(B)の酸無水物基の数とエポ
キシ樹脂(A)のエポキシ基の数との比(酸無水物基の
数/エポキシ基の数)の値が0.5〜1.5であり、硬
化促進剤(C)の配合量がエポキシ樹脂(A)100重
量部に対して0.05〜10重量部であり、カップリン
グ剤(D)の配合量が充填剤(E)100重量部に対し
て0.05〜5重量部であり、充填剤(E)の含有量が
35〜95重量%である成形用エポキシ樹脂組成物、
前記成形用エポキシ樹脂組成物を用いたモールド製品の
製法であって、硬化促進剤(C)とそれ以外の成分から
なる定量混合物とを混合して樹脂組成物を調製したの
ち、該樹脂組成物を5〜100kg/cm2の圧力で金
型内に注入し、成形することを特徴とする高電圧機器用
モールド製品の製法、エポキシ樹脂(A)、酸無水物
(B)、硬化促進剤(C)およびカップリング剤(D)
が配合されてなる成形用エポキシ樹脂組成物を用いたモ
ールド製品の製法であって、金型内に設けられたインサ
ート部材を繊維シートで覆い、硬化促進剤(C)とそれ
以外の成分からなる定量混合物とを混合して樹脂組成物
を調製したのち、該樹脂組成物を金型内に圧入し、成形
することを特徴とする高電圧機器用モールド製品の製
法、ならびに前記製法によってえられた高電圧機器用
モールド製品に関する。
【0012】
【作用および実施例】本発明の成形用エポキシ樹脂組成
物(以下、成形用エポキシ樹脂組成物(I)または樹脂
組成物(I)という)は、前記したように、一般式
(I):
【0013】
【化14】 (式中、nは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされるエポキシ樹脂(A−1)、一般式(II):
【0014】
【化15】 (式中、R1はそれぞれ独立して水素原子またはメチル
基、xはそれぞれ独立して1〜4の整数、yは平均して
0または1〜4の整数を示す)で表わされるエポキシ樹
脂(A−2)、一般式(III):
【0015】
【化16】 (式中、zは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされるエポキシ樹脂(A−3)および一般式(I
V):
【0016】
【化17】 (式中、sは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされるエポキシ樹脂(A−4)から選ばれた少なく
とも1種を含有したエポキシ樹脂(A)、酸無水物
(B)、硬化促進剤(C)、エポキシシラン系カップリ
ング剤、フェニルアミノシラン系カップリング剤、メル
カプトシラン系カップリング剤およびチタネート系カッ
プリング剤から選ばれた少なくとも1種のカップリング
剤(D)ならびに平均粒子径が60μm以下で、粒子径
が5μm以下の粒子を5重量%以上含有したシリカ充填
剤および/またはアルミナ充填剤からなる充填剤(E)
を主成分とし、酸無水物(B)の酸無水物基の数とエポ
キシ樹脂(A)のエポキシ基の数との比(酸無水物基の
数/エポキシ基の数)の値が0.5〜1.5であり、硬
化促進剤(C)の配合量がエポキシ樹脂(A)100部
(重量部、以下同様)に対して0.05〜10部であ
り、カップリング剤(D)の配合量が充填剤(E)10
0部に対して0.05〜5部であり、充填剤(E)の含
有量が35〜95重量%であるものである。
【0017】本発明の成形用エポキシ樹脂組成物(I)
には、2官能エポキシ樹脂であり、スピロ環骨格、ブロ
ム化ビスA骨格、ブロム化ビスF骨格、ベンゼン環単環
骨格やナフタレン環骨格を有するエポキシ樹脂(A)が
配合されているので、該成形用エポキシ樹脂組成物
(I)は、とくに高機械的強度、高靱性などのすぐれた
機械的特性を呈し、したがって該成形用エポキシ樹脂組
成物(I)を用いてえられた高電圧機器用モールド製品
(以下、モールド製品ともいう)は、応力の発生が抑制
され、耐クラック性、生産性、成形性などが大幅に向上
されたものとなる。
【0018】本発明に用いられるエポキシ樹脂(A)
は、前記したように、えられる成形用エポキシ樹脂組成
物(I)にとくに高機械的強度、高靱性などのすぐれた
機械的特性を付与する性質を有するものである。
【0019】前記エポキシ樹脂(A)は、一般式
(I):
【0020】
【化18】 (式中、nは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされる、スピロ環骨格を有するエポキシ樹脂(A−
1)、一般式(II):
【0021】
【化19】 (式中、R1はそれぞれ独立して水素原子またはメチル
基、xはそれぞれ独立して1〜4の整数、yは平均して
0または1〜4の整数を示す)で表わされる、ブロム化
ビスA骨格またはブロム化ビスF骨格を有するエポキシ
樹脂(A−2)、一般式(III):
【0022】
【化20】 (式中、zは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされる、ベンゼン環単環骨格を有するエポキシ樹脂
(A−3)および一般式(IV):
【0023】
【化21】 (式中、sは平均して0または1〜4の整数を示す)で
表わされる、ナフタレン環骨格を有するエポキシ樹脂
(A−4)から選ばれた少なくとも1種を含有したもの
である。
【0024】なお、本発明においては、エポキシ樹脂
(A)が、前記エポキシ樹脂(A−1)、(A−2)、
(A−3)および(A−4)以外にも、たとえばビスA
骨格を有するビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスF
骨格を有するビスフェノールF型エポキシ樹脂や、ビフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂などの各種エポキシ樹
脂が配合されたものであってもよいが、とくに樹脂組成
物(I)の粘度を低下させる目的で用いるばあいには、
常温で液状の2官能エポキシ樹脂が好適であり、硬化物
の架橋密度が上昇しすぎることがないという点からビス
フェノールA型エポキシ樹脂および/またはビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂が配合されたものが好ましい。
【0025】前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量
は、あまりにも大きいばあいには、えられる樹脂組成物
(I)の粘度が高くなり、また樹脂組成物(I)からえ
られた硬化物のガラス転移温度や機械的強度の低下が大
きくなる傾向があるので、3000以下、なかんづく2
500以下であることが好ましい。
【0026】また、エポキシ樹脂(A)における繰返し
単位の数にはとくに限定がないが、硬化物のガラス転移
温度や弾性率の低下の抑制を考慮すると、たとえば前記
エポキシ樹脂(A−1)、(A−2)、(A−3)およ
び(A−4)における平均繰返し単位の数n、y、zお
よびsは、それぞれ0〜2程度であることが好ましい。
【0027】本発明に用いられる酸無水物(B)は、前
記エポキシ樹脂(A)と反応して三次元架橋網目構造を
形成し、樹脂組成物(I)からえられた硬化物にすぐれ
た電気的特性や機械的特性を付与する性質を有するもの
である。
【0028】前記酸無水物(B)の代表例としては、た
とえばメチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキ
サヒドロキシフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無
水物、テトラヒドロフタル酸無水物、トリアルキルテト
ラヒドロフタル酸無水物、テトラブロモフタル酸無水
物、フタル酸無水物などのフタル酸無水物類などをはじ
め、メチルナジック酸無水物、トリメリット酸無水物、
ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ポリ(エチルオ
クタデカン二酸)無水物などがあげられ、これらは単独
でまたは2種以上を混合して用いることができるが、こ
れらのなかでは、常温での粘度が低く、樹脂組成物
(I)からえられた硬化物のガラス転移温度が比較的高
くなるという点からメチルテトラヒドロフタル酸無水物
やメチルナジック酸無水物などが好ましい。また、前記
