(57)【要約】  本発明は、電気絶縁プラスチック材料から製造されるプラスチックコアを含んでなる電気コイル用ボビンと、ボビン中で電気絶縁プラスチック材料として使用できるポリアミド組成物とに関し、ポリアミド組成物は、２〜５個のＣ原子を有する１０〜７０モル％の短鎖脂肪族ジアミンと少なくとも６個のＣ原子を有する３０〜９０モル％の長鎖脂肪族ジアミンとの混合物からなる脂肪族ジアミンから誘導される単位と、５〜６５モル％の脂肪族ジカルボン酸と３５〜９５モル％のテレフタル酸を含んでなる芳香族ジカルボン酸との混合物からなるジカルボン酸から誘導される単位とを含んでなる半結晶質半芳香族ポリアミドを含んでなり、テレフタル酸と長鎖脂肪族ジアミンとを合わせたモル量は、ジカルボン酸とジアミンとの総モル量に対して少なくとも６０モル％である。本発明はまた、ボビンと、ボビンのコア周囲の導電性巻線とを含んでなる電気コイルに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族ジアミンとジカルボン酸とから誘導される単位を含んでなる半芳香族ポリアミドと、少なくともＣＴＩ改善添加剤とを含んでなり、
ａ．前記ジカルボン酸（Ａ）が５〜６５モル％の脂肪族ジカルボン酸および任意にテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）と、３５〜９５モル％のテレフタル酸（Ａ２）との混合物からなり、
ｂ．前記脂肪族ジアミン（Ｂ）が２〜５個のＣ原子を有する１０〜７０モル％の短鎖脂肪族ジアミン（Ｂ１）と、少なくとも６個のＣ原子を有する３０〜９０モル％の長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）との混合物からなり、
ｃ．前記テレフタル酸（Ａ２）と前記長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）とを合わせたモル量が、前記ジカルボン酸とジアミンの総モル量に対して少なくとも６０モル％である、
ポリアミド組成物。
【請求項２】
前記ポリアミド組成物が少なくとも５００ＶのＣＴＩ値を有する、請求項１に記載のポリアミド組成物。
【請求項３】
前記ジカルボン酸（Ａ）が５〜６５モル％の脂肪族ジカルボン酸と３５〜９５モル％のテレフタル酸との混合物からなる、請求項１に記載のポリアミド組成物。
【請求項４】
電気絶縁プラスチック材料から製造される電気コイル用ボビンであって、前記電気絶縁プラスチック材料が脂肪族ジアミンとジカルボン酸とから誘導される単位を含んでなる半芳香族ポリアミドを含んでなるポリアミド組成物であることで特徴づけられ、
ａ．前記ジカルボン酸（Ａ）が５〜６５モル％の脂肪族ジカルボン酸および任意にテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）と、３５〜９５モル％のテレフタル酸（Ａ２）との混合物からなり、
ｂ．前記脂肪族ジアミン（Ｂ）が２〜５個のＣ原子を有する１０〜７０モル％の短鎖脂肪族ジアミン（Ｂ１）と、少なくとも６個のＣ原子を有する３０〜９０モル％の長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）との混合物からなり、
ｃ．前記テレフタル酸（Ａ２）と前記長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）とを合わせたモル量が、前記ジカルボン酸とジアミンの総モル量に対して少なくとも６０モル％である、
電気コイル用ボビン。
【請求項５】
前記ポリアミド組成物が請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリアミド組成物である、請求項４に記載のボビン。
【請求項６】
金属ピンを受け入れるための少なくとも１つの座部、
プラスチックコアと一体成形された少なくとも１つの金属ピン、
前記プラスチックコア端にそれぞれ配置された２つのフランジ、および／または
金属および／または磁性材料の素子を受け入れるための通し孔
またはそれらの任意の組み合わせ
の要素のうち１つを含んでなる、請求項４に記載のボビン。
【請求項７】
プラスチックコアと前記プラスチックコア周囲の導電性巻き線とを含んでなるボビンを含んでなり、前記ボビンが請求項４〜６のいずれか一項に記載のボビンである、電気コイル。
【請求項８】
前記ボビンが１つ以上の一体成形金属ピンを有するプラスチックコアを含んでなり、線材が前記コア周囲に巻かれて導電性コイルを形成し、前記線材が１つの一体成形金属ピンに取り付けられる少なくとも１つの線材端を有し、ハンダ付け材料が１つの前記一体成形金属ピンおよび１つの前記線材端の間に電気接点を提供し、前記ボビンが請求項２に記載のボビンである、請求項７に記載の電気コイル。
【請求項９】
前記導電性コイルが、請求項１または２のいずれか一項に記載のポリアミド組成物からなる外層中に包埋され、それによって絶縁される、請求項７〜８のいずれか一項に記載の電気コイル。
【請求項１０】
被覆層を含んでなる導線を前記ボビンの前記コア周囲に巻くステップと、前記線材端を金属ピンに取り付けるステップと、前記線材端から前記被覆層を焼き取るステップと、前記線材端を前記金属ピンにハンダ付けするステップとを含んでなる、請求項７〜９のいずれか一項に記載の電気コイルを製造する方法。
【請求項１１】
第１の部品と、前記第１の部品に取り付けられた請求項７〜９のいずれか一項に記載の電気コイルとを含んでなる、電気的および／または電子アセンブリー。
【請求項１２】
前記アセンブリーが、変圧器、誘導子、フィルター、リレー、電気モーター、またはプリント回路基板である、請求項１０に記載のアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は電気絶縁プラスチック材料から製造されるプラスチックコアを含んでなる電気コイル用ボビン、およびボビン中で電気絶縁プラスチック材料として使用できるポリアミド組成物に関する。本発明はまた、ボビンを含んでなる電気コイル、およびボビンのコア周囲の導電性巻線に関する。
【０００２】
このようなボビンは、欧州特許出願公開第１６４７９９９−Ａ１号明細書により公知である。欧州特許出願公開第１６４７９９９−Ａ１号明細書は、電気絶縁材料の誘導子本体（シースまたはボビンとも称される）を含んでなる誘導子取り付けアセンブリー、およびボビン周囲に巻かれた導線について述べている。誘導子本体またはボビンは、射出成形などの成形工程を通じてプラスチック材料から製造できる。誘導子のインダクタンス値を増大させるために、フェライト素子などのコア挿入物をボビン中に挿入してもよい。これらの構成要素は、大抵はその他の回路構成要素と共にプリント回路基板（ＰＣＢ）上に取り付けられる。この目的のために、誘導子巻線端は金属ピンに接続（ハンダ付け）される。金属ピンは成形後に所望の位置で本体中に挿入でき、または欧州特許出願公開第１６４７９９Ａ１号明細書に従ったより良い代案として、金属ピンは誘導子本体と共に一体的に成形されてもよい。巻線工程の終わりに線材は金属ピン端の周囲に数回巻き付けられる。次に線材は切断される。誘導子巻線端は金属ピンにハンダ付けされて、必要な電気的接続が提供される。ピンは誘導子本体から突出して、その上に誘導子が取り付けられるＰＣＢ中に提供される受容孔内への挿入を可能にし（ピン挿入孔ハンダ付け）、またはＳＭＤ（表面実装型デバイス）工程のためのハンダペースト上への配置を可能にする。絶縁上の理由から、誘導子巻線は、通常、エナメルなどの絶縁コーティングによって覆われた導電性（例えば銅）線材を含んでなる。ピンに良好な電気的接続を提供するために、エナメルは局所的に除去（例えば破損）されなくてはならず、これは典型的に加熱を通じて起きる。この目的で、ピンの周囲に巻かれた線材端は、絶縁エナメルを「破壊」し、ひいては絶縁コーティングを局所的に除去して導電性コアを線材端に暴露するために、典型的に３００℃を超えて加熱される（例えば４００℃で１／１０秒間の加熱など）。欧州特許出願公開第１６４７９９９−Ａ１号明細書で言及されるように、短時間の適用であるにもかかわらず、絶縁エナメルを破壊するために加えられる熱は、実際には、誘導子本体のプラスチック材料のより低い軟化温度のために、それをわずかに軟化させ得る。しかし誘導子本体のあらゆる望まれない変形、またはその金属ピンのずれは避けるべきである。
