JPH10168280A - フィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物及びそれを用いたフィルムコンデンサ - Google Patents
フィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物及びそれを用いたフィルムコンデンサInfo
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Abstract
水和アルミナの沈降防止性をさらに向上させ、フィルム
コンデンサのケースポッティングに好適に使用しうるフ
ィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物を提供す
る。 【解決手段】 (A)液状ビスフェール型エポキシ樹脂
100重量部に対し、(B)低粘度アルキレン又はシク
ロアルキレングリコールジグリシジルエーテル10〜4
0重量部と、(C)液状ポリカルボン酸無水物系硬化剤
80〜120重量部と、(D)赤リン粉末4〜20重量
部と、(E)(a)平均粒径10〜25μmの水和アル
ミナ80〜95重量%及び(b)平均粒径2μm以下の
水和アルミナ20〜5重量%から成る水和アルミナ10
0〜200重量部とを配合して成るフィルムコンデンサ
用難燃性エポキシ樹脂組成物、及びそれによりケースポ
ッティングされたフィルムコンデンサである。
Description
サのケースポッティングすなわち樹脂ケース中にフィル
ム積層体をセットし、液状封止剤を注入したのち、加熱
硬化することにより樹脂ケースそのものを外装とするフ
ィルムコンデンサを形成する際に用いられる難燃性エポ
キシ樹脂組成物に関するものである。
て、エポキシ樹脂に対し、ポリカルボン酸無水物系硬化
剤と赤リンと水和アルミナを配合したものは知られてい
る(例えば特開昭54−93044号公報、特開昭59
−98123号公報、特開昭62−27420号公報、
特開昭64−29453号公報参照)。また、フライバ
ックトランス、コイル、コンデンサ、ダイオードなどの
電子部品の製造に際し、含浸性を向上させたり、保存中
に粉末成分が沈降分離してくるのを防止するために、特
定の粒度分布を有する水和アルミナを用いたものも知ら
れている(例えば特開昭60−115620号公報、特
開昭61−176626号公報、特開昭61−2768
16号公報、特開昭62−7720号公報、特開平1−
198658号公報、特開平3−9929号公報、特開
平5−53810号公報、特開平5−19806号公報
参照)。しかしながら、フィルムコンデンサのケースポ
ッティングにおいては、水和アルミナの完全な沈降防止
に加え、フィルムコンデンサの巻表面のほか、端面のフ
ィルム層間部や樹脂ケース内スペース全域、特に樹脂ケ
ースの隅部分まで液状樹脂組成物が十分に含浸されるこ
とが要求されるため、これまでの難燃性エポキシ樹脂組
成物では、その部品細部に均一に浸透する含浸性や水和
アルミナの沈降防止性の点で、必ずしも満足できるもの
ではなかった。
性エポキシ樹脂組成物の含浸性や水和アルミナの沈降防
止性をさらに向上させ、フィルムコンデンサのケースポ
ッティングに好適に使用しうるフィルムコンデンサ用難
燃性エポキシ樹脂組成物を提供することを目的としてな
されたものである。
コンデンサのケースポッティングに用いる難燃性エポキ
シ樹脂組成物について鋭意研究を重ねた結果、エポキシ
樹脂、ポリカルボン酸無水物系硬化剤、水和アルミナ及
び赤リンから成る難燃性エポキシ樹脂組成物に、低粘度
ジグリシジルエーテル化合物を配合するとともに、平均
粒度の異なる2種又はそれ以上の水和アルミナを用いる
ことにより各部品に対する含浸性及び水和アルミナの沈
降防止性をいっそう改善することを見出し、この知見に
基づいて本発明をなすに至った。
ール型エポキシ樹脂100重量部に対し、(B)低粘度
アルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジ
ルエーテル10〜40重量部と、(C)液状ポリカルボ
ン酸無水物系硬化剤80〜120重量部と、(D)赤リ
ン粉末4〜20重量部と、(E)(a)平均粒径10〜
25μmの水和アルミナ80〜95重量%及び(b)平
均粒径2μm以下の水和アルミナ20〜5重量%から成
る水和アルミナ100〜200重量部とを配合して成る
フィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物及びそ
れを用いたフィルムコンデンサを提供するものである。
(A)ビスフェール型エポキシ樹脂と(B)低粘度アル
キレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエ
ーテルと(C)ポリカルボン酸無水物系硬化剤と(D)
赤リンと(E)水和アルミナの5成分を必須成分とする
ものである。(A)成分のビスフェール型エポキシ樹脂
