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JP2015168687A - Resin composition for immersion of coil and coil device - Google Patents

Resin composition for immersion of coil and coil device Download PDF

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JP2015168687A
JP2015168687A JP2014041870A JP2014041870A JP2015168687A JP 2015168687 A JP2015168687 A JP 2015168687A JP 2014041870 A JP2014041870 A JP 2014041870A JP 2014041870 A JP2014041870 A JP 2014041870A JP 2015168687 A JP2015168687 A JP 2015168687A
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JP
Japan
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coil
resin composition
component
epoxy resin
thermally expandable
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014041870A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
松本 亮一
Ryoichi Matsumoto
亮一 松本
有一 吉田
Yuichi Yoshida
有一 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Kyocera Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Chemical Corp filed Critical Kyocera Chemical Corp
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for immersion of coil having reduced hardening contraction, capable of suppressing occurrence of detachment from a crack and member, and to provide a coil device having excellent reliability with such resin composition for immersion of coil.SOLUTION: A resin composition for immersion of coil contains (A) epoxy resin, (B) anhydride hardening agent, (C) hardening facilitating agent, (D) thermally expandable balloon, and (E) inorganic fill up agent. The component (D) is one or more selected from thermally expandable balloons having expansion initiation temperature of 5 to 30°C lower than the gelling temperature of the resin composition and contained at 1 to 20 pts.mass per 100 pts.mass of the component (A). In addition, the coil device is thermally hardened by immersing the coil in the resin composition for immersion of coil.

Description

本発明は、イグニッションコイル等の絶縁材として使用されるコイル含浸用樹脂組成物、及びそれを用いたコイル装置に関する。   The present invention relates to a resin composition for coil impregnation used as an insulating material such as an ignition coil, and a coil device using the same.

電気・電子部品、例えば、トランス、ステータ等のコイルには、保護、絶縁等を目的として、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を主体とした樹脂組成物が使用されている。なかでもエポキシ樹脂組成物が、含浸性、絶縁性、機械的特性、耐湿性、耐熱性等に優れることから多用されており、特に、自動車のイグニッションコイルにおいては、エポキシ樹脂組成物が一般に使用されている。   For electrical and electronic parts, for example, coils such as transformers and stators, a resin composition mainly composed of a thermosetting resin such as an epoxy resin or a polyester resin is used for the purpose of protection or insulation. In particular, epoxy resin compositions are widely used because of their excellent impregnation properties, insulation properties, mechanical properties, moisture resistance, heat resistance, etc. Especially, epoxy resin compositions are generally used in automobile ignition coils. ing.

しかしながら、従来のエポキシ樹脂組成物は硬化の際の収縮が大きく、エポキシ樹脂組成物をコイルに含浸して硬化させると、硬化物にクラックが入ったり部材との間で剥離が生じ、歩留まりの低下や、コイルとしての性能を維持できなくなることがあった。このため、エポキシ樹脂の硬化収縮を低減する技術、あるいは硬化収縮の少ないエポキシ樹脂組成物が切望されている。   However, the conventional epoxy resin composition has a large shrinkage at the time of curing, and when the epoxy resin composition is impregnated into a coil and cured, the cured product is cracked or peeled off from the member, resulting in a decrease in yield. In addition, the performance as a coil may not be maintained. For this reason, a technique for reducing the cure shrinkage of an epoxy resin, or an epoxy resin composition with little cure shrinkage is desired.

この種の技術としては、例えば、硬化収縮に起因した部品欠陥を抑制するために、巻き線体をプラスチックフィルムにより被覆する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この方法では、フィルムの被覆工程が必要になり、工程数が増大する上に、イグニッションコイルのような小型のコイルではその効果は限定的で、コイルとしての性能を十分に維持することが困難であった。   As this type of technology, for example, a method of covering a wound body with a plastic film has been proposed in order to suppress component defects due to curing shrinkage (see, for example, Patent Document 1). However, this method requires a film coating process, which increases the number of processes. In addition, the effect of a small coil such as an ignition coil is limited, and the performance as a coil can be sufficiently maintained. It was difficult.

