JPH1092227A - 電気部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐トラッキング性の良好な電気部品を得る。 【解決手段】 全組成物中１０〜５０重量％のガラス繊
維を含む難燃性熱可塑性樹脂組成物からなり、かつ交流
９０Ｖ以上の電圧が印可される金属端子が熱可塑性樹脂
部分を挟んで露出した電気部品であり、その電圧が印可
される金属端子間の熱可塑性樹脂表面部分におけるガラ
ス繊維の平均配向角度が、電圧印可方向を０゜としたと
きに４５゜〜９０°であることを特徴とする電気部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気部品に関し、さ
らに詳しくは優れた火災に対する安全性を有する電気部
品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用電気機器や、オーディオ、
ＡＶ機器等の電気製品には小型化、高性能化が求められ
ており、それに応じて電気部品の軽薄短小化、高性能
化、高密度化が進んでいる。しかし、同時に電気製品の
火災に対する安全性を確保する必要もあることから、電
子部品に用いられる熱可塑性樹脂に対しては高度な難燃
性、電気絶縁性が求められてきている。

【０００３】従来、電気部品の火災に対する安全性を高
める方法としては、主に部品中の可燃部位である樹脂を
難燃化する方法がとられてきたが、高度に難燃化するこ
とは一方で耐トラッキング性を低下させることになり、
両者を両立することが困難であった。

【０００４】また電気部品の機械的強度を向上させるた
め、樹脂にガラス繊維を配合することはよく用いられる
手法であるが、ガラス繊維の配合により耐トラッキング
性は一般に低下し、耐トラッキング性を高めるために無
機充填剤等を配合すると機械特性等の特性が劣ったもの
となるため、電気製品として備えるべき特性のバランス
が不良となる問題があった。

【０００５】難燃性や機械特性を高めながら製品の耐ト
ラッキング性を向上させるため、耐トラッキング性に優
れた樹脂を採用する、耐トラッキング性に優れた材料で
表面をコーティングする、電圧のかかる金属端子間の表
面距離を長くとる等の処方がとられているが、製品の形
状や生産コストによる制約があった。

【０００６】

【発明の解決するべき課題】本発明は上述の事情を背景
としてなされたものであり、火災に対する安全性に優れ
た電気部品を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するべき手段】本発明者らは、安全性の高
い電気部品得るべく鋭意研究した結果、電気部品を構成
するガラス繊維強化難燃性熱可塑性樹脂組成物中のガラ
ス繊維が特定の配向状態をとるときに上述の目的に合致
するものが得られることを見いだし本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明の電気部品は、全組成物
中１０〜５０重量％のガラス繊維を含む難燃性熱可塑性
樹脂組成物からなり、かつ交流９０Ｖ以上の電圧が印可
される金属端子が熱可塑性樹脂部分を挟んで露出した電
気部品であり、その電圧が印可される金属端子間の熱可
塑性樹脂表面部分におけるガラス繊維の平均配向角度
が、電圧印可方向を０゜としたときに４５゜〜９０°で
あることを特徴とする電気部品である。

【０００９】本発明を説明する。

【００１０】本発明の電気部品は、９０Ｖ以上の電圧が
印可された金属端子が熱可塑性樹脂部分を挟んで露出し
た電気部品であり、具体的にはリレー、スイッチ、トラ
ンス、ボビン、コンセント、コンセントキャップ、タッ
プ、配電盤、分電盤、ブレーカ−、開閉器、端子台、電
源パネル、各種電源関連部品、モータやヒータ等高電圧
の供給を受けて作動する部品、及びそれらの基盤等であ
る。このような電気部品は、金属端子間の熱可塑性樹脂
部品の表面へ水や塵、埃が付着または吸着することによ
り絶縁が破壊され出火する危険性を含んでいる。

【００１１】本発明の電気部品はその構成部分が熱可塑
性樹脂から構成されるものすべてが対象となるが、耐熱
性、電気特性、成形性に優れる芳香族ポリエステルが用
いられているものが特性のバランスの優れた電気部品が
得られる。芳香族ポリエステルの中でも成形性に優れる
ポリブチレンテレフタレートが特に好ましい。

【００１２】本発明の電気部品は、それを構成する熱可
塑性樹脂がガラス繊維により補強されているものであ
る。

【００１３】本発明において用いられるガラス繊維は一
般に樹脂の強化用に用いられるものであれば特に限定は
ない。例えば長繊維タイプ（ガラスロービング）や短繊
維状のチョップドストランド、ミルドファイバーなどか
ら選択して用いることができる。

【００１４】またガラス繊維は集束剤（例えばポリ酢酸
ビニル、ポリエステル集束剤等）、カップリング剤（例
えばシラン化合物、ボロン化合物、チタン化合物等）、
その他の表面処理剤で処理されていてもよい。ガラス繊
維長は平均繊維径が１０〜１５μ、平均繊維長が２００
〜５００μになるようなものが好ましく用いられる。こ
の繊維長が２００μより小さいと本発明の配向の効果が
小さい上、ガラス繊維による補強効果も小さくなり、５
００μより大きいと補強効果は大きくなるが、組成物の
流動性が低下し、成形性や表面外観が劣ってくる。

