JP2608411B2 - シリコーン蒸気に起因する電気開閉接点の導電不良障害を防止する方法 - Google Patents

シリコーン蒸気に起因する電気開閉接点の導電不良障害を防止する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シリコーン蒸気に起因する電気開閉接点の
導電不良障害を防止する方法に関する。
[従来の技術] オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーン製
品は、耐熱性、耐寒性、耐薬品性が良く、電気絶縁性に
すぐれていることから絶縁材料として多用されている。
また、導電性充填材を添加して導電性材料としても使用
されている。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、近年シリコーン製品の中でも硬化性オルガ
ノポリシロキサン組成物が接着剤、絶縁剤、シーリング
剤、電線被覆剤として多くの電気電子機器に使用され始
めた。ところが、これらの硬化性オルガノポリシロキサ
ン組成物またはその硬化物は近傍で使用されている電気
開閉接点に悪影響を及ぼし、しばしば、電気接点不良障
害すなわち導電不良障害を起こしている。これは硬化性
オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に残
存しているシリコーン蒸気すなわち低分子量のシランま
たは低分子量のオルガノポリシロキサンが常温下または
加熱下で蒸発し、この蒸気が電気開閉接点に達して接点
開閉時の放電エネルギーを受け、化学変化を起こして二
酸化けい素、炭化けい素等の絶縁物質を形成するためで
あると報告されている[例えば電気通信学会技術研究報
76(226)29〜38('77)参照]。一方、かかるシリコ
ーン蒸気に起因する電気開閉接点導電不良障害を防止す
る方法としては、抜本的な解決手段が見出だされておら
ず、わずかに、加熱脱気処理によって低分子量のオルガ
ノポリシロキサンを除去する方法、電気開閉接点にかか
る電圧と電流の負荷条件を導電不良の起こらない限定さ
れた範囲に留める方法が提案されているに過ぎない。
そこで、本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意
検討した結果、硬化性オルガノポリシロキサン組成物ま
たはその硬化物中に窒素原子含有塩基性化合物を添加配
合することによって、上記問題点が大巾に解消されるこ
とを見出し本発明に到達した。すなわち、本発明の目的
はリレー、スイッチ、マイクロモーター等に使用されて
いる電気開閉接点の導電不良障害を防止する方法を提供
するにある。
[問題点を解決する手段とその作用] 本発明は、電気開閉接点と硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物またはその硬化物とを密閉下もしくは半密閉
下に内包し、該オルガノポリシロキサン組成物またはそ
の硬化物から発生するシリコーン蒸気により該電気開閉
接点が導電不良障害を起こす電気機器において、該オル
ガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に窒素原
子含有塩基性化合物を含有せしめることにより、該電気
開閉用接点の導電不良障害を防止する方法に関するもの
である。
これを説明するに、本発明にいうシリコーン蒸気と
は、電気開閉接点の導電不良障害を起こす揮発性の低分
子量のシラン蒸気または低分子量のオルガノポリシロキ
サン蒸気であり、かかる蒸気は、電気機器の構成材料ま
たは付属材料として使用されているシリコーンゴム組成
物もしくはその硬化物、シリコーンレジン組成物もしく
はその硬化物等の中に含まれているか、またはこれらの
分解によって発生する。かかる蒸気となり得るオルガノ
ポリシロキサンの代表例としては、一般式 (ここでnは3〜10の整数である)で示される環状ジメ
チルポリシロキサン、一般式 CH3(CH32SiOmSi(CH3 (ここでmは1〜10の整数である)で示される線状ジメ
チルポリシロキサン、低分子量のメチルビニルポリシロ
キサン、メチルフェニルポリシロキサンもしくはメチル
(3,3,3−トリフルオロプロピル)ポリシロキサン、お
よび各種のオルガノシランが挙げられる。
本発明に使用される硬化性オルガノポリシロキサン組
成物またはその硬化物は特に限定されるものではなく、
例えば、従来公知の有機過酸化物によるラジカル反応硬
化性オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物、
縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物またはそ
の硬化物、付加反応硬化性オルガノポリシロキサン組成
物またはその硬化物が挙げられる。ここで使用されるオ
ルガノポリシロキサンとしては、単位式 (式中、Rは置換もしくは非置換の1価炭化水素基であ
