JP2914654B2

JP2914654B2 - エナメル被覆電線用導電性接着剤

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Publication number: JP2914654B2
Application number: JP32236396A
Authority: JP
Inventors: 道夫竹内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: JPH10130599A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、ポリウレタン
エナメル被覆電線のようなエナメル被覆電線を接着する
接着剤に関し、特に、予め被覆の除去作業を必要とする
ことなく、導電性を確保しつつ電線を接着することが可
能な導電性接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在市販されている多くの電気製品や電
子製品には、エナメル被覆電線が広く使用されている。
エナメル被覆電線は、合成樹脂を分散させたワニスをシ
ンナー等の速乾性の溶剤に溶かし、電線の表面に塗布し
て焼き付けたものである。

【０００３】このようなエナメル被覆電線のうち、現在
使用されているものの殆どは、ポリウレタンエナメル被
覆からなるものである。ポリウレタンエナメル被覆電線
（以下、ＵＥＷ）は、末端基が−ＯＨから成るポリエス
テル樹脂と安定化ポリイソシアネート樹脂を主成分とす
るものである。ＵＥＷの最大の特徴は、被覆を剥離する
ことなくハンダ付けが出来る性質を有している点であ
る。即ち、ポリウレタンエナメル被覆は、ハンダ付けの
際に加熱される温度（４００〜５００℃）で分解するよ
うになっている。

【０００４】また、ＵＥＷ以外のエナメル被覆電線で
は、ハンダ付けの際の温度では被覆が分解しないので、
予め被覆を削り取る等の作業が必要になる。また、耐熱
性を向上させたある種のＵＥＷでも、被覆剥離の前作業
が必要になる場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近における電気製品
や電子製品の小型化に伴い、使用される部品も小さなも
のが使用されるようになってきている。そして、これに
伴い、上述したエナメル被覆電線も径の細いものが使用
されるようになってきている。例えば、各種電子機器で
使用される小型のコイルやトランス等では、直径０．１
から０．０１ｍｍ程度の電線が使用されている。

【０００６】このような細いエナメル被覆電線について
は、たとえそれがＵＥＷであっても一般にハンダ付けが
困難である。即ち、例えば直径０．０５ｍｍ以下の細い
エナメル被覆電線は、ハンダごてを接触させた際にハン
ダごての熱によって一瞬のうちに蒸発して断線してしま
うからである。このため、エナメル被覆を溶剤によって
溶かし出す化学的処理や削り出し等の物理的処理によっ
て除去する前作業が必要になっている。

【０００７】また一方、大型のコイルや小型のモーター
等で使用される比較的太いエナメル被覆電線について
は、ハンダ付けの際の熱によってはエナメル被覆が充分
に分解しない問題も生じている。例えば、直径１ｍｍ以
上の太いエナメル被覆電線では、ハンダ付け時のハンダ
ごてからの熱のみによってはエナメル被覆が充分分解し
ないため、熱融解したハンダ液中に電線を浸してエナメ
ル被覆を予め熱分解させておく前処理が必要になってい
る。