【００１５】ガラス繊維の配合量は、熱可塑性樹脂中１
０〜５０重量％である。この配合量が１０重量％より少
ないところでは成形品の機械的強度や耐熱性の向上効果
が十分でない。また、５０重量％を越える場合には、組
成物の溶融状態における流動性が著しく劣ってくるため
外観の良好な成形品を得ることができず、また強度的に
も飽和に達してくるため好ましくない。

【００１６】電気部品を構成する熱可塑性樹脂組成物を
ガラス繊維で補強すると、その機械特性、耐熱性は高め
られるものの、耐トラッキング性は低下し、電気部品の
性能を損なってしまう。電気部品の耐トラッキング性を
高めるため、それを構成する熱可塑性樹脂組成物に改良
を加えることは、芳香族ポリエステルを例にとると、無
機充填剤を配合する方法（特開昭５１−４６３４４、５
２−５８７５２、５１−１２７１４９等）、他ポリマー
を配合する方法（特開昭５０−７９５５６、５０−７９
５５７、５１−１１６８５４等）、ポリマーを共重合す
る方法（特開昭５５−５９８９等）等、広く行われてい
る。しかしガラス繊維の配合による耐トラッキング性の
低下については改良が困難であった。

【００１７】本発明の電気部品は、その電圧が印可され
る金属端子間の表面部分におけるガラス繊維の平均配向
角度が、電圧印可方向を０゜としたときに４５゜〜９０
°であることを特徴とするものである。このようにガラ
ス繊維が特定の配向を示すことにより、電気部品が高い
耐トラッキング性を示すという効果を発現する。

【００１８】ここでいう表面部分とは、トラッキング劣
化に影響する表層であり、概ね深さ０．５ｍｍ以内の部
分である。この部分のガラス繊維の配向角度は、例え
ば、熱可塑性樹脂を溶解する溶媒により表面の樹脂部分
を除去してガラス繊維を浮き出させる等の方法により測
定することができる。

【００１９】電気部品の電圧が印可される表面部分のガ
ラス繊維の配向角度を４５゜以上にするには、例えば成
形品の形状やゲート位置、ゲート数を、電圧が印可され
る部分を溶融樹脂が横切って流れるように設計する方法
や、別途ガラス繊維を配向させて得た成形品を切削して
望む配向になるよう電気部品を作成する方法、また成形
時の条件を調整して望む部位の樹脂流動を制御しガラス
繊維を配向させる等の方法をとることができる。

【００２０】本発明の電気部品に使用される熱可塑性樹
脂組成物は、それ自体難燃性の樹脂かまたは難燃化され
たものである。難燃化されない場合には耐トラッキング
性のレベルが一般に高く、耐トラッキング性向上の要求
がより小さい。難燃性のレベルとしては、米国アンダー
ライターラボラトリー社の定める方法（ＵＬ９４）にお
いて、１．６ｍｍ以下の厚みでＶ−０となるものが本発
明の対象として好ましい。

【００２１】熱可塑性樹脂の難燃化は一般に難燃剤の配
合により行われ、難燃剤としては、例えば臭素化ポリス
チレン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化アクリル樹脂、臭素
化ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルおよびそ
のオリゴマー、臭素化ビスフェノール−Ａを原料として
製造されるポリカーボネートオリゴマー、臭素化ビフェ
ニルエーテル、臭素化ジフタルイミド化合物、塩素化ヘ
キサペンタジエンの２量体等のハロゲン含有化合物；赤
リン、トリフェニルホスフェート等のリン化合物；ホス
ホン酸アミド等のリン−窒素化合物；メラミン、メラ
ム、メレム、メロン、シアヌール酸、シアヌール酸メラ
ミン等のトリアジン化合物；水酸化アルミニウム、水酸
化マグネシウム、ドーソナイト、２水和石コウ等の金属
水酸化物や上記ハロゲン含有化合物との併用または単独
で用いられる難燃助剤、例えば三酸化アンチモン、アン
チモン酸ナトリウム等のアンチモン化合物、酸化ホウ
素、酸化鉄等の金属酸化物等の配合が可能である。これ
らの難燃剤の効果を一層高めるため、燃焼時の溶融粒の
滴下を抑制する化合物を配合してもよい。このような効
果を発現する化合物としては、乳化重合して作られたポ
リテトラフルオロエチレンやフュームドコロイダルシリ
カ等が公知である。

【００２２】本発明の電気部品を構成する熱可塑性樹脂
組成物には、必要に応じて顔料その他の配合剤をその発
現量配合されていてもよい。このような配合剤としては
カオリン、クレー、ウォラストナイト、タルク、マイ
カ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラスビーズガラ
スフレークス等の粉末状、粒状あるいは板状の無機充填
材が例示できる。また、少量の割合でガラス繊維以外の
アラミド繊維、炭素繊維、スチール繊維、アスベスト、
セラミック繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ボロン
ウィスカー等の繊維状物も配合されていてもよい。

