KR0175110B1 - 에폭시수지 조성물 및 이를 사용한 수지 성형물 - Google Patents

Abstract

[목적]

완충층을 설비한 후에 에폭시수지몰드하는 2단몰드법을 필요로 하지않고, 직접몰드를 할 수 있는 취성등의 특성이 개선된 에폭시수지에 의해서, 계면박리나 균열이 발생하지 않는 내크랙성이 우수한 수지몰드품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[구성]

무기질의 필러(7) 및 유연한 수지로 되는 입자(8)를 미립자상으로 균일하게 에폭시수지(6)중에 분산시켜서 되는 에폭시수지조성물도 되는 수지몰드품인 것을 특징으로 한다.

Description

에폭시수지 조성물 및 이를 사용한 수지 성형물

제1도는 실리카와 실리콘겔을 에폭시수지 중에 미크로분산시킨 볼 발명의 에폭시주형재료의 구성의 모식도.

제2도는 본 발명의 에폭시주형재료에 의해서 진공밸브를 직접몰드한 수지몰드품의 구성을 나타낸 단면도.

제3도는 에폭시주형재료의 온도와 점도의 관계를 나타낸 그래프.

제4도는 에폭시주형재료의 실리콘겔의 첨가량과 파괴인성과의 관게를 나타낸 그래프.

제5도는 에폭시주형재료의 실리콘오일의 첨가량과의 파괴인성과의 관계를 나타낸 그래프.

제6도는 에폭시주형재료의 실리콘오일의 첨가량과 실리콘겔의 입경과의 관계를 나타낸 그래프.

제7도는 본 발명의 에폭시부형재료에 의해서 계기용변압기(PT)를 직접몰드한 수지몰드품의 구성을 나타낸 단면도.

제8도는 종래의 에폭시주형재료에 의해서 진공밸브를 직접몰드한 수지몰드품의 구성을 나타낸 단면도.

제9도는 종래의 에폭시주형재료에 의해서 계기용변압기 (PT)를 직접몰드한 수지몰드품의 구성을 나타낸 단면도.

제10도는 실리카와 에폭시수지로 되는 종래의 에폭시주형재료의 구성의 모식도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 진공밸브 2 : 완충층

3 : 1코일 4 : 2차코일

5 : 에폭시주형재료 6 : 에폭시 수지

7 : 실리카분말 8 : 실리콘겔

9 : 철심

[산업상의 이용분야]

본 발명은, 중전기기에 사용되는 수지몰드품에 관한 것이며, 특히 내부에 진공밸브, 도체나 매립재등의 콘포넨트가 매설된 고압절연용의 수지몰드품에 관한 것이다.

[종래의 기술]

중전기기에 있어서, 수지몰드품은 전기절연부분이나 구조부분에 널리 사용되고 있다. 이와 같은 수지몰드품에 사용되는 수지로서, 내습성, 내약품성, 치수안정성, 전기적 특성 등이 우수하기 때문에, 통상 에폭시수지가 사용되고 있다.

수지몰드품은 성형성이나 주형 등으로 만들어지고 있다. 성형의 경우는 반응이 약간 진행된 반고형상의 수지를 금형에 충전하여, 열과압력을 가하여 소정의 형상을 얻는 방법이며, 경화시간이 짧기 때문에 양산성이 필요하게 되는 경우에 사용되고 있다. 한편, 주형의 경우는, 수지, 경화제 및 충전제를 가열혼합하여, 얻어진 액상혼합물을 감압하에서 탈포하고, 금형에 주입후, 경화시켜서 소정의 형상을 얻는 방법이며 수지내부에 기포가 적은 우수한 전기적특성을 나타낸 수지몰드품을 얻을 수 있다.

그러나 금속인서트나 진공밸브와 같은 콘포넨트를 에폭시수지 중에 매립성형 또는 주형된 수지몰드품은, 급격한 온도변화가 가해진 경우, 에폭시 수지는 약하다는 특성을 갖기 때문에, 수지와 금속이나 세라믹스 간의 열팽창율의 차이에 의해서 발생하는 열응력에 견딜 수 없어, 수지몰드품이 파괴되어 버리는 경우가 있다.

