(57)【要約】【課題】コンミテータを構成する金属セグメントとの密着性に優れたコンミテータ用メラミン樹脂組成物において、熱安定性及び寸法安定性にとくに優れたコンミテータ用メラミン樹脂組成物及びそれを用いたコンミテータ部品を提供することを課題とする。【解決手段】エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂及びガラス繊維を含有するコンミテータ用メラミン樹脂組成物であって、前記メラミン樹脂と前記レゾール型フェノール樹脂との配合比率（メラミン樹脂／レゾール型フェノール樹脂）が８０／２０〜５０／５０（質量比）であることを特徴とするコンミテータ用メラミン樹脂組成物を用いる。【選択図】図１
2008007549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂及びガラス繊維を含有するコンミテータ用メラミン樹脂組成物であって、前記エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂と前記レゾール型フェノール樹脂との配合比率（メラミン樹脂／レゾール型フェノール樹脂）が８０／２０〜５０／５０（質量比）であることを特徴とするコンミテータ用メラミン樹脂組成物。
【請求項２】
前記エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂中におけるエポキシ変性メラミン樹脂の含有割合が２０〜８０質量％である請求項１に記載のコンミテータ用メラミン樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンミテータ用メラミン樹脂組成物であって、前記樹脂組成物中にアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を２〜６質量％含有することを特徴とするコンミテータ用メラミン樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のコンミテータ用メラミン樹脂組成物を成形し、前記樹脂組成物を硬化させて得られうるコンミテータ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータの回転部品であるコンミテータ部品の製造に好ましく用いられるコンミテータ用メラミン樹脂組成物及びそれを用いたコンミテータ部品に関する。さらに詳しくは、コンミテータを構成する金属セグメントとの密着性が高く、回転破壊強度、圧入強度、熱安定性、寸法安定性に優れたコンミテータを得ることができるコンミテータ用樹脂組成物及びそれを用いたコンミテータ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すようにモータの回転部分であるコンミテータは、樹脂を成形することにより得られる絶縁材料である樹脂部分１と金属セグメント２、及び回転軸であるシャフト３を基本構成とする。
【０００３】
コンミテータとしては、回転時の静音性に優れたものが好ましく、コンミテータを構成する金属セグメント２と樹脂部分１との密着性が低い場合には、コンミテータ回転時に金属セグメント２が浮いてコンミテータ表面に段差が生じ、騒音発生の原因となる。
【０００４】
従来、コンミテータ用絶縁材料としては、フェノール樹脂が一般的に用いられてきたが、フェノール樹脂は金属セグメントとの密着性が不充分であるためにコンミテータ回転時に金属セグメントが浮いて段差が生じ、騒音が発生しやすいという問題があった。
【０００５】
前記問題を解決すべく、金属セグメントとの密着性が改良されたコンミテータ用絶縁材料として、フェノール樹脂の代わりに、メラミン樹脂を用いたものが知られている。
【０００６】
例えば、下記特許文献１には、固形メラミン樹脂とガラス繊維と全体量に対して１０〜４０重量％の水酸化アルミニウムとを含有してなることを特徴とするメラミン樹脂組成物が記載されている。
【０００７】
また、下記特許文献２には、エポキシ変性メラミン樹脂とガラス繊維とを含有してなることを特徴とする整流子成形用メラミン樹脂組成物が記載されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のメラミン樹脂組成物によれば樹脂と金属セグメントとの密着性は、ある程度改善されるものの、高温に晒された場合における熱安定性が低いという問題があった。
【０００９】
従って、前記のように熱安定性が低いメラミン樹脂組成物を用いて得られるコンミテータにおいては、コンミテータ回転中に発生する熱により樹脂が分解して分解ガスが発生し、コンミテータの耐久性や信頼性に影響を与えることが考えられる。
【００１０】
一方、コンミテータにおいては、コンミテータを構成する樹脂部分の寸法安定性も重要である。すなわち、前記寸法安定性がわるい場合には、長時間連続使用時に、樹脂部分の寸法が狂い、金属セグメントが浮いて段差が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開平１０−２６５６４７号公報
