JP6868467B2

JP6868467B2 - 潤滑剤組成物

Info

Publication number: JP6868467B2
Application number: JP2017105037A
Authority: JP
Inventors: 渉澤口; 裕介浅田; 敬弘野須; 巧塩見; 恭司犬飼
Original assignee: Nok Klueber Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Nok Klueber Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-05-26
Also published as: US20180340130A1; JP2018199782A

Description

本発明は、潤滑剤組成物に関し、特に、プレスフィットコネクタの接続部分に使用するのに適した潤滑剤組成物に関する。

近年、自動車にはさまざまな電子機器が搭載されており、外部機器との接続は回路基板に組み付けられた通信用コネクタを介して行われている。コネクタと回路基板との接続時にコネクタを圧接するため、挿入力が高くなる傾向にある。そこで、コネクタ接続時に挿入力を低減させることが求められている。さらに、コネクタの接続状態において、接続を安定して保持できるとともに、接触抵抗が低い特性を有することも求められている。

例えば、特許文献１には、挿入力が小さく、かつ、接触抵抗値を上昇させることがないコネクタ接点材料として、フッ素系樹脂微粒子とフッ素系油とが混合した塗膜を基材表面に有するコネクタ接点材料が開示されている。また、特許文献２には、プレスフィットコネクタの端子をスルーホールに挿入する際に端子に塗布されるペースト状硬化性樹脂が開示されている。

特開２００６−１７３０５９号公報特開２００９−１６０６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているコネクタ接点材料では、挿入力の低減と、低い接触抵抗については達成されているものの、コネクタ接続状態におけるコネクタ間の保持性に関する要求を満足できていない。また、特許文献２に開示されているペースト状硬化性樹脂では、端子をスルーホールに挿入する際の挿入力、及び端子を挿入した状態での接触抵抗に関して具体的に示されていない。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、例えば、コネクタと回路基板との接続にプレスフィットコネクタを使用する場合、コネクタ接続時における挿入力を低下させ、かつ、コネクタ接続状態において接続を安定して保持できるとともに、接触抵抗を低くすることが可能な潤滑剤組成物を提供することを目的とする。

本発明の潤滑剤組成物は、パーフルオロポリエーテル油と、接着成分とを含有する。

前記接着成分は、２−シアノアクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エステル、変成シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂のうち少なくとも１種を含有することが好ましい。

前記接着成分の配合量が、潤滑剤組成物の重量全体に対して３〜６０重量％であることが好ましい。

電気接続部の接点部分に使用されることが好ましい。

プレスフィットコネクタの接続部分に使用されることが好ましい。

本発明の潤滑剤組成物を用いれば、例えば、コネクタと回路基板との接続にプレスフィットコネクタを使用する場合に、コネクタ接続時における挿入力を低下させ、かつ、コネクタ接続状態において接続を安定して保持できるとともに、接触抵抗を低くすることが可能である。

本発明に係る潤滑剤組成物は、基油であるパーフルオロポリエーテル油と、接着成分とを含有する。以下、各成分の詳細について説明する。

（基油）
本発明に用いられる基油はパーフルオロポリエーテル油である。パーフルオロポリエーテル油は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。パーフルオロポリエーテル油の構造は、一般式
ＲｆＯ（ＣＦ_２Ｏ）_ｘ（Ｃ_２Ｆ_４Ｏ）_ｙ（Ｃ_３Ｆ_６Ｏ）_ｚＲｆ
で表わすことができる。ＣＦ_２Ｏ基、Ｃ_２Ｆ_４Ｏ基およびＣ_３Ｆ_６Ｏ基は主鎖中にランダムに結合した基である。具体的には、下記一般式(Ｉ)〜(ＩＩＩ)で表すことができる。また、一般式（ＩＶ）で表わされる構造であってもよい。なお、Ｒｆはそれぞれ独立して、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等の炭素数１〜５、好ましくは炭素数１〜３のパーフルオロ低級アルキル基である。

