CN101053045A - 糊剂、电阻糊剂、它们的制造方法以及可变电阻器 - Google Patents

Abstract

可变电阻器具有：电阻体基板(10)、包括形成在其主面上的集电体(12b)和在电阻体(15)上滑动的触片的滑块(35)、以及保持并旋转该滑块的转轴。电阻体(15)由含有导电性填充物、未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂、以及可溶性酚醛树脂的初始原料构成，可溶性酚醛树脂的含量大于线型酚醛清漆树脂的含量。

Description

糊剂、电阻糊剂、它们的制造方法以及可变电阻器

技术领域

本发明涉及一种糊剂、电阻糊剂、它们的制造方法以及具有由上述电阻糊剂的固化物构成的电阻体的可变电阻器。

背景技术

过去，填充物的结合剂采用可溶性酚醛树脂类或线型酚醛树脂类的酚醛树脂，形成糊剂，采用该糊剂或其固化物来作为例如油墨、粘接剂、摩擦材料、密封材料、防带电材料、电压比直线元件、燃料电池的分离器等。根据用途，这时的填充物可以使用碳和金属等导电性物质、二氧化硅和氧化铝等非导电物质、甚至能够使用氯乙烯这样的有机物，填充物的形状除了粒子形以外，也有须状物质。

另外，在可变电阻器领域中，作为形成于基板上的厚膜的电阻体，一般采用用于形成碳类厚膜电阻体的碳糊剂。这种电阻糊剂已知是一种对炭黑和石墨等导电性填充物添加可溶性酚醛树脂的物质(参照专利文献1)，或者是添加线型酚醛清漆树脂的物质(参照专利文献2)。

酚醛树脂是用酸或碱缩合酚类和醛(主要是甲醛)而得到的热固化性树脂，是重要的电绝缘材料。用酸作为缩合剂而得到的黄色透明的可溶可熔性的树脂被称为线型酚醛树脂类，是通过添加固化剂来成形。用碱作为缩合剂而得到的黄褐色油状的树脂被称为可溶性酚醛树脂类，是通过加热逐渐使之固化的。

但是，在添加可溶性酚醛树脂的糊剂中，在用于提高分散性的混匀过程中，如果温度比室温高出很多，则存在着进行聚合反应、混匀物产生凝胶化的问题。在基板上涂敷凝胶化了的糊剂而形成的电阻体，由于与基板的粘着强度以及韧性差，而且，体积密度小，所以在触点滑动时磨损大，不能长时间使用。另外，因为可溶性酚醛树脂是添加大量的甲醛而合成的，所以残留了很多甲醛，则在电阻的制作过程中需要有针对飞散的对策。

另一方面，线型酚醛清漆树脂是同时添加固化剂(通常使用六亚甲基四胺)和溶剂，则不会发生上述的凝胶化。但是，因为由于固化剂分解而产生了氨，所以不仅存在着对环境有影响的问题，而且基板材料也只限于具有耐氨性的材料。另外，为了相对剧烈地进行固化反应，虽然取决于固化剂的添加量，但是作为糊剂，它的保存稳定性不好。

专利文献1：特开昭60-23460号公报

专利文献2：特开平11-251113号公报

因此，本发明的目的在于提供一种能够防止制造时的凝胶化且残留甲醛的飞散少、也不会生成氨、保存稳定性良好的糊剂及其制造方法。

本发明的其它目的在于提供一种能够防止制造时的凝胶化残留甲醛的飞散少、与基板的粘着性良好、而且不受固化剂对基板材料的限制且保存稳定性良好的电阻糊剂及其制造方法。

本发明的另一个目的在于提供一种通过使用上述电阻糊剂、能够长时间地使用的可变电阻器。

发明内容

为了实现上述目的，与第1发明相关的糊剂的特点是：含有填充物、未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂、以及可溶性酚醛树脂，上述可溶性酚醛树脂的含量大于上述线型酚醛清漆树脂。

与第2发明相关的电阻糊剂的特点是：含有导电性填充物、未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂、以及可溶性酚醛树脂，上述可溶性酚醛树脂的含量大于上述线型酚醛清漆树脂。

在与第2发明相关的电阻糊剂中，上述导电性填充物能够采用炭黑和石墨。另外，上述各成分的成分之比最好为导电性填充物占35～62wt％，线型酚醛清漆树脂占6～38wt％，可溶性酚醛树脂占12～47wt％。

