JP2566601B2 - 熱可塑性電気絶縁ボード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，ポリエステル樹脂をマトリックスとした成
形シートより得られ，電気絶縁特性，寸法安定性，耐熱
性に優れ，機械的物性において異方性が少なく，かつ表
面粗度の小さい電気絶縁ボードに関するものである。

（従来の技術） 電気絶縁ボードとしては，電気絶縁特性が優れるフェ
ノール樹脂やエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂の
ワニスを紙やガラス布帛に代表される基材にラモネート
した積層板が広く利用されている。ただしこの方法は，
設備も大規模となり，設備費も高く，生産性も悪く，製
造原価を高いものにしている。

該熱硬化性樹脂は耐薬品性，耐水性が優れるが積層板
用基材に紙を用いた場合，紙自身の耐薬品性が悪いだけ
でなく，水分の吸湿による寸法変化も大きいため，産業
上の使用範囲はかなり限定される結果となる。

一方，ガラス布帛を基材に用いた積層板の場合は，寸
法安定性や耐薬品性は良くなるが，該ガラス布帛のコス
ト高による経済的制約を受けることとなる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように，熱硬化性樹脂と紙あるいはガラス布帛
による積層板は，製造原価が高いうえ，寸法安定性，耐
薬品性，常温打抜き加工性等を共に満足したものではな
く，広い範囲の産業で利用され得る電気絶縁ボードは製
造されていない。

かかる事情に鑑み，本発明はポリエステル樹脂をマト
リックスとし，基布を用いない結晶化シート状生形物を
利用することで，安価でかつ電気絶縁ボードとして用い
るに必要な寸法安定性，耐薬品性，常温打抜き加工性等
を満足し，機械的物性において異方性が少なく，かつ表
面粗度の小さい熱可塑性電気絶縁ボードを提供しようと
するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは，かかる目的で鋭意研究を重ねた結果，
ポリエステル樹脂に結晶核剤，異方性緩和剤，平滑剤，
強化剤を配合して得られる無定形シートを鏡面を有する
金属板にはさんで圧延することで寸法安定性，耐薬品性
に優れ，機械的物性において異方性が少なく，かつ表面
粗度の小さいシートが得られることを見い出し本発明に
至った。

すなわち本発明は，ポリエチレンテレフタレートない
し少なくとも80モル以上のエチレンテレフタレート系繰
り返し単位を有するポリエステル100重量部に対して，
（イ）平均粒径50μ以下の無機化合物５〜30重量部，
（ロ）α−オレフィン80〜99重量％，グリシジルメタク
リレートもしくはグリシジルアクリレート１〜20重量％
および酢酸ビニル０〜19重量％からなる共重合体１〜15
重量部，（ハ）繊維状強化材５〜50重量部を配合してな
る押出し成形シートからなり，かつ厚みが元の95〜50％
の範囲にまで圧延処理したことを特徴とする熱可塑性電
気絶縁ボードに関するものである。

ポリエステル樹脂が電気絶縁特性が良好であり，寸法
安定性，耐水性，耐薬品性も優れていることは，従来よ
り良く知られているが，押出し成形シートを電気絶縁ボ
ードとして使用する場合の力学的特性は不十分であるた
め，耐衝撃性の付与として（ロ）成分，すなわちグリシ
ジル（メタ）アクリレートを共重合したポリオレフィン
を添加することが必要であり，それと共に弾性率を向上
させるため，（ハ）成分の繊維状強化材の併用が必要で
ある。さらに，結晶化促進剤および表面の平滑性付与の
点から，（イ）成分，すなわち平均粒径50μ以下の無機
化合物の使用も欠くことができない。

さらに，これらの組成物をＴダイより溶融押出し，シ
ート化したものを厚みが元の95〜50％になるまで加熱圧
延することで，ポリエステルの結晶化と共に各組成物の
効果が著しく発現し，実用性の高い熱可塑性電気絶縁ボ
ードが得られる。

なお，本発明における樹脂組成物は必要に応じてさら
に熱安定剤，酸化安定剤，光安定剤，滑剤，顔料，難燃
剤，可塑剤等の添加剤を配合してもよい。

（作用） ポリエステル樹脂に成分（イ），（ロ），（ハ）を配
合したものをＴダイより溶融押出し，シート化したもの
はポリエステルの結晶化が不十分であるため，弾性率も
低く，各成分（イ），（ロ），（ハ）の効果も発現して
いない。しかしこのシートをポリエステルのガラス転移
点以上融点未満の温度に加熱すると結晶化が始まり，実
用面から観てその結晶化度は10％以上になるまで加熱し
続けると，高弾性率となり寸法安定性，耐薬品性が向上
する。