【０００３】
欧州特許出願公開第１６４７９９９−Ａ１号明細書中の誘導子本体（シースまたはボビン）は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、またはポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニルスルフィド（ＰＰＳ）などの電気絶縁プラスチック材料から製造される。
【０００４】
既成コイルと称される、類似した材料から製造される電気コイル用ボビンもまた、国際公開第２００６／１２００５４号パンフレットにより公知である。国際公開第２００６／１２００５４号パンフレットのボビンは、例えばＰＰＳ（ポリフェニルスルフィド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、またはスタニール（Ｓｔａｎｙｌ）（登録商標）（ポリアミド−４６）などの例えば高い誘電特性および機械的特性を有するプラスチック材料などの電気絶縁材料から製造される。国際公開第２００６／１２００５４号パンフレットの既成コイルは、電気モーター中で使用することが想定されている。
【０００５】
既知のボビンは、様々な問題を提示する。ボビンのコア周囲に線材を巻いてコイルを形成することは、ボビンのコアとフランジに大きな力を及ぼす。線材を切断する際、金属ピンを含んでなるボビンのその部分に強い力が加わる。線材の金属ピンへのハンダ付けに先だって線材端上のコーティングを焼き取るためには、金属ピンは温度が少なくとも３８０℃のハンダ槽に浸される。例えば鋳造ステップにおいて既成コイルにさらなる熱処理が施される場合、特に鋳造材料が高温のオーブン内で硬化される場合、非常に低いクリープが必須である。既成コイルの製造後、コイルを例えばＰＣＢ上に取り付けなくてはならない場合もある。これらの取り付け工程は、最近では２５０〜２７０℃の高温工程をますます含むようになっている。このような工程中に、線材端を金属端に接触させ固定するために使用される第１のハンダ付け材料は無傷のままでなくてはならない。これがより一層高い融点のハンダ付け材料が使用される理由であり、第１のハンダ槽の温度は３８０℃程度に高く、または４００℃以上でさえあり得る。ボビンのコア部分はこの高温槽に曝されないが、熱は金属ピンを通じて伝達し、そのために材料が局所的に軟化して金属ピンが動く場合もある。
【０００６】
高温ハンダ付けへの傾向が進展するにつれて、現行のボビン取り扱い手順と組み合わせた現行のポリアミド組成物の使用は、膨れを防止するには不十分となる。
【０００７】
ボビンの膨れの制御ひいては防止における主要な要因は、成形品の水分吸収の制御であった。膨れはボビン樹脂が水蒸気で過飽和した際に生じる。ＰＣＢのためのＳＭＴアセンブリーの大半は、環太平洋地域で行われる。ボビンが曝されることがある高い温度および湿度レベルは、これらのボビンの水による飽和をもたらすことができる。
【０００８】
膨れ開始温度は、部品の含水率、接点加熱速度、およびリフロー工程のピーク温度、結晶化度および成形条件（例えば金型温度、溶融温度）、保存条件（例えば温度、％ＲＨ、期間）および部品設計特性（すなわち厚さ、長さ）をはじめとする、いくつかの要因に左右される。成形品は、ハンダ付け中の膨れ傾向を低下させるために高湿度条件下に保存されることが多い。
【０００９】
より高い温度への傾向の他に、小型化への傾向も進行中である。この小型化のために、金属ピンを通る熱伝達の侵入度は、より一層重大な意味を持つようになる。その結果、ボビンとボビンが製造されるもとになる材料の機械的特性と寸法安定性に、より高次の要求が課される。電気コイルを作成するための様々な加工ステップにおける、ボビンの寸法安定性および少なくとも全般的に見たプラスチック材料のクリープ不在は、ピン位置の正確さのために非常に重大な意味を持つ。
【００１０】
欧州特許出願公開第１６４７９９９−Ａ１号明細書および国際公開第２００６／１２００５４号パンフレットの各プラスチック材料は、それ自体の限界を有する。ＰＢＴなどのプラスチックは、一般に２２０〜２４０℃の範囲の低すぎる軟化温度を有する。高温ポリアミドは、ポリエステルおよびポリカーボネートよりも良好に機能する。これらのポリアミドの特定の問題としては、ポリアミド−４６の水分取り込みおよび膨れ傾向が挙げられる一方、ＰＰＡは一般に脆過ぎる。どちらの材料もまた、高温工程段階およびこのような工程中の高い機械的負荷を伴う極めて重要な用途において、寸法安定性と部品完全性が不十分であるという欠点がある。ポリアミド−４６は、ＰＡ６６およびＰＰＡよりもはるかに良好に機能することが知られているが、それでも十分でない。さらに高湿度条件下におけるポリアミド−４６の絶縁耐力保持は十分でない。ＰＰＳが脆過ぎる一方で、ＬＣＰは主にこれらの高温用途で使用されているものの、これもまたかなり脆く非常に高価であることが知られている。
【００１１】
したがって線材とピンを接続するための第１のハンダ付けステップ（浸漬ハンダ付け）中、ならびに引き続く取り付け工程（表面実装）に伴うハンダ付けステップ中の双方で、電気コイルの製造に伴う高温工程段階において、より良い性能を有するボビンに対する必要性がある。特にボビンは、ポリアミド−４６から製造される対応するボビンよりも良好な機械的特性および低クリープ、および良好な絶縁耐力保持を有しながら、ＰＰＡおよびポリアミド−４，６と比較して、高い寸法安定性および改善された膨れ抵抗性を含んでなる特性において改善されたバランスを有するべきである。
【００１２】
この目的は、脂肪族ジアミンとジカルボン酸とから誘導される単位を含んでなる半芳香族ポリアミドを含んでなるポリアミド組成物から製造されるボビンによって達成され、
ａ）ジカルボン酸（Ａ）は５〜６５モル％の脂肪族ジカルボン酸および任意にテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）と、３５〜９５モル％のテレフタル酸（Ａ２）との混合物からなり、
ｂ）脂肪族ジアミン（Ｂ）は２〜５個のＣ原子を有する１０〜７０モル％の短鎖脂肪族ジアミン（Ｂ１）と、少なくとも６個のＣ原子を有する３０〜９０モル％の長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）との混合物からなり、
ｃ）テレフタル酸（Ａ２）と長鎖脂肪族ジアミンと（Ｂ２）を合わせたモル量は、ジカルボン酸およびジアミンの総モル量に対して少なくとも６０モル％である。
【００１３】
簡潔さと読みやすさのために、この半芳香族ポリアミド共重合体を本明細書では半芳香族ポリアミドＸ、またはさらに短くポリアミドＸとも表示する。
【００１４】
前記ポリアミド組成物から製造される本発明に従ったボビンの効果は、ポリアミド−４６、およびいくつかのその他のポリアミドと比較して、ＳＭＤハンダ付け工程における膨れが低下しながら、高いピーク温度を有する浸漬ハンダ付け工程中の寸法安定性および部品完全性の保持が改善され、ボビンがポリアミド−４６と比較して、高湿度条件下での非常に低い比誘電率、および改善された絶縁耐力の保持によって示される、高靭性、低クリープ、および高絶縁耐力を有することである。
【００１５】
本発明のボビンは、ＰＡ４６、ＰＡ６Ｔ／６６、およびＰＡ９Ｔなどのその他のポリアミド組成物と比較して改善された膨れ抵抗性を有することが分かった。これは、特に本発明のボビンの水吸収または取り込みが、ＰＡ９Ｔなどの「良好な膨れ抵抗性」を有すると見なされる従来のポリアミドボビンよりも実質的に高いことを考えれば、意外であった。
【００１６】
無鉛ハンダ付け工程への傾向に加えて、ボビンをさらに小型化する傾向がある。この傾向は、反らずに、高温時剛性などの良好な機械的特性を有することができる薄壁設計に対する必要性に行き着いた。本発明のボビンは、ボビンで使用するのに適した従来のポリアミド組成物と比較して、改善された反り抵抗性および改善された高温時剛性の組み合わせを提供できる。剛性などの機械的特性における改善は、性能改善が材料の配向性増大に派生する異方性材料と典型的に関連付けられているので、等方性タイプの挙動、それに随伴するポリマー流に平行および垂直方向の類似した線熱膨張率と、高温における改善された剛性との組み合わせは驚くべきである。
【００１７】
