(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）液状ビスフェール型エポキシ樹脂１００重量部に対し、（Ｂ）２５℃における粘度が１００ｃｐｓ以下のアルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテル１０〜４０重量部と、（Ｃ）液状ポリカルボン酸無水物系硬化剤８０〜１２０重量部と、（Ｄ）赤リン粉末４〜２０重量部と、（Ｅ）（ａ）平均粒径１０〜２５μｍの水和アルミナ８０〜９５重量％及び（ｂ）平均粒径２μｍ以下の水和アルミナ２０〜５重量％から成る水和アルミナ１００〜２００重量部とを配合して成るフィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
（Ｃ）液状ポリカルボン酸無水物系硬化剤がメチルテトラヒドロ無水フタル酸である請求項１記載のフィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１記載の難燃性エポキシ樹脂組成物によりケースポッティングされたフィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムコンデンサのケースポッティングすなわち樹脂ケース中にフィルム積層体をセットし、液状封止剤を注入したのち、加熱硬化することにより樹脂ケースそのものを外装とするフィルムコンデンサを形成する際に用いられる難燃性エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで難燃性エポキシ樹脂組成物として、エポキシ樹脂に対し、ポリカルボン酸無水物系硬化剤と赤リンと水和アルミナを配合したものは知られている（例えば特開昭５４−９３０４４号公報、特開昭５９−９８１２３号公報、特開昭６２−２７４２０号公報、特開昭６４−２９４５３号公報参照）。また、フライバックトランス、コイル、コンデンサ、ダイオードなどの電子部品の製造に際し、含浸性を向上させたり、保存中に粉末成分が沈降分離してくるのを防止するために、特定の粒度分布を有する水和アルミナを用いたものも知られている（例えば特開昭６０−１１５６２０号公報、特開昭６１−１７６６２６号公報、特開昭６１−２７６８１６号公報、特開昭６２−７７２０号公報、特開平１−１９８６５８号公報、特公平５−１９８０６号公報参照）。
しかしながら、フィルムコンデンサのケースポッティングにおいては、水和アルミナの完全な沈降防止に加え、フィルムコンデンサの巻表面のほか、端面のフィルム層間部や樹脂ケース内スペース全域、特に樹脂ケースの隅部分まで液状樹脂組成物が十分に含浸されることが要求されるため、これまでの難燃性エポキシ樹脂組成物では、その部品細部に均一に浸透する含浸性や水和アルミナの沈降防止性の点で、必ずしも満足できるものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の難燃性エポキシ樹脂組成物の含浸性や水和アルミナの沈降防止性をさらに向上させ、フィルムコンデンサのケースポッティングに好適に使用しうるフィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、フィルムコンデンサのケースポッティングに用いる難燃性エポキシ樹脂組成物について鋭意研究を重ねた結果、エポキシ樹脂、ポリカルボン酸無水物系硬化剤、水和アルミナ及び赤リンから成る難燃性エポキシ樹脂組成物に、低粘度ジグリシジルエーテル化合物を配合するとともに、平均粒度の異なる２種又はそれ以上の水和アルミナを用いることにより各部品に対する含浸性及び水和アルミナの沈降防止性をいっそう改善することを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、（Ａ）液状ビスフェール型エポキシ樹脂１００重量部に対し、（Ｂ）２５℃における粘度が１００ｃｐｓ以下のアルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテル１０〜４０重量部と、（Ｃ）液状ポリカルボン酸無水物系硬化剤８０〜１２０重量部と、（Ｄ）赤リン粉末４〜２０重量部と、（Ｅ）（ａ）平均粒径１０〜２５μｍの水和アルミナ８０〜９５重量％及び（ｂ）平均粒径２μｍ以下の水和アルミナ２０〜５重量％から成る水和アルミナ１００〜２００重量部とを配合して成るフィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物及びそれを用いたフィルムコンデンサを提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）ビスフェール型エポキシ樹脂と（Ｂ）低粘度アルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテルと（Ｃ）ポリカルボン酸無水物系硬化剤と（Ｄ）赤リンと（Ｅ）水和アルミナの５成分を必須成分とするものである。