与第3发明相关的糊剂的制造方法的特点是：包括在高于该树脂的软化点或熔点的温度时混匀填充物和未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂的工序；以及当上述混匀物冷却到室温附近后、添加并混合大于混匀时添加的上述线型酚醛清漆树脂的量的可溶性酚醛树脂和溶剂的工序。

与第4发明相关的电阻糊剂的制造方法的特点是：包括在高于该树脂的软化点或熔点的温度时混匀导电性填充物和未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂的工序；以及当上述混匀物冷却到室温附近后、添加并混合大于混匀时添加的上述线型酚醛清漆树脂的量的可溶性酚醛树脂和溶剂的工序。导电性填充物最好采用炭黑和石墨。

与第5发明相关的可变电阻器的特点是：具有配置在基板主面上的电阻体、以及在该电阻体上滑动的滑块，上述电阻体由上述电阻糊剂的固化物构成。

如果采用与第1及第2发明相关的糊剂和电阻糊剂，则是对填充物添加未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂和可溶性酚醛树脂而生成的物质，能够防止混匀时的凝胶化，而且因为减少了可溶性酚醛树脂的添加量，所以能够减少残留甲醛的飞散量。另外，因为未添加固化剂，所以不会产生氨，具有良好的保存稳定性。

特别是，如果采用与第2发明相关的电阻糊剂，则因为能够防止混匀时的凝胶化，所以电阻体对于基板的粘着性好，能够长时间使用，而且因为不会产生氨，所以不限于使用具有耐氨性的基板。

另外，如果采用与第3和第4发明相关的制造方法，则可溶性酚醛树脂的添加量大于线型酚醛清漆树脂的添加量，且通过在混匀添加物和未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂后，添加并混合可溶性酚醛树脂和溶剂，从而能够得到不会产生残留甲醛飞散和氨的糊剂以及电阻糊剂。

特别是，如果采用与第4发明相关的制造方法，则能够得到可形成电阻值变化及滑动电阻噪声小的良好特性的电阻体的电阻糊剂。

即，本发明通过并用过去单独采用的线型酚醛清漆树脂和可溶性酚醛树脂，从而能够得到解决了单独添加中的问题的糊剂和电阻糊剂。

附图说明

图1表示作为本发明的一个实施例的可变电阻器，(A)是俯视图，(B)是侧视图。

图2是表示上述可变电阻器的截面图。

图3是表示上述可变电阻器的电阻体基板的俯视图。

图4是表示上述基板的浇铸成形状态的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明与本发明相关的糊剂、电阻糊剂、它们的制造方法以及可变电阻器的实施例。

首先参照图1～图4来说明与本发明相关的可变电阻器的一个实施例、以及其结构。

该可变电阻器包括：由树脂成形品构成的电阻基板10、由树脂成形品构成的覆盖层20、以及由具有滑块35的树脂成形品构成的转轴30。基板10具有中心孔11，并埋设端子12、13。端子12的端部12a从基板10的侧面突出，中央部作为圆环状的集电体12b，露出在基板10的表面上。端子13的端部13a(参照图4)从基板10的侧面突出，另一个端部13b露出在基板10的表面上。

如图4所示，上述端子12、13是将长条的带材40冲压成规定形状而形成的，并且插入没有图示的成形金属模中，形成基板10。在该树脂成形后，在基板10的表面上大致地形成近似圆环状的电阻体15(参照图3)，电阻体15的相互相对的两个端部15a与上述端子13的另一个端部13b连接。电阻体15是厚膜形成与本发明相关的电阻糊剂而制成的，电阻糊剂的成分及其制造方法将在后面说明。

在基板10的表面上以同心圆来设置集电体12b和电阻体15，集电体12b位于电阻体15的内侧。

转轴30具有中心孔31，并且在凸缘部32的周围安装了滑块35，安装在基板10的中心孔11上，能够自由旋转。滑块35由导电性金属材料构成，具有在弹性接触的状态下在电阻体15上滑动的刷状的第1触片35a、以及在弹性接触的状态下在集电体12b上滑动的刷状的第2触片35b。

如图1(A)所示，转轴30的中心孔31是占满圆形孔的一部分的形状。通过向中心孔31中插入没有图示的操作旋转轴并且在左右任意方向上旋转，从而滑块35与转轴30能够一体地转动，改变触片35a、35b相对于电阻体15以及集电体12b的接触位置，从而调整端子12、13间的电阻值。