り、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、オクチル
基、フェニル基、ビニル基、トリフルオロプロピル基で
あり、aは1〜3である)で示され直鎖状、分子鎖状、
網状、軽度の三次元構造のいずれを含んでいてもよい
し、また、単一重合体、共重合体及び2種以上の混合物
でもよい。その粘度は常温で液状のものからガム状のも
のまで使用可能であり特に限定されない。有機過酸化物
によるラジカル反応硬化性オルガノポリシロキサン組成
物に使用されるオルガノポリシロキサンとしては分子鎖
末端および/または分子鎖中にけい素原子に結合したビ
ニル基を有するものが好ましい。この架橋剤として使用
される有機過酸化物としてはベンゾイルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、ジターシヤリブチルパー
オキサイド、ターシヤリブチルパーベンゾエート、2,5
−ジメチル−2,5−ジ(ターシヤリブチルパーオキシ)
ヘキセンなどシリコーンゴムの架橋剤として公知のもの
が使用される。縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン
組成物に使用されるオルガノポリシロキサンとしては分
子鎖末端に水酸基を有するオルガノポリシロキサンが一
般的であり、その架橋剤としては1分子中にけい素原子
に結合した湿気加水分解性の感応基を少なくとも2個有
するシラン、その部分加水分解縮合物、環状オルガノポ
リシロキサンおよび直鎖状オルガノポリシロキサンであ
り、その官能基としてはアルコキシ基、カルボキシル
基、アミノ基、アミノキシ基、オキシム基、アミド基、
イミド基、ビニロキシ基、ラクタム基から選択されるも
のである。四官能性シランを除いてはこれらの官能基以
外に通常置換または非置換の1価炭化水素基がけい素原
子に結合している。水酸基含有オルガノポリシロキサン
と上記官能基を有するシランまたはシロキサンとの縮合
反応を促進させる触媒としては有機カルボン酸の金属塩
があり、これには酢酸、オクチル酸、ラウリン酸、ステ
アリン酸、オレイン酸、リノール酸、安息香酸、ナフト
エ酸などのカルボン酸と、錫、鉛、鉄、アンチモン、ジ
ルコニウム、カドミウム、バリウム、カルシウム、チタ
ン、ビスマスあるいはマンガンとの金属塩があげられ
る。他の触媒としては Ti(OR14, ≡TiOR2OTi≡および (式中、R1は置換または非置換の1価炭化水素基、R2
2価の有機基、nは1〜3の数、mは1以上の整数)で
示されるチタン化合物があげられ、これにはチタンのキ
レート化合物も含まれる。付加反応硬化性オルガノポリ
シロキサン組成物に使用されるオルガノポリシロキサン
としては分子鎖末端および/または分子鎖中にビニル基
を有するものであり、その架橋剤としては単位式 (式中、Rは前記と同様置換もしくは非置換の1価炭化
水素基であり、bは0<b≦3、cは0<c≦2、b+
cは0<b+c≦4)で示されるオルガノハイドロジェ
ンシランまたはオルガノハイドロジェンポリシロキサン
である。好ましくは1分子中に少なくとも2個のSiH基
を有する環状または直鎖状のオルガノハイロドジェンポ
リシロキサンである。付加反応を促進させる触媒として
は白金系、ロジウム系、バラジウム系が使用できるが、
好ましくは白金または白金化合物であり、これには担体
に白金を保持したもの、塩化白金酸、アルコール変成塩
化白金酸、白金とオレフィンとの錯体、白金とケートン
類の錯体、白金とビニルシロキサンとの錯体があげられ
る。
また、紫外線、電子線、X線等の高エネルギー線の照
射により架橋し、三次元化して硬化するオルガノポリシ
ロキサン組成物もあり、かかる高エネルギー線の照射に
より硬化するオルガノポリシロキサン組成物としては分
子鎖末端および/または分子鎖中にビニル基、アリル
基、アクリル基等の不飽和基、メルカプト基、≡Si−H
基、アクリルアミド基、エポキシ基、ハロゲン置換アル
キル基等を有するオルガノポリシロキサンと反応開始
剤、増感剤(例えば、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン
等の芳香族カルボニリル基、ベンゾインメチルエーテル
等のベンゾイル化合物、アゾビスイソブチルニトリル等
のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物等)
を配合してなるオルガノポリシロキサン組成物が挙げら
れる。
本発明に使用されるオルガノポリシロキサン組成物の
硬化物の形状は特に限定されるものではなく、ゲル状硬
化物、ゴム状硬化物、高硬度の樹脂状の硬化物が含まれ
る。
本発明に使用される窒素原子含有塩基性化合物は、25
℃において0.0001mmHg以上の蒸気圧を有する化合物、ま
たは電気機器類の使用温度範囲内で分解により窒素原子
含有塩基性化合物ガスを発生する化合物であり、その種
類は特に限定されないが、電気開閉接点部を腐食する化
合物または人体に対してあまり有毒な化合物は特別な場
