電気接点材料、その製造方法、及び電気接点
【課題】１Ｎ程度あるいはそれ以上の比較的高い荷重においても耐摩耗性を有し、摺動特性に優れ、耐熱性に優れ、かつ耐食性を有する電気接点材料を提供する。また、そのような特性を有する電気接点材料を製造する方法、及び前記電気接点材料を用いてなる電気接点を提供する。
【解決手段】貴金属ないしはこれを主成分とする合金１からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜２を設けてなる、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。
【解決手段】貴金属ないしはこれを主成分とする合金１からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜２を設けてなる、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接点材料に関する。詳しくは、耐食性及び摺動特性に優れ、寿命が長い電気接点材料、その製造方法、及びそれを用いてなる電気接点に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気接点部品には、古くは電気伝導性に優れた銅又は銅合金が利用されてきたが、近年の接点特性の向上が進み、裸の銅又は銅合金を用いるケースは減少し、銅又は銅合金上に各種表面処理を施した製品が製造・利用されつつある。特に電気接点材料として多く利用されている物として、貴金属被覆が電気接点部に施されるものがある。中でもＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕなどの貴金属は、その材料の持つ安定性や優れた電気伝導率を持つことなどから、各種電気接点材料として利用されており、殊にＡｇに関しては、金属の中で最も電気導電性に優れており、貴金属類でも比較的安価なことから多方面において汎用されている。
最近の電気接点材として、自動車ハーネス用のコネクター端子やスライドスイッチ、携帯電話搭載のコンタクトスイッチ、あるいはメモリーカードやＰＣカードの端子など、繰返しの挿抜や摺動を伴う電気接点材において、耐摩耗性に優れるといわれる電気接点材料が利用されている。耐摩耗性の向上に関しては、汎用的なものでは硬質Ａｇや硬質Ａｕを使用した接点材などが一般的であるが、中でもＡｇがＡｕやＰｄなどより安価なことから、近年は硬質光沢Ａｇめっき材などの開発が進み、各種耐摩耗性を要求される箇所において使用されている。さらにはマイクロ粒子を分散させためっきやクラッド材なども研究開発されており、電気接点材の摺動特性においてさまざまな表面処理材が開発されている。
また、表面の摺動特性を向上させるためにめっき後の表面に封孔処理や潤滑処理を施すものも存在している。例えば、特許文献１では、Ａｇ合金の上に純Ａｇめっきを施し、さらにその上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜を設け、耐硫化性や耐摩耗性を向上することが記載されている。
【特許文献１】特開平６−２１２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の硬質Ａｇあるいは硬質Ａｇめっき処理を施した電気接点材では、無光沢Ａｇ材よりは摩耗性が少ないものの、比較的高い荷重での摺動が必要な箇所に用いるとそれらがすぐに消耗し、基材が露出して酸化や腐食を生じることで摺動接点材の導通不良をしばしば起こすことがあった。貴金属厚を厚くして基材露出を遅くさせるような手法も取られているが、高価な貴金属を大量に使用しているため、コストが高くなってしまうデメリットがある。また、上記特許文献1の手法では、０．５Ｎ以下の比較的低荷重での耐摩耗性は有効であったが、荷重が０．５Ｎ以上になると摩耗が加速度的に進行し、荷重１Ｎ〜１．５Ｎではすぐに摺動特性が低下することが分かった。そのうえ、Ａｇ合金の上に純Ａｇ層を設けるような二層構造であるため、製造コストが上昇するという問題点があった。
さらに、上述の電気接点材料は、高温環境下において摺動特性の低下がみられることがあるが、この原因は有機皮膜の耐熱性が不十分であることがわかってきた。
上記のような問題点を解消するため、本発明の目的は、１Ｎ程度あるいはそれ以上の比較的高い荷重においても耐摩耗性を有することにより摺動特性に優れ、耐熱性に優れ、かつ耐食性を有する電気接点材料を提供することにある。また、本発明の目的は、そのような特性を有する電気接点材料を製造する方法、及び前記電気接点材料を用いてなる電気接点を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記問題点に対して鋭意検討を重ねた結果、貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる耐熱性を有する有機皮膜を設けることによって得られた電気接点材料が、耐摩耗性や摺動特性に優れることを見出した。本発明はこの知見によってなされるに至ったものである。すなわち、本発明は、
（１）貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料、
（２）貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設け、さらに、前記第１の有機皮膜表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料、
（３）前記表層を形成する前記貴金属がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄまたはこれら何れか１種以上を主成分とする合金であることを特徴とする、前記（１）記載の電気接点材料、
（４）前記表層を形成する前記貴金属がＡｇないしはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、前記（２）記載の電気接点材料、
（５）前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法あるいはクラッド法で形成されることを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれか１項に電気接点材料の製造方法、及び
（６）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電気接点材料を用いてなる、電気接点
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の電気接点材料は、１Ｎ程度あるいはそれ以上の比較的高い荷重においても耐摩耗性を有することにより摺動特性に優れ、かつ耐食性を有する。
本発明の電気接点材料は、特に摺動を伴うようなスライドスイッチ、タクトスイッチ等の電気接点に長い寿命で好適に使用される。
本発明の製造方法によれば、より大きな耐食性および潤滑性を有し、かつ摺動特性に優れた電気接点材料を製造できる。
本発明の電気接点は、耐熱性、耐食性、耐摩耗性が優れるので寿命が長く、摺動を伴うようなスライドスイッチ、タクトスイッチ等として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の電気接点材料について説明する。
本明細書及び特許請求の範囲において、「貴金属」とは、イオン化傾向が水素よりも小さく、貴である金属をいう。
本明細書及び特許請求の範囲において、「貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料」とは、有機皮膜形成前の最表面に貴金属ないしはこれを主成分とする合金が現れている電気接点材料をいう。
本発明の電気接点材料の形状は、板、棒、線、管、条、異型条など、電気接点材料として使用される形状であれば特に制限はない。また、表面が貴金属またはその合金で完全に覆われている必要はなく、例えばフープ条のストライプ状、スポット状等、接点材料として利用される箇所であれば部分的に露出しているものでもよい。
