JPH02263877A - 摺接パターン用印刷導電ペースト - 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、回転式可変抵抗器やスライド式スイッチ等の
電子部品の基板上に形成される各種パターンとして用い
られる印刷導電ペーストに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、回転式可変抵抗器、回転式スイッチ、スライド式
スイッチ、スライド式可変抵抗器等の電子部品は、基板
上に形成した集電パターンや抵抗体パターンの上に金属
製の摺動子の摺動接点を摺接させることによって、その
電子部品の抵抗値やスイッチのオンオフ状態を変化して
いる。

この種電子部品の基板として硬質のフェノール系または
エポキシ系あるいはセラミック系のものを用いた場合は
、その上に形成する抵抗体パターンには、フェノール系
の樹脂バインダーと、銀。

カーボン等の導電粉と、グリコール誘導体等の溶剤を混
合してなる印刷導電ペーストを用いていた。

またこの種電子部品の基板として可撓性を有するポリエ
ステルフィルム等を用いる場合は、その上に形成するパ
ターンには、ポリエステル、ポリウレタン等の可撓性樹
脂バインダーと、銀、カーボン等の導電粉と、グリコー
ル誘導体等の溶剤を混合してなる印刷導電ペーストを用
いていた。

そしてこれらの基板に形成した各種パターン上には、摺
動子の摺動接点が摺接することとなる。

なおこの摺動接点には、銀メツキされたりん青銅等の金
属を用いることが少なくない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの種従来の印刷導電ペーストにあっては
、基本的に有機樹脂が主成分であるため、前記金属製の
摺動子の摺動接点との摩擦によって徐々に磨耗し、つい
には要求される性能を維持できなくなるという問題点が
あった。

特に印刷導電ペーストとして可撓性のある材料を用いた
場合には、その材料が軟弱であるため、その磨耗が激し
いという問題点があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、摺動接
点が頻繁に摺接しても、磨耗しにくく、導電率若しくは
電気的接触が長時間にわたって安定する印刷導電ペース
トを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は印刷導電ペーストを
、°樹脂バインダー、導電性粉末、溶剤を主成分とする
導電ペーストに、摩擦低減のため平均分子量１００００
以下、粒径１０ｔ１ｍ以下であってその動摩擦係数が０
．５以下のフッ素樹脂の粉末を、樹脂バインダーの固形
分に対して２重量部乃至３０重量部の範囲で配合して構
成した。

また本発明は、以上の組成物に、更に補強剤として粒径
１０μｍ以下、モース硬度８以上の金属炭化物粉を前記
樹脂バインダーの固形分に対して２重量部乃至３０重量
部の範囲で配合して構成した。

〔作用〕

上記の如く印刷導電ペーストを構成することにより、こ
れを使用した基板上の各種パターンの摩擦低減が図れ、
この各種パターン上に摺動子の摺動接点が頻繁に摺接し
ても、＃＃ｆｌＬ、にくく、導電率若しくは電気的接触
が長時間にわたって安定する。

〔実施例〕

以下、本発明の幾つかの実施例を従来例と比較しながら
詳細に説明する。

（１）まず実施例１，２を従来例Ａと比較して説明する
。

■実施例１ まず実施例１の印刷導電ペーストの製造方法を説明する
。

この印刷導電ペーストを製造するには、（１）キシレン
＃１ｍ５ｏ％含有ブタノール溶液１００重量部（このキ
シレン樹脂が樹脂バインダーである）に、（ｉ）アセチ
レンブラック２゜８重量部、ファーネスブラック２．８
重量部、グラファイト０．６重量部（以上が導電性粉末
である）、及び（ｉ）ポリ４フッ化エチレン樹脂粉末（
平均分子量５０００．粒径１０μｍ以下）２重量部（従
って前記キシレン樹脂の固形分に対してノールを揮散き
せた後に、（■）ブチルセロソルブ、エチルカルピトー
ルアセテート、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）（その組
成比５：４：１）からなる溶剤３０重量部を加えたもの
を３木ロールミルで混練する。これによってこの実施例
にかかる印刷導電ペーストが完成する。

この印刷導電ペーストの面積抵抗値は約８０にΩ／口で
あった。

そして第１図に示すように、この印刷導電ペースト１を
抵抗体パターンとしてフェノール積層板３上にスクリー
ン印刷によって馬子形状に印刷し、これを１９０℃にて
１５分間焼成することにより、回転式可変抵抗器の基板
を作成した。

