モーター封止用エポキシ樹脂成形材料及び成形品
【課題】作業環境性、生産性に優れ、耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数の低減に良好な、モーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料及び成形品を提供する。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラー、（Ｅ）シリコーン樹脂、（Ｆ）シランカップリング剤を必須成分として含有することを特徴とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料及びそれを硬化させてなる成形品。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラー、（Ｅ）シリコーン樹脂、（Ｆ）シランカップリング剤を必須成分として含有することを特徴とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料及びそれを硬化させてなる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業環境性、生産性に優れ、耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数の低減に良好な、モーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料およびそれを硬化させてなる成形材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年地球環境への配慮から、自動車の駆動にエンジンとモーターを併用するハイブリッドカーの開発が活発に進められている。ここでモーターの高出力化を図った場合、モーターの駆動割合が増すことにより燃費向上、排気ガス低減という環境適応化、高性能化が図れるものの、モーターからの発熱量も同時に大きくなる。さらに自動車に搭載されるモーターはオイル類のほか、洗車、降雨、冠水等により水にさらされる。
【０００３】
この自動車駆動用のモーターは放熱、制振、制音などを目的として、一般に不飽和ポリエステル樹脂と無機フィラーからなる成形材料で封止されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この成形材料は充分満足のいく耐熱性、熱伝導性を有していないのが現状である。また不飽和ポリエステル樹脂と無機フィラーからなる成形材料は、異臭を有する重合性モノマーを含有しているため作業環境性に劣ることや、その形状が粘土状であるため射出成形時、原料供給口に付着し生産性に劣るという問題を有している。
【０００４】
またこの用途の成形材料として、エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、硬化促進剤、無機フィラーからなる成形材料も知られており、この成形材料は耐熱性、熱伝導性に優れると同時に、作業環境性を劣悪にする重合性モノマーを含有せず、かつその形状が固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れるものの、充分な耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数を有していない。
【特許文献１】特開２００１−２２６５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に顧みてなされたものであり、モーターから発生する熱に充分な長期耐熱性、熱伝導性を有し、かつ作業環境性を劣悪にする重合性モノマーを含有せず、またその形状が固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れると同時に耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数の低減を可能とするエポキシ樹脂成形材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラー、（Ｅ）シリコーン樹脂、（Ｆ）シランカップリング剤を必須成分とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料及びそれを硬化させてなる成形品は、高い耐熱性、熱伝導性を有し、かつ作業環境性が良好であり、トランスファー成形や射出成形時においてもその生産性に優れることを見出した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業環境性、生産性に優れ、耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性の良好な、かつ低い線膨張係数を与えるモーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料および成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のエポキシ樹脂成形材料及び成形品について詳細に説明する。
【０００９】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ａ）エポキシ樹脂は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を単独または２種以上の混合物として用いることができる。この際クレゾールノボラック型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂成分としては、一分子中に２個以上のエポキシ基をもつ化合物であれば特に制限されず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、イソシアヌレートのエポキシ化物などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。
【００１０】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤は、ノボラック型フェノール樹脂を単独または２種以上の混合物として用いることができる。この際ノボラック型フェノール樹脂以外に用いるエポキシ樹脂硬化剤としてはトリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタンなどのアミン系硬化剤、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、無水トリメリット酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどが例示されるが、これらによって限定されるものではない。
【００１１】
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の混合比は、通常用いられる範囲内であれば特に問題はなく、全エポキシ樹脂中のエポキシ基と全エポキシ硬化剤中のエポキシ基と反応する官能基との当量比は、好ましくは０．５〜２．０、より好ましくは０．７〜１．３である。上記範囲を外れると、硬化性、耐熱性等が低下し、好ましくない。
【００１２】
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量は、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中、５〜７０質量部、より好ましくは１０〜６０質量部を占める。エポキシ樹脂成形材料１００質量部中（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量が５質量部より少ないと、硬化性の低下、低流動による成形性の低下が起こり、７０質量部より多いと耐熱性、熱伝導率が低下し、好ましくない。