本発明に従った強化難燃性ポリアミド組成物中の半芳香族ポリアミドは、脂肪族ジアミンとジカルボン酸とから誘導される単位を含んでなる。ジカルボン酸から誘導される単位はＡ−Ａ単位として示すことができ、ジアミンから誘導される単位はＢ−Ｂ単位として表すことができる。それに従ってポリアミドは、例えばＮｙｌｏｎ  Ｐｌａｓｔｉｃ  ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｅｄ．Ｍ．Ｉ．Ｋｏｈａｎ，Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｍｕｎｉｃｈ，ＩＳＢＮ  １−５６９９０−１８９−９（１９９５），ｐａｇｅ  ５で適用される分類に対応するＡＡＢＢポリマーとして表すことができる。
【００１８】
短鎖脂肪族ジアミン（Ｂ１）は、Ｃ２〜Ｃ５脂肪族ジアミンまたはその混合物である。換言すればそれは２〜５個の炭素（Ｃ）原子を有する。短鎖脂肪族ジアミンは、例えば１，２−エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、および１，５−ペンタンジアミン、およびそれらの混合物であってもよい。好ましくは短鎖脂肪族ジアミンは、１，４−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、およびそれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは１，４−ブタンジアミンである。
【００１９】
長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）は少なくとも６個の炭素（Ｃ）原子を有する脂肪族ジアミンである。長鎖脂肪族ジアミンは、直鎖、分枝鎖および／または脂環式であってもよい。長鎖脂肪族ジアミンは、例えば２−メチル−１，５−ペンタンジアミン（２−メチルペンタメチレンジアミンとしてもまた知られている）、１，５−ヘキサンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，８−オクタンジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、およびｐ−キシリレンジアミン、およびそれらの任意の混合物であってもよい。好ましくは長鎖脂肪族ジアミンは６〜１２個の炭素原子を有し、適切にはＣ８またはＣ１０ジアミンである。好ましい実施態様では長鎖ジアミンは、６〜９個の炭素原子を有するジアミンの５０〜１００モル％、より好ましくは７５〜１００モル％を構成する。これはさらに良い高温特性を有する材料をもたらす。より好ましくは長鎖脂肪族ジアミンは、１，６−ヘキサンジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、およびそれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは１，６−ヘキサンジアミンである。この好ましい選択、および特により好ましい１，６−ヘキサンジアミンの選択の利点は、本発明に従ったコポリアミドの高温特性がさらに良いことである。
【００２０】
脂肪族ジカルボン酸は、直鎖、分枝鎖および／または脂環式であってもよく、炭素原子数は特に限定されない。しかし脂肪族ジカルボン酸は、好ましくは４〜２５個の炭素原子を有する、より好ましくは６〜１８個、さらにより好ましくは６から１２個の炭素原子を有する、直鎖または分枝鎖脂肪族ジカルボン酸、またはその混合物を含んでなる。適切な脂肪族ジカルボン酸は、例えばアジピン酸（Ｃ６）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（Ｃ８）、スベリン酸（Ｃ８）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカン酸（Ｃ１２）またはその混合物である。好ましくは脂肪族ジカルボン酸は、アジピン酸、セバシン酸またはその混合物をはじめとする、Ｃ６〜Ｃ１０脂肪族ジカルボン酸であり、およびより脂肪族ジカルボン酸は、Ｃ６〜Ｃ８脂肪族ジカルボン酸である。最も好ましくは脂肪族ジカルボン酸はアジピン酸である。
【００２１】
芳香族ジカルボン酸は、テレフタル酸に次いで、例えばイソフタル酸および／またはナフタランジカルボン酸などのその他の芳香族ジカルボン酸を含んでなってもよい。
【００２２】
半芳香族ポリアミドは、テレフタル酸に次いで、脂肪族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸と、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸とを適切には含んでなってもよい。好ましくはテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸の量は、脂肪族ジカルボン酸と、テレフタル酸（Ａ１）以外の芳香族ジカルボン酸との総モル量に対して５０モル％未満、より好ましくは２５モル％未満である。
【００２３】
本発明に従った組成物中の半芳香族ポリアミド中では、短鎖脂肪族ジアミン（Ｂ１）が脂肪族ジアミン単位（Ｂ）の１０〜７０モル％を構成し、長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）が残りの３０〜９０モル％を構成する。
【００２４】
好ましくは短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、短鎖および長鎖ジアミンのモル量に対して、最大６０モル％、より好ましくは５０モル％、４０モル％、または３５モル％でさえある。このようにより低いモル量の短鎖ジアミンを有するコポリアミドの利点は、所定のＴｍを有するコポリアミドで膨れ挙動が改善されることである。
【００２５】
また好ましくは、半芳香族ポリアミド中の短鎖脂肪族ジアミンのモル量は、短鎖脂肪族ジアミンおよび長鎖脂肪族ジアミンの総モル量に対して、少なくとも１５モル％、より好ましくは、少なくとも２０モル％である。短鎖脂肪族ジアミンのモル量が多いほど、ポリアミドの熱安定性はより良くなる。
【００２６】
脂肪族ジカルボン酸、そして存在する場合はテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）は、ジカルボン酸単位（Ａ）の５〜６５モル％を構成し、テレフタル酸（Ａ２）が残りの３５〜９５モル％を構成する。
【００２７】
好ましくは、ジカルボン酸は少なくとも４０モル％、より好ましくは少なくとも４５モル％、またはさらには少なくとも５０モル％のテレフタル酸からなる。テレフタル酸量の増大の利点は、高温特性がさらに改善されることである。また好ましくは脂肪族ジカルボン酸、および任意にテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）の量は、少なくともジカルボン酸の１０モル％、より好ましくは少なくとも１５モル％である。このより高い量は、組成物がより良い加工性を有するという利点を有する。
【００２８】
高度に好ましい実施態様では、ジカルボン酸（Ａ）は、ジカルボン酸のモル量に対して、５０〜８５モル％のテレフタル酸（Ａ２）および５０〜１５モル％の脂肪族ジカルボン酸、そして任意にテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）からなり、脂肪族ジアミン（Ｂ）は、脂肪族ジアミンの総モル量に対して、４０〜８０モル％の長鎖ジアミン（Ｂ２）および６０〜２０モル％の短鎖ジアミン（Ｂ１）からなる。より好ましくは、その中のテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸の量は、仮に存在する場合、脂肪族ジカルボン酸およびテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）の総モル量に対して２５モル％未満である。この好ましい組成物により、膨れ特性、絶縁破壊強さ、加工挙動、および機械的特性に、より良い総合的バランスが得られる。
【００２９】