이 방지를 위해서, 제8도 및 제9도에 나타낸 것과 같은 2단몰드법이 채용되는 경우가 있다. 이 방법은, 예를 들면, 제8도에 나타낸 진공밸브몰드품의 경우에는, 열응력을 완화할 목적으로 진공밸브1의 주위에, 부드러운 우레탄 고무나 가용성에폭시수지 등으로 되는 얇은 완충층2를 설비하고, 그 후, 실리카겔 등의 무기질필러를 충전한 에폭시 수지를 사용하여 성형 또는 주형가공하고 있다. 또, 제9도에 나타낸 것과 같이 금속부분의 인서트부를 갖는 계기용변압기(PT)의 경우에는, 1차측코일3이나, 2차측코일4의 외주부에, 똑같이 얇고 유연한 완충층2를 설비하는 방법이 채용되고 있다. 이와같이, 완충층을 설비한 후에 에폭시 수지로 몰드를 행하는 2단몰드법으로 행하는 2단몰드법에서는, 금속부분의 주위에 설비한 얇은 유연한 완충층2가 계면에 발생하는 열응력을 완화, 흡수하여, 수지몰드의 파괴를 방지하고 있다. 또, 완충층의 외측에 설비된 에폭시수지를 주성분으로 하는 단단한 주형재료5는 수지몰드품의 기계적 강도 및 전기적 특성등을 보지하는 역할을 다하고 있다.

한편, 열응력을 저감하는 별도의 방법으로서, IC 등의 전자소자의 봉지재료에 사용되어 있는 바와 같이, 에폭시수지에 다량의 실리카겔분말 등을 충전하고, 수지의 열팽창율을 소자에 사용되고 있는 금속이나 세라믹스에 가까운 상태로 하여, 열응력이 발생하기 어려운 수지를 사용하여 몰드하는 방법이 있다. 그러나 이 경우, 다량의 충전물을 배합하지 않으면 안되기 때문에 수지의 점도는 매우 높아지게 되는 일이 알려져 있다.

이와 같이 현상은, 특히, 10kV 이상과 같은 고전압인 중전기기용의 수지몰드품을 제조할 경우에는, 기포 기타의 이물질 등의 혼입은 전기적특성의 저하를 나타내기 때문에 기포 등의 제거가 중요하다는 것, 또 이들의 고전압용품은 방열 등 때문에 불가결한 주름 등의 복잡한 형상의 부품을 만들 필요가 있으므로, 봉지재료에 사용되고 있는 바와 같은 고점도의 수지는 채용되지 않고, 감압에 의해서 탈포 등이 가능한 액상의 수지로, 또한 어는 정도 점도가 낮고 복잡한 형상이라도 금형에 용이하게 주입할 수 있는 액상의 에폭시수지를 사용하여, 주형에 의해서 만들어지고 있다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 액상의 에폭시수지를 사용하여 주형에 의해서 만든 수지몰드품의 경우에는, 다음과 같은 결점이 있다. 즉, 운전시에 있어서의 기기의 내측과 외측의 온도차나, 운전,정지에 의한 히트사이클시에, 수지와, 수지몰드내부의 진공밸브와 같은 콘포넨트의 세라믹스부분이나 금속부분과의 계면에, 양자의 열팽창율의 차이에 의해서 큰 열응력이 걸리고, 계면의 박리나 인성의 낮은 에폭시수지 중에 균열이 발생하고, 그 때문에 코로나와 같은 전기적 특성이 저하되고, 또, 발생한 균열이 신장하여 수지몰드가 파괴되어버리는 등의 결점이 있다.

한편, 2단몰드법을 채용한 경우는, 예를 들면, 폴리우레탄을 금속인서트의 주위에 얇게 도포하여 경화시킨 후에 에폭시수지를 사용하여 주형하도록 된다. 그러나, 일단 경화시킨 폴리우레탄의 완충층과 에폭시의 수지몰드를 일체로 접착시키는 것은 곤란하며, 양자의 사이에 새로운 계면이 형성된다. 따라서, 열충격에 대해서는 어느 정도의 개선은 보이나, 이 접착력의 약한 완충층과 에폭시수지와의 계면에서 박리가 발생하여, 내코로나성 등의 전기적 특성이 저하되는 등의 결점이 있다.