エポキシ樹脂(A)と混合した際の混合物の低粘度化を
考慮すると、酸無水物(B)としては、常温で液状のも
のが好ましい。
【0029】前記酸無水物(B)のエポキシ樹脂(A)
100部に対する配合量(部)は、式: [酸無水物(B)の配合量(部)]=(酸無水物(B)
の分子量/酸無水物(B)1分子中の酸無水物基の数)
×(酸無水物(B)の酸無水物基の数/エポキシ樹脂
(A)のエポキシ基の数)×(100/エポキシ樹脂
(A)のエポキシ当量) で表わされるが、本発明においては、酸無水物(B)の
酸無水物基の数とエポキシ樹脂(A)のエポキシ基の数
との比(酸無水物基の数/エポキシ基の数)の値が、あ
まりにも大きいばあいには、樹脂組成物(I)からえら
れた硬化物のガラス転移温度が低くなって機械的特性の
向上があまり望めなくなるので、1.5以下、好ましく
は1.2以下となるように調整し、またあまりにも小さ
いばあいには、樹脂組成物(I)を加熱した際に重量の
減少が大きくなって機械的特性の向上があまり望めなく
なるので、0.5以上、好ましくは0.7以上となるよ
うに調整する。
【0030】本発明に用いられる硬化促進剤(C)の代
表例としては、たとえば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−フェニルイミダ
ゾールなどのイミダゾール類やその塩類;トリフェニル
ホスフィン、環状ホスフィン、トリブチルホスフィン、
テトラフェニルホスホニウムブロマイドなどの有機ホス
フィンなどのリン系化合物;脂肪族アミン類、脂肪族ポ
リアミン類、芳香族アミン類、第三アミン類などのアミ
ン類やその塩類;ジシアンジアミド、ルイス酸・塩基触
媒、ブレンステッド酸塩類、オクチル酸亜鉛やオクチル
酸スズなどの有機金属塩類、ポリメルカプタン類、マイ
クロカプセル触媒などのエポキシ樹脂を硬化させうる化
合物などがあげられ、これらは単独でまたは2種以上を
混合して用いることができるが、これらのなかでは、取
扱いやすく、反応性が大きいという点から2−エチル−
4−メチルイミダゾールが好ましい。
【0031】前記硬化促進剤(C)の配合量は、あまり
にも多いばあいには、発熱が大きくなり、さらに硬化反
応が局部的に急激に進行して不均一に進行するため、樹
脂組成物(I)からえられた硬化物の機械的強度の低下
が大きくなるようになるので、エポキシ樹脂(A)10
0部に対して10部以下、好ましくは6部以下となるよ
うに調整し、またあまりにも少ないばあいには、反応が
遅くなり、硬化反応に要する時間があまりにも長くなる
ようになるので、エポキシ樹脂(A)100部に対して
0.05部以上、好ましくは0.1部以上となるように
調整する。
【0032】本発明に用いられるカップリング剤(D)
は、エポキシシラン系カップリング剤、フェニルアミノ
シラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリ
ング剤およびチタネート系カップリング剤から選ばれた
少なくとも1種である。
【0033】前記エポキシシラン系カップリング剤の代
表例としては、たとえばγ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランなどがあげられ、フェニルアミノシラン
系カップリング剤の代表例としては、たとえばN−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどがあ
げられ、メルカプトシラン系カップリング剤の代表例と
しては、たとえばγ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シランなどがあげられ、またチタネート系カップリング
剤の代表例としては、たとえばイソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチル
ホスフェート)チタネートなどがあげられるが、これら
のなかでは、樹脂組成物(I)の粘度を上昇させずに、
えられた硬化物の強度の向上が図れるという点から、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポ
キシシラン系カップリング剤やチタネート系カップリン
グ剤などが好ましい。
【0034】前記カップリング剤(D)の配合量は、後
述する充填剤(E)の配合量に基づいて決定されるが、
かかるカップリング剤(D)の配合量があまりにも多い
ばあいには、樹脂組成物(I)からえられた硬化物の耐
熱性が低下するようになるので、充填剤(E)100部
に対して5部以下、好ましくは3部以下となるように調
整し、またあまりにも少ないばあいには、かかるカップ
リング剤(D)を用いないばあいと比べて硬化物の機械
的強度の向上効果が充分に発現されなくなるので、充填
剤(E)100部に対して0.05部以上、好ましくは
0.1部以上となるように調整する。
【0035】本発明に用いられる充填剤(E)は、シリ
カ充填剤および/またはアルミナ充填剤からなる。かか
るシリカ充填剤は、天然シリカであってもよく、また合
成シリカであってもよく、たとえば溶融シリカ、結晶シ
リカなどがあげられる。またアルミナ充填剤としては、
たとえば低ソーダアルミナ、易焼結アルミナなどがあげ
られる。
【0036】前記充填剤(E)の平均粒子径は、60μ
m以下であるが、樹脂組成物(I)からえられた硬化物
の機械的強度の低下がきわめて小さいという点から40
μm以下であることが好ましく、またかかる充填剤
(E)の平均粒子径は、あまりにも小さいばあいには、
樹脂組成物(I)の粘度が高くなる傾向があるので、
0.05μm程度以上、なかんづく1μm程度以上であ
ることが好ましい。また、かかる充填剤(E)は、たと
えばインサート部材などの成形される部品の細部にわた
って樹脂組成物(I)を充填させようとするためには、
最大粒子径が400μm以下、なかんづく200μm以
下であることが好ましい。
【0037】さらに、前記充填剤(E)には、粒度分布
を広くし、樹脂組成物(I)の粘度を低下させるという
点から、粒子径が5μm以下の粒子が5重量%以上、好
ましくは10重量%以上のものが含有されるように調整
する。
【0038】なお、本発明においては、前記充填剤
(E)の形状は、たとえば球状であってもよく、また破
砕状であってもよく、とくに限定がない。
【0039】前記充填剤(E)の含有量は、あまりにも
多いばあいには、樹脂組成物(I)の粘度が高くなり、
成形が困難となったり、えられる硬化物の弾性率が高く
なりにくくなるので、えられる樹脂組成物(I)の95
重量%以下、好ましくは85重量%以下となるように調
整し、またあまりにも少ないばあいには、逆にえられる
硬化物の弾性率が低く、軟かくなって機械的強度が低下
するため、成形材料として不適当となるようになるの
で、えられる樹脂組成物(I)の35重量%以上、好ま
しくは40重量%以上となるように調整する。
【0040】なお、前記シリカ充填剤とアルミナ充填剤
とを併用するばあいに、これらの配合比率にはとくに限
定がなく、適宜調整すればよい。
【0041】本発明の成形用エポキシ樹脂組成物(I)
は、前記エポキシ樹脂(A)、酸無水物(B)、硬化促
進剤(C)、カップリング剤(D)および充填剤(E)
を主成分としたものであるが、本発明においては、これ
らのほかにも、目的に応じて、たとえば以下に示す成分
を配合することができる。
【0042】たとえば、えられる樹脂組成物(I)が呈
する破壊靱性をさらに向上させ、該樹脂組成物(I)を
用いてえられたモールド製品における応力の発生を抑制
し、耐クラック性、生産性、成形性などをさらに向上さ
せるためには、エポキシ樹脂(A)との相溶性を有し、
一般式(V):
【0043】
【化22】 (式中、Y1はそれぞれ独立して水素原子またはハロゲ
ン原子、R2およびR3はそれぞれ独立して−SO2−、
−O−、−CH2−、−C(CH32−、−CF2−また
は−C(CF32−、pはそれぞれ独立して1〜4の整
数、mは平均して50〜200の整数を示す)で表わさ
れる繰返し単位を有する熱可塑性ポリマーの平均粒子径
が100μm以下の微粒粉末(F)を配合することが好
ましい。
【0044】なお、前記一般式(V)において、Y1
示すハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子
