JPS61292304A - フライバツクトランスの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フライバックトランス（以下ＦＢＴと略す）
の製造法に関する。

（従来技術） エポキシ樹脂は優れた電気特性１機械特性、耐クラック
性を有するとともに、各種材料との接着性に優れている
ため、電気絶縁用、特に注型用として多用され、＠Ｆに
絶縁保護、高電圧特性（耐アーク、耐トラツキング）、
耐クラツク性および難燃性の向上を目的として難燃性エ
ポキシ樹脂組成物がＦＢＴの絶縁処理、すなわち含浸注
型用として用いられている。

これらの難燃性エポキシ樹脂組成物は、近年の電子部品
の性能および信頼性向上の要望に対応して９例えばＦＢ
Ｔでは絶縁性能と高圧捲線間への含浸性に優れているこ
とが要求される。しかしながら、従来の難燃性エポキシ
組成物を用いＦＢＴを製造した場合は、極細線９例えば
０，０４〜０．０５閣φのエナメル線の捲線内部には十
分に樹脂が含浸せず１時には作動時にコロナが発生し、
レアーショートを起こす欠点があった。

また、生産性の向上のため、注入した樹脂組成物を短時
間で硬化させるため、捲線間への含浸が十分に行なわれ
る前に樹脂組成物が反応し、高粘度化したシ、硬化して
しまい含浸不良を起こす欠点もあった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去し捲線間へ
の含浸性に優れ、しかも短時間硬化による捲線間への含
浸性が大幅に改善されたＦＢＴの製造法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤、難燃
剤及び充てん材を含有する組成物において、該酸無水物
として４−メチル−Δ４−テ、トラヒドロ−シス、シス
−無水フタル酸 及び／又は シス−３−メチル−Δ４−テトラヒドロ−シス、シス−
無水７タル酸 を酸触媒の存在下に加熱したのち、塩基性触媒の存在下
に加熱して得られる酸無水物混合物を用いた組成物で、
フライバックトランスを絶縁処理するフライバックトラ
ンスの製造法に関する。

本発明における酸無水物異性体混合物は１次のようＫし
て得ることができる。

４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ、　　シス−３Ｍｅ−Δ４−Ｔ
ＨＰＡ又はこれらの混合物が先ず、酸触媒の存在下に加
熱され、ついで塩基性触媒の存在下に加熱される。この
順序を逆にしたのでは９本発明の目的を達成するような
酸無水物混合物を得ることができない。

４Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡｔ−原料とした場合は、酸触媒
の存在下に加熱することにより、４−メチル−Δ３−テ
トラヒドロ−シス、シス−無水７タル酸（以下、４Ｍｅ
−Δ５−ＴＨＰＡと略す）が生成し。

さらに９条件によっては、４−メチル−Δ謬−テトラヒ
ドロ−シス、シス−無水フタル酸及び／又は４−メチル
−Δｌ−テトラヒドロ−シス、シス−無水フタル酸が生
成する。ついで、塩基性触媒の存在下に、加熱するとガ
スクロマトグラフィー＆Ｃよる分析によシ、上記し良化
合物以外の生成が認められる。この化合物は、４Ｍｅ−
Δ’−ＴＨＰＡ及び／又は４Ｍｅ−Δ３−ＴＨＰＡの異
性体、特に。

塩基性触媒の活性から立体異性体であると考えられる。

シス−３Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡを原料とした場合。

酸触媒の存在下に加熱することＫよシ、トランスー３−
メチルーΔ４−テトラヒドロ−シス　シス−無水７タル
酸（以下、トランス−３Ｍｅ−Δ’　−ＴＨＰＡと略す
）が生成する。このとき２反応生成物は。

シス−３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ及びトランス−３Ｍｅ−
Δ’−ＴＨＰＡ以外に、これらの異性体を含有している
可能性がある。この反応生成物は、ついで。