この加熱方法については熱風オーブン中，（遠）赤外
線ヒーター照射等挙げることができるが，各成分の効果
を著しく発現させるためには圧延処理法により厚みを元
の95〜50％の範囲にまで加熱圧縮することが必要であ
る。厚みが元の95％を超えるとほとんど圧延の効果はみ
られず，シート取り出し方向（以下MD方向という）の弾
性率に対してその直角方向（以下TD方向という）との弾
性率は2/3以下となり，異方性の大きいものとなる。

一方,50％未満となると異方性は緩和効果は飽和し，
エネルギーロスをもたらし好ましくない。圧延はシート
に対して均一に圧力のかかる方法で行われる必要があ
る。このような圧延の具体的手段としては，例えばロー
ルを用いてはさみつける方法など公知の方法，装置を採
用することができる。圧延に際しては，シートを予熱し
ておくのが好ましい方法である。圧延は一段階で行って
もよいし，また二段階以上多段階で行ってもよい。

本発明において，特にロールで圧延する方法はシート
化装置とオンラインで行なえるので，生産性が良く最も
優れた方法である。また，シートをはさむ部材として
は，一般に鏡面処理した金属，例えばステンレス等が用
いられる。この場合，シートにはこの部材の表面状態が
写し出されることとなり，非常に粗度の小さい光沢のあ
る製品価値の高いものとなる。

本発明で用いられるポリエチレンテレフタレートと
は，テレフタル酸ないしテレフタル酸のエステルとエチ
レングリコールとから通常の溶融重合法で得られるも
の，ないしはそれを固相重合処理をしたものである。そ
して少なくとも80モル％以上のエチレンテレフタレート
繰り返し単位を有するポリエステルとは,80モル以上エ
チレンテレフタレート繰り返し単位と他の繰り返し単
位，すなわち他の共重合とからなる共重合体を意味し，
上記の他の共重合成分としては種々の酸成分，グリコー
ル成分を使用することができる。

たとえば酸成分としては，イソフタル酸，ナフタレン
ジカルボン酸，ジフェニルエーテルジカルボン酸，ジフ
ェニルメタンジカルボン酸，ジフェニルスルホンジカル
ボン酸,p−（２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸,5−ナ
トリウムスルホイソフタル酸，アジピン酸，アゼライン
酸，セバシン酸，ドデカン−1,12−ジカルボン酸，テト
ラデカン−1,14−ジカルボン酸，ヘキサデカン−1,16−
ジカルボン酸，オクタデカン−1,18−ジカルボン酸,6−
エチル−ヘキサデカン−1,16−ジカルボン酸等を挙げる
ことができる。

また，グリコール成分としてはプロピレングリコー
ル，ジエチレングリコール，ブチレングリコール，ペン
チルグリコール，ネオペンチルグリコール，ヘキサメチ
レングリコール，ポリエチレングリコール，ポリテトラ
メチレングリコール等のポリアルキレングリコール等を
挙げることができる。

本発明の（イ）成分として使用される無機化合物は，
その粒径，形状によってシート表面の平滑剤，強化剤，
機械的物質の異方性の緩和剤，結晶核剤としての効果が
異なる。平均粒径が50μを超えるとその効果が小さくな
るので，通例は平均粒径50μ以下の無機化合物が有用で
ある。平均粒径50μ以下の無機化合物の具体例として
は，カーボンブラック，シリカ，炭酸カルシウム，合成
ケイ酸およびケイ酸塩，亜鉛華，ハロサイトクレー，カ
オリン，塩基性炭酸マグネシウム，マイカ，タルク，石
英粉，ウォラストナイト，ドロマイト粉，酸化チタン，
硫酸バリウム，硫酸カルシウム，アルミナ等を挙げるこ
とができ，これらの無機化合物の一種またはそれ以上を
使用することができる。なかでもタルク，マイカ，ウォ
ラストナイトが本発明において効果が大きい。

本発明において，（ロ）成分として使用するα−オレ
フィン−グリシジル（メタ）アクリレート共重合体また
はα−オレフィン−グリシジル（メタ）アクリレート−
酢酸ビニル共重合体におけるグリシジル（メタ）アクリ
レートの含有量は１〜20重量％，好ましくは１〜10重量
％であり,1重量％以下の場合にはポリエステル樹脂との
架橋結合による三次元的分子構造の生成が充分でなく,2
0重量％以上の場合，ゲル化などの副反応が生じる恐れ
があるので好ましくない。これらの共重合体におけるα
−オレフィン成分は，エチレン，プロピレン，ブテン−
１などである。共重合体における酢酸ビニル成分は０〜
19重量％含有することができる。酢酸ビニル含有量が19
重量％を超える場合には，得られる熱可塑性電気絶縁ボ
ードの熱安定性が低下するので好ましくない。