本明細書及び特許請求の範囲において、「貴金属を主成分とする合金」とは、前記貴金属の含有量として、貴金属を５０質量％以上含有する合金をいい、７０質量％以上含有する合金が好ましい。
本発明の電気接点材料において、貴金属ないしはこれを主成分とする合金の組成について特に制限はないが、金（Ａｕ）ないしはＡｕ合金の具体例としては、例えば、Ａｕ、Ａｕ−Ａｇ合金、Ａｕ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金、Ａｕ−Ｃｏ合金、Ａｕ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ｆｅ合金等が挙げられ、銀（Ａｇ）ないしはＡｇ合金の具体例としては、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｎｉ合金、Ａｇ−Ｓｅ合金、Ａｇ−Ｓｂ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｃｄ合金、Ａｇ−Ｆｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ合金、Ａｇ−Ｚｎ合金、Ａｇ−Ｌｉ合金、Ａｇ−Ｃｏ合金、Ａｇ−Ｐｂ合金等が挙げられ、銅（Ｃｕ）ないしはＣｕ合金の具体例としては、例えばＣｕ、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ａｕ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｆｅ合金等が挙げられる。
【０００７】
図１は、本発明の電気接点材料の１つの実施形態の断面図を示す図である。
図１中、貴金属ないしはその合金１の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜２を設けてなる形態である。
図２は、本発明の電気接点材料のもう１つの実施形態の断面図を示す図である。
図２中、基体３の表面上に貴金属ないしはその合金１からなる表層が形成され、その表層の表面上にエーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜２を設けてなる形態である。
本発明において、前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層が形成される基体としては、電気接点材料の基体として用いられる基体である限り特に制限はないが、例えば、銅（Ｃｕ）ないしはその合金、鉄（Ｆｅ）ないしはその合金、ニッケル（Ｎｉ）ないしはその合金、アルミニウム（Ａｌ）ないしはその合金等が挙げられる。
さらにこれらの貴金属ないしはその合金からなる前記表層がめっき法で形成される場合は、基体成分と貴金属ないしはその合金からなる表層の拡散防止や密着性向上のため、Ｎｉおよびその合金、もしくはコバルト（Ｃｏ）およびその合金、もしくはＣｕおよびその合金など、適宜任意の下地層を設けてもよい。また、下地層は複数層あっても良く、被覆仕様用途等に応じて各種の下地構成を設けるのが好ましい。これらの厚さについても特に制限はないが、電気接点材としての使用条件やコスト等を考慮すると、前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層の厚さは、下地層を含めても０．０１〜１０μmが好ましく、０．１〜２μmがより好ましい。
【０００８】
貴金属ないしはその合金からなる表層の表面上に形成される有機皮膜は、エーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる耐熱性を有する有機皮膜である。ここで、「耐熱性を有する」とは、雰囲気温度８０℃における１００回摺動後の動摩擦係数が０．４以下であって、雰囲気温度８０℃におけるＪＩＳ Ｈ ８５０２記載のレイティングナンバーの値が６以上となる性質を付与することをいう。
この有機皮膜は、貴金属に対して物理吸着ないしは化学吸着するエーテル結合基を有し、かつ潤滑性を兼ね備えた有機皮膜であって、耐食性向上および潤滑性向上を目的とするために設けた耐熱性を有する皮膜である。
本発明において、前記有機皮膜の厚さについては特に制限はないが、接触抵抗の上昇抑制の観点から、０．０００１〜０．１μｍが好ましく、０．０００１〜０．０１μｍがより好ましい。
【０００９】
前記エーテル結合基を有する有機化合物としては、例えば、炭素原子数５〜４０のエーテル化合物が挙げられ、炭素原子数６〜３０のエーテル化合物が好ましい。また、前記エーテル結合基を有する有機化合物としては、少なくとも１つの不飽和結合を有するエーテル化合物がより好ましい。炭素原子数が上述の範囲内のエーテル化合物は、耐熱性、耐食性、摺動特性が優れた有機皮膜を形成する。
前記エーテル化合物の具体例としては、ジプロピルエーテル、アリルフェニルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチレングリコールジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、アルキル（例えば、ノニル、エイコシルなど）ジフェニルエーテル等が挙げられる。また、特に分子量が１００以上（好ましくは６００以下）のエーテル化合物は、沸点が比較的高く、耐熱性に特に優れた有機皮膜が得られ、よりすぐれた効果を発揮する。さらに、エーテル化合物を構成する炭化水素基が不飽和炭化水素であると、同じ炭素数の飽和炭化水素である場合と比較して、耐熱性が高くなる傾向にあるため望ましい。
【００１０】
前記有機皮膜の形成方法については、貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する材料を、上記有機化合物を含有する溶液中に浸漬して乾燥することで前記皮膜を形成する方法が好ましいが、そのほか、上記有機化合物を含有する溶液ミスト中を通過させたり、上記溶液を湿らせた布等で拭いたりするなどしたのち、乾燥させることにより形成することもできる。
前記溶液中のエーテル化合物等のエーテル結合基を有する有機化合物の濃度は特に制限されることはないが、好ましくは０．０１〜１０質量％となるように、トルエン、アセトン、トリクロロエタン、市販品合成溶剤（例えば、ＮＳクリーン１００Ｗ；株式会社ジャパンエナジー製）等、適当な溶剤に溶解して使用することができる。有機皮膜形成の処理温度・処理時間については特に制限はないが、常温（２５℃）で０．１秒以上（好ましくは０．５〜１０秒）浸漬すれば目的とする有機皮膜が形成される。
この有機皮膜処理は、１種の有機皮膜を２回以上形成処理したり、２種以上のエーテル化合物からなる混合液による有機皮膜を２回以上形成処理したり、さらにはこれらを交互に形成処理したりしても良いが、工程数やコスト面を考慮すると多くても形成処理は３回以内にするのが好ましい。
【００１１】
次に、図３を参照して、本発明の電気接点材料のさらにもう１つの実施形態について説明する。
図３は、本発明の電気接点材料のさらにもう１つの実施形態の断面図を示す図である。図３中、基体３の表面上に貴金属ないしはその合金１からなる表層が設けられ、その表層の表面上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層４を設け、さらに、前記第１の有機皮膜層４の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する第２の有機皮膜２を設けてなる形態である。