마찬가지로, 경도의 낮은 가요성의 에폭시수지를 완충층으로 하여 사용하고, 이어서, 통상의 에폭시수지로 몰드한 경우에도 계면의 박리에 의한 전기적특성의 저하 및 저온시에 가요성에폭시수지의 취화에 의해서도 균열이 발생하는 것을 방지할 수 없는 등의 결점이 있다. 또, 제조공정상의 문제로서, 이들의 2단몰드법은 직접몰드법에 비해서 작업성이 저하되는 등의 결점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 열응력의 완화를 위해서 채용되는 상술의 결점을 갖는 2단몰드법은 아니고, 직접몰드된 경우에도, 열응력에 의한 계면의 박리나 수지의 균열이 발생하지 않은, 취성등의 특성이 개선된 성형 또는 주형용의 에폭시수지를 개발하고, 이 수지에 의해서 직접몰드된 계면박리나 균열이 발생하지 않는 내트랙성, 내히트사이클성, 등의 장기신뢰성, 내코로나성 등의 전기적 특성이 우수한 수지몰드품을 제공하는데 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은, 무기질의 필러 및 유연한 수지로 되는 미립자상으로 균일하게 에폭시수지 중에 분산시켜서 되는 에폭시조성물로 되는 수지몰드품이다.

또, 유연한 수지로 되는 미립자상으로 분산시켜서 되는 수단으로서 상용화제를 에폭시수지에 더 첨가하고, 무기필러 및 유연한 수지로 되는 입자를 미립상으로 분산시킨 에폭시수지조성물로 되는 수지몰드품으로 된다.

이하, 본 발명에 의한 수지몰드품에 대해서 상세하게 설명하겠다.

2단몰드법과 같이 완충층을 형성하지 않고, 금속인서트를 직접몰드하는 방법은, 몰드가 한번으로 완성되어, 작업성이 향상되어, 완충층과 에폭시수지와의 계면에서 생기는 박리나 균열 등의 문제도 해소되므로 여러 가지로 검토되고 있다. 이와 같은 직접몰드가 가능한 수지에 구해지는 특성으로서는 취성이 개선되고 내크랙성이 우수한 수지인 것이 필요하다. 취성을 개선하는 방법으로서는 무기필러를 다량으로 충전하거나, 에폭시수지에 관능기를 도입하는 등을 들 수 있다. 그러나, 에폭시 수지에 실리카분말이나 알루미나 분말 등의 무기필러를 다량으로 충전하면 현저한 점도의 증가가 생기어 작업성이 저하된다. 따라서, 충전할 수 있는 무기필러량에는 한계가 있다. 또, 관능기의 도입은 에폭시수지의 경화시의 반응형태가 변화되어버릴 우려가 있다.

상기 과제를 해결하게 위해서, 본 발명자들은 직접 몰드에 의해서도 우수한 장기신뢰성, 전기적특성을 갖는 성형 또는 주형용에폭시수지(이하, [에폭시주형재료]라 함)에 대해서 예의 검토한 결과, 실리콘겔과 같은 유연한 수지를 에폭시주시 중에 미립자상으로 분산시키는 것, 즉 에폭시수지 중에 미크로분산시킴으로써, 에폭시 주형재료를 향상시킬 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명에 사용되는, 에폭시수지는 비스페놀계, 페놀노볼락계 등 여러 가지의 것이 시판되고 있으나, 예를 들면, 비스페놀계 액상수로서 CY225(상품명, 시바, 가이기사 제)등이 사용된다. 또, 동시에 사용되는 경화제도 산무수물계, 아민계 등 여러 가지의 것이 시판되고 있고, 예를 들면, 산무수물계 경화제로서, HY925(상품명, 시바, 기이기사 제)등을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 무기질의 필러는, 에폭시주형재료의 열팽창율을 내리어, 취성이나 인성 등 기계적 강도를 향상시키기 위해서 사용되는 것이며, 단단한 무기줄분말이면, 사용할 수 있다. 이와 같은 무기질필러의 예로서는, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 유리비즈,또는 단섬유 등을 들 수 있다. 일반적으로 실리카분말을 사용하는 경우가 많으나, 특히, 수지몰드품이 SF₆가스중에서 사용되는 절연물에 사용되는 경우에는 알루미나분말이, 수지의 점도를 저감시킬 목적으로 구형상의 유리비즈나 강도향상시킬 목적으로 단섬유 등이 사용되고 있다.