塩基性触媒の存在下に加熱するとトランス−３Ｍｅ−Δ
’−ＴＨＰＡの量が増し、ガスクロマトグラフィーによ
る分析によるとシス−３Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡ及びトラ
ンス−３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ以外の化合物の生成が認
められる。一方、シス−３Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡを塩基
性触媒の存在下に加熱することによシ、トランス−３Ｍ
ｅ−Δ４−ＴＨＰＡの混合物が得られることが知られて
おシ、従って９本発明において、シス−３Ｍｅ−Δ４−
ＴＨＰＡ及びトランス−３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ以外の
上記した化合物が生成することは、シス−３Ｍｅ−Δ４
−ＴＨＰＡを酸触媒の存在下に加熱し九時点で、シス−
３Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡ、）ランス−３Ｍｅ−Δ’−Ｔ
ＨＰＡ及び塩基性触媒の存在下での加熱後に存在が認め
られる化合物と異なシ、該化合物の生成の因子となる化
合物が生成していることが考えられる。しかし。

この存在は、ガスクロマトグラフィーによる分析では確
認できなかった。少なくとも、シス−３Ｍｅ−Δ’−Ｔ
ＨＰＡＫついて、酸触媒の存在下に加熱する工程は９重
要な工程である。これは下記の実施例と比較例を比較す
るとわかるように、シス−３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡを用
いた本発明の酸無水物混合物とシス−３Ｍｅ−Δ４−Ｔ
ＨＰＡを塩基性触媒の存在下に加熱して得られる酸無水
物混合物との間に作用効果上、顕著な差異があるからで
ある。

酸触媒又は塩基性触媒の存在下での加熱は、いずれの場
合も、好ましくは１００〜２５０℃、特に好ましくは１
５０〜２００℃で行なわれる。この温度が低すぎると加
熱処理が不十分で、充分な異性化が行なわれず、高すぎ
ると高分子量の副生物が生成しやすくなる。

また、酸触媒及び塩基性触媒は、それぞれ、４Ｍｅ−Δ
’−ＴＨＰＡ、シス−３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ又はこれ
らの混合物に対して好ましくは０．０５〜５重量−使用
されるのが好ましい。この量が少なすぎると加熱処理時
間が長くなシ、多すぎると高分子量の副生物が生成しや
すくなる。

また、酸触媒又は塩基性触媒の存在下での加熱は、いず
れの場合も９通常０．５〜２０時間、好ましくは３〜１
０時間行なえばよい。

酸触媒の存在下での加熱終了後は、ひきつづいて又は蒸
留等によシ酸無水物を採取するどとによって酸触媒及び
場合によシ高分子量の副生物を分離した後に、塩基性触
媒の存在下での加熱に供される。

塩基性触媒の存在下での加熱後は９反応生成物を精製す
ることなく又は蒸留等によシ触媒等を除去して精製後、
酸無水物混合物として使用に供される。

塩基性触媒の使用量には、酸触媒の存在下での加熱後核
酸触媒を除去することなく塩基性触媒の存在下に加熱す
る場合は、酸触媒の中和分は含まれない。

酸触媒としては、硫酸、リン酸、ポリリン酸。

ＢＦｓ・　エーテラート、ＢＦｓ・フェノラート、Ａｌ
Ｃｌ５゜ＴｉＣ１ａ、　ＺｎＣ１１，−カチｙＦ７交換
ｗ脂等＝を使用することができる。

塩基性触媒としては、ナトリウム、カリウム。

リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、酸化物。

アルコラード、フェノラート等、Ｎ、Ｎ−ジブチルアニ
リン、Ｎ、Ｎ−ジエチルアニリン、ジメチルアミノエタ
ノール等の三級アミン、トリエチルベンジルアンモニウ
ムクロライド等の四級アンモニウム塩等がある。

