(57)【要約】【課題】成形時においては安定した成形性を有し、成形後においては熱伝導性・耐熱性に優れ、低収縮性・低熱膨張性を有するビニルエステル樹脂組成物を提供する。【解決手段】ビニルエステル樹脂組成物に関する。分子骨格中にノボラック骨格を有するノボラック型ビニルエステル樹脂、ゴム系低収縮剤、無機充填材、有機過酸化物を必須成分として含有する。この組成物の全量に対して上記無機充填材としてアルミナが５０質量％以上含有されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子骨格中にノボラック骨格を有するノボラック型ビニルエステル樹脂、ゴム系低収縮剤、無機充填材、有機過酸化物を必須成分として含有するビニルエステル樹脂組成物であって、この組成物の全量に対して上記無機充填材としてアルミナが５０質量％以上含有されて成ることを特徴とするビニルエステル樹脂組成物。
【請求項２】
無機充填材として、平均粒子径の異なる球状アルミナを少なくとも２種類併用して成ることを特徴とする請求項１に記載のビニルエステル樹脂組成物。
【請求項３】
無機充填材として、球状アルミナと破砕アルミナを併用して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のビニルエステル樹脂組成物。
【請求項４】
無機充填材として、球状アルミナと炭酸カルシウムを併用して成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のビニルエステル樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のビニルエステル樹脂組成物を成形して成ることを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ封入・コイル封入に用いられるビニルエステル樹脂組成物及びその成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータを封入する事例はその用途や使用環境に応じて多種多様であるが、近年においては、様々な封入モータが市販されている。これらのモータについては、近年のエネルギー利用の更なる高効率化のために、高出力化・小型化が求められており、現在、様々な改良が検討されている。
【０００３】
通常、モータは作動中に熱を持ち始め、次第に高温になっていく。特に電流が流れるコイル部分は、ジュール熱で昇温し蓄熱しやすい。そして、このように温度が上昇すると出力が低下し、本来のモータ性能を得ることができなくなり、このようなモータを備えた機器の性能も次第に低下していくこととなる。よって、モータを高効率で駆動させるには、熱放散性を高めてモータの温度上昇を防ぐための熱対策が必要である。
【０００４】
上記のような熱対策の一つとして、樹脂による封入化で熱放散性を向上させるという手法がある（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−３５６４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モータの使用環境は２００℃を超える場合があり、従来の封入用成形材料では樹脂の分解が進み、著しい物性の低下がみられる。
【０００６】
これまでの封入用成形材料の成分としては、安定した成形性を得るために、イソフタル酸系、テレフタル酸系、水素化ビスフェノールＡ系の不飽和ポリエステル樹脂が一般的に用いられてきた。また、低収縮性及び低熱膨張性を得るために、飽和ポリエステル系やポリスチレン系の低収縮剤が用いられてきた。さらに、熱放散性を高めるために、炭酸カルシウムや水酸化アルミニウム等の無機充填材が用いられてきた。
【０００７】
しかしながら、イソフタル酸系、テレフタル酸系、水素化ビスフェノールＡ系の不飽和ポリエステル樹脂と、飽和ポリエステル系やポリエステル系の低収縮剤とからなるＢＭＣ（bulk molding compound）等の成形材料にあっては、良好な成形性、低収縮性及び低熱膨張性を得ることはできるが、２００℃以上の雰囲気下においては、充分な耐熱性を得ることができない。
【０００８】