合を除いて避けた方がよい。
かかる化合物の具体例としては、例えば、メチルアミ
ン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミ
ン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、ヘ
プチルアミン、オクチルアミン等の脂肪族第1級アミ
ン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブロピルアミ
ン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミル
アミン等の脂肪族第2級アミン;トリメチルアミン、ト
リエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミ
ン等の脂肪族第3級アミン;アリルアミン、ジアリルア
ミン、トリアリルアミン等の脂肪族不飽和アミン;シク
ロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチ
ルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族環式アミ
ン、アニリン、メチルアニリン、ベンジルアミン等の芳
香族アミン;グアニジン又はそれらの誘導体;エチレン
ジアミン、トリメチレンジアミンテトラメチレンジアミ
ン、ペンタメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;o−フ
ェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェ
ニレンジアミン等の芳香族ジアミン;1,2,3−トリアミル
プロパン等のトリアミン;N−(トリメチルシリル)ジメ
チルアミン;N,N−(トリメチルシリル)メチルアミン;
トリメチレンテトラミン等のテトラミン類、ベンゾトリ
アゾール類が挙げられる。
かかる窒素原子含有塩基性化合物の含有量は、硬化性
オルガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に包
含されるオルガノポリシロキサン蒸気1モルに対して窒
素原子含有塩基性化合物蒸気が0.0001モル以上となるよ
うな量が好ましい。
窒素原子含有塩基性化合物をオルガノポリシロキサン
組成物またはその硬化物に含有させる方法としては各種
の方法があるが、本願発明の目的を損わない限りいかな
る方法を採用してもよい。かかる方法の具体例として
は、例えば、前記したような各種硬化性オルガノポリシ
ロキサン組成物の製造時もしくは製造後に窒素原子含有
塩基性化合物を添加配合し、得られた混合物を硬化させ
る方法、窒素原子含有塩基性化合物自体もしくはこれを
溶媒に溶解してなる窒素原子含有塩基性化合物の溶媒溶
液中に、オルガノポリシロキサン組成物の硬化物を浸漬
し、前記窒素原子含有塩基性化合物をオルガノポリシロ
キサン組成物の硬化物中に含浸させる方法、オルガノポ
リシロキサン組成物の硬化物中に窒素原子含有塩基性化
合物を直接注入器等を使用して注入する方法、窒素原子
含有塩基性化合物中にオリガノポリシロキサン組成物の
硬化物を置き、吸収もしくは吸着によって含有させる方
法が挙げられる。
以上のような本発明の方法は、電気開閉接点とオルガ
ノポリシロキサン組成物またはその硬化物とを密閉下も
しくは半密下に内包し、該オルガノポリシロキサン組成
物またはその硬化物から発生するシリコーン蒸気により
該電気開閉接点が導電不良障害を起こす電気機器に適用
した場合、該電気開閉接点の導電不良障害を防止するこ
とが可能であり極めて有用である。
[実施例] 以下、本発明を実施例にて説明する。電気開閉接点の
負荷開閉試験は次の方法によって行った。
○密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験方法 密閉可能な容積1の容器内に8個の電気開閉接点を
有するマイクロリレーを設置し、この接点の開閉を外部
から操作できる装置を作製した。この容器内部にオルガ
ノポリシロキサン組成物の硬化物を入れ、容器を密閉し
た後に次の条件で電気開閉試験を行った。
各接点にかかる電圧 DC24volt 各接点にかかる負荷 1kΩ(R負荷) 各接点の開閉頻度 1秒あたり5回(5Hz) 試験温度 70℃ なお、接点の接触抵抗値は電圧降下法によって測定し
マルチペンレコーダーで記録した。そして接触抵抗値が
10Ω以上になった時点で接点故障と判定した。接点故障
が発生するまでの接点の開閉回数を接点故障寿命とし、
8個の接点のうち最初の故障が生じた開閉回数を第1故
障寿命、4個の故障が生じた開閉回数を50%故障寿命と
した。
○半密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験方法 上記密閉系による電気開閉接点の負荷開閉方法におい
て、密閉可能な容積1の容器の代わりに該容器の側面