特開平11−224824号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-224824

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、硬化収縮が少なく、クラックや部材との剥離の発生を抑制でき、かつ本来の優れた含浸性、絶縁性、機械的特性等を併せ持つコイル含浸用樹脂組成物、及びそのようなコイル含浸用樹脂組成物を用いた信頼性に優れたコイル装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, has little curing shrinkage, can suppress the occurrence of cracks and peeling from members, and has original excellent impregnation, insulation, mechanical properties, etc. An object of the present invention is to provide a resin composition for impregnating a coil and a coil device excellent in reliability using such a resin composition for impregnation of a coil.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、熱膨張性バルーンを使用することにより、エポキシ樹脂の硬化収縮率を低下させ、クラックや部材との剥離の発生を抑制できることを見出し、本発明を完成したものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reduced the curing shrinkage rate of the epoxy resin by using a thermally expandable balloon, and suppressed the occurrence of cracks and separation from the member. The present invention has been found out and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の一態様に係るコイル含浸用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)酸無水物硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)熱膨張性バルーン、及び(E)無機充填剤を含有するコイル含浸用樹脂組成物であって、前記(D)成分が、当該樹脂組成物のゲル化温度より5〜30℃低い膨張開始温度を有する熱膨張性バルーンから選択される1種以上であることを特徴とするものである。   That is, the resin composition for coil impregnation according to one embodiment of the present invention includes (A) an epoxy resin, (B) an acid anhydride curing agent, (C) a curing accelerator, (D) a thermally expandable balloon, and (E ) A resin composition for coil impregnation containing an inorganic filler, wherein the component (D) is selected from thermally expandable balloons having an expansion start temperature 5-30 ° C. lower than the gelation temperature of the resin composition. It is characterized by being 1 or more types.

また、本発明の他の一態様に係るコイル装置は、上記コイル含浸用樹脂組成物をコイルに含浸させ加熱硬化させてなることを特徴とするものである。   A coil device according to another aspect of the present invention is characterized in that the coil impregnating resin composition is impregnated into a coil and cured by heating.

本発明によれば、硬化収縮が少なく、クラックや部材との剥離の発生を抑制でき、かつ本来の優れた含浸性、絶縁性、機械的特性等を併せ持つコイル含浸用樹脂組成物、及びそのようなコイル含浸用樹脂組成物を用いた信頼性に優れたコイル装置を得ることができる。   According to the present invention, a resin composition for impregnating a coil with little cure shrinkage, capable of suppressing the occurrence of cracks and separation from a member, and having original excellent impregnation, insulation, mechanical properties, and the like, and A coil device having excellent reliability using a resin composition for impregnating a coil can be obtained.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のコイル含浸用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)酸無水物硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)熱膨張性バルーン、及び(E)無機充填剤を含有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The resin composition for coil impregnation of the present invention contains (A) an epoxy resin, (B) an acid anhydride curing agent, (C) a curing accelerator, (D) a thermally expandable balloon, and (E) an inorganic filler. To do.

本発明に用いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のグリシジル基(エポキシ基)を有するものであれば、特に限定されることはなく、公知のエポキシ樹脂を使用することができる。   The epoxy resin of component (A) used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more glycidyl groups (epoxy groups) in one molecule, and a known epoxy resin is used. be able to.

使用可能なエポキシ樹脂の例としては、例えば、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールAD型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールS型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラクロロビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラフルオロビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂,水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、1,4−シクロヘキサンジメタノ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、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、3,4−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、トリグリシジルイソシアヌレート等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を混合して使用することができる。また、必要に応じて、液状のモノエポキシ樹脂等を併用成分として使用することができる。   Examples of usable epoxy resins include, for example, bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol AD type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, tetramethylbisphenol A type epoxy resins, and tetramethylbisphenol F type epoxy resins. Resin, tetramethylbisphenol AD type epoxy resin, tetramethylbisphenol S type epoxy resin, tetrabromobisphenol A type epoxy resin, tetrachlorobisphenol A type epoxy resin, tetrafluorobisphenol A type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy Resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A novo Type epoxy resin, hydrogenated bisphenol type epoxy resin, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, 3,4-epoxycyclohexylmethyl ( 3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate, triglycidyl isocyanurate and the like. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Moreover, a liquid monoepoxy resin etc. can be used as a combined component as needed.

