JP6103542B2 - 表面保護剤組成物及びこれを用いた電気接続構造並びに電気接続構造の製造方法 - Google Patents
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Description
このように、近接する位置に異種金属から構成された部材が配されていると、異種金属間にまたがるように水(特に塩化物などのイオンを含む水溶液)が付着して腐食電流が流れることが懸念される。このような問題を避けるべく、端子間の接続部などにおいてはグリースなどを塗布することが行われている(特許文献1を参照)。しかし、グリースなどの油成分を塗布すると、べたつきや垂れ落ちを生じ、作業性を阻害してしまう他、周囲の基材を汚染してしまうおそれがあるため、できるだけ薄く塗布することが必要となる。しかし、薄く塗布しすぎると、長期間、安定した油膜を金属表面に保持することが困難で、特に高温条件下では、油成分の酸化による低分子化や揮発を伴うことがあるため、安定した油膜を金属表面に保持することがより困難となる。これは、油成分は金属表面に化学結合せず、吸引力の弱いファンデルワールス力により金属表面に密着しているためである。
〔1〕(a)潤滑油基油に、
(b)下記一般式(1)及び(2)で表されるリン化合物並びにこれらの金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる化合物の少なくとも1種を、組成物全量基準で、リン元素換算量として、0.005〜4質量%、
(c)アミド化合物を、組成物全量基準で、0.1〜40質量%、
を配合してなる表面保護剤組成物。
〔2〕さらに、(d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤の少なくとも1種を、組成物全量基準で、0.01〜30質量%配合してなる上記〔1〕に記載の表面保護剤組成物。
〔4〕(a)潤滑油基油は、ASTM D3238に規定された方法により求められる%CPが90%未満の潤滑油基油である上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔6〕(b)一般式(1)及び(2)で表されるリン化合物が、金属塩よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、当該金属が、カルシウム、マグネシウム、亜鉛のいずれか1種である上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔7〕(b)一般式(2)で表されるリン化合物及びその金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の一般式(2)中におけるX4、X5、X6及びX7の全てが、酸素原子であり、R14、R15及びR16の少なくとも1つが、炭素数1〜30の炭化水素基である上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔8〕(b)一般式(2)で表されるリン化合物及びその金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の一般式(2)中におけるX4、X5、X6及びX7の全てが、酸素原子であり、R14、R15及びR16の少なくとも1つが、炭素数8〜30の分岐状の炭化水素基である上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
R21−CO−NH−R22 (3)
R23−CO−NH−Y31−NH−CO−R24 (4)
R25−NH−CO−Y32−CO−NH−R26 (5)
(一般式(3)〜(5)において、R21、R22、R23、R24、R25及びR26は、それぞれ個別に炭素数5〜25の飽和または不飽和の鎖状炭化水素基を示し、R22は水素であってもよい、Y31及びY32は、炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基、又は炭素数7〜10のアルキルフェニレン基からなる群より選ばれる炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す)。
〔10〕(c)アミド化合物の一般式(3)〜(5)中におけるR21、R22、R23、R24、R25及びR26が、それぞれ個別に炭素数12〜20の飽和鎖状炭化水素基、又はR22は水素からなるアミド化合物及び/又はR21とR22、R23とR24、及びR25とR26の少なくともいずれか一方が炭素数12〜20の不飽和鎖状炭化水素基からなるアミド化合物である上記〔9〕に記載の表面保護剤組成物。
〔11〕(c)アミド化合物が、融点20℃〜200℃の脂肪酸アミドである上記〔1〕〜〔10〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔13〕(d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤が、炭素数4以上の炭化水素基を有する化合物の少なくとも1種である上記〔2〕〜〔12〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔14〕(d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤が、炭素数8以上の直鎖または分岐の炭化水素基を有する化合物の少なくとも1種である上記〔2〕〜〔13〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔16〕(e)酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である上記〔15〕に記載の表面保護剤組成物。