本発明において用いられる繊維状強化材としては，た
とえばガラス繊維，炭素繊維，芳香族ポリアミド繊維，
炭化ケイ素繊維，チタン酸繊維等を具体例として挙げる
ことができる。通常はガラス繊維がよく使用される。ま
た，各種繊維の直径および長さについては特に制限され
るものではないが，繊維長が長すぎるとポリエステルや
他の配合剤と均一に混合，分散させることが難しく，逆
に繊維長が短かすぎると強化材としての効果が不十分と
なるため，通常は0.1〜10mmの繊維長のものが使用さ
れ，特に繊維状強化材がガラス繊維である場合には繊維
長としては0.1〜7mmが好ましく，さらには0.3〜4mmが望
ましい。

また，繊維状強化材はポリエステルとの界面接着力を
向上させて補強効果を上げる目的で，必要に応じて種々
の化合物で処理したものを使用することができる。繊維
状強化材としてガラス繊維を使用する際には，種々の表
面処理剤，たとえばビニルトリエトキシシラン，γ−メ
タクリロキシプロピルメトキシシラン，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，
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン，γ−クロロプロピル
メトキシシラン，γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン等のシラン系処理剤，メタクリレートクロミック
クロリド等のクロム系処理剤で処理したものが使用され
る。

本発明の樹脂組成物中の各成分の配合比については，
（イ）成分，すなわち平均粒径50μ以下の無機化合物は
シートの表面平滑剤，強化剤，機械的性質の異方性緩和
剤，結晶核剤というように多機能を目的とする添加剤で
ある。ポリエステル成分100重量部に対して５重量部よ
り少ないとシートの表面平滑剤，機械的性質の異方性緩
和剤，強化材としての効果が不十分でり，また逆に30重
量部より多く配合すると機械的性質が著しく劣化する。
したがって，（イ）成分の配合量はポリエステル成分10
0重量部に対して５〜30重量部であり，好ましくは10〜2
4重量部である。（ロ）成分，すなわちグリシジル（メ
タ）アクリレート共重合ポリオレフィンの配合量に関し
ては,1重量部より少ないと架橋結合による三次元的分子
構造の生成が不十分であり，逆に30重量部より多く配合
してもゲル化を促進するので好ましくない。したがっ
て，（ロ）成分の配合量は１〜30重量部，好ましくは３
〜10重量部である。（ハ）成分，繊維状強化材の配合量
に関しては,5重量部より少ないと強化材としての効果が
不十分であり,50重量部を超えるとシート表面の平滑性
を著しく悪くする。

したがって，繊維状強化材の配合量は５〜50重量部で
あり，好ましくは10〜40重量部である。

（実施例） 以下，実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１〜2,比較例１〜２ 極限粘度0.93のポリエチレンテレフタレート100部
に，第１表に示すような組成物４種類（本発明による組
成−（ａ），（ｂ），比較用組成−（ｃ），（ｄ）をそ
れぞれ配合して,2軸押出機でコンパウンドし，引続きＴ
ダイを用いたシート成形装置にて1.20mm厚のシートに成
形し，温度175℃の２本のロールの間を通して厚みが1.0
9mm（元の厚みの83.3％）になるように圧延した。

比較例３ また，組成物（ａ）からなるシートだけ厚みを1.16mm
（元の厚みの96.7％）になるように圧延した。

比較例４ 通常の紙／フェノール樹脂積層板を作成した。これら
のシートと積層板の曲げ弾性率（MD方向,TD方向），耐
水性，耐薬品性を測定して第２表に示した。

その結果，比較例１はエチレン−グリシジルメタクリ
レート−酢酸ビニル共重合体を配合していないため，異
方性が大きく比較例２はマイカを配合していないため，
弾性率そのものが低くなり好ましいシートは得られなか
った。

比較例３は圧延率が95％以下でないため，各成分の効
果が発現せず異方性が大きく，比較例４として用いた紙
／フェノール積層板は耐水性，耐薬品性が著しく悪いこ
とが判明した。

これに対し，本発明による実施例1,2は全測定項目に
渡り優れた結果を示した。

（発明の効果） 実施例にも示したように，本発明の熱可塑性電気絶縁
ボードは寸法安定性，耐薬品性に優れ，かつ高弾性率で
異方性の小さいため，広範囲な産業で利用可能で過酷な
条件下でも使用できるという格別な効果を奏でる新しい
熱可塑性電気絶縁ボードである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−30121（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンテレフタレートないし少なく
   とも80％モル以上のエチレンテレフタレート系繰り返し
   単位を有するポリエステル100重量部に対して，（イ）
   平均粒径50μ以下の無機化合物５〜30重量部，（ロ）α
   −オレフィン80〜99重量％，グリシジルメタクリレート
   もしくはグリシジルアクリレート１〜20重量％および酢
   酸ビニル０〜19重量％からなる共重合体１〜15重量部，
   （ハ）繊維状強化材５〜50重量部を配合してなる押出し
   成形シートからなり，かつ厚みが元の95〜50％の範囲に
   まで圧延処理したことを特徴とする熱可塑性電気絶縁ボ
   ード。