（Ａ）成分のビスフェール型エポキシ樹脂は、使用温度例えば１０〜３５℃において液状のものが用いられる。このようなものとしては、例えば重合度１〜１．８、エポキシ当量１７０〜１８０程度の液状ビスフェールＡ型エポキシ樹脂、重合度１．０〜１．２、エポキシ当量１６０〜１７０程度の液状ビスフェールＦ型エポキシ樹脂などが好適であるが、そのほかの核置換ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂など、従来の難燃性エポキシ樹脂組成物の主剤として慣用されていたビスフェノール型エポキシ樹脂の中で室温において液状を保つものであれば用いることができる。
【０００７】
次に（Ｂ）成分としては、２５℃における粘度が１００ｃｐｓ以下の低粘度アルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテルが用いられる。このアルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテル中のアルキレン基又はシクロアルキレン基は酸素原子によって中断されていてもよい。このようなアルキレングリコールジグリシジルエーテルとしては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジ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、トリイソプロピレングリコールジグリシジルエーテルのような炭素数２〜１２の直鎖状又は枝分れ状のアルキレングリコール又はエーテル結合を持つアルキレングリコールのジグリシジルエーテルを挙げることができる。またシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテルとしては、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテルなどを挙げることができる。これらの中で、粘度の低い難燃性エポキシ樹脂組成物を与えることができ、かつ耐熱性の高い熱硬化物を与えることから、１，６‐ヘキサンジオールジ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、１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルが好ましい。これらの低粘度アルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテルは単独で用いてもよいし、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０００８】
この（Ｂ）成分の低粘度アルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテルは、（Ａ）成分１００重量部に対して、１０〜４０重量部の割合で用いられる。この量が１０重量部未満では希釈効果が十分に発揮されないし、４０重量部を越えると硬化物の耐熱性、耐湿性などの物性が低下する。希釈効果及び耐熱性などの面から、低粘度アルキレン又はシクロアルキレングリコールジグリシジルエーテルの好ましい配合量は１５〜３０重量部の範囲である。
【０００９】
また、（Ｃ）成分のポリカルボン酸無水物系硬化剤としては、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水ナディック酸、無水メチルナディック酸、ドデセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸ポリ無水物等が挙げられるが、難燃性エポキシ樹脂組成物の注型作業のしやすいこと、及び耐熱性の高い硬化物が得られることから、メチルテトラヒドロ無水フタル酸が好ましい。
【００１０】
この（Ｃ）成分のポリカルボン酸無水物系硬化剤は、（Ａ）成分１００重量部に対して、８０〜１２０重量部の割合で用いられる。この量が８０重量部未満であっても、また１２０重量部以上であっても硬化物の耐熱性、耐湿性などの物性が低下する。硬化物の耐熱性及び耐湿性の面からポリカルボン酸無水物系硬化剤の好ましい配合量は８０〜１１０重量部の範囲である。
【００１１】
本発明で（Ｄ）成分として用いられる赤リン粉末としては、粉末そのものに加え、粉末の表面を有機化合物及び／又は無機化合物で被覆したものも用いることができる。この赤リン表面を処理する有機化合物としては、フェノール樹脂、フラン樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂等が挙げられ、また無機化合物としては、アルミニウム化合物、マグネシウム化合物、亜鉛化合物などが挙げられる。
【００１２】
この（Ｄ）成分の赤リンは、（Ａ）成分１００重量部に対して、４〜２０重量部、好ましくは６〜１５重量部の割合で用いられる。この量が４重量部未満であると、難燃効果が少なく、難燃性に関する規格（ＵＬ−９４のＶ−０）を満たさないし、また２０重量部以上であると硬化物の耐湿性が劣る。
【００１３】