本発明における酸無水物混合物は、その製造時に、原料
となる４−Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ及び／又はクス−３Ｍ
ｅ−Δ’−ＴＨＰＡにさらに、脂環式ジカルボン酸無水
物、芳香族ジカルボン酸無水物等を最初から又は途中か
ら存在させて得たものでもよく、又は、これらを反応終
了後添加して得たものでもよい。このようなジカルボン
酸無水物としては、４−Ｍｅ−Δ４−’Ｉ’ＨＰＡ、シ
ス−３Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡ以外に、テトラヒドロ無水
フタル酸。

へ６−ニンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸。

ヘキサヒドロ無水７タル酸、メチルへキサヒドロ無水フ
タル酸、無水フタル酸等がある。

本発明に用いられるエポキシ樹脂は分子内に２個以上の
エポキシ基を有するものであり１例えばビスフェノール
Ａとエピクロールヒドリンとから得うれるビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦとエピクロール
ヒドリンとから得られるビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂、フタル酸。

テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸。

セパチン酸、ドデカン酸等のポリカルボン酸のグリシジ
ルエステル、１．４−ブタンジオール、１．６−ヘキサ
ンジオール、ポリエチレンクリコール。

ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン等
の多価アルコールのグリシジルエーテル。

入４−エポキシシクロヘキシルメチル（３，４−エポキ
シシクロヘキサン）カルボキシレート等の脂環式エポキ
シ樹脂、液状ポリブタジェンのエポキシ化物等が挙げら
れる。

なお、酸無水物混合物の使用量は上記エポキシ樹脂に含
まれるエポキシ基１当量当た。ｉ５，０．６〜１．３当
量の範囲が好ましい。その他の酸無水物を用いる場合に
はこの量も含めてこの範囲とされる。

本発明に用いられる硬化促進剤としては９例えば２−エ
チル４−メチルイミダゾール、１−シアンエチル４−メ
チルイミタソール、１−ベンジル２−エチルイミダゾー
ル等のイミダゾールおよびその誘導体、トリスジメチル
アミノメチルフェノール等の第３級アミン類等が挙げら
れる。硬化促進剤量の使用量には特に制限はないが、酸
無水物混合物１００重量部当たｊＤｏ、１〜５．０重量
部の範囲が好ましい。

本発明に用いられる難燃剤としては特に制限はないが、
難燃効果のある赤リンの他に赤リンを７エノール樹脂、
フラン樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂等の樹脂で表面
コートしたもの、赤リンをアルミニウム化合物、マグネ
シウム化合物、亜鉛化合物の無機物で表面コートしたも
の、赤リンを無機物と樹脂で二重にコートした改質赤リ
ンなどが挙げられる。これらの赤リン系難燃剤の使用量
はエポキシ樹脂１００重量部当たシ、５〜３０重量部の
範囲が好ましい。また、ヘキサブロムベンゼン、テトラ
ブロムビスフェノールＡ、デカブロムディフェニールオ
キサイド、トリブロムフェノール、ジブロモクレジルグ
リシジルエーテル等のハロゲン化有機化合物と三酸化ア
ンチモ／との組み合わせなどが用いられる。Ｉ・ロゲン
化有機化合物ト三酸化アンチモンの使用量はエポキシ樹
脂１００重量部に対してノ・ロゲン化有機化合物が６〜
５０重量部、三酸化アンチモンが３〜１５重量部の範囲
が好ましく、ハロゲン化有機化合物と三酸化アンチモノ
の重量比は一般に２７１ないし３／１が好ましい。

本発明に用いられる充てん材としては、難燃性エポキシ
樹脂組成物の硬化発熱を制御し、硬化収縮率を小さくシ
、さらに線膨張係数を小さくし耐クラツク性に効果のあ
る。シリカ、溶融シリカ。