長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）の最小量が、脂肪族ジアミンの総モル量に対して３０モル％であり、テレフタル酸（Ａ２）の最小量がジカルボン酸のモル量に対して３５モル％である一方、テレフタル酸（Ａ２）と長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）とを合わせたモル量は、ジカルボン酸とジアミンの総モル量に対して少なくとも６０モル％である。その結果、長鎖脂肪族ジアミンの相対量が最低３０モル％である場合、テレフタル酸の相対量は少なくとも９０モル％である。同様にテレフタル酸の相対量が最低３５モル％である場合、長鎖脂肪族ジアミンの相対量は少なくとも８５モル％である。
【００３０】
別の高度に好ましい実施態様では、テレフタル酸（Ａ２）と長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）のモル量の和が、ジカルボン酸とジアミンの総モル量に対して少なくとも６５モル％、より好ましくは少なくとも７０モル％、さらにより好ましくは少なくとも７５モル％である。テレフタル酸（Ａ２）と長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）のモル量の和がより高いポリアミドの利点は、ポリアミドがより高い絶縁破壊値と、より良い熱安定性および良好な溶融加工性とを兼ね備えることである。適切には前記の和は、ジカルボン酸とジアミンの総モル量に対して７０〜８５モル％、または７５〜８０モル％の範囲でさえある。
【００３１】
ジカルボン酸（ＡＡ）およびジアミン（ＢＢ）から誘導されるＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ単位に次いで、本発明に従ったポリアミドは、脂肪族アミノカルボン酸（ＡＢ単位）および対応する環式ラクタム、ならびに少量の分岐剤および／または連鎖停止剤などのその他の構成要素から誘導される単位を含んでなってもよい。
【００３２】
好ましくは本発明に従ったポリアミドは、ポリアミド総質量に対して、最大で１０質量％、より好ましくは最大８質量％、およびさらにより好ましくは最大５質量％のジカルボン酸およびジアミン以外の構成要素から誘導される単位を含んでなる。最も好ましくは本発明に従ったポリアミドは、このようなその他の構成要素を全く含まず、ジカルボン酸およびジアミンから誘導されるＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ単位のみからなる。その利点は、より良い誘電特性と、高温および高湿度における誘電特性および機械的特性のより良い保持である。
【００３３】
好ましくは半芳香族ポリアミドは、１００℃を超え、より好ましくは少なくとも１１０℃、またはさらには少なくとも１２０℃であるガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。好ましくはＴｇは最大１４０℃、より好ましくは最大１３０℃である。また好ましくは半芳香族ポリアミドは、少なくとも２９５℃、好ましくは少なくとも３００℃、より好ましくは少なくとも３１０℃の溶融温度（Ｔｍ）を有する。好ましくはＴｇは最大で３４０℃、より好ましくは最大で３３０℃である。より高いＴｇは、より良い誘電特性および特に高湿度条件下での絶縁耐力の保持をもたらす。高いＴｍはより良い膨れ抵抗性をもたらす。ＴｇおよびＴｍがこれらの限度内にあることの利点は、膨れ抵抗性、寸法安定性、および加工挙動のより良いバランスを有することである。
【００３４】
融点（温度）という用語は本明細書では、加熱速度１０℃／分でＤＳＣによりＡＳＴＭ  Ｄ３４１７−９７／Ｄ３４１８−９７に従って測定され、融解範囲に入り最高溶融速度を示す温度であると理解される。ガラス転移点という用語は本明細書では、加熱速度１０℃／分でＤＳＣによりＡＳＴＭ  Ｅ  １３５６−９１に従って測定される温度であると理解され、親熱曲線（ｐａｒｅｎｔ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｕｒｖｅ）の変曲点に対応する親熱曲線（ｐａｒｅｎｔ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｕｒｖｅ）の一次導関数（時間に関する）のピーク温度として測定される。
【００３５】
半芳香族ポリアミドは、広い範囲にわたって変動する粘度を有してもよい。強化難燃性組成物の良好な機械的特性をなおも保持しながら、相対粘度が１．６程度に低く、またはなおもさらに低くあってもよいことが観察されている。本明細書で相対粘度は、ＩＳＯ３０７第４版の方法に従って９６％硫酸中で測定される。好ましくは相対粘度は少なくとも１．７、より好ましくは１．８、または１．９でさえある。機械的特性の保持はこのような成形品にとって実に重要であり、これはこのように低い相対粘度でもなお当てはまる。また好ましくは相対粘度は４．０未満、より好ましくは３．５未満、さらにより好ましくは３．０未満である。この低い相対粘度は成形中の流れがより良く、より薄い要素を有する成形品を作ることができるという利点を有する。
【００３６】
本発明に従った組成物は、広い範囲にわたって変動する量で半芳香族ポリアミドを含んでなってもよい。適切には量は２５〜８０重量％の範囲であり、より好ましくは組成物は半芳香族ポリアミドを２５〜６０重量％、または３０〜５０重量％含んでなる。
【００３７】
前記ポリアミド組成物は、半芳香族ポリアミドに次いで１つ以上のその他の構成要素を含んでなってもよい。適切にはポリアミド組成物は、次の構成要素の少なくとも１つを含んでなる。無機賦形剤、補強材、難燃剤、その他のポリマー、および射出成形可能なポリアミド組成物と共に一般に用いられる添加剤である補助添加剤。
【００３８】
その他のポリマーは本明細書では、前記半芳香族ポリアミド以外およびポリマー性難燃剤以外のポリマー材料と理解される。その他のポリマーは、前記半芳香族ポリアミド以外の熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリエステルおよびＰＰＳ、およびゴムなどの熱可塑性ポリマーでもよい。その他のポリマーは、オリゴマー性およびポリマー性流動促進剤、耐衝撃性改良剤、および強化剤を含むことができる。その他のポリマーは、仮に使用されるのならば、典型的に半芳香族ポリアミドの重量に対して３０重量％未満の量で使用される。好ましくは量は半芳香族ポリアミドの重量に対して２５重量％未満、より好ましくは２０重量％未満、最も好ましくは１０重量％未満である。適切には、少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％の少量が使用される。
【００３９】
ポリアミド組成物は好ましくは、任意に難燃剤共力剤と組み合わさった難燃剤を含んでなり、より好ましくは安全上の理由からからＵＬまたはその他の監督官庁の引火性等級に適合する。
【００４０】
難燃剤系は、ハロゲン化難燃剤および／またはハロゲンフリー難燃剤、および前記難燃剤またはその組み合わせに次いで、任意に難燃性共力剤も含んでなってもよい。ハロゲン化難燃剤は、例えば臭素化ポリスチレン、ポリブロモスチレン共重合体、臭素化エポキシ樹脂および／または臭素化ポリフェニレンオキシドなどの臭素化ポリマーであってもよい。適切には、ハロゲン化難燃剤は、例えば６１〜７０重量％の範囲である高臭素含量の臭素化ポリスチレンである。臭素量が多いほど、より低い難燃剤使用量とより良い流れ特性が可能になる。ハロゲンフリー難燃剤は、適切には窒素含有難燃剤、亜リン酸含有難燃剤および／または窒素および亜リン酸含有難燃剤であってもよい。適切なハロゲンフリー難燃剤は、例えばリン酸塩、特にメラミンポリリン酸塩などのポリリン酸塩、およびホスフィン酸塩、特にジエチルホスフィン酸カルシウムおよびジエチルホスフィン酸アルミニウムなどの有機ホスフィン酸の金属塩である。適切な共力剤の例は、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、および亜アンチモン酸ナトリウムのようなアンチモン化合物、およびその他の金属酸化物、およびホウ酸亜鉛およびその他の金属ホウ酸塩である。好ましくは共力剤は、改善された膨れ抵抗性を提供することからホウ酸亜鉛である。
【００４１】
適切には難燃剤系は、組成物総重量に対して１〜４０重量％、好ましくは５〜３５重量％の総量で存在する。好ましくは難燃剤は５〜３０重量％、より好ましくは１０〜２５重量％の量で存在し、共力剤は組成物総重量に対して好ましくは０〜１５重量％、より好ましくは１〜１０重量％、およびさらにより好ましくは５〜１０重量％の量で存在する。
