電気接点材料、その製造方法、及び電気接点
【課題】１Ｎ程度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、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】貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜を設けてなる、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。また、この電気接点材料を用いてなる、電気接点。
【解決手段】貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜を設けてなる、耐食性及び摺動特性に優れた電気接点材料。また、この電気接点材料を用いてなる、電気接点。
【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、摺動特性および耐熱性に優れ、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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知られている（特許文献１参照）。
【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】
【０００５】
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、上述の脂肪族アミン、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る従来の手法では、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。
【０００６】
上記のような問題点を解消するため、本発明の課題は、１Ｎ程度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、かつ耐食性を有し、更に耐熱性に優れた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】
【０００７】
本発明者は、上記問題点に対して鋭意検討を重ねた結果、貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成してな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、耐熱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）貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料、
（２）前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）である有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、（１）項記載の電気接点材料、
（３）貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料、
（４）前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）である有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、（３）項記載の電気接点材料、
（５）前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ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、（１）または（２）項記載の電気接点材料、
（６）前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｇまたはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、（３）または（４）記載の電気接点材料、
（７）前記貴金属またはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法またはクラッド法で形成されることを特徴とする、前記（１）〜（６）のいずれか１項に電気接点材料の製造方法、及び
（８）前記（１）〜（６）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】
【０００８】
本発明の電気接点材料は、１Ｎ程度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、耐熱性を有する。
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】
【０００９】
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、「貴金属また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、有機皮膜または有機皮膜層形成前の最表面に貴金属またはこれを主成分とする（当該貴金属を５０質量％以上含有する）合金が現れている電気接点材料をいう。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の電気接点材料において、貴金属またはこれを主成分とする合金の構成について特に制限はないが、金（Ａｕ）または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）または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）または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、ルテニウム（Ｒｕ）またはＲｕ合金の具体例としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ−Ａｕ合金、Ｒｕ−Ｐｄ合金、Ｒｕ−Ｐｔ合金等が挙げられる。
【００１３】
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、貴金属またはその合金１の表面上に、脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜２を設けてなる形態である。
【００１４】
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の表面上に貴金属またはその合金１からなる表層が形成され、その表層の表面上に脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜２を設けてなる形態である。
【００１５】
本発明において、前記貴金属また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）またはその合金、鉄（Ｆｅ）またはその合金、ニッケル（Ｎｉ）またはその合金、アルミニウム（Ａｌ）またはその合金等が挙げられる。
【００１６】
さらにこれらの貴金属また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、基体成分と貴金属また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、ニッケル（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、前記貴金属また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。
【００１７】
貴金属また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、脂肪酸を含む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。
脂肪酸とは、鎖状の１価のカルボン酸のことをいい、化学式ＣｎＨｍＣＯＯＨで表され、それぞれｎ、ｍは整数を表す。また、二重結合や三重結合を持たない飽和脂肪酸や、前記結合をもつ不飽和脂肪酸も含まれている。
【００１８】
この有機皮膜は、貴金属に対して物理吸着または化学吸着する脂肪酸を有し、かつ潤滑性を兼ね備えた耐熱性を有する有機皮膜であって、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。
【００１９】
前記脂肪酸としては、例えば炭素原子数１〜７の短鎖脂肪酸、炭素原子数８〜１０の中鎖脂肪酸、１２以上の長鎖脂肪酸が挙げられるが、脂肪酸の腐食性や安定性を考慮すると、炭素原子数８〜５０の脂肪酸が好ましく、炭素原子数１２〜４０の脂肪酸がさらに好ましい。但し、上記の炭素原子数はカルボキシル基（ＣＯＯＨ）のＣの数を含むものである。
本発明において好ましい脂肪酸の具体例としては、飽和脂肪酸としてカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、セロチン酸、メリシン酸等、不飽和脂肪酸としてミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、ネルボン酸、リノール酸、α−リノレン酸等が挙げられる。
【００２０】
前記有機皮膜の形成方法については、貴金属また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。
【００２１】
前記溶液中の脂肪酸を含む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耐熱性を有する有機皮膜が形成される。
【００２２】
この有機皮膜処理は、１種の脂肪酸からなる有機皮膜を２回以上形成処理したり、２種以上の脂肪酸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。
【００２３】
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の表面上に貴金属またはその合金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の有機皮膜層の表面上に、脂肪酸を含む有機化合物から形成した第２の有機皮膜２を設けてなる形態である。