またはヨウ素原子であり、またmは平均して80〜10
0の整数であることが好ましい。
【0045】また、前記熱可塑性ポリマーの数平均分子
量にはとくに限定がないが、通常20000〜5000
0程度であることが好ましい。
【0046】さらに、前記熱可塑性ポリマーの微粒粉末
(F)の平均粒子径は100μm以下であることが好ま
しいが、エポキシ樹脂(A)との相溶性の低下やえられ
る硬化物の機械的強度の低下の抑制を考慮すると50μ
m以下であることがさらに好ましい。
【0047】前記微粒粉末(F)の配合量は、あまりに
も多いばあいには、樹脂組成物(I)の粘度の上昇が大
きくなる傾向があるので、充填剤(E)以外の樹脂組成
物(I)を構成する全有機成分100部に対して50部
以下、なかんづく30部以下であることが好ましく、ま
たあまりにも少ないばあいには、かかる微粒粉末(F)
を配合したことによる効果が充分に発現されなくなる傾
向があるので、該全有機成分100部に対して3部以
上、なかんづく5部以上であることが好ましい。
【0048】また前記微粒粉末(F)と同様の効果を発
現させるためには、エポキシ樹脂(A)との相溶性を有
し、一般式(VI):
【0049】
【化23】 (式中、Y2はそれぞれ独立して水素原子またはハロゲ
ン原子、R4は−SO2−または−O−、R5は−CH
2−、−C(CH32−、−CF2−または−C(C
32−、qはそれぞれ独立して1〜4の整数、eは0
〜50の整数、tは0〜50の整数、e+tは1〜50
の整数を示し、一般式:
【0050】
【化24】 (式中、Y2、R4、qおよびeは前記と同じ)で表わさ
れるセグメントと一般式:
【0051】
【化25】 (式中、Y2、R5、qおよびtは前記と同じ)で表わさ
れるセグメントとの配列はランダムであってもブロック
であってもよい)で表わされる両末端にヒドロキシル基
を有する熱可塑性ポリマー(G)を配合することが好ま
しい。
【0052】なお、前記一般式(VI)において、Y2
示すハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子
またはヨウ素原子であり、またeは0〜20の整数、t
は0〜20の整数、e+tは1〜40の整数であること
が好ましい。
【0053】また、熱可塑性ポリマー(G)の数平均分
子量にはとくに限定がないが、通常3000〜2000
0程度であることが好ましい。
【0054】前記熱可塑性ポリマー(G)の配合量は、
あまりにも多いばあいには、樹脂組成物(I)の粘度が
高くなる傾向があるので、充填剤(E)以外の樹脂組成
物(I)を構成する全有機成分100部に対して30部
以下、なかんづく15部以下であることが好ましく、ま
たあまりにも少ないばあいには、かかる熱可塑性ポリマ
ー(G)を配合したことによる効果が充分に発現されな
くなる傾向があるので、該全有機成分100部に対して
3部以上、なかんづく5部以上であることが好ましい。
【0055】なお、前記熱可塑性ポリマー(G)中のヒ
ドロキシル基は、えられた樹脂組成物(I)の硬化反応
中に反応するが、該熱可塑性ポリマー(G)は、あらか
じめエポキシ樹脂(A)と予備反応させておいてもよ
く、その配合時期にはとくに限定がない。
【0056】さらに前記微粒粉末(F)と同様の効果を
発現させるためには、エポキシ樹脂(A)もしくは酸無
水物(B)と反応可能な官能基を有するポリシロキサン
(H)および/またはシロキサン骨格を有するシリコー
ンポリマーの微粒粉末(I)を配合することが好まし
い。
【0057】前記ポリシロキサン(H)が有するエポキ
シ樹脂(A)もしくは酸無水物(B)と反応可能な官能
基とは、たとえばエポキシ基、アミノ基、フェノール性
水酸基、カルボキシル基などであり、かかる官能基は、
分子鎖の両末端、片末端、分子内部のいずれに存在して
もよい。またかかる官能基の数はポリシロキサン(H)
1分子内に平均1〜10個程度であることが好ましい
が、とくに反応中にゲル化を起こさずに分散しうるとい
う点から1分子内に官能基を3個程度有するものが好ま
しい。
【0058】また、前記ポリシロキサン(H)の数平均
分子量にはとくに限定がないが、通常300〜5000
程度であることが好ましい。
【0059】前記シロキサン骨格を有するシリコーンポ
リマーの代表例としては、たとえばメチル−3,3,3
−トリフロロプロピルシロキサン−メチルビニルシロキ
サンコポリマー、ジメチルシロキサン−メチルビニルシ
ロキサンコポリマー、ジメチルシロキサン−ジフェニル
シロキサン−メチルビニルシロキサンターポリマー、メ
タクリロキシプロピル基含有シリコーンポリマーなどの
架橋ゴム状ポリマーなどがあげられ、これらは単独でま
たは2種以上を混合して用いることができる。
【0060】またシロキサン骨格を有するシリコーンポ
リマーの微粒粉末(I)の平均粒子径は、あまりにも大
きいばあいには、樹脂組成物(I)からえられた硬化物
の機械的強度の低下が大きくなる傾向があるので、10
0μm以下、なかんづく50μm以下であることが好ま
しい。
【0061】前記ポリシロキサン(H)および/または
微粒粉末(I)の配合量は、あまりにも多いばあいに
は、樹脂組成物(I)からえられた硬化物の機械的強度
の低下が大きくなる傾向があるので、充填剤(E)以外
の樹脂組成物(I)を構成する全有機成分100部に対
して20部以下、なかんづく15部以下であることが好
ましく、またあまりにも少ないばあいには、かかるポリ
シロキサン(H)および/または微粒粉末(I)を配合
したことによる効果が充分に発現されなくなる傾向があ
るので、該全有機成分100部に対して3部以上、なか
んづく5部以上であることが好ましい。
【0062】なお、前記ポリシロキサン(H)中の官能
基は、えられた樹脂組成物(I)の硬化反応中に反応す
るが、該ポリシロキサン(H)は、あらかじめエポキシ
樹脂(A)や酸無水物(B)と予備反応させておいても
よく、その配合時期にはとくに限定がない。
【0063】さらに前記微粒粉末(F)と同様の効果を
発現させるためには、エポキシ樹脂(A)との相溶性を
有し、一般式(VII):
【0064】
【化26】 (式中、R6はそれぞれ独立して水素原子またはアルキ
ル基、Xはそれぞれ独立して水素原子または臭素原子、
wはそれぞれ独立して1〜4の整数、uは平均して0ま
たは1〜300の整数を示す)で表わされる両末端にヒ
ドロキシル基を有するポリマー(J)を配合することが
好ましい。
【0065】なお、前記一般式(VII)において、R6を示
すアルキル基の炭素数は1〜10であることが好まし
く、またuは平均して0または1〜50の整数であるこ
とが好ましい。
【0066】また、前記ポリマー(J)の数平均分子量
にはとくに限定がないが、通常500〜30000程度
であることが好ましい。
【0067】前記ポリマー(J)の配合量は、あまりに
も多いばあいには、樹脂組成物(I)の粘度が高くなる
傾向があるので、充填剤(E)以外の樹脂組成物(I)
を構成する全有機成分100部に対して30部以下、な
かんづく20部以下であることが好ましく、またあまり
にも少ないばあいには、かかるポリマー(J)を配合し
たことによる効果が充分に発現されなくなる傾向がある
ので、該全有機成分100部に対して3部以上、なかん
づく5部以上であることが好ましい。
【0068】なお、前記ポリマー(J)中のヒドロキシ
ル基は、えられた樹脂組成物(I)の硬化反応中に反応
するが、該ポリマー(J)は、あらかじめエポキシ樹脂
(A)と予備反応させておいてもよく、その配合時期に
はとくに限定がない。
【0069】さらに前記微粒粉末(F)と同様の効果を
発現させるためには、末端にカルボキシル基またはアミ
ノ基を有するブタジエン−アクリロニトリル共重合体
(K)を配合することが好ましい。
【0070】なお、前記ブタジエン−アクリロニトリル
共重合体(K)において、カルボキシル基またはアミノ
基は、分子鎖の両末端、片末端のいずれに存在してもよ
く、とくに限定がないが、とくに分子鎖の両末端にカル
ボキシル基が存在するものが好ましい。
【0071】また、前記ブタジエン−アクリロニトリル
共重合体(K)の数平均分子量にはとくに限定がない
が、通常500〜30000程度であることが好まし
い。
【0072】前記ブタジエン−アクリロニトリル共重合