【特許文献２】特開平９−８７４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、コンミテータを構成する金属セグメントとの密着性に優れたコンミテータ用メラミン樹脂組成物において、回転破壊強度、熱安定性、寸法安定性、圧入強度に優れたコンミテータ用メラミン樹脂組成物及びそれを用いたコンミテータ部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は、エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂及びガラス繊維を含有するコンミテータ用メラミン樹脂組成物であって、前記エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂と前記レゾール型フェノール樹脂との配合比率（メラミン樹脂／レゾール型フェノール樹脂）が８０／２０〜５０／５０（質量比）であることを特徴とするものである。
【００１３】
前記構成のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は、コンミテータの金属セグメントとの密着性及びコンミテータを組み立てる際の圧入強度が高く、また、成形収縮率やアニーリングの際の収縮率が低い寸法安定性に優れたものであり、さらに、高温に晒されたときに樹脂が熱分解しにくい熱安定性にも優れたものである。
【００１４】
また、前記エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂中におけるエポキシ変性メラミン樹脂の含有割合としては２０〜８０質量％であることが好ましい。エポキシ変性メラミン樹脂を前記割合で含有することにより、コンミテータの金属セグメントとの密着性及びコンミテータを組み立てる際の圧入強度が特に高くなる。
【００１５】
また、コンミテータ用メラミン樹脂組成物としては、さらにアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を２〜６質量％含有することが好ましい。ＮＢＲを前記割合で含有することにより、樹脂部分の曲げ弾性率が低下するためにコンミテータの形成工程においてシャフトの圧入が容易になる。
【００１６】
また、本発明のコンミテータ部品は、前記コンミテータ用メラミン樹脂組成物を成形し、前記樹脂組成物を硬化させて得られうるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は、コンミテータの金属セグメントとの密着性及びコンミテータを組み立てる際の圧入強度が高く、また、成形収縮率やアニーリングの際の収縮率が低い寸法安定性に優れたものであり、さらに、高温に晒されたときに樹脂が熱分解しにくい熱安定性にも優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は、エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂及びガラス繊維を含有するコンミテータ用メラミン樹脂組成物であって、前記メラミン樹脂と前記レゾール型フェノール樹脂との配合比率（メラミン樹脂／レゾール型フェノール樹脂）が８０／２０〜５０／５０（質量比）であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に用いられるメラミン樹脂とは、エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂である。前記エポキシ変性されたメラミン樹脂を含有することにより、金属セグメントと樹脂部分との密着性を高めることができる。
【００２０】
前記エポキシ変性メラミン樹脂は、メラミンにエポキシ化合物としてグリシジル化合物を反応させた後、このようにして得られる反応物とホルムアルデヒドとをさらに反応させることによって得られうる。前記グリシジル化合物の具体例としては、例えば、エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール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, ６ヘキサンジオールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルやビスフェノ−ルＡ骨格を有するポリエチレングリコールジグリシジル化合物等が挙げられる。
【００２１】
前記エポキシ変性メラミン樹脂の具体例としては、例えば、松下電工（株）製の商品名ＴＭＳＲ−ＳＤ等が挙げられる。
【００２２】