【００１３】
さらに（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上が、軟化点及び／または融点２０℃以上の成分からなることが望ましい。（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、軟化点及び／または融点２０℃以上の成分が２０質量部より少ないと、エポキシ樹脂成形材料が室温にて粘性を持ち、例えば射出成形時、原料供給口に成形材料が付着するなど生産性が低下し、好ましくない。
【００１４】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ｃ）硬化促進剤は、通常エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されるものであれば特に限定されず、単独または２種以上の混合物として用いることができる。このような硬化促進剤としては２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリブチルアミン、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１,８−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７などのアミン類、トリフェニルホスフィンなどの有機リン系化合物などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。この（Ｃ）硬化促進剤の使用量は、前記（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して通常０．０１〜１０質量部、好ましくは０．１〜５質量部の範囲で選定される。（Ｃ）硬化促進剤の使用量が（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して０．０１質量部より少ないと、充分な硬化促進効果が得られず、１０質量部より多いと、耐水性の低下、低流動による成形性の低下などの悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。
【００１５】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｄ）無機フィラーとしては、球状溶融シリカを単独または２種以上の混合物として用いることができる。この際球状溶融シリカ以外の成分としては、アルミナ、窒化アルミ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などのいわゆる高熱伝導性フィラーと呼ばれるものや、マイカ、タルクなどが例示されるが、これらによって限定されるものではない。また無機フィラーの形状は、破砕品を用いることができるが、成形時における成形材料の流動性の観点から球状品を用いることも望ましい。さらに熱伝導率向上の観点から、成形品の内部構造中に連続的な熱の伝達を可能とするクラスター構造品を用いることも望ましい。
【００１６】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｅ）シリコーン樹脂としては、特に限定されず、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンなどのアルキルポリシロキサン類や、それらにアルケニル基、シラノール基、ヒドロキシ基などが付加したもの、エポキシ、アクリル、ウレタンなどを付加した変性シリコーン樹脂などが例示されるが、単独または２種以上の混合物として用いることができる。また、（Ｅ）シリコーン樹脂の使用量は、前記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、１〜７０質量部以上、より好ましくは３〜５０質量部の範囲で選定される。（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、（Ｅ）シリコーン樹脂が１質量部より少ないと、充分な線膨張係数低減効果が得られず、また７０質量部より多いと、曲げ強度の低下など硬化物性に悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。
【００１７】
なおここで、本発明のエポキシ樹脂成形材料は、前記（Ｄ）無機フィラーが球状溶融シリカを必須成分とすると同時に、そこへ前記（Ｅ）シリコーン樹脂を併用してなることを特徴とする。前記（Ｄ）無機フィラーとして線膨張係数が０．５×１０−６と低い値で知られる球状溶融シリカと、一般にエポキシ樹脂よりも線膨張係数が低いことで知られる（Ｅ）シリコーン樹脂を併用することで、樹脂組成物の流動性を低下させることなく、その相乗効果により両者の線膨張係数の加法性を大幅に上回る線膨張係数の低減効果を見出すに至った。なお線膨張係数を単純に低減するためには、エポキシ樹脂成形材料中の無機フィラー含有量を増加させることにより実現できるが、この方法では流動性が著しく悪くなり、成形性の低下が起こり好ましくない。
【００１８】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｆ）シランカップリング剤としては、その分子中にメトキシ基やエトキシ基などのアルコキシ基とグリシジル基や３,４−エポキシシクロヘキシル基などのエポキシ基を併せ持つシランカップリング剤を単独または２種以上の混合物として用いることができる。また、（Ｆ）シランカップリング剤の使用量は、（Ｄ）無機フィラー１００質量部に対し０．０１〜５質量部の範囲で選定される。（Ｆ）シランカップリング剤の使用量が、（Ｄ）無機フィラー１００質量部に対し０．０１質量部より少ないと充分な高温耐水性改善効果が得られず、また５質量部より多いと硬化物性に悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。
【００１９】
本発明のエポキシ樹脂成形材料にはこの他必要に応じ、難燃剤、着色剤、離型剤、酸化防止剤、ガラス繊維やガラスフレーク、セラミック繊維、アルミナ繊維等の補強剤、滑剤などの各種添加剤が添加されても良い。
【００２０】
そして本発明の成形品は、上記のエポキシ樹脂成形材料を圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等従来公知の方法で加温下必要箇所に封止し、ついでいわゆるアフターキュアと呼ばれる二次硬化を行うことによって得ることができるものである。
【００２１】
また本発明のエポキシ樹脂成形材料は、不飽和ポリエステル系成形材料に含まれるような悪臭を有する重合性モノマーを含有しないため、その取り扱い時の作業環境性に優れるものである。さらに本発明のエポキシ樹脂成形材料は、不飽和ポリエステル系成形材料のようにその形状が粘土状と異なり固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れるものである。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７５１．３質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製）８３．５質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−４０３ 信越化学工業社製）４．２質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）１０７．０質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７１．６質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２４】