中央部に直径1cmの穴を対象的に2個開けた容器を使用
し、他は上記密閉系による電気開閉接点の負荷開閉試験
方法と同じ方法に従って行った。
実施例1〜実施例2 ジメチルシロキサン単位96モル%、メチルビニルシロ
キサン単位4モル%からなり、分子鎖両末端がトリメチ
ルシロキシ基で封鎖された粘度30000センチストークス
のジメチルポリシロキサン100部とジクミルパーオキサ
イド3部を均一に混合し、ラジカル反応硬化性オルガノ
ポリシロキサン組成物を得た。次いで該組成物100部に
窒素原子含有塩基性化合物として表1に示す化合物を各
々別々に表1に示す通りの量添加し、均一に混合した。
得られた混合物を圧力20kg/cm2温度170℃の条件下で10
分間プレス加硫し、シート状のオルガノポリシロキサン
硬化物を得た。該硬化物について密閉系による電気開閉
接点負荷開閉試験を行った。結果を各々実施例1および
実施例2として表1に示した。
比較のため、上記において得られたラジカル反応硬化
性オルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にし
て硬化し、上記と同様に電気開閉接点の負荷開閉試験を
行った結果を比較例1として表1に併記する。
実施例3〜4 分子鎖両末端に水酸基を有する粘度2000センチストー
クスのジメチルポリシロキサン100部、エチルシリケー
ト4部およびジブチル錫ジラウレート0.4部を均一に混
合して縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物を
得た。該組成物に窒素原子含有塩基性化合物として表2
に示す化合物を各々表2に示す通りの量添加し、均一に
混合した。得られた混合物をテフロンシート上に塗布し
室温にて24時間放置し硬化させた。得られたシート状の
オルガノポリシロキサン硬化物について密閉系による電
気開閉接点の負荷開閉試験を行った。結果を各々実施例
3及び実施例4として表2に示した。
比較のため、上記において得られた縮合反応硬化性オ
ルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にして硬
化し、上記と同様にして電気開閉接点の負荷開閉試験を
行った結果を表2に比較例2として併記した。
実施例5〜実施例6 分子鎖両末端に水酸基を有する粘度10000センチスト
ークスのジメチルポリシロキサン100部に表3に示すよ
うなオキシムシラン5部および触媒としてジブチル錫ジ
ラウレート0.5部を添加し均一に混合して縮合反応硬化
性オルガノポリシロキサン組成物を得た。次いで該組成
物100重量部にテトラエチルジアミン0.01部を添加し均
一に混合した。得られた混合物をテフロンシート上に塗
布し室温にて120時間放置し硬化させた。得られたシー
ト状のオルガノポリシロキサン硬化物について密閉系に
よる電気開閉接点の負荷開閉試験を行った。その結果を
実施例5として表3に示した。
また上記においてテトラエチルジアミン0.01部の替り
にベンゾトリアゾール0.1部を使用する以外は上記と同
様にして得られたオルガノポリシロキサン硬化物につい
て上記と同様にして電気開閉接点の負荷開閉試験を行っ
たその結果を実施例6として表3に示した。
また比較のため、上記において得られた縮合反応硬化
性オルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にし
て硬化し、得られた硬化物について上記と同様にして電
気開閉接点の負荷開閉試験を行った結果を比較例3とし
て表3に示した。
実施例7〜実施例8 粘度2000センチストークスの分子鎖両末端ジメチルビ
ニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン100部に、
粘度10センチストークスの両末端トリメチルシロキシ基
封鎖メチル水素ポリシロキサン3部と、ジビニルテトラ
メチルジシロキサン0.1部を撹拌、混合し、さらに触媒
として塩基白金のエタノール溶液を白金量として上記ポ
リシロキサンの合計量に対して15ppm添加混合し付加反
応硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得た。該組成
物100部にテトラエチレンジアミン0.1部を添加し均一に
混合した後、得られた混合物を150℃に設定されたか熱
オーブンに入れ30分間加熱し硬化させた。得られた硬化
物について前記の方法に従って密閉系による電気開閉接
点の負荷開閉試験を行った。その結果を実施例7として
表4に示した。また上記においてテトラエチレンジアミ
ン0.1部の替りに、シクロヘキシルアミン0.1部を使用す
る以外は上記と同様にして得られたオルガノポリシロキ
サン硬化物について上記と同様に電気開閉接点の負荷開
閉試験を行った。その結果を実施例8として表4に示し
た。また比較のため上記において得られた付加反応硬化
性オルガノポリシロキサン自体を上記と同様にして硬化
し、得られた硬化物について上記と同様にして電気開閉
