JP2001026741A - 電気絶縁被覆用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワックス含浸性がよく、かつ、デイップコート
材料の電気特性、硬化収縮、作業性にすぐれた取り扱い
やすい塗料を提供する。 【解決手段】熱硬化性樹脂及び充填剤を必須成分とする
電気絶縁被覆用組成物であって、熱硬化性樹脂としてレ
ゾール型フェノール樹脂とノボラック型フェノール樹脂
を含み、熱硬化性樹脂分が組成物全体の５〜２０重量％
であることを特徴とする電気絶縁被覆用組成物であっ
て、好ましくは、熱硬化樹脂がレゾール樹脂１０〜５０
重量％及びノボラック樹脂５０〜９０重量％からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品用絶縁塗
料、特にコンデンサー類、フィルター類あるいはハイブ
リッドＩＣなど電気絶縁用保護皮膜を形成するための外
装塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品は湿気からの保護及び機械的保
護を目的に絶縁被覆塗料により外装を施している。この
絶縁塗料の特性は直接電子部品の信頼性に大きな影響を
与える。一方、電子部品の被覆方法には溶剤系デイップ
コート法、注型法、粉体外装法、成形法などがある。こ
の中で溶剤系デイップコート法は、熱硬化性樹脂、充填
剤、添加剤等よりなる組成物に溶剤を配合してペースト
状塗料に電子部品を浸漬被覆し、風乾操作により溶剤を
部分蒸発させた後、加熱硬化処理して電子部品を被覆す
る方法である。

【０００３】溶剤系のデイップコート法に使用する材料
は通常８０％以上と多量に充填剤を含んだものであり、
少量の樹脂が溶剤により溶解して多量のフィラーが均一
にコーテイングされることにより、硬化収縮が小さく、
その硬化塗膜の熱膨張率がセラミック並に小さく、内部
ストレスも小さいので耐熱衝撃性に優れている。特にセ
ラミックコンデンサー類、フィルター類、バリスター
類、大型の基板を用いたハイブリッドＩＣには好適な塗
料である。

【０００４】この溶剤系ディップコート材料は上述のよ
うに絶縁被覆塗料として好ましい特性を有しているが、
充填剤を多量に含んでいることよりデイップ作業時に充
填剤が沈降して塗料組成が不均一となる傾向は避けられ
ない。そのため充填剤の沈降が遅く、かつ沈降物が軟ら
かくソフトケーキ状であり、攪拌により容易に元のペー
ストに戻ることが要求される。これは有機ベントナイト
などの添加剤の配合により解決することができるが、硬
化塗膜が緻密化されてワックス含浸性が著しく阻害され
る。また、沈降を安定させる揺変剤は微粉であるため硬
化収縮を大きくし、塗膜クラック発生等の硬化物特性に
悪影響を与える。そのため、配合量は最少に厳密に管理
する必要がある。デイップコート材料は硬化塗膜が緻密
性のある要求がある一方、ハイブリッドＩＣの一部やフ
ィルター用途には緻密でなくワックス含浸性の良く、上
記した様に充填剤の沈降が遅く、かつ沈降物がソフトケ
ーキ状であり、デイップ作業時タレの少なく、更に硬化
収縮の小さいソリの発生のない材料の開発が望まれてい
る。

【０００５】なお，溶剤系ディップコート法に用いる被
覆材料としては、粉末状で供給し、使用時にアルコール
類やケトン類などの低沸点の溶剤を加えてペースト化す
るものと、あらかじめ溶剤を加えてペースト状にし、供
給しているものとの２種がある。前者の粉末状で供給さ
れる材料は後者のペースト状のものに比し、使用前に粉
末に対し所定量の溶剤を配合して攪拌機で混合、熟成な
どの予備作業を要するので使用勝手は悪いものの、輸
送、貯蔵時の危険物取り扱い処置が回避されるだけでな
く、材料の保存性が良いのが特徴であり、それぞれ使い
分けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記した
諸問題を改良するために研究した結果、熱硬化性樹脂、
充填剤、添加剤等からなる溶剤系ディップコート材料に
おいて、熱硬化性樹脂の主成分として所定量のレゾール
型フェノール樹脂（以下、レゾール樹脂という）とノボ
ラック型フェノール樹脂（以下、ノボラック樹脂とい
う）を併用使用することにより、充填剤の沈降性、沈降
物のソフトケーキ化及びタレ防止などの諸課題が解決で
き、かつ、ワックス含浸性（フィルターの場合はワック
ス抜け性）が良く、ソリの少ない硬化塗膜が得られるこ
とを知見した。ノボラック樹脂は通常硬化にヘキサメチ
レンテトラミンを必要とするが、本願はノボラック樹脂
とレゾール樹脂を併用使用することで緩やかな硬化を図
るものである。本発明の目的とするところはワックス含
浸性がよく、硬化時収縮に伴うソリの発生が少なく、か
つ、デイップコート材料の電気特性、作業性にすぐれた
取り扱いやすい塗料を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱硬化性樹脂
及び充填剤を必須成分とする電気絶縁被覆用組成物であ
って、熱硬化性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂と
ノボラック型フェノール樹脂を含み、熱硬化性樹脂分が
組成物全体の５〜２０重量％であることを特徴とする電
気絶縁被覆用組成物に関するものである。