貴金属ないしはその合金からなる表層の表面上に形成される有機皮膜が、脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設け、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上にエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる耐熱性を有する第２の有機皮膜を設けることで、その潤滑性や耐食性がより向上する。具体的には、脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる前記第１の有機皮膜層は、貴金属に対して吸着しやすい脂肪族アミン、メルカプタンによる皮膜形成処理を施すことで、主に耐食性向上を目的として設けられた皮膜層である。
本発明に用いられる脂肪族アミン及びメルカプタンとしては、炭素原子数５〜５０の脂肪族アミン及びメルカプタンが好ましく、具体的には、ドデシルアミン、アイコシルアミン、ノニルアミン、ドデシルメルカプタン、オクタデシルメルカプタン、アイコシルメルカプタン、ノニルメルカプタン等が挙げられる。上述の炭素原子数の範囲の脂肪族アミンまたはメルカプタンにより形成される第１の有機皮膜は、その後に形成される第２の有機皮膜の耐熱性に悪影響をもたらさない。
皮膜形成処理方法としては、貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する材料を、脂肪族アミン、メルカプタンを含有する溶液中に浸漬する方法で処理することが好ましいが、その他、上記脂肪族アミン等を含有する溶液ミスト中を通過させたり、前記溶液を湿らせた布等で拭くなどしても皮膜形成処理をすることができる。
【００１２】
前記溶液中の脂肪族アミン、メルカプタンの濃度は特に制限されることはないが、好ましくは０．０１〜１０質量％となるように、トルエン、アセトン、トリクロロエタン、市販品合成溶剤等、適当な溶剤に溶解して使用することができる。処理時間も特に制限されることはないが、常温で０．１秒以上（好ましくは０．５〜１０秒）浸漬すれば目的とする有機皮膜が形成される。
この有機皮膜処理においても、1種の有機皮膜を２回以上形成処理したり、１種以上の脂肪族アミン及び／又はメルカプタンを含有する混合液を用いて有機皮膜を２回以上形成処理したり、さらにはこれらを交互に形成処理したりしても良いが、工程数やコスト面を考慮すると多くても形成処理は３回以内にするのが好ましい。
前記第１の有機皮膜を形成後、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上にエーテル結合基を含む有機化合物からなる耐熱性を有する第２の有機皮膜を形成する。この第２の有機皮膜は、前述の効果に加え、比較的高荷重での摺動接点として用いられる場合において、前記第１の有機皮膜では耐え切れない摺動を保護するために設けた皮膜であり、かつ前記第１の有機皮膜層の耐食性を長時間保護する効果もあり、さらに耐熱性にも優れた皮膜である。表面処理方法は、上記脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設けた後、前述と同様の手法で皮膜形成処理することによって得ることができる。
本発明において、前記第１及び第２の有機皮膜の厚さについては特に制限はないが、接触抵抗上昇抑制の観点から、０．０００１〜０．１μｍが好ましく、０．０００１〜０．０１μｍがより好ましい。
【００１３】
これらの処理に関しては、全ての貴金属およびその合金において、エーテル結合基を有する有機化合物からなる有機皮膜のみの処理、あるいは脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜処理後にエーテル結合基を有する有機化合物から有機皮膜を形成する処理、どちらでも効果を発揮するが、前記処理では特にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄあるいはこれら何れか1種以上を主成分とする合金において強い効果を発揮し、後記処理に関しては特にＡｇ又はＡｇを主成分とする合金において殊に効果を発揮する。
また、上記貴金属ないしはその合金からなる表層をめっき法あるいはクラッド法で形成した場合、その他の被覆法よりも有機皮膜形成前の最表層の状態が活性であるため、有機皮膜がより強固に吸着し、より大きな耐食性および潤滑性に対する効果が期待される。
これらの手法で形成された本発明の電気接点材料を用いた電気接点は、従来の接点材と比べて耐熱性を有し、耐食性もよく、かつ摺動を伴うような接点材において、耐摩耗性が従来材と比して優れた特性を持った電気接点が形成できる。
本発明の電気接点としては、繰返しの挿抜や摺動を伴う電気接点が挙げられ、具体的には、自動車ハーネス用のコネクター端子やスライドスイッチ、携帯電話搭載のコンタクトスイッチ、あるいはメモリーカードやＰＣカードの端子等が挙げられる。これらの用途は、基本的には電気信号用または小電流用であって、スイッチの開閉または端子の接続の際にスパーク等により有機皮膜の状態が変化することはない。また、本発明の電気接点は、耐熱性を有する有機皮膜が形成されているため、高温環境下における使用にも耐えうるものとなる。
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
厚さ０．３ｍｍ、幅１８０ｍｍのＣ１４４１０条（基体）を電解脱脂、酸洗の前処理を行った後、表１に示しためっき厚０．５μmのめっき構成材を作製した。次に、得られためっき構成材に有機皮膜形成処理を施し、有機皮膜厚０．０１μｍの本発明（実施例１〜１４）および比較例１〜８の電気接点材料を得た。また、従来例としてＡｇ−５％Ｓｂ合金を上記基体上にめっきを施し、従来例１の電気接点材料を得た。
上記の電気接点材料に関して、耐食性を判断するために、硫化試験を行った。その結果をレイティングナンバー（以後「ＲＮ」と表記）で数値化し、評価を行った。ＲＮは、ＪＩＳ Ｈ ８５０２記載の標準図表を判定基準としており、数値が大きいほど耐食性が良好であることを示唆している。また、摺動特性を求めるために、摺動電気接点として使用される部分における動摩擦係数測定を行い、１００回摺動後の動摩擦係数について上記硫化試験の結果とともに表１に併記した。
【００１５】
前処理条件およびめっき条件を下記に示す。
（前処理条件）
［電解脱脂］
脱脂液：ＮａＯＨ ６０ｇ／ｌ
脱脂条件：２．５ Ａ／ｄｍ２、温度６０℃、脱脂時間６０秒
［酸洗］
酸洗液：１０％硫酸
酸洗条件：３０秒浸漬、常温（２５℃）
【００１６】
（めっき条件）
［Ａｕめっき］
めっき液：ＫＡｕ（ＣＮ）２ １４．６ｇ／ｌ、Ｃ６Ｈ８Ｏ７ １５０ｇ／ｌ、Ｋ２Ｃ６Ｈ４Ｏ７ １８０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ４０℃
［Ａｕ−Ｃｏめっき］
めっき液：ＫＡｕ(ＣＮ)２ １４．６ｇ／ｌ、Ｃ６Ｈ８Ｏ７ １５０ｇ／ｌ、Ｋ２Ｃ６Ｈ４Ｏ７ １８０ｇ／ｌ、ＥＤＴＡ−Ｃｏ（II） ３ｇ／ｌ、ピペラジン ２ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ４０℃
［Ａｇめっき]
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／ｌ、ＫＣＮ １００ｇ／ｌ、Ｋ２ＣＯ３ ３０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 ０．５〜３Ａ／ｄｍ２、温度 ３０℃
［Ｃｕめっき］
めっき液：ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ ２５０ｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４ ５０ｇ／ｌ、ＮａＣｌ ０．１ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 ６Ａ／ｄｍ２、温度 ４０℃
【００１７】
［Ｐｄめっき］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ３）２ＣＬ２ ４５ｇ／ｌ、ＮＨ４ＯＨ ９０ｍｌ／ｌ、（ＮＨ４）２ＳＯ４ ５０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ３０℃
