(57)【要約】【課題】高熱伝導性によって熱放散性を高めることができ、また耐熱性を高く得ることができると共に、保存性が良好で成形性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を提供する。【解決手段】不飽和ポリエステル樹脂として水添ビスフェノール系のものを２〜５質量％含有する。ビニルエステル樹脂として基本骨格中にノボラック骨格を有するものを７〜１５質量％含有する。無機充填材として１６００℃以上で焼結された硬焼マグネシアを６５〜８０質量％含有する。硬化触媒としてパーオキシケタール系化合物を０．１〜１質量％含有する。低収縮剤としてポリスチレン樹脂を５〜８質量％含有する。顔料としてカーボンブラックを０．１〜１質量％含有する。補強材としてガラス繊維を３〜１０質量％含有する。添加剤を１〜４質量％含有する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和ポリエステル樹脂として水添ビスフェノール系のものを２〜５質量％含有し、ビニルエステル樹脂として基本骨格中にノボラック骨格を有するものを７〜１５質量％含有し、無機充填材として１６００℃以上で焼結された硬焼マグネシアを６５〜８０質量％含有し、硬化触媒としてパーオキシケタール系化合物を０．１〜１質量％含有し、低収縮剤としてポリスチレン樹脂を５〜８質量％含有し、顔料としてカーボンブラックを０．１〜１質量％含有し、補強材としてガラス繊維を３〜１０質量％含有し、添加剤を１〜４質量％含有して成ることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
ビニルエステル樹脂の粘度が４０〜１００ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を成形加工して成ることを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランス、ソレノイド、モーター、発電機などの各種コイル製品を封入するのに用いられる不飽和ポリ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。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トランス、ソレノイド、モーター、発電機などのコイル製品を、不飽和ポリエステル樹脂などの封入成形用材料を用いて封入成形することが行われている。
【０００３】
中でもモーターを封入する事例には各種のものがあり、封入モーターは様々な用途について市販されているが、この封入モーターに対しては、近年のエネルギー利用のさらなる高効率化のために、高出力化や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。その際にはモーターより発せられる熱に対する対策が重要となる。すなわち、モーターは始動から熱を持ち始めて次第に高温となるものであるが、高温のままでは出力が低下しモーター本来の性能を得ることができなくなり、機器全体の性能が次第に低下していくものである。
【０００４】
つまり、熱に対する対策を施さないとモーターの高出力化や小型化は困難である。具体的には熱対策として、モーターの構造や形状等の検討がなされているが、封入モーターの場合にはモーターの構造等を変更するよりもむしろ、封入成形用材料の熱放散性を向上させることの方が重要である。
【０００５】
そして従来、コイル封止材などの用途に用いられる封入成形用材料としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ガラス繊維、酸化マグネシウム等を含有するものが用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−９２４６号公報（段落番号［００２２］等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような封入成形用材料にあっては、高熱伝導性及び耐熱性を高く得ることができない場合があり、また長期的な保存性が劣り、調製時から１〜２週間程度で成形性に支障を来す場合があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高熱伝導性によって熱放散性を高めることができ、また耐熱性を高く得ることができると共に、保存性が良好で成形性に優れた不飽和ポリ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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂として水添ビスフェノール系のものを２〜５質量％含有し、ビニルエステル樹脂として基本骨格中にノボラック骨格を有するものを７〜１５質量％含有し、無機充填材として１６００℃以上で焼結された硬焼マグネシアを６５〜８０質量％含有し、硬化触媒としてパーオキシケタール系化合物を０．１〜１質量％含有し、低収縮剤としてポリスチレン樹脂を５〜８質量％含有し、顔料としてカーボンブラックを０．１〜１質量％含有し、補強材としてガラス繊維を３〜１０質量％含有し、添加剤を１〜４質量％含有して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１において、ビニルエステル樹脂の粘度が４０〜１００ｄＰａ・ｓであることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項３に係る成形品は、請求項１又は２に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を成形加工して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本発明に係る不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、無機充填材、硬化触媒、低収縮剤、顔料、補強材及び添加剤を含有するものである。