(A)成分のエポキシ樹脂としては、なかでも常温で液状のエポキシ樹脂が、成形性、信頼性、コイル含浸性等の点から好ましい。(A)成分として好適な液状エポキシ樹脂の市販品を具体的に例示すると、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のR140P(三井化学(株)製 商品名)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂のjER807(三菱化学(株)製 商品名)、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂のRD710(三井化学(株)製 商品名)、脂環式エポキシ樹脂のセロキサイド2021P(ダイセル化学工業(株)製 商品名)、鎖状・脂環式エポキシ樹脂のEP−4005((株)ADEKA製 商品名)等が挙げられる。   As the epoxy resin as component (A), an epoxy resin that is liquid at room temperature is preferable from the viewpoints of moldability, reliability, coil impregnation, and the like. Specific examples of commercially available liquid epoxy resins suitable as the component (A) include, for example, R140P (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) of bisphenol A type epoxy resin, jER807 (Mitsubishi Chemical) of bisphenol F type epoxy resin. Product name), bis710 AD epoxy resin RD710 (Mitsui Chemicals product name), cycloaliphatic epoxy resin Celoxide 2021P (Daicel Chemical Industries, Ltd. product name), chain and fat Examples thereof include EP-4005 (trade name, manufactured by ADEKA Corporation) of a cyclic epoxy resin.

本発明に用いられる(B)成分の酸無水物硬化剤は、従来、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されているものであれば、特に制限されることなく使用することができる。   The acid anhydride curing agent of component (B) used in the present invention can be used without particular limitation as long as it is conventionally used as a curing agent for epoxy resins.

使用可能な酸無水物硬化剤の例としては、例えば、テトラヒドロフタル酸無水物(THPA)、ヘキサヒドロフタル酸無水物(HHPA)、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物(ME−HHPA)等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を混合して使用することができる。   Examples of usable acid anhydride curing agents include tetrahydrophthalic anhydride (THPA), hexahydrophthalic anhydride (HHPA), methylhexahydrophthalic anhydride (ME-HHPA), and the like. . These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

この(C)成分の酸無水物硬化剤の配合量は、上記(A)成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基1当量当たり、酸無水物基当量が0.7〜1.3当量となる範囲が好ましく、0.8〜1.2当量となる範囲がより好ましい。0.7当量未満であるか、または1.3当量を超える範囲では、硬化物の耐熱性、耐衝撃性、信頼性等が低下するおそれがある。   The blending amount of the acid anhydride curing agent of the component (C) has a range in which the acid anhydride group equivalent is 0.7 to 1.3 equivalent per equivalent of the epoxy group in the epoxy resin of the component (A). A range of 0.8 to 1.2 equivalents is more preferable. If it is less than 0.7 equivalent or exceeds 1.3 equivalent, the heat resistance, impact resistance, reliability, etc. of the cured product may be lowered.

本発明に用いられる(C)成分の硬化促進剤は、上記(A)成分と(B)成分との硬化を促進することができるものであれば、特に制限されることなく使用することができる。   The curing accelerator for the component (C) used in the present invention can be used without any particular limitation as long as it can accelerate the curing of the component (A) and the component (B). .

使用可能な硬化促進剤の例としては、例えば、芳香族ジメチルウレア、脂肪族ジメチルウレア、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア(DCMU)、3−(3−クロロ−4−メチルフェニル)−1,1−ジメチルウレア、2,4−ビス(3,3−ジメチルウレイド)トルエン等のウレア類;ベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7、トリエチルアミン等の第3級アミン類;2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾールボレート塩などのイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフィンボレート塩等の有機ホスフィン類等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the curing accelerator that can be used include, for example, aromatic dimethylurea, aliphatic dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU), 3- (3-chloro- Ureas such as 4-methylphenyl) -1,1-dimethylurea and 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene; benzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene- 7. Tertiary amines such as triethylamine; 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-isopropylimidazole, 2-phenylimidazole, 2 -Imidazoles such as phenyl-4-methylimidazole and 2-methylimidazole borate salt, Phenylphosphine, organic phosphines such as tetraphenyl phosphine borate salts. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

この(C)成分の硬化促進剤の配合量は、硬化促進性と硬化物物性のバランス等の点から、上記(A)成分のエポキシ樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部の範囲が好ましく、0.4〜5質量部の範囲がより好ましい。   The blending amount of the curing accelerator of component (C) is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin of component (A) from the viewpoint of balance between curing acceleration and physical properties of the cured product. Is preferable, and the range of 0.4 to 5 parts by mass is more preferable.