水利アルミナ、酸化アルミナ、メルク、炭酸カルシウム
、マイカ、ガラス粉、水酸化マグネシウム。

クレー等が用いられる。充てん材の使用量は、エポキシ
樹脂１００重量部当たｆｉｌｏＯ〜２００重量部の範囲
が好ましい。

本発明に用いられる組成物にはチタンホワイト。

ベンガラ、酸化第二鉄、カーボン等の着色剤、シラン系
カップリング剤、チタン系カップリング剤。

シリコーン系消泡剤などを必要に応じて配合することが
できる。これらを適当量配合しても難燃性の特性は、何
ら低下しない。

ＦＢＴの絶縁処理は例えば次のようＫして行なわれる。

ＦＢＴのコイルを９０〜１３０℃で１時間以上予熱し、
これを予め３０〜５０℃で３　ｍｍＨｇ以下で混合脱泡
した組成物を３〜１０ｍｍＨｇの減圧下で注入する。注
入後０．５〜３分間減圧下に保ち、常圧に戻して１例え
ば７０℃に２時間ついで７０〜１１０℃に１時間、つい
で１１０℃に２時間加熱して硬化する。

（発明の効果） 本発明のＦＢＴの製造法によｆｉＦＢＴの捲線間への優
れた含浸性が得られ、しかも短時間硬化による捲線間へ
の含浸性を大幅に改善することができる。

更に本発明に使用する組成物はＵＬ９４の難燃性試験に
おいて１／１６インチ厚みで９４Ｖ−００高難燃性を有
しているため、仁の組成物を用いて製造したＦＢＴは、
電気用品取締法別法８２（９４）に基づ＜ＦＢＴ難燃性
試験法にも十分に合格する。

（実施例） 次に１本発明の実施例を示す。以下１部及びチは、それ
ぞれ特にことわらないかぎシ１重量部及び重量％を意味
する。

下記例中の「部」は重量部を意味する。また。

各特性は以下に示す方法により測定した。

（１）粘度、二　Ｂ型回転粘度計を用い、ＪＩＳＣ２１
０５に準じ測定温度２５℃で測定し九。

（２）モデル含浸率　：　１５コφのポリエチレン製試
験管に平均粒子径６０μｍのガラスピーズをｒ４０＝の
高さに加振しながら充填し９次いで１０ｍｍ）（Ｈの減
圧下に８０ｍｍの高さまで組成物を注入後常圧にし、７
５℃／２時間＋７０〜１１０℃／１時間＋１１０℃／２
時間の硬化条件で硬化させ。

下記式からモデル含浸率を算出した。

ｗＯ：　初期のガラスピーズ重量（ｇ）Ｗ！：　未含浸
部のガラスピーズ重量（９）モデル含浸率は硬化中にガ
ラスピーズ中に含浸する組成物の量を求めるもので、未
含浸部のガラスピーズ重量が少なければ、含浸性が優れ
ていることを示す。

（３）モデルコイル含浸性 変性ポリフェニレンオキサイド（ＧＥ社製商品名ノリル
ＧＦＮ−２’）製のポビ／（１０スリツト）Ｋ直径０．
０５ｍｍφのウレタン線を各２５０ターン捲付けたモデ
ルコイルを作成し、プラスチックケ−，ｘ、に入れ１１
０℃で１．５時間予熱後５ｍｍＨｇの減圧下で、３５℃
の組成物を約３０秒で注入後。

常圧に戻し１次いで所定の硬化条件で硬化しモデ　。

ルコイルを作成する。

含浸性をモデルコイルの中央部を切断、研磨し。

捲線１間へのレジンの含浸性を顕微鏡で観察し、各スリ
ット毎に下記式から含浸率を算出した。

Ｔ　：　コイルの捲数 Ｖ　：　コイル内のボイド数 平均含浸率は全スリットの含浸率の平均値で示した。ま
た平均含浸率〔Ａ〕は硬化条件が６５℃１５時間＋６５
〜１１０℃／１時間＋１１０℃／４時間で全１０時間硬
化で作成したコイルの含浸率を示し、平均含浸率［Ｂ）
は硬化条件が７５℃７２時間＋７５〜１１０℃／１時間
＋１１０℃／２時間で全５時間硬化で作成したコイルの
含浸率を示した。

