(57)【要約】【課題】抵抗器用の塗料としての機能を損なうことなく、より低発煙化を図ることのできる低発煙抵抗器用塗料を提供する。【解決手段】抵抗器用の塗料として機能するとともに発熱時の発煙量を少なくするために必要な成分比でアルキル基を含有する低発煙抵抗器用塗料Ａに、この塗料Ａよりもアルキル基の成分比の少ない塗料Ｂをブレンドする。この塗料Ａ、Ｂとして例えば水酸基とアルキル基の比率の異なるポリメチルシロキサンを含有する塗料を採用して、塗料Ａには水酸基／アルキル基＝０．５の塗料を選択する一方、塗料Ｂには水酸基／アルキル基＝０．８以上の塗料を選択するとともに、塗料Ｂを２０ｗｔ％程度となるように塗料Ａに混ぜる。これにより、塗料Ａよりも発煙量の少ない低発煙抵抗器用塗料となる。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体の塗膜として必要な電気的性能を発現するとともに塗装作業を効率よく行うことのできる、発熱時の発煙量の少ない低発煙抵抗器用塗料であって、
抵抗器用の塗料として機能するために必要な成分比及び含有率のいずれかでアルキル基を含有する第１の塗料に、当該第１の塗料よりもアルキル基の成分比及び含有率のいずれかの少ない第２の塗料を混合したことを特徴とする低発煙抵抗器用塗料。
【請求項２】
前記第１の塗料および前記第２の塗料として、水酸基とアルキル基の比率の異なるポリメチルシロキサンを含有する塗料を採用して、
前記第１の塗料には水酸基／アルキル基＝０．５の塗料を選択する一方、
前記第２の塗料には水酸基／アルキル基＝０．８以上の塗料を選択したことを特徴とする請求項１に記載の低発煙抵抗器用塗料。
【請求項３】
前記第２の塗料を１０重量％から３０重量％となるように前記第１の塗料に混合したことを特徴とする請求項２に記載の低発煙抵抗器用塗料。
【請求項４】
発熱時の発煙量の少ない低発煙抵抗器の製造方法であって、
抵抗器用の塗料として機能するために必要な成分比でアルキル基を含有して抵抗体の塗膜として必要な電気的性能を発現するとともに塗装作業を効率よく行うことのできる第１の塗料に、当該第１の塗料よりもアルキル基の成分比及び含有率のいずれかの少ない第２の塗料を混合したブレンド塗料を準備し、当該ブレンド塗料を抵抗器に塗布して製造することを特徴とする低発煙抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低発煙抵抗器用塗料および低発煙抵抗器の製造方法に係り、特に、抵抗器用の絶縁塗料としての機能を損なうことなく、より低発煙化を図ることのできる塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カーボン皮膜などによる抵抗体を形成した固定抵抗器の場合、リード線などの接続端子部以外には、絶縁性を確保するための塗膜を形成する塗装などを行うのが一般的である。
【０００３】
この種の固定抵抗器の表面を塗装する塗料としては、絶縁性という電気的性能と共に、塗装工程における作業性にも優れている必要がある。また、抵抗器には、通電時のジュール熱による発熱があるが、過負荷の通電があった場合にもその発熱による発煙が生じてはいけない。
【０００４】
このことから、抵抗器用の塗膜を形成する塗料としては、有機基を必要十分に含有しつつ、その含有量をできるだけ抑えた低発煙の抵抗器用塗料を採用するのが好ましい。
【０００５】
なお、本発明者が知る限りにおいて、当該技術についての先行技術文献は存在しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような低発煙抵抗器用塗料でも、ある程度以上の有機基を含有しているため、過負荷の通電時にも発煙の全くない塗膜とすることはできない。しかし、抵抗器には、できるだけ発煙量を少なくするという要求は現在でも強く、これに応えていく必要がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、抵抗器用の塗料としての機能を損なうことなく、より低発煙化を図ることのできる低発煙抵抗器用塗料および低発煙抵抗器の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の低発煙抵抗器用塗料は、抵抗体の塗膜として必要な性能を発現するとともに塗装作業を効率よく行うことのできる、発熱時の発煙量の少ない低発煙抵抗器用塗料であって、抵抗器用の塗料として機能するために必要な成分比でアルキル基を含有する第１の塗料に、当該第１の塗料よりもアルキル基の成分比及び含有率のいずれかの少ない第２の塗料を混合したことを特徴とするものである。