下面，来说明电阻体15采用的电阻糊剂。该电阻糊剂含有导电性填充物(导电性粒子)、未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂、以及可溶性酚醛树脂，可溶性酚醛树脂的含量大于上述线型酚醛清漆树脂。导电性填充物通常采用炭黑和石墨。

以高于该树脂的软化点或熔点的温度来混匀导电性粒子和未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂，当该混匀物冷却到室温附近后，添加并混合含量大于线型酚醛清漆树脂的可溶性酚醛树脂与溶剂，从而制成该电阻糊剂。

在上述电阻糊剂中，因为首先对于导电性粒子添加且混匀未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂，然后添加可溶性酚醛树脂，所以能够防止单独添加可溶性酚醛树脂时的凝胶化，提高电阻体15对于基板10的粘着强度及韧性，能够提高电阻体15的滑动耐磨损性。而且，由于减少了可溶性酚醛树脂的添加量，所以能够减少残留甲醛的飞散量。近些年，出售的线型酚醛清漆树脂是减少了酚单体量的树脂，采用这样的树脂，也能够减少酚单体的飞散量。

另外，因为线型酚醛清漆树脂未添加固化剂，所以不会由于固化剂(通常使用的是六亚甲基四胺)的分解而产生氨，基板10也不受到耐氨性材料的限制，而且糊剂的保存稳定性也好。

这里来说明本发明者采用的制造方法的具体例子以及实验结果。首先，用设定为120℃的加压式混合机来混匀炭黑45wt％、石墨17wt％、线型酚醛清漆树脂6wt％，当冷却到室温附近后，再添加并混合可溶性酚醛树脂32wt％和沸点为200℃附近的溶剂，并采用滚筒来制作糊剂。该电阻糊剂相当于下述表1中所示的试料编号3。

在可变电阻器的基板上印刷该糊剂，使其形成马蹄形图案，在220℃下使其固化，形成电阻体。然后，组装具有施加了Pd合金镀层的触点刷的滑块，使其在电阻体上滑动并转动，从而制成可变电阻器。在1000万次的旋转试验后的电阻值变化为-0.82％，滑动电阻噪声相对于输入电压为0.44％。

而且，本发明者按照下述表1中所示的试料编号1、2、4～16的成分比以及在可溶性酚醛树脂的添加温度下制作电阻糊剂，组装成与上述相同的可变电阻器，并且测定其电阻值变化和滑动电阻噪声。

[表1]

试料编号	成分比(wt％)				可溶性酚醛树脂添加温度(℃)	电阻值变化(％)	滑动电阻噪声(％)
								炭黑	石墨	线型酚醛清漆树脂	可溶性酚醛树脂
	1	45	17	19								19	混匀后27	1.35	0.88
2					45	17	12	26	混匀后25	1.18	0.61
	3	45	17	6								32	混匀后30	-0.82	0.44
4					40	15	22	23	混匀后22	0.85	0.76
	5	40	15	15								30	混匀后23	0.55	0.69
6					40	15	8	37	混匀后22	-0.84	0.70
	7	35	7	29								29	混匀后28	0.87	1.21
8					35	7	20	38	混匀后28	0.62	0.94
	9	35	7	11								47	混匀后26	-0.78	0.88
10					45	17	26	12	混匀后27	4.60	18.72

11	40	15	30	22	混匀后25	3.22	4.50
								12	35	7	38	20	混匀后24	3.62	8.24
13	30	5	35	30	混匀后24	2.20	2.58
								14	45	17	6	32	混匀前25	15.21	17.18
15	45	17	6	32	混匀中120	14.56	16.56
								16	45	17	6	32	混匀结束92	8.95	10.13

从表1能够知道，试料编号1～9的电阻糊剂显示了良好的电阻值变化以及滑动电阻噪声。如果可溶性酚醛树脂的含有量少于线型酚醛清漆树脂的含有量(参照试料编号10～13)，则发现电阻值变化和滑动电阻噪声劣化。

另外，如同试料编号14的如果在线型酚醛清漆树脂的混匀前、混合可溶性酚醛树脂，或者如同试料编号15的如果在线型酚醛清漆树脂的混匀中而且室温以上、混合可溶性酚醛树脂，或者如同试料编号16的即使在线型酚醛清漆树脂的混匀结束后但在较高温的状态下、混合可溶性酚醛树脂，则电阻值变化和滑动电阻噪声将变大。

接着，更加详细地说明上述实施例中的作用效果。

树脂复合电阻体中的寿命劣化的情况是伴随着由于电阻体的塑性变形或磨损而产生的电阻值变化、由于电阻体的疲劳磨损而产生的裂缝、以及由于磨损粉的再附着而产生的接触电阻变化的滑动噪声。