〔17〕(e)酸化防止剤が、アルキルフェノール類、ビスフェノール類からなる群より選ばれる少なくとも1種である上記〔15〕に記載の表面保護剤組成物。
〔19〕(f)増粘剤が、ポリアルキルメタクリレート、エチレン‐α‐オレフィン共重合体又はその水素化物、エチレン‐α‐オレフィン共重合体又はその水素化物、ポリイソブチレン及びその水素化物からなる群より選ばれる少なくとも1種である上記〔18〕に記載の表面保護剤組成物。
〔21〕(g)グリースが、リチウム系グリースである上記〔20〕に記載の表面保護剤組成物。
〔22〕さらに、(h)染料を配合してなる上記〔1〕〜〔21〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔23〕融点が120℃〜150℃である上記〔1〕〜〔22〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物。
〔25〕前記銅又は銅合金を含む第1金属部材が、少なくとも一部に錫めっき層が形成されたものである上記〔24〕に記載の電気接続構造。
〔26〕前記第2金属部材が、アルミニウムまたはアルミニウム合金である上記〔24〕又は〔25〕に記載の電気接続構造。
〔27〕前記第2金属部材が、アルミニウム電線またはアルミニウム合金電線である上記〔24〕又は〔25〕に記載の電気接続構造。
〔28〕前記第2金属部材が、銅または銅合金である上記〔24〕又は〔25〕に記載の電気接続構造。
〔29〕前記第2金属部材が、銅電線または銅合金電線である上記〔24〕又は〔25〕に記載の電気接続構造。
〔30〕上記〔24〕〜〔29〕のいずれか1つに記載の電気接続構造の表面保護層が、融点以上に加熱した状態の上記〔1〕〜〔23〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物に浸漬塗布して得られるものである電気接続構造。
〔32〕上記〔24〕〜〔29〕のいずれか1つに記載の電気接続構造の表面保護層が、融点以上に加熱した状態の上記〔1〕〜〔22〕のいずれか1つに記載の表面保護剤組成物に浸漬塗布して得られる電気接続構造の製造方法。
〔33〕上記〔24〕〜〔30〕のいずれか1つに記載の電気接続構造を用いる自動車用ワイヤーハーネス。
〔34〕上記〔33〕に記載の自動車用ワイヤーハーネスを用いる自動車の軽量化方法。
また、本発明の表面保護剤組成物は、厳しい腐食環境下においても金属部材の腐食耐久性を向上させることができるため、自動車用ワイヤーハーネスのような輸送用機器の配線の耐久性を向上させることができる。
さらに、本発明の表面保護剤組成物を塗布した電気接続構造は、腐食環境における腐食抑制が困難であったアルミニウム(合金)の耐腐食性を抑制することができる。
さらにまた、本発明の表面保護剤組成物を塗布した電気接続構造は、車両の軽量化に有効であるアルミニウム(合金)を、ワイヤーハーネスの芯線の材料とすることを可能とするため、自動車の軽量化に寄与し、自動車の省燃費化、炭酸ガス排出量削減に寄与することができる。
本発明の表面保護剤組成物における(a)潤滑油基油は、通常の潤滑油の基油として用いられる任意の鉱油、ワックス異性化油、合成油の1種又は2種以上の混合物を使用することができる。
鉱油としては、具体的には例えば、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理等を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等の油やノルマルパラフィン等が使用できる。
また、潤滑油基油のパラフィン成分含有量は、表面保護剤組成物の溶解安定性に優れることから、90%未満であることが好ましい。なお、ここでいうパラフィン成分含有量とは、ASTM D3238に規定された方法により求められる%CPを示す。
この潤滑油基油の配合量は本発明の組成物の残部であるが、少なくとも、15質量%以上とすることが好ましい。
上記R11〜R16で表される炭素数1〜30の炭化水素基としては、具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキル置換シクロアルキル基、アリール基、アルキル置換アリール基、及びアリールアルキル基を挙げることができる。
上記アリールアルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12のアリールアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を挙げることができる。
一般式(2)のX4〜X7は、その内2個以上が酸素原子であることが好ましく、3個以上が酸素原子であることがより好ましく、全てが酸素原子であることが特に好ましい。