［実施例２］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７７９．８質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ８６．６質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）４．２質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７４．３質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２５】
［実施例３］
平均粒子径５０μmのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７３９．２質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製）８２．１質量部、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン（商品名 ＫＢＥ−４０２ 信越化学工業社製）４．１質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）１７２．０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名 ｊＥＲ８２８ ジャパンエポキシレジン社製）３７．８質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）１０７．０質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７０．４質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１０質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これをトランスファー成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２６】
［比較例１］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）２４３６．５質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ２７０．７質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）１３．５質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名 ｊＥＲ１００４ ジャパンエポキシレジン社製）９２５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）２３２．０質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール９．２５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２７】
［比較例２］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）８９３．７質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ９９．３質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）５．０質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）１６８．０質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）８５．１質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これをトランスファー成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２８】
［比較例３］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）８６６．４質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）４．３質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７４．３質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２９】
［比較例４］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７０１．８質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ７８．０質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）３．９質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これをトランスファー成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３０】
［比較例５］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７７９．８質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ８６．６質量部、オルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７４．３質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３１】
［比較例６］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７７９．８質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）３．９質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３２】
［比較例７］
不飽和ポリエステル樹脂（商品名 ５４１０ ジャパンコンポジット社製）２００．０質量部、過酸化ベンゾイル２．０質量部、平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）８００．０質量部をヘンシルミキサーにて混練し、不飽和ポリエステル樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３３】
得られた成形材料を下記の測定方法で評価した。
【００３４】
形状、臭気：得られた成形材料について、目視により形状を観察した。またその臭気の有無について確認した。
【００３５】