は、使用温度例えば10〜35℃において液状のものが
用いられる。このようなものとしては、例えば重合度1
〜1.8、エポキシ当量170〜180程度の液状ビス
フェールA型エポキシ樹脂、重合度1.0〜1.2、エ
ポキシ当量160〜170程度の液状ビスフェールF型
エポキシ樹脂などが好適であるが、そのほかの核置換ビ
スフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノールアルカン
型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格型エポキシ樹脂、ビス
フェノールS型エポキシ樹脂など、従来の難燃性エポキ
シ樹脂組成物の主剤として慣用されていたビスフェノー
ル型エポキシ樹脂の中で室温において液状を保つもので
あれば用いることができる。
クロアルキレングリコールジグリシジルエーテルとして
は、25℃における粘度が100cps以下の低粘度ア
ルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジル
エーテルが用いられる。このアルキレン又はシクロアル
キレングリコールジグリシジルエーテル中のアルキレン
基又はシクロアルキレン基は酸素原子によって中断され
ていてもよい。このようなアルキレングリコールジグリ
シジルエーテルとしては、例えばエチレングリコールジ
グリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、1,4‐ブタンジオールジグリシジルエー
テル、1,6‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテ
ル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリ
エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレ
ングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテル、トリイソプロピレングリ
コールジグリシジルエーテルのような炭素数2〜12の
直鎖状又は枝分れ状のアルキレングリコール又はエーテ
ル結合を持つアルキレングリコールのジグリシジルエー
テルを挙げることができる。またシクロアルキレングリ
コールジグリシジルエーテルとしては、シクロヘキサン
ジメタノールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジ
オールジグリシジルエーテルなどを挙げることができ
る。これらの中で、粘度の低い難燃性エポキシ樹脂組成
物を与えることができ、かつ耐熱性の高い熱硬化物を与
えることから、1,6‐ヘキサンジオールジグリシジル
エーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテ
ル、1,4‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、シ
クロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルが好ま
しい。これらの低粘度アルキレン又はシクロアルキレン
グリコールジグリシジルエーテルは単独で用いてもよい
し、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
クロアルキレングリコールジグリシジルエーテルは、
(A)成分100重量部に対して、10〜40重量部の
割合で用いられる。この量が10重量部未満では希釈効
果が十分に発揮されないし、40重量部を越えると硬化
物の耐熱性、耐湿性などの物性が低下する。希釈効果及
び耐熱性などの面から、低粘度アルキレン又はシクロア
ルキレングリコールジグリシジルエーテルの好ましい配
合量は15〜30重量部の範囲である。
系硬化剤としては、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、
メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、エン
ドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水ナディック
酸、無水メチルナディック酸、ドデセニル無水コハク
酸、オクテニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸ポリ無
水物等が挙げられるが、難燃性エポキシ樹脂組成物の注
型作業のしやすいこと、及び耐熱性の高い硬化物が得ら
れることから、メチルテトラヒドロ無水フタル酸が好ま
しい。
硬化剤は、(A)成分100重量部に対して、80〜1
20重量部の割合で用いられる。この量が80重量部未
満であっても、また120重量部以上であっても硬化物
の耐熱性、耐湿性などの物性が低下する。硬化物の耐熱
性及び耐湿性の面からポリカルボン酸無水物系硬化剤の