亜リン酸、モノチオ亜リン酸、ジチオ亜リン酸;上記炭素数1〜30の炭化水素基を1つ有する亜リン酸モノエステル、モノチオ亜リン酸モノエステル、ジチオ亜リン酸モノエステル;上記炭素数1〜30の炭化水素基を2つ有する亜リン酸ジエステル、モノチオ亜リン酸ジエステル、ジチオ亜リン酸ジエステル;上記炭素数1〜30の炭化水素基を3つ有する亜リン酸トリエステル、モノチオ亜リン酸トリエステル、ジチオ亜リン酸トリエステル;及びこれらの混合物。
リン酸、モノチオリン酸、ジチオリン酸、トリチオリン酸;上記炭素数1〜30の炭化水素基を1つ有するリン酸モノエステル、モノチオリン酸モノエステル、ジチオリン酸モノエステル、トリチオリン酸モノエステル;上記炭素数1〜30の炭化水素基を2つ有するリン酸ジエステル、モノチオリン酸ジエステル、ジチオリン酸ジエステル、トリチオリン酸ジエステル;上記炭素数1〜30の炭化水素基を3つ有するリン酸トリエステル、モノチオリン酸トリエステル、ジチオリン酸トリエステル、トリチオリン酸トリエステル;及びこれらの混合物。
上記金属塩基における金属としては、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、銅、鉄、鉛、ニッケル、銀、マンガン、モリブデン等の重金属等が挙げられる。
より具体的には、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、ジトリデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジペンタデシルアミン、ジヘキサデシルアミン、ジヘプタデシルアミン、ジオクタデシルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、及びプロピルブチルアミン等の炭素数1〜30のアルキル基(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルキルアミン;エテニルアミン、プロペニルアミン、ブテニルアミン、オクテニルアミン、及びオレイルアミン等の炭素数2〜30のアルケニル基(これらのアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルケニルアミン;メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、ヘキサノールアミン、ヘプタノールアミン、オクタノールアミン、ノナノールアミン、メタノールエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールプロパノールアミン、エタノールブタノールアミン、及びプロパノールブタノールアミン等の炭素数1〜30のアルカノール基(これらのアルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルカノールアミン;メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、及びブチレンジアミン等の炭素数1〜30のアルキレン基を有するアルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン;ウンデシルジエチルアミン、ウンデシルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、オレイルジエタノールアミン、オレイルプロピレンジアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン等の上記モノアミン、ジアミン、ポリアミンに炭素数8〜20のアルキル基又はアルケニル基を有する化合物やN‐ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の複素環化合物;これらの化合物のアルキレンオキシド付加物;及びこれらの混合物等が例示できる。
本発明の表面保護剤組成物に配合するリン化合物は、リン化合物に金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩等の金属塩基を作用させて、残存する酸性水素の一部又は全部を中和した塩であることが好ましく、上記金属塩基における金属が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、チタン、亜鉛のいずれかであることがより好ましく、上記金属塩基における金属が、カルシウム、マグネシウム、亜鉛のいずれかであることが特に好ましい。
R23−CO−NH−Y31−NH−CO−R24 (4)
R25−NH−CO−Y32−CO−NH−R26 (5)
これらビスアミド化合物の中でも、モノアミド化合物の場合と同様に、式(4)のR23とR24及び式(5)のR25とR26が、それぞれ独立に炭素数12〜20の飽和鎖状炭化水素基のアミド化合物及び/又はR23とR24及びR25とR26の少なくとも一方が炭素数12〜20の飽和鎖状炭化水素基のアミド化合物であることが好ましく、このような化合物として、エチレンビスステアリン酸アミド等が挙げられる。