本発明に用いられる(D)成分の熱膨張性バルーンは、熱可塑性樹脂からなるシェル内に低沸点炭化水素等の発泡剤を内包させたもので、加熱により内包された発泡剤が膨張すると同時に、シェルを構成する熱可塑性樹脂が軟化することによって急激に膨張し、中空状のバルーンを形成する。シェルを構成する熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、塩化ビニリデン等の共重合体等が挙げられる。また、シェル内に内包させる発泡ガスとしては、イソブタン、イソペンタン等の低沸点炭化水素の他、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシラン等が挙げられる。   The thermally expandable balloon of component (D) used in the present invention includes a foaming agent such as a low-boiling hydrocarbon in a shell made of a thermoplastic resin, and at the same time the foamed agent encapsulated by heating expands. When the thermoplastic resin constituting the shell is softened, it rapidly expands to form a hollow balloon. Examples of the thermoplastic resin constituting the shell include copolymers such as acrylonitrile, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, and vinylidene chloride. Examples of the foaming gas to be encapsulated in the shell include low-boiling hydrocarbons such as isobutane and isopentane, low-boiling halogenated hydrocarbons, and methylsilane.

本発明の目的のためには、このような熱膨張性バルーンのなかから、膨張開始温度(シェルを構成する熱可塑性樹脂の軟化点)が、コイル含浸用樹脂組成物のゲル化温度より5〜30℃低いものが選択されて使用される。かかる熱膨張性バルーンを使用することによって、コイル含浸用樹脂組成物の硬化収縮率を低下させ、硬化後のクラックや部材との剥離の発生を抑制することができる。熱膨張性バルーンの膨張開始温度が前記範囲より高いと、熱膨張性バルーンが十分に膨張する前にコイル含浸用樹脂組成物が硬化してしまい、硬化収縮率を十分に低下させることができない。また、熱膨張性バルーンの膨張開始温度が前記範囲より低いと、熱膨張性バルーンが膨張しすぎてしまい、硬化物外観が低下する。熱膨張性バルーンは、コイル含浸用樹脂組成物のゲル化温度より5〜25℃低い膨張開始温度を有するものであることが好ましく、5〜20℃低い膨張開始温度を有するものであることがより好ましい。   For the purpose of the present invention, among such thermally expandable balloons, the expansion start temperature (softening point of the thermoplastic resin constituting the shell) is 5 to 5 from the gelation temperature of the coil impregnating resin composition. A material having a temperature lower by 30 ° C. is selected and used. By using such a heat-expandable balloon, the cure shrinkage rate of the resin composition for coil impregnation can be reduced, and the occurrence of cracks after peeling and peeling from the member can be suppressed. When the expansion start temperature of the heat-expandable balloon is higher than the above range, the resin composition for coil impregnation is cured before the heat-expandable balloon is sufficiently expanded, and the curing shrinkage rate cannot be sufficiently reduced. On the other hand, when the expansion start temperature of the thermally expandable balloon is lower than the above range, the thermally expandable balloon is excessively expanded, and the appearance of the cured product is deteriorated. The heat-expandable balloon preferably has an expansion start temperature 5 to 25 ° C. lower than the gelation temperature of the coil-impregnating resin composition, and more preferably has an expansion start temperature 5 to 20 ° C. lower. preferable.

(D)成分の熱膨張性バルーンとしては、また、未膨張時(膨張前)の平均粒径が5〜50μmのものを使用することが好ましい。平均粒径が5μmではコイル含浸用樹脂組成物の粘度が増加し、50μmを超えるとコイル含浸性が低下するおそれがある。未膨張時(膨張前)の平均粒径は、5〜30μmがより好ましく、5〜20μmがより一層好ましい。なお、この熱膨張性バルーンの平均粒径は、日機装(株)製のレーザー回折散乱式粒度分布測定装置(製品名 マイクロトラック)等の使用により動的光散乱法(DLS)で測定される平均粒径である。   As the thermally expandable balloon of component (D), it is preferable to use a balloon having an average particle size of 5 to 50 μm when not expanded (before expansion). When the average particle diameter is 5 μm, the viscosity of the resin composition for coil impregnation increases, and when it exceeds 50 μm, the coil impregnation property may be lowered. The average particle size when not expanded (before expansion) is more preferably 5 to 30 μm, and even more preferably 5 to 20 μm. The average particle size of the thermally expandable balloon is an average measured by a dynamic light scattering method (DLS) by using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (product name: Microtrack) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. The particle size.

上記範囲の平均粒径を有する熱膨張性バルーンの市販品を例示すると、例えば、松本油脂製薬(株)製のマツモトマイクロスフェアF、FNシリーズ、日本フィライト(株)製のEXPANCEL(エクスパンセル)、積水化学工業(株)製のADVANCELL(アドバンセル)(以上、いずれも商品名)等が挙げられる。熱膨張性バルーンは1種を単独で、または2種以上を混合して使用することができる。   Examples of commercially available thermally expandable balloons having an average particle size in the above range include Matsumoto Microsphere F and FN series manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., EXPANCEL manufactured by Nippon Philite Co., Ltd. ADVANCEL manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. (all are trade names). One of the thermally expandable balloons can be used alone, or two or more of them can be used in combination.