接点の負荷開閉試験を行った結果を比較例4として表4
に併記した。
実施例9〜実施例10 分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖され、ジ
メチルシロキサン単位90モル%、メチルビニルシロキサ
ン単位10モル%からなる粘度6000センチストークスのメ
チルビニルポリシロキサン100部に粘度20センチストー
クスのメチル水素ポリシロキサン5部と増感剤としてベ
ンゾフェノン1.5部を添加混合し、高エネルギー線の照
射により硬化するオルガノポリシロキサン組成物を得
た。該組成物100部にジメチルオクチルアミン0.05部を
添加し均一に混合した後、これを厚さ1mmの金枠に充填
した。次いで該金枠から10cm離れた場所から超高圧水銀
灯(160w/cm、ランプ長20cm、発光波長20〜500mm)によ
り紫外線を20秒間照射したところ、オルガノポリシロキ
サン硬化物が得られた。得られた硬化物について密閉系
による電気開閉接点の負荷開閉試験を行った。その結果
を実施例9として表5に示した。また上記においてジメ
チルオクチルアミン0.05部の替りにベンジルアミン0.1
部を使用する以外は上記と同様にして得られたオルガノ
ポリシロキサン硬化物について電気開閉試験を行った。
その結果を実施例10として表5に示した。また比較のた
め上記において得られた高エネルギー線の照射に硬化す
るオルガノポリシロキサン組成物自体を上記と同様にし
て硬化し、得られた硬化物について上記と同様として電
気開閉接点負荷開閉試験を行った結果を比較例5として
表5に併記した。
実施例11 実施例1で得たシート状のオルガノポリシロキサン硬
化物を使用し、半密閉系による電気開閉接点の負荷開閉
試験を行った。結果を6表に示す。比較のため実施例1
において得られたラジカル反応硬化性オルガノポリシロ
キサン自体を使用し、半密閉系による電気開閉接点の負
荷開閉試験を行った結果を比較例6として表6に併記す
る。
[発明の効果] 本発明は、電気開閉接点と硬化性オルガノポリシロキ
サン組成物またはその硬化物とを密閉下もしくは半密閉
下に内包し、該オルガノポリシロキサン組成物またはそ
の硬化物から発生するシリコーン蒸気により該電気開閉
接点が導電不良障害を起こす電気機器において、該オル
ガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に窒素原
子含有塩基性化合物を含有せしめることにより、該電気
開閉接点の導電不良障害を防止する方法なので、密閉も
しくは半密閉状態で使用される電気機器に搭載されたリ
レー、スイッチ、マイクロモータ等の導電不良に係るト
ラブルがなくなり、電気機器の信頼性を向上させること
ができるという特徴を有する。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気開閉接点と硬化性オルガノポリシロキ
    サン組成物またはその硬化物とを密閉下もしくは半密閉
    下に内包し、該オルガノポリシロキサン組成物またはそ
    の硬化物から発生するシリコーン蒸気により該電気開閉
    接点が導電不良障害を起こす電気機器において、該オル
    ガノポリシロキサン組成物またはその硬化物中に窒素原
    子含有塩基性化合物を含有せしめることにより、該電気
    開閉接点の導電不良障害を防止する方法。
  2. 【請求項2】窒素原子含有塩基性化合物が脂肪族アミン
    化合物である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】窒素原子含有塩基性化合物が芳香族アミン
    化合物である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  4. 【請求項4】硬化性オルガノポリシロキサン組成物が、
    有機過酸化物によるラジカル反応硬化性オルガノポリシ
    ロキサン組成物である特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
  5. 【請求項5】硬化性オルガノポリシロキサン組成物が、
    付加反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物である特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
  6. 【請求項6】硬化性オルガノポリシロキサン組成物が、
    縮合反応硬化性オルガノポリシロキサン組成物である特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
  7. 【請求項7】硬化性オルガノポリシロキサン組成物が、
    高エネルギー線の照射により硬化するオルガノポリシロ
    キサン組成物である特許請求の範囲第1項記載の方法。
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