アミド化合物は、液状の潤滑油基油と均一に混合すると、常温でゲル状の組成物を形成する。すなわち、アミド化合物は潤滑油基油を常温で半固体状化(ゲル化)する半固体状化化合物として機能する。金属の表面保護剤として機能する常温では半固体状であること、金属表面に均一な表面保護膜を形成するために、高温での塗布作業では液状で使用することを考えると、本発明の表面保護剤組成物に配合するアミド化合物の融点は、20〜200℃であることが好ましく、80〜180℃であることがより好ましく、120℃〜150℃であることが特に好ましい。また、アミド化合物の分子量は100〜1000が好ましく、150〜800であることがより好ましい。
この(d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤としては、潤滑油等で通常用いられているものを用いることができるが、特には、ベンゾトリアゾール系化合物、トリルトリアゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物等のいずれか1種が好適に使用できる。本発明の表面保護剤組成物に配合する金属不活性化剤は、表面保護剤組成物の溶解安定性に優れる炭素数4以上の炭化水素基を有するものが好ましく、また、表面保護剤組成物によって形成される金属表面保護膜の形成性に優れる炭素数8以上の直鎖または分岐の炭化水素基を有するものがより好ましい。
これらの金属不活性化剤は、1種類あるいは2種類以上を任意に配合することができる。
具体的には、2‐6‐ジ‐tert‐ブチル‐4‐メチルフェノール等のアルキルフェノール類、メチレン‐4,4‐ビスフェノール(2,6‐ジ‐tert‐ブチル‐4‐メチルフェノール)等のビスフェノール類、フェニル‐α‐ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、ジ‐2‐エチルヘキシルジチオリン酸亜鉛等のジアルキルジチオリン酸亜鉛類、(3、5‐ジ‐tert‐ブチル‐4‐ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)と1価又は多価アルコール、例えばメタノール、オクタデカノール、1、6ヘキサジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等とのエステル等が挙げられる。
これらの中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の酸化防止剤は、任意の量を配合させることができるが、通常、その含有量は、組成物全量基準で0.01〜5.0質量%であることが好ましい。
これらの中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の増粘剤は、任意の量を配合させることができるが、通常、その含有量は、組成物全量基準で0.1〜20質量%であることが好ましい。
カルボン酸金属塩は、1種類を単独で用いてもよく、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。金属石けん系増ちょう剤の含有量は、所望のちょう度が得られれば良く、例えば、グリース組成物の全量基準で、好ましくは2〜30質量%、さらに好ましくは3〜20%である。
ウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジイソシアネートとモノアミンとの反応で得られるジウレア化合物やジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られるポリウレア化合物等を用いることができる。
これらの中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上のグリースは、任意の量を配合させることができるが、通常、その含有量は、組成物全量基準で0.1〜10質量%であることが好ましい。
つまり、本発明によれば、表面保護剤組成物を塗布することにより形成された表面保護層が第1金属部材の表面に安定的に保持されるので、例えば第1金属部材に含まれる銅又は銅合金(以下、「銅(合金)」ともいう)と錫めっき層とにまたがるように水(特に塩化物などのイオンを含む水溶液)が付着した場合も、第1金属部材と第2金属部材とにまたがるように水(特に塩化物などのイオンを含む水溶液)が付着した場合であっても、腐食電流が流れるのを抑制することができる。その結果、本発明によれば、金属部材の電気接続構造において、金属部材の腐食を抑制することができる。
前記第1金属部材は第1端子である一方、前記第2金属部材は前記第1端子に電気的に接続される電線の芯線であってもよい。このような構成とすると、銅製の端子とアルミニウム(合金)製の芯線を有する電線との接続構造においても金属部材の腐食を防止することができる。例えば自動車のワイヤーハーネスのように、様々な温度範囲において、水分の影響も受ける過酷な環境下で使用される場合であっても、軽量なアルミニウム(合金)を芯線に採用することができ、自動車の軽量化、すなわち省燃費化に有効に活用することができる。