耐熱性：トランスファー成形機または射出成形機を用いて、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ４ｍｍの成形物を作成した。ここでトランスファー成形時の成形条件は金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１８０秒であり、射出成形時の成形条件は金型温度１７５℃、背圧１０００ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間1８０秒とした。この成形物を恒温乾燥機中にて１８０℃５時間アフタ−キュアすることにより、テストピ−スを得た。このテストピ−スを２００℃の熱風乾燥機中で６００時間熱処理し、東洋精機社製 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未熱処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（熱処理後の曲げ強度）／（未熱処理の曲げ強度）×１００
耐熱性の保持率はモーターからの発熱による封止材劣化の観点から８０％以上であることが好ましく、高いほど良い。
【００３６】
耐溶剤性：上記と同様にして作成した幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ４ｍｍのテストピースを１８０℃としたオイル（出光製 ゼプロエコメダリスト）中で６００時間処理し、東洋精機社製 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（オイル処理後の曲げ強度）／（未処理の曲げ強度）×１００
耐溶剤性の保持率は外部からの油分による封止材劣化の観点から８０％以上であることが好ましく、高いほど良い。
【００３７】
高温耐水性：上記と同様にして作成したテストピースを１００℃の沸騰水で６００時間煮沸処理し、東洋精機社 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未熱処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（煮沸処理後の曲げ強度）／（未熱処理の曲げ強度）×１００
高温耐水性の保持率は外部からの水分による封止材劣化の観点から８０％以上であることが好ましく、高いほど良い。
【００３８】
熱伝導率：上記と同様にして作成した直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのテストピースについてアルバック理工社製 熱伝導率測定装置ＧＨ−１にて熱伝導率を測定した。
熱伝導率はモーターの蓄熱を効率良く放熱するにあたり１Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましく、大きいほど良い。
【００３９】
線膨張係数：上記と同様の方法で作成した２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍサイズのテストピースについて、エスアイアイナノテクノロジー社製 ＴＭＡ／ＳＳ １２０によりＴＭＡ測定を行い、線膨張係数α１を測定した。
線膨張係数は封止材の周囲を取り巻く銅線や電磁鋼板などの線膨張係数に近い値である１．２×１０−５〜１．６×１０−５の範囲であることが好ましい。この範囲を外れると、銅線の断線や封止材にクラックが入るなどの不具合が生じる。
【００４０】
スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型を使用し、トランスファー成形機にて金型温度１７５℃、圧力６．９ＭＰａ、硬化時間３００秒で測定した。
スパイラルフローは４０〜５０ｃｍの範囲であることが好ましい。４０ｃｍより短いと成形不良となり、５０ｃｍより長いとバリが出てしまい、好ましくない。
【００４１】
成形容易性：射出成形機またはトランスファー成形機による成形の容易性について判断した。何ら問題なく容易に成形できる場合を◎、成形に支障を来たす場合を×として評価した。
【００４２】
実施例、比較例について、評価結果を表１にまとめた。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から明らかなように、本発明で規定したモーター封止用エポキシ樹脂成形材料である実施例１〜３では形状が固形となり、ベタツキがなく取り扱いに容易であり、かつ充分な流動性を有すため生産性に優れ、また作業環境を劣悪にする悪臭もない。さらにその成形品は耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性、低い線膨張係数を与えるものである。
一方、比較例１及び２において、オルソクレゾール型エポキシ樹脂またはノボラック型フェノール樹脂を使用しない場合、耐溶剤性が低く、比較例３及び４において、球状溶融シリカまたはシリコーン樹脂を使用しない場合、線膨張係数がやや高くなっている。また、比較例６において、球状溶融シリカ及びシリコーン樹脂を共に使用しない場合では、線膨張係数がさらに高くなってしまい、併用してはじめて低線膨張率化に効果が得られることが示唆される。さらに、比較例５において、シランカップリング剤を使用しない場合は、高温耐水性が低く、比較例７において、不飽和ポリエステル組成物を使用する場合は、作業性が悪く、耐熱性、熱伝導率などの条件を満たしていない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業環境性、生産性に優れ、耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数の低減に良好な、モーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料およびそれを硬化させてなる成形材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年地球環境への配慮から、自動車の駆動にエンジンとモーターを併用するハイブリッドカーの開発が活発に進められている。ここでモーターの高出力化を図った場合、モーターの駆動割合が増すことにより燃費向上、排気ガス低減という環境適応化、高性能化が図れるものの、モーターからの発熱量も同時に大きくなる。さらに自動車に搭載されるモーターはオイル類のほか、洗車、降雨、冠水等により水にさらされる。
【０００３】
この自動車駆動用のモーターは放熱、制振、制音などを目的として、一般に不飽和ポリエステル樹脂と無機フィラーからなる成形材料で封止されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この成形材料は充分満足のいく耐熱性、熱伝導性を有していないのが現状である。また不飽和ポリエステル樹脂と無機フィラーからなる成形材料は、異臭を有する重合性モノマーを含有しているため作業環境性に劣ることや、その形状が粘土状であるため射出成形時、原料供給口に付着し生産性に劣るという問題を有している。
【０００４】
またこの用途の成形材料として、エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、硬化促進剤、無機フィラーからなる成形材料も知られており、この成形材料は耐熱性、熱伝導性に優れると同時に、作業環境性を劣悪にする重合性モノマーを含有せず、かつその形状が固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れるものの、充分な耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数を有していない。