【００１４】
本発明において不飽和ポリエステル樹脂としては、水添ビスフェノール系のものを用いるものである。この水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂は、グリコール成分として、水素添加したビスフェノールＡや、水素添加したビスフェノールＡのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加体等を用いて得られる樹脂であり、通常の不飽和ポリエステル樹脂に比べ、耐熱性に優れた特性を有する。そのため水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂を用いると、上記の特性を不飽和ポリエステル樹脂組成物やその成形品に付与することができるものである。しかも、通常の不飽和ポリエステル樹脂を用いるよりも、水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂を用いた方が、例えば、成形品を２００℃で２４時間処理した後の曲げ強度の低下が小さくなるという利点がある。なお、水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂の具体例としては、日本ユピカ株式会社製「ユピカ７１２３」等を挙げることができる。
【００１５】
また水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して２〜５質量％含有するものである。含有量がこの範囲から外れると、良好な成形性や寸法安定性の良い成形品を得ることができなくなるものである。
【００１６】
また、本発明においてビニルエステル樹脂（エポキシアクリレート樹脂）としては、ビスフェノールＡ等を基本骨格とし、この基本骨格中にノボラック骨格を少なくとも１つ以上有するものを用いるものである。このようなビニルエステル樹脂を用いると、保存性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製することができると共に、不飽和ポリエステル樹脂組成物の流動性を高めることができ、成形性及び充填性を向上させることができるものである。しかも上記のようにビニルエステル樹脂はノボラック骨格を有しているので、不飽和ポリエステル樹脂組成物の硬化物に耐熱性を付与することができるものである。なお、ビニルエステル樹脂の具体例としては、日本ユピカ株式会社製「ネオポール８４００」等を挙げることができる。
【００１７】
またビニルエステル樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して７〜１５質量％含有するものである。含有量がこの範囲から外れると、良好な成形性や寸法安定性の良い成形品を得ることができなくなるものである。
【００１８】
また、ビニルエステル樹脂の粘度は４０〜１００ｄＰａ・ｓであることが好ましい。粘度がこの範囲から外れると、最適な成形性を得ることができなくなるおそれがある。
【００１９】
また本発明において無機充填材としては、硬焼マグネシアを用いるものである。この硬焼マグネシアは、水酸化マグネシウムを１６００℃以上（実質上の上限は２８００℃）の温度でカ焼（焼結）処理して得られた酸化マグネシウムを粉砕、整粒することによって得られるものであり、これを含有する不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いると、熱伝導性が良好で熱放散性に優れた成形品を製造することができるものである。マグネシアには上記の硬焼マグネシアのほか、マグネサイト（炭酸マグネシウム）を８００℃前後で焼成して得られる軽焼マグネシアがあるが、これを用いるのは本発明においては不適当である。すなわち、硬焼マグネシアは不活性であるため充填材として最適であるが、軽焼マグネシアは表面活性が高く反応性に富むものであり、通常、増粘剤として用いられるものであるため、これを用いると不飽和ポリエステル樹脂組成物が経時変化を起こし充分な成形性を得ることができなくなるものである。硬焼マグネシアの具体例としては、タテホ化学工業株式会社製「電熱用電融マグネシア・ＫＭＡＯＨシリーズ」、「電熱用電融マグネシア・ＫＭＢＯシリーズ」、「高純度電融マグネシア・ＳＳＰシリーズ」、神野島化学工業株式会社製「中国電融マグネシアＭｇｏ９９」等を挙げることができる。なお、硬焼マグネシアを調製する際のカ焼温度が１６００℃未満であると、熱伝導性を高める効果を得ることはできない。
【００２０】
また硬焼マグネシアは、不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して６５〜８０質量％含有するものである。含有量が６５質量％未満であると、硬焼マグネシアの特徴である高熱伝導性を不飽和ポリエステル樹脂組成物に付与することができず、成形品の熱放散性を高めることができないものであり、逆に含有量が８０質量％を超えると、相対的に樹脂成分が不足することとなり不飽和ポリエステル樹脂組成物の粘性が不足するものである。
【００２１】