本発明の表面保護剤組成物は、表面保護層として機能することを求められる一般的な使用温度範囲において、半固体状(ゲル状)であり、塗布工程においては液状であることが好ましい。このような構成とすると、一般的な使用温度範囲において前記表面保護層が金属部材表面からの流出を防止し腐食抑制機能を維持することができるとともに、第1金属部材が電気端子である場合の電気的な接続部において接圧や摺動により表面保護層を容易に除去できるので、電気的な接続の信頼性を高めることができる。また、組成物が半固体状から液状に変化する融点以上で塗布することにより、塗布工程の作業を容易足らしめ、かつ表面保護層を均一に形成することができる。
本発明に係る実施形態1の電気接続構造20について、図1〜3を参照しつつ説明する。本実施形態は、銅又は銅合金を含む端子21(第1金属部材の一例)と、銅よりもイオン化傾向の大きな金属を含む芯線22A(第2金属部材の一例)を備えた電線22との電気接続構造20である。
電線22は、芯線22Aの外周を合成樹脂製の絶縁被覆22Bで包囲してなる。芯線22Aを構成する金属としては、銅よりもイオン化傾向の大きな金属を用いることが可能であって、例えば、マグネシウム、アルミニウム、マンガン、亜鉛、クロム、鉄、カドミウム、コバルト、ニッケル、スズ、鉛等、又はこれらの合金を例示することができる。本実施形態においては、芯線22Aはアルミニウム又はアルミニウム合金を含む。
本実施形態に係る芯線22Aは複数の金属細線を撚り合わせてなる撚り線である。芯線22Aとしては、金属棒材からなる、いわゆる単芯線を用いてもよい。アルミニウム又はアルミニウム合金は比較的に比重が小さいので、端子付き電線20を全体として軽量化することができる。
図1に示すように、端子21は、電線22の末端から露出する芯線22Aに接続されるワイヤバレル部21Bと、ワイヤバレル部21Bの後方に形成されて絶縁被覆22Bを保持するインシュレーションバレル部21Aと、ワイヤバレル部21Bの前方に形成されて雄端子のタブ(図示せず)が挿入される本体部21Cと、を備える。
また、端子21の、電線22の末端において露出する芯線22Aが接続される領域には、図2に示すように、複数の凹部21Dが形成されている。ワイヤバレル部21Bが芯線22Aに圧着されると凹部21Dの孔縁部に形成されたエッジが芯線22Aの表面と摺接し、芯線22Aの表面に形成された酸化被膜が剥がされる。これにより芯線22Aの金属表面が露出され、当該金属表面とワイヤバレル部21Bとが接触することにより芯線22Aとワイヤバレル部21B(端子21)とが電気的に接続されるようになっている。
端子21は、銅又は銅合金からなる金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。端子21の表面及び裏面には、錫めっき層(図示せず)が形成されている。錫めっき層は、芯線22Aとワイヤバレル部21Bとの接触抵抗を低減させることができる機能を有する。
端子21の端面においては、錫めっき層は形成されておらず、銅又は銅合金を含む板材が露出している。
本実施形態では、図1に示すように、端子21全体の表面に表面保護層24が形成されている。表面保護層24は図1中、網掛けで示されている。つまり、本実施形態においては、端子21の端面(少なくともワイヤバレル部21Bの端面)を含む端子21の表面には、本発明の表面保護剤組成物を塗布することによって形成される、表面保護層24が形成されている。本実施形態を実現するための表面保護剤組成物の塗布方法としては電線22と接続前の端子21に表面保護剤組成物を浸漬,スプレー,刷毛塗りなどの手段で塗布した後電線22を接続することで容易に実現可能である。
また、図1(b)に示すように表面保護剤組成物が端子21及びそれと接続した電線22の表面全体に形成されていても良い。この場合、端子21と電線22を接続した端子付き電線20全体に表面保護剤組成物を浸漬,スプレー,刷毛塗りなどの手段で塗布することで容易に実現可能である。
さらに、ワイヤバレル部21Bの前方及び後方においては、芯線22Aがワイヤバレル部21Bから露出した状態になっているが、芯線22Aの表面にも表面保護層24が形成されている。
本実施形態において表面保護層24は、例えば、電線22に端子21を圧着して図3に示すような状態とした後に、少なくとも端子21と、電線22から露出した芯線22Aとを、融点以上に加温して液状にした表面保護剤組成物に、浸漬した後に引き上げることにより、形成することもできる。
次に、本発明に係る実施形態2の電気接続構造30を、図4を参照しつつ説明する。
本実施形態は、銅又は銅合金を含む銅芯線32A(第2金属部材の一例)を備えた銅電線32と、アルミニウム又はアルミニウム合金を含むアルミニウム芯線33A(第2金属部材の一例)を備えたアルミニウム電線33と、がスプライス端子31に接続された構造である。銅芯線32Aの外周は合成樹脂製の絶縁被覆32Bで覆われており、アルミニウム芯線33Aの外周は合成樹脂製の絶縁被覆33Bで覆われている。なお、実施形態1と重複する説明については省略する。
本実施形態においては、銅芯線32Aと、アルミニウム芯線33Aとは、スプライス端子31により電気的に接続されている。スプライス端子31は、銅芯線32A及びアルミニウム芯線33Aの双方に巻き付くように圧着されるワイヤバレル部31Aを備える。スプライス端子31は、銅または銅合金を含む板材からなり、その表面に錫めっき層(図示せず)が形成されている(第1金属部材の一例)が、その端面においては錫めっき層が形成されていない。