［Ｐｄ−Ｎｉ合金めっき：Ｐｄ／Ｎｉ(％) ８０／２０］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ３）２Ｃｌ２ ４０ｇ／ｌ、ＮｉＳＯ４ ４５ｇ／ｌ、ＮＨ４ＯＨ ９０ｍｌ／ｌ、（ＮＨ４）２ＳＯ４ ５０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ３０℃
［Ｒｕめっき］
めっき液：ＲｕＮＯＣｌ３・５Ｈ２Ｏ １０ｇ／ｌ、ＮＨ２ＳＯ３Ｈ １５ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ５０℃
［Ｐｔめっき］
めっき液：Ｐｔ（ＮＯ２）２（ＮＨ３）２ １０ｇ／ｌ、ＮａＮＯ２ １０ｇ／ｌ、ＮＨ４ＮＯ３ １００ｇ／ｌ、ＮＨ３ ５０ｍｌ／ｌ
めっき条件：電流密度 ５Ａ／ｄｍ２、温度 ９０℃
【００１８】
皮膜形成処理条件を下記に示す。
浸漬溶液：０．５質量％エーテル化合物溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温 ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
【００１９】
また、硫化試験条件および動摩擦係数測定条件について、以下に記す。
［硫化試験］
硫化試験条件：Ｈ２Ｓ ３ｐｐｍ、４０℃、４８時間、８０％Ｒｈ
［動摩擦係数測定］
測定条件：Ｒ（半径）＝３．０ｍｍの鋼球プローブ、摺動距離 １０ｍｍ、摺動速度 １００ｍｍ／秒、摺動回数 往復１００回、荷重 １Ｎ、６５％Ｒｈ、２５℃
【００２０】
【表１】
【００２１】
表１中、「最表層」とは、有機皮膜形成前の貴金属ないしはこれを主成分とする合金が現れている表層をいう。表２においても同様である。
表１から明らかなように、貴金属ないしはその合金の表面にエーテル結合基を有する有機化合物から形成した有機皮膜を設けることによって、耐食性及び摺動特性が大幅に向上していることが分かる。また、従来例１では荷重が１Ｎになると動摩擦係数が上昇してしまう結果が明らかとなっている。
なお、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったが、各実施例の特性は表１に示される雰囲気温度２５℃における結果と大差がなかった。特に、実施例４、実施例６以外の実施例におけるエーテル化合物は不飽和炭化水素基を含んでおり、雰囲気温度を上昇させた場合の特性の変化が小さくなる傾向があり、より耐熱性が高くなっている。これに対して、各比較例および従来例１のサンプルは、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったところ、動摩擦係数がすべて１を超え、ＲＮの値もすべて５以下となった。
【００２２】
（実施例２）
厚さ０．３ｍｍ、幅１８０mmのＣ１４４１０条（基体）を電解脱脂、酸洗の前処理を行った後、表２に示しためっき厚０．５μｍのめっき構成材を作製した。次に、得られためっき構成材に有機皮膜形成処理を施し、第１の有機皮膜厚０．０１μｍ、第２の有機皮膜厚０．０１μｍの本発明（実施例１５〜２８）の電気接点材料を得た。また、比較例１〜８及び従来例１の電気接点材料については表１で前述したものと同様である。
【００２３】
皮膜形成処理条件を下記に示す。
（第１の有機皮膜形成）
浸漬溶液：０．２質量％脂肪酸アミン又はメルカプタン溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温 ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
（第２の有機皮膜形成）
浸漬溶液：１．０質量％エーテル化合物溶液（溶剤ＮＳクリーン１００Ｗ）
浸漬条件：常温 ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
【００２４】
上記の電気接点材料に関して、耐食性を判断するために、硫化試験を行った。その結果を実施例１同様にＲＮで数値化し、評価を行った。また、摺動特性を求めるために、摺動電気接点として使用される部分における動摩擦係数測定を行い、１００回摺動後の動摩擦係数について上記硫化試験の結果とともに表２に併記した。なお、前処理条件、めっき条件、硫化試験条件及び動摩擦係数測定条件は、実施例１と同様の条件で行った。
【００２５】
【表２】
【００２６】
表２から明らかなように、貴金属ないしはその合金の表面に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜層を設け、さらにその上層にエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜を設けた実施例１５〜２８は、表１のエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜を設けたのみの実施例１〜１４に比べ、耐食性及び摺動特性がさらに向上していることが分かる。殊にＡｇに関しては、動摩擦係数のみならず耐食性がさらに大幅に向上することが伺える。
なお、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったが、各実施例の特性は表２に示される雰囲気温度２５℃における結果と大差がなかった。これに対して、各比較例および従来例１のサンプルは、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったところ、動摩擦係数がすべて１を超え、ＲＮの値もすべて５以下となった。
【００２７】
なお、上述の実施例において、エーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜の厚さは０．０１μｍの例のみを挙げたが、実際にはエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜の厚さは０．０００１μｍ〜０．１μｍの範囲であれば、耐熱性、耐食性、摺動特性についてほぼ同様の結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の電気接点材料の１つの実施形態の断面図を示す図である。
【図２】図２は、本発明の電気接点材料のもう１つの実施形態の断面図を示す図である。
【図３】図３は、本発明の電気接点材料のさらにもう１つの実施形態の断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 貴金属ないしはその合金
２ エーテル基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜
３ 基体
４ 脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接点材料に関する。詳しくは、耐食性及び摺動特性に優れ、寿命が長い電気接点材料、その製造方法、及びそれを用いてなる電気接点に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気接点部品には、古くは電気伝導性に優れた銅又は銅合金が利用されてきたが、近年の接点特性の向上が進み、裸の銅又は銅合金を用いるケースは減少し、銅又は銅合金上に各種表面処理を施した製品が製造・利用されつつある。特に電気接点材料として多く利用されている物として、貴金属被覆が電気接点部に施されるものがある。中でもＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕなどの貴金属は、その材料の持つ安定性や優れた電気伝導率を持つことなどから、各種電気接点材料として利用されており、殊にＡｇに関しては、金属の中で最も電気導電性に優れており、貴金属類でも比較的安価なことから多方面において汎用されている。