또, 에폭시수지 중에 미크로분산시키는 유연한 수지로서는, 실리콘겔이나 고무 등을 들 수 있으나, 에폭시수지에 첨가한 경우에 수지의 점도가 상승하는 정도가 낮고 저점도인 에폭시 주형재료를 얻을 수 있다는 등의 점에서 실리콘겔이 바람직한 결과를 주기 때문에, 실리콘겔을 사용한 경우에 대해서 설명하겠다.

실리콘겔로서는 예를 들면 TSE3053, TSE3062(상품명, 도시바실리콘사제)등을 사용할 수 있다. 배합량은 수지100중량부에 대해서 1-40중량부의 범위에서 배합한 경우에 에폭시 수지의 파괴인성이 향상된다.

또, 배합하는 실리콘겔의 점도는, 배합, 조제된 에폭시주형재료의 점도를 고려하면 3000cP 이하인 것이 필요하고, 3000cP를 초과하는 경우에는 점도가 너무 높아져서 주형시의 작업성이 저하되는 경향이 있다. 따라서, 작업성에 영향을 주지 않는 에폭시주형재료의 점도를 얻기 위해서는, 상온에서 1000cP 이하, 특히 바람직하기로는 700cP 이하인 점도를 갖는 실리콘겔을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 무기필러인 실리카분말 및 유연한 수지입자인 실리콘겔을 경화제를 포함한 에폭시수지 중에 미크로분산시킴으로써 성형 또는 주형용 에폭시수지용의 에폭시주형재료를 얻을 수 있다. 미크로분산은 이 들의 혼합물을 고속으로 교반함으로써 달성할 수 있다. 미크로분산시켰을때의 유연한 수지의 입경이 0.01-10의 범위에 있는 경우에, 파괴인성 등이 향상되어 우수한 수지몰드품을 얻을 수 있다.

또, 유연수지를 첨가하고 고속으로 교반하여 수지 중에 미크로분산시키는 경우에, 교반하는 수지의 점도가 높을수록, 교반시에 보다 큰 전단력이 작용하여, 보다 적은 입경에서의 미크로분산이 가능하게 된다. 따라서, 무기필러를 배합함으로써 에폭시수지는 고점도로 되어, 보다 양호한 유연한 수지의 분산을 얻을 수 있기 때문에 무기필러를 병용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 고속교반에 의해서도 미크로분산은 가능하지만, 유연한 수지미크로분산을 보다 용이하게 하기 위해서, 소위 상용화제를 첨가, 배합하여 고속교반함으로써 양호한 미크로분산상태를 얻을 수 있다. 사용하는 상용화제로서는 1분자 중에 친수기와 소수기를 구비하고, 친수성의 에폭시수지와 소수성의 실리콘겔의 계면을 안정하게 보지하는 성질을 갖는 것이면 사용할 수 있고, 이와 같은 것의 예로서는, 식 1에 나타낸 것과 같은 폴리에테르 변성실리콘오일등을 들 수 있고, 이것은 TSF4452(상품명, 도시바실리콘사제)로서 구입이 가능하다.