また、上記の成形材料に無機充填材として炭酸カルシウムや水酸化アルミニウムを配合しても、実際には、成形品の熱伝導率は小さく、充分な放熱性を得ることができなかった。さらに、水酸化アルミニウムは２３０℃以上になると分解して脱水するため、水酸化アルミニウムを配合して得られた成形品にあっては、充分な耐熱性を得ることができない。なお、高熱伝導性を得るために、公知の高熱伝導性フィラーを上記の成形材料に高充填することも考えられるが、このようにすると流動性が著しく損なわれ、ＢＭＣ（bulk molding compound）が有する安定した成形性を得ることができない。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、成形時においては安定した成形性を有し、成形後においては熱伝導性・耐熱性に優れ、低収縮性・低熱膨張性を有するビニルエステル樹脂組成物及びその成形品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係るビニルエステル樹脂組成物は、分子骨格中にノボラック骨格を有するノボラック型ビニルエステル樹脂、ゴム系低収縮剤、無機充填材、有機過酸化物を必須成分として含有するビニルエステル樹脂組成物であって、この組成物全量に対して上記無機充填材としてアルミナを５０質量％以上含有して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、無機充填材として、平均粒子径の異なる球状アルミナを少なくとも２種類併用して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、無機充填材として、球状アルミナと破砕アルミナを併用して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、無機充填材として、球状アルミナと炭酸カルシウムを併用して成ることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係る成形品は、請求項１乃至４のいずれかに記載のビニルエステル樹脂組成物を成形して成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に係るビニルエステル樹脂組成物によれば、成形時においては安定した成形性を有し、成形後においては熱伝導性・耐熱性に優れ、低収縮性・低熱膨張性を有する。
【００１６】
請求項２の発明によれば、ビニルエステル樹脂組成物の特性をさらに高めることができるものである。
【００１７】
請求項３の発明によれば、ビニルエステル樹脂組成物の特性をさらに高めることができるものである。
【００１８】
請求項４の発明によれば、ビニルエステル樹脂組成物の特性をさらに高めることができるものである。
【００１９】
本発明の請求項５に係る成形品によれば、熱伝導性・耐熱性に優れ、低収縮性・低熱膨張性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
本発明に係るビニルエステル樹脂組成物は、ノボラック型ビニルエステル樹脂、ゴム系低収縮剤、無機充填材、有機過酸化物を必須成分として含有する。
【００２２】
ノボラック型ビニルエステル樹脂としては、分子骨格中にノボラック骨格を有するものであれば、特に限定されることなく用いることができる。具体例としては、日本ユピカ株式会社製「８４１１Ｌ」「８４１１Ｈ」「８４００」等や、大日本インキ化学工業株式会社製「ＶＰ７００」「ＶＰ７０１」等を挙げることができる。なお、ノボラック型ビニルエステル樹脂の代わりに、イソフタル酸系、テレフタル酸系、水素化ビスフェノールＡ系の不飽和ポリエステル樹脂を用いると、充分な耐熱性を得ることができない。
【００２３】
ゴム系低収縮剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等を用いることができる。ビニルエステル樹脂組成物の全量に対して、ゴム系低収縮剤の含有量は１〜１０質量％であることが好ましい。ゴム系低収縮剤の含有量が１質量％未満であると充分な低収縮効果を得ることができないおそれがあり、逆に１０質量％を超えてもそれ以上の低収縮効果を得ることができないおそれがある。なお、ゴム系低収縮剤の代わりに、飽和ポリエステル系やポリスチレン系の低収縮剤を用いると、充分な耐熱性を得ることができない。
【００２４】
無機充填材としては、例えば、球状アルミナや破砕アルミナ等のアルミナ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等を用いることができる。球状アルミナを用いる場合には、その平均粒子径は２〜５０μｍであることが好ましく、３〜４０μｍであることがより好ましい。球状アルミナの平均粒子径が２μｍ未満であっても５０μｍを超えても成形性が著しく低下するおそれがあるからである。また、破砕アルミナを用いる場合には、その平均粒子径は２〜１０μｍであることが好ましい。破砕アルミナの平均粒子径が２μｍ未満であっても１０μｍを超えても成形性が著しく低下するおそれがあるからである。
【００２５】
本発明においてはビニルエステル樹脂組成物の全量に対して上記無機充填材としてアルミナが５０質量％以上（上限は９０質量％）含有されている必要がある。アルミナが５０質量％未満であると熱伝導性を高く得ることができず、逆に９０質量％を超えると成形性が著しく低下し、成形品の光沢やツヤが失われ、ムラが多くなるものである。なお、より好ましいアルミナの含有量は６０〜８０質量％である。
