JP2543167B2 - 導電性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は可変抵抗器，固定抵抗器あるいは各種電子機
器用回路板や電磁波シールド材として使用され、密着
性，半田耐熱性，耐環境性に優れ、かつ可変抵抗器等で
要求される耐摩耗性にも極めて優れた導電性樹脂組成物
に関するものである。

従来の技術 従来、導電性樹脂組成物としてはキシレンフェノール
樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を樹脂バインダー
とし、これに炭素粉を添加分散させたものが知られてい
る。導電性樹脂組成物における樹脂バインダーは被着物
との密着に優れ、半田耐熱性を有し環境変動が極めて少
ないことが望まれる。一方、可変抵抗器のように刷子が
塗膜上を摺動する場合は炭素粉の添加比率が極めて多い
場合でも塗膜の削れを最少限にとどめることが要求され
る。塗膜が削れると電気的接続がなくなり本来の機能を
うしなうからである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、樹脂バインダーとしてのキシレンフェ
ノール樹脂は半田耐熱性はあるもののセラミック基板に
対しては密着性に劣り、環境変動も大きい欠点を有して
おり、エポキシ樹脂は密着性には優れるが熱変形温度が
低く半田耐熱性に劣り、かつ環境変動も大きい欠点があ
った。さらに炭素粉を高充填した場合、具体的には樹脂
100重量部に対し炭素粉を70重量部以上充填した場合塗
膜はやわらかくなり、刷子の摺動に対して削れを防ぐこ
とができなくなる問題があった。

課題を解決するための手段 本発明は導電性樹脂組成物の樹脂バインダーとして、
構造式 の基本構造（以下基本構造Ａという）をモノマー単位と
する合成樹脂とビスフェノール型エポキシ樹脂の混合物
を用い、粉体充填材として導電性粉末と平均粒径0.7〜
３μｍ、最大粒径25μｍ以下でかつモース硬度４以上の
無機または有機粉体を用いたものである。

作 用 以上により構成された導電性樹脂組成物はフェノール
樹脂積層板だけでなく、ガラスやセラミックに対しても
良好な密着性を有するとともに、優れた半田耐熱性や耐
環境性を示すものである。

実施例 まず、本発明の概要を以下に説明すると、本発明にお
ける樹脂バインダーの中で 構造式 の基本構造を有する基本構造Ａをモノマー単位とする合
成樹脂は、特開昭60−1209号公報として既に開示されて
いるものであり、高い表面硬度を有し、半田耐熱性に優
れ、かつ環境変動が少ない特徴を有し、フェノール積層
板への密着性に優れるが、反面セラミックやガラス基板
への密着性には問題があった。具体的には60℃90〜95％
R.H.の湿度雰囲気中に放置するとクロスカットテーピン
グテストで塗膜の剥離が生ずる。発明者らは基本構造Ａ
をモノマー単位とする合成樹脂とビスフェノール型エポ
キシを組合せることで環境変動についてもさらに改善で
き、ガラスやセラミックへの密着にも優れたものになる
ことを見い出した。基本構造Ａをモノマー単位とする合
成樹脂100重量部に対しビスフェノール型エポキシ樹脂
が５重量部にみたないときはガラス，セラミックへの密
着性が充分でなく、環境変動、特に熱的変動に対する効
果がない。50重量部より多いときは半田浸セキによる抵
抗値変動が大になるともに印刷適性も悪くなる。

次に、炭素粉体および平均粒径0.7〜３μｍ最大径25
μｍ以下の無機または有機粉体との組合わせについては
通常炭素粉体のみを樹脂100重量部に対し70重量部以上
添加した場合、塗膜は極めてもろくなるが平均粒径0.7
μm,最大粒径25μｍ以下でかつモース硬度４以上の無機
または有機粉体と組合せることで刷子の摺動に対しても
耐摩耗性を有するようになる。さらに基本構造Ａをモノ
マー単位とする合成樹脂単独あるいはビスフェノール型
エポキシ樹脂と通常のイミダゾール系硬化助剤単独の場
合、耐摩耗性の硬化は少なく基本構造Ａをモノマー単位
とする合成樹脂とビスフェノール型エポキシ樹脂を組合
せた時に最も耐摩耗性の効果が発現することから本発明
における樹脂バインダーと炭素粉体と無機または有機粉
体が絶妙にマッチングしていると考えられる。無機また
は有機粉体の耐摩耗性効果の基本的な発現原理は塗膜中
で構造材としての役割りをはたすためと考えられるが平
均粒径が0.7μｍより小さい場合小さすぎて構造材とは
なり得ず構造材効果を発現させるために大量に添加する
と塗膜抵抗値が大巾に増大しかつ刷子摺動時に電気的接
触が不安定になる。また粉体が小さすぎると吸油量が増
大する結果、比較的に粉体表面をぬらすための樹脂量が
不足し構造材効果を得ることはさらに困難となる。逆に
平均粒径が３μｍを超え、最大粒径が25μｍを超えると
構造材効果はあるものの塗膜表面状態が粗となり刷子が
摺動時に一次的に粉体上にのりあげる結果電気的接続が
不安定になったり刷子金属が洋白や銀・金メッキしてい
る場合削れ易くなる。