이 상용화제의 첨가의 효과는 에폭시수지중에 미크론 분산된 유연한 수지인 실리콘겔의 입경과 직접 관련되고, 상용화제의 첨가량이 증가하는 동시에 유연수지의 입경은 미세하게 된다. 파괴인성이 향상하기 위해서는, 유연수지입자가 미소한 응력집중부의 근방에 다수 존재하지 않으면 안되고, 효율적인 변형을 가져오기 위해서는, 입자가 충분히 작게 될 필요가 있으나, 한편 너무 작아질 경우에 그 효과를 발휘할 수가 없게된다. 실리콘겔의 경우에 적절한 입자의 입경의 범위는 0.01-10의 범위인 것이 파괴인성의 측정결과로부터 확인할 수 있다. 따라서, 상용화제의 배합량은, 유연수지의 입자의 입경을 이 범위의 입경으로서 미크로분산시키는데 필요한 양이라 할 수 있으나, 이것은 첨가하는 유연한 수지의 양이나 종류 및 상용화제의 성능 등에 의해서 상이하고 실리콘겔을 사용했을 때의 폴리에테르 변성실리콘오일의 경우에는, 수지100중량부 당 0.5-20중량부의 첨가가 효과적이고 수지몰드품의 파괴인성은 향상을 확인할 수 있다.

또, 상용화제의 사용에 의해서 균일한 분산이 가능하게 되고, 그 결과 에폭시주형재료의 점도는 상용화제를 첨가하지 않았든 경우에 비해서 저점도로 된다. 따라서, 사용화제의 첨가에 의해서 에폭시 주형재료의 점도를 어느 정도 조절할 수 있다.

또, 첨가된 실리콘 오일과 같은 상용화제는 에폭시수지 중을 확산하고, 수지표면에 살수성의 보호피막을 형성하기 때문에, 금형내에서의 트랙킹성을 향상시키는 등의 효과도 기대된다.

이상과 같이, 에폭시수지 중에 무기질의 필러와 유연한 수지로 되는 입자를 미립자상으로 분산시킴으로써 얻어진 에폭시수지조성물인 에폭시주형재료를 사용하여, 진공밸브나 계기용변합기 등이 매설된 수지몰드품을 만든다. 수지몰드품의 제조는, 수정의 금형에, 얻어진 에폭시주형재료를 주입하고, 성형 또는 주형에 의해서 행하지만 일반적으로, 고압절연용의 수지몰드품을 만드는 경우에는, 전술과 같이 주형이 채용된다. 주형은, 통상80-140, 4-15시간에 행해진다.

[작용]

본 발명에 의한 에폭시주형재료의 구성의 모식도를 제1도에 종래의 에폭시주형재료의 구성의 모식도를 제10도에 나타냈다. 본 발명에 의한 에폭시 주형재료는, 종래의 실리카분말과 에폭시수지를 배합한 종래의 에폭시주형재료에 실리콘겔의 미립자가 분산되어 있는 구성을 갖는 것이다. 이 분산된 실리콘겔의 미립자에 의해서 인성 등의 특성이 향상된다. 그 이유로서는 이하와 같이 생각할 수 있다.

금속인서트, 금속도체 또는 진공밸드 등의 이종재료로 되는 콘포넨트를 수지로 직접몰드하는 경우, 열챙창율 또는 탄성율의 차이에서 접착계면에 큰 열응력이나 잔류응력이 발생한다. 접착계면에는 미소한 접착불량부, 포이드, 이물 등 매우 미소한 결합이 다수 존재하고 있다. 이 들의 결함부분에 열응력이나 잔류응력과 같은 큰 스트레스가 가해지면 계면의 박리나 균열이 발생하여 이것이 신장하여 전기적, 기계적파괴로 이어진다. 이같은 미소한 결함에 대한 재료의 강도를 나타낸 것이 인성으로서 알려져 있다.

수지몰드품에 내재하는 미소결함을 둘러싼 에폭시수지 중에 유연한 수지로 되는 미립자가 존재하면, 결합주위의 에폭시수지가 응력에 대해서 변형되기 쉬운 유연한 상태로 되고, 미소결함부분에 발생한 계면의 박리나 균열에서 균열을 더 신단시키기 위해서 소비될 에너지가 균열주위를 둘러싼 에폭시수지를 변형시키기 때문에 소비되고, 그 결과, 균열이 신장하기 위해서는 보다 많은 에너지가 필요하게 되어 인성이 증대된다.

또, 결합부는, 매우 미소하여, 수지몰드품 중의 어디에 존재하는지 예상하는 것은 곤란하므로, 유연입자도 에폭시수지 중에 전체에 걸쳐서 미립자상태로 균일하게 분산시켜 두지 않으면 안된다.