本実施形態では、図4に示すように、少なくとも、スプライス端子31の端面を含む表面、ならびに、銅芯線32Aおよびアルミニウム芯線33Aのうちスプライス端子31から露出している部分の表面には表面保護層34が形成されている。表面保護層34は図4中、網掛けで示されている。
本実施形態においても、実施形態1と同様に、スプライス端子31と2種の電線32,33との電気接続構造30において、錫めっき層が形成された銅(合金)を含むスプライス端子31には、金属親和性化合物と、基油とを含む表面保護剤組成物の塗布により形成された表面保護層34が形成されている。したがって、本実施形態によっても、スプライス端子31および電線32,33の腐食を抑制することができる。
<表面保護剤組成物>
表1に示す組成により、本発明に係る表面保護剤組成物(実施例1〜4)を、また、比較のための組成物(比較例1〜4)をそれぞれ調製した。
(a−2)鉱油系基油 動粘度(100℃):11.1mm2/s,%CP:66.1%
(a−3)鉱油系基油 動粘度(100℃):32.0mm2/s,%CP:66.9%
(b−1)2−エチルヘキシルリン酸エステルのZn塩 P含量:7.2質量%
(b−2)イソステアリルリン酸エステルのZn塩 P含量:6.0質量%
(b−3)イソステアリルリン酸エステルのCa塩 P含量:6.2質量%
(c−1)エチレンビスステアリルアミド
(d−1)ベンゾトリアゾール誘導体
(e−1)チオビスフェノール系酸化防止剤
(e−2)ヒンダードフェノール系酸化防止剤
(f−1)オレフィンコポリマー 重量平均分子量:120,000
(g−1)リチウムグリース ちょう度:278
(腐食電流評価)
150℃に加温して液状とした表面保護剤組成物に、錫めっき端子(材質:銅合金)に銅電線(銅耐電面積0.75mm2)を圧着した銅電線圧着端子を浸漬(15秒)、その後1cm/秒の速さで引き上げて表面保護層付き銅電線圧着端子を作成する。このように表面を保護した銅電線圧着端子とアルミ板(幅1cm,板厚0.2mm)を5%食塩水に浸漬(銅電線圧着端子は全体を浸漬,アルミ板は先端1cmを浸漬)し、50℃に加熱した状態で銅電線圧着端子の銅電線とアルミ板を短絡してその間に流れる電流を1時間後に測定した。この結果を表1の下段に記載した。
また、表面保護剤組成物の耐熱性の評価として、上記により作成した表面保護層付き銅電線圧着端子をJASO D618の耐熱評価条件である120℃×168時間放置後に上記と同様の測定方法で腐食電流を測定した(未処理の銅電線圧着端子について上記方法にて測定した腐食電流は初期,高温放置後いずれも50μA)。
この結果を表1の下段に記載した。
150℃に加温して液状とした表面保護剤組成物に、錫めっき端子(材質:銅合金)にアルミ電線(銅耐電面積0.75mm2)を圧着したアルミ電線圧着端子を浸漬(15秒)、その後1cm/秒の速さで引き上げて表面保護層付きアルミ電線圧着端子を作成する。このように作成したアルミ電線圧着端子をJIS Z2371に準拠した塩水噴霧試験(35℃、5%塩水噴霧)を168時間行い、その後の腐食状態を表2の外観ランク付けで評価した。(評価結果は表1下段に記載)
また、表面保護剤組成物の耐熱性の評価として、上記により作成した表面保護層付きアルミ電線圧着端子をJASO D618の耐熱評価条件である120℃×168時間放置後に上記と同様の方法でアルミ電線の腐食状況を確認した。この結果は表1の下段に記載した。
表1に示すように、実施例1〜4では、初期及び、耐熱後(120℃168時間後)に於いても腐食電流の抑制効果が維持されていることが確認できた。また、端子腐食評価(塩水噴霧168時間後)においても端子及びアルミ電線の腐食が効果的に抑制できていることが確認できた。
対して、比較例1の潤滑油のみでは初期,耐熱後ともに、腐食電流抑制効果な確認できず、また端子腐食評価においても腐食抑制効果は確認できなかった。
また、比較例2は(c)(アミド)成分が含まれず、ゲル化していない表面保護剤組成物である。評価結果としては、初期に於いては、腐食電流の抑制効果,端子の腐食抑制効果両方が確認できたが、耐熱後には効果が失われていることが確認できた。これは、ゲル化していない場合には高温放置時に表面保護剤組成物が流出してしまうことが原因と推定される。
また比較例3では(b)(リン化合物)成分が含まれず、腐食抑制効果,端子の腐食抑制効果が実施例に対して劣ることが確認できた。ただし、(c)(アミド)成分が含まれており、耐熱後の効果の低下は比較例2よりも小さいことが確認できた。
また比較例4は(b)(リン化合物)成分に加え(d)(ベンゾトリアゾール化合物)成分も含まれず、端子腐食抑制効果,端子の腐食抑制効果が比較例3よりもさらに劣ることが確認できた。
また、本発明の表面保護剤組成物は、厳しい腐食環境下においても金属部材の腐食耐久性を向上させることができるため、自動車用ワイヤーハーネスのような耐久性を要する輸送用機器の配線に用いることができる。
さらに、本発明の表面保護剤組成物を塗布した電気接続構造は、車両の軽量化に有効であるアルミニウム(合金)を、ワイヤーハーネスの芯線の材料とすることを可能とするため、自動車の軽量化、省燃費化、炭酸ガス排出量削減に利用できる。
21 端子
21A インシュレーションバレル部
21B ワイヤバレル部
21C 本体部
21D 凹部
22 電線
22A 芯線
22B 絶縁被覆