【特許文献１】特開２００１−２２６５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に顧みてなされたものであり、モーターから発生する熱に充分な長期耐熱性、熱伝導性を有し、かつ作業環境性を劣悪にする重合性モノマーを含有せず、またその形状が固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れると同時に耐溶剤性、高温耐水性、線膨張係数の低減を可能とするエポキシ樹脂成形材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラー、（Ｅ）シリコーン樹脂、（Ｆ）シランカップリング剤を必須成分とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料及びそれを硬化させてなる成形品は、高い耐熱性、熱伝導性を有し、かつ作業環境性が良好であり、トランスファー成形や射出成形時においてもその生産性に優れることを見出した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業環境性、生産性に優れ、耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性の良好な、かつ低い線膨張係数を与えるモーターの封止に適するエポキシ樹脂成形材料および成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のエポキシ樹脂成形材料及び成形品について詳細に説明する。
【０００９】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ａ）エポキシ樹脂は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を単独または２種以上の混合物として用いることができる。この際クレゾールノボラック型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂成分としては、一分子中に２個以上のエポキシ基をもつ化合物であれば特に制限されず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、イソシアヌレートのエポキシ化物などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。
【００１０】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤は、ノボラック型フェノール樹脂を単独または２種以上の混合物として用いることができる。この際ノボラック型フェノール樹脂以外に用いるエポキシ樹脂硬化剤としてはトリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタンなどのアミン系硬化剤、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、無水トリメリット酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどが例示されるが、これらによって限定されるものではない。
【００１１】
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤の混合比は、通常用いられる範囲内であれば特に問題はなく、全エポキシ樹脂中のエポキシ基と全エポキシ硬化剤中のエポキシ基と反応する官能基との当量比は、好ましくは０．５〜２．０、より好ましくは０．７〜１．３である。上記範囲を外れると、硬化性、耐熱性等が低下し、好ましくない。
【００１２】
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量は、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中、５〜７０質量部、より好ましくは１０〜６０質量部を占める。エポキシ樹脂成形材料１００質量部中（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量が５質量部より少ないと、硬化性の低下、低流動による成形性の低下が起こり、７０質量部より多いと耐熱性、熱伝導率が低下し、好ましくない。
【００１３】
さらに（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上が、軟化点及び／または融点２０℃以上の成分からなることが望ましい。（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、軟化点及び／または融点２０℃以上の成分が２０質量部より少ないと、エポキシ樹脂成形材料が室温にて粘性を持ち、例えば射出成形時、原料供給口に成形材料が付着するなど生産性が低下し、好ましくない。
【００１４】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いる（Ｃ）硬化促進剤は、通常エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されるものであれば特に限定されず、単独または２種以上の混合物として用いることができる。このような硬化促進剤としては２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリブチルアミン、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１,８−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン−７などのアミン類、トリフェニルホスフィンなどの有機リン系化合物などが例示されるが、これらによって限定されるものではない。この（Ｃ）硬化促進剤の使用量は、前記（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して通常０．０１〜１０質量部、好ましくは０．１〜５質量部の範囲で選定される。（Ｃ）硬化促進剤の使用量が（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して０．０１質量部より少ないと、充分な硬化促進効果が得られず、１０質量部より多いと、耐水性の低下、低流動による成形性の低下などの悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。
【００１５】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｄ）無機フィラーとしては、球状溶融シリカを単独または２種以上の混合物として用いることができる。この際球状溶融シリカ以外の成分としては、アルミナ、窒化アルミ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などのいわゆる高熱伝導性フィラーと呼ばれるものや、マイカ、タルクなどが例示されるが、これらによって限定されるものではない。また無機フィラーの形状は、破砕品を用いることができるが、成形時における成形材料の流動性の観点から球状品を用いることも望ましい。さらに熱伝導率向上の観点から、成形品の内部構造中に連続的な熱の伝達を可能とするクラスター構造品を用いることも望ましい。
