JP3268468B2

JP3268468B2 - 押出し成形シート状物および電気絶縁ボード

Info

Publication number: JP3268468B2
Application number: JP24596292A
Authority: JP
Inventors: 健一谷本; 賢三安岐; 繁山内; 幹夫楠; 泰樹中山
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 2002-03-25
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JPH0665482A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエステル系樹脂を
マトリックス樹脂とした樹脂組成物を主材としてなる押
出し成形シート状物およびこれを利用して形成した電気
絶縁ボードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ところで、現今、広く使用されている電
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
スを紙やガラス布に代表される基材にラミネートした積
層板が広く利用されているが、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
いものにしているといった現状である。

【０００３】また、熱硬化性樹脂は耐薬品性、耐水性に
も優れるが、積層板形成用の基材に紙を用いた場合、紙
自身の耐薬品性が良くないだけでなく、水分の吸湿によ
る寸法変化も大きいため、産業上の使用範囲がかなり限
定される結果となる。さらに打ち抜き加工性において
は、クラックや層間剥離がしばしば発生するため、コス
ト高とはなるが、５０℃以上の加熱状態で実施せざるを
得ない状況である。

【０００４】ガラス布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、そのガラス布のコ
スト高による経済的制約を受けることとなり、打ち抜き
加工性における問題も残存したままである。

【０００５】一方、ポリエステル樹脂は、機械的特性、
電気的特性、耐熱性、耐薬品性等に優れ、多くの工業製
品に使用されている。そのうえ、このポリエステル樹脂
をガラス繊維等で強化し、さらに機械的特性および熱的
特性を向上したものが射出成形品として使用されている
が、この射出成形品は、機械的特性の異方性が大きい欠
点があり、またこの射出成形品の射出成形にあたって
は、その場合では、大きさ、厚み等に制限があり、また
生産性も悪い。

【０００６】一般に、電気絶縁用途を中心とした成形品
の難燃化に対する要求は、近年、増増強くなっており、
多量の難燃剤を添加する事により、その要望に応えてい
る。そして、難燃剤はマトリックス樹脂に対して、はる
かに高価であるため、少量の難燃剤で優れた難燃効果を
得るべく、難燃助剤として三酸化アンチモンを配合する
ことは公知であるが、三酸化アンチモンには、メッキ加
工の際にＰｄ触媒毒を有するために、無電解メッキ浴汚
染という問題があった。さらに、広範囲での電気絶縁用
途として使用するためには、ハンダ耐熱性も必要である
が、一般に用いられているポリエチレンテレフタレート
等では熱的特性が低いため、満足な性質を得ることがで
きなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性、電
気絶縁性、寸法安定性、耐薬品性などに優れ、さらに難
燃性およびハンダ耐熱性においても優れており、機械的
特性の異方性が少なく、無電解メッキ浴汚染のない押出
し成形シート状物、およびこれらの特性を有効に利用し
た電気絶縁ボードを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的で鋭意研究した結果、本発明に到達した。すなわち、
本発明は、８５モル％以上の１，４−シクロヘキサンジ
メチレンテレフタレート系繰返し単位を有するポリエス
テル１００重量部に対して（１）繊維状強化材５〜５０
重量部、（２）マイカ１０〜３０重量部、（３）有機ハ
ロゲン化合物１０〜４０重量部、（４）アンチモン酸ソ
ーダ５〜２０重量部を配合し押出し成形にて製造された
ことを特徴とする押出し成形シート状物および該シート
状物を熱圧延したことを特徴とする電気絶縁ボードであ
る。

【０００９】ポリエステル樹脂は電気絶縁性等の電気的
特性が良好であり、また寸法安定性，耐薬品性において
も優れた特性を有していることは従来より良く知られて
いるが、押出し成形シート状物を電気絶縁ボードとして
使用する場合、ハンダ耐熱性を向上させるためには、８
５モル％以上の１，４−シクロヘキサンジメチレンテレ
フタレート系繰返し単位を有することが必要であり、ま
た機械的特性を向上させるために、（１）成分であるガ
ラス繊維等の繊維状強化材で補強する必要があるが、シ
ート成形の溶融押出時に分子および繊維状強化材が配向
し、シート状物は著しく機械的特性の異方性を示し、ま
たシート状物の表面は悪化する。そこで、これらを緩和
させるために種々の検討をした結果、（２）成分である
マイカを配合することが異方性の緩和およびシート状物
の表面状態の良化に寄与することを見いだした。

【００１０】さらに難燃性の付与も不可欠なものとなっ
ており、難燃性の付与の一般技術である難燃剤および三
酸化アンチモン系の使用を難燃剤およびアンチモン酸ソ
ーダ系の使用に変更することによって無電解メッキ浴汚
染が抑えられるということもわかった。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて用いられるポリエステル樹脂とは、テレフタル酸
の低級アルキエステルと１，４−シクロヘキサンジメタ
ノールとから通常のエステル化反応、またはエステル交
換反応によって得られる低重合体を通常の方法で溶融重
合して得られるもの、あるいはそれを固相重合処理した
ものである。そして、８５モル％以上の１，４−シクロ
ヘキサンジメチレンテレフタレート系繰返し単位を有す
るポリエステルとは、８５モル％以上の１，４−シクロ
ヘキサンジメチレンテレフタレート系繰返し単位と他の
繰返し単位、すなわち他の共重合成分とからなる共重合
体を意味し、上記の他の共重合成分としては、種々の酸
性分、グリコール成分を使用することができる。