この(D)成分の熱膨張性バルーンの配合量は、上記(A)成分のエポキシ樹脂100質量部に対して、1〜20質量部の範囲が好ましく、2〜15質量部の範囲がより好ましく、3〜8質量部の範囲がより一層好ましい。1質量部未満では、添加による効果が得られず、コイル含浸用樹脂組成物の硬化収縮率が高くなる。また、20質量部を超えると、硬化物表面に膨張したバルーンが浮き出してきて外観が不良となり、機械的強度も低下する。   The amount of the thermally expandable balloon as the component (D) is preferably in the range of 1 to 20 parts by mass, more preferably in the range of 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin of the component (A). The range of 3 to 8 parts by mass is even more preferable. If it is less than 1 part by mass, the effect of addition cannot be obtained, and the curing shrinkage rate of the resin composition for coil impregnation becomes high. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by mass, the inflated balloon comes out on the surface of the cured product, the appearance becomes poor, and the mechanical strength also decreases.

本発明に用いられる(E)成分の無機充填剤は、本発明のコイル含浸用樹脂組成物の絶縁破壊特性や機械的強度等を向上させるために配合させる成分であり、この種の樹脂組成物に一般に配合されているものであれば、特に制限なく使用することができる。使用可能な無機充填剤の例としては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化硼素、マグネシア、ベーマイト、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、チタンホワイト、クレー、ベンガラ等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   The inorganic filler of the component (E) used in the present invention is a component blended to improve the dielectric breakdown characteristics, mechanical strength, etc. of the resin composition for coil impregnation of the present invention, and this kind of resin composition If it is generally blended, it can be used without particular limitation. Examples of usable inorganic fillers include silica such as fused silica and crystalline silica, alumina, silicon nitride, boron nitride, magnesia, boehmite, calcium carbonate, aluminum hydroxide, talc, titanium white, clay, bengara, etc. Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの無機充填剤の形状は、特に限定されるものではなく、球状、フレーク状等、任意の形状であってよいが、コイル含浸用樹脂組成物の粘度を低下させ、コイル含浸性を高める観点からは、角のない球状のものが好ましい。無機充填剤としては、特に、球状溶融シリカが好ましい。   The shape of these inorganic fillers is not particularly limited and may be any shape such as a spherical shape or a flake shape, but the viewpoint of reducing the viscosity of the resin composition for coil impregnation and improving the coil impregnation property. Is preferably spherical with no corners. As the inorganic filler, spherical fused silica is particularly preferable.

この(E)成分の無機充填剤の配合量は、上記(A)成分のエポキシ樹脂100質量部に対して、100〜850質量部の範囲が好ましく、200〜600質量部の範囲がより好ましい。100質量部未満では、絶縁破壊特性や機械的強度等を十分に向上させることができないおそれがあり、また、850質量部を超えると、粘度が上昇し、コイル含浸性が低下する。   The blending amount of the inorganic filler of the component (E) is preferably in the range of 100 to 850 parts by mass, more preferably in the range of 200 to 600 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin of the component (A). If the amount is less than 100 parts by mass, the dielectric breakdown characteristics and mechanical strength may not be sufficiently improved. If the amount exceeds 850 parts by mass, the viscosity increases and the coil impregnation property decreases.

また、(E)成分の無機充填剤は、(D)成分の熱膨張性バルーンとの合計で、コイル含浸用樹脂組成物中に40〜85質量%配合されることが好ましく、50〜80質量%配合されることがより好ましい。40質量%未満では、機械的強度が十分に確保できないおそれがあり、85質量%を超えると、粘度が上昇し、コイル含浸性が低下するおそれがある。   Further, the inorganic filler of component (E) is preferably added in an amount of 40 to 85% by mass in the resin composition for coil impregnation in total with the thermally expandable balloon of component (D), and 50 to 80% by mass. % Is more preferable. If the amount is less than 40% by mass, the mechanical strength may not be sufficiently secured. If the amount exceeds 85% by mass, the viscosity may increase and the coil impregnation property may decrease.