最近の電気接点材として、自動車ハーネス用のコネクター端子やスライドスイッチ、携帯電話搭載のコンタクトスイッチ、あるいはメモリーカードやＰＣカードの端子など、繰返しの挿抜や摺動を伴う電気接点材において、耐摩耗性に優れるといわれる電気接点材料が利用されている。耐摩耗性の向上に関しては、汎用的なものでは硬質Ａｇや硬質Ａｕを使用した接点材などが一般的であるが、中でもＡｇがＡｕやＰｄなどより安価なことから、近年は硬質光沢Ａｇめっき材などの開発が進み、各種耐摩耗性を要求される箇所において使用されている。さらにはマイクロ粒子を分散させためっきやクラッド材なども研究開発されており、電気接点材の摺動特性においてさまざまな表面処理材が開発されている。
また、表面の摺動特性を向上させるためにめっき後の表面に封孔処理や潤滑処理を施すものも存在している。例えば、特許文献１では、Ａｇ合金の上に純Ａｇめっきを施し、さらにその上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜を設け、耐硫化性や耐摩耗性を向上することが記載されている。
【特許文献１】特開平６−２１２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の硬質Ａｇあるいは硬質Ａｇめっき処理を施した電気接点材では、無光沢Ａｇ材よりは摩耗性が少ないものの、比較的高い荷重での摺動が必要な箇所に用いるとそれらがすぐに消耗し、基材が露出して酸化や腐食を生じることで摺動接点材の導通不良をしばしば起こすことがあった。貴金属厚を厚くして基材露出を遅くさせるような手法も取られているが、高価な貴金属を大量に使用しているため、コストが高くなってしまうデメリットがある。また、上記特許文献1の手法では、０．５Ｎ以下の比較的低荷重での耐摩耗性は有効であったが、荷重が０．５Ｎ以上になると摩耗が加速度的に進行し、荷重１Ｎ〜１．５Ｎではすぐに摺動特性が低下することが分かった。そのうえ、Ａｇ合金の上に純Ａｇ層を設けるような二層構造であるため、製造コストが上昇するという問題点があった。
さらに、上述の電気接点材料は、高温環境下において摺動特性の低下がみられることがあるが、この原因は有機皮膜の耐熱性が不十分であることがわかってきた。
上記のような問題点を解消するため、本発明の目的は、１Ｎ程度あるいはそれ以上の比較的高い荷重においても耐摩耗性を有することにより摺動特性に優れ、耐熱性に優れ、かつ耐食性を有する電気接点材料を提供することにある。また、本発明の目的は、そのような特性を有する電気接点材料を製造する方法、及び前記電気接点材料を用いてなる電気接点を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記問題点に対して鋭意検討を重ねた結果、貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる耐熱性を有する有機皮膜を設けることによって得られた電気接点材料が、耐摩耗性や摺動特性に優れることを見出した。本発明はこの知見によってなされるに至ったものである。すなわち、本発明は、
（１）貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料、
（２）貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設け、さらに、前記第１の有機皮膜表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料、
（３）前記表層を形成する前記貴金属がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄまたはこれら何れか１種以上を主成分とする合金であることを特徴とする、前記（１）記載の電気接点材料、
（４）前記表層を形成する前記貴金属がＡｇないしはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、前記（２）記載の電気接点材料、
（５）前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法あるいはクラッド法で形成されることを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれか１項に電気接点材料の製造方法、及び
（６）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電気接点材料を用いてなる、電気接点
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の電気接点材料は、１Ｎ程度あるいはそれ以上の比較的高い荷重においても耐摩耗性を有することにより摺動特性に優れ、かつ耐食性を有する。
本発明の電気接点材料は、特に摺動を伴うようなスライドスイッチ、タクトスイッチ等の電気接点に長い寿命で好適に使用される。
本発明の製造方法によれば、より大きな耐食性および潤滑性を有し、かつ摺動特性に優れた電気接点材料を製造できる。
本発明の電気接点は、耐熱性、耐食性、耐摩耗性が優れるので寿命が長く、摺動を伴うようなスライドスイッチ、タクトスイッチ等として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の電気接点材料について説明する。
本明細書及び特許請求の範囲において、「貴金属」とは、イオン化傾向が水素よりも小さく、貴である金属をいう。
本明細書及び特許請求の範囲において、「貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料」とは、有機皮膜形成前の最表面に貴金属ないしはこれを主成分とする合金が現れている電気接点材料をいう。
本発明の電気接点材料の形状は、板、棒、線、管、条、異型条など、電気接点材料として使用される形状であれば特に制限はない。また、表面が貴金属またはその合金で完全に覆われている必要はなく、例えばフープ条のストライプ状、スポット状等、接点材料として利用される箇所であれば部分的に露出しているものでもよい。
本明細書及び特許請求の範囲において、「貴金属を主成分とする合金」とは、前記貴金属の含有量として、貴金属を５０質量％以上含有する合金をいい、７０質量％以上含有する合金が好ましい。
本発明の電気接点材料において、貴金属ないしはこれを主成分とする合金の組成について特に制限はないが、金（Ａｕ）ないしはＡｕ合金の具体例としては、例えば、Ａｕ、Ａｕ−Ａｇ合金、Ａｕ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金、Ａｕ−Ｃｏ合金、Ａｕ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ｆｅ合金等が挙げられ、銀（Ａｇ）ないしはＡｇ合金の具体例としては、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｃｕ合金、Ａｇ−Ｎｉ合金、Ａｇ−Ｓｅ合金、Ａｇ−Ｓｂ合金、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｃｄ合金、Ａｇ−Ｆｅ合金、Ａｇ−Ｉｎ合金、Ａｇ−Ｚｎ合金、Ａｇ−Ｌｉ合金、Ａｇ−Ｃｏ合金、Ａｇ−Ｐｂ合金等が挙げられ、銅（Ｃｕ）ないしはＣｕ合金の具体例としては、例えばＣｕ、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ａｕ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｆｅ合金等が挙げられる。
【０００７】
図１は、本発明の電気接点材料の１つの実施形態の断面図を示す図である。
図１中、貴金属ないしはその合金１の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜２を設けてなる形態である。
図２は、本発明の電気接点材料のもう１つの実施形態の断面図を示す図である。