【０００８】このように、従来のエナメル被覆電線のハ
ンダ付けでは、エナメル被覆を予め除去する前作業が必
要になる場合が多くなっており、ハンダ付け工程の生産
性の向上を疎外する一要因になっている。本願の発明
は、このような課題を解決するためになされたものであ
り、エナメル被覆電線の接合作業の生産性を向上させる
ことが可能な新規な技術構成を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、エナメルよりなる被覆が施
された電線を接着するエナメル被覆電線用導電性接着剤
であって、熱硬化性樹脂と、前記エナメルよりなる被覆
を分解して溶出させる潜在性触媒と、導電材料とを主成
分とするという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項２記載の発明は、上記請求項１の構成に
おいて、熱硬化性樹脂と潜在性触媒との組み合わせは、
所定の加熱温度において、熱硬化性樹脂の硬化速度より
もエナメル被覆の分解溶出速度の方が高くなるものが選
定されているという構成を有する。また、上記課題を解
決するため、請求項３記載の発明は、上記請求項１又は
２の構成において、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であ
るという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項４記載の発明は、上記請求項１，２又は３の
構成において、潜在性触媒は、アミン化合物であるとい
う構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求
項５記載の発明は、上記請求項１，２，３又は４の構成
において、潜在性触媒は、熱硬化性樹脂の硬化材として
も働くという構成を有する。また、上記課題を解決する
ため、請求項６記載の発明は、上記請求項１，２，３，
４又は５の構成において、希釈材によって所定の粘度に
希釈化されているという構成を有する。また、上記課題
を解決するため、請求項７記載の発明は、上記請求項
１，２，３，４，５又は６の構成において、エナメルよ
りなる被覆は、ポリウレタンエナメルであるという構成
を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。本願発明の技術構成の特徴点は、熱硬化
性樹脂を用いた接着剤に導電材料を添加して導電性接着
剤とするとともに、エナメル被覆の分解機能を持たせた
点である。より具体的には、所定温度に加熱された際に
エナメル被覆を分解して溶出させる潜在性触媒を配合
し、エナメル被覆を分解して溶かし出した後に熱硬化性
樹脂を硬化させる。この際、エナメル被覆の溶出と熱硬
化性樹脂の硬化との間に時間差ができるようにし、エナ
メル被覆が充分溶出した後に熱硬化性樹脂が硬化するよ
うにする。

【００１１】本実施形態では、エナメル被覆電線として
多く市販されているポリウレタンエナメル被覆の電線を
接着する接着剤の構成を採り上げる。導電性接着剤の配
合成分のうち、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂を使
用する。また、潜在性触媒としては、アミン化合物が使
用される。そして、導電材料としては、銀が使用され
る。これらのエポキシ樹脂、アミン化合物及び銀は、後
述する所定の配合比で配合され、希釈材によって所定の
粘度に希釈化される。

【００１２】本実施形態のエナメル被覆電線用導電性接
着剤の接着のメカニズムについて説明すると、まず、ア
ミン化合物は、特定温度に加熱されることによって融解
し、分子構造中のアミン結合が活性化される。活性化さ
れたアミン結合は、ウレタン樹脂中のイソシアネートに
作用し、例えば第一アミンの場合、以下の化１のような
反応機構によってポリウレタンを分解させる。

【化１】

【００１３】上記分解によって、ポリウレタン被覆は少
しずつ溶かし出され、接着剤中に混入してくる。そし
て、ポリウレタン被覆の溶出が電線の表面にまで達する
と、接着剤中の銀が電線の表面に達し、接着剤と電線と
の導通が確保される。

【００１４】一方、アミン化合物は、エポキシ樹脂の硬
化材としても使用される。所定温度に加熱されたエポキ
シ樹脂は、アミン化合物中の第一アミン又は第二アミン
によって以下のような反応機構により硬化する。化２が
第一アミンの場合、化３が第二アミンの場合である。

【化２】

【化３】

【００１５】この際重要なことは、上記ポリウレタン被
覆の分解溶出が完了して電線との導通が確保されるま
で、エポキシ樹脂の硬化が進まないようにすることであ
る。即ち、ポリウレタン被覆の分解溶出反応とエポキシ
樹脂の硬化反応との間に所定の時間差が生ずるようにす
ることである。

【００１６】この時間差の設定は、加熱温度の選定が重
要なポイントになる。即ち、上述した、熱硬化性樹脂：
エポキシ樹脂、潜在性触媒：アミン化合物、エナメル被
覆：ポリウレタンの例でいうと、加熱温度１５０℃の場
合、１〜２分程度で分解溶出が完了し、１．５〜２分程
度でポリマーゲル化が完了する。しかしながら、１００
℃程度の加熱の場合、分解溶出が５分程度、ポリマーゲ
ル化が３分程度となり、ポリマーゲル化の速度が分解溶
出の速度を上回ってしまう。

【００１７】つまり、温度が低くなると、潜在性触媒と
して用いたアミン化合物中の活性化アミンは、専らエポ
キシ樹脂の重合反応に用いられ、分解反応の触媒機能は
なくなる。どの程度加熱温度を高くしておけば良いか
は、配合の割合等にもよるので一概に言えないが、１３
０℃程度以上にすることが必要である。加熱温度が高い
ほど、ポリウレタン被覆の分解溶出が促進され、ポリウ
レタン被覆が接着剤中に充分混ざり合うので、接着後の
導通性が良好となる。