さらに本発明において（Ｅ）成分として用いられる水和アルミナは、（ａ）平均粒径１０〜２５μｍの水和アルミナ及び（ｂ）平均粒径２μｍ以下の水和アルミナの粒径の異なる２種の水和アルミナから構成される。このように粒径の大きい水和アルミナと粒径の小さい水和アルミナを配合することにより、水和アルミナの沈降防止性が極めて良好となる。この水和アルミナ中の（ａ）成分の平均粒径が１０μｍより小さいと、組成物の粘度が高くなり、注型作業がしにくくなるし、また２５μｍよりも大きいと、ディスペンサ等の注型機を使用する際に、注型機の摩耗がはげしくなる。一方（ｂ）成分の平均粒径が２μｍよりも大きいと、水和アルミナの沈降防止効果が低下する。この水和アルミナ（ａ）成分と（ｂ）成分の配合割合は、水和アルミナ全体に対し、（ａ）成分８０〜９５重量％及び（ｂ）成分２０〜５重量％となることが必要である。この割合よりも（ａ）成分の含有量が多いと、（ａ）成分の水和アルミナの沈降が増加するし、またこの割合よりも少ないと、エポキシ樹脂組成物の粘度が増大し、注型作業がしにくくなる。
【００１４】
この（ａ）成分と（ｂ）成分の両成分を含有する（Ｅ）成分の水和アルミナは、（Ａ）成分１００重量部に対して、１００〜２００重量部の割合で用いられる。この量が１００重量部未満では硬化発熱による硬化収縮が大きくなり、また２００重量部を越えるとエポキシ樹脂組成物の粘度が高くなり、注型作業性、フィルムコンデンサへの含浸性が低下する。
【００１５】
本発明においては、注型作業性の面から組成物の粘度が高くなりすぎないよう調節することが望ましい。具体的には、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物の２５℃における粘度は１２００ｃｐｓ以下であることが好ましく、また（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｄ）成分及び（Ｅ）成分の混合物の２５℃における粘度が２００００ｃｐｓ以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明組成物には所望に応じ、粘度調整剤を配合することができる。粘度調整剤としては２５℃における粘度が３０ｃｐｓ以下のものを用いることができ、これらの粘度調整剤は、（Ａ）成分１００重量部に対して、通常９重量部以下の割合で用いられる。
【００１７】
また、本発明組成物には所望に応じ、硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤としては、硬化物のガラス転移温度が１００℃以上となるものを用いることができ、そのような硬化促進剤としては第三級アミン、イミダゾール及びＤＢＵ系硬化促進剤を挙げることができる。これらの硬化促進剤は、（Ａ）成分１００重量部に対して、０．５〜４．０重量部の割合で用いることができる。
【００１８】
そのほか、本発明組成物には、所望に応じ消泡剤、着色剤、シランカップリング剤などのこれまで難燃性エポキシ樹脂組成物に慣用されている各種添加剤を配合することができる。本発明組成物はこれらの各成分を任意の順序で添加し、均一に混合することによって調製される。
【００１９】
上記のようにして製造された難燃性エポキシ樹脂組成物は、フィルムコンデンサのケースポッティングとして使用される。難燃性の樹脂ケース中にフィルムコンデンサをセットし、本発明の液状の難燃性エポキシ樹脂組成物を注型機により注入した後、８０℃で３時間、更に１００℃で１時間加熱し、硬化させ、保護被膜を形成させる。
【００２０】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例におけるエポキシ樹脂組成物及びその硬化物の物性は次に示す方法に従って評価した。
【００２１】
（１）沈降防止性
試験管にエポキシ樹脂組成物を１０ｃｍの高さまで入れ、２５℃で３０日間放置し、水和アルミナの沈降の有無を肉眼で観察し、以下の基準に従って評価した。
○：沈降なし
△：一部沈降している
×：沈降している
【００２２】
（２）含浸性
２枚のスライドガラス（横２５ｍｍ、縦７５ｍｍ、厚さ１ｍｍ）をその両端側に厚さ２５μｍ、幅３ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを介して接着して、２枚のスライドガラスの間に２５μｍの間隙を有する試験治具を作成した。その斜視図を図１に示す。図１において１はスライドガラス、２はＰＥＴフィルムを示す。
前記試験治具を６０℃にコントロールされたホットプレート上に水平に置き、スライドガラスの温度が６０℃になった時点において試料組成物をそのスライドガラスの前端部に０．２ｇ滴下し、その試料組成物が５分後に２枚のスライドガラスで形成される高さ２５μｍの間隙内に侵入する程度を以下の基準に従って評価した。
○：間隙内に１ｃｍ以上侵入した。
△：間隙内に侵入した程度が１ｃｍ以下だった。
×：間隙内に侵入しなかった。
図２にスライドガラスの前端部に試料組成物を滴下したときの様子を示す。図２において１及び２は図１と同様であり、３はホットプレート、４は試料組成物を示す。
【００２３】
（３）難燃性
試料組成物を熱硬化させた試験片（長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚さ１．６ｍｍの直方体）とし、難燃性に関する規格ＵＬ−９４に従って難燃性試験を行い、Ｖ−０であるものを○、Ｖ−０でないものを×とし、以下の基準に従って判断した。