また、前記エポキシ変性メラミン樹脂と併用されるその他のメラミン樹脂の具体例としては、未変性のメラミン樹脂の他、メチロール化メラミン−フェノール共縮合樹脂、メチロール化メラミン−ユリア共縮合樹脂等のトリアジン類とホルムアルデヒド類等から共縮合される合成樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。
【００２３】
前記エポキシ変性メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂中におけるエポキシ変性メラミン樹脂の含有割合としては２０〜８０質量％、さらには３０〜７０質量％であることが金属セグメントと樹脂部分との密着性を高く維持できる点から好ましい。
【００２４】
前記メラミン樹脂の配合割合は、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物全量に対して１８〜３０質量％であることが、熱安定性に優れ、樹脂組成物の製造のために混練する際の加工性が良く、成形性にも優れる点から好ましい。
【００２５】
本発明で用いられるレゾール型フェノール樹脂は、寸法安定性及び熱安定性を高める成分であり、従来から知られているレゾール型フェノール樹脂が特に限定無く用いられる。レゾール型フェノール樹脂の具体例としては、例えば、松下電工（株）製の商品名Ｎ−１１０、ＡＸ−１０や、昭和高分子（株）製の商品名ＢＲＰ４０６等が挙げられる。
【００２６】
本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物中における、レゾール型フェノール樹脂の配合割合としては、７〜２０質量％であることが好ましい。
【００２７】
なお、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物中における、レゾール型フェノール樹脂は、前記メラミン樹脂とレゾール型フェノール樹脂との配合比率（メラミン樹脂／レゾール型フェノール樹脂）が８０／２０〜５０／５０（質量比）、好ましくは７０／３０〜６０／４０となるように配合する。前記配合比率が前記範囲である場合には、熱安定性及び寸法安定性の高いコンミテータ用樹脂組成物が得られる。
【００２８】
なお、本発明においては、フェノール樹脂として、レゾール型フェノール樹脂とともにノボラック型フェノール樹脂等のフェノール樹脂を用いてもよい。ノボラック型フェノール樹脂を用いた場合には、樹脂組成物を溶融混練する際に樹脂の溶融粘度を低下させ、混練作業性が向上するとともにコンミテータ部品を成形する際の成形性が向上する点から好ましい。
【００２９】
前記ノボラック型フェノール樹脂の配合割合としては、メラミン樹脂組成物全量に対して２〜７質量％であることが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明のメラミン樹脂組成物は、樹脂成分を硬化させるための硬化触媒や硬化促進剤を含有することが好ましい。
【００３１】
前記硬化触媒としては、メラミン樹脂を硬化させるものとして無水フタル酸、蓚酸、安息香酸、スルファミン等の有機酸が挙げられ、レゾール型フェノール樹脂の硬化促進剤として、ヘキサメチレンテトラミンや消石灰等が挙げられる。
【００３２】
また、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物はガラス繊維を含有することを特徴とする。
【００３３】
前記ガラス繊維としては、強度を維持しつつ材料を粒状化するために、平均直径８〜１３μｍ、平均長さ１．５〜３ｍｍ程度のものが好ましい。ガラス繊維の直径または長さが大きすぎると、成形加工性がわるくなる傾向があり、また、小さすぎると得られるコンミテータの強度が不充分になり、また、ガラス繊維の製造が困難であるためにガラス繊維が高価になりすぎて実用上好ましくない。
【００３４】
ガラス繊維は、サイジング剤で集束されており、その表面がカップリング剤で処理されているものが好ましい。
【００３５】
前記ガラス繊維の具体例としては、例えば日本電気硝子（株）製のＥＣＳ０３、日本硝子繊維（株）製のＲＥＳ０１５などのチョップドストランド等が挙げられる。
【００３６】
前記ガラス繊維の配合割合は、樹脂組成物全量に対して５０〜６０質量％程度であることがコンミテータの回転破壊強度が高くなるとともに、樹脂組成物の溶融粘度も適度であるために、成形性を良好に維持することができる点から好ましい。
【００３７】
また、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を含有することが好ましい。ＮＢＲは、樹脂部分の曲げ弾性率を低下させてコンミテータの形成工程においてシャフトを圧入しやすくするための成分である。
【００３８】
ＮＢＲの含有割合は３〜６質量％程度であることが好ましく、前記含有割合が少なすぎる場合には、曲げ弾性率を低下させる効果が充分に得られない傾向があり、多すぎる場合には樹脂組成物を得る際の混練加工性がわるくなる傾向がある。
