JPH0619073B2 - 電気抵抗用塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気抵抗用塗料、より詳しく云うと、樹脂基
板上に形成される印刷抵抗器に使用するのに適した。一
液性で低温硬化が可能な電気抵抗用塗料に関する。

［従来技術］ 印刷抵抗器は、通常、樹脂基板の上に、カーボンと樹脂
とからなる印刷塗料を用いて所望の抵抗パターンをスク
リーン印刷し、適当な温度と時間をかけて加熱硬化する
ことによりつくられる。このような印刷抵抗器は、通常
の電気抵抗器と同様に、優れた負荷寿命特性、耐湿特
性、耐湿負荷寿命性、温度特性、耐経年変化特性等を有
することが要求されるほか、工程における抵抗塗料の抵
抗値の変化が小さい、低い温度で抵抗塗料を硬化するこ
とができる、長い可視時間を提供することができるなど
の印刷抵抗器に特有な要件も充足することが要求され
る。

印刷抵抗耐湿性を改善するために、通常、合成樹脂基板
上の抵抗印刷部に下塗りを施して加熱硬化し、その上に
抵抗用塗料を印刷して更に加熱硬化する。使用されるべ
き抵抗は、一般に数十Ωから数百ｋΩに亘るので、かか
る印刷は４乃至５回行なわれるが、印刷毎に１２０℃前
後の温度で仮硬化して、その上に次の印刷を行なう。こ
のような印刷は、通常、スクリーン印刷法により実施さ
れるが、印刷毎にマクスが変わるので、仮硬化処理は省
略することができない。最後の印刷が終った後に１６０
℃程度の温度で硬化して、抵抗の印刷、硬化処理を終了
する。その後、絶縁の目的及び機能的損傷を防ぐため、
上塗り塗料の印刷と硬化とを行ない、最後に文字、記号
等の表示印刷を施こし、硬化を行なって全工程を終了す
る。

上記のようにしてつくられる印刷抵抗器では、印刷基板
として、紙フエノール系の積層板が用いられるほか、特
殊な場合にはガラス繊維を用いたエポキシ樹脂積層板も
使用される。

また、上記した印刷抵抗器の製造においては、数＋Ωか
ら数百ｋΩに亘る抵抗を提供する印刷抵抗塗料を使用す
るため、基本抵抗値をもつ標準塗料を数種類用意し、必
要に応じて、所望の抵抗値を有する印刷塗料を調合し
て、使用することが行なわれている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来技術においては、上記のように、熱
処理が数回に亘って行なわれるので、これによる抵抗値
の変動は避けられない。かかる抵抗値の変動は一般に、
高抵抗の塗料になるほど大きくなる。従って、公差の小
さい抵抗値を印刷によってつくるには、熱処理における
抵抗変化の少ない抵抗塗料を得ることが必要となる。

また、印刷基板として使用される紙フエノール系積層板
は、耐熱性が低く、従って、熱処理は、１６０℃で２時
間程度に抑さえなければならないが、このように温度を
低くしても、この温度に耐えることができる積層板の入
手は、限られたものとなる。入手可能な積層板の殆んど
は、「ふくれ」、「そり」などの著しい形状変化を起
し、また、熱処理中にガスを発生するなどの欠点を持っ
ている。

更に、調合された印刷塗料は、可使時間が短く、しかも
ゲル化あるいは変質し易いという欠点がある。また、熱
可塑性樹脂を溶剤に溶かしてなる電気抵抗用塗料も提案
されているが、抵抗器の電気的諸特性を満たすことがで
きず、使用することができない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の電気抵抗用塗料は、エポキシ樹脂、ポリビニル
フェノール、キシレン樹脂及びイミダゾール化合物を主
成分とするワニスと、カーボンブラック及びグラファイ
トの少なくとも一方から形成されかつワニスに分散され
た微粉末とからなり、ワニスが６１乃至８６重量％のエ
ポキシ樹脂、１０乃至２９重量％のポリビニルフェノー
ル及び１．５乃至１３重量％のキシレン樹脂からなる樹
脂成分組成物を有するものである。