24 表面保護層
30 電気接続構造
31 スプライス端子
31A ワイヤバレル部
32 銅電線
32A 銅芯線
32B 絶縁被覆
33 アルミニウム電線
33A アルミニウム芯線
33B 絶縁被覆
34 表面保護層
Claims (33)
- (a)潤滑油基油に、
(b)下記一般式(1)及び(2)で表されるリン化合物、並びにこれらの金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる化合物の少なくとも1種を、組成物全量基準で、リン元素換算量として、0.005〜4質量%、
(c)アミド化合物を、組成物全量基準で、0.1〜40質量%、
を配合してなることを特徴とする、異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。 - さらに、(d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤の少なくとも1種を、組成物全量基準で、0.01〜30質量%配合してなる請求項1に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物
- (a)潤滑油基油は、100℃の動粘度が2〜50mm2/sである請求項1又は2に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物
- (a)潤滑油基油は、ASTM D3238に規定された方法により求められる%CPが90%未満である請求項1〜3のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物
- (b)一般式(1)及び(2)で表されるリン化合物が、金属塩よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、当該金属が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、チタン、亜鉛からなる群より選ばれるものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物
- (b)一般式(1)及び(2)で表されるリン化合物が、金属塩よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、当該金属が、カルシウム、マグネシウム、亜鉛のいずれか1種である請求項1〜5のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (b)一般式(2)で表されるリン化合物及びその金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の一般式(2)中におけるX4、X5、X6及びX7の全てが、酸素原子であり、R14、R15及びR16の少なくとも1つが、炭素数1〜30の炭化水素基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (b)一般式(2)で表されるリン化合物及びその金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の一般式(2)中におけるX4、X5、X6及びX7の全てが、酸素原子であり、R14、R15及びR16の少なくとも1つが、炭素数8〜30の分岐状の炭化水素基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (c)アミド化合物が、下記一般式(3)〜(5)で表される少なくとも1種である請求項1〜8のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
R21−CO−NH−R22 (3)
R23−CO−NH−Y31−NH−CO−R24 (4)
R25−NH−CO−Y32−CO−NH−R26 (5)
(一般式(3)〜(5)において、R21、R22、R23、R24、R25及びR26は、それぞれ個別に炭素数5〜25の飽和または不飽和の鎖状炭化水素基を示し、R22は水素であってもよい、Y31及びY32は、炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基、又は炭素数7〜10のアルキルフェニレン基からなる群より選ばれる炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す)。 - (c)アミド化合物の一般式(3)〜(5)中におけるR21、R22、R23、R24、R25及びR26が、それぞれ個別に炭素数12〜20の飽和鎖状炭化水素基からなるアミド化合物である請求項9に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (c)アミド化合物の一般式(3)〜(5)中におけるR21、R22、R23、R24、R25及びR26が、R21とR22、R23とR24、及びR25とR26の少なくともいずれか一方が炭素数12〜20の飽和鎖状炭化水素基からなるアミド化合物である請求項9に記載の異種金属部材間の腐食電流抑制剤組成物。