なお第１図に示す５は銀ペースト、７はリン青銅に銀メ
ツキを施した摺動子である。

■実施例２ 次に実施例２の印刷導電ペーストの製造方法を説明する
。

この印刷導電ペーストを製造するには、（ｉ）キシレン
樹脂５０％含有ブタノール溶液１００重量部に、（ｉ）
アセチレンブラック２゜８重量部、ファーネスブラック
２．８重量部、グラファイト０．６重量部、及び（ｉ）
ポリ４フッ化エチレン樹脂粉末２重量部（従って前記キ
シレ（ｉｖ）ブチルセロソルブ、エチルカルピトールア
セテート、ＭＥＫ（その組成比５：４：１）からなる溶
剤３０重量部を加えたものを３本ロールミルで混°練す
る。

さらにこの実施例においては、上記のように混練した組
成物の中から分量５／１００を取り出し、これに（ｖ）
チタンカーバイド（Ｔｉｃ）５重量部（従って前記キシ
レン樹脂の固形分に対しては１０重量部ということにな
る）と、　（ｖｉ）前後、前記組成物の残りの分量９５
／１００を加え、これを１時間分散する。

これによってこの実施例にかかる印刷導電ペーストが完
成する。

なおこの実施例において（Ｖ）のチタンカーバイド（Ｔ
ｉ　Ｃ）は補強材としての金属炭化物粉である。

この印刷導電ペーストの面積抵抗値も約８０にΩ／口で
あった。

そして第１図に示すようにこの印刷導電ペースれ、これ
を１９０℃にて１５分間焼成することにより、回転式可
変抵抗器の基板を作成した。

■比較例Ａ 次に上記実施例１，２と比較するためにポリ４フッ化エ
チレン樹脂の粉末やチタンカーバイド（ＴｉＣ）を配合
しない従来の印刷導電ペーストも作成した。

この印刷導電ペーストを製造するには、（ｉ）キシレン
樹内５０％含有ブタノール溶液１００重量部に、（ｉ）
アセチレンブラック２゜８重量部、ファーネスブラック
２．８重量部、グラファイト０．６重量部を配合する。

次にこれをライカイ機にて一昼夜攪拌し、ブタノールを
揮散させた後に、（ｉ）ブチルセロソルブ、エチルカル
ピトールアセテート、ＭＥＫ（その組成比５：４：１）
からなる溶剤３０重量部を加えたものを３本ロールミル
で混練する。これによってこの比較例にかかる印刷導電
ペーストが完成する。

この印刷導電ペーストにあっても面積抵抗値は約８０に
Ω／口であった。

そして第１図に示すようにこの印刷導電ペースれ、これ
を１９０℃にて１５分間焼成することにより、回転式可
変抵抗器の基板を作成した。

次に本件発明者は以上のようにして作成した実施例１．
実施例２．比較例Ａの各基板上に、第１図に示すような
摺動子７の摺動接点を摺接させて、その摺動回数と抵抗
値（抵抗体パターン両端の最大抵抗値）の変化率との関
係を測定した。

第２図はその測定結果を示す図である。

同図に示すように、比較例Ａにおいては、一端抵抗値が
大きく下がった後に再び大きく上昇している。この抵抗
値の上昇はこの抵抗体パターンが劣化していることを示
す。

一方ボリ４フッ化エチレン樹脂を配合した実施例１は、
少し抵抗値が減少した後に再び上昇して抵抗体パターン
が劣化しているが、前記比較例Ａさらに実施例１の導？
ＥＳ′？−＋にチタンカーバイド（Ｔｉ　Ｃ）をも配合
した実施例２は、抵抗値が徐々に減少した後若干上昇す
るのみであり、該抵抗体パターンの劣化はほとんどない
ことがわかった。

次に本件発明者は上記実施例１．実施例２．比較例Ａの
各基板上に、第１図に示すような摺動子の摺動接点を摺
接させて、その摺動回数と集中接触抵抗（ＪＩＳ　Ｃ５
２６１５，８方法Ｂによる）との関係を測定した。

第３図はその測定結果を示す図である。

同図に示すように、比較例Ａにおいては、摺動回数が増
えれば増えるほど集中接触抵抗が上昇している。

これに対して、ポリ４フ・ソ化エチレン樹脂を配合した
実施例１は、集中接触抵抗が上昇１士するが、前記比較
例Ａに比べてその増加の程度が力）なイド（Ｔｉｃ）を
も配合した実施例２にあっては、その集中接触抵抗はほ
とんど変化しなり）ことがわ力）つた。