【００１６】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｅ）シリコーン樹脂としては、特に限定されず、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンなどのアルキルポリシロキサン類や、それらにアルケニル基、シラノール基、ヒドロキシ基などが付加したもの、エポキシ、アクリル、ウレタンなどを付加した変性シリコーン樹脂などが例示されるが、単独または２種以上の混合物として用いることができる。また、（Ｅ）シリコーン樹脂の使用量は、前記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、１〜７０質量部以上、より好ましくは３〜５０質量部の範囲で選定される。（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、（Ｅ）シリコーン樹脂が１質量部より少ないと、充分な線膨張係数低減効果が得られず、また７０質量部より多いと、曲げ強度の低下など硬化物性に悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。
【００１７】
なおここで、本発明のエポキシ樹脂成形材料は、前記（Ｄ）無機フィラーが球状溶融シリカを必須成分とすると同時に、そこへ前記（Ｅ）シリコーン樹脂を併用してなることを特徴とする。前記（Ｄ）無機フィラーとして線膨張係数が０．５×１０−６と低い値で知られる球状溶融シリカと、一般にエポキシ樹脂よりも線膨張係数が低いことで知られる（Ｅ）シリコーン樹脂を併用することで、樹脂組成物の流動性を低下させることなく、その相乗効果により両者の線膨張係数の加法性を大幅に上回る線膨張係数の低減効果を見出すに至った。なお線膨張係数を単純に低減するためには、エポキシ樹脂成形材料中の無機フィラー含有量を増加させることにより実現できるが、この方法では流動性が著しく悪くなり、成形性の低下が起こり好ましくない。
【００１８】
本発明のエポキシ樹脂成形材料に用いられる（Ｆ）シランカップリング剤としては、その分子中にメトキシ基やエトキシ基などのアルコキシ基とグリシジル基や３,４−エポキシシクロヘキシル基などのエポキシ基を併せ持つシランカップリング剤を単独または２種以上の混合物として用いることができる。また、（Ｆ）シランカップリング剤の使用量は、（Ｄ）無機フィラー１００質量部に対し０．０１〜５質量部の範囲で選定される。（Ｆ）シランカップリング剤の使用量が、（Ｄ）無機フィラー１００質量部に対し０．０１質量部より少ないと充分な高温耐水性改善効果が得られず、また５質量部より多いと硬化物性に悪影響を及ぼし、また経済的観点からも好ましくない。
【００１９】
本発明のエポキシ樹脂成形材料にはこの他必要に応じ、難燃剤、着色剤、離型剤、酸化防止剤、ガラス繊維やガラスフレーク、セラミック繊維、アルミナ繊維等の補強剤、滑剤などの各種添加剤が添加されても良い。
【００２０】
そして本発明の成形品は、上記のエポキシ樹脂成形材料を圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等従来公知の方法で加温下必要箇所に封止し、ついでいわゆるアフターキュアと呼ばれる二次硬化を行うことによって得ることができるものである。
【００２１】
また本発明のエポキシ樹脂成形材料は、不飽和ポリエステル系成形材料に含まれるような悪臭を有する重合性モノマーを含有しないため、その取り扱い時の作業環境性に優れるものである。さらに本発明のエポキシ樹脂成形材料は、不飽和ポリエステル系成形材料のようにその形状が粘土状と異なり固形状であるため、射出成形時においてもその生産性に優れるものである。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７５１．３質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製）８３．５質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−４０３ 信越化学工業社製）４．２質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）１０７．０質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７１．６質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２４】
［実施例２］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７７９．８質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ８６．６質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）４．２質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７４．３質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２５】
［実施例３］
平均粒子径５０μmのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７３９．２質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製）８２．１質量部、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン（商品名 ＫＢＥ−４０２ 信越化学工業社製）４．１質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）１７２．０質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名 ｊＥＲ８２８ ジャパンエポキシレジン社製）３７．８質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）１０７．０質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７０．４質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１０質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これをトランスファー成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２６】
［比較例１］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）２４３６．５質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ２７０．７質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）１３．５質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名 ｊＥＲ１００４ ジャパンエポキシレジン社製）９２５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）２３２．０質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール９．２５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２７】