다음에 실시예에 의해서 본 발명을 더 상세하게 설명하겠다.

[실시예]

에폭시수지로서 비스페놀계 액상에폭시수지(제품명:CY225, 시바.가이기사 제) 100중량부, 경화제로서 산무수물계 경화제(제품명:HY925, 시바.가이기사 제)80중량부, 무기질필러로서 전기절연용 실리카분말(상품명: Al, 다쓰모리사 제)400중량부를 혼합하고, 상용화제로서 폴리에테르 변성실리콘 오일(제품명 : TSF4452, 도시바실리콘사 제)5중량부를 첨가하여, 1시간 교반을 계속하여 균일한 수지를 조제하였다. 그 후 얻어진 수지에, 유연한 수지입자로서 실리콘겔(제품명: TSE3062, 점도:1020-1050cP, 도시바실리콘사제)를 15중량부 첨가하여, 고속으로 교반을 계속하여 실리콘겔의 입자가 1이하인 입경으로 균일하게 분산된 에폭시주형재료를 조제하였다. 얻어진 에폭시주형재료를 금형에 주입하고, 80에서 15시간 1차경화 후 130, 15시간에서 2차경화를 행하여 수지몰드품을 얻었다. 얻어진 수지몰드품에 대해서 JIS에 정해지는 방법에 의해서, 굽힘강도, 절연파괴전압, 체적저항율, 유리정이점, 파괴인성에 대해서 측정하고 그 결과를 표 1에 나타냈다.

또 비교를 위해서, 에폭시수지로서 비스페놀계 액상에폭시수지(제품명:CY225, 시바.가이기사 제)100중량부, 경화제로서 산무수물계 경화제(제품명:HY925, 시바.가이기사 제)80중량부, 무기질의 필러로서 전기절연용 실리카분말(상품명:Al, 다쓰모기사 제) 400중량부를 혼합, 교반하여 에폭시 주형재료를 조제하고, 똑같이 하여 수지몰드품을 만들고 물성을 측정하였다. 그 결과, 비교예로서 표 1에 나타냈다. 또, 표중 및 도면 중에 있어서 phr는 수지100중량부 당의 중량부를 나타내고 있다.

유연한 수지로서 사용하는 실리콘겔의 점도를 변화시키고, 4000cP의 실리콘겔(제품명:TSJ3185-N, 도시바실리콘사 제)첨가하여 에폭시주형재료를 조재한 경우의 온도에 대한 점도의 변화를 실시예, 비교예와 함께 제3도에 나타냈다.

유연한 수지로서 사용하는 실리콘겔(제품명:TSE 3062, 도시바실리콘사 제)의 첨가량을 0-40중량부까지 변화시켜서 에폭시주형재료를 조제하고, 똑같이 하여 만든 수지몰드품에 대한 파괴인성의 변화를, 무기질의 필러로서 전기적연용 실리카분말(상품명:Al, 다쓰모기사 제)400중량부를 첨가한 경우와 그렇지 않은 경우의 양쪽 경우에 대해서 제4도에 나타냈다.

유연한 수지로서 실리콘겔(제품명: TSE3062, 도시바실리콘사 제)를 15중량부를 사용하여, 상용화제로서 사용한 폴리에테르 변성실리콘오일(제품명: TSF4452, 도시바실리콘사 제)의 첨가량을 0-20중량부까지 변화시켜서 에폭시주형재료를 조제하고, 똑같이 하여 만든 수지몰드품에 대해서 파괴인성의 변화를 제5도에, 또, 각 폴리에테르 변성실리콘오일(제품명:TSF4452, 도시바실리콘사 제)의 첨가량에 대해서 미크로분산된 실리카겔의 입경을 측정하고, 그 결과를 제6도에 나타냈다.