本発明においては、エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェ
ノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグ
リシジルエーテルなどの多価フェノールのポリグリシジ
ルエーテル、エポキシ化フェノールノボラック樹脂、エ
ポキシ化クレゾールノボラック樹脂などを単独で、又は
組合わせて使用することができる。

ポリビニルフェノールは、アクケニル系重合体として炭
酸数が２乃至４のアルケニル基を有する１価フェノール
の重合体、例えば、ポリビニルフェノール（ポリヒドロ
キシスチレン）、ポリ−ｎ−プロペニルフェノール、ポ
リイソプロペニルフェノール、ポリ−ｎ−ブテニルフェ
ノール、ポリ第２ブテニルフェノール、ポリ第３ブテニ
ルフェノール及びこれらの混合物などを使用することが
できる。このアルケニル系重合体は、重量平均分子量が
5000乃至 8000の範囲にあるものが好ましい。

キシレン樹脂は、メタキシレンとホルマリンとからつく
られるものであり、メタキシレンがメチレン、ジメチレ
ンエーテル、アセタールなどの化学結合により得られた
オリゴマー構造体である。キシレン樹脂は、平均分子量
が５００乃至６００の範囲にあるものが好ましい。

イミダゾール化合物は、低温硬化剤を形成するものであ
り、本発明においては、２，４−ジアミノ−６−［２′
−メチルイミダゾリル（１′）］エチル−Ｓ−トリアジ
ン、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリ
ル（１′）］エチル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌール
酸付加物、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシ
メチルイミダゾールなどを単独で又は組合わせて使用す
ることができ、可使時間の長い、低温硬化可能な硬化剤
として用いることができる。かかる硬化剤により、本発
明の電気抵抗用塗料の硬化温度を１２０乃至１６０℃の
範囲とすることができる。

本発明の電気抵抗用塗料は、上記したエポキシ樹脂、ポ
リビニルフェノール、キシレン樹脂及びイミダゾール化
合物を混合してワニス即ち樹脂バインダをつくり、これ
に導電性付与剤であるカーボンブラック微粉末、グラフ
ァイト微粉末又はこれらの混合物を混練分散させること
によりつくることができる。かくして得られた塗料は、
紙フェノール基板に、スクリーン印刷により所望のパタ
ーン印刷を施こし、焼付けて印刷抵抗器を形成するもの
である。

即ち、実施例レベルで見ると、本発明の電気抵抗用塗料
の樹脂成分であるエポキシ樹脂、ポリビニルパラフェノ
ール樹脂及びキシレン樹脂の量を変えて種々の混合樹脂
をつくり、これにイミダゾール硬化剤を加えてワニス即
ち樹脂バインダーをつくり、これにカーボンブラック微
粉末を混練分散させて抵抗用塗料を得た。これを用いて
スクリーン印刷により所定のパターンの印刷を行ない、
これを、例えば、予め１２０℃、１４０℃及び１６０℃
の温度で各５０分下塗り焼付けを施した紙フェノール基
板に焼付けて低抗体をつくる。この抵抗印刷体は、１６
０℃以下の温度で焼付けることができる。

次に、銀ペーストをスクリーン印刷することにより、電
極を形成することができる。最後に、抵抗の部分に上塗
りを施して、印刷抵抗器が形成される。

第１Ａ乃至第１Ｃ図は、下塗りの焼付けれぞれ１２０℃
−５０分、１４０℃−５０分及び１６０℃−５０分で、
抵抗の焼付けをそれぞえ１２０℃−５０分、１４０℃−
５分及び１６０℃−５０分で、銀電極の乾燥をそれぞれ
１２０℃−３０分、１４０℃−３０分、及び１４０℃−
３０分で、かつ、上塗りの乾燥をそれぞれ１２０℃−３
０分、１４０℃−３０分、及び１４０℃−３０分で行な
ってそれぞれ得られた抵抗器の耐熱放置試験の結果と抵
抗器におけるエポキシ樹脂、ポビニルパラフェノール樹
脂及びキシレン樹脂からなる三元系混合樹脂の組成との
関係を示し、第２Ａ乃至２Ｃ図は、同じく耐湿放置試験
と混合樹脂との関係を示す。

