【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は抵抗体材料としての炭素樹脂系抵抗塗
料に関する。さらに具体的には、電気的に絶縁さ
れた回路基板上に印刷抵抗として作成される抵抗
体材料に係わり、上記基板上に塗布された後に加
熱焼成して抵抗体膜とする炭素樹脂系抵抗塗料の
性能改善を提案するものである。
上記の炭素樹脂抵抗塗料は、導電剤としてのカ
ーボン、接着剤としての樹脂、それに溶剤、添加
剤から構成されている。このうち、接着剤として
は一般に熱硬化型の樹脂が使用され、基板上に印
刷された後に加熱硬化されて抵抗体膜となる。こ
のようにして作成される抵抗体膜は、外部からの
熱および自己発熱等による温度変化、ならびに外
部からの温度の変化に伴なつて抵抗値が変動する
といつた欠点があつた。上記の欠点は、樹脂と混
合しているカーボン粒子が、上記した温度および
温度の変化によつて移動し、これに伴ない該カー
ボンの結合状態に変化が生ずるためである。特に
高抵抗値を有する抵抗体膜では、樹脂中に混合し
ているカーボンの量が少ないために電極間につな
がるカーボン粒子の鎖が少なく、該カーボン粒子
は移動しやすくなるものである。なお、上記した
カーボン粒子の移動に伴なう鎖の継断は、全体の
抵抗値に大きく影響するものである。
本発明は炭素樹脂系抵抗塗料の作成において、
絶縁添加物として二酸化珪素を使用し、該二酸化
珪素の添加量を最適値となして上記の欠点を解消
せしめた炭素樹脂系抵抗塗料を提供することを目
的とする。
以下、本発明における炭素樹脂系抵抗塗料につ
いて、実施例に基づいて説明する。
従来から、上述の炭素樹脂系抵抗塗料が有する
欠点を除去するために、無機物を適当量添加する
ことが行なわれている。本発明は、上記の無機物
として、絶縁物である二酸化珪素を使用し、その
添加量の最適値を提供しようとするものである。
次の表に実施例を示すが、これは樹脂10ｇに対
してカーボン0.5ｇ、0.7ｇ、1.0ｇが混合された状
態における添加物としての二酸化珪素の添加量に
対する混合物としての抵抗、温度特性、湿度特性
を示したものである。
The present invention relates to a carbon resin-based resistance paint as a resistor material. More specifically, it relates to a resistor material that is printed as a resistor on an electrically insulated circuit board, and is a carbon resin-based resistance paint that is coated on the board and then heated and baked to form a resistor film. This paper proposes improvements to the performance of The above-mentioned carbon resin resistance paint is composed of carbon as a conductive agent, resin as an adhesive, a solvent, and additives. Among these, a thermosetting resin is generally used as the adhesive, which is printed on a substrate and then heat-cured to form a resistor film. The resistor film produced in this manner has the disadvantage that the resistance value fluctuates due to temperature changes due to external heat, self-heating, etc., as well as changes in external temperature. The above drawback is due to the fact that the carbon particles mixed with the resin move due to the above-mentioned temperature and temperature changes, and the bonding state of the carbon changes accordingly. In particular, in a resistor film having a high resistance value, since the amount of carbon mixed in the resin is small, the number of chains of carbon particles connected between electrodes is small, and the carbon particles tend to move easily. Incidentally, the above-mentioned chain breakage caused by the movement of carbon particles greatly affects the overall resistance value. In the production of a carbon resin-based resistance paint, the present invention
The object of the present invention is to provide a carbon resin-based resistance paint that eliminates the above-mentioned drawbacks by using silicon dioxide as an insulating additive and by optimizing the amount of silicon dioxide added. Hereinafter, the carbon resin-based resistance paint according to the present invention will be explained based on Examples. Conventionally, in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned carbon resin-based resistance paints, it has been carried out to add an appropriate amount of inorganic substances. The present invention uses silicon dioxide, which is an insulator, as the above-mentioned inorganic substance, and attempts to provide an optimum value for its addition amount. Examples are shown in the table below, which shows the resistance, temperature characteristics, and temperature characteristics of the mixture for the amount of silicon dioxide added as an additive in a state in which 0.5 g, 0.7 g, and 1.0 g of carbon are mixed with 10 g of resin. This shows the humidity characteristics.