이와 같이 하여 조제된 에폭시주형재료는, 표1에 나타낸 바와 같이 비교예로서 들은 종래의 에폭시주형재료에 비해서, 굽힘강도, 절연파괴저항, 체적저항율 및 유리전이온도(Tg)는, 대략 동일한 정도이고, 파괴인성을 약2배로 대폭 향상시킬 수 있고, 또 접착강도도 약 20%정도 향상되어 있다. 또 에폭시주형재료의 점도는, 제3도에 나타낸 것과 같이, 경화전의 에폭시주형재료로 60에 있어서, 5200cP이고, 실리콘겔 및 실리콘오일을 첨가하고 있지않은 종래의 에폭시주형재료의 점도4200cP에 비해서도 대폭적인 점도의 상승은 확인할 수 없으며, 작업성에 대해서도 악영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.

제4도에 나타낸 것과 같이, 실리콘겔첨가에 의해서 파괴인성이 향상되지만, 수지100중량부에 대해서 20중량부 첨가한 경우에 최소의 값을 나타내고, 그 후는 첨가량의 증가에 수반되어 저하되는 경향이 보인다. 이것은, 에폭시수지 중에 미크로분산된 실리콘겔은, 에폭시수지를 변형하기 쉬운 상태로서 인성향상에 기여하지만, 에폭시주형재료 중의 유연한 실리콘겔이 차지하는 비율이 높아짐에 따라서 실리콘겔을 유연한 성질이 나타나 에폭시주형재료자체가 변형되기 쉽게 되어, 기계적 강도가 에폭시수지에 비해서 저하되고 있다고 생각된다. 따라서, 실리콘겔의 배합량에는 최적의 범위가 인정된다. 즉, 수지100중량부에 대해서 실리콘겔을 1-40중량부 첨가했을 때에 수지몰드품의 파괴인성의 향상이 보이고, 10-30중량부의 범위의 경우에, 대략 최대의 파괴인성치를 나타내고 있다.

제5도는 실리콘겔을 수지 100중량부에 대해서 15중량부 첨가한 계이고, 상용화제인 폴리에테르 변성실리콘오일의 첨가량을 변화시킨 경우의 수지몰드품의 파괴인성의 변화를 나타내고 있다. 상용화제는, 실리콘겔이 에폭시수지중에 미립자상으로 분산 즉 미크로분산하는 것을 용이하게 하기 위해서, 각 수지 상오의 계면을 안정되게 보지하는 계면활성제와 같은 작용이 있다. 따라서 폴리에테르변성실리콘오일의 사용량은 실리콘겔의 분산상태를 크게 변화시키는 것으로 생각된다. 제6도는, 이 분산상태의 변화에 나타낸 하나의 지표로서, 에폭시수지 중에 분산된 실리콘겔의 입경의 변화를 나타낸 것이다.

폴리에테르 변성실리콘오일의 첨가량이 증가하는데 따라서, 제6도에 나타낸 것과 같이, 실리콘겔의 입경은 감소되어 간다, 한편, 제5도에 나타낸 것과 같이, 파괴인성의 값은 폴리에테르 변성실리콘오일의 첨가에 의해서 향상되고, 수지 100중량부에 대해서 10중량부 부근에 대략 최대의 인성치를 나타내고, 그 후 감소되고 있다. 파괴인성이 향상되고 있을 때의, 즉 폴리에테르 변성실리콘오일을, 수지 100중량부에 대해서 0.5-20중량부에 첨가한 경우의 실리콘겔의 입경은 0.01-10였다. 이것은 실리콘겔이 미소한 응력집중부의 근방에 다수 존재하여 효율적으로 에폭시수지의 변형을 돕기 위해서는, 입자가 충분히 적어야 되지만, 한편 너무 적으면 에폭시수지의 변형에 관여할 수 없기 때문이라고 생각된다. 또, 실리콘겔의 입경이 0.05-1일 때 대략 최대의 파괴인성을 나타내고 있다. 따라서, 상용화제의 첨가량은, 에폭시수지미크로분산된 실리콘겔의 입경이 상술의 입경범위로 되도록 정해지고, 또, 상용화제를 사용하지 않는 경우라도, 실리콘겔의 입자를 상술의 입경범위가 되도록 미크로분산시킴으로서 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