これらの結果から、硬化温度の影響を受けずに、双方の
試験の変化率が±１０％以内という印刷抵抗器の規格を
満足する三元系の各成分比率は、ほぼエポキシ樹脂が６
１乃至８６％、ポリビニルパラフェノール樹脂が１０乃
至２９％、キシレン樹脂が１．５乃至１３％の範囲にあ
ることがわかった。この分布を第３図に示す。

また、イミダゾールは混合樹脂中に約０．５乃至５．５
重量パーセント存在させることができる。

［作用］ 上記構成の本発明に係る電気抵抗用塗料においては、エ
ポキシ樹脂は結合体、即ち、バインダーとして作用し、
ポリビニルフェノールは塗料の密着性の改善や電気的特
性の向上に寄与し、キシレン樹脂は塗料の硬化時に生ず
る収縮による抵抗値の変動を抑制する機能を発揮し、イ
ミダゾール化合物は低温硬化剤として作用するとともに
可使時間の長い塗料を提供するものであり、カーボンブ
ラツク及びグラファイト微粉末は導電性付与剤としての
作用を行なう。

［効果］ 以上のように、本発明に係る電気抵抗用塗料は、製造工
程における抵抗値の変化が小さく、低い硬化温度を有
し、しかも可視時間が長いので、抵抗値の温度特性、高
温高湿下での抵抗値の変化率などの、印刷抵抗器に必要
な所望の特性を提供することができ、しかも基板のそ
り、ふくれなどの変形を極力抑えることができるという
優れた効果を奏する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。以下の実施例において、パーセント
及び部は、重量について云うものである。

実施例１ エポキシ樹脂（油化シエル化学製エピコート＃８２８）
６９．３％、キシレン樹脂（三菱瓦斯化学製ニカノール
ＨＨ）７．７％及びポリビニルパラフェノール樹脂（丸
善石油化学製レジンＭ）２３．１％とからなる混合樹脂
１００部に、消泡剤（信越化学製ＫＳ−６０３）０．５
部、２−４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリ
ル（１′）］エチル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌール
酸付加物硬化剤（四国化成工業製）１．５部、カーボン
ブラック（電気化学製アセチレンブラック）２１部、同
（三菱化成製ダイヤブラックＭＡ−８Ｂ）６３部及びジ
エチルフタレート１７３部を添加して得た組成物を、擂
潰機に入れて２乃至６時間撹拌混練して本実施例の電気
抵抗用塗料、即ち、印刷抵抗インクをつくった。次に、
１２０℃、１４０℃及び１６０℃で各５０分間下塗り焼
付けを予め施した３種類の紙フェノール積層基板上に、
抵抗インクをスクリーン印刷により所望のパターンに印
刷し、これらを乾燥炉においてそれぞれ１２０℃，１４
０℃及び１６０℃で５０分間焼付けて、硬化を行なっ
た。

次に、銀ペーストを用いて電極をスクリーン印刷し、そ
れぞれ１２０℃，１４０℃及び１４０℃で３０分間乾燥
した。最後に、抵抗の部分に上塗りを施こし、それぞれ
１２０℃，１４０℃及び１４０℃で３０分間乾燥を行な
い、印刷抵抗Ａ−１，Ｂ−１及びＣ−１を得た。このよ
うにして得た印刷抵抗器の面積抵抗値並びに耐熱報知試
験，耐湿放置試験及び負荷寿命試験の結果は第１表に示
す通りであった。