図２中、基体３の表面上に貴金属ないしはその合金１からなる表層が形成され、その表層の表面上にエーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜２を設けてなる形態である。
本発明において、前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層が形成される基体としては、電気接点材料の基体として用いられる基体である限り特に制限はないが、例えば、銅（Ｃｕ）ないしはその合金、鉄（Ｆｅ）ないしはその合金、ニッケル（Ｎｉ）ないしはその合金、アルミニウム（Ａｌ）ないしはその合金等が挙げられる。
さらにこれらの貴金属ないしはその合金からなる前記表層がめっき法で形成される場合は、基体成分と貴金属ないしはその合金からなる表層の拡散防止や密着性向上のため、Ｎｉおよびその合金、もしくはコバルト（Ｃｏ）およびその合金、もしくはＣｕおよびその合金など、適宜任意の下地層を設けてもよい。また、下地層は複数層あっても良く、被覆仕様用途等に応じて各種の下地構成を設けるのが好ましい。これらの厚さについても特に制限はないが、電気接点材としての使用条件やコスト等を考慮すると、前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層の厚さは、下地層を含めても０．０１〜１０μmが好ましく、０．１〜２μmがより好ましい。
【０００８】
貴金属ないしはその合金からなる表層の表面上に形成される有機皮膜は、エーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる耐熱性を有する有機皮膜である。ここで、「耐熱性を有する」とは、雰囲気温度８０℃における１００回摺動後の動摩擦係数が０．４以下であって、雰囲気温度８０℃におけるＪＩＳ Ｈ ８５０２記載のレイティングナンバーの値が６以上となる性質を付与することをいう。
この有機皮膜は、貴金属に対して物理吸着ないしは化学吸着するエーテル結合基を有し、かつ潤滑性を兼ね備えた有機皮膜であって、耐食性向上および潤滑性向上を目的とするために設けた耐熱性を有する皮膜である。
本発明において、前記有機皮膜の厚さについては特に制限はないが、接触抵抗の上昇抑制の観点から、０．０００１〜０．１μｍが好ましく、０．０００１〜０．０１μｍがより好ましい。
【０００９】
前記エーテル結合基を有する有機化合物としては、例えば、炭素原子数５〜４０のエーテル化合物が挙げられ、炭素原子数６〜３０のエーテル化合物が好ましい。また、前記エーテル結合基を有する有機化合物としては、少なくとも１つの不飽和結合を有するエーテル化合物がより好ましい。炭素原子数が上述の範囲内のエーテル化合物は、耐熱性、耐食性、摺動特性が優れた有機皮膜を形成する。
前記エーテル化合物の具体例としては、ジプロピルエーテル、アリルフェニルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチレングリコールジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、アルキル（例えば、ノニル、エイコシルなど）ジフェニルエーテル等が挙げられる。また、特に分子量が１００以上（好ましくは６００以下）のエーテル化合物は、沸点が比較的高く、耐熱性に特に優れた有機皮膜が得られ、よりすぐれた効果を発揮する。さらに、エーテル化合物を構成する炭化水素基が不飽和炭化水素であると、同じ炭素数の飽和炭化水素である場合と比較して、耐熱性が高くなる傾向にあるため望ましい。
【００１０】
前記有機皮膜の形成方法については、貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する材料を、上記有機化合物を含有する溶液中に浸漬して乾燥することで前記皮膜を形成する方法が好ましいが、そのほか、上記有機化合物を含有する溶液ミスト中を通過させたり、上記溶液を湿らせた布等で拭いたりするなどしたのち、乾燥させることにより形成することもできる。
前記溶液中のエーテル化合物等のエーテル結合基を有する有機化合物の濃度は特に制限されることはないが、好ましくは０．０１〜１０質量％となるように、トルエン、アセトン、トリクロロエタン、市販品合成溶剤（例えば、ＮＳクリーン１００Ｗ；株式会社ジャパンエナジー製）等、適当な溶剤に溶解して使用することができる。有機皮膜形成の処理温度・処理時間については特に制限はないが、常温（２５℃）で０．１秒以上（好ましくは０．５〜１０秒）浸漬すれば目的とする有機皮膜が形成される。
この有機皮膜処理は、１種の有機皮膜を２回以上形成処理したり、２種以上のエーテル化合物からなる混合液による有機皮膜を２回以上形成処理したり、さらにはこれらを交互に形成処理したりしても良いが、工程数やコスト面を考慮すると多くても形成処理は３回以内にするのが好ましい。
【００１１】
次に、図３を参照して、本発明の電気接点材料のさらにもう１つの実施形態について説明する。
図３は、本発明の電気接点材料のさらにもう１つの実施形態の断面図を示す図である。図３中、基体３の表面上に貴金属ないしはその合金１からなる表層が設けられ、その表層の表面上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層４を設け、さらに、前記第１の有機皮膜層４の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する第２の有機皮膜２を設けてなる形態である。
貴金属ないしはその合金からなる表層の表面上に形成される有機皮膜が、脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設け、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上にエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる耐熱性を有する第２の有機皮膜を設けることで、その潤滑性や耐食性がより向上する。具体的には、脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる前記第１の有機皮膜層は、貴金属に対して吸着しやすい脂肪族アミン、メルカプタンによる皮膜形成処理を施すことで、主に耐食性向上を目的として設けられた皮膜層である。
本発明に用いられる脂肪族アミン及びメルカプタンとしては、炭素原子数５〜５０の脂肪族アミン及びメルカプタンが好ましく、具体的には、ドデシルアミン、アイコシルアミン、ノニルアミン、ドデシルメルカプタン、オクタデシルメルカプタン、アイコシルメルカプタン、ノニルメルカプタン等が挙げられる。上述の炭素原子数の範囲の脂肪族アミンまたはメルカプタンにより形成される第１の有機皮膜は、その後に形成される第２の有機皮膜の耐熱性に悪影響をもたらさない。
皮膜形成処理方法としては、貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する材料を、脂肪族アミン、メルカプタンを含有する溶液中に浸漬する方法で処理することが好ましいが、その他、上記脂肪族アミン等を含有する溶液ミスト中を通過させたり、前記溶液を湿らせた布等で拭くなどしても皮膜形成処理をすることができる。
【００１２】
前記溶液中の脂肪族アミン、メルカプタンの濃度は特に制限されることはないが、好ましくは０．０１〜１０質量％となるように、トルエン、アセトン、トリクロロエタン、市販品合成溶剤等、適当な溶剤に溶解して使用することができる。処理時間も特に制限されることはないが、常温で０．１秒以上（好ましくは０．５〜１０秒）浸漬すれば目的とする有機皮膜が形成される。
この有機皮膜処理においても、1種の有機皮膜を２回以上形成処理したり、１種以上の脂肪族アミン及び／又はメルカプタンを含有する混合液を用いて有機皮膜を２回以上形成処理したり、さらにはこれらを交互に形成処理したりしても良いが、工程数やコスト面を考慮すると多くても形成処理は３回以内にするのが好ましい。