다음에, 이와 같이 하여 조제된 에폭주형재료를 사용하여, 소정의 금형에 주입하고, 80, 15시간에 1차경화 후 130, 15시간 2차 경화를 행하고, 진공밸브를 매립설비하는 수지몰드품 및 계기용변압기(PG)의 수지몰드품을 만들었다. 각 수지몰드품의 단면도를 제2도 및 제7도에 나타냈다. 또, 비교로서, 실리콘겔 및 폴리에테르 변성실리콘오일을 사용하지 않고 조제한 에폭시 주형재료를 사용하고, 진공밸브수지몰드의 경우는 폴리우레탄을 사용하고 계기용변합기(PT)의 경우에는 가요성에폭시수지를 사용하여 완충층을 형성한 수지몰드품을 2단법에 의해서 만들었다. 각 수지몰드품의 단면도를 제8도 및 제9도에 나타냈다.

이어서, 얻어진 진공밸브수지몰드품에 대해서 신뢰성평가를 행하였다. 신뢰성평가의 방법으로서, 0에서 1시간 및 100에서 1시간의 액층시트사이클실험을 10회 반복하고, 수지몰드품에 균열이 발생했는지의 여부를 육안으로 확인하였다. 그 결과 종래의 에폭시 주형재료에 의한 2단 몰드법에 의해서 만든 수지몰드품은 7사이클 종료시에 수지표면에 균열의 발생을 확인하였다. 그런, 본 발명의 에폭시주형재료를 사용하여 직접몰드로서 만든 수지몰드품의 경우에는 10사이클종료 후에도 하등 이상이 없고, 균열의 발생은 확인할 수 없었다.

또, 10사이클의 히트사이클시험종료 후의 진공밸브몰드품에 대해서 부분방전시험을 행하였다. 이 시험은 코로나발생 개시의 방전전하량을 1cP로 하여, 교류로 인가하였다. 본 발명의 수지몰드품은, 50kV의 교류전압을 인가하여도 코로노방전은 발생하지 않고 초기의 내코로나특성을 유지하고 있었다.

또, 본 실시예에 있어서는, 점도100cP의 실리콘겔을 사용한 경우에 대해서 설명하였으나, 점도700cP의 TSE3053(상품명, 도시바실리콘사 제)이면 보다 바람직한 결과를 얻을 수 있다.

[발명의 효과]

본 발명에 따라서, 완충층을 설비하지 않고, 에폭시주형재료로 직접몰드된 완충층과 에폭시수지계면에서의 박리, 균열이라는 문제가 생기지 않는, 내크랙성이나 내히트사이클성 등이 우수한 장기신뢰성을 갖는 수지몰드품이 제공된다. 또, 제조공정상, 종래의 2단몰드법에 비해서, 작업성이 대폭으로 개선된 제조방법도 제공된다.

Claims (8)

1. 에폭시 수지, 물기 충전제, 연성수지 및 혼화제로 구성되며, 상기 무기 충전제와 상기 연성수지의 입자들이 미립자 형상으로 에폭시 수지내에 균일하게 분산되고 연성수지의 입자크기가 0.0110인 것이 특징인 에폭시 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 연성수지는 실리콘 겔을 포함하는 것이 특징인 에폭시 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 겔의 양은 상기 에폭시 수지 100중량부당 140중량부인 것이 특징인 에폭시 수지 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 혼화제는 폴리에테르변성 실리콘유를 포함하는 것이 특징인 에폭시 수지 조성물.
5. 제4항에 있어서, 상기 폴리에테르변성 실리콘유의 양은 상기 에폭시 수지 100중량부당 0.520중량부인 것이 특징인 에폭시 수지 조성물.
6. 에폭시수지, 무기 충전제, 연성수지 및 혼화제로 구성되며, 상기 무기 충전제와 상기 연성수지의 입자들이 미립자 형상으로 에폭시 수지내에 균일하게 분산되어 있는 에폭시 수지 조성물과 상기 에폭시 수지 조성물내에 매입되는 부품으로 된 것이 특징인 수지 성형물.
7. 제6항에 있어서, 상기 부품은 진공단속기인 것이 특징인 에폭시 수지 성형물.
8. 제6항에 있어서, 상기 부품은 계기용 변압기인 것이 특징인 에폭시 수지 성형물.