本発明のコイル含浸用樹脂組成物には、以上の各成分の他、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などのカップリング剤、チクソ付与剤、離型剤、着色剤、低応力付与剤、消泡剤、その他の各種添加剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。
カップリング剤としては、シランカップリング剤が好ましく、その具体例としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−(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、3−(メタクリロプロピル)トリメトキシシラン等が挙げられる。
The resin composition for coil impregnation of the present invention includes a coupling agent such as a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and an aluminum coupling agent, a thixotropic agent, a release agent, and a colorant in addition to the above components. Moreover, a low stress imparting agent, an antifoaming agent, and other various additives can be blended within a range not impairing the effects of the present invention.
As the coupling agent, a silane coupling agent is preferable, and specific examples thereof include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3- (3,4-epoxy). (Cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3- (methacrylopropyl) trimethoxysilane and the like.

また、チクソ付与剤としては、変性ウレア等が挙げられ、離型剤としては、合成ワックス、天然ワックス、直鎖脂肪族の金属塩、酸アミド、エステル等が挙げられる。さらに、着色剤としては、例えば、カーボンブラック、コバルトブルー等が挙げられ、低応力付与剤としては、例えば、シリコーンオイル、シリコーンゴム等が挙げられる。   Examples of the thixotropic agent include modified urea, and examples of the mold release agent include synthetic wax, natural wax, linear aliphatic metal salt, acid amide, ester, and the like. Furthermore, examples of the colorant include carbon black and cobalt blue, and examples of the low stress imparting agent include silicone oil and silicone rubber.

本発明のコイル含浸用樹脂組成物は、上述したような(A)エポキシ樹脂、(B)酸無水物硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)熱膨張性バルーン、及び(E)無機充填剤と、必要に応じて配合される各種成分とを十分に混合した後、さらにディスパース、ニーダ等により混練処理を行い、その後、減圧脱泡することにより製造することができる。   The resin composition for coil impregnation of the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) an acid anhydride curing agent, (C) a curing accelerator, (D) a thermally expandable balloon, and (E) an inorganic material. It can be manufactured by thoroughly mixing the filler and various components blended as necessary, further kneading with a disperser, a kneader, etc., and then degassing under reduced pressure.

このようにして得られた本発明のコイル含浸用樹脂組成物は、イグニッションコイル等のコイルの含浸注形用として使用することができる。本発明のコイル含浸用樹脂組成物は、硬化収縮が少ないうえに、含浸性、絶縁性、機械的特性等に優れることから、イグニッションコイルのような小型のコイルにも十分適用でき、クラック等のない信頼性に優れたコイル装置を製造することができる。   The resin composition for coil impregnation of the present invention thus obtained can be used for impregnation casting of a coil such as an ignition coil. The resin composition for impregnating a coil of the present invention has little cure shrinkage and is excellent in impregnation, insulation, mechanical properties, etc., so it can be sufficiently applied to a small coil such as an ignition coil, such as a crack. It is possible to manufacture a coil device with excellent reliability.

次に、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において使用した材料は表1に示した通りである。また、「部」は特に断らない限り「質量部」を意味する。   EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited by these examples. The materials used in the following examples and comparative examples are as shown in Table 1. Further, “part” means “part by mass” unless otherwise specified.

Figure 2015168687
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実施例1
液状エポキシ樹脂(1)69部、液状エポキシ樹脂(2)24部、液状エポキシ樹脂(3)7部、酸無水物硬化剤100部、消泡剤0.2部、着色剤1.2部、シランカップリング剤2部、無機充填剤548部、硬化促進剤0.6部、熱膨張性バルーン5部を、ニーダを用いて60〜80℃で60分間真空混練してエポキシ樹脂組成物を調製した。
Example 1
69 parts of liquid epoxy resin (1), 24 parts of liquid epoxy resin (2), 7 parts of liquid epoxy resin (3), 100 parts of acid anhydride curing agent, 0.2 part of antifoaming agent, 1.2 parts of colorant, An epoxy resin composition is prepared by vacuum kneading 2 parts of a silane coupling agent, 548 parts of an inorganic filler, 0.6 part of a curing accelerator, and 5 parts of a heat-expandable balloon at 60 to 80 ° C. for 60 minutes using a kneader. did.

実施例2〜6、比較例1〜5
組成を表2、3に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物を調製し、さらに得られた組成物を加熱硬化させて硬化物を得た。
Examples 2-6, Comparative Examples 1-5
Except having changed the composition as shown in Tables 2 and 3, an epoxy resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, and the obtained composition was further heat-cured to obtain a cured product.

上記各実施例及び各比較例で得られたエポキシ樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価し、その結果を表2、3に併せ示した。   About the epoxy resin composition obtained by each said Example and each comparative example, various characteristics were evaluated by the method shown below, and the result was combined with Table 2, 3, and was shown.