（４）難燃性 １／１６インチ厚みの試験片を作成し、ＵＬ９４に準じ
て試験した。

（５）電域難燃性 含浸性試験用のモデルコイルを用い、電気用品取締法別
表第８２　（９４）Ｋ基づくフライバックトランス難燃
性試験法にて試験した。

実験例 （１）酸無水物混合物の製造 ４Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡ（融点６３〜６５℃）１０００
部にポリリン酸３部を加え、１７０℃で５時間加熱し９
反応生成液囚を少量採取し、下記ガスクロマトグラフィ
ーによる分析に供した。

さらに、該反応生成液（Ａ）Ｋジメチルエタノールアミ
ン３部を加え、１７０℃で５時間加熱した。

得られた反応生成液を３　ｍｍＨｇ、　１３１〜１３５
℃で減圧蒸留して淡黄色透明液体（酸無水物混合物）８
８７部を得た。

この淡黄色透明液体を少量採取し、下記ガスクロマトグ
ラフィーによる分析に供した。

（２）　　ガスクロマトグラフィ、−による分析反応生
成液−の少量を３　ｍｍＨｇ、　１３１〜１３５℃で減
圧蒸留した後、ジアゾメタンにより酸無水物をジメチル
エステル化し、ガスクロマトグラフィーで分析した。

その結果、４Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡに基づくピーク及び
４Ｍｅ−Δ”−ＴＨＰＡＫ基づくピークが。

それぞれ９面積比で２８．３％及び７１．７％の割合で
現われた。４Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡは、その純品を同様
にして分析したときのリテンションタイムの一致及び上
記ジメチルエステル化したものの核磁気共鳴（ＮＭＲ）
スペクトルにおける４Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡに特有な５
．６２ｐｐｍのシグナルから同定した。また、４Ｍｅ−
Δ３−ＴＨＰＡは、前記（１）における酸触媒の存在下
での加熱によシ、該化合物が生成することが知られてい
ること及び上記ＮＭＲスペクトルにおいて４Ｍｅ−Δ８
−ＴＨＰＡに特有の５．４４ｐｐｍのシグナルが存在す
ることから同定した。

前記（１）で得られた淡黄色透明液体（酸無水物混合物
）の少量をジアゾメタンで処理することＫよシジメチル
エステル化し、ガスクロマトグラフィーで分析した。

その結果１反応生成液囚について現われた４Ｍｅ−Δ’
−ＴＨＰＡ　ＩＣ基づくピーク及び４Ｍｅ−Δ３−ＴＨ
ＰＡに基づくピーク以外に、二つのピークが現われた。

この二つのピークを各々、４Ｍｅ−ＴＨＰＡ■及び４Ｍ
ｅ−ＴＨＰＡ■に基づくものとする。ピークの出現する
順序は、４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ、４Ｍｅ−Δ”−ＴＨ
ＰＡ、４Ｍｅ−ＴＨＰＡ■及び４Ｍｅ−ＴＨＰＡ■の順
序であ汎各ピークの面積比率は、順１ｃ１４．１％、１
８．５％、３０．４％及び３７．０チであった。

なお、上記４Ｍｅ−ＴＨＰＡ■及び４Ｍｅ−ＴＨＰＡ■
は、ともに、４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡを出発原料とし、
構造異性化触媒として知られる酸触媒及び立体異性化触
媒として知られる塩基性触媒の存在下に加熱することに
よシ生成されるので、４−メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸であって、４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ及び４Ｍｅ−Δ
５−ＴＨＰＡに対して異性体であると考えられる。

実施例 第１表に示す配合比の難燃性エポキシ組成物を作成した
。使用した酸無水物混合物は次の方法で作成した。

実施例１，２ 実験例において４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ　１０００部、
　の代わ、９に４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ７００部とシス
−３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ３００部の混合物を使用した
以外は、実験例１と同様にして、淡黄色透明な酸無水物
混合物（１）８８５部を得た。２５℃における粘度は２
＆２Ｃｐ（センチポアズ）で＄、９．−１５℃で１５日
間放置後も結晶は析出しなかった。またガスクロ分析の
結果、異性化が起こっていることを確認した。