为了防止这样的寿命劣化，最重要的是减少磨损量，同时即使磨损，也力图使其绝缘性磨损粉形成微小粉状。因此，导电性粒子(导电性填充物)必须均匀分散，这样能够形成韧性高的电阻体。  为了得到最佳的分散性，最佳的效果是采用能够施加很强剪断力的混合机等的混匀方法来分散树脂和导电性填充物。

在上述实施例中，因为在充分地冷却之后添加具有固化作用的可溶性酚醛树脂，所以混匀物不会凝胶化，且与基板的粘着强度和韧性强，另外还能够得到具有很高体积密度的电阻体。

再者，如同试料编号10～13的电阻糊料，如果可溶性酚醛树脂含量低于线型酚醛清漆树脂含量，则固化反应不充分，电阻的磨损量增大，电阻值变化将变大，或者缺乏热稳定性。

另外，当在混匀前、混匀中和混匀结束时等的高温时添加可溶性酚醛树脂(试料编号14～16)，则将进行聚合反应，混匀物发生凝胶化。由采用凝胶化了的混匀物的糊剂形成的电阻体，如上所述，由于与基板的粘着强度和韧性将变差，而且体积密度变小，所以触点滑动时磨损增大，且电阻值变化和滑动电阻噪声变大，很难长时间持续使用。

另外，与本发明相关的糊剂、电阻糊剂、它们的制造方法以及可变电阻器不仅限于上述实施例，也可以在其要点范围内进行各种变化。

特别是，与本发明相关的可变电阻器不限于具有作为一个实施例所述的结构的可变电阻器，当然也能够适用于具有其它结构的可变电阻器。

另外，填充物能够采用由各种材料形成的粒子和须状物，得到的糊剂和成形物能够用于各种用途。例如，能够适用于油墨、粘着剂、摩擦材料、密封材料、防带电材料、电压比直线元件、燃料电池的分离器等。

另外，在制造方法中，也可以能够稍微减少最初添加的线型酚醛清漆树脂的量，在混匀、冷却后，在添加可溶性酚醛树脂时，再追加线型酚醛清漆树脂。

再者，也可以将填充物的一部分(容易分散的石墨等的颗粒直径比较大的粒子)与可溶性酚醛树脂同时添加。而且，在上述实施例中，虽然溶剂的沸点设为接近200℃，但是本发明并没有限定于此。

工业上的实用性

如上所述，本发明对于糊剂、电阻糊剂有用，特别能够防止制造时的凝胶化，且具有保存稳定性好的优点。

Claims (8)

1.一种糊剂，其特征在于，

含有填充物、未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂、可溶性酚醛树脂，所述可溶性酚醛树脂的含量大于等于所述线型酚醛清漆树脂。

2.一种电阻糊剂，其特征在于，

含有导电性填充物、未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂、可溶性酚醛树脂，所述可溶性酚醛树脂的含量大于等于所述线型酚醛清漆树脂。

3.如权利要求2中所述的电阻糊剂，其特征在于，

所述导电性填充物是炭黑和石墨。

4.如权利要求2或3中所述的电阻糊剂，其特征在于，

所述导电性填充物的含量为35～62wt％，所述线型酚醛清漆树脂占6～38wt％，所述可溶性酚醛树脂占12～47wt％。

5.一种糊剂的制造方法，其特征在于，

具有：

在该树脂的软化点或熔点以上的温度下混匀填充物和未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂的工序；

以及当所述混匀物冷却到室温附近后、添加并混合含量大于等于混匀时添加的所述线型酚醛清漆树脂的可溶性酚醛树脂和溶剂的工序。

6.一种电阻糊剂的制造方法，其特征在于，

具有：

在该树脂的软化点或熔点以上的温度下混匀导电性填充物和未添加固化剂的线型酚醛清漆树脂的工序；

以及当所述混匀物冷却到室温附近后、添加并混合含量大于等于混匀时添加的所述线型酚醛清漆树脂的可溶性酚醛树脂和溶剂的工序。

7.如权利要求6中所述的电阻糊剂的制造方法，其特征在于，

所述导电性填充物采用炭黑和石墨。

8.一种可变电阻器，其特征在于，

具有：设置在基板主面上的电阻体、以及在该电阻体上滑动的滑块，所述电阻体由权利要求2至权利要求4中的任一项所述的电阻糊剂的固化物构成。

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