(1)ゲル化温度
エポキシ樹脂組成物10gとガラス棒を入れた直径10mmのガラス試験管をオイルバスへ投入し、ガラス棒を1分間に1回の割合で上下させながら、オイルバスの温度を上昇させ、ガラス棒を上下動できなくなったときの温度を測定した。
(2)硬化物外観
エポキシ樹脂組成物を、75℃で1.5時間加熱し、75℃から145℃まで3.5時間かけて昇温後、145℃で2時間加熱して硬化させ、硬化物を得た。この硬化物の表面を目視にて観察し、気泡の数を計数するとともに、その大きさを光学顕微鏡により測定し、下記の基準で評価した。
◎:直径200μm以上の気泡なし
○:直径200μm以上400μm未満の気泡1〜9個
△:直径200μm以上400μm未満の気泡10〜29個
×:直径400μm以上の気泡あり、または直径200μm以上400μm未満の
気泡30個以上
(3)硬化収縮率(比重法)
(2)と同様の条件でエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させて硬化物試料片を作製し、JIS K 6911に準拠して硬化物比重を測定するとともに、硬化前のエポキシ樹脂組成物の比重(硬化前比重)をJIS K 0061に準拠して測定し、下記式より算出した。
硬化収縮率(%)=[(硬化物比重−硬化前比重)/硬化前比重]×100
(4)曲げ強さ・曲げ弾性率
(2)と同様の条件でエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させて硬化物試料片を作製し、JIS K 6911に準拠して、温度25℃にて測定した。
(5)曲げ変形量
(2)と同様の条件でエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させて、(4)と同様の硬化物試料片を作製し、JIS K 6911に記載の試験法で試料片が破断するまでの変形量(mm)を求めた。
(6)コイル含浸性
ボビン(内径21mm)にポリエステルイミドコートワイヤ(50μmφ)を約22000回巻き付けて作製したモデルコイルに、エポキシ樹脂組成物を含浸させ、(2)と同様の条件で加熱硬化させた。この加熱硬化処理後のモデルコイルを切断し、含浸状態を観察し、下記の基準で評価した。
◎:含浸率99%以上
○:含浸率95%以上99%未満
△:含浸率90%以上95%未満
×:含浸率90%未満
(7)耐クラック性
PPE(ポリフェニレンエーテル)板のスプール材(40mm×20mm×1.5mm)上に平角銅導体(40mm×5mm×1.5mm)を載せ、両端を銅線(直径0.2mm)で接続した後、エポキシ樹脂組成物で覆い、(2)と同様の条件で加熱硬化させ、10mm厚の樹脂付き板とした。このサンプルに、140℃で20分間保持後、−40℃で10分間保持(昇温及び降温速度 6℃/min)を1サイクルとする冷熱サイクル試験を行い、目視による観察でクラックまたは部材との剥離が発生するまでのサイクル数を測定した。
(1) Gelation temperature A 10 mm diameter glass test tube containing 10 g of an epoxy resin composition and a glass rod is put into an oil bath, and the temperature of the oil bath is adjusted while raising and lowering the glass rod once a minute. The temperature when the glass rod could not be moved up and down was measured.
(2) Appearance of cured product The epoxy resin composition was heated at 75 ° C for 1.5 hours, heated from 75 ° C to 145 ° C over 3.5 hours, then heated at 145 ° C for 2 hours to be cured and cured. I got a thing. The surface of the cured product was visually observed, the number of bubbles was counted, the size was measured with an optical microscope, and evaluated according to the following criteria.
A: No bubbles having a diameter of 200 μm or more ○: 1 to 9 bubbles having a diameter of 200 μm to less than 400 μm Δ: 10 to 29 bubbles having a diameter of 200 μm to less than 400 μm ×: Bubbles having a diameter of 400 μm or more 30 bubbles or more (3) Curing shrinkage (specific gravity method)
The epoxy resin composition is heated and cured under the same conditions as in (2) to prepare a cured product sample piece, and the cured product specific gravity is measured in accordance with JIS K 6911. The specific gravity of the epoxy resin composition before curing ( (Specific gravity before curing) was measured according to JIS K 0061 and calculated from the following formula.
Curing shrinkage rate (%) = [(cured product specific gravity−specific gravity before curing) / specific gravity before curing] × 100
(4) Flexural strength / flexural modulus The epoxy resin composition was heated and cured under the same conditions as in (2) to produce a cured sample piece, which was measured at a temperature of 25 ° C. according to JIS K 6911. .
(5) Bending deformation amount The epoxy resin composition is heated and cured under the same conditions as in (2) to prepare a cured sample piece similar to (4), and the sample piece is obtained by the test method described in JIS K 6911. The amount of deformation (mm) until breakage was determined.
(6) Coil impregnation A model coil produced by winding a polyester imide-coated wire (50 μmφ) around a bobbin (21 mm inner diameter) about 22,000 times is impregnated with an epoxy resin composition and cured under the same conditions as in (2). It was. The model coil after the heat curing treatment was cut, the impregnation state was observed, and the following criteria were evaluated.
◎: Impregnation rate of 99% or more ○: Impregnation rate of 95% or more and less than 99% △: Impregnation rate of 90% or more and less than 95% ×: Impregnation rate of less than 90% (7) Crack resistance PPE (polyphenylene ether) plate spool material ( 40 mm x 20 mm x 1.5 mm) is placed on a rectangular copper conductor (40 mm x 5 mm x 1.5 mm), and both ends are connected with a copper wire (diameter 0.2 mm), and then covered with an epoxy resin composition. (2) And cured by heating under the same conditions as described above to obtain a 10 mm thick resin-attached plate. This sample was subjected to a thermal cycle test in which the sample was held at 140 ° C. for 20 minutes and then held at −40 ° C. for 10 minutes (temperature increase and temperature decrease rate: 6 ° C./min) for one cycle. The number of cycles until peeling occurred was measured.