（２）次に実施例３を従来例Ｂと比較して説明する。

■実施例３ まず実施例３の印刷導電ペーストの製造方法を説明する
。

この印刷導電ペーストを製造するには、（１）ポリウレ
タン系可撓性印刷導電ペースト（市販のもので樹脂バイ
ンダー含有量が約２０〜２５％のものである。なおその
内容は例えば樹脂バインダー〔例えばポリウレタン樹脂
とセロソルブ系の溶剤〕と導電性粉末〔例えばカーボン
ブラックとグラファイト〕を配合したものである）５重
量部に、（ｉ）チタンカーバイド（ＴｉＣ）その後、（
ｉｖ）前記（ｉ）の印刷導電ペースト９５重量部にポリ
４フッ化エチレン樹脂２重量部ここで（１）のポリウレ
タン系可撓性印刷導電ペースト中には樹脂バインダー固
形分が約２０〜２５％含まれているので、（ｉ）のチタ
ンカー／＜イド（Ｔｉｃ）の樹脂バインダー固形分に対
する配合量は２０〜２５重量部ということになる。また
（ｉｖ）のポリ４フッ化エチレン樹脂の樹脂／くインダ
ー固形分に対する配合量は８〜１０重量部ということに
なる。

これによってこの実施例にかかる印刷導電ペーストが完
成する。

そして第１図に示すようにこの印刷導電ペース印刷し、
これを１５０℃にて２０分間焼成することにより、回転
式可変抵抗器の可撓性基板を作成した。

■比較例Ｂ 次に上記実施例３と比較するためにポリ４フ・７化エチ
レン樹脂の粉末やチタンカー／＜イド（ＴｉＣ）を配合
しない従来の印刷導電ペーストも作成した。

即ちこの印刷導電ペーストを製造するには、（ｉ）上記
実施例３に示す（１）と同一のポリウレタン系可撓性印
刷導電ペースト（市販のもので樹脂バインダー含有量が
約２０〜２５％のもの）を用意し、これをそのままポリ
エステルフィルム３′上にスクリーン印刷によって馬子
形状に印刷し、これを１５０℃にて２０分間焼成するこ
とにより、可変抵抗器の可撓性基板を作成した。

次に本件発明者は以上のようにして作成した実施例３．
比較例Ｂの各基板上に、第１図に示すような摺動子の摺
動接点を摺接させて、その摺動回数と抵抗値（抵抗体パ
ターン両端の最大抵抗値）の変化率との関係を測定した
。

第４図はその測定結果を示す図である。

同図に示すように、比較例Ｂにおいては、摺動子の摺動
回数が増せば増すほどその抵抗値が著しく増大し、その
抵抗体パターンの劣化が激しい。

一方ボリ４フッ化エチレン樹脂とチタンカーバイド（Ｔ
ｉＣ）を配合した実施例３は、摺動子の摺動回数が増せ
ば増すほどその抵抗値は増大するが、上記従来例Ｂに比
べてその増大の程度がかなり低く、その抵抗体パターン
の劣化が少ない。

次に本件発明者は上記実施例３．比較例Ａの各基板上に
、第１図に示すような摺動子の摺動接点を摺接させて、
その摺動回数と集中接触抵抗（ＪＩＳ　Ｃ５２６１５，
８方法Ｂによる）との関係を測定した。

第５図はその測定結果を示す図である。

同図に示すように、比較例Ｂにおいては、摺動回数が増
えれば増えるほど集中接触抵抗が上昇している。

これに対して、ポリ４フッ化エチレン樹脂とチタンカー
バイド（ＴｉＣ）を配合した実施例３は、集中接触抵抗
が若干上昇するのみであることがわかった。

（３）次に実施例４を従来例Ｃと比較して説明する。

■実施例４ まず実施例４の印刷導電ペーストの製造方法を説明する
。

この印刷導電ペーストを製造するには、（１）ポリウレ
タン系可撓性印刷導電ペースト（市販のもので樹脂バイ
ンダー含有量が約２０〜２５％のものである。なおその
内容は例えば前記実施例３の（ｉ）と同様のものを用い
る）５重量部に、（ｉ）チタンカーバイド（ＴｉＣ）５
重量その後、（ｉｖ）前記（ｉ）の印刷導電ペースト９
５重量部にポリ４フッ化エチレン樹脂５重量部これによ
ってこの実施例にかかる印刷溝１ペーストが完成する。

ここで（＋）のポリウレタン系可撓性印刷導電ペースト
中には樹脂バインダー固形分が約２０〜２５％含まれて
いるので、（ｉ）のチタンカーバイド（Ｔｉｃ）の樹脂
バインダー固形分に対する配合量は２０〜２５重量部と
いうことになる。また（ｉｖ）のポリ４フッ化エチレン
樹脂の樹脂バインダー固形分に対する配合量も２０〜２
５重量部ということになる。