好ましい配合量は80〜110重量部の範囲である。
ン粉末としては、粉末そのものに加え、粉末の表面を有
機化合物及び/又は無機化合物で被覆したものも用いる
ことができる。この赤リン表面を処理する有機化合物と
しては、フェノール樹脂、フラン樹脂、フッ素樹脂、メ
ラミン樹脂等が挙げられ、また無機化合物としては、ア
ルミニウム化合物、マグネシウム化合物、亜鉛化合物な
どが挙げられる。
00重量部に対して、4〜20重量部、好ましくは6〜
15重量部の割合で用いられる。この量が4重量部未満
であると、難燃効果が少なく、難燃性に関する規格(U
L−94のV−0)を満たさないし、また20重量部以
上であると硬化物の耐湿性が劣る。
いられる水和アルミナは、(a)平均粒径10〜25μ
mの水和アルミナ及び(b)平均粒径2μm以下の水和
アルミナの粒径の異なる2種の水和アルミナから構成さ
れる。このように粒径の大きい水和アルミナと粒径の小
さい水和アルミナを配合することにより、水和アルミナ
の沈降防止性が極めて良好となる。この水和アルミナ中
の(a)成分の平均粒径が10μmより小さいと、組成
物の粘度が高くなり、注型作業がしにくくなるし、また
25μmよりも大きいと、ディスペンサ等の注型機を使
用する際に、注型機の摩耗がはげしくなる。一方(b)
成分の平均粒径が2μmよりも大きいと、水和アルミナ
の沈降防止効果が低下する。この水和アルミナ(a)成
分と(b)成分の配合割合は、水和アルミナ全体に対
し、(a)成分80〜95重量%及び(b)成分20〜
5重量%となることが必要である。この割合よりも
(a)成分の含有量が多いと、(a)成分の水和アルミ
ナの沈降が増加するし、またこの割合よりも少ないと、
エポキシ樹脂組成物の粘度が増大し、注型作業がしにく
くなる。
有する(E)成分の水和アルミナは、(A)成分100
重量部に対して、100〜200重量部の割合で用いら
れる。この量が100重量部未満では硬化発熱による硬
化収縮が大きくなり、また200重量部を越えるとエポ
キシ樹脂組成物の粘度が高くなり、注型作業性、フィル
ムコンデンサへの含浸性が低下する。
成物の粘度が高くなりすぎないよう調節することが望ま
しい。具体的には、(A)成分と(B)成分の混合物の
25℃における粘度は1200cps以下であることが
好ましく、また(A)成分、(B)成分、(D)成分及
び(E)成分の混合物の25℃における粘度が2000
0cps以下であることが好ましい。
を配合することができる。粘度調整剤としては25℃に
おける粘度が30cps以下のものを用いることがで
き、第三級カルボン酸ジグリシジルエステル若しくはモ
ノグリシジルエステルが好適に用いることができる。こ
れらの粘度調整剤は、(A)成分100重量部に対し
て、通常9重量部以下の割合で用いられる。
促進剤を配合することができる。硬化促進剤としては、
硬化物のガラス転移温度が100℃以上となるものを用
いることができ、そのような硬化促進剤としては第三級
アミン、イミダゾール及びDBU系硬化促進剤を挙げる
ことができる。これらの硬化促進剤は、(A)成分10
0重量部に対して、0.5〜4.0重量部の割合で用い
ることができる。
消泡剤、着色剤、シランカップリング剤などのこれまで
難燃性エポキシ樹脂組成物に慣用されている各種添加剤
を配合することができる。本発明組成物はこれらの各成
分を任意の順序で添加し、均一に混合することによって
調製される。
シ樹脂組成物は、フィルムコンデンサのケースポッティ
ングとして使用される。難燃性の樹脂ケース中にフィル
ムコンデンサをセットし、本発明の液状の難燃性エポキ
シ樹脂組成物を注型機により注入した後、80℃で3時
間、更に100℃で1時間加熱し、硬化させ、保護被膜
を形成させる。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。なお、各例におけるエポキシ樹脂組成
物及びその硬化物の物性は次に示す方法に従って評価し
た。
れ、25℃で30日間放置し、水和アルミナの沈降の有
無を肉眼で観察し、以下の基準に従って評価した。 ○:沈降なし △:一部沈降している ×:沈降している
1mm)をその両端側に厚さ25μm、幅3mmのポリ
エチレンテレフタレート(PET)フィルムを介して接
着して、2枚のスライドガラスの間に25μmの間隙を
有する試験治具を作成した。その斜視図を図1に示す。
図1において1はスライドガラス、2はPETフィルム
を示す。前記試験治具を60℃にコントロールされたホ
ットプレート上に水平に置き、スライドガラスの温度が
60℃になった時点において試料組成物をそのスライド
ガラスの前端部に0.2g滴下し、その試料組成物が5
分後に2枚のスライドガラスで形成される高さ25μm
の間隙内に侵入する程度を以下の基準に従って評価し
た。 ○:間隙内に1cm以上侵入した。 ×:間隙内に侵入した程度が1cm以下だった、若しく
は侵入しなかった。 図2にスライドガラスの前端部に試料組成物を滴下した