【００１８】しかし一方、加熱温度をあまり高くする
と、エポキシ樹脂の熱硬化特性に影響を与える。即ち、
２５０℃程度以上に加熱すると、熱分解が同時に進行す
る等の理由からエポキシ樹脂の重合反応が進まなくな
る。従って、加熱温度はこの温度以下にすることが好ま
しい。

【００１９】尚、加熱の方法については、上記温度に安
定して加熱できるものであれば、各種の方法が採用でき
る。例えば、温風による加熱、赤外線等の光による加
熱、高周波による誘導加熱等が採用できる。

【００２０】また、導電材料の配合比について説明する
と、導電材料が少ないと、同然のことながら接着後の導
通性が不足する。また、導電材料を多くすると導電性は
向上するが、熱硬化性樹脂の量が低下するため、接着強
度の点で問題となる。前述したエポキシ樹脂と銀の組み
合わせでは、要求される導電性が例えば抵抗値で１０−
２Ω以下、接着強度が例えば０．５ｋｇ／ｍｍ２以上
である場合、銀の配合比は６５％〜８０％の範囲とする
ことが好ましい。

【００２１】

【実施例】次に、本願発明の実施例を説明する。まず、
実施例１として、次のような配合が挙げられる。熱硬化性樹脂；エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ
より合成したエポキシ樹脂、具体的には、化４よりなる
油化シエルエポキシ（株）製のエピコート＃８０６。潜在性触媒；化５よりなるアミン化合物（富士化成工
業（株）製ＦＥＸ−１０００）導電材料；銀希釈材；化６よりなるエポキシシラン（信越化学工業
（株）製ＫＢＭ−４０３）

【化４】

【化５】

【化６】

【００２２】また、配合比は、重量％で、：：：
＝２７：５：６７：５とした。このような配合比で導
電性接着剤を調合し、市販のエナメル被覆電線について
接着試験を行った。対象となったエナメル被覆電線は、
理研電線（株）製エナメルワイヤー２−ＵＥＷである。
このエナメル被覆電線を二本使用し、その端部をセラミ
ック基板の上に１ｍｍ程度離間して載せ、その上に上記
配合比の導電性接着剤を約０．５グラム盛った。この状
態で、恒温槽等を利用して１７０℃程度の温度で１０分
間加熱した。自然放置して冷却した後、接着した二本の
エナメル被覆電線間の抵抗を測定したところ、０．３Ω
以下であった。また、引っ張り強度は０．６８ｋｇ程度
が得られた。

【００２３】次に、実施例２として、調合される導電性
接着剤の粘度を下げるため、のエポキシ樹脂を、脂環
式エポキシ樹脂、具体的には、化７よりなる油化シエル
エポキシ（株）製のエピコート＃１９０に変更した。配
合比の重量％は実施例１と同一である。

【化７】このような配合比の導電性接着剤を使用して同様に接着
実験を行ったところ、接着部分の抵抗値や引っ張り強度
に関して、上記実施例の場合と同様な結果が得られた。

【００２４】また、実施例３として、セラミック基板と
電線との接着強度を向上させるため、の希釈材を化８
よりなる日本化薬（株）製のＧＯＴ（芳香族系反応希釈
材）に変更した。そして、同様に接着実験を行ったとこ
ろ、接着部分の抵抗値は同程度であり、引っ張り強度は
１ｋｇ以上に向上した。

【化８】

【００２５】上記実施形態及び実施例の説明において、
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を採用したが、これ以
外にも、エステル、ウレタン、イミド等のプレポリマー
又は樹脂等が使用できる。また、潜在性触媒としては、
上記アミン化合物以外の他、特定条件で強アルカリ性を
示す化合物が一般的に使用できる。例えば、ＢＦ３Ｍ
ＥＡ（三フッ化ホウ素モノエチルアミン）等のアミン錯
体は、エポキシ樹脂のカチオン重合反応の触媒として使
用されるが、このＢＦ３ＭＥＡも１３０〜１８０℃程
度に加熱すると強アルカリ性を示し、エナメル被覆の分
解触媒として使用できる。