【００２６】
ここで、無機充填材として、平均粒子径の異なる球状アルミナを少なくとも２種類併用することができる。例えば、平均粒子径２０〜５０μｍの球状アルミナと平均粒子径２〜１０μｍの球状アルミナとを併用することができる。この場合、前者と後者の質量比率は９０／１０〜１０／９０であることが好ましく、８０／２０〜２０／８０であることがより好ましい。上記比率が９０／１０〜１０／９０の範囲を外れると、成形性が著しく低下し、成形品の光沢やツヤが失われ、ムラが多くなるおそれがある。
【００２７】
また、無機充填材として、球状アルミナと破砕アルミナを併用することができる。この場合、前者と後者の質量比率は９７／３〜８０／２０であることが好ましく、９５／５〜８５／１５であることがより好ましい。上記比率が９７／３〜８０／２０の範囲を外れると、均一な充填性が損なわれ、良好な成形性を得ることができず、成形品の光沢やツヤが失われ、ムラが多くなるおそれがある。また、球状アルミナと破砕アルミナの合計が１００質量部である場合において、破砕アルミナが２０質量部を超えていると、成形に使用する金型が磨耗しやすくなるおそれがある。
【００２８】
また、無機充填材として、球状アルミナと炭酸カルシウムを併用することができる。この場合、前者と後者の質量比率は９７／３〜８０／２０であることが好ましく、９５／５〜８５／１５であることがより好ましい。球状アルミナと炭酸カルシウムの合計が１００質量部である場合において、炭酸カルシウムが３質量部未満であると、均一な充填性が損なわれ、良好な成形性を得ることができず、成形品の光沢やツヤが失われ、ムラが多くなるおそれがあり、逆に炭酸カルシウムが２０質量部を超えると、充分な熱伝導性を得ることができないおそれがある。
【００２９】
また、無機充填材として、球状アルミナ、破砕アルミナ、炭酸カルシウムの３成分を併用することができる。この場合、３成分の質量比率は５０〜９０／３〜２５／３〜２５であることが好ましく、６０〜８０／５〜２０／５〜２０であることがより好ましい。３成分の合計が１００質量部である場合において、球状アルミナが５０質量部未満であったり炭酸カルシウムが２５質量部を超えたりすると、充分な熱伝導性を得ることができないおそれがある。また、破砕アルミナや炭酸カルシウムが３質量部未満であると、均一な充填性が損なわれ、成形性が著しく低下し、成形品の光沢やツヤが失われ、ムラが多くなるおそれがある。また、破砕アルミナが２５質量部を超えると、成形に使用する金型が磨耗しやすくなるおそれがある。
【００３０】
有機過酸化物（硬化触媒）としては、特に限定されるものではないが、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等を用いることができる。ビニルエステル樹脂組成物の全量に対して、有機過酸化物の含有量は０．１〜１質量％に設定することができる。
【００３１】
本発明においては、ステアリン酸亜鉛等の離型剤を必要に応じて適当量用いることができる。
【００３２】
そして、上述したノボラック型ビニルエステル樹脂、ゴム系低収縮剤、無機充填材、有機過酸化物（硬化触媒）、必要に応じて離型剤をニーダー等に投入し、これを混合することによって、本発明に係るビニルエステル樹脂組成物を調製することができる。
【００３３】
次に、上記のようにして得たビニルエステル樹脂組成物を封入用成形材料として用いて成形加工することによって、各種の成形品を製造することができる。例えば、コイルをトランスファー成形金型にセットし、上記のビニルエステル樹脂組成物を用いてトランスファー成形を行うことによって、コイルを封入したコイル封入成形品を製造することができる。成形時においては、本発明に係るビニルエステル樹脂組成物にあっては、流動性が高いため、狭い部分を隙間なく充填することができ、安定した成形性を得ることができるものである。なお、成形品を製造するにあたっては、トランスファー成形法のほか、射出成形法や圧縮成形法（直圧成形）を行うこともできる。
【００３４】
そして、上記のようにして得た成形品にあっては、熱伝導性・耐熱性に優れ、低収縮性・低熱膨張性を有しているものである。よって、例えば、モーターを封入した成形品にあっては、モーターより発せられる熱に対して劣化しにくく、またこの熱を迅速に外部に放散させることが可能となり、発熱によるモーター性能の低下を防止することができるものである。特に、本発明においては、高熱伝導物質であるアルミナが５０質量％以上含有されているので、従来のように無機充填材として水酸化アルミニウムを用いる必要がなくなり、２００℃以上の雰囲気下に成形品を放置しても充分な耐熱性を得ることができるものである。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３６】