【００３９】
なお、前記ＮＢＲは、アクリロニトリルとブタジエンとを含有する共重合体からなるゴム成分を主成分とするものであり、その具体例としては、例えば、日本ゼオン（株）製の商品名Nippol  1411や日本合成ゴム（株）製の商品名PN20-HA等が挙げられる。
【００４０】
本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物にはコンミテータの樹脂部分と金属セグメントとの密着性を高め、また、樹脂の曲げ弾性率を低下させてコンミテータを形成する際に、シャフトを圧入しやすくするために、ポリエチレングリコールを２〜６質量％程度含有させてもよい。なお、ポリエチレングリコールは両末端の水酸基によりメラミン樹脂と架橋構造を形成することができる。このため、得られるコンミテータの樹脂部分において、ポリエチレングリコールは表面にブリードアウトすることが無く、耐水性の高いものになる。ポリエチレングリコールの具体例としては、三洋化成工業（株）製のＰＥＧ−６０００Ｐ（平均分子量８３００）が等が挙げられる。
【００４１】
前記ポリエチレングリコールの含有割合が少なすぎる場合には、曲げ弾性率が充分低下せず、多すぎる場合には曲げ強度が低下する傾向がある。
【００４２】
また、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、前記メラミン樹脂およびフェノール樹脂以外の樹脂、無機充填材、離型剤、シランカップリング剤、着色剤等を含有してもよい。
【００４３】
前記無機充填材としては、水酸化アルミニウム、焼石膏、タルク、クレー、カオリン等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組合せて用いてもよい。
【００４４】
なお、前記無機充填材の配合割合としては、樹脂組成物全量に対して２〜８質量％程度であることが好ましい。前記無機充填材の配合割合が多すぎる場合には強度が低下する傾向があり、また、少なすぎる場合には寸法安定性を高めるという無機充填剤の配合効果が出にくくなる傾向がある。
【００４５】
前記離型剤としては、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィン等が挙げられ、前記シランカップリング剤としては、例えば、アミノシラン、エポキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
【００４６】
前記のような組成からなる本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は前記各成分をロールやニーダー等を用いて加熱しながら溶融混練し、適度な粒径に粉砕、切断することにより得られる。
【００４７】
このようにして得られる本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は金属との密着性、に優れ、さらに、寸法安定性及び熱安定性に優れたコンミテータの製造に適した材料である。
【００４８】
本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は、トランスファー成形法、直圧成形法、射出成形法等の成形法により、コンミテータの金属セグメントを形成する金属成形体を配した金型に射出され、インサート成形される。そして前記樹脂組成物を硬化させることにより前記樹脂組成物と前記金属成形体とが一体化され、中央部にシャフトを圧入するための孔を有するコンミテータ用成形体が得られる。そして、前記コンミテータ用成形体にシャフトを圧入することにより、図１に示すようなコンミテータが得られる。
【００４９】
さらに、成形工程により得られたコンミテータを、例えば、１４０〜２１０℃でアニ−リングすることにより、さらに寸法安定性が高くなる。
【００５０】
本発明のコンミテータは、コンミテータを形成する金属セグメントと樹脂部分との密着性が高く、さらに、寸法安定性、熱安定性に優れたものである。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物及びそれから得られるコンミテータについて、実施例を用いてさらに詳しく説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されることはない。
〈実施例１〜６及び比較例１〜４〉
表１に示す配合割合で各成分を配合し、２軸ロール混練機で８０〜１１０℃で３分間溶融混練した。そして、得られた混練物を５ｍｍφのメッシュを備えたカッターミルで粉砕し、粒状の樹脂組成物を得た。なお、前記各成分は以下のものを用いた。
メラミン固形樹脂：松下電工（株）製の商品名ＣＰ９０１２ＳＤ
エポキシ変性メラミン樹脂：松下電工（株）製の商品名ＴＭＳＲ−ＳＤ