【００１２】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、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
カルボン酸等をあげることができる。

【００１３】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な
どのほか、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もあげることができる。

【００１４】本発明のポリエステルの１，４−シクロヘ
キサンジメチレンテレフタレート系繰返し単位が８５モ
ル％を満たさない場合には、融点が２５０℃以下と低く
なり２５０℃のハンダ耐熱性を有することができなくな
るため、その成分の繰返し単位は、８５モル％以上であ
ることが必要であり、特に８８モル％以上であることが
好ましい。

【００１５】本発明の（１）成分として使用される繊維
状強化材としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、芳香
族ポリアミド繊維、炭化珪素繊維、チタン酸繊維等を具
体例として挙げる事ができる。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。

【００１６】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トリメトキシシラ
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。

【００１７】本発明の樹脂組成物中の配合割合は、使用
目的に応じて幅広く選ぶことができるが、シート状物全
体に対して５〜５０重量部とする必要があり、特に８〜
４０重量部とすることが好ましい。繊維状強化材の配合
量が５重量部未満である場合には、強化材としての効果
が不十分であり、繊維状強化材の配合量が５０重量部を
越えると異方性が強くなり、シート状物の表面平滑性は
著しく悪化する。

【００１８】本発明の（２）成分として使用されるマイ
カは、その粒径、形状によってシート状物表面の平滑
剤、強化材、機械的特性の異方性の緩和剤、結晶核剤と
しての効果が異なる。平均粒径が１０００μｍを超える
と、その効果が小さくなるので、通例は平均粒径１００
０μｍ以下のマイカが有用である。

【００１９】上記のマイカは他の粒状無機化合物よりも
本発明において効果が大きい。

【００２０】本発明におけるマイカの配合割合は、使用
目的に応じて幅広く選ぶことができるが、機械的特性、
表面平滑性のバランスを考慮すれば、シート状物全体に
対して１０〜３０重量部とする必要がある。マイカの配
合量が１０重量部未満である場合には、シート状物の異
方性緩和、ならびに表面平滑性を向上させる効果が不十
分となり、またマイカの配合量が３０重量部を越える
と、シート状物の機械的特性は著しく低下する。

【００２１】本発明で（３）成分として使用される有機
ハロゲン化合物とは、難燃剤として使用されるものであ
って、少なくとも１個の芳香環を含む臭素化物または塩
素化物であり、好ましくは臭素化物である。有機ハロゲ
ン化合物が臭素を含有する場合には、その臭素含有率は
有機ハロゲン化合物の少なくとも４０重量％であること
が望ましい。

【００２２】具体例としては、ポリ（ジブロモフェニレ
ンオキサイド）、臭素化ポリスチレン、デカブロモジフ
ェニルエーテル、１，２，３，４−テトラブロモベンゼ
ン、ヘキサブロモベンゼン、塩素化ジフェニル、臭素化
ジフェニル、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブ
ロモビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応
物、テトラブロモビスフェノールＡとエチレンオキサイ
ド付加物等をあげることができる。

【００２３】本発明における有機ハロゲン化合物の配合
割合は使用目的に応じて幅広く選ぶことができるが、シ
ート状物全体に対してそれぞれ１０〜４０重量部とする
ことが必要であり、特に１５〜２５重量部とすることが
望ましい。この配合量がそれぞれ１０重量部未満では難
燃効果が小さく、また４０重量部を越えると、機械的特
性に著しく悪影響をおよぼす。

【００２４】本発明で（４）成分として使用されるアン
チモン酸ソーダは、難燃助剤として使用されるものであ
って、化学構造中にＮａ_２Ｏを含有しておりアンチモン
構造を有するもので、その平均粒径は０．５〜８μｍの
ものが好ましい。

【００２５】本発明におけるアンチモン酸ソーダの配合
割合は有機ハロゲン化合物と同様に使用目的に応じて幅
広く選ぶことができるが、シート状物全体に対して５〜
２０重量部とする必要があり、特に８〜１５重量部とす
ることが望ましい。この配合量が５重量部未満では、難
燃剤の助剤としての効果が小さく、また２０重量部を越
えると、機械的特性に著しく悪影響をおよぼす。

【００２６】本発明では、上記配合物以外の配合物とし
て、必要に応じて熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、滑
剤、顔料、可塑剤、架橋剤、耐衝撃剤等の添加剤を配合
しても良い。