体(K)の配合量は、あまりにも多いばあいには、樹脂
組成物(I)からえられた硬化物の機械的強度の低下が
大きくなる傾向があるので、充填剤(E)以外の樹脂組
成物(I)を構成する全有機成分100部に対して30
部以下、なかんづく20部以下であることが好ましく、
またあまりにも少ないばあいには、かかるブタジエン−
アクリロニトリル共重合体(K)を配合したことによる
効果が充分に発現されなくなる傾向があるので、該全有
機成分100部に対して3部以上、なかんづく5部以上
であることが好ましい。
【0073】また前記ブタジエン−アクリロニトリル共
重合体(K)と同様の効果を発現させるためには、エポ
キシ樹脂(A)もしくは酸無水物(B)と反応可能な官
能基を有する水素添加ポリブタジエンおよび/または水
素添加ポリイソプレン(L)を配合することが好まし
い。
【0074】前記水素添加ポリブタジエンおよび/また
は水素添加ポリイソプレン(L)が有するエポキシ樹脂
(A)もしくは酸無水物(B)と反応可能な官能基と
は、たとえばエポキシ基、カルボキシル基、水酸基など
であり、かかる官能基は、分子鎖の両末端、片末端、分
子内部のいずれに存在してもよい。またかかる官能基の
数は水素添加ポリブタジエンおよび/または水素添加ポ
リイソプレン(L)1分子内に平均1〜10個程度であ
ることが好ましいが、とくに分子鎖の両末端にエポキシ
基を有するものが好ましい。
【0075】また、前記水素添加ポリブタジエンおよび
/または水素添加ポリイソプレン(L)の数平均分子量
にはとくに限定がないが、通常500〜50000程度
であることが好ましい。
【0076】前記水素添加ポリブタジエンおよび/また
は水素添加ポリイソプレン(L)の配合量は、あまりに
も多いばあいには、樹脂組成物(I)からえられた硬化
物の機械的強度の低下が大きくなる傾向があるので、充
填剤(E)以外の樹脂組成物(I)を構成する全有機成
分100部に対して30部以下、なかんづく20部以下
であることが好ましく、またあまりにも少ないばあいに
は、かかる水素添加ポリブタジエンおよび/または水素
添加ポリイソプレン(L)を配合したことによる効果が
充分に発現されなくなる傾向があるので、3部以上、な
かんづく5部以上であることが好ましい。
【0077】なお、前記水素添加ポリブタジエンおよび
/または水素添加ポリイソプレン(L)中の官能基は、
えられた樹脂組成物(I)の硬化反応中に反応するが、
該水素添加ポリブタジエンおよび/または水素添加ポリ
イソプレン(L)は、あらかじめエポキシ樹脂(A)や
酸無水物(B)と予備反応させておいてもよく、その配
合時期にはとくに限定がない。
【0078】さらに前記微粒粉末(F)と同様の効果を
発現させるためには、マレイミド、ポリエーテルイミド
およびポリフェニレンエーテルから選ばれた少なくとも
1種の化合物(M)を配合することが好ましい。
【0079】なお、前記ポリエーテルイミドの数平均分
子量にはとくに限定がないが、通常3000〜2000
0程度であることが好ましく、また前記ポリフェニレン
エーテルの数平均分子量にもとくに限定がないが、通常
10000〜100000程度であることが好ましい。
【0080】前記化合物(M)の配合量は、あまりにも
多いばあいには、樹脂組成物(I)の粘度が高くなる傾
向があるので、充填剤(E)以外の樹脂組成物(I)を
構成する全有機成分100部に対して30部以下、なか
んづく20部以下であることが好ましく、またあまりに
も少ないばあいには、かかる化合物(M)を配合したこ
とによる効果が充分に発現されなくなる傾向があるの
で、該全有機成分100部に対して3部以上、なかんづ
く5部以上であることが好ましい。
【0081】なお、本発明の樹脂組成物(I)をうる際
に、たとえばポリシロキサン(H)や、水素添加ポリブ
タジエンおよび/または水素添加ポリイソプレン(L)
などの、エポキシ樹脂(A)や酸無水物(B)と反応可
能な官能基を有する化合物を用いるばあいには、必須成
分であるエポキシ樹脂(A)と酸無水物(B)との配合
割合が前記範囲内となるようにし、なおかつかかるエポ
キシ樹脂(A)や酸無水物(B)と反応可能な官能基を
有する化合物の配合量がそれぞれ前記範囲内となるよう
に調整することが好ましい。
【0082】さらに、樹脂組成物(I)からえられた硬
化物の破壊靭性や機械的強度を向上させ、耐クラック性
などをさらに向上させる目的で、平均長さが50μm以
上のフィラメントを本発明の樹脂組成物(I)に配合す
ることができる。
【0083】前記フィラメントとしては、たとえばガラ
スフィラメント、アルミナフィラメントなどの無機フィ
ラメントなどがあげられるが、本発明はかかる例示のみ
に限定されるものではない。
【0084】また前記フィラメントの平均長さは50μ
m以上であることが好ましいが、硬化物の機械的強度お
よび破壊靭性をさらに向上させるという点を考慮すると
100μm以上であることがさらに好ましく、またかか
る平均長さがあまりにも長いばあいには、樹脂組成物
(I)の粘度が高くなる傾向があるので、5000μm
以下、なかんづく2000μm以下であることが好まし
い。
【0085】前記フィラメントの配合量は、あまりにも
少ないばあいには、かかるフィラメントを配合したこと
による効果が充分に発現されなくなる傾向があるので、
樹脂組成物(I)に対して3重量%以上、なかんづく5
重量%以上であることが好ましく、またあまりにも多い
ばあいには、樹脂組成物(I)の粘度が極端に高くなる
傾向があるので、樹脂組成物(I)に対して30重量%
以下、なかんづく20重量%以下であることが好まし
い。
【0086】また、本発明の樹脂組成物(I)には、通
常モールド製品などをうるための樹脂組成物に配合され
ている、たとえば三酸化アンチモンなどのアンチモン
類、リン系化合物などの難燃剤、酸化防止剤、カーボン
ブラックなどの着色剤などの添加剤が適宜配合されてい
てもよい。
【0087】本発明の樹脂組成物(I)をうる方法には
とくに限定がなく、たとえば通常の混合装置などを用い
て各成分を混合したのち、たとえば真空脱泡する方法な
どを採用することができる。
【0088】なお、本発明の樹脂組成物(I)は、常温
で自然に硬化させることができるが、たとえば硬化をさ
らに促進させようとするばあいには、80〜200℃程
度で30秒間〜20時間程度加熱してもよい。
【0089】かくしてえられる本発明の成形用エポキシ
樹脂組成物(I)からえられた硬化物は、たとえば14
0〜170℃程度とガラス転移温度が高く、とくに高機
械的強度、高靱性などのすぐれた機械的特性や耐熱性な
どを有するものであるので、該樹脂組成物(I)を用い
て、耐クラック性などにすぐれ、高い信頼性を有する高
電圧機器用モールド製品を製造することができる。
【0090】本発明の高電圧機器用モールド製品の製法
においては、まず、樹脂組成物(I)の構成成分のう
ち、硬化促進剤(C)とそれ以外の成分からなる定量混
合物とを混合して樹脂組成物(I)を調製する。なお、
このばあいの硬化促進剤(C)の配合量は、硬化時間を
短縮することができるという点からエポキシ樹脂(A)
100部に対して3部以上であることが好ましい。
【0091】つぎに、前記樹脂組成物(I)が硬化する
前に所定の圧力で該樹脂組成物(I)を所望の形状を有
する金型内に注入して成形したのち、適宜養生させるな
どして所望のモールド製品をうることができる。
【0092】なお、圧入された樹脂組成物(I)の硬化
を促進させる目的で、金型を加熱してもよい。金型を加
熱するばあいには、かかる加熱の温度は、とくに限定が
ないが、あまりにも高いばあいには、成形中に成形物に
変色が起こるようになる傾向があるので、200℃程度
以下、なかんづく180℃程度以下であることが好まし
く、またあまりにも低いばあいには、硬化時間が短縮さ
れず、作業性の向上が望めなくなる傾向があるので、8
0℃程度以上、なかんづく100℃程度以上であること
が好ましい。
【0093】また、樹脂組成物(I)を金型内に圧入す
る際の圧力は、あまりにも高いばあいには、たとえば金
型内に後述するインサート部材や繊維シートなどを設け
たばあいに、これらが変形するおそれが生じるので、1
00kg/cm2以下、好ましくは80kg/cm2以下
となるように調整し、またあまりにも低いばあいには、