- (c)アミド化合物が、融点20℃〜200℃の脂肪酸アミドである請求項1〜11のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤が、ベンゾトリアゾール系化合物、トリルトリアゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項2〜12のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤が、炭素数4以上の炭化水素基を有する化合物の少なくとも1種である請求項2〜13のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
成物。 - (d)含窒素複素環を分子中に有する金属不活性化剤が、炭素数8以上の直鎖または分岐の炭化水素基を有する化合物の少なくとも1種である請求項2〜14のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- さらに、(e)酸化防止剤を、組成物全量基準で、0.01〜5質量%配合してなる請求項1〜15のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (e)酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項16に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (e)酸化防止剤が、アルキルフェノール類、ビスフェノール類からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項16に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- さらに、(f)増粘剤を、組成物全量基準で、0.1〜20質量%配合してなる請求項1〜18のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (f)増粘剤が、ポリアルキルメタクリレート、エチレン‐α‐オレフィン共重合体又はその水素化物、ポリイソブチレン及びその水素化物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項19に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- さらに、(g)グリースを、組成物全量基準で、0.1〜10%配合してなる請求項1〜20のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- (g)グリースが、リチウム系グリースである請求項21に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- さらに、(h)染料を配合してなる請求項1〜22のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- 融点が120℃〜150℃である請求項1〜23のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物。
- 銅又は銅合金を含む第1金属部材と、前記第1金属部材と電気的に接続され、第1金属部材とは異種の第2金属部材とを備えた電気接続構造において、少なくとも前記第1金属部材の表面に請求項1〜24のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物からなる表面保護層を形成させたことを特徴とする電気接続構造。
- 前記銅又は銅合金を含む第1金属部材が、少なくとも一部に錫めっき層が形成されたものである請求項25に記載の電気接続構造。
- 前記第2金属部材が、アルミニウムまたはアルミニウム合金である請求項25又は26に記載の電気接続構造。
- 前記第2金属部材が、アルミニウム電線またはアルミニウム合金電線である請求項25又は26に記載の電気接続構造。
- 請求項25〜28のいずれか1項に記載の電気接続構造の表面保護層が、融点以上に加熱した状態の請求項1〜24のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物に浸漬塗布して得られるものである電気接続構造。
- 銅又は銅合金を含む第1金属部材と、前記第1金属部材と電気的に接続され、第1金属部材とは異種の第2金属部材とを備えた電気接続構造において、少なくとも前記第1金属部材の表面に請求項1〜24のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物からなる表面保護層を形成させることを特徴とする電気接続構造の腐食抑制方法。
- 請求項25〜28のいずれか1項に記載の電気接続構造の表面保護層が、融点以上に加熱した状態の請求項1〜23のいずれか1項に記載の異種金属部材間の腐食電流を抑制する表面保護剤組成物に浸漬塗布して得られることを特徴とする電気接続構造の製造方法。
- 請求項25〜29のいずれか1項に記載の電気接続構造を用いることを特徴とする自動車用ワイヤーハーネス。
- 請求項27、28のいずれか1項に記載の電気接続構造の自動車用ワイヤーハーネスを用いることを特徴とする自動車の軽量化方法。
以上
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