【００２６】尚、潜在性触媒と熱硬化性樹脂を配合した
接着剤の状態が安定的でなく、加熱しなくても重合が進
んでしまう等の問題がある場合には、潜在性触媒と熱硬
化性樹脂との分離した二液タイプの接着剤の構成として
もよい。この場合には、使用する際に両者を混ぜ合わせ
た後、加熱して接着に利用する。

【００２７】また、上述したアミン化合物は、エナメル
被覆の分解溶出とともに熱硬化性樹脂の硬化作用も有し
ているため好適であったが、エナメル被覆の分解溶出作
用のみを有するものであっても勿論使用可能である。硬
化材なしに熱硬化する熱硬化性樹脂を使用する場合や、
潜在性触媒とは別に硬化材を配合する場合は、潜在性触
媒が硬化材としても作用することは不要である。さら
に、導電材料の例としては、前述した銀（Ａｇ）の他、
Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｃ等が使用でき
る。

【００２８】尚、上記説明では、潜在性触媒はエナメル
被覆を分解溶出させると説明したが、厳密な意味で「溶
出」に該当しない場合がある。例えば、分解したエナメ
ル被覆が接着剤中に溶けず、表面に析出するような場合
もありうる。

【００２９】以上の説明でわかる通り、潜在性触媒と
は、エナメル被覆を分解して溶出させるものである。従
って、エナメル被覆の分解と溶出の双方の作用を伴わな
いものは潜在性触媒ではない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の各請求項の発
明によれば、導電性接着剤がエナメル被覆の分解溶出機
能を有しているので、エナメル被覆を予め除去すること
が不要になる。従って、電線の接合工程における生産性
が向上する。また、ハンダ付けのように鉛を使用する必
要がないので、公害防止の点からも好適である。また、
請求項２の発明によれば、上記効果に加え、熱硬化性樹
脂の硬化の前にエナメル被覆の分解が完了するので、接
着後の導電性がより良好になるという効果が得られる。
また、請求項３の発明によれば、熱硬化性樹脂としてエ
ポキシ樹脂を使用しているので、エポキシ樹脂の良好な
接着効果を利用することができる。また、請求項５の発
明によれば、潜在性触媒が硬化材としても利用されてい
るので、別途硬化材を配合することなく熱硬化性樹脂の
硬化を促進させることができる。また、請求項６の発明
によれば、所定の粘度に希釈化されているので、チュー
ブ等に詰め込んで販売し、少しずつ押し出して使用する
ことが可能になるので、使い易い導電性接着剤となる。
さらに、請求項７の発明によれば、現在最も多く市販さ
れているポリウレタンエナメル電線を接着できる構成な
ので、実用性が極めて高い導電性接着剤が提供される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エナメルよりなる被覆が施された電線を
接着するエナメル被覆電線用導電性接着剤であって、熱
硬化性樹脂と、前記エナメルよりなる被覆を分解して溶
出させる潜在性触媒と、導電材料とを主成分とするエナ
メル被覆電線用導電性接着剤。
【請求項２】前記熱硬化性樹脂と潜在性触媒との組み
合わせは、所定の加熱温度において、熱硬化性樹脂の硬
化速度よりもエナメル被覆の分解溶出速度の方が高くな
るものが選定されていることを特徴とする請求項１記載
のエナメル被覆電線用導電性接着剤。
【請求項３】前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であ
ることを特徴とする請求項１又は２記載のエナメル被覆
電線用導電性接着剤。
【請求項４】前記潜在性触媒は、アミン化合物である
ことを特徴とする請求項１，２又は３記載のエナメル被
覆電線用導電性接着剤。
【請求項５】前記潜在性触媒は、熱硬化性樹脂の硬化
材としても働くことを特徴とする請求項１，２，３又は
４記載のエナメル被覆電線用導電性接着剤。
【請求項６】希釈材によって所定の粘度に希釈化され
ていることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５の
エナメル被覆電線用導電性接着剤。
【請求項７】前記エナメルよりなる被覆は、ポリウレ
タンエナメルであることを特徴とする請求項１，２，
３，４，５又は６記載のエナメル被覆電線用導電性接着
剤。