○：難燃性が良好である。
×：難燃性が良好でない。
【００２４】
（４）耐湿性
試料組成物を熱硬化させた試験片（長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を市販のプレッシャークッキング装置で１２０℃、２気圧、５０時間の条件で加湿し、この加湿後の試験片の重量増加率を測定し、以下の基準に従って表示し、○を耐湿性が良好とした。
○：重量増加率１．５％未満
△：重量増加率１．５％以上２．０％未満
×：重量増加率２．０％以上。
なお、重量増加率は試験片の加湿前の重量をＷO、加湿後の重量をＷとして次式により求めた。
重量増加率（％）＝（Ｗ−ＷO）／ＷO×１００
【００２５】
（５）耐トラッキング性
試料組成物を熱硬化させた試験片（長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの直方体）を電気絶縁特性に関する規格ＵＬ−７４６Ａに従って耐トラッキング性試験を行い、以下の基準に従って表示し、○のものを耐トラッキング性良好とした。
○：６００Ｖ以上。
△：４００Ｖ以上６００Ｖ未満。
×：４００Ｖ未満。
【００２６】
実施例１〜６
本発明組成物の各成分を表１に示す割合で配合して均一に混合し、上記測定基準に従い、本発明のエポキシ樹脂組成物の沈降防止性及び含浸性を測定した。結果を表１に示す。
さらに本発明のエポキシ樹脂組成物を８０℃で３時間、更に１００℃で１時間加熱し、硬化させた。硬化物についての難燃性、耐湿性および耐トラッキング性について上記に示すように判定した。結果を表１に示す。
【００２７】
比較例１〜９
表１に示す割合で各成分を配合した組成物について実施例と同様にして沈降防止性及び含浸性を測定した。結果を表１に示す。
さらにその各組成物を実施例と同様の条件で硬化させ、その硬化物についての難燃性、耐湿性および耐トラッキング性について実施例と同様にして判定した。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
0003816604.tif 000002
【００２９】
なお、表中の各成分は以下に示すものである。
エピコート８２８（商品名）：２５℃で液状であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂［エポキシ当量１８７（油化シェルエポキシ社製）］
ジグリシジルエーテルＡ：１，６‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（２５℃における粘度２３ｃｐｓ，エポキシ当量１６５）
ジグリシジルエーテルＢ：ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル（２５℃における粘度１６ｃｐｓ，エポキシ当量１３５）
ジグリシジルエーテルＣ：１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル（２５℃における粘度１６ｃｐｓ，エポキシ当量１２７）
カジューラＥ（商品名）：第三級カルボン酸グリシジルエステル［エポキシ当量２５０（油化シェルエポキシ社製）］
リカシッドＭＴ−５００（商品名）：メチル無水テトラヒドロフタル酸（新日本理化社製）
アンカミンＫ−５４（商品名）：２，４，６‐トリスジメチルアミノメチルフェノール（アンカーケミカル社製）
ノーバレット１２０（商品名）：フェノール表面処理赤リン［平均粒径２５μｍ，（燐化学工業社製）］
ハイジライトＨ−３１（商品名）：水和アルミナ［レーザー光回折法により求めた平均粒径１７μｍ（昭和電工社製）］
ハイジライトＨ−４２Ｍ（商品名）：水和アルミナ［レーザー光回折法により求めた平均粒径１．０μｍ（昭和電工社製）］
Ｃ−３０８Ｈ（商品名）：水和アルミナ［平均粒径７．８μｍ（住友アルミニウム製錬社製）］
【００３０】
表１より本発明組成物は難燃性、耐湿性に優れるとともに、水和アルミナを本発明の比で２種混合することにより、沈降防止性に優れ、また含浸性にも優れることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のフィルムコンデンサ用難燃性エポキシ樹脂組成物は、耐熱性、耐湿性良好であるとともに、成分中の水和アルミナの沈降防止性に優れるため組成物およびその硬化物の均一性が良好であり、さらに含浸性にも優れるために、フィルムコンデンサのケースポッティングとして使用すると本発明組成物が端面のフィルム層間部やケース内の隅部分にまで十分含浸し、電気絶縁特性としての耐トラッキング性、硬化物の難燃性、注型作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  含浸性を測定するための試験治具を示す斜視図。
【図２】  含浸性を測定するために用いられる試料の断面図。
【符号の説明】
１  スライドガラス
２  ＰＥＴフィルム
３  ホットプレート
４  試料組成物
【図１】
0003816604.tif 000003
【図２】
0003816604.tif 000004