また硬焼マグネシアの平均粒径は５〜４０μｍであることが好ましい。平均粒径がこの範囲から外れると、良好な成形性を得ることができないおそれがある。なお、異なる平均粒径を持つ複数の硬焼マグネシアを併用することも可能であるが、全体の平均粒径は上記の範囲内にあることが好ましい。
【００２２】
また本発明において硬化触媒としては、パーオキシケタール系化合物を用いるものであり、これを不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して０．１〜１質量％含有するものである。パーオキシケタール系化合物の具体例としては、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンである日本油脂株式会社製「パーヘキサ３Ｍ」や、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンである日本油脂株式会社製「パーヘキサＴＭＨ」等を挙げることができるが、含有量が０．１質量％未満であると、硬化速度が非常に遅くなり、硬化反応が完全に進行しない場合があり、逆に含有量が１質量％を超えると、硬化反応が非常に早くなり、成形できない場合がある。
【００２３】
また本発明において低収縮剤としては、ポリスチレン樹脂を用いるものであり、これを不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して５〜８質量％含有するものである。含有量が５質量％未満であると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の硬化に伴う収縮を防止する低収縮効果を充分に得ることができないものであり、逆に含有量が８質量％を超えると、それ以上の低収縮効果を得ることができないものであり、曲げ強度が低下する場合がある。
【００２４】
また本発明において顔料としては、カーボンブラックを用いるものであり、これを不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して０．１〜１質量％含有するものである。含有量が０．１質量％未満であると、着色が不十分になり、逆に含有量が１質量％を超えると、不飽和ポリエステル樹脂組成物の流動性が低下する。
【００２５】
また本発明において補強材としては、ガラス繊維を用いるものであり、これを不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して３〜１０質量％含有するものである。含有量が３質量％未満であると、成形品の強度が著しく低下する。ガラス繊維を多く含有すればそれだけ成形品の強度を高く得ることができるが、本発明においては構造用途材ほどの強度は必要とせず、また含有量が１０質量％を超えると、成形品の熱伝導性を低下させることとなるものである。ガラス繊維としては、特に限定されるものではないが、例えば繊維長が１．５〜５ｍｍの短繊維のものを用いることができる。
【００２６】
また本発明においては、添加剤を不飽和ポリエステル樹脂組成物全量に対して１〜４質量％含有するものである。添加剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、一般的に市販されているワックス類（ステアリン酸亜鉛、カルナバ）等の離型剤や、スチレン系樹脂（松下電工株式会社製「ＣＪ３９４６」及び「ＣＪ３９４７」）等の架橋剤を用いることができる。
【００２７】
そして、上記の不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、無機充填材、硬化触媒、低収縮剤、顔料、補強材及び添加剤をニーダー等に投入し混合することによって、不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製することができる。このようにして得られた不飽和ポリエステル樹脂にあっては、樹脂成分の一部がビニルエステル樹脂であるために長期的な保存性が良好であり、成形品を製造する直前に調製する必要がなくなるものである。
【００２８】
次いで、上記のようにして得た不飽和ポリエステル樹脂組成物を封入成形用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、上記の不飽和ポリ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。このとき不飽和ポリエステル樹脂組成物にあっては、樹脂成分の一部がビニルエステル樹脂であるために成形性や充填性に優れており、成形時間を短縮して成形品の製造効率を高めることができると共に、成形品にピンホール、カスレ、ウェルドのような欠陥が生じるのを防止することができるものである。なお、成形法としては特に限定されるものではなく、射出成形法や圧縮成形法（直圧成形）を行うこともできる。
【００２９】
上記のようにして得た成形品にあっては、水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂及びノボラック骨格を有するビニルエステル樹脂がそれぞれ所定量含有されているので、耐熱性が良好であり、しかも硬焼マグネシアが所定量含有されているので熱伝導性が良好であり、熱放散性にも優れているものである。従って、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。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３１】
１．不飽和ポリエステル樹脂組成物の原材料