ときの様子を示す。図2において1及び2は図1と同様
であり、3はホットプレート、4は試料組成物を示す。
12.7mm、厚さ1.6mmの直方体)とし、難燃性
に関する規格UL−94に従って難燃性試験を行い、V
−0であるものを○、V−0でないものを×とし、以下
の基準に従って判断した。 ○:難燃性が良好である。 ×:難燃性が良好でない。
0mm、厚さ3mm)を市販のプレッシャークッキング
装置で120℃、2気圧、50時間の条件で加湿し、こ
の加湿後の試験片の重量増加率を測定し、以下の基準に
従って表示し、○を耐湿性が良好とした。 ○:重量増加率1.5%未満 △:重量増加率1.5%以上2.0%未満 ×:重量増加率2.0%以上。 なお、重量増加率は試験片の加湿前の重量をWO、加湿
後の重量をWとして次式により求めた。 重量増加率(%)=(W−WO)/WO×100
0mm、厚さ3mmの直方体)を電気絶縁特性に関する
規格UL−746Aに従って耐トラッキング性試験を行
い、以下の基準に従って表示し、○のものを耐トラッキ
ング性良好とした。 ○:600V以上。 △:400V以上600V未満。 ×:400V未満。
に混合し、上記測定基準に従い、本発明のエポキシ樹脂
組成物の沈降防止性及び含浸性を測定した。結果を表1
に示す。さらに本発明のエポキシ樹脂組成物を80℃で
3時間、更に100℃で1時間加熱し、硬化させた。硬
化物についての難燃性、耐湿性および耐トラッキング性
について上記に示すように判定した。結果を表1に示
す。
例と同様にして沈降防止性及び含浸性を測定した。結果
を表1に示す。さらにその各組成物を実施例と同様の条
件で硬化させ、その硬化物についての難燃性、耐湿性お
よび耐トラッキング性について実施例と同様にして判定
した。結果を表1に示す。
る。 エピコート828(商品名):25℃で液状であるビス
フェノールA型エポキシ樹脂[エポキシ当量187(油
化シェルエポキシ社製)] ジグリシジルエーテルA:1,6‐ヘキサンジオールジ
グリシジルエーテル(25℃における粘度23cps,
エポキシ当量165) ジグリシジルエーテルB:ネオペンチルグリコールジグ
リシジルエーテル(25℃における粘度16cps,エ
ポキシ当量135) ジグリシジルエーテルC:1,4‐ブタンジオールジグ
リシジルエーテル(25℃における粘度16cps,エ
ポキシ当量127) カジューラE(商品名):第三級カルボン酸グリシジル
エステル[エポキシ当量250(油化シェルエポキシ社
製)] リカシッドMT−500(商品名):メチル無水テトラ
ヒドロフタル酸(新日本理化社製) アンカミンK−54(商品名):2,4,6‐トリスジ
メチルアミノメチルフェノール(アンカーケミカル社
製) ノーバレット120(商品名):フェノール表面処理赤
リン[平均粒径25μm,(燐化学工業社製)] ハイジライトH−31(商品名):水和アルミナ[レー
ザー光回折法により求めた平均粒径17μm(昭和電工
社製)] ハイジライトH−42M(商品名):水和アルミナ[レ
ーザー光回折法により求めた平均粒径1.0μm(昭和
電工社製)] C−308H(商品名):水和アルミナ[平均粒径7.
8μm(住友アルミニウム製錬社製)]
優れるとともに、水和アルミナを本発明の比で2種混合
することにより、沈降防止性に優れ、また含浸性にも優
れることがわかる。
ポキシ樹脂組成物は、耐熱性、耐湿性良好であるととも
に、成分中の水和アルミナの沈降防止性に優れるため組
成物およびその硬化物の均一性が良好であり、さらに含
浸性にも優れるために、フィルムコンデンサのケースポ
ッティングとして使用すると本発明組成物が端面のフィ
ルム層間部やケース内の隅部分にまで十分含浸し、電気
絶縁特性としての耐トラッキング性、硬化物の難燃性、
注型作業性に優れる。
図。
面図。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)液状ビスフェール型エポキシ樹脂
100重量部に対し、(B)低粘度アルキレン又はシク
ロアルキレングリコールジグリシジルエーテル10〜4
0重量部と、(C)液状ポリカルボン酸無水物系硬化剤
80〜120重量部と、(D)赤リン粉末4〜20重量
部と、(E)(a)平均粒径10〜25μmの水和アル
ミナ80〜95重量%及び(b)平均粒径2μm以下の
水和アルミナ20〜5重量%から成る水和アルミナ10
0〜200重量部とを配合して成るフィルムコンデンサ
用難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項2】 (C)液状ポリカルボン酸無水物系硬化
剤がメチルテトラヒドロ無水フタル酸である請求項1記
載のフィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1記載の難燃性エポキシ樹脂組成
物によりケースポッティングされたフィルムコンデン
サ。
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