貴金属また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脂肪酸を含む有機化合物から形成してなる第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層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。
第１の有機皮膜層形成処理方法としては、貴金属また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層形成処理をすることができる。
【００２４】
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（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層が形成される。
【００２５】
この有機皮膜層処理においても、１種の脂肪族アミン又はメルカプタンを含有する有機皮膜層を２回以上形成処理したり、２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層を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の有機皮膜層を形成後、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上に脂肪酸を含む有機化合物からなる第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の有機皮膜層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る皮膜である。第２の有機皮膜の形成は、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。
【００２６】
本発明において、前記第１の有機皮膜層及び第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、各々０．０００１〜０．１μｍが好ましく、０．０００１〜０．０１μｍがより好ましい。
【００２７】
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、脂肪酸を含む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脂肪酸を含む有機化合物からなる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、Ｒｕ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。
【００２８】
また、上記貴金属また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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１】
【００３２】
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、表１に示す有機皮膜厚０．０１μｍの本発明例１〜１２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常法によりクラッドし、得られたクラッド材料にノルメルカプタンの皮膜層形成処理し、従来例１の電気接点材料を得た。
【００３３】
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。
【００３４】
上記の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、室温（２５℃）
【００３５】
（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℃
【００３６】
［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℃
【００３７】
有機皮膜形成処理条件を下記に示す。表１中の耐熱性有機皮膜は下記浸漬溶液の種類である。
浸漬溶液：０．５質量％脂肪酸溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温（２５）℃ ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
また、従来例のノニルメルカプタン皮膜層形成の条件は以下のとおりである。表１中の耐熱性有機皮膜は下記浸漬溶液の種類である。
浸漬溶液：０．２質量％メルカプタン溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温（２５）℃５秒浸漬
乾燥：４０℃３０秒
【００３８】
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℃
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１中、「最表層」とは、有機皮膜または有機皮膜層形成前の貴金属また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、貴金属またはその合金の表面に脂肪酸を含む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（ＲＮ）及び摺動特性（動摩擦係数）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。
【実施例２】
【００４１】
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の有機皮膜層厚０．０１μｍ、第２の有機皮膜厚０．０１μｍの本発明例１３〜２６の電気接点材料を得た。また、比較の意味で表１で記載した比較例１〜８及び従来例１の電気接点材料については表２に合わせて記載した。
【００４２】
皮膜形成処理条件を下記に示す。表２中の第１の有機皮膜層および第２の耐熱性有機皮膜は下記浸漬溶液の種類である。
（第１の有機皮膜層形成）
浸漬溶液：０．２質量％脂肪族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（２５）℃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％脂肪酸溶液（溶剤ＮＳクリーン１００Ｗ）
浸漬条件：室温（２５）℃５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
【００４３】
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、めっき条件及び硫化試験条件は、実施例１と同様の条件で行った。
【００４４】
動摩擦係数測定条件について、以下に記す。
［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 １．５Ｎ、６５％Ｒｈ、２５℃
【００４５】
【表２】
【００４６】
表２から明らかなように、貴金属また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、さらにその上層に脂肪酸を含む有機化合物から形成してなる有機皮膜を設けた実施例１３〜２６は、表１の脂肪酸を含む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１〜１２に比べ、耐食性（ＲＮ）及び摺動特性（動摩擦係数）がさらに向上していることが分かる。殊にＡｇに関しては、摺動特性（動摩擦係数）のみならず耐食性（ＲＮ）がさらに大幅に向上することが伺える。
【実施例３】
【００４７】
厚さ０．６４ｍｍ、幅１５０ｍｍのＣ２６８００条（基体）を電解脱脂、酸洗の前処理を行った後、純Ａｇめっきを厚さ１．０μｍ施した後、第一の有機皮膜層厚０．００５μｍ、第二の有機皮膜（ステアリン酸）厚０．００５μｍの材料を得た（本発明例２７〜３７）。
また、従来例として第一の有機皮膜層厚０．００５μｍのみ形成したＡｇ−５％Ｓｂめっき＋ノニルメルカプタン材を得た（従来例２）。
得られた本発明例２７〜３７、従来例２、及び表１に示す比較例１〜８について表３に示す加熱条件で加熱処理した後、実施例１と同様に動摩擦係数の測定を行った。結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
表３から明らかなように、８０℃まで加熱試験を実施しても従来例および比較例よりも摺動特性（動摩擦係数）が優れており、本発明例では耐熱性が優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】
【００５１】
１ 貴金属またはその合金
２ 脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜
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、摺動特性および耐熱性に優れ、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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知られている（特許文献１参照）。
【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】
【０００５】
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、上述の脂肪族アミン、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る従来の手法では、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。
【０００６】
上記のような問題点を解消するため、本発明の課題は、１Ｎ程度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、かつ耐食性を有し、更に耐熱性に優れた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】
【０００７】