［比較例２］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）８９３．７質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ９９．３質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）５．０質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）１６８．０質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）８５．１質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これをトランスファー成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２８】
［比較例３］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）８６６．４質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）４．３質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７４．３質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００２９】
［比較例４］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７０１．８質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ７８．０質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）３．９質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これをトランスファー成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３０】
［比較例５］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７７９．８質量部、平均粒径８０μｍの球状溶融シリカ（商品名 ＥＳ−３０ 東海ミネラル社製） ８６．６質量部、オルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、メチルフェニルポリシロキサン型シリコーン樹脂のキシレン溶液（商品名 ＴＳＲ１０２ モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）７４．３質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３１】
［比較例６］
平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）７７９．８質量部、β−（３,４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（商品名 ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業社製）３．９質量部をヘンシルミキサー中にて均一に混合した。そこへオルソクレゾール型エポキシ樹脂（商品名 ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６９０ 大日本インキ化学社製）２１５．０質量部、ノボラック型フェノール樹脂（商品名 ＰＳＭ−４３２４ 群栄化学工業社製）８５．６質量部、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（商品名 ＭＴ−５００ 新日本理化社製）３３．６質量部、２,４,６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール２．１５質量部を加え、均一に混合した。これを表面温度が８５℃と９５℃の２本ロールを用いて混練し、冷却後粗砕してエポキシ樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３２】
［比較例７］
不飽和ポリエステル樹脂（商品名 ５４１０ ジャパンコンポジット社製）２００．０質量部、過酸化ベンゾイル２．０質量部、平均粒子径５０μｍのアルミナ（商品名 Ａ１３ 日本軽金属社製）８００．０質量部をヘンシルミキサーにて混練し、不飽和ポリエステル樹脂成形材料を得た。これを射出成形によりテストピースを作成し、下記に記す評価を行った。
【００３３】
得られた成形材料を下記の測定方法で評価した。
【００３４】
形状、臭気：得られた成形材料について、目視により形状を観察した。またその臭気の有無について確認した。
【００３５】
耐熱性：トランスファー成形機または射出成形機を用いて、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ４ｍｍの成形物を作成した。ここでトランスファー成形時の成形条件は金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１８０秒であり、射出成形時の成形条件は金型温度１７５℃、背圧１０００ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間1８０秒とした。この成形物を恒温乾燥機中にて１８０℃５時間アフタ−キュアすることにより、テストピ−スを得た。このテストピ−スを２００℃の熱風乾燥機中で６００時間熱処理し、東洋精機社製 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未熱処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（熱処理後の曲げ強度）／（未熱処理の曲げ強度）×１００
耐熱性の保持率はモーターからの発熱による封止材劣化の観点から８０％以上であることが好ましく、高いほど良い。
【００３６】
耐溶剤性：上記と同様にして作成した幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ４ｍｍのテストピースを１８０℃としたオイル（出光製 ゼプロエコメダリスト）中で６００時間処理し、東洋精機社製 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（オイル処理後の曲げ強度）／（未処理の曲げ強度）×１００
耐溶剤性の保持率は外部からの油分による封止材劣化の観点から８０％以上であることが好ましく、高いほど良い。
【００３７】
高温耐水性：上記と同様にして作成したテストピースを１００℃の沸騰水で６００時間煮沸処理し、東洋精機社 ストログラフＶ１０−Ｃにて曲げ強度を測定し、未熱処理の場合の曲げ強度との保持率を下記式にて算出した。
保持率（％）＝（煮沸処理後の曲げ強度）／（未熱処理の曲げ強度）×１００
高温耐水性の保持率は外部からの水分による封止材劣化の観点から８０％以上であることが好ましく、高いほど良い。
【００３８】
熱伝導率：上記と同様にして作成した直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのテストピースについてアルバック理工社製 熱伝導率測定装置ＧＨ−１にて熱伝導率を測定した。
熱伝導率はモーターの蓄熱を効率良く放熱するにあたり１Ｗ／ｍｋ以上であることが好ましく、大きいほど良い。
【００３９】
線膨張係数：上記と同様の方法で作成した２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍサイズのテストピースについて、エスアイアイナノテクノロジー社製 ＴＭＡ／ＳＳ １２０によりＴＭＡ測定を行い、線膨張係数α１を測定した。