（ビニルエステル樹脂組成物の原材料）
ノボラック型ビニルエステル樹脂として、大日本インキ化学工業株式会社製「ＶＰ７０１」を用いた。
【００３７】
ゴム系低収縮剤として、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＳ）である日本ユピカ株式会社製「Ａ−３７」を用いた。
【００３８】
無機充填材として、球状アルミナである電気化学工業株式会社製「ＤＡＭ５」（平均粒子径５μｍ）、球状アルミナである昭和電工株式会社製「ＡＳ１０」（平均粒子径１０μｍ）、球状アルミナである昭和電工株式会社製「ＡＳ２０」（平均粒子径２０μｍ）、球状アルミナである株式会社マイクロン製「ＡＸ１０−３２」（平均粒子径３７μｍ）、球状アルミナである電気化学工業株式会社製「ＤＡＭ４５」（平均粒子径４５μｍ）、破砕アルミナである住友化学工業株式会社製「ＡＬ３２Ｂ」（平均粒子径３μｍ）、炭酸カルシウムである日東粉化工業株式会社製「ＮＳシリーズ  ＮＳ＃１００」（平均粒子径２μｍ）、水酸化アルミニウムである昭和電工株式会社製「ハイジライトＨ３２」（平均粒子径８μｍ）、ガラス繊維である日本硝子繊維株式会社製「ＲＥＳ０３ＢＭ５」を用いた。
【００３９】
有機過酸化物（硬化触媒）として、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートである日本油脂株式会社製「パーブチルＺ」を用いた。
【００４０】
離型剤として、ステアリン酸亜鉛を用いた。
【００４１】
（ビニルエステル樹脂組成物の調製と試験片の作製）
下記［表１］〜［表３］に示す所定量の原材料をニーダーに投入し、これを２５〜３０℃で２０〜４０分間混合することによって、ビニルエステル樹脂組成物を調製した。
【００４２】
次に、上記のようにして得たビニルエステル樹脂組成物を用いて試験片を作製した。試験片は、熱伝導率測定用、外観・耐熱性評価用、成形収縮率測定用、線膨張係数測定用の各用途に分けて作製した。各用途の試験片を作製するのに用いた金型、成形条件、試験片の形状はそれぞれ下記のとおりである。
【００４３】
（熱伝導率測定用）
金型：φ１００ｍｍ×２０ｍｍの円盤金型
成形条件：金型温度＝１４５℃、圧力＝１０ＭＰａ、硬化時間＝２０分
形状：φ１００ｍｍ×２０ｍｍ
（外観・耐熱性評価用）
金型：目的の形状の試験片金型（トランスファー成形）
成形条件：金型温度＝１５０℃、注入圧力＝５ＭＰａ、注入時間＝３０秒、型締め圧力＝１５ＭＰａ、型締め時間＝１２０秒
形状：７０ｍｍ×４０ｍｍ×３ｍｍ
（成形収縮率測定用）
金型：目的の形状の試験片金型（直圧成形）
成形条件：金型温度＝１４５℃、圧力＝１０ＭＰａ、硬化時間＝１８０秒
形状：φ９０ｍｍ×５ｍｍ
（線膨張係数測定用）
金型：目的の形状の試験片金型（直圧成形）
成形条件：金型温度＝１４５℃、圧力＝１０ＭＰａ、硬化時間＝１８０秒
形状：φ５ｍｍ×３０ｍｍ
（特性評価）
スパイラルフロー金型及びディスクフロー金型を用い、ビニルエステル樹脂組成物の成形性（流動性）を測定した。スパイラルフロー金型を用いた場合の条件は、金型温度＝１５０℃、注入時間＝３０秒、注入圧力＝４．９ＭＰａ、硬化時間＝９０秒であり、ディスクフロー金型を用いた場合の条件は、金型温度＝１６８℃、型締め圧力＝５ＭＰａ、硬化時間＝２０秒である。
【００４４】
外観評価は、上記のようにして作製した試験片（カラープレート）を観察し、光沢があり充填ムラがないものを「◎」、光沢はあるが充填ムラがあるものを「○」、光沢がなく充填ムラがあるものを「×」と判定することにより行った。
【００４５】
熱伝導率の測定は、上記のようにして作製した試験片についてＱＴＭ法に基づいて行った。
【００４６】
耐熱性評価は、上記のようにして作製した試験片（カラープレート）を２４０℃の雰囲気下に２００時間放置し、放置前後の試験片の重量から重量減少率を求めることにより行った。
【００４７】
成形収縮率の測定は、上記のようにして作製した試験片についてＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に基づいて行った。
【００４８】
線膨張係数の測定は、上記のようにして作製した試験片についてディラトメーターを用いることにより行った。
【００４９】
以上の測定結果を下記［表１］〜［表３］に示す。
【００５０】
【表１】
2006008867.tif 000002
【００５１】
【表２】
2006008867.tif 000003
【００５２】
【表３】
2006008867.tif 000004