【表】
上記の実施例中の温度特性とあるは、室温25℃
湿度50％を基準としたときの、80℃における変化
を示したものである。また湿度特性とあるは、40
℃30％を基準としたときの、40℃80％における変
化を示したものである。この実施例を通して言え
ることは、樹脂中に少量のカーボンを混合（実施
例では樹脂10ｇに対してカーボン0.5ｇ、0.7ｇ、
1.0ｇ）したものへ、添加物として絶縁物である
二酸化珪素の粉末を少量ずつ添加していつた場合
に、上記混合物の抵抗値ははじめは減少してゆく
傾向にあり、ある添加量で上記の抵抗値は最低値
を示す。そしてさらに二酸化珪素の紛末を添加し
てゆくと、抵抗値は再び急激に増大し、これ以降
抵抗値は増大の一途をたどる。
上記した実施例に見られる現象は、次のように
考えられる。
樹脂中に混合されたカーボンは、その混合量が
少ない場合においては、他のカーボン粒子群との
つながりが極めて弱いものであり、これらのカー
ボン粒子群の中には電極との接合に寄与せずに浮
遊している多数の粒子が存在する。この状態のと
ころへ、二酸化珪素の紛末を添加すると、上記し
たカーボン粒子は二酸化珪素の粒子群によつて形
成されたすき間のみに存在するようになり、カー
ボン粒子のつながりが強くなる。しかも、この状
態においては、カーボン粒子の移動の自由度は制
限されるため、抵抗値の変動は極めて少なく安定
したものとなる。さらに二酸化珪素の紛末を添加
し続けていくと、二酸化珪素粒子間のすき間は細
く、電極間をつなぐすき間の道のりが大きくな
り、抵抗値は増大してゆく。このような抵抗値の
変動を防止するためには、カーボン粒子の移動を
阻止することであり、このためには樹脂中に添加
される二酸化珪素を高密度状態に充填する必要が
ある。
本発明者等は、実施例に示した如く添加物とし
て二酸化珪素を使用して実験を重ねた結果、樹脂
とカーボンに混合する上記二酸化珪素の添加量
は、その抵抗値が最小を示す量となしたときに温
度特性ならびに湿度特性がもつともよいものが得
られるという結論をえた。なお、実施例における
樹脂、カーボン、二酸化珪素は、溶剤にとかして
乳鉢で混練した後、撹拌器で２時間ほど練つたも
のである。さらに、これを基板へスクリーン印刷
した後、160℃の温度のもとで60分間の焼成工程
を経たものである。実施例はフエノール変成キシ
レン樹脂の場合であるが、フエノール樹脂でも同
様の結果が得られる。また、上記の実施例におい
ては、70％樹脂分を含むアルコール溶液を使用し
た。
以上記載した本発明によれば、熱硬化型樹脂と
カーボンブラツクとからなる炭素樹脂系抵抗塗料
において、絶縁物紛末の添加量と上記抵抗塗料の
抵抗値との関係から上記絶縁物粉末の最適添加量
を割り出したので、温度特性ならびに湿度特性の
良好なる炭素樹脂系抵抗塗料を提供することがで
きる。[Table] The temperature characteristics in the above examples are at room temperature 25℃.
The figure shows the change at 80°C when the humidity is 50%. Also, the humidity characteristics are 40
It shows the change at 40°C and 80% when the reference temperature is 30%. What can be said through this example is that a small amount of carbon was mixed into the resin (in the example, 0.5g, 0.7g of carbon was added to 10g of resin,
When silicon dioxide powder, which is an insulator, is added little by little as an additive to a mixture of 1.0 g and The resistance value shows the lowest value. When silicon dioxide powder is further added, the resistance value increases rapidly again, and the resistance value continues to increase from then on. The phenomenon observed in the above embodiments can be considered as follows. When the amount of carbon mixed in the resin is small, the bond with other carbon particle groups is extremely weak, and some of these carbon particle groups do not contribute to bonding with the electrode. There are many particles suspended in the air. When silicon dioxide powder is added to this state, the carbon particles described above will exist only in the gaps formed by the silicon dioxide particle group, and the bonds between the carbon particles will become stronger. Furthermore, in this state, the degree of freedom of movement of the carbon particles is restricted, so that the fluctuation of the resistance value is extremely small and stable. As silicon dioxide powder continues to be added, the gaps between the silicon dioxide particles become narrower, the gap between the electrodes becomes wider, and the resistance value increases. In order to prevent such fluctuations in resistance value, it is necessary to prevent the movement of carbon particles, and for this purpose it is necessary to fill the resin with silicon dioxide in a high density state. As a result of repeated experiments using silicon dioxide as an additive as shown in the examples, the present inventors have found that the amount of silicon dioxide added to the resin and carbon is the amount that gives the minimum resistance value. It was concluded that when the temperature and humidity characteristics are improved, better temperature and humidity characteristics can be obtained. In addition, the resin, carbon, and silicon dioxide in the examples were dissolved in a solvent, kneaded in a mortar, and then kneaded in a stirrer for about 2 hours. Furthermore, after screen printing this onto a substrate, it underwent a baking process for 60 minutes at a temperature of 160°C. Although the example is a case of a phenol-modified xylene resin, similar results can be obtained with a phenol resin. Further, in the above examples, an alcohol solution containing 70% resin content was used. According to the present invention described above, in a carbon resin-based resistance paint made of a thermosetting resin and carbon black, the insulating powder is optimized based on the relationship between the amount of the insulating powder added and the resistance value of the resistance paint. Since the amount added has been determined, it is possible to provide a carbon resin-based resistance paint with good temperature and humidity characteristics.