【００４２】
ポリアミド組成物は、好ましくは補強材を含んでなる。これはポリアミド組成物とそれから製造されるボビンの特性、特に浸漬ハンダ付けステップにおけるボビンの寸法安定性を大幅に改善する。
【００４３】
補強材としては、低アルカリＥ−ガラスなどのガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、およびウィスカーのような繊維性材料（その内ガラス繊維が好ましい）と、典型的に雲母およびナノ粘土のような板状または線維形態の材料である無機補強材とが挙げられる。適切には補強材は、組成物総重量に対して５〜５０重量％、好ましくは１５〜４５重量％、より好ましくは２５〜４０重量％の量で存在する。前に述べたように、補強材はＴｇを超える温度で組成物の弾性率に対して強力な増大効果を有し、その増大はいくつかのその他のポリアミドよりも大きい。
【００４４】
使用できる繊維強化材の典型的な例としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、およびウィスカーが挙げられ、その内ガラス繊維が好ましい。所望ならば、このような補強材または賦形剤と共にサイズ剤が使用できる。本発明の組成物を調製するのに使用できる適切なガラス繊維は市販される。適切には補強材は、組成物総重量に対して５〜５０重量％、好ましくは１５〜４５重量％、より好ましくは２５〜４０重量％の量で存在する。
【００４５】
発明の組成物が含んでもよいその他の添加剤としては、無機賦形剤、ＣＴＩ向上剤、および射出成形化合物で使用される補助添加剤が挙げられる。無機賦形剤は、例えばガラス球またはマイクロバルーンなどのガラスフレークおよび無機賦形剤、粘土、焼成カオリンのようなカオリン、珪灰石、および滑石、およびその他のミネラル、およびそれらの任意の組み合わせである。無機賦形剤の量は大きな範囲にわたって変動してもよいが、適切には組成物総重量に対して０〜５０重量％、好ましくは１〜２５重量％の範囲である。
【００４６】
好ましくはポリアミド組成物は、少なくともＣＴＩ向上剤、より好ましくはＣＴＩ向上剤および無機賦形剤、繊維強化材、または難燃剤、またはそれらの任意の組み合わせを含んでなる。ＣＴＩを改善するための適切な添加剤としては、例えば（ｉ）ポリエチレンおよび／またはエチレン共重合体などのポリオレフィンのような無極性ポリマー、およびアクリル耐衝撃性改良剤、および（ｉｉ）硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛などの金属ホウ酸塩、およびホウ酸カルシウムのようなアルカリ土類金属ホウ酸塩、アルカリ金属とホウ素との混合酸化物、亜鉛とホウ素との混合酸化物、硫化亜鉛、および圧搾微粉滑石のような不活性賦形剤、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。好ましくはＣＴＩ向上剤は、ホウ酸亜鉛；または無極性ポリマーとあらゆる前述の不活性賦形剤の１つ以上との混合物；より好ましくはオレフィンベースのポリマーとホウ酸亜鉛との混合物を含んでなる。ＣＴＩ改善添加剤は、適切には例えば０．１〜１２重量％の範囲であり、好ましくは０．２〜１０重量％である、０〜１５重量％の範囲の総量で使用される。不活性賦形剤の好ましい量は、１〜１２重量％、より好ましくは３〜１０であり、無極性ポリマーでは１〜１０重量％、より好ましくは３〜８重量％である。本明細書で重量百分率は、ポリマー組成物総重量に対するものである。
【００４７】
ＣＴＩは、湿潤条件下におけるその表面に沿ったアーク（トラック）伝播に対する材料の抵抗性の尺度である。ＣＴＩはＩＥＣ１１２−１９７９（第３版）手順に従って測定できる。
【００４８】
ガラス充填ナイロン６、ナイロン６，６、およびナイロン４，６およびその他の高温ナイロンなどの熱可塑性ポリアミドは、電気的および電子用途を有する物品の製造のために興味深いと見なされる。これらの用途の多くでは、このような用途でこのようなポリマーを効果的に利用するために、電気的抵抗性が必要とされる。不運なことに、多数のポリアミド熱可塑性の短所は、水で濡れた際にそれらの表面を越えて電流を通過させる傾向である。この問題はガラス強化材または臭素含有難燃剤の存在によって悪化し、ガラス強化材と臭素含有難燃剤双方の存在は問題をさらに悪化させる。
【００４９】
本発明に従ったボビンの利点は、これらのボビンが製造されるもとになる前記半芳香族ポリアミドＸを含んでなるポリアミド組成物によって示される、高いＣＴＩ（比較トラッキング指数）、および同様に高い絶縁耐力である。そのＣＴＩ値は、例えばポリアミド４６およびポリアミド９Ｔから製造される対応する製品よりもはるかに高い。
【００５０】
本発明の別の実施態様では、脂肪族ジアミンとジカルボン酸とから誘導される単位を含んでなる半芳香族ポリアミドと、少なくともＣＴＩ改善添加剤とを含んでなるポリアミド組成物が提供され、
ａ．ジカルボン酸（Ａ）は５〜６５モル％の脂肪族ジカルボン酸および任意にテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸（Ａ１）と、３５〜９５モル％のテレフタル酸（Ａ２）との混合物からなり、
ｂ．脂肪族ジアミン（Ｂ）は２〜５個のＣ原子を有する１０〜７０モル％の短鎖脂肪族ジアミン（Ｂ１）と、少なくとも６個のＣ原子を有する３０〜９０モル％の長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）との混合物からなり、
ｃ．テレフタル酸（Ａ２）と長鎖脂肪族ジアミン（Ｂ２）とを合わせたモル量は、ジカルボン酸とジアミンの総モル量に対して少なくとも６０モル％である。
【００５１】
前記半芳香族ポリアミドを含んでなるポリアミド組成物の高いＣＴＩ値は、ボビンを高電圧用途に高度に適したものにする。典型的に４００Ｖを超えるＣＴＩ値が達成される。強化材としての通常ガラス繊維と、および例えばポリリン酸メラミン塩などのメラミンおよび／またはリン酸誘導体ベースのハロゲンフリー難燃剤、ホスフィン酸金属塩、ポリブロモスチレンのようなハロゲン含有ポリマーベースのハロゲン含有難燃剤系、およびホウ酸亜鉛のような難燃剤共力剤をはじめとする通常の難燃剤とを共に調合し、ＣＴＩを低下させる添加剤を除外または制限すれば、５００Ｖ以上のＣＴＩ値を達成できる。ＣＴＩ要件に従う射出成形品の当業者は、一般に一般知識および通例の実験に基づいて、ＣＴＩに関して中立的でありまたはＣＴＩに好ましい効果を有する添加剤の選択、およびＣＴＩに悪影響を与える添加剤の回避または量の制限を選択できる。良好な寸法安定性および部品完全性と組み合わさった高いＣＴＩ値は、有利には工業高電圧ボビンで使用できる。好ましくは、本明細書で使用される本発明に従った難燃性材料のＣＴＩは、少なくとも５００Ｖ、より好ましくは少なくとも６００ＶのＣＴＩを有する。
【００５２】
ポリアミド組成物が含有できる補助添加剤としては、染料および顔料などの着色剤と、ドデカン二酸などの低分子量流動促進剤と、抗酸化剤、紫外線安定剤、および熱安定剤などの安定剤と、シラン化合物などの相溶化剤と、型剥離剤および成核剤などの加工助剤とが挙げられる。補助添加剤は、典型的に２．０重量％未満、好ましくは１．０重量％未満の個々の量、および好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満の総量で使用され、重量％はポリアミド組成物総重量に対するものである。
【００５３】
好ましい本発明の実施態様では、組成物は、
２５〜８０重量％の半芳香族ポリアミド、および
０．１〜１５重量％のＣＴＩ改善添加剤、ならびに
０〜５０重量％の補強材、
０〜４０重量％の難燃剤系、および
０〜２５重量％の半芳香族ポリアミド以外のポリマーおよびポリマー性難燃剤、
０〜２５重量％の無機賦形剤、および／または
０〜５重量％の補助添加剤からなり、
重量百分率（重量％）は組成物総重量に対するものである。
【００５４】
別の好ましい本発明の実施態様では、ボビンは、
２５〜８０重量％の半芳香族ポリアミド、
５〜５０重量％の補強材、および
５〜４０重量％の難燃剤系、ならびに
０〜１５重量％のＣＴＩ改善添加剤、
０〜２５重量％半芳香族ポリアミド以外のポリマーおよびポリマー性難燃剤、
０〜２５重量％の無機賦形剤、および／または
０〜５重量％の補助添加剤