【０００８】本発明は、好ましくは熱硬化性樹脂はレゾ
ール樹脂およびノボラック樹脂からなる。高速液体クロ
マトグラフ型ＨＬＣでスチレンカラムを用いて測定した
数平均分子量は、好ましくはレゾール樹脂では３００〜
５００、ノボラック樹脂では５００〜１２００である。
これらの好ましい配合割合はレゾール樹脂１０〜５０重
量％、ノボラック樹脂５０〜９０％である。この配合割
合においては硬化性が良好であり、かつ反りが少なく好
ましい。

【０００９】本発明において使用するレゾール樹脂とは
フェノール類１モルに対し通常ホルムアルデヒドを１〜
３モル、好ましくは１．１〜１．８モルである。触媒と
しては、通常含窒素化合物触媒、あるいは含窒素化合物
とアルカリ土類金属触媒を併用使用して、常法により縮
合脱水させた樹脂である。ここで、フェノール類とはフ
ェノール、クレゾール、レゾルシン、パラターシャリー
ブチルフェノールなどのアルキルフェノールである。ホ
ルムアルデヒドは通常ホルマリン水溶液が使用される
が、この他にパラホルムアルデヒドでもよい。含窒素化
合物とは、アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノ
ールアミン、アニリン、ヘキサメチレンテトラミンなど
である。アルカリ土類金属とはカルシウム、マグネシウ
ム、バリウムなどのアルカリ土類金属の酸化物、水酸化
物である。

【００１０】本発明において使用するノボラック樹脂と
は、前記レゾール樹脂で使用されるフェノール類とホル
ムアルデヒドを用い、触媒としてシュウ酸などの有機酸
及び硫酸などの無機酸、酢酸亜鉛などの有機酸塩の一種
又はそれ以上を使用して、常法により縮合脱水させた樹
脂である。本発明の熱硬化性樹脂成分としてノボラック
樹脂を配合すると沈降性、タレ性、ソリを向上させる効
果がある。

【００１１】溶剤を除く組成物中、熱硬化性樹脂成分の
添加量は５〜２０重量％が好ましい。樹脂が５重量％未
満では所望の強度を有する絶縁被膜が得られにくく、２
０重量％を超える場合は硬化収縮が大きくなり塗膜への
クラック等の発生の原因となる。

【００１２】本発明において使用する充填剤は、溶融シ
リカ、結晶シリカ、炭酸カルシウム、アルミナなどの無
機充填剤である。これら充填剤の粒径は５〜４０μｍで
あり、好ましくは５〜３０μｍである。平均粒径５μｍ
未満の充填剤の使用はワックス含浸性が低下すると共に
塗膜クラックが発生の傾向があり、強度が低下する。４
０μｍを超えると塗膜の平滑性が低下する。また、強
度、タレ、ソリ等の特性面から見て溶融シリカ又は溶融
シリカと炭酸カルシウムの併用が好ましい。この溶融シ
リカと炭酸カルシウムの併用割合は溶融シリカ１００重
量部に対し、炭酸カルシウム５０重量部以下である。炭
酸カルシウムの配合量が増すと強度の低下傾向があるの
で３〜３０重量部であることがより好ましい。

【００１３】本発明の態様の一つとしてペースト化に使
用する溶剤は、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶
剤、エチルアルコールなどのアルコール系溶剤、アセト
ン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、その他、
エステル系、エーテル系、エーテルアルコール系、エー
テルエステル系などの溶剤１種または２種以上使用す
る。本発明の組成物は輸送上等の問題を解決のため粉末
組成物として製造し、使用前に溶剤でペースト状にする
ことも一つの態様として採用できる。添加剤については
密着性をより向上させるためにシラン系カップリング剤
やチタン系カップリング剤を充填剤に対し０．１〜１．
５重量％配合することが好ましい。他の添加剤としては
微粉末シリカなどの揺変剤の少量添加およびイミダゾー
ル化合物や芳香族アミン化合物などの硬化促進剤、消泡
剤、顔料、染料また少量のメラミン樹脂、エポキシ樹脂
など適宜配合することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を実施例および比較例により説明
する。なお、ここに記載している「部」および「％」は
すべて「重量部」および「重量％」を示す。