そして第６図に示すように、こうして得られた印刷導電
ペースト１１を、銀ペースト１５を印刷・乾燥させたポ
リエステルフィルム１３上に、該銀ペースト１５に覆う
ように直線状にスクリーン印刷する。そしてこれを１５
０℃にて２０分間焼成することにより、同図に示すスラ
イド式スイッチの可撓性基板を作成した。

なお１７はその摺動接点が導電ペースト１１上を摺接す
る金属製の摺動子である。

■比較例Ｃ 次に上記実施例４と比較するためにポリ４フッ化エチレ
ン樹脂の粉末やチタンカーバイド（ＴｉＣ）を配合しな
い従来の印刷導電ペーストも作成した。

即ちこの印刷導電ペーストを製造するには、（ｉ）上記
実施例４に示す（１）と同一のポリウレタン系可撓性印
刷導電ペースト（市販のもので樹脂バインダー含有量が
約２０〜２５％のもの）を用意し、これをそのまま銀ペ
ースト１５を印刷・乾燥させたポリエステルフィルム１
３の上に、該銀ペースト１５を覆うように直線状に印刷
し、これを１５０℃にて２０分間焼成することにより、
第６図に示すようなスライド式スイッチの可撓性基板を
作成した。

次に本件発明者は以上のようにして作成した実施例４．
比較例Ｃの各基板上に、第６図に示すような摺動子１７
の摺動接点を摺接させて、その摺動回数と接触抵抗（Ｏ
Ｎ時の接触抵抗）との関係を測定した。

第７図はその測定結果を示す図である。

同図に示すように、比較例Ｃにおいては、摺動子の摺動
回数が増せば増すほどその抵抗値が著しく増大し、その
抵抗体パターンの劣化が激しい。

これに対してポリ４フッ化エチレン樹脂とチタンカーバ
イド（Ｔｉ　Ｃ）を配合した実施例４は、摺動子の摺動
回数が増せば増すほどその抵抗値は増大するが、上記比
較例Ｃに比べてその増大の程度がかなり低く、その抵抗
体パターンの劣化が少ないことがわかった。

以上本発明にかかる印刷導電ペーストをいくつかの実施
例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、配合する各材料及びその比率は所定の範囲で
変更できる。

即ち上記実施例においては、フッ素樹脂としてポリ４フ
ッ化エチレン樹脂を用いた場合を説明したが、本発明は
これに限られず、その動摩擦係数が０．５以下のフッ素
樹脂（例えばポリフッ化エチレンプロピレンエーテル樹
脂、ポリフッ化アルコキシエチレン樹脂、ポリ４フッ化
エチレン６フッ化プロピレン共集合樹脂等）であれば、
どのフッ素樹脂でも前記実施例と同等の効果を生ずるこ
とが確認できた。

なおここで上記動摩擦係数について定義する。

第８図は動摩擦係数の測定方法を示す図である。同図に
示すよう５に、動摩擦係数を測定するには、アルミニウ
ム製の回転テーブル９１上に試料であるフッ素樹脂粉を
敷きつめ、内半径ｒ、＝１（１）、外半径ｒ、＝１１２
ｃｍの銅製の円筒９２を３ｋｇの荷重で押し当てる。こ
の円筒９２には中心軸と直角にアーム９３が付いている
。

しかる後に回転テーブル９１を毎分６０回転の速さで回
転許せ、この時に円筒９２に伝わるトルクＦを、該円筒
９２の中心軸から９−４ｃｍの距離におけるアーム９３
上にて測定する。

そしてこれらの値を下式に代入すれば、動摩擦係数μが
得られるのである。

また上記各実施例においては、金属炭化物粉としてチタ
ンカーバイド（ＴｉＣ）を用いた場合を説明したが、金
属炭化物粉としてはこれに限られず、タングステンカー
バイド（ＷＣ）やシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の他
の各種の金属炭化物粉でも前記実施例と同等の効果を生
ずることが確認できた。

また本件発明者は、上記実施例以外に所定のフッ素樹脂
と金属炭化物粉の混合比を変えた各種の印刷導電ペース
トを作成してその性能を測定した。

その結果、・樹脂バインダー、導電性粉末、溶剤を主成
分とする印刷導電ペーストに、摩擦低減のために平均分
子量１００００以下で粒径１０μｍ以下且つその動摩擦
係数が０．５以下のフッ素樹脂の粉末を、樹脂バインダ
ーの固形分に対して２重量部乃至３０重量部の範囲（さ
らに好ましくは４重量部乃至２５重量部の範囲）で配合
するものであれば、その配合の比率はどのようにしても
よいことがわかった。