からなる難燃剤組成物から製造され、重量百分率（重量％）は組成物総重量に対するものである。
【００５５】
その他のポリマー、無機賦形剤、および補助添加剤は、これらの双方の実施態様において任意の構成要素であり、皆無またはそれらの１つのみまたは２つのみのまたは３つ全部の組み合わせのいずれかが存在してもよいことを意味する。適切には、少なくとも補助添加剤が存在する。
【００５６】
より好ましくは、組成物は、
３０〜５０重量％の半芳香族ポリアミド、
０．２〜１０重量％のＣＴＩ改善添加剤、
１５〜４５重量％の補強材、
５〜３５重量％の難燃剤系、
０．１〜５重量％の補助添加剤、
０〜２５重量％の無機賦形剤、および
０〜２５重量％の上記の構成要素に含まれないポリマーからなる。
【００５７】
本発明に従ったコポリアミドは、ポリアミドおよびその共重合体の調製についてそれ自体が知られている様々なやり方で調製できる。適切な工程の例は、例えばＰｏｌｙａｍｉｄｅ，Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ  Ｈａｎｄｂｕｃｈ  ３／４，Ｈａｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ（Ｍｕｎｃｈｅｎ），１９９８，ＩＳＢＮ  ３−４４６−１６４８６−３で述べられている。半芳香族ポリアミドＸと、ＣＴＩ改善添加剤、難燃剤系、補強材、または別の添加剤をはじめとする１つ以上の添加剤とを含んでなるポリマー組成物は、例えば二軸押し出し機中で、当業者に知られている標準調剤技術によって作ることができる。
【００５８】
本発明の配合ポリマー組成物は、従来のやり方で処理できる。例えば化合物は、射出成形、圧縮成形、押出し、または同様の手順などの適切な加工技術によって最終物品に転換できる。
【００５９】
本発明に従ったボビンは、射出成形工程によるポリアミド組成物から作ることができる。
【００６０】
ボビンのコアは、例えば円形または長方形断面形状、または丸角長方形などの電気コイルを作るのに適したあらゆる形状を有してもよい。
【００６１】
ボビンはコア部分を含んでなってもよく、コア部分は、２つの端面とそれぞれがコアの端面に配置された２つのフランジとを有する。適切にはコア部分および２つのフランジを含んでなるボビンはＨに似た形状の断面形状を有する成形体であり、水平線がコア部分の略図を構成し、２つの垂直線が２つのフランジの略図を構成する。
【００６２】
ボビンはまた、電気モーターの固定子ユニットの歯、または誘導子のためのフェライトコアなどの磁性材料の素子などの金属材料の素子を受け入れて収容するように設計された、キャビティまたは通し孔を有するコア部分を含んでなってもよい。
【００６３】
本発明に従ったボビンは、適切には金属ピンおよび／または少なくとも１つの一体成形金属ピンを受け入れるための少なくとも１つのキャビティまたは受座を含んでなる。
【００６４】
本発明はまた、本発明に従ったボビンと、ボビンのコア周囲の導電性巻線とを含んでなる電気コイルにも関する。
【００６５】
本発明に従った電気コイル中のボビンは、半芳香族ポリアミドを含んでなるポリアミド組成物または任意のその好ましい実施態様を含んでなる、上述の任意のボビンであってもよい。
【００６６】
電気コイル中の導電性巻線は、例えば円形、または長方形、または他のその他の形状であり得る断面を有してもよい電線、または平形ケーブルであってもよい。
【００６７】
好ましい実施態様では、電気コイルは１つ以上の一体成形金属ピンを有するプラスチックコアを含んでなるボビンと、コア周囲に巻かれて導電性コイルを形成する線材とを含んでなり、線材は１つの一体成形金属ピンに取り付けられる少なくとも１つの線材端を有し、ハンダ付け材料は１つの一体成形金属ピンおよび１つの線材端の間に電気接点を提供する。
【００６８】
別の好ましい実施態様では、導電性コイルは、上述のような半芳香族ポリアミドまたは任意のその好ましい実施態様を含んでなるポリアミド組成物からなる外層中に包埋され、それによって絶縁される。
【００６９】
本発明はまた、被覆層を含んでなる導線をボビンのコア周囲に巻くステップと、線材端を金属ピンに取り付けるステップと、線材端から被覆層を焼き取るステップと、線材端を金属ピンにハンダ付けするステップとを含んでなる、本発明に従った電気コイルを作成する方法に関する。
【００７０】
好ましくは本発明に従った方法は、次のステップの１つまたはその組み合わせを含んでなる。
線材を一体成形金属ピンの周囲に少なくとも１回巻いて切断し、一体成形金属ピン周囲に少なくとも１回巻かれた線材端を保持する、取り付けステップ、
線材端および一体成形金属ピンを少なくとも３８０℃の温度を有するハンダ付け材料溶融物に浸漬する、少なくとも１つの線材端を一体成形金属ピンにハンダ付けするための浸漬ハンダ付けステップ、
導電性コイルを上述のようなポリアミド組成物または任意のその好ましい実施態様の層で外側被覆する、射出成形ステップ。
【００７１】
好ましくはハンダ付け材料は、無鉛合金ハンダ塊を含む。
【００７２】
また好ましくはハンダ付け材料の溶融物は、３８０℃〜５００℃の範囲の温度を有する。
【００７３】
本発明に従った電気コイルは、有利には、部品と部品上に取り付けられた電気コイルとを含んでなる電気的および／または電子アセンブリーに組み込むことができる。
【００７４】
想定される電気的および／または電子アセンブリーとしては、変圧器、誘導子、フィルター、リレー、電気モーター、ＰＣＢが挙げられる。変圧器、誘導子、またはリレーの場合、ボビンは線材のための恒久的な容器であり、コイルの形を形成して、磁性コア内へのまたはその上への巻線のアセンブリーを簡単にする働きをする。
【００７５】
誘導子は、多種多様な電子／電気的回路中で構成要素として使用されることが多い。誘導子の例示的な用途は、例えばラジオやＴＶ装置などへのＲＦ干渉を防止するために、家庭電化製品のモーター中で、または蛍光灯の電子安定器中で、干渉抑止のために現在使用されているいわゆる「チョーク」である。
【００７６】
［実施例］
ボビンの製造で使用されたポリアミド組成物は、ポリアミドポリマーの実施例１〜５（Ｅ−１〜Ｅ−５）および比較例（ＣＥ）Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＦを最初に調製することで調製された。比較例ＤおよびＥは市販製剤である。
【００７７】
［ポリマー調製］
［Ｅ−１ポリマー：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比６７．５／２１．３／１１．２）］
１７９．８ｇテトラメチレンジアミン、３４７．２５ｇヘキサメチレンジアミン、５３７ｇ水、０．３６ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、７２．３６ｇアジピン酸、および６５３．３８ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱して水を蒸留により除去しながら撹拌した。ポリアミド調製中のテトラメチレンジアミンの損失を埋め合わせるために、計算されるポリアミド組成物の組成と比較して、約２〜４重量％のわずかに過剰なテトラメチレンジアミンを使用した。約２７分後に９１重量％塩水溶液が得られた。この過程で温度は１６９℃から２２３℃に上昇した。２１分間にわたり温度を２１０℃から２２６℃に上昇させて重合を達成し、その間に圧力は１．３ＭＰａに上昇し、その後オートクレーブの内容物をフラッシュして固体生成物を窒素下でさらに冷却した。このようにして得られたプレポリマーを引き続いて乾燥キルン内で、真空および０．０２ＭＰａの窒素気流下において、１２５℃で数時間加熱して乾燥させた。乾燥プレポリマーを金属管型反応器（ｄ＝８５ｍｍ）内において、窒素気流下（２４００ｇ／ｈ）２００℃で数時間、次に窒素／水蒸気気流下（３／１重量比、２４００ｇ／ｈ）２２５℃で２時間、および２６０℃で４０時間加熱して固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００７８】
［Ｅ−２ポリマー：ＰＡ−６Ｔ／４Ｔ／４６（モル比７４．５／１０／１５．５）の調製］