【０００９】
この発明では、抵抗器用塗料として必要なアルキル基を含有する第１の塗料をベースにして、そのアルキル基の少ない第２の塗料を混合してブレンドすることにより、第１の塗料のみの場合よりも発煙量を少なくすることができ、また、第２の塗料のみの場合のように抵抗器用塗料としての必要な性能を損なうこともない。すなわち、低発煙抵抗器用に好適な塗料として採用していた製品の第１の塗料に、アルキル基の少ない他の製品の第２の塗料をブレンドするだけで、さらに低発煙化を図ることのできる低発煙抵抗器用塗料とすることができる。これにより、新たな製品開発をすることなく、より発煙量の少ない低発煙抵抗器を簡易に製造することができる。
【００１０】
ここで、前記第１の塗料および前記第２の塗料として水酸基とアルキル基、例えば、水酸基とメチル基の比率の異なるポリメチルシロキサンを含有する塗料を採用して、前記第１の塗料には水酸基／アルキル基＝０．５の塗料を選択する一方、前記第２の塗料には水酸基／アルキル基＝０．８以上の塗料を選択するのが好ましい。また、前記アルキル基が例えばメチル基の場合でも同様に、上記比率は０．５及び０．８以上の塗料を選択するのが好ましい。さらに、前記第２の塗料を１０重量％から３０重量％となるように前記第１の塗料に混合するのが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明に係る低発煙抵抗器用塗料の一実施形態を説明する図である。
【００１２】
まず、低発煙抵抗器用塗料としては、絶縁性などの電気的性能や塗装作業性に優れて、なおかつ、過負荷時の発熱による発煙が生じる場合でもその発煙量の少ないものが好適である。このことから、例えば、次の表１に示すような成分の低発煙抵抗器用塗料が用いられている。
【表１】
2004103620.tif 000003
【００１３】
この抵抗器用塗料は、乾燥・硬化後には抵抗器の塗膜として次の表２に示すような成分が残存する。このうちのポリメチルシロキサン（シリコン樹脂）以外は、完全な無機質体で、融点以上では軟化するが分解しないので、発煙の基になることはない。しかも、このポリメチルシロキサン以外は、加熱減量０．１重量％（ｗｔ％）以下で、これも製造工程において材料に吸着された水分である。すなわち、加熱により発煙を引き起こす物質は、ポリメチルシロキサンのみであると考えられる。
【００１４】
【表２】
2004103620.tif 000004
【００１５】
このポリメチルシロキサンは、図１に示すように、塗料の状態のときには、有機基Ｒのアルキル基がメチル基であって、そのメチル基を含有するシリコン樹脂のシリコンワニスとして機能し、以下の成分が混在する状態となっている。
メチル基：ＣＨ３（アルキル基：ＣｎＨ（２ｎ＋１））
Ｒ１・Ｓｉ（ＯＨ）３　［（ＯＨ）３：３官能単位］
Ｒ２・Ｓｉ（ＯＨ）２　［（ＯＨ）２：２官能単位］
【００１６】
このシリコンワニスは、加熱硬化させる際には、脱水（−Ｈ２Ｏ）を伴う縮合反応により加熱重合して、次の構造式で示される重合体のポリメチルシロキサンとなる。
ＣＨ３ＳｉＯ３／２
【００１７】
このポリメチルシロキサンは、主鎖がケイ素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）の結合したものであり、ガラスと同様な構造であるが、シリコン樹脂であるために、分子構造の末端にメチル基（ＣＨ３）や水酸基（ＯＨ）などの官能基が結合して有機化合物構造になっている点でガラスとは異なっている。このメチル基は、高温に曝されると分解してガス化するので、発煙の基になる。
【００１８】