樹脂100重量部に対し炭素粉体が70重量部より少ない
時は炭素粉体表面をぬらす樹脂量は充分であり構造材と
して無機または有機粉体を添加する必然性は無く150重
量部より多いと構造材として無機または有機粉体を添加
しても耐摩耗性効果は発現しない。無機または有機粉体
の量は樹脂100重量部炭素粉体70〜150重量部に対し８重
量部以下では耐磨耗性効果はなく、30重量部を超えると
樹脂バインダー量とのバランスをうしない逆に塗膜がも
ろくなっている。無機または有機粉体の硬度はモース硬
度４未満ではやわらかすぎて構造材とはなり得ない。ま
た種々形状の粉体を比較検討した結果球状粉体が構造材
としての耐摩耗性を有しかつ刷子の摺動時の電気的接触
状態が安定していることがわかった。尚、本発明におけ
る導電粉体は炭素粉，金属粉，導電性金属酸化物，炭化
物，チッ化物やそれらの複合材料を使用することが可能
であり、無機または有機粉体としては種々の金属酸化物
や固定樹脂あるいはそれらの複合粉を用いることができ
る。

また、無機または有機粉体は球状のもののみでなく、
略球状（塊状）なども含まれることは勿論である。

本発明の具体的実施例について以下に説明する。

（実施例１） 基本構造Ａより成る樹脂として次の（ａ），（ｂ），
（ｃ）の各樹脂を合成した。

３モル付加メチロール化ビスフェノールＡ樹脂
（ａ）、なお、この（ａ）９重量部に対しレゾールフェ
ノール樹脂１重量部、イソプロピルアルコール２重量部
を加えて反応させエーテル化変性樹脂（ｂ）とした。ま
た（ａ）をアクリル酸で変成しエステル化変性樹脂
（ｃ）とした。上記種々の基本構造Ａより成る樹脂100
重量部に対しビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｄ）を
０〜100重量部添加し、さらに炭素粉末としてアセチレ
ンブラック：人造黒鉛粉末＝45:55の比率で上記各樹脂
合計100重量部に対し60〜200重量部、無機または有機粉
体として平均粒径1.3μm,最大粒径11μｍのシリカ粉体
（ｅ）と平均粒径2.1μm,最大粒径8.3μｍのフェノール
樹脂粉体（ｆ）０〜50重量部を以下各種配合で添加し種
々の導電性樹脂組成物を得た。前記各組成物をスクリー
ン印刷法でアルミナ基板に塗布し215℃30分間焼付硬化
させた。このものの260℃10秒半田浸せき後の抵抗値変
動85℃85±５％R.H1000時間後の抵抗値変動と密着性,12
0℃1000時間後の抵抗値変動，耐摺動摩耗性についてそ
れぞれ試験し、表−1,2の結果となった。尚耐摩耗性に
ついては可変抵抗器として組立てて15000反複摺動後、
抵抗値変動が±５％以上のものあるいは電気的接触状態
が不安定になるものを不良とみなした。

なお、表１における炭素粉末と添加粉体の添加量（重
量部）は、基本構造Ａより成る樹脂とビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂との混合樹脂量（100重量部）に対する
ものであり、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の添加量
（重量部）は基本構造Ａより成る樹脂との混合樹脂量が
100重量部となる添加量を示している。従って基本構造
Ａより成る樹脂100重量部に対するビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂の添加量は、表１においてビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂の添加量が３の場合は約3.09重量部、
40の場合は約67重量部となる。

（実施例２） 実施例１による本発明の配合例No.2について、添加粉
体の種類と粒子径を種々変更したインキについて、その
印刷表面状態と15000反複摺動後の耐摩耗性を試験し
た。判定基準は、表面状態については表面粗度を測定し
10点平均粗度で６μ以上のものは不良とした。また耐摩
耗性については実施例１と同一の評価基準とした。結果
を表−3,4に示した。

発明の効果 以上のように本発明にかかる導電性樹脂組成物は、密
着性を有し、半田耐熱性や温湿度等の耐環境性に優れ、
かつ導電性粉体を高充填した場合でも耐摩耗性に優れた
ものであることから産業上の効果大なるものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の基本構造をモノマー単位とする合成
   樹脂 および、この基本構造をモノマー単位とする合成樹脂10
   0重量部に対してビスフェノール型エポキシ樹脂５〜50
   重量部、前記樹脂混合物100重量部に対して導電性粉末
   として炭素粉体70〜150重量部および平均粒径0.7〜３μ
   m,最大粒径25μｍ以下でかつモース硬度４以上である無
   機または有機粉体を含むことを特徴とする導電性樹脂組
   成物。