線膨張係数は封止材の周囲を取り巻く銅線や電磁鋼板などの線膨張係数に近い値である１．２×１０−５〜１．６×１０−５の範囲であることが好ましい。この範囲を外れると、銅線の断線や封止材にクラックが入るなどの不具合が生じる。
【００４０】
スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型を使用し、トランスファー成形機にて金型温度１７５℃、圧力６．９ＭＰａ、硬化時間３００秒で測定した。
スパイラルフローは４０〜５０ｃｍの範囲であることが好ましい。４０ｃｍより短いと成形不良となり、５０ｃｍより長いとバリが出てしまい、好ましくない。
【００４１】
成形容易性：射出成形機またはトランスファー成形機による成形の容易性について判断した。何ら問題なく容易に成形できる場合を◎、成形に支障を来たす場合を×として評価した。
【００４２】
実施例、比較例について、評価結果を表１にまとめた。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から明らかなように、本発明で規定したモーター封止用エポキシ樹脂成形材料である実施例１〜３では形状が固形となり、ベタツキがなく取り扱いに容易であり、かつ充分な流動性を有すため生産性に優れ、また作業環境を劣悪にする悪臭もない。さらにその成形品は耐熱性、熱伝導性、耐溶剤性、高温耐水性、低い線膨張係数を与えるものである。
一方、比較例１及び２において、オルソクレゾール型エポキシ樹脂またはノボラック型フェノール樹脂を使用しない場合、耐溶剤性が低く、比較例３及び４において、球状溶融シリカまたはシリコーン樹脂を使用しない場合、線膨張係数がやや高くなっている。また、比較例６において、球状溶融シリカ及びシリコーン樹脂を共に使用しない場合では、線膨張係数がさらに高くなってしまい、併用してはじめて低線膨張率化に効果が得られることが示唆される。さらに、比較例５において、シランカップリング剤を使用しない場合は、高温耐水性が低く、比較例７において、不飽和ポリエステル組成物を使用する場合は、作業性が悪く、耐熱性、熱伝導率などの条件を満たしていない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラー（Ｅ）シリコーン樹脂、（Ｆ）シランカップリング剤を必須成分として含有することを特徴とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項２】
前記（Ａ）エポキシ樹脂のうち少なくとも一種類がクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項３】
前記（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤のうち少なくとも一種類がノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１乃至２に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項４】
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量が、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中５〜７０質量部を占め、かつ（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、２０質量部以上が軟化点及び／または融点２０℃以上のものからなることを特徴とする請求項１乃至３に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項５】
前記（Ｄ）無機フィラーの少なくとも一種類が球状溶融シリカであることを特徴とする請求項１乃至４に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項６】
前記（Ｆ）シランカップリング剤がその分子中にアルコキシ基とエポキシ基を併せ持つシランカップリング剤であることを特徴とする、請求項１乃至５に記載のエポキシ樹脂成形材料。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のエポキシ樹脂成形材料を硬化させてなるモーター封止用エポキシ樹脂成形品。
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機フィラー（Ｅ）シリコーン樹脂、（Ｆ）シランカップリング剤を必須成分として含有することを特徴とするモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項２】
前記（Ａ）エポキシ樹脂のうち少なくとも一種類がクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項３】
前記（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤のうち少なくとも一種類がノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１乃至２に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項４】
前記（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量が、エポキシ樹脂成形材料１００質量部中５〜７０質量部を占め、かつ（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤と（Ｅ）シリコーン樹脂の総量１００質量部中、２０質量部以上が軟化点及び／または融点２０℃以上のものからなることを特徴とする請求項１乃至３に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項５】
前記（Ｄ）無機フィラーの少なくとも一種類が球状溶融シリカであることを特徴とする請求項１乃至４に記載のモーター封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項６】
前記（Ｆ）シランカップリング剤がその分子中にアルコキシ基とエポキシ基を併せ持つシランカップリング剤であることを特徴とする、請求項１乃至５に記載のエポキシ樹脂成形材料。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のエポキシ樹脂成形材料を硬化させてなるモーター封止用エポキシ樹脂成形品。
【公開番号】特開２００８−２２２８２４（Ｐ２００８−２２２８２４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６１８４８（Ｐ２００７−６１８４８）
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００１６５０００）群栄化学工業株式会社 (108)
【出願人】（０００２３６６０９）フドー株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００１６５０００）群栄化学工業株式会社 (108)
【出願人】（０００２３６６０９）フドー株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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