圧入時間が長くなりすぎ、反応にばらつきが生じるよう
になるので、5kg/cm2以上、好ましくは20kg
/cm2以上となるように調整する。
【0094】さらに、圧入された樹脂組成物(I)を高
速度で成形させようとするばあいには、樹脂組成物
(I)の粘度を低下させ、さらにより高速に硬化させる
ために、硬化促進剤(C)とそれ以外の成分からなる定
量混合物とを混合する際に、これらを40〜80℃程度
に加熱してもよい。また成形終了後に成形体を養生させ
るばあいの温度や時間などにはとくに限定がなく、適宜
調整すればよい。
【0095】前記モールド製品の製法に用いる装置には
とくに限定がなく、たとえば高速度での成形が可能な硬
化促進剤分離型高速成形装置などを用いればよい。
【0096】図1は、本発明のモールド製品の製法の一
実施態様を示す概略説明図である。
【0097】図1において、1は硬化促進剤分離型高速
成形装置であり、該硬化促進剤分離型高速成形装置1
(以下、成形装置1ともいう)の投入口2から硬化促進
剤(C)を、投入口3から硬化促進剤(C)以外の成分
の定量混合物をそれぞれ投入し、ミキサー4内でたとえ
ば室温から80℃程度に加熱混合して樹脂組成物(I)
を調製したのち、金型5の注入口6から金型5内へ該樹
脂組成物(I)を圧入して成形することにより、所望の
モールド製品が高速度でえられる。またミキサー4内で
混合した樹脂組成物(I)を、所定の条件でたとえばレ
ジントランスファーモールド法や射出成形法などによっ
て圧入して成形し、所望のモールド製品を高速度でうる
こともできる。
【0098】さらに、本発明においては、前記成形用エ
ポキシ樹脂組成物(I)を用い、たとえばモールドモー
タのステータ部やコイル部、モールドトランスなどの、
インサート部材を有する高電圧機器用モールド製品をう
ることができる。
【0099】前記モールド製品を製造する際にも、もち
ろんたとえば図1に示された概略説明図に記載の方法を
適用することができるが、図1に示された金型5とし
て、たとえば図2に示された金型を用いることができ
る。
【0100】図2は、本発明のモールド製品の製法に用
いることができる金型の概略説明図である。図2におい
て、型締めした金型の上型7および下型8内にインサー
ト部材10を設け、硬化促進剤(C)とそれ以外の成分
からなる定量混合物とを混合して樹脂組成物(I)を調
製したのち、該樹脂組成物(I)が硬化する前に注入口
9から樹脂組成物(I)を金型内に圧入して成形させる
ことにより、インサート部材を有するモールド製品がえ
られる。
【0101】また、本発明においては、たとえば前記イ
ンサート部材を有する高電圧機器用モールド製品は、成
形用エポキシ樹脂組成物(II)(以下、樹脂組成物(I
I)ともいう)および繊維シートを用いてうることがで
きる。
【0102】なお、前記繊維シートを用いてモールド製
品を製造する際に用いられる成形用エポキシ樹脂組成物
(II)としては、前記成形用エポキシ樹脂組成物(I)
に用いられる、エポキシ樹脂(A)、酸無水物(B)、
硬化促進剤(C)およびカップリング剤(D)を配合し
てえられたものでよく、かかるエポキシ樹脂(A)、酸
無水物(B)および硬化促進剤(C)の配合割合は、前
記成形用エポキシ樹脂組成物(I)における配合割合と
同じであればよい。ただし、カップリング剤(D)の配
合量は、あまりにも多いばあいには、樹脂組成物(II)
からえられた硬化物の耐熱性が低下するようになる傾向
があるので、樹脂組成物(II)の5重量%以下、なかん
づく3重量%以下であることが好ましく、またあまりに
も少ないばあいには、かかるカップリング剤(D)を用
いないばあいと比べて硬化物の機械的強度の向上効果が
充分に発現されなくなる傾向があるので、樹脂組成物
(II)の0.01重量%以上、なかんづく0.1重量%
以上であることが好ましい。また前記樹脂組成物(II)
には、前記充填剤(E)や、そのほかの微粒粉末
(F)、熱可塑性ポリマー(G)などの任意成分が、前
記成形用エポキシ樹脂組成物(I)における配合割合と
同程度の範囲内で配合されていてもよい。
【0103】前記繊維シートを用いてモールド製品を製
造する際にも、前記と同様に、たとえば図1に示された
概略説明図に記載の方法を適用することができるが、図
1の金型5として、たとえば図3に示された金型を用い
ることができる。
【0104】図3は、本発明のモールド製品の製法に用
いることができる金型の概略説明図である。図3におい
て、型締めした金型の上型7および下型8内にインサー
ト部材10を設け、かかるインサート部材10を繊維シ
ート11で覆い、硬化促進剤(C)とそれ以外の成分か
らなる定量混合物とを混合して樹脂組成物(II)を調製
したのち、該樹脂組成物(II)が硬化する前に注入口9
から樹脂組成物(II)を金型内に圧入して成形させるこ
とにより、一構成成分として繊維シートが設けられたイ
ンサート部材を有するモールド製品がえられる。
【0105】なお、本発明においては、インサート部材
を有するモールド製品をうる際にも、樹脂組成物(I)
や樹脂組成物(II)の硬化を促進させる目的で、硬化促
進剤(C)とそれ以外の成分からなる定量混合物とを混
合する際に、たとえば40〜80℃程度に加熱してもよ
く、また金型を適宜加熱してもよいが、かかる金型の加
熱は、たとえば図2および図3に示されるように、金型
内に設けられたヒーター12などによって行なってもよ
い。金型を加熱するばあいの温度は、高速での成形が可
能で、かつ成形後の成形体の変色が防止されるという点
から80〜200℃程度であることが好ましい。
【0106】前記インサート部材の一構成成分として用
いられる繊維シートとしては、たとえばガラス繊維、ア
ルミナ繊維などの各種繊維のシートを用いることがで
き、またかかる繊維シートの形態にはとくに限定がない
が、たとえばウェブ、織布、不織布などがあげられる。
さらに、かかる繊維シートの厚さにもとくに限定がな
く、本発明の目的、用途などに応じて適宜調整すればよ
い。なお、本発明において、インサート部材は、通常か
かる繊維シートによって全面が覆われていることが好ま
しいが、目的、用途などに応じてその一部分が覆われて
いてもよい。
【0107】さらに、前記インサート部材の材質にはと
くに限定がなく、たとえば鉄、銅、アルミニウムなどの
通常モールド製品に用いられているものを用いることが
できる。
【0108】また、インサート部材を有するモールド製
品をうるばあい、樹脂組成物(I)や樹脂組成物(II)
を金型内に圧入する際の圧力は、あまりにも高いばあい
には、かかるインサート部材が変形するおそれが生じる
傾向があるので、100kg/cm2以下、なかんづく
80kg/cm2以下であることが好ましく、またあま
りにも低いばあいには、圧入時間が長くなりすぎ、反応
にばらつきが生じるようになる傾向があるので、5kg
/cm2以上、なかんづく20kg/cm2以上であるこ
とが好ましい。
【0109】本発明の製法には、前記したように、硬化
物のガラス転移温度が高く、すぐれた機械的特性や耐熱
性などを呈する成形用エポキシ樹脂組成物が用いられて
いるので、本発明の製法によって、耐クラック性にすぐ
れ、高い信頼性を有する、たとえばモールドトランスな
どのモールドコイル、直流モータ、交流モータなどのモ
ールドモータ、ブッシング、スペーサなどのガス絶縁装
置などの高電圧機器用モールド製品を容易にうることが
できる。
【0110】つぎに、本発明の成形用エポキシ樹脂組成
物ならびにそれを用いた高電圧機器用モールド製品おび
その製法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、
本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【0111】[実施例1〜12および比較例1]表1に
示す成分を混合装置を用いて混合したのち、真空脱泡し
て樹脂組成物をえた。
【0112】つぎに厚さ5mmのガラス板2枚のあいだ
に厚さ4mmまたは厚さ6mmのフッ素樹脂製のスペー
サを挟み、形成されたスペースの中にえられた樹脂組成
物を注入し、恒温槽中で120℃で4時間、160℃で
12時間かけて硬化させ、試験片(厚さ4mmまたは厚
さ6mm)を作製した。