本発明者は、上記問題点に対して鋭意検討を重ねた結果、貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成してな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、耐熱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）貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料、
（２）前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）である有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、（１）項記載の電気接点材料、
（３）貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料、
（４）前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）である有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、（３）項記載の電気接点材料、
（５）前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ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、（１）または（２）項記載の電気接点材料、
（６）前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｇまたはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、（３）または（４）記載の電気接点材料、
（７）前記貴金属またはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法またはクラッド法で形成されることを特徴とする、前記（１）〜（６）のいずれか１項に電気接点材料の製造方法、及び
（８）前記（１）〜（６）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】
【０００８】
本発明の電気接点材料は、１Ｎ程度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、耐熱性を有する。
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】
【０００９】
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、「貴金属また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、有機皮膜または有機皮膜層形成前の最表面に貴金属またはこれを主成分とする（当該貴金属を５０質量％以上含有する）合金が現れている電気接点材料をいう。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の電気接点材料において、貴金属またはこれを主成分とする合金の構成について特に制限はないが、金（Ａｕ）または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）または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）または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、ルテニウム（Ｒｕ）またはＲｕ合金の具体例としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ−Ａｕ合金、Ｒｕ−Ｐｄ合金、Ｒｕ−Ｐｔ合金等が挙げられる。
【００１３】
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、貴金属またはその合金１の表面上に、脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜２を設けてなる形態である。
【００１４】
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の表面上に貴金属またはその合金１からなる表層が形成され、その表層の表面上に脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜２を設けてなる形態である。
【００１５】
本発明において、前記貴金属また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）またはその合金、鉄（Ｆｅ）またはその合金、ニッケル（Ｎｉ）またはその合金、アルミニウム（Ａｌ）またはその合金等が挙げられる。
【００１６】
さらにこれらの貴金属また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、基体成分と貴金属また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、ニッケル（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、前記貴金属また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。
【００１７】
貴金属また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、脂肪酸を含む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。
脂肪酸とは、鎖状の１価のカルボン酸のことをいい、化学式ＣｎＨｍＣＯＯＨで表され、それぞれｎ、ｍは整数を表す。また、二重結合や三重結合を持たない飽和脂肪酸や、前記結合をもつ不飽和脂肪酸も含まれている。
【００１８】
この有機皮膜は、貴金属に対して物理吸着または化学吸着する脂肪酸を有し、かつ潤滑性を兼ね備えた耐熱性を有する有機皮膜であって、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。
【００１９】
前記脂肪酸としては、例えば炭素原子数１〜７の短鎖脂肪酸、炭素原子数８〜１０の中鎖脂肪酸、１２以上の長鎖脂肪酸が挙げられるが、脂肪酸の腐食性や安定性を考慮すると、炭素原子数８〜５０の脂肪酸が好ましく、炭素原子数１２〜４０の脂肪酸がさらに好ましい。但し、上記の炭素原子数はカルボキシル基（ＣＯＯＨ）のＣの数を含むものである。
本発明において好ましい脂肪酸の具体例としては、飽和脂肪酸としてカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、セロチン酸、メリシン酸等、不飽和脂肪酸としてミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、ネルボン酸、リノール酸、α−リノレン酸等が挙げられる。
【００２０】
前記有機皮膜の形成方法については、貴金属また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。
【００２１】
前記溶液中の脂肪酸を含む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耐熱性を有する有機皮膜が形成される。
【００２２】
この有機皮膜処理は、１種の脂肪酸からなる有機皮膜を２回以上形成処理したり、２種以上の脂肪酸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。
【００２３】
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の表面上に貴金属またはその合金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の有機皮膜層の表面上に、脂肪酸を含む有機化合物から形成した第２の有機皮膜２を設けてなる形態である。
貴金属また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脂肪酸を含む有機化合物から形成してなる第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層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。
第１の有機皮膜層形成処理方法としては、貴金属また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層形成処理をすることができる。
【００２４】
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（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層が形成される。
【００２５】
この有機皮膜層処理においても、１種の脂肪族アミン又はメルカプタンを含有する有機皮膜層を２回以上形成処理したり、２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層を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の有機皮膜層を形成後、さらに、前記第１の有機皮膜層の表面上に脂肪酸を含む有機化合物からなる第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の有機皮膜層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る皮膜である。第２の有機皮膜の形成は、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。
【００２６】
本発明において、前記第１の有機皮膜層及び第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、各々０．０００１〜０．１μｍが好ましく、０．０００１〜０．０１μｍがより好ましい。
【００２７】
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、脂肪酸を含む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脂肪酸を含む有機化合物からなる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、Ｒｕ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。