ここで上記フッ素樹脂の分子量が１００００を越えると
、印刷導電ペースト中での分散が阻害され、印刷導電ペ
ーストの流動性、平滑性が阻害されて不都合である。な
おこのフッ素樹脂の粒径が１０μｍを越えると、この印
刷導電ペーストを基板上に印刷したときに、その表面へ
のフ・ノ素樹脂粒子の露出が多く成り過ぎ、電気的接触
を阻害することとなり不都合である。一方フッ素樹脂の
配合量が樹脂バインダーの固形分に対して２重量部以下
の場合は摩擦低減という効果が充分には発揮できない。

またフッ素樹脂の配合量が樹脂バインダーの固形分に対
して３０重量部以上の場合はこの印刷導電ペーストの電
気的特性を阻害し、また機械的特性も低下する。

また以上の範囲のフッ素樹脂を配合した印刷導電ペース
トに、更に補強剤として金属炭化物粉を配合する場合、
その配合の割合は、粒径１０μｍ以下でモース硬度８以
上のものを、樹脂バインダーの固形分に対して２重量部
乃至３０重量部の範囲（好ましくは４重量部乃至２５重
量部の範囲）で配合すると、耐磨耗性は上記フッ素樹脂
のみを配合した印刷導電ペーストの場合に比べてもかな
り向上することもわかった。

ここで金属炭化物粉の粒径が１０μｍを越えると、この
印刷導電ペーストを基板−ヒに印刷したときに、その表
面への金属灰化物粉粒子の露出が多く成り過ぎ、電気的
接触の阻害、その表面の平滑性の阻害の原因となる。一
方金属炭化物粉の配合量が樹脂バインダーの固形分に対
して２重量部以下の場合は印刷導電ペーストを補強する
という効果が充分には発揮できない。また金属炭化物粉
の配合量が樹脂バインダーの固形分に対して３０重量部
以上の場合はこの印刷導電ペーストの電気的特性を阻害
し、また印刷導電ペーストの機械的特性も低下する。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る印刷導電ペー
ストによれば、これを使用した各種パターンに摺動子の
摺動接点が頻繁に摺接しても、磨耗しにくく、導電率若
しくは電気的接触が長時間にわたって安定するという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる印刷導電ペーストを用いた回転
式可変抵抗器の基板を示す平面図、第２図は実施例１．
実施例２．比較例Ａの各基板上を摺接する摺動子の摺動
回数と抵抗値の変化率との関係を示す図、第３図は実施
例１．実施例２．比較例Ａの各基板上を摺動する摺動子
の摺動回数と集中接触抵抗との関係を示す図、第４図は
実施例３、比較例Ｂの各基板上を摺接する摺動子の摺動
回数と抵抗値の変化率との関係を示す図、第５図は実施
例３．比較例Ｂの各基板上を摺動する摺動子の摺動回数
と集中接触抵抗との関係を示す図、第６図は本発明にか
かる印刷導電ペーストを用いたスライド式スイッチの基
板を示す平面図、第７図は実施例４．比較例Ｃの各基板
上を摺接する摺動子の摺動接点の摺動回数と接触抵抗と
の関係を示す図、第８図は動摩擦係数の測定方法を示す
図である。 図中、１，１１・・・印刷導電ペーストである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂バインダー、導電性粉末及び溶剤を混合した
   ものを主成分とする印刷導電ペーストに、平均分子量が
   １００００以下且つ粒径が１０μｍ以下であってその動
   摩擦係数が０．５以下のフッ素樹脂の粉末を、前記樹脂
   バインダーの固形分に対して２重量部乃至３０重量部の
   範囲で混合したことを特徴とする印刷導電ペースト。
2. （２）前記フッ素樹脂は、ポリ４フッ化エチレン樹脂、
   ポリフッ化エチレンプロピレンエーテル樹脂、ポリフッ
   化アルコキシエチレン樹脂、またはポリ４フッ化エチレ
   ン６フッ化プロピレン共重合樹脂であることを特徴とす
   る請求項（１）記載の印刷導電ペースト。
3. （３）前記印刷導電ペーストに、粒径１０μｍ以下でモ
   ース硬度８以上の金属炭化物粉を、前記樹脂バインダー
   の固形分に対して２重量部乃至３０重量部の範囲で混合
   したことを特徴とする請求項（１）または（２）記載の
   印刷導電ペースト。
4. （４）前記金属炭化物粉は、チタンカーバイド、タング
   ステンカーバイド、或いはシリコンカーバイドであるこ
   とを特徴とする請求項３記載の印刷導電ペースト。