【0113】えられた試験片の物性として、曲げ弾性
率、曲げ強度、ガラス転移温度、熱膨張率および破壊靱
性値を以下の方法にしたがって測定した。その結果を表
2に示す。
【0114】(イ)曲げ弾性率 JIS K6911に記載の方法に準拠し、厚さ4mm
の試験片を用いて曲げ弾性率(kg/mm2)を測定し
た。
【0115】(ロ)曲げ強度 JIS K6911に記載の方法に準拠し、厚さ4mm
の試験片を用いて曲げ強度(kg/mm2)を測定し
た。
【0116】(ハ)ガラス転移温度 熱膨張法による熱機械分析を行ない、ガラス転移温度
(Tg)(℃)を測定した。
【0117】(ニ)熱膨張率 前記(ハ)ガラス転移温度の測定における熱膨張法によ
る熱機械分析を行なう際に、熱膨張曲線を求め、Tg
下のガラス領域(40〜90℃)の直線部分の傾きから
熱膨張率(℃-1)を測定した。
【0118】(ホ)破壊靱性値 図4に示されるように、厚さ6mm、たて12mm、よ
こ80mmの試験片13の中央部に幅0.5mm、長さ
4.5mmの切込み14を入れ、さらに幅0.1mm、
長さ1.5mmの予備亀裂15をつくった破壊靱性試験
片を用意し、これを試験片の端から15mmの部分2箇
所で支点16によって支え、切込み14の真上の位置か
ら矢印Aの方向に荷重をかけ、亀裂17が生じたときの
荷重に基づいて破壊靱性値(KIC)(N/mm3/2)を
求めた。
【0119】さらに、前記樹脂組成物を用い、クラック
指数およびクラック特性を以下の方法にしたがって調べ
た。その結果を表2に示す。
【0120】(ヘ)クラック指数 図5に示された形状を有するオリファントワッシャー試
験片を作製した。なお、図5の(I)は、用いたオリフ
ァントワッシャーの平面図であり、図5の(II)は、か
かる平面図に示される線B−Bにおけるオリファントワ
ッシャーの断面図である。
【0121】図5の(III)に示されるように、注型20
内に注入された樹脂組成物19内に、オリファントワッ
シャー18を埋込んだのち、かかる樹脂組成物19を1
20℃で4時間、160℃で12時間かけて硬化させ、
オリファントワッシャー試験片をえた(試験片数5
個)。
【0122】えられた試験片を高温(オーブン中、30
分間)と低温(ドライアイス−アルコール溶液中、10
分間)の雰囲気中に交互にさらし、以下に示すオリファ
ントワッシャー試験の条件で順次温度幅を広げ、クラッ
クが発生した時点のクラック指数を調べた。なお、表中
の値は、5個の試験片の平均値である。 (オリファントワッシャー試験) クラック指数 クラック発生時の試験条件 0 そのままの状態 1 105℃ → 0℃ 2 105℃ → 0℃ 3 105℃ → 0℃ 4 105℃ → −15℃ 5 105℃ → −15℃ 6 105℃ → −15℃ 7〜9 105℃ → −30℃ 10〜12 105℃ → −45℃ 13〜15 105℃ → −60℃ 16〜18 120℃ → −60℃ 19〜21 135℃ → −60℃ 22〜24 150℃ → −60℃ 25〜27 165℃ → −60℃ 28〜30 180℃ → −60℃ (ト)クラック特性 まず、図1に示される硬化促進剤分離型高速成形装置1
を用い、成形装置1の投入口2から硬化促進剤(C)
を、投入口3から硬化促進剤(C)以外の成分からなる
定量混合物をそれぞれ投入し、ミキサー4内で混合して
樹脂組成物を調製したのち、150℃に加熱した金型
(モールドモータのステータ部に適した形状のもの)5
内に、該樹脂組成物を注入口6から40kg/cm2
圧力で注入し、10分間圧力を保持して成形し、170
℃で1時間程度養生させて図6に示された形状を有する
モールドモータをえた。
【0123】なお、図6は、モールドモータの一部破断
概略説明図であり、かかる図6において、21は樹脂組
成物から形成されたステータ部、22はステータコア
部、23はコイル部を示し、かかるモールドモータの製
造の際、ステータコア部22は鉄鋼板(厚さ1mm)を
50枚組合わせたものとし、コイル部23はポリウレタ
ン被覆銅線(直径0.5mm)を巻いたものとした。
【0124】つぎに、図1に示される成形装置1を用
い、金型としてモールドコイル(トランスコイル)のコ
イル部に適した形状のものを用いたほかは前記モールド
モータのばあいと同様にして図7に示された形状を有す
るモールドコイル(トランスコイル)を作製した。
【0125】なお、図7は、中央部で切断した切口を有
するモールドコイルの一部破断概略説明図であり、かか
る図7において、24は樹脂組成物から形成されたコイ
ル部、25はコイル導体、26は層間絶縁物を示し、か
かるモールドコイルの製造の際、コイル導体25はエナ
メル被覆銅線(直径2mm)とし、層間絶縁物26はガ
ラス繊維シート(厚さ0.1mm)とした。
【0126】えられたモールドモータおよびモールドコ
イルについて、−60℃で3時間および160℃で2時
間のサイクルを500サイクル施す熱サイクル試験を行
なったのち、クラックの発生の有無(表中、クラックが
まったく発生しなかったばあいを○、わずかに発生した
ばあいを△、いちじるしく発生したばあいを×と示す、
以下同様)を調べた。
【0127】ただし、前記(ト)クラック特性の試験の
際に作製したモールドモータおよびモールドコイルに用
いた樹脂組成物においては、硬化促進剤(C)の配合量
がエポキシ樹脂(A)100部に対して5部となるよう
にした。
【0128】なお、表1ならびに以下の表3、表5およ
び表7における各略号は、以下のとおりである。 (エポキシ樹脂(A)) A−1:式:
【0129】
【化27】 で表わされるエポキシ樹脂(エポキシ当量300、数平
均分子量580) A−21:式:
【0130】
【化28】 で表わされるエポキシ樹脂(エポキシ当量650、数平
均分子量1320) A−22:式:
【0131】
【化29】 で表わされるエポキシ樹脂(エポキシ当量550、数平
均分子量1200) A−3:式:
【0132】
【化30】 で表わされるエポキシ樹脂(エポキシ当量220、数平
均分子量460) A−4式:
【0133】
【化31】 で表わされるエポキシ樹脂(エポキシ当量280、数平
均分子量600) E−807:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(油化シ
ェルエポキシ社製のエピコート807、エポキシ当量1
70、数平均分子量350) E−828:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シ
ェルエポキシ社製のエピコート828、エポキシ当量1
90、数平均分子量400) (酸無水物(B)) THPA:メチルテトラヒドロフタル酸無水物(分子量
166) (硬化促進剤(C)) 2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール (カップリング剤(D)) KBM403:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン(エポキシシラン系カップリング剤、信越化学工
業(株)製のKBM403) (充填剤(E)) RD−8:シリカ充填剤(溶融シリカ、(株)龍森製の
RD−8、平均粒子径13μm、最大粒子径130μ
m、粒子径が5μm以下の粒子の含有率18重量%) また、表1ならびに以下の表3、表5および表7中に
は、エポキシ樹脂(A)のエポキシ基の数および酸無水
物(B)の酸無水物基の数をあわせて示す。なお、かか
る実施例1〜12および比較例1、ならびに以下の実施
例13〜32および比較例2〜5において、かかる酸無
水物(B)の酸無水物基の数とエポキシ樹脂(A)のエ
ポキシ基の数との比(酸無水物基の数/エポキシ基の
数)の値は、いずれも0.9となるように調整した。た
だし、実施例15および20においては、用いたH−
1、L−1にエポキシ基が存在するので、これらエポキ
シ基の数とエポキシ樹脂(A)のエポキシ基の数との合
計を全エポキシ基の数とし、これと酸無水物基の数との
比の値が0.9となるように調整した。さらに実施例1
7および18においては、用いたJ−1、J−2に水酸
基が存在し、この水酸基がエポキシ樹脂(A)のエポキ
シ基と反応するので、これら水酸基の数を差し引いた残
りのエポキシ基の数と酸無水物基の数との比の値が0.