レゾール型フェノール樹脂：松下電工（株）製の商品名Ｎ−１１０
フェノールノボラック樹脂：松下電工（株）製の商品名ＰＡＲ
無機充填材：クレー
ガラス繊維：日本硝子繊維（株）製の商品名ＲＥＳ０１５ＢＭ５７
ＮＢＲ：日本ゼオン（株）製のNippole 1411
【００５２】
そして、得られた樹脂組成物について、以下の評価方法に従い評価した。
（銅密着強度）
得られた樹脂組成物を用いて、銅板上にトランスファー成形（成形温度１７０℃、硬化時間１２０秒間）により、直径３ｍｍ、高さ３ｍｍの円柱状成形品を接着成形した。そして、９．８KNのロードセルを備えたボンドテスターを用いて前記成形品が銅板から剥がれるときの荷重を測定した。
【００５３】
一方、前記成形品を１４０℃，６時間、１７０℃，８時間、１９０℃，３時間の段階的に温度を上げるアニール条件によりアニール処理した後、２５℃まで冷却した後の成形品についても同様に銅密着強度を測定した。
（回転破壊強度）
トランスファー成形（成形温度１７０℃、硬化時間１５０秒間）により外形３３ｍｍφ、内径２３ｍｍφ、高さ３０ｍｍのリング状コンミテータ成形品を得た。そして、前記成形品の内孔にシャフトを取り付けて、回転数を一定の割合（１０００ｒｐｍ／１０秒間）で上昇させながら回転させ、コンミテータが破壊したときの回転数を回転破壊強度とした。
【００５４】
なお、前記評価は２５℃及び２００℃のそれぞれの雰囲気下で行なった。
（シャフト圧入強度及びシャフト進入量）
トランスファー成形（成形温度１７０℃、硬化時間１２０秒間）により外形２０ｍｍφ、内径１０ｍｍφ、高さ２０ｍｍのリング状コンミテータ成形品を得た。そして、前記成形品の内孔に、テーパー角２度のシャフトを圧入速度５０ｍｍ／分で圧入し、破壊したときのシャフトに掛かった荷重とシャフトの進入量を測定した。
（収縮率）
射出成形（成形温度１７０℃、硬化時間７５秒間）によりJIS K 6911に準じて収縮率測定用成形品を成形した。
【００５５】
前記成形品について成形後２５℃まで冷却した後の成形品の寸法を測定した。
【００５６】
また、前記成形品について、さらに、１４０℃，６時間、１７０℃，８時間、１９０℃，３時間の段階的に温度を上げるアニール条件によりアニール処理した後、２５℃まで冷却した後の成形品の前記寸法を測定した。
【００５７】
さらに、前記アニール後の成形品を２００℃，５００時間の条件でさらに熱処理した後、２５℃まで冷却した後の成形品の前記寸法を測定した。
【００５８】
そして、前記測定したそれぞれの寸法から、各種収縮率（それぞれ成形収縮率、アニール後収縮率、２００℃処理後収縮率と呼ぶ）を算出した。
（熱分解性）
前記収縮率測定用成形品を３５０℃で１０分間熱処理し、熱処理後の重量減少率を算出した。
（生産安定性）
前記樹脂組成物を溶融する際の２軸ロール混練機のロール作業において、ロールからの材料の剥がれやすさを、作業性が良好であった場合を○、混練時にロールに巻き付かず、ロールから剥がれた場合を×と判断した。
結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
2008007549.tif 000003
【００６０】
実施例の結果より、実施例１〜６の全てにおいて、実用性能を充分満たす銅密着強度、アニール後銅密着強度、回転破壊強度、圧入特性を維持しており、また、熱安定性に優れ、成形収縮率等の各種収縮率も低いことがわかる。一方、レゾール型フェノール樹脂を含有しない比較例１のメラミン樹脂組成物は熱安定性がわるく、収縮率も高いことがわかる。
【００６１】
また、レゾール型フェノール樹脂のメラミン樹脂に対する比率が本発明の範囲に比べて少なすぎる比較例２の場合には、レゾール型フェノール樹脂を含有しない比較例１と同様に熱安定性がわるく、各種収縮率も高いことがわかる。
【００６２】
また、レゾール型フェノール樹脂のメラミン樹脂に対する比率が本発明の範囲に比べて多すぎる比較例３の場合には、銅密着強度が低く、回転破壊強度等も低かった。
【００６３】
また、エポキシ変性メラミン樹脂を含有しないメラミン樹脂を用いた比較例４においては、アニール後銅密着強度が低く、回転破壊強度やシャフト圧入強度も低かった。
【００６４】
このように、本発明のコンミテータ用メラミン樹脂組成物は金属との密着性、回転破壊強度、圧入特性に優れ、また、熱安定性に優れ、成形収縮率等の各種収縮率に優れた、コンミテータの製造に適したものであることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のコンミテータの一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００６６】
１    樹脂部分
２    金属セグメント
３    シャフト
４    シャフト圧入孔
【図１】
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