【００２７】また、あらゆる産業分野で広く採用され得
る電気絶縁ボードとしては、寸法安定性，低ソリ性，耐
熱性等の必要不可欠なものであり、対策として熱圧延加
工が必要である。熱圧延条件としては、通常、加熱温度
１１０〜２５０℃、昇温速度３〜１５℃／ｍｉｎ．とす
るが、好ましくは１５０〜２２０℃、昇温速度５〜１０
℃／ｍｉｎ．である。また、圧力は１５〜９０ｋｇ／ｃ
ｍ^２、好ましくは３０〜７０ｋｇ／ｃｍ^２である。

【００２８】次に、実施例で本発明をさらに詳しく説明
するが、これに限定されるものではない。

【００２９】

【実施例】実施例１〜２極限粘度１．０のポリシクロヘキサンジメチレンテレフ
タレート／イソフタレート（テレフタレート９５モル
％、イソフタレート５モル％，イーストマンケミカル社
製ＥＫＴＡＲ６７６１）（以下、ＰＣＴＡと略す）に、
繊維状強化材として直径１３μｍ、長さ３ｍｍのガラス
繊維（日本電気硝子社製ＥＣＳ０３Ｔ−１２１Ｈ）、粒
状無機化合物として平均粒径１００μｍのマイカ（レプ
コ社製マイカＳ−２００）、有機ハロゲン化合物として
フェロー社製「パイロチェック６８ＰＢ」、およびアン
チモン酸ソーダ（日産化学工業社製ＮＡ−１０７０Ｌ
Ｊ）をそれぞれ表１の実施例１〜２の欄に示す配合比で
配合調整し、２軸押出機を用いて２８５℃で溶融混練し
それぞれペレットを得た。これらをそれぞれＴダイを用
いた押出しシート成形装置にて、厚み１．０ｍｍのシー
トを成形したところ、表面平滑で、かつ外観上良好な押
出し成形シートを得ることができた。

【００３０】これらの押出し成形シートを押圧圧力４０
ｋｇ／ｃｍ^２で１８０℃まで、昇温速度５℃／ｍｉｎ．
で昇温し、１５分保持後、速やかに冷却してボードを得
た。これらのボードの曲げ強度、曲げ弾性率、ハンダ耐
熱性、難燃性を測定したところ、良好な結果を得た。

【００３１】なお、測定法および評価は次のとおりに行
なった。表面平滑性；○良好、△やや良好、×不良の３段階曲げ強度；ＡＳＴＭＤ７９０に従って測定曲げ弾性率；ＡＳＴＭＤ７９０に従って測定難燃性；ＵＬ９４に従って測定ハンダ耐熱性；幅２ｃｍ×長さ５ｃｍの試験片を２６０
℃×６０ｓｅｃハンダ浴に浸漬した時の変化 ○良好、△やや良好、×不良の３段階

【００３２】

【表１】

【００３３】比較例１〜６実施例１〜２と同様に、表１の比較例１〜６の欄に示す
配合比で配合し、２軸押出し機で溶融混練しペレットを
作製したところ、比較例２，３，４に示すものは、マイ
カ、ガラス繊維、あるいは有機ハロゲン化合物（難燃
剤）の配合割合が過多のため、コンパウンド時にストラ
ンド切れが多発し、コンパウンド操作性は不良であっ
た。また、それぞれ得られたペレットをＴダイを用いた
押出しシート成形装置にて、厚み１．０ｍｍのシートを
成形したところ、比較例１，３に示すものは、マイカに
対するガラス繊維の配合量が多いために、シート表面粗
度は不良となり、さらにこれより熱圧延にて得られた電
気絶縁ボードは機械的特性において異方性の大きなもの
となった。そして、比較例５に示すものは、難燃性に劣
るものであり、またマトリックス樹脂としてＰＣＴＡの
代わりにＰＥＴを用いた比較例６は、ハンダ耐熱性に満
足な結果が得られなかった。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、耐熱性、電気絶縁性、寸法安定性、耐薬品
性などに優れ、さらに平面性、難燃性およびハンダ耐熱
性においても優れており、機械的特性の異方性が少な
く、無電解メッキ浴汚染のない押出し成形シート状物を
小規模な設備で高効率で製造することが可能であり、さ
らにこれらの特性を有効に利用した広範囲な産業で利用
可能な電気絶縁ボードを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者楠幹夫京都府宇治市宇治樋ノ尻31ー３ユニチカ株式会社宇治プラスチック工場内 (72)発明者中山泰樹京都府宇治市宇治樋ノ尻31ー３ユニチカ株式会社宇治プラスチック工場内 (56)参考文献特開平３−296560（ＪＰ，Ａ) 工業所有権資料館に保管第92956号として平成１年２月16日に受け付けられた「10889の化学商品」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 67/00 - 67/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】８５モル％以上の１，４−シクロヘキサ
ンジメチレンテレフタレート系繰返し単位を有するポリ
エステル１００重量部に対して（１）繊維状強化材５〜
５０重量部、（２）マイカ１０〜３０重量部、（３）有
機ハロゲン化合物１０〜４０重量部、（４）アンチモン
酸ソーダ５〜２０重量部を配合し押出し成形にて製造さ
れたことを特徴とする押出し成形シート状物。
【請求項２】請求項１記載の押出し成形シート状物を熱
圧延してなることを特徴とする電気絶縁ボード。