9となるように調整した。
【0134】
【表1】
【0135】
【表2】 [実施例13〜22]実施例1〜12において、組成を
表3に示すように変更したほかは、実施例1〜12と同
様にして樹脂組成物をえた。
【0136】えられた樹脂組成物を用い、実施例1〜1
2と同様にして各物性を調べた。その結果を表4に示
す。
【0137】なお、表3中の各略号は、以下のとおりで
ある。 (微粒粉末(F)) F−1:式:
【0138】
【化32】 で表わされる繰返し単位を有する熱可塑性ポリマーの微
粒粉末(平均粒子径50μm、熱可塑性ポリマーの数平
均分子量40000) (熱可塑性ポリマー(G)) G−1:
【0139】
【化33】 で表わされる熱可塑性ポリマー(数平均分子量640
0) (ポリシロキサン(H)) H−1:式:
【0140】
【化34】 で表わされるポリジメチルシロキサン(分子両末端およ
び内部のエポキシ基(官能基)3個、エポキシ当量30
0、数平均分子量990) (微粒粉末(I)) I−1:ジメチルシロキサン83重量%、ジフェニルシ
ロキサン7重量%およびメチルビニルシロキサン10重
量%とジクロロベンゾイルパーオキサイドを用いてえら
れたシロキサン骨格を有する架橋ゴム状シリコーンポリ
マーの微粒粉末(平均粒子径10μm) (ポリマー(J)) J−1:式:
【0141】
【化35】 で表わされる臭素化ビスフェノールA(水酸基当量27
2、分子量544) J−2:式:
【0142】
【化36】 で表わされる臭素化ビスフェノールF(水酸基当量25
8、分子量516) (ブタジエン−アクリロニトリル共重合体(K)) K−1:式:
【0143】
【化37】 で表わされるブタジエン−アクリロニトリル共重合体
(数平均分子量1500) (水素添加ポリイソプレン(L)) L−1:式:
【0144】
【化38】 で表わされる分子両末端にエポキシ基(官能基)を有す
る水素添加ポリイソプレン(エポキシ当量5000、数
平均分子量10000) (化合物(M)) M−1:式:
【0145】
【化39】 で表わされる繰返し単位を有するポリエーテルイミド
(数平均分子量7500) M−2:式:
【0146】
【化40】 で表わされる繰返し単位を有するポリフェニレンエーテ
ル(数平均分子量50000)
【0147】
【表3】
【0148】
【表4】 表2および表4に示された結果から、実施例1〜22で
えられた成形用エポキシ樹脂組成物からえられた硬化物
は、比較例1でえられた樹脂組成物からえられた硬化物
と比べて、ガラス転移温度が高く、曲げ弾性率、曲げ強
度および破壊靱性値が大きく機械的特性にすぐれ、また
熱膨張率が小さく耐熱性にすぐれるとともに、熱衝撃に
対するクラック指数が大きく耐クラック性にもすぐれた
ものであることがわかる。
【0149】また、かかる実施例1〜22の樹脂組成物
を用いて製造されたモールドモータおよびモールドコイ
ルは、比較例1のものとは異なり、熱サイクル試験を行
なったのちのクラックの発生がまったくなく、耐クラッ
ク性にすぐれたものであることがわかる。
【0150】さらに、表2および表4の結果を比べる
と、実施例1〜12でえられた樹脂組成物を用いたばあ
いよりも、さらに熱可塑性ポリマーなどが配合された実
施例13〜22でえられた樹脂組成物を用いたばあいの
ほうが、えられた硬化物のガラス転移温度が高く、曲げ
弾性率および破壊靱性値が大きく、熱膨張率が小さく、
またクラック指数が大きく、さらに機械的特性、耐熱性
および耐クラック性にすぐれることがわかる。
【0151】[実施例23〜26および比較例2]実施
例1〜12において、組成を表5に示すように変更した
ほかは、実施例1〜12と同様にして樹脂組成物をえ
た。
【0152】えられた樹脂組成物を用い、実施例1〜1
2と同様にして各物性を調べた。その結果を表6に示
す。
【0153】なお、かかる実施例23〜26および比較
例2においては、図7に示されるモールドコイルのかわ
りに、図1に示される成形装置1における金型5とし
て、図8に示されるガス絶縁装置用の円錐形スペーサ2
7に適した形状のものを用い、前記モールドコイルと同
様にしてかかる図8に示された形状を有するガス絶縁装
置用の円錐形スペーサ27を作製した。
【0154】えられた円錐形スペーサについて、前記モ
ールドコイルの熱サイクル試験における160℃で2時
間の条件を110℃で2時間に変更したほかはモールド
コイルの熱サイクル試験と同様にして試験を行なってク
ラック特性を調べた。
【0155】なお、図8は、ガス絶縁装置の概略断面図
であり、かかる図8において、円錐形スペーサ27の中
心に高電圧電極29が貫通しており、また円筒形の接地
電極28および高電圧電極29はアルミニウム製であ
る。
【0156】また、表5中の略号は、以下のとおりであ
る。 (充填剤(E)) AS−20:アルミナ充填剤(昭和電工(株)製のAS
−20、平均粒子径23μm、最大粒子径150μm、
粒子径が5μm以下の粒子の含有率15重量%)
【0157】
【表5】
【0158】
【表6】 表6に示された結果から、実施例23〜26でえられた
成形用エポキシ樹脂組成物からえられた硬化物は、比較
例2でえられた樹脂組成物からえられた硬化物と比べ
て、ガラス転移温度が高く、曲げ弾性率、曲げ強度およ
び破壊靱性値が大きく機械的特性にすぐれ、また熱膨張
率が小さく耐熱性にすぐれるとともに、熱衝撃に対する
クラック指数がきわめて大きく耐クラック性にもすぐれ
たものであることがわかる。
【0159】また、かかる実施例23〜26の樹脂組成
物を用いて製造されたモールドモータおよび円錐形スペ
ーサは、比較例2のものとは異なり、熱サイクル試験を
行なったのちのクラックの発生がほとんどなく、耐クラ
ック性にすぐれていることがわかる。
【0160】[実施例27〜28および比較例3]図1
に示される成形装置1を用い、鉄製のインサート部材が
含有された試験品を作製した。
【0161】表7に示す成分のうち、投入口2から硬化
促進剤(C)を、投入口3から硬化促進剤(C)以外の
成分の定量混合物をそれぞれ投入し、ミキサー4内で4
5℃で混合して樹脂組成物を調製し、肉厚で円筒状の鉄
製のインサート部材(外径100mm、長さ100m
m、図2の10で示される形状のもの)を内部に設けて
150℃に加熱した金型5内に、該樹脂組成物を注入口
6から40kg/cm2の圧力で注入し、10分間圧力
を保持して成形し、170℃で1時間程度養生させて試
験品(樹脂厚1mm)をえた。
【0162】なお、かかる図1における金型5は、図2
の金型の概略説明図に示された形状を有するものであ
り、かかる実施例27〜28および比較例3では、かか
る図2に示されるように、繊維シートは用いられていな
い。
【0163】えられた試験品について、−60℃で3時
間および160℃で2時間のサイクルを100サイクル
施す熱サイクル試験を行なったのちのクラックの発生の
有無から、クラック特性を調べた。その結果を表7に示
す。なお、表7に示した評価は、実施例1〜12の
(ト)クラック特性と同様のものである。
【0164】[実施例29〜32および比較例4〜5]
実施例27〜28において、肉厚で円筒状の鉄製のイン
サート部材(外径100mm、長さ100mm、図3の
10で示される形状のもの)の全面を、図3に示される
ように、ガラス繊維シート(ウェブ状、厚さ0.2m
m)11で覆ったのちに金型5内に設けたほかは実施例
27〜28と同様にして試験品(樹脂厚1mm)を作製
した。
【0165】えられた試験品について、実施例27〜2
8と同様にしてクラック特性を調べた。その結果を表7
に示す。
【0166】なお、表7中のフィラメントは、平均長さ
が100μmのガラスフィラメントである。
【0167】
【表7】 表7に示された結果から、実施例27〜32の樹脂組成
物を用いて製造された試験品は、熱サイクル試験を行な
ったのちのクラックの発生がまったくなく、耐クラック
性にすぐれたものであることがわかる。
【0168】
【発明の効果】本発明の成形用エポキシ樹脂組成物は、
スピロ環骨格、ブロム化ビスA骨格、ブロム化ビスF骨
格、ベンゼン環単環骨格やナフタレン環骨格を有するエ
ポキシ樹脂が配合されたものであるので、該樹脂組成物
からえられた硬化物は、ガラス転移温度が高く、とくに
高機械的強度、高靱性などのすぐれた機械的特性やすぐ
れた耐熱性を有するものとなり、また該樹脂組成物を用
いた本発明の製法によってえられた、たとえばモールド
コイル、モールドモータ、ガス絶縁装置などの高電圧機
器用モールド製品は、生産性、成形性や、とくに耐クラ
ック性にすぐれ、高い信頼性を有するものであるという
効果が奏される。
【0169】さらに、熱可塑性ポリマー、シリコーンポ
リマー、ポリブタジエン系エラストマーなどを配合した
ばあいには、えられた成形用エポキシ樹脂組成物が呈す
る破壊靱性がさらに向上し、該樹脂組成物を用いてえら
れたモールド製品内での応力の発生を充分に抑制するこ
とができるので、該モールド製品の耐クラック性、生産
性、成形性や信頼性がさらに向上するという効果が奏さ
れる。
【0170】このように、本発明の成形用エポキシ樹脂
組成物を用いたばあいには、その硬化物のガラス転移温
度が従来のものと比べて高いことから、高温での機械的
特性が向上し、機械的使用限界温度が高くなってより高
い信頼性を有する高電圧機器用モールド製品の製造が可
能となり、さらにかかるモールド製品の小規模化および