そして、このポリメチルシロキサンは、曝される温度領域に応じたガス化物質を発生する。例えば、１７０℃〜２５０℃程度においては、図２に示すように、酸化反応により微量のホルムアルデヒドを発生する。また、２５０℃〜３００℃付近では、図３に示すように、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）同士の脱水縮合による水（高温による水蒸気）が発生する。
【００１９】
さらに、３００℃〜４００℃以上では、図４に示すように、激しい酸化反応のために、有機物であるメチル基（ＣＨ３）、水酸基（ＯＨ）の分子構造は分解して単原子となり、この後には、分解時の温度や周囲の状況に応じて、他の原子と再結合したり、さらに他の原子が付加された状態となる。この状態では、次のような代表的なガス化物質などが発生する。
一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水素（Ｈ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）。
【００２０】
このときには、激しい酸化による発熱反応を伴うために、発生するガス化成分のうちの炭素成分（Ｃ）は、燃焼を起こす。しかしながら、同時に発生するガス化成分の二酸化炭素や水蒸気などによる自己消化作用が働くことになって、その炭素成分は白熱状の煙となる。
【００２１】
このことから、抵抗器の低発煙化を図るためには、塗膜を形成する塗料の構成成分のうちから炭素成分（Ｃ）、すなわち、この場合には、メチル基（ＣＨ３）を低減することが有効であることが判る。
【００２２】
しかしながら、抵抗器用塗料としては、電気的性能や塗装作業性に優れていることも必要であることから、ポリメチルシロキサンに含有される有機物のメチル基（ＣＨ３）と水酸基（ＯＨ）の一分子中における成分比及び含有率を、次のように設定された低発煙抵抗器用塗料Ａが製品化されて市販されている。この塗料Ａは、有機基Ｒのうちの例えばメチル基（ＣＨ３）をできるだけ少なくすることにより、発煙の少ないタイプの低発煙抵抗器用塗料である。
塗料Ａの成分比　水酸基（ＯＨ）／メチル基（ＣＨ３）＝０．５
【００２３】
ここで、発煙をさらに抑えるためには、有機基Ｒのアルキル基のうちの例えばメチル基（ＣＨ３）をより少なくすればよいのである。硬化前後の成分を上記の表１、表２に示す構成成分と同一に調整されて、ポリメチルシロキサンに含有される有機物のメチル基（ＣＨ３）と水酸基（ＯＨ）の一分子中における成分比を、次のように設定された塗料Ｂ（塗料Ａよりもメチル基の含有率を少なく調整されている塗料Ｂ）を用いる。この塗料Ｂでは、メチル基（ＣＨ３）の割合が減少して水酸基（ＯＨ）の割合が増加することにより、分解温度以上に加熱（発熱）されたときには、水・水蒸気（Ｈ２Ｏ）の発生量は増加するが、煙の基になる炭素（Ｃ）が少なくなって他の物質との結合量が減少するために、発煙量が低減されているものと考えられる。なお、この樹脂Ｂの樹脂Ａに対する相対的分子量としては、同量の樹脂Ａ、Ｂがある場合に、樹脂Ａを１００とすると、樹脂Ｂは３０〜４０程度でしかない。
塗料Ｂの成分比　水酸基（ＯＨ）／メチル基（ＣＨ３）＝０．８
【００２４】
しかし、塗料Ｂでは、塗料Ａよりも絶縁性などの電気的性能が劣化すると共に塗装作業性が低下してしまうことから、この塗料Ｂのみを低発煙抵抗器用塗料として選択することはできない。なお、塗料Ｂは、耐湿性においても塗料Ａよりも劣っている。
【００２５】
しかるに、塗料Ａと塗料Ｂは容易に混合することができるので、電気的性能や塗装作業性を損なわない程度に、塗料Ａに塗料Ｂをブレンドすることにより、全体におけるメチル基の含有率をより少なくして、過負荷による発熱時の発煙量を樹脂Ａのみの場合よりも少なくすることができる。
【００２６】
そこで、本出願発明の発明者が鋭意試験を行って確認したところ、塗料Ａをベースにして、塗料Ｂを２０ｗｔ％（重量％）となるように混ぜてブレンドすることにより、塗料Ａのみの場合と同等の電気的性能や塗装作業性を維持しつつ、過負荷による発熱時の発煙量の少ない低発煙抵抗器用塗料Ｃとすることができた。また、この塗料Ｂは１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％となるように塗料Ａにブレンドしても遜色のない低発煙抵抗器用塗料Ｃになることが確認された。