前記第１の有機皮膜を形成後、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上にエーテル結合基を含む有機化合物からなる耐熱性を有する第２の有機皮膜を形成する。この第２の有機皮膜は、前述の効果に加え、比較的高荷重での摺動接点として用いられる場合において、前記第１の有機皮膜では耐え切れない摺動を保護するために設けた皮膜であり、かつ前記第１の有機皮膜層の耐食性を長時間保護する効果もあり、さらに耐熱性にも優れた皮膜である。表面処理方法は、上記脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設けた後、前述と同様の手法で皮膜形成処理することによって得ることができる。
本発明において、前記第１及び第２の有機皮膜の厚さについては特に制限はないが、接触抵抗上昇抑制の観点から、０．０００１〜０．１μｍが好ましく、０．０００１〜０．０１μｍがより好ましい。
【００１３】
これらの処理に関しては、全ての貴金属およびその合金において、エーテル結合基を有する有機化合物からなる有機皮膜のみの処理、あるいは脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜処理後にエーテル結合基を有する有機化合物から有機皮膜を形成する処理、どちらでも効果を発揮するが、前記処理では特にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄあるいはこれら何れか1種以上を主成分とする合金において強い効果を発揮し、後記処理に関しては特にＡｇ又はＡｇを主成分とする合金において殊に効果を発揮する。
また、上記貴金属ないしはその合金からなる表層をめっき法あるいはクラッド法で形成した場合、その他の被覆法よりも有機皮膜形成前の最表層の状態が活性であるため、有機皮膜がより強固に吸着し、より大きな耐食性および潤滑性に対する効果が期待される。
これらの手法で形成された本発明の電気接点材料を用いた電気接点は、従来の接点材と比べて耐熱性を有し、耐食性もよく、かつ摺動を伴うような接点材において、耐摩耗性が従来材と比して優れた特性を持った電気接点が形成できる。
本発明の電気接点としては、繰返しの挿抜や摺動を伴う電気接点が挙げられ、具体的には、自動車ハーネス用のコネクター端子やスライドスイッチ、携帯電話搭載のコンタクトスイッチ、あるいはメモリーカードやＰＣカードの端子等が挙げられる。これらの用途は、基本的には電気信号用または小電流用であって、スイッチの開閉または端子の接続の際にスパーク等により有機皮膜の状態が変化することはない。また、本発明の電気接点は、耐熱性を有する有機皮膜が形成されているため、高温環境下における使用にも耐えうるものとなる。
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
厚さ０．３ｍｍ、幅１８０ｍｍのＣ１４４１０条（基体）を電解脱脂、酸洗の前処理を行った後、表１に示しためっき厚０．５μmのめっき構成材を作製した。次に、得られためっき構成材に有機皮膜形成処理を施し、有機皮膜厚０．０１μｍの本発明（実施例１〜１４）および比較例１〜８の電気接点材料を得た。また、従来例としてＡｇ−５％Ｓｂ合金を上記基体上にめっきを施し、従来例１の電気接点材料を得た。
上記の電気接点材料に関して、耐食性を判断するために、硫化試験を行った。その結果をレイティングナンバー（以後「ＲＮ」と表記）で数値化し、評価を行った。ＲＮは、ＪＩＳ Ｈ ８５０２記載の標準図表を判定基準としており、数値が大きいほど耐食性が良好であることを示唆している。また、摺動特性を求めるために、摺動電気接点として使用される部分における動摩擦係数測定を行い、１００回摺動後の動摩擦係数について上記硫化試験の結果とともに表１に併記した。
【００１５】
前処理条件およびめっき条件を下記に示す。
（前処理条件）
［電解脱脂］
脱脂液：ＮａＯＨ ６０ｇ／ｌ
脱脂条件：２．５ Ａ／ｄｍ２、温度６０℃、脱脂時間６０秒
［酸洗］
酸洗液：１０％硫酸
酸洗条件：３０秒浸漬、常温（２５℃）
【００１６】
（めっき条件）
［Ａｕめっき］
めっき液：ＫＡｕ（ＣＮ）２ １４．６ｇ／ｌ、Ｃ６Ｈ８Ｏ７ １５０ｇ／ｌ、Ｋ２Ｃ６Ｈ４Ｏ７ １８０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ４０℃
［Ａｕ−Ｃｏめっき］
めっき液：ＫＡｕ(ＣＮ)２ １４．６ｇ／ｌ、Ｃ６Ｈ８Ｏ７ １５０ｇ／ｌ、Ｋ２Ｃ６Ｈ４Ｏ７ １８０ｇ／ｌ、ＥＤＴＡ−Ｃｏ（II） ３ｇ／ｌ、ピペラジン ２ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ４０℃
［Ａｇめっき]
めっき液：ＡｇＣＮ ５０ｇ／ｌ、ＫＣＮ １００ｇ／ｌ、Ｋ２ＣＯ３ ３０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 ０．５〜３Ａ／ｄｍ２、温度 ３０℃
［Ｃｕめっき］
めっき液：ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ ２５０ｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４ ５０ｇ／ｌ、ＮａＣｌ ０．１ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 ６Ａ／ｄｍ２、温度 ４０℃
【００１７】
［Ｐｄめっき］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ３）２ＣＬ２ ４５ｇ／ｌ、ＮＨ４ＯＨ ９０ｍｌ／ｌ、（ＮＨ４）２ＳＯ４ ５０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ３０℃
［Ｐｄ−Ｎｉ合金めっき：Ｐｄ／Ｎｉ(％) ８０／２０］
めっき液：Ｐｄ（ＮＨ３）２Ｃｌ２ ４０ｇ／ｌ、ＮｉＳＯ４ ４５ｇ／ｌ、ＮＨ４ＯＨ ９０ｍｌ／ｌ、（ＮＨ４）２ＳＯ４ ５０ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ３０℃
［Ｒｕめっき］
めっき液：ＲｕＮＯＣｌ３・５Ｈ２Ｏ １０ｇ／ｌ、ＮＨ２ＳＯ３Ｈ １５ｇ／ｌ
めっき条件：電流密度 １Ａ／ｄｍ２、温度 ５０℃
［Ｐｔめっき］
めっき液：Ｐｔ（ＮＯ２）２（ＮＨ３）２ １０ｇ／ｌ、ＮａＮＯ２ １０ｇ／ｌ、ＮＨ４ＮＯ３ １００ｇ／ｌ、ＮＨ３ ５０ｍｌ／ｌ
めっき条件：電流密度 ５Ａ／ｄｍ２、温度 ９０℃
【００１８】
皮膜形成処理条件を下記に示す。
浸漬溶液：０．５質量％エーテル化合物溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温 ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
【００１９】
また、硫化試験条件および動摩擦係数測定条件について、以下に記す。
［硫化試験］
硫化試験条件：Ｈ２Ｓ ３ｐｐｍ、４０℃、４８時間、８０％Ｒｈ
［動摩擦係数測定］
測定条件：Ｒ（半径）＝３．０ｍｍの鋼球プローブ、摺動距離 １０ｍｍ、摺動速度 １００ｍｍ／秒、摺動回数 往復１００回、荷重 １Ｎ、６５％Ｒｈ、２５℃
【００２０】
【表１】
【００２１】
表１中、「最表層」とは、有機皮膜形成前の貴金属ないしはこれを主成分とする合金が現れている表層をいう。表２においても同様である。
表１から明らかなように、貴金属ないしはその合金の表面にエーテル結合基を有する有機化合物から形成した有機皮膜を設けることによって、耐食性及び摺動特性が大幅に向上していることが分かる。また、従来例１では荷重が１Ｎになると動摩擦係数が上昇してしまう結果が明らかとなっている。