Ｅ−１ポリマーと同様にして、１２７．０９ｇテトラメチレンジアミン、３５０．０５ｇヘキサメチレンジアミン、４８７ｇ水、０．６６ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、９１．５９ｇアジピン酸、および５６７．４８ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱しながら撹拌したところ、９１重量％塩水溶液が２２分後に得られた。この過程で温度は１７６℃から２１２℃に上昇した。２２分間にわたり温度を２２０℃から２２６℃に上昇させて重合を達成し、その間に圧力は１．４ＭＰａに上昇した。このようにして得られたプレポリマーを引き続いて乾燥キルン内で、真空および０．０２ＭＰａの窒素気流下において１２５℃および１８０℃で数時間加熱して乾燥させた。乾燥プレポリマーを金属管型反応器（ｄ＝８５ｍｍ）内において、窒素気流下（２４００ｇ／ｈ）１９０℃および２３０℃で数時間、次に窒素／水蒸気気流下（３／１重量比、２４００ｇ／ｈ）２５１℃で９６時間加熱して固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００７９】
［Ｅ−３ポリマー：ＰＡ−６Ｔ／５Ｔ／６６（モル比７０／１５／１５）同等物であるＰＡ−６Ｔ／５６（モル比８５／１５）の調製］
５５．３ｇのペンタメチレンジアミン（９８重量％）、５２９．７ｇ水性ヘキサメチレンジアミン（５９．６重量％）、３６０．４ｇ水、０．５ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、６７．２ｇアジピン酸、および４３３．０４ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱して水を蒸留により除去しながら撹拌した。３５分後に９０重量％の塩水溶液が得られ、温度は１７０℃から２１２℃に上昇した。次にオートクレーブを閉じた。２５分間にわたり温度を２１２℃から２５０℃に上昇させて重合を達成した。混合物を２５０℃で１５分間撹拌し、その間圧力は２．９ＭＰａに上昇し、その後オートクレーブの内容物をフラッシュして、固体生成物を窒素下でさらに冷却した。プレポリマーを金属管型反応器（ｄ＝８５ｍｍ）内において、窒素気流下（２４００ｇ／ｈ）２００℃で数時間、次に窒素／水蒸気気流下（３／１重量比、２４００ｇ／ｈ）２３０℃で２時間、および２６０℃で２４時間加熱して、固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００８０】
［Ｅ−４ポリマー：ＰＡ−６Ｔ／５Ｔ／５６（モル比７５．５／１５／９．５）の調製］
７８．４ｇのペンタメチレンジアミン（９８重量％）、４７３．３ｇ水性ヘキサメチレンジアミン（５９．６重量％）、３８２．５６ｇ水、０．５ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、４２．６ｇアジピン酸、および４６１．５ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱して水を蒸留により除去しながら撹拌した。３５分後に９０重量％の塩水溶液が得られ、温度は１７０℃から２１２℃に上昇した。次にオートクレーブを閉じた。２５分間にわたり温度を２１２℃から２５０℃に上昇させて重合を達成した。混合物を２５０℃で１５分間撹拌し、その間圧力は２．８ＭＰａに上昇し、その後オートクレーブの内容物をフラッシュして、固体生成物を窒素下でさらに冷却した。プレポリマーを引き続いて乾燥させ、Ｅ−１ポリマーと同様にして固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００８１】
［Ｅ−５ポリマー：ＰＡ−６Ｔ／６６／５６（モル比７６．５／１２／１１．５）の調製］
３６．９ｇのペンタメチレンジアミン（９８重量％）、５５３．０ｇ水性ヘキサメチレンジアミン（５９．６重量％）、３５１．２ｇ水、０．５ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、１０５．８ｇアジピン酸、および３９１．４ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱して水を蒸留により除去しながら撹拌した。３５分後に９０重量％の塩水溶液が得られ、温度は１７０℃から２１２℃に上昇した。次にオートクレーブを閉じた。２５分間にわたり温度を２１２℃から２５０℃に上昇させて重合を達成した。混合物を２５０℃で２０分間撹拌し、その間圧力は２．８ＭＰａに上昇し、その後オートクレーブの内容物をフラッシュして、固体生成物を窒素下でさらに冷却した。プレポリマーを引き続いて乾燥させ、Ｅ−１ポリマーと同様にして固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００８２】
［ＣＥ−Ａポリマー：ＰＡ６Ｔ／６６（モル比６０／４０）］
ポリマーＩと同様にして、５２０ｇヘキサメチレンジアミン、５３７ｇ水、０．３６ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、３３０ｇアジピン酸、および４２０ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱しながら撹拌し、２７分後に９１重量％の塩水溶液が得られた。この過程で温度は１６９℃から２２３℃に上昇した。２１分間にわたり温度を２１０℃から２２６℃に上昇させて重合を達成し、その間圧力は１．３ＭＰａに上昇した。プレポリマーを引き続いて乾燥させ、Ｅ−１ポリマーと同様にして固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００８３】
［ＣＥ−Ｂ，Ｃポリマー：ＰＡ４６］
ポリマーＩと同様にして、４３０．４ｇテトラメチレンジアミン、５００ｇ水、０．３３ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、および６８６．８ｇアジピン酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱しながら撹拌し、２５分後に９０重量％の塩水溶液が得られた。この過程で温度は１１０℃から１６２℃に上昇した。温度を１６２℃から２０４℃に上昇させて重合を達成し、その間圧力は１．３ＭＰａに上昇した。プレポリマーを引き続いて乾燥させ、Ｅ−１ポリマーと同様にして固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００８４】
［比較例ＣＥ−Ｆ：ＰＡ−６Ｔ／５Ｔ（モル比５６／４４）の調製］
２０１．４ｇのペンタメチレンジアミン、３００．８ｇヘキサメチレンジアミン、５２１．１ｇ水、０．６５ｇ次亜リン酸ナトリウム一水和物、および７２２．１８ｇテレフタル酸の混合物を２．５Ｌオートクレーブ内で加熱して水を蒸留により除去しながら撹拌した。２７分後に９０重量％の塩水溶液が得られ、温度は１７０℃から２１１℃に上昇した。次にオートクレーブを閉じた。１５分にわたり温度を２１１℃から２５０℃に上昇させて重合を達成した。混合物を２５０℃で２９分間撹拌し、その間圧力は２．９ＭＰａに上昇し、その後オートクレーブの内容物をフラッシュして、固体生成物を窒素下でさらに冷却した。プレポリマーを引き続いて乾燥させ、Ｅ−３ポリマーと同様にして固相に後濃縮した。次にポリマーを室温に冷却した。
【００８５】
［化合物調製］
Ｅ−１〜Ｅ−５、ＣＥ−Ａ〜Ｃ、およびＣＥ−Ｆはまた、次の構成要素も含んだ。
・ポリアミド用標準ガラス繊維等級、
・難燃剤：臭素化ポリスチレン（Ａｌｂｅｒｍａｒｌｅから入手できるＳａｙｔｅｘ（登録商標）ＨＰ３０１０）、
・難燃剤共力剤：ホウ酸亜鉛（Ｌｕｚｅｎａｃから入手できるＦｉｒｅｂｒａｋｅ（登録商標）５００）、および
・剥離剤および安定化パッケージを含んでなる補助添加剤。
【００８６】
比較実験ＤおよびＥは、次の市販製品をベースとした。ＣＥ−Ｄはデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）からのＰＡ６Ｔ／６６製品であるＺｙｔｅｌ  ＨＴＮＦＲ５２Ｇ３０ＢＬであり、およびＣＥ−Ｅはクラレ（Ｋｕｒｕｒａｙ）からのＰＡ９Ｔ製品であるジェネスタ（Ｇｅｎｅｓｔａｒ）ＧＮ２３３２ＢＫであった。従来の分析的技術を使用して、これらの市販品で使用される臭素化ポリスチレン、共力剤、および補助添加剤の比率を推定した。ジェネスタからのＰＡ９Ｔ製品の分析からは、ポリアミド構成要素がモル比およそ２０：８０のＰＡ８ＴとＰＡ９Ｔから構成されることが明らかになった。