Figure 2015168687
Figure 2015168687

Figure 2015168687
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表2及び表3からも明らかなように、実施例に係るコイル含浸用樹脂組成物は、硬化収縮が略0(ゼロ)まで低減されており、このようなコイル含浸用樹脂組成物を用いることにより、信頼性に優れたコイル装置を得ることができることが確認された。   As is apparent from Tables 2 and 3, the resin composition for impregnating coils according to the examples has a curing shrinkage reduced to substantially zero, and such a resin composition for impregnating coils is used. Thus, it was confirmed that a coil device having excellent reliability can be obtained.

Claims (6)

(A)エポキシ樹脂、(B)酸無水物硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)熱膨張性バルーン、及び(E)無機充填剤を含有するコイル含浸用樹脂組成物であって、
前記(D)成分が、当該樹脂組成物のゲル化温度より5〜30℃低い膨張開始温度を有する熱膨張性バルーンから選択される1種以上で、かつ(A)成分100質量部あたり、1〜20質量部含有されることを特徴とするコイル含浸用樹脂組成物。
A resin composition for coil impregnation comprising (A) an epoxy resin, (B) an acid anhydride curing agent, (C) a curing accelerator, (D) a thermally expandable balloon, and (E) an inorganic filler,
The component (D) is one or more selected from thermally expandable balloons having an expansion start temperature 5 to 30 ° C. lower than the gelation temperature of the resin composition, and per 100 parts by mass of the component (A) A resin composition for impregnating a coil, which is contained by 20 parts by mass.
前記(D)成分の熱膨張性バルーンが、熱可塑性樹脂からなるシェル内に発泡剤を内包させたものであることを特徴とする請求項1記載のコイル含浸用樹脂組成物。   2. The resin composition for coil impregnation according to claim 1, wherein the thermally expandable balloon of the component (D) is obtained by encapsulating a foaming agent in a shell made of a thermoplastic resin. (A)成分100質量部あたり、(C)成分の硬化促進剤を0.1〜10質量部、(E)成分の無機充填剤を100〜850質量部含有することを特徴とする請求項1または2記載のコイル含浸用樹脂組成物。   (A) 0.1-100 mass parts of hardening accelerators of (C) component and 100-850 mass parts of inorganic fillers of (E) component are contained per 100 mass parts of component (A). Or the resin composition for coil impregnation of 2. 前記(D)成分の熱膨張性バルーンの未膨張時(膨張前)の平均粒径が5〜50μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のコイル含浸用樹脂組成物。   The resin composition for coil impregnation according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermally expandable balloon of component (D) has an average particle size of 5 to 50 µm when not inflated (before inflation). object. 前記(E)成分の無機充填剤が、球状シリカであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のコイル含浸用樹脂組成物。   The resin composition for coil impregnation according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic filler of the component (E) is spherical silica. 請求項1乃至5のいずれか1項記載のコイル含浸用樹脂組成物をコイルに含浸させ加熱硬化させてなることを特徴とするコイル装置。   A coil device comprising a coil impregnated with the resin composition for impregnating a coil according to any one of claims 1 to 5 and heat-cured.
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