（Ｉ）ＲｆＯ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｍＲｆ
ここでＲｆは前記定義と同じであり、ｍ＝２〜２００である。一般式（Ｉ）で表される化合物は、ヘキサフルオロプロピレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより、あるいはフッ化セシウム触媒下にヘキサフルオロプロピレンをアニオン重合させ、得られた末端ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＯＦ基を有する酸フロライド化合物をフッ素ガスで処理することによって得られる。一般式（Ｉ）で表される化合物としては、例えば、Ｃ_３Ｆ_７Ｏ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｍＣ_２Ｆ_５が挙げられ、ｍ＝２〜１００である。

（ＩＩ）ＲｆＯ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｐ（ＣＦ_２Ｏ）_ｑＲｆ
ここでＲｆは前記定義と同じであり、ｐ＋ｑ＝３〜２００、ｐ：ｑ＝１０：９０〜９０：１０である。一般式（ＩＩ）で表される化合物は、ヘキサフルオロプロペンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより得られる。

（ＩＩＩ）ＲｆＯ（ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｒ（ＣＦ_２Ｏ）_ｓＲｆ
ここでＲｆは前記定義と同じであり、ｒ＋ｓ＝３〜２００、ｒ：ｓ＝１０：９０〜９０：１０である。一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は、テトラフルオロエチレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより得られる。一般式（ＩＩＩ）で表される化合物としては、例えば、ＣＦ_３Ｏ{（ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｒ（ＣＦ_２Ｏ）_ｓ}ＣＦ_３が挙げられ、ｒ＋ｓ＝４０〜１８０であり、ｒ／ｓ＝０．５〜２である。

（ＩＶ）Ｆ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｎＣＦ_２ＣＦ_３
ここでｎ＝２〜１００である。一般式（ＩＶ）で表される化合物は、フッ化セシウム触媒の存在下に２，２，３，３−テトラフルオロオキセタンをアニオン重合させ、得られた含フッ素ポリエーテル（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｎを１６０〜３００℃の紫外線照射下のもとフッ素ガス処理することにより得られる。

パーフルオロポリエーテル油は、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。パーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度は特に限定されないが、１８〜４００ｍｍ^２/ｓであることが好ましい。なお、動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定することができる。

本発明において、パーフルオロポリエーテル油の配合量は、潤滑剤組成物の重量全体に対して３５〜９７重量％であることが好ましく、より好ましくは、４０〜９０重量％である。パーフルオロポリエーテル油の配合量が３５重量％未満であると、コネクタ接続状態での接触抵抗が増大する傾向にある。一方、パーフルオロポリエーテル油の配合量が９７重量％を超えると、コネクタ接続状態での保持性が低下する傾向にある。

（接着成分）
本発明における「接着成分」という用語には、単独で接着機能を発現する成分だけでなく、硬化剤や硬化触媒と共に使用することで接着機能を発現する成分も含まれ、硬化剤や硬化触媒も接着成分の一部とする。本発明に用いられる接着成分は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等である。特に、接着成分は、２−シアノアクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エステル、変成シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂のうち少なくとも１種を含有することが好ましく、変性シリコーン樹脂は硬化触媒と共に用いられ、エポキシ樹脂は硬化剤と共に用いられることがより好ましい。本発明では、所定の接着成分そのものを用いるほか、市販の接着剤を用いることにより所定の接着成分を含有させることもできる。例えば、接着成分として２−シアノアクリル酸エステルを含有させる場合、２−シアノアクリル酸エステルを含有する市販のシアノアクリレート系接着剤を用いてもよい。また、接着成分として（メタ）アクリル酸エステルを含有させる場合、（メタ）アクリル酸エステルを含有する市販のアクリル樹脂系接着剤を用いてもよい。また、接着成分として変成シリコーン樹脂と硬化触媒を含有させる場合、変成シリコーン樹脂と硬化触媒を含有する市販のシリコーン系接着剤を用いてもよい。また、接着成分としてエポキシ樹脂と硬化剤を含有させる場合、エポキシ樹脂を含有する市販のエポキシ樹脂系接着剤と、エポキシ樹脂系接着剤と共に使用する市販の硬化剤を用いてもよい。市販の接着剤に含まれる接着成分の含有量は好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である。