【００２８】
また、上記貴金属また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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１】
【００３２】
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、表１に示す有機皮膜厚０．０１μｍの本発明例１〜１２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常法によりクラッドし、得られたクラッド材料にノルメルカプタンの皮膜層形成処理し、従来例１の電気接点材料を得た。
【００３３】
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。
【００３４】
上記の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、室温（２５℃）
【００３５】
（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℃
【００３６】
［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℃
【００３７】
有機皮膜形成処理条件を下記に示す。表１中の耐熱性有機皮膜は下記浸漬溶液の種類である。
浸漬溶液：０．５質量％脂肪酸溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温（２５）℃ ５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
また、従来例のノニルメルカプタン皮膜層形成の条件は以下のとおりである。表１中の耐熱性有機皮膜は下記浸漬溶液の種類である。
浸漬溶液：０．２質量％メルカプタン溶液（溶剤トルエン）
浸漬条件：常温（２５）℃５秒浸漬
乾燥：４０℃３０秒
【００３８】
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℃
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１中、「最表層」とは、有機皮膜または有機皮膜層形成前の貴金属また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、貴金属またはその合金の表面に脂肪酸を含む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（ＲＮ）及び摺動特性（動摩擦係数）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。
【実施例２】
【００４１】
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の有機皮膜層厚０．０１μｍ、第２の有機皮膜厚０．０１μｍの本発明例１３〜２６の電気接点材料を得た。また、比較の意味で表１で記載した比較例１〜８及び従来例１の電気接点材料については表２に合わせて記載した。
【００４２】
皮膜形成処理条件を下記に示す。表２中の第１の有機皮膜層および第２の耐熱性有機皮膜は下記浸漬溶液の種類である。
（第１の有機皮膜層形成）
浸漬溶液：０．２質量％脂肪族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（２５）℃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％脂肪酸溶液（溶剤ＮＳクリーン１００Ｗ）
浸漬条件：室温（２５）℃５秒浸漬
乾燥：４０℃ ３０秒
【００４３】
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、めっき条件及び硫化試験条件は、実施例１と同様の条件で行った。
【００４４】
動摩擦係数測定条件について、以下に記す。
［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 １．５Ｎ、６５％Ｒｈ、２５℃
【００４５】
【表２】
【００４６】
表２から明らかなように、貴金属また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、さらにその上層に脂肪酸を含む有機化合物から形成してなる有機皮膜を設けた実施例１３〜２６は、表１の脂肪酸を含む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１〜１２に比べ、耐食性（ＲＮ）及び摺動特性（動摩擦係数）がさらに向上していることが分かる。殊にＡｇに関しては、摺動特性（動摩擦係数）のみならず耐食性（ＲＮ）がさらに大幅に向上することが伺える。
【実施例３】
【００４７】
厚さ０．６４ｍｍ、幅１５０ｍｍのＣ２６８００条（基体）を電解脱脂、酸洗の前処理を行った後、純Ａｇめっきを厚さ１．０μｍ施した後、第一の有機皮膜層厚０．００５μｍ、第二の有機皮膜（ステアリン酸）厚０．００５μｍの材料を得た（本発明例２７〜３７）。
また、従来例として第一の有機皮膜層厚０．００５μｍのみ形成したＡｇ−５％Ｓｂめっき＋ノニルメルカプタン材を得た（従来例２）。
得られた本発明例２７〜３７、従来例２、及び表１に示す比較例１〜８について表３に示す加熱条件で加熱処理した後、実施例１と同様に動摩擦係数の測定を行った。結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
表３から明らかなように、８０℃まで加熱試験を実施しても従来例および比較例よりも摺動特性（動摩擦係数）が優れており、本発明例では耐熱性が優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】
【００５１】
１ 貴金属またはその合金
２ 脂肪酸を含む有機化合物から形成した有機皮膜
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】
貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料。
【請求項２】
前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）であることを特徴とする、請求項１記載の電気接点材料。
【請求項３】
貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料。
【請求項４】
前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）であることを特徴とする、請求項３記載の電気接点材料。
【請求項５】
前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ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または２に記載の電気接点材料。
【請求項６】
前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｇまたはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、請求項３または４に記載の電気接点材料。
【請求項７】
前記貴金属またはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法またはクラッド法で形成されることを特徴とする、請求項１〜６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８】
請求項１〜６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】
貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料。
【請求項２】
前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）であることを特徴とする、請求項１記載の電気接点材料。
【請求項３】
貴金属また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、脂肪酸を含む有機化合物から形成された第２の有機皮膜を設けてなることを特徴とする、電気接点材料。
【請求項４】
前記脂肪酸の炭素原子数が８〜５０（但し、ＣＯＯＨのＣの数を含む）であることを特徴とする、請求項３記載の電気接点材料。
【請求項５】
前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ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または２に記載の電気接点材料。
【請求項６】
前記表層を形成する前記貴金属またはこれを主成分とする合金がＡｇまたはＡｇを主成分とする合金であることを特徴とする、請求項３または４に記載の電気接点材料。
【請求項７】
前記貴金属またはこれを主成分とする合金からなる前記表層が、めっき法またはクラッド法で形成されることを特徴とする、請求項１〜６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８】
請求項１〜６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２００８−２７３１８９（Ｐ２００８−２７３１８９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８３３２０（Ｐ２００８−８３３２０）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【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１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【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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