また、これらの印刷抵抗の温度特性は、第４図に示す通
りであった。第１表及び第４図から明らかなように、得
られた抵抗器は、いずれも変化率が１０％以内で規格を
満足するものであり、焼付け温度の影響を実質上受けて
いないことがわかる。

実施例２ エポキシ樹脂（油化シエル化学製エピコート＃８２８）
６９．３％、キシレン樹脂（三菱瓦斯化学製ニカノール
ＨＨ）７．７％及びポリビニルパラフェノール樹脂（丸
善石油化学製レンジＭ）２３．１％からなる混合樹脂１
００部に、消泡剤（信越化学製ＫＳ−６０３）０．５
部、２−４−ジアミノ−６−（２′−メチルイミダゾリ
ル（１′）］エチル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌール
酸付加物硬化剤（四国化成工業製）２．２部、カーボン
ブラック（電気化学製アセチレンブラック）２４．６
部、同（三菱化成製ダイヤブラックＭＡ−８Ｄ）６２．
７部及びジエチルフタレート１７８部を添加して得た組
成物を用い、実施例１を繰返した。得られた抵抗器Ａ−
２，Ｂ−２及びＣ−２の各試験結果は第２表に示す通り
であった。また、温度特性も実施例１とほぼ同様であっ
た。

実施例３ 実施例１及び２で使用したものと同じ銘柄のエポキシ樹
脂６８．９％、キシレン樹脂６．１％及びポリビニルパ
ラフェノール樹脂２５％からなる混合樹脂１００部に、
同じ銘柄の消泡剤０．５部、硬化剤１．５部、カーボン
ブラック２５部及び６３部、並びにジエチルフタレート
１８２部を加えてつくった組成物を用い、実施例２を実
質上繰返した。得られた抵抗器Ａ−３，Ｂ−３及びＣ−
３の試験結果は第３表に示す通りであった。また、温度
特性は、実施例１とほぼ同様であった。

実施例４ 実施例１及び２で使用したものと同じ銘柄のエポキシ樹
脂６９．２％、キシレン樹脂７．７％及びポリビニルパ
ラフェノール樹脂２３．１％からなる混合樹脂１００部
に、同じ銘柄の消泡剤０．５部、硬化剤３．０部、カー
ボンブラック２６部及び６部、並びにジエチルフタレー
ト１８３部を加えてつくった組成物を用い、実施例２を
実質上繰返した。得られた抵抗器Ａ−４，Ｂ−４及びＣ
−４の結果は第４表に示す通りであった。また、温度特
性は、実施例１とほぼ同様であった。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ乃至１Ｃ図はエポキシ樹脂、キシレン樹脂及びポ
リパラビニルフェノール樹脂からなる三元系混合樹脂の
耐熱放置試験の結果を示す三元系組成図、第２Ａ乃至２
Ｃ図は同じく耐湿放置試験の結果を示す三元系組成図、
第３図は三元系混合樹脂の各成分の量の好ましい範囲を
示す三元系組成図、第４図は印刷抵抗器の温度特性を示
すグラフ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 準一 埼玉県所沢市美原町４丁目2982‐３ 北陸 電気工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 山田 俊昭 埼玉県比企郡滑川町大字都25‐１ 四国化 成工業株式会社開発センター内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂、ポリビニルフェノール、キ
   シレン樹脂及びイミダゾール化合物を主成分とするワニ
   スと、 カーボンブラック及びグラファイトの少なくとも一方か
   ら形成されかつ前記ワニスに分散された微粉末とからな
   り、 前記ワニスが６１乃至８６重量％のエポキシ樹脂、１０
   乃至２９重量％のポリビニルフェノール及び１．５乃至
   １３重量％のキシレン樹脂からなる樹脂成分組成を有す
   ることを特徴とする電気抵抗用塗料。