２−シアノアクリル酸エステルとしては、例えば、２−シアノアクリル酸アルキルエステルや２−シアノアクリル酸アルコキシアルキルエステルが挙げられる。２−シアノアクリル酸アルキルエステルとは、具体的に、２−シアノアクリル酸メチル、２−シアノアクリル酸エチル、２−シアノアクリル酸ｎ−プロピル、２−シアノアクリル酸ｎ−ブチル、２−シアノアクリル酸ｎ−ペンチル、２−シアノアクリル酸ヘキシル、２−シアノアクリル酸シクロヘキシル等である。また、２−シアノアクリル酸アルコキシアルキルエステルとは、具体的に、２−シアノアクリル酸メトキシエチル、２−シアノアクリル酸メトキシブチル、２−シアノアクリル酸エトキシエチル、２−シアノアクリル酸エトキシプロピル、２−シアノアクリル酸エトキシイソプロピル、２−シアノアクリル酸プロポキシメチル、２−シアノアクリル酸プロポキシエチル、２−シアノアクリル酸プロポキシプロピル等である。この中でも、２−シアノアクリル酸アルキルエステルが好ましく、安定した接着性の点で、２−シアノアクリル酸エチルがより好ましい。２−シアノアクリル酸エステルは、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ナフチル、（メタ）アクリル酸２−メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−アミノエチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル、メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリル等が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステルは、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

変成シリコーン樹脂としては、例えば、末端に反応性シリル基を有するオキシアルキレン系ポリマー、末端に反応性シリル基を有するアクリル系ポリマー等が挙げられる。変成シリコーン樹脂は、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。変成シリコーン樹脂と共に用いられる硬化触媒としては、例えば、スズ化合物が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。エポキシ樹脂と共に用いられる硬化剤としては、例えば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、ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン等の脂肪族アミン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族アミン、ポリアミドアミン等のポリアミド樹脂が挙げられる。

本発明において、接着成分の配合量は、潤滑剤組成物の重量全体に対して３〜６０重量％であることが好ましく、より好ましくは、１０〜５０重量％である。接着成分の配合量が３重量％未満であると、コネクタ接続状態での保持性が低下する傾向にある。一方、接着成分の配合量が６０重量％を超えると、コネクタ接続状態での接触抵抗が増大する傾向にある。

本発明に係る潤滑剤組成物は、その効果に影響を与えない範囲でさらなる添加剤を含有していてもよい。例えば、増ちょう剤、防錆剤、界面活性剤等を適宜選択して含有させることができる。

増ちょう剤は、パーフルオロポリエーテル油と接着成分の分散性を向上させる役割を持つ。増ちょう剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）が挙げられる。ＰＴＦＥは粉末状のものを用いるのが好ましい。ＰＴＦＥの平均粒子径は、０．２〜１０μｍであることが好ましい。平均粒子径は、電子顕微鏡にて直接測定することができる。ＰＴＦＥは、１種のみを用いてもよく、平均粒子径の異なるものを２種以上混合して用いてもよい。

本発明において、ＰＴＦＥの配合量は、潤滑剤組成物の重量全体に対して５〜２５重量％であることが好ましい。より好ましくは、５〜１５重量％である。ＰＴＦＥの配合量が５重量％未満であると、接着成分が潤滑剤組成物中に均一に分散せず、コネクタ接続状態での保持性が低下する傾向にある。一方、ＰＴＦＥの配合量が２５重量％を超えると、コネクタの接続部にＰＴＦＥが多く介在してしまい、コネクタ接続状態での保持性が低下する傾向にある。

また、本発明に係る潤滑剤組成物は、被塗布体へ塗布されると塗膜を形成する。被塗布体へ塗布されると、接着成分が短時間で強固に固化する。本発明の効果を発揮させるために、塗膜の厚さは、５０〜５００μｍであることが好ましい。