【００８７】
３２５℃フラット温度に設定したＷｅｒｎｅｒ  ＆  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ  ＫＳＫ  ４０４２Ｄ押し出し機上で、化合物Ｅ−１〜Ｅ−５、ＣＥ−Ａ〜Ｃ、およびＣＥ−Ｆを調製した。側方供給ポートを通じて溶融物中に別途投入されたガラス繊維を除いて、全ての構成要素は押し出し機の供給ポートに投入された。ポリマー溶融物を脱気して押し出し機の終端でストランドにし、冷却して顆粒に細断した。
【００８８】
［射出成形：］
次の条件を適用して、射出成形中での使用に先だって上述の材料を予備乾燥させた。コポリアミドを０．０２Ｍｐａの真空下で８０℃に加熱して、窒素気流を通過させながらその温度と圧力を２４時間保った。予備乾燥材料をＡｒｂｕｒｇ  ５射出成型機上で、２２ｍｍスクリュー径およびＣａｍｐｕｓ  ＵＬ  ０．８ｍｍ二体（２本体）射出成形金型により射出成形した。シリンダー壁の温度は３４５℃に設定され、金型の温度は１４０℃に設定された。このようにして得られたＣａｍｐｕｓ  ＵＬバーをさらなる試験のために使用した。
【００８９】
【表１】
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【００９０】
［試験方法］
［相対粘度（ＲＶ）］
１質量％ギ酸溶液中で測定した。
【００９１】
［スパイラルフロー］
有効射出圧力８０ＭＰａにおける半芳香族ポリアミドＸの溶融温度よりも１０℃高い温度で、寸法２８０×１５×１ｍｍのスパイラルキャビティ上で測定した。
【００９２】
［ＤＳＣによる温度特性決定］
ＡＳＴＭ  Ｄ３４１７−９７  Ｅ７９３−８５／７９４−８５に従って、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）（２回目の試行、１０℃／分）を用いて融点（Ｔｍ）およびガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。
【００９３】
［Ｅ−弾性率］
ＩＳＯ  ５２７に従って２３℃および５ｍｍ／分における引張り試験で測定した。
【００９４】
［衝撃試験（ノッチ付シャルピー）］
ＩＳＯ  １７９／１Ａに従って２３℃で測定した。
【００９５】
［水／湿度吸収試験］
予備乾燥サンプル（０．８ｍｍ  ＵＬバー）を規定温度および湿度レベルの蒸留水加湿キャビネットまたは容器内で順化させ、飽和レベルに達するまで重量増加を経時的にモニターした。飽和レベルにおける重量増加を予備乾燥サンプルの開始重量の百分率として計算した。
【００９６】
［リフローハンダ付け条件下の膨れ性能］
リフローハンダ付け条件下の膨れ性能のためには、上述の水吸収試験と同様にして、多数の予備乾燥サンプルを所定温度および湿度レベルの加湿キャビネット内で順化した。異なる時間間隔で個々のサンプル（１０個ずつのロット）をキャビネットから取り出して、直ちに周囲条件で室温に冷却し、リフローオーブンに入れてリフローハンダ付け工程で適用される温度条件を与えた。温度プロフィールは、次のとおりであった。サンプルは最初に平均１．５℃／秒の加熱傾斜で予熱されて８０秒後に１４０℃の温度に達し、その後はサンプルはより徐々に加熱されて開始から２１０秒後に１６０℃の温度に達した。次にサンプルは最初の加熱傾斜約６℃／秒で２６０℃に加熱されて２２０秒後に２２０℃の温度に達し、２℃／秒のより漸進的加熱速度で開始から２９０秒後に２６０℃の温度に達した。その後、サンプルを１４０℃に２０秒間冷却した。次に１０個のサンプルをオーブンから取り出して室温に放冷し、膨れの存在について検査した。加湿キャビネット内での各条件期間について、膨れの発生を示したサンプルの百分率を評価した。膨れがあったサンプルの百分率を記録した。
【００９７】
［線熱膨張率］
ＩＳＯ  １１３５９−１／−２に従って測定した。
【００９８】
［サンプル（ＤＡＭ）の比誘電率］
周波数３Ｇｈｚおよび２３℃で、ＩＥＣ  ６０２５０に従って測定した。
【００９９】
［サンプル（ＤＡＭ）の絶縁耐力］
ＩＥＣ  ６０２４３−１に従って測定した。
【０１００】
［比較トラッキング指数］
ＩＥＣ  ６０１１２に従って測定した。
【０１０１】
［加熱撓み温度］
１．８ＭＰａの負荷をかけてＩＳＯ  ７５−１／−２に従って測定した。
【０１０２】
全ての化合物は、０．８ｍｍ試験バーのためのＵＬ−９４−Ｖ０に適合した。
【０１０３】
［結果］
実験結果を表２に示す。
【０１０４】
表２に示されるように、本発明の組成物は、必要とされる従来の組成物の加工、電気的、および難燃性特性を少なくとも保持しながら、改善された膨れ抵抗性、寸法安定性、および高温時機械的特性を有するポリアミド組成物を提供することで、従来のポリアミド組成物を用いたハンダ付けボビンに付随する問題を克服する。
【０１０５】
本発明の組成物は、ボビン用途に適したポリアミド組成物に、改善された膨れ性能を提供することが分かった。本発明の範囲内の組成物は、ＪＥＤＥＣ  ２／２ａ膨れ試験（ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ  Ｊ−ＳＴＤ−０２０Ｃ  ２００４年７月）の要件に適合することが分かった。対照的に比較例は、いずれもこの業界基準に適合できなかった。
【０１０６】
ＪＥＤＥＣレベル２は、８５℃および８５％相対湿度で１６８時間のサンプル馴化後、リフローハンダ付け条件後に膨れが観察されなければ達成される。
【０１０７】
ＪＥＤＥＣレベル２は、３０℃および６０％相対湿度で６９６時間のサンプル馴化後、リフローハンダ付け条件後に膨れが観察されなければ達成される。
【０１０８】
比較例の内、ポリアミド９Ｔベースの組成物を含んだＣＥ−Ｅは最良の膨れ性能を記録したが、本発明の範囲内の組成物よりもなおかなり低かった。この所見は、ＣＥ−Ｅのより低い水分吸収に基づいて予期される。実際、比較例中の膨れの結果から、膨れ性能と水分取り込みレベルの間の相関が明らかになった。
【０１０９】
より少ない水分を吸収するより疎水性の高いポリアミドを製造することを通じて、改善された膨れ性能が達成されるという教示はまた、テレフタル酸と１０〜２０個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンとを含んでなるジカルボン酸モノマーから誘導される反復単位を含んでなるポリアミド組成物（例えばＰＡ１０Ｔ）中の改善された膨れ性能を開示する、米国特許公開第６，１４０，４５９号明細書および国際公開第２００６／１３５８４１号パンフレットにも存在する。したがって本発明の範囲内の実施例が、それらの比較的高い水取り込みにもかかわらず、従来のポリアミドと比較して優れた膨れ性能を有することは驚くべきことである。
【０１１０】
比較の目的で述べると、引用した米国特許公開第６，１４０，４５９号明細書では、膨れは４０℃、９５％ＲＨで９６時間の馴化後に、２５０℃までのピーク温度を適用して試験された。これらの試験ではＰＡ６Ｔ／６６は２４０℃で既に不合格であり、ＰＡ６Ｔ／Ｄ６は２１０℃にすら合格しなかった。
【０１１１】
比較例とは対照的に、本発明の組成物は、ポリマー流と垂直および平行方向間の線熱膨張率（ＣＬＴＥ）のより低い変動によって例証されるように、等方性挙動を示す。この低い差違は反りを発生しにくい構成要素をもたらす。構成要素壁厚が削減される傾向にあるため、この特質はますます重要になっている。同様の改善はまた、金型収縮性能に関しても観察された。
【０１１２】
本発明のボビンはまた、表２中でＰＡ４６に対する比較試験で例証されるように、改善された絶縁耐力の保持も示す。
【０１１３】
同様に荷重たわみ温度（Ｔｄｅｆ）によって測定される高温時剛性は、ハンダ付け工程中に遭遇する高温環境に薄壁構成要素が機械的に耐えられるようにするため、ますます重要な要因になっている。本発明の組成物は改善された高温時剛性を示し、ＰＡ６６／６ＴおよびＰＡ９Ｔベースの組成物のＴｍとＴｄｅｆの間の約２０℃の差と比較して、構成要素部品はそれらの融点の１１℃以内の負荷に耐える。
【０１１４】
【表２】
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【国際調査報告】
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