【００２７】
このように、本実施形態においては、既に製品化されて市販されている低発煙抵抗器用塗料Ａをベースにして、その塗料Ａよりもメチル基（ＣＨ３）の少ない塗料Ｂをブレンドするだけで、塗料Ａのみの場合よりも発煙量の少ない、同時に、塗料Ｂのみの場合のように電気的性能や塗装作業性が劣ってしまうことのない低発煙抵抗器用塗料Ｃを製造することができる。
【００２８】
これにより、低発煙抵抗器用塗料の新たな製品開発を待つことなく、図５に示す手順（方法）に従って作業を行うことによって、より発煙量の少ない低発煙抵抗器を簡易に製造することができる。
【００２９】
簡単に説明すると、まず、抵抗器本体となるセラミック丸棒を準備し（ステップＳ１）、その表面にカーボン膜あるいは酸化金属膜などの抵抗膜を蒸着などにより被着させた後に（ステップＳ２）、そのセラミック丸棒の両端部の抵抗膜に接触接続させるように金属キャップを圧入などして装着し（ステップＳ３）、その金属キャップにリード線を溶接してリード端子を接続する（ステップＳ４）。
【００３０】
次いで、低発煙抵抗器用塗料Ａをベースにして、塗料Ｂを２０ｗｔ％程度の混合率になるようにブレンドし、その塗料Ａよりも発煙量の少ない低発煙抵抗器用のブレンド塗料Ｃを製造する（ステップＳ５）。なお、塗料Ａと塗料Ｂのブレンドは、予め行っておいてもよいことは言うまでもない。
【００３１】
この後に、製造したブレンド塗料Ｃを金属キャップを含む抵抗器本体に塗布して（ステップＳ６）、その塗料Ｃを加熱乾燥した後に（ステップＳ７）、抵抗器としての電気的特性（抵抗値など）や寸法などを測定する製品検査を行って（ステップＳ８）、低発煙抵抗器を製造する。
【００３２】
この低発煙抵抗器においては、低発煙抵抗器用塗料Ａをベースにして、よりアルキル基の少ない、例えばよりメチル基（ＣＨ３）の少ない塗料Ｂを２０ｗｔ％程度の混合率でブレンドした低発煙抵抗器用塗料Ｃにより塗膜を形成しているので、過負荷による発熱で発煙が生じたとしても、塗料Ａのみにより塗膜を形成した場合よりも発煙量を少なく抑えることができる。すなわち、新たな低発煙抵抗器用塗料の製品化を待つことなく、より優れた低発煙抵抗器を製造することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、上記の表１に示す塗料Ａ、Ｂを一例に説明するが、これに限るものではなく、他のものであってもよい。
【００３４】
なお、上記実施形態は本発明の実施例の一態様を述べたもので、本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形実施例が可能なことは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、抵抗器用塗料として必要なアルキル基を含有する第１の塗料をベースにして、そのアルキル基の少ない第２の塗料をブレンドすることにより、第１の塗料のみの場合よりも発煙量を少なくすることができ、また、第２の塗料のみの場合のように抵抗器用塗料としての必要な性能を損なうこともない。これにより、発煙量をさらに低減した低発煙抵抗器を簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る低発煙抵抗器用塗料の一実施形態を説明する図であり、その一成分の反応図である。
【図２】その一成分の部分的な反応を説明する図であり、その加熱温度に応じた反応図である。
【図３】その一成分の部分的な反応を説明する図であり、その加熱温度に応じた反応図である。
【図４】その一成分の部分的な反応を説明する図であり、その加熱温度に応じた反応図である。
【図５】本発明に係る低発煙抵抗器の製造方法の一実施形態を説明する図であり、その工程手順を示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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