実施例３．４ ナフサの分解によって得られ７ｔＣｓ留分からシクロペ
ンタジェンを除く処理をした留分と無水マレイン酸を加
熱反応させて、４Ｍｅ−Δ４−ＴＨＰＡ７（１，シス−
３Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡ２７％及び亀６−ニンドメチレ
ンテトラヒドロ無水７タル酸３チからなる原料酸無水物
混合物１０００部にポリリン酸３部を加え、１８０℃で
５時間加熱した。

ついで、得られた反応生成液にジメチルエタノールアミ
ンを添加し、さらに１８０℃で５時間加熱した。

ついで、減圧蒸留して淡黄色透明な酸無水物混合物（１
１１８５５部を得た。２５℃における粘度は３Ｌ５ＣＩ
）であｊり、−１５℃で１５日間放置後も結晶は析出し
なかった。

実施例５．６ ４Ｍｅ−Δ’−ＴＨＰＡを３００部及びシス−３Ｍｅ−
Δ４−ＴＨＰＡを７００部とした以外、実験例と同様に
して淡黄色透明の酸無水物混合物（ＩＩ［）を得た。

２５℃における粘度は２６．ＯＣｐでらシ、−１５℃で
１５日間放置後も結晶は析出しなかった。

比較例１〜３ 実施例３，４で用いた原料酸無水物混合物１０００部に
ポリリン酸３部を加え１８０℃で５時間加熱した。減圧
蒸留によシ９７２部の淡黄色透明液体を得た。２５℃に
おける粘度は５６．ＯＣｐであシ。

−１５℃で１５日間放置後も結晶は析出しなかった。

第１表に示す実施例１〜６の配合の組成物を作成し、混
合物粘度を測定した結果、１８〜２３ｐ（ポアズ）と低
く作業性に優れ、これを用い各特性゛を評価した。

難燃性はＵＬ９４で９４Ｖ−０を有し、電数難燃性に合
格する。モデル含浸率は７５〜８８％の範囲で優れてい
る。モデルコイル含浸率は（Ａ）の全１０時間の硬化条
件では平均含浸率が９９チ以上と優れている。また［”
Ｂ）の全５時間の短時間の硬化条件においても、平均含
浸率が９９％以上と優れている。

比較例 第１表に示す比較例１〜３の配合の組成物を作成し、混
合物粘度を測定した結果、２８〜３２ｐと粘度が高く、
この組成物を用い各特性を評価した。

難燃性はＵＬ９４で９４−０を有し、電数難燃性に合格
したが、モデル含浸率が５８〜６８％と悪くモデルコイ
ル含浸率は（Ａ）の全１０時間の硬化条件では平均含浸
率が９９％以上を有している’２＞Ｅ、　　ＣＢ〕の全
５時間の短時間の硬化条件においては９７．５〜９７．
９　％と平均含浸率が悪く劣っている。

以下余白 第１表の結果から明らかなように２本発明の組成物を用
いＦＢＴを製造した場合には比較例の組成物を用いた場
合とくらべて、ＦＢＴコイルの捲線間への含浸性に優れ
、しかし短時間で処理した場合の捲線間への含浸性が大
幅に改善されることが示される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤、難燃剤及び
   充てん材を含有する組成物において、該酸無水物として
   ４−メチル−Δ＾４−テトラヒドロ−シス、シス−無水
   フタル酸 及び／又は シス−３−メチル−Δ＾４−テトラヒドロ−シス、シス
   −無水フタル酸 を酸触媒の存在下に加熱したのち、塩基性触媒の存在下
   に加熱して得られる酸無水物混合物を用いた組成物で、
   フライバックトランスを絶縁処理することを特徴とする
   フライバックトランスの製造法。