不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製するにあたって、次のものを用いた。すなわち、不飽和ポリエステル樹脂として日本ユピカ株式会社製「ユピカ７１２３」を、ビニルエステル樹脂として日本ユピカ株式会社製「ネオポール８４００」を、無機充填材としてタテホ化学工業株式会社製「ＳＳＰ」を、低収縮剤として東洋スチレン株式会社製ポリスチレン樹脂「ＨＲＭ−５Ｂ」を、補強材として日本硝子繊維株式会社製ガラス繊維「ＲＥＳ０３」を、離型剤としてステアリン酸亜鉛を、顔料としてカーボンブラックを、硬化触媒として日本油脂株式会社製「パーヘキサ３Ｍ」を、架橋剤として松下電工株式会社製「ＣＪ３９４７」を用いた。なお、表１及び表２に記載の添加剤は、上記の離型剤及び架橋剤からなるものであり、両者の質量比は１：３である。
【００３２】
２．不飽和ポリエステル樹脂組成物の調製と試験片の作製
（１）不飽和ポリエステル樹脂組成物の調製
表１及び表２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、実施例１〜９及び比較例１〜６の不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製した。
【００３３】
（２）試験片の作製
▲１▼金型：熱伝導率を測定するための試験片を作製するにあたっては、１００φ×２５ｍｍの円盤金型を用い、耐熱性を評価するための試験片を作製するにあたっては、直圧成形用の金型を用いた。
【００３４】
▲２▼成形条件：金型温度は１５０〜１６０℃、硬化時間は試験片の最大肉厚×２０〜３０秒／ｍｍに設定した。
【００３５】
▲３▼成形圧力：９．８〜１４．７Ｐａとした。
【００３６】
３．特性評価
（１）熱伝導率
熱伝導率の測定はＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に基づいて行った。
【００３７】
（２）成形性
成形性の評価は、ＡＳＴＭ法に準拠する金型を用い、次の条件下においてスパイラルフローを測定することによって行った。
【００３８】
金型温度：１５０℃
注入圧力：４．９ＭＰａ
注入時間：３０秒
硬化時間：９０秒
（３）耐熱性
耐熱性の評価は、試験片を２５０℃で４８時間加熱処理し、加熱前後の試験片の質量から加熱減量を求めることによって行った。なお、加熱減量（％）＝｛１００×（加熱前の試験片の質量−加熱後の試験片の質量）／加熱前の試験片の質量｝である。
【００３９】
（４）保存安定性
保存安定性の評価は、不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製後、これを２０℃の温度下に放置して、ゲル化するまでの日数を測定することによって行った。
【００４０】
上記の特性評価の結果を表１及び表２に示す。
【００４１】
【表１】
2004231702.tif 000002
【００４２】
【表２】
2004231702.tif 000003
【００４３】
表１にみられるように、実施例１〜９のものはいずれも熱伝導率が高く、耐熱性に優れていると共に、保存性が良好で成形性に優れていることが確認される。
【００４４】
これに対して表２にみられるように、比較例１〜６のものは実施例１〜９と同じ原材料を用いているにもかかわらず、各原材料の含有量が少なすぎたり多すぎたりするために、熱伝導性、耐熱性、保存性、成形性を同時に向上させることができないことが確認される。特に、比較例１〜６のものは実施例１〜９のものに比べて保存性が著しく悪いことが確認される。
【００４５】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂として水添ビスフェノール系のものを２〜５質量％含有し、ビニルエステル樹脂として基本骨格中にノボラック骨格を有するものを７〜１５質量％含有し、無機充填材として１６００℃以上で焼結された硬焼マグネシアを６５〜８０質量％含有し、硬化触媒としてパーオキシケタール系化合物を０．１〜１質量％含有し、低収縮剤としてポリスチレン樹脂を５〜８質量％含有し、顔料としてカーボンブラックを０．１〜１質量％含有し、補強材としてガラス繊維を３〜１０質量％含有し、添加剤を１〜４質量％含有するので、次のような効果を得ることができる。すなわち、樹脂成分の一部にビニルエステル樹脂を用いることによって、保存性を向上させることができると共に成形時において成形性を高く得ることができるものである。また、水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂及びノボラック骨格を有するビニルエステル樹脂を用いることによって、耐熱性に優れた成形品を製造することができるものである。また、無機充填材として硬焼マグネシアを用いることによって、高熱伝導性を有して熱放散性に優れた成形品を製造することができるものである。しかも、低収縮剤としてポリスチレン樹脂を用いることによって、硬化収縮を防止することができるものであり、また補強材としてガラス繊維を用いることによって、成形品の強度を高めることができるものである。
【００４６】
また請求項２の発明は、ビニルエステル樹脂の粘度が４０〜１００ｄＰａ・ｓであるので、成形性を一層高めることができるものである。
【００４７】
また請求項３に係る成形品は、請求項１又は２に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を成形加工するので、水添ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂及びノボラック骨格を有するビニルエステル樹脂によって耐熱性が向上すると共に、硬焼マグネシアによって熱伝導性が向上し、熱放散性を高めることができるものである。