なお、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったが、各実施例の特性は表１に示される雰囲気温度２５℃における結果と大差がなかった。特に、実施例４、実施例６以外の実施例におけるエーテル化合物は不飽和炭化水素基を含んでおり、雰囲気温度を上昇させた場合の特性の変化が小さくなる傾向があり、より耐熱性が高くなっている。これに対して、各比較例および従来例１のサンプルは、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったところ、動摩擦係数がすべて１を超え、ＲＮの値もすべて５以下となった。
【００２２】
（実施例２）
厚さ０．３ｍｍ、幅１８０mmのＣ１４４１０条（基体）を電解脱脂、酸洗の前処理を行った後、表２に示しためっき厚０．５μｍのめっき構成材を作製した。次に、得られためっき構成材に有機皮膜形成処理を施し、第１の有機皮膜厚０．０１μｍ、第２の有機皮膜厚０．０１μｍの本発明（実施例１５〜２８）の電気接点材料を得た。また、比較例１〜８及び従来例１の電気接点材料については表１で前述したものと同様である。
【００２３】
皮膜形成処理条件を下記に示す。
（第１の有機皮膜形成）
浸漬溶液：０．２質量％脂肪酸アミン又はメルカプタン溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温 ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
（第２の有機皮膜形成）
浸漬溶液：１．０質量％エーテル化合物溶液（溶剤ＮＳクリーン１００Ｗ）
浸漬条件：常温 ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
【００２４】
上記の電気接点材料に関して、耐食性を判断するために、硫化試験を行った。その結果を実施例１同様にＲＮで数値化し、評価を行った。また、摺動特性を求めるために、摺動電気接点として使用される部分における動摩擦係数測定を行い、１００回摺動後の動摩擦係数について上記硫化試験の結果とともに表２に併記した。なお、前処理条件、めっき条件、硫化試験条件及び動摩擦係数測定条件は、実施例１と同様の条件で行った。
【００２５】
【表２】
【００２６】
表２から明らかなように、貴金属ないしはその合金の表面に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜層を設け、さらにその上層にエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜を設けた実施例１５〜２８は、表１のエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜を設けたのみの実施例１〜１４に比べ、耐食性及び摺動特性がさらに向上していることが分かる。殊にＡｇに関しては、動摩擦係数のみならず耐食性がさらに大幅に向上することが伺える。
なお、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったが、各実施例の特性は表２に示される雰囲気温度２５℃における結果と大差がなかった。これに対して、各比較例および従来例１のサンプルは、雰囲気温度を８０℃まで上昇させて同様の試験を行ったところ、動摩擦係数がすべて１を超え、ＲＮの値もすべて５以下となった。
【００２７】
なお、上述の実施例において、エーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜の厚さは０．０１μｍの例のみを挙げたが、実際にはエーテル結合基を有する有機化合物から形成してなる有機皮膜の厚さは０．０００１μｍ〜０．１μｍの範囲であれば、耐熱性、耐食性、摺動特性についてほぼ同様の結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の電気接点材料の１つの実施形態の断面図を示す図である。
【図２】図２は、本発明の電気接点材料のもう１つの実施形態の断面図を示す図である。
【図３】図３は、本発明の電気接点材料のさらにもう１つの実施形態の断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 貴金属ないしはその合金
２ エーテル基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜
３ 基体
４ 脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる有機皮膜層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。
【請求項２】
貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設け、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。
【請求項３】
前記表層を形成する前記貴金属がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄまたはこれら何れか1種以上を主成分とする合金であることを特徴とする、請求項１に記載の電気接点材料。
【請求項４】
前記表層を形成する前記貴金属がＡｇないしはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、請求項２に記載の電気接点材料。
【請求項５】
前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法あるいはクラッド法で形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気接点材料の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気接点材料を用いてなる、電気接点。
【請求項１】
貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。
【請求項２】
貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる表層を有する電気接点材料であって、前記表層の表面上に脂肪族アミン、メルカプタンのいずれかまたは両者の混合物からなる第１の有機皮膜層を設け、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上に、エーテル結合基を有する有機化合物から形成した耐熱性を有する第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。
【請求項３】
前記表層を形成する前記貴金属がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄまたはこれら何れか1種以上を主成分とする合金であることを特徴とする、請求項１に記載の電気接点材料。
【請求項４】
前記表層を形成する前記貴金属がＡｇないしはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、請求項２に記載の電気接点材料。
【請求項５】
前記貴金属ないしはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法あるいはクラッド法で形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気接点材料の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気接点材料を用いてなる、電気接点。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１９２６１０（Ｐ２００８−１９２６１０Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３７５５（Ｐ２００８−３７５５）
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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