大容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高電圧機器用モールド製品の製法の一
実施態様を示す概略説明図である。
【図2】本発明の高電圧機器用モールド製品の製法に用
いることができる金型の概略説明図である。
【図3】本発明の高電圧機器用モールド製品の製法に用
いることができる金型の概略説明図である。
【図4】本発明の実施例および比較例において、破壊靱
性値の測定に用いられる破壊靱性試験片の概略説明図で
ある。
【図5】本発明の実施例および比較例において、クラッ
ク指数の測定に用いられるオリファントワッシャー試験
片の製法の概略説明図である。
【図6】本発明の高電圧機器用モールド製品の一例であ
るモールドモータの一実施態様を示す一部破断概略説明
図である。
【図7】本発明の高電圧機器用モールド製品の一例であ
るモールドコイルの一実施態様を示す一部破断概略説明
図である。
【図8】本発明の高電圧機器用モールド製品の一例であ
るガス絶縁装置の一実施態様を示す概略断面図である。
【符号の説明】
5 金型 10 インサート部材 11 繊維シート
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3/36 NKX 5/56 NLC C08L 63/00 NJM NJW NKB H01B 3/40 C // B29K 63:00 B29L 31:34 (72)発明者 鐘ケ江 裕三 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 板橋 好文 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 野上 文夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I): 【化1】 (式中、nは平均して0または1〜4の整数を示す)で
    表わされるエポキシ樹脂(A−1)、一般式(II): 【化2】 (式中、R1はそれぞれ独立して水素原子またはメチル
    基、xはそれぞれ独立して1〜4の整数、yは平均して
    0または1〜4の整数を示す)で表わされるエポキシ樹
    脂(A−2)、一般式(III): 【化3】 (式中、zは平均して0または1〜4の整数を示す)で
    表わされるエポキシ樹脂(A−3)および一般式(I
    V): 【化4】 (式中、sは平均して0または1〜4の整数を示す)で
    表わされるエポキシ樹脂(A−4)から選ばれた少なく
    とも1種を含有したエポキシ樹脂(A)、酸無水物
    (B)、硬化促進剤(C)、エポキシシラン系カップリ
    ング剤、フェニルアミノシラン系カップリング剤、メル
    カプトシラン系カップリング剤およびチタネート系カッ
    プリング剤から選ばれた少なくとも1種のカップリング
    剤(D)ならびに平均粒子径が60μm以下で、粒子径
    が5μm以下の粒子を5重量%以上含有したシリカ充填
    剤および/またはアルミナ充填剤からなる充填剤(E)
    を主成分とし、酸無水物(B)の酸無水物基の数とエポ
    キシ樹脂(A)のエポキシ基の数との比(酸無水物基の
    数/エポキシ基の数)の値が0.5〜1.5であり、硬
    化促進剤(C)の配合量がエポキシ樹脂(A)100重
    量部に対して0.05〜10重量部であり、カップリン
    グ剤(D)の配合量が充填剤(E)100重量部に対し
    て0.05〜5重量部であり、充填剤(E)の含有量が
    35〜95重量%である成形用エポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂(A)がビスフェノールA
    型エポキシ樹脂および/またはビスフェノールF型エポ
    キシ樹脂が配合されたものである請求項1記載の成形用
    エポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 エポキシ樹脂(A)との相溶性を有し、
    一般式(V): 【化5】 (式中、Y1はそれぞれ独立して水素原子またはハロゲ
    ン原子、R2およびR3はそれぞれ独立して−SO2−、
    −O−、−CH2−、−C(CH32−、−CF2−また
    は−C(CF32−、pはそれぞれ独立して1〜4の整
    数、mは平均して50〜200の整数を示す)で表わさ
    れる繰返し単位を有する熱可塑性ポリマーの平均粒子径
    が100μm以下の微粒粉末(F)が配合されてなる請
    求項1または2記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 エポキシ樹脂(A)との相溶性を有し、
    一般式(VI): 【化6】 (式中、Y2はそれぞれ独立して水素原子またはハロゲ
    ン原子、R4は−SO2−または−O−、R5は−CH
    2−、−C(CH32−、−CF2−または−C(C
    32−、qはそれぞれ独立して1〜4の整数、eは0
    〜50の整数、tは0〜50の整数、e+tは1〜50
    の整数を示し、一般式: 【化7】 (式中、Y2、R4、qおよびeは前記と同じ)で表わさ
    れるセグメントと一般式: 【化8】 (式中、Y2、R5、qおよびtは前記と同じ)で表わさ
    れるセグメントとの配列はランダムであってもブロック
    であってもよい)で表わされる両末端にヒドロキシル基
    を有する熱可塑性ポリマー(G)が配合されてなる請求
    項1または2記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 エポキシ樹脂(A)もしくは酸無水物
    (B)と反応可能な官能基を有するポリシロキサン
    (H)および/またはシロキサン骨格を有するシリコー
    ンポリマーの微粒粉末(I)が配合されてなる請求項1
    または2記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 エポキシ樹脂(A)との相溶性を有し、
    一般式(VII): 【化9】 (式中、R6はそれぞれ独立して水素原子またはアルキ
    ル基、Xはそれぞれ独立して水素原子または臭素原子、
    wはそれぞれ独立して1〜4の整数、uは平均して0ま
    たは1〜300の整数を示す)で表わされる両末端にヒ
    ドロキシル基を有するポリマー(J)が配合されてなる
    請求項1または2記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 末端にカルボキシル基またはアミノ基を
    有するブタジエン−アクリロニトリル共重合体(K)が
    配合されてなる請求項1または2記載の成形用エポキシ
    樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 エポキシ樹脂(A)もしくは酸無水物
    (B)と反応可能な官能基を有する水素添加ポリブタジ
    エンおよび/または水素添加ポリイソプレン(L)が配
    合されてなる請求項1または2記載の成形用エポキシ樹
    脂組成物。
  9. 【請求項9】 マレイミド、ポリエーテルイミドおよび
    ポリフェニレンエーテルから選ばれた少なくとも1種の
    化合物(M)が配合されてなる請求項1または2記載の
    成形用エポキシ樹脂組成物。
  10. 【請求項10】 平均長さが50μm以上のフィラメン
    トが、成形用エポキシ樹脂組成物に対して3重量%以上
    配合されてなる請求項1、2、3、4、5、6、7、8
    または9記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
  11. 【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8、9または10記載の成形用エポキシ樹脂組成物を用
    いたモールド製品の製法であって、硬化促進剤(C)と
    それ以外の成分からなる定量混合物とを混合して樹脂組
    成物を調製したのち、該樹脂組成物を5〜100kg/
    cm2の圧力で金型内に注入し、成形することを特徴と
    する高電圧機器用モールド製品の製法。
  12. 【請求項12】 エポキシ樹脂(A)、酸無水物
    (B)、硬化促進剤(C)およびカップリング剤(D)
    が配合されてなる成形用エポキシ樹脂組成物を用いたモ
    ールド製品の製法であって、金型内に設けられたインサ
    ート部材を繊維シートで覆い、硬化促進剤(C)とそれ
    以外の成分からなる定量混合物とを混合して樹脂組成物
    を調製したのち、該樹脂組成物を金型内に圧入し、成形
    することを特徴とする高電圧機器用モールド製品の製
    法。
  13. 【請求項13】 成形用エポキシ樹脂組成物が充填剤
    (E)が配合されたものである請求項12記載の高電圧
    機器用モールド製品の製法。
  14. 【請求項14】 請求項11、12または13記載の製
    法によってえられた高電圧機器用モールド製品。
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