【００２３】更に、耐熱性向上を目的としてヒンダード
フェノール化合物、芳香族アミン化合物、有機リン化合
物、硫黄化合物等の酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、滑
剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤の添加もできる。

【００２４】

【実施例】以下実施例により本発明を詳述する。なお、
実施例中の各種特性の測定は以下の方法によった。

【００２５】（１）耐トラッキング性：ＩＥＣ規格 Ｐ
ｕｂｌ．１１２ 第２版に準拠。電解液として塩化アン
モニウム０．１％水溶液、または塩化ナトリウム５％水
溶液を用い、設定した電圧での導通や発火による破壊に
至る滴数を測定。

【００２６】（２）ガラス繊維の配向角度：ＰＢＴ樹脂
成型品を、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−
２−プロパノールに３０秒間浸漬後、表面の写真を撮影
し、浮き出たガラス繊維の角度を読みとることにより測
定。

【００２７】（３）燃焼性：米国アンダーライターラボ
ラトリー社の定める方法（ＵＬ９４）により評価。（試
験片厚さ０．８ｍｍ） （４）極限粘度：溶媒としてｏ−クロロフェノールを用
い、オストワルド粘度管により３５℃にて測定。

【００２８】［実施例１〜３、比較例１〜３］ （１）板状成型品の作成 １３０℃で８時間熱風乾燥した、極限粘度０．７２のＰ
ＢＴ樹脂（帝人（株）製）４８．６重量％、ガラス繊維
（繊維径１３μ、３ｍｍチョップドストランド、日本電
気硝子（株）製）３０重量％、臭素化エポキシ（ＥＰ１
００、大日本インキ工業（株）製）１７．４重量％、三
酸化アンチモン（ＰＡＴＯＸ−Ｃ、日本精鉱（株）製）
３．６重量％、及び離型剤（ＷａｘＥ、ヘキストジャパ
ン（株）製）０．４重量％を表１に示す割合にて、予め
タンブラーで均一に混合した後スクリュー径各４４ｍｍ
のベント付き二軸押出機を用いて真空に引きながらシリ
ンダー温度２６０℃、スクリュー回転数１５０ｒｐｍ、
吐出量５０ｋｇ／ｈｒにて溶融混練し、ダイスから吐出
するスレッドを冷却切断してＰＢＴ樹脂組成物の成形用
ペレットを得た。

【００２９】次いでこのペレットを用いて射出容量７オ
ンス、型締力１００トンの射出成形機にてシリンダー温
度２５０℃、金型温度６０℃、射出圧力８０ＭＰａ、射
出速度３０〜９０％、冷却時間１２秒、および全成形サ
イクル４０秒の条件で厚さ１ｍｍの板状成型品を成形し
た。

【００３０】これらの成形品を種々の角度で切削するこ
とにより、ガラス繊維の配向角度の異なる耐トラッキン
グ性測定用成型品（４０ｍｍ×４０ｍｍ）を作成した。

【００３１】また、このＰＢＴ樹脂組成物から別途０．
８ｍｍ厚みの燃焼試験用試験片を成形し、その燃焼性を
評価したところ、ＵＬ９４ Ｖ−０であった。

【００３２】（２）電気部品の作成 パワーリレー（ＪＭ１ａＮ−ＴＭＰ−ＤＣ１２Ｖ、松下
電工（株）製）の、プラグが突出している面に対し同形
状になるように（１）で作成した板状成型品を切削し、
プラグの断面形状に等しい挿入口を開けた上で該面に板
状成型品を接着した、そのときに、板状成型品を切削す
る方向を選ぶことにより、ガラス繊維の配向角度の異な
る面かからなる電気部品とした。

【００３３】（３）耐トラッキング性の測定 上述の方法で作成した各サンプルでの耐トラッキング性
の測定結果を表１に示す。なお、電気部品の耐トラッキ
ング性の測定は、２個のプラグ間にＡＣ１００Ｖの電圧
をかけ、プラグの中間に電解液をＩＥＣ規格 Ｐｕｂ
ｌ．１１２ 第２版に準拠した方法でで滴下することに
より実施した。

【００３４】結果を表１にまとめて示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】表１の結果より明らかなように、電圧の
印可方向を０゜としたときのガラス繊維の配向角度が４
５゜〜９０°であると、非常に優れた耐トラッキング性
を示し、電気部品としてもより高い性能が得られるよう
になる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全組成物中１０〜５０重量％のガラス繊
   維を含む難燃性熱可塑性樹脂組成物からなり、かつ交流
   ９０Ｖ以上の電圧が印可される金属端子が熱可塑性樹脂
   部分を挟んで露出した電気部品であり、その電圧が印可
   される金属端子間の熱可塑性樹脂表面部分におけるガラ
   ス繊維の平均配向角度が、電圧印可方向を０゜としたと
   きに４５゜〜９０°であることを特徴とする電気部品。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂が芳香族ポリエステル樹脂
   である請求項１項記載の電気部品。