【００１５】（製造例１）フェノール９４部、３７％ホ
ルマリン１４６部、触媒として２８％アンモニア水１５
部と水酸化カルシウム０．５部を仕込み、温度１００℃
で４０分間反応を行い、次いで真空下で脱水を行なって
融点６７℃の固形レゾール樹脂（以下、固形レゾールと
いう）を得た。

【００１６】（製造例２）フェノール９４部、３７％ホ
ルマリン６０部、触媒としてシュウ酸１部を仕込み温度
１００℃で３時間反応を行い、次いで、真空下で脱水を
行って融点７０℃のノボラック樹脂を得た。

【００１７】（実施例１〜３、比較例１〜３）表１に示
す配合割合で粉砕混合して粉末組成物を得た。次いで、
粉末組成物１００部に対し、アセトン対メタノール=３
対１の混合溶剤２５部とエポキシシランカップリング剤
０．５部を配合して２時間混合してペーストを作り、更
に上記混合溶剤で希釈して２５℃における粘度を１５ポ
イズに調整した。調整したペーストを用いて、沈降性、
沈降物の状況、タレ性、ワックス含浸性、ソリ、曲げ強
度を測定した。評価結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】各特性の評価方法は次の通りである。 １．沈降性：１００ｍｌのメスシリンダーに１００ｍｌ
のペースト（１５ポイズ）を入れ、静置して上澄液の分
離開始時間（Ｈｒ）、５時間後の分離量（ｍｌ）からペ
ーストの沈降安定性を評価した。 ２．沈降物の硬さ：ペースト調整後常温で１ヶ月間放置
したペースト中にガラス棒を差し込み、ペースト沈降物
の硬さを観察した。 ３．タレ性：ペースト調整後常温で１ヶ月間放置したペ
ーストについて、スライドグラスを縦長方向に半分だけ
浸漬し、ゆっくり引き上げて上下を反転させ、タレの度
合いを目視により観察した。タレのないものを○、ある
ものを×と表示した。 ４．ワックス含浸性：セラミック基板上にペーストを約
１０ｍｍΦにドロップした後、風乾して１５０℃６０分
硬化した。この試験片を１１５℃の赤色染料で着色した
マイクロクリスタリンワックス液中に３０分間浸漬した
後、試験片を取り出し、切断して、ワックスの含浸度合
（含浸率％）を求め、塗膜のワックス含浸性を把握し
た。 ５．ソリ：セラミック基板（巾１８ｍｍ×長さ２００ｍ
ｍ×厚さ１ｍｍ）にペーストを１．７ｍｍ厚に片面に塗
装し、風乾して１５０℃６０分で硬化した。硬化後の試
験片のソリ量を測定した。 ６．曲げ強度：調整したペーストを型に流し込んだ後、
風乾して１５０℃ ６０分焼成して巾３０ｍｍ×長さ１
００ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片を作成し、この試験片を
２ｍｍ／分の荷重速度で曲げ強度を測定した。

【００１９】

【発明の効果】本発明の電気絶縁被覆用組成物は、溶剤
を配合した時充填剤を多量に含んだ溶剤系のデイップコ
ート材料として耐熱衝撃性に優れていることはもとよ
り、沈降安定性、タレ性などのデイップ時の作業性に優
れ、ペーストの取り扱いが容易である。更に加熱硬化時
の収縮が小さく、ソリの発生が非常に少ない材料であ
る。また、硬化塗膜のワックス含浸性およびフィルター
の場合のワックス抜け性も良く、含浸性が要求される用
途には諸特性を向上することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂及び充填剤を必須成分とす
   る電気絶縁被覆用組成物であって、熱硬化性樹脂として
   レゾール型フェノール樹脂とノボラック型フェノール樹
   脂を含み、熱硬化性樹脂分が組成物全体の５〜２０重量
   ％であることを特徴とする電気絶縁被覆用組成物。
2. 【請求項２】 熱硬化性樹脂が、レゾール型フェノール
   樹脂１０〜５０重量％、ノボラック型フェノール樹脂５
   ０〜９０重量％からなる請求項１記載の組成物。
3. 【請求項３】 充填剤が溶融シリカと炭酸カルシウムか
   らなり、溶融シリカ１００重量部に対し炭酸カルシウム
   ３〜５０重量部である請求項１又は２記載の組成物。