本発明に係る潤滑剤組成物は、パーフルオロポリエーテル油と、接着成分とを含有する。このような潤滑剤組成物を用いることにより、コネクタ接続時にはコネクタの挿入力を低下させることができ、コネクタ接続状態では接触抵抗が低く、かつ、保持性に優れる。また、本発明に係る潤滑剤組成物は、接着成分を含有しているため、被塗布体へ塗布すると短時間で被塗布体に対して強固に接着する。そのため、塗布した後、乾燥時間を短縮することができる。乾燥温度は特に限定されず、例えば、２０〜４０℃であり、高い温度で乾燥させる必要はない。また、乾燥時間は、２〜４時間であることが好ましい。

本発明に係る潤滑剤組成物は、電気接続部の接点部分、特にプレスフィットコネクタの接続部分に使用されることが好ましい。

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（１）潤滑剤組成物の調製方法
以下の各成分が表１〜表３で示す配合量（重量％）になるよう、基油、増ちょう剤、接着剤を混合し、潤滑剤組成物を調製した。

＜基油＞
パーフルオロポリエーテル油Ａ：４０℃動粘度２５ｍｍ^２／ｓ
式（Ｉ）のＣ_３Ｆ_７Ｏ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｍＣ_２Ｆ_５で表され、ｍ＝２〜１００である。
パーフルオロポリエーテル油Ｂ：４０℃動粘度１００ｍｍ^２／ｓ
式（Ｉ）のＣ_３Ｆ_７Ｏ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｍＣ_２Ｆ_５で表され、ｍ＝２〜１００である。
パーフルオロポリエーテル油Ｃ：４０℃動粘度４００ｍｍ^２／ｓ
式（Ｉ）のＣ_３Ｆ_７Ｏ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｍＣ_２Ｆ_５で表され、ｍ＝２〜１００である。
パーフルオロポリエーテル油Ｄ：４０℃動粘度１７ｍｍ^２／ｓ
式（ＩＩＩ）のＣＦ_３Ｏ{（ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_ｒ（ＣＦ_２Ｏ）_ｓ}ＣＦ_３で表され、ｒ＋ｓ＝４０〜１８０であり、ｒ／ｓ＝０．５〜２である。
パーフルオロポリエーテル油Ｅ：４０℃動粘度１２００ｍｍ^２／ｓ
式（Ｉ）のＣ_３Ｆ_７Ｏ［ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｍＣ_２Ｆ_５で表され、ｍ＝２〜１００である。
＜増ちょう剤＞
ＰＴＦＥＡ：平均粒子径０．１〜０．２μｍのポリテトラフルオロエチレン
ＰＴＦＥＢ：平均粒子径３〜５μｍのポリテトラフルオロエチレン
＜接着剤＞
接着剤Ａ：シアノアクリレート系接着剤製品名「アロンアルファ＃２０３ＴＸ」（東亞合成社製）
接着剤Ｂ：アクリル樹脂系接着剤製品名「ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ１３６０Ｆ」（スリーボンドファインケミカル社製）
接着剤Ｃ：変成シリコーン系接着剤製品名「セメダインスーパーＸ２クリア」（セメダイン社製）
接着剤Ｄ：エポキシ樹脂系接着剤製品名「ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ２０８８Ｅ」（本剤、硬化剤）（スリーボンドファインケミカル社製）
なお、本剤：硬化剤＝４：１（重量比）で使用した。
＜添加剤＞
Ａｇ粉末：平均粒子径６〜７μｍ（フレーク状）

（２）評価方法
（２−１）挿入力
オートグラフ（製品名「ＥＺ−ＳＸ」（島津製作所社製））を用いて挿入試験を行った。まず、穴径１ｍｍの基板と外形寸法１．２ｍｍの端子を準備した。次に、調製した潤滑剤組成物を端子に塗布した。基板に設けられた穴に端子が挿入可能なように、オートグラフの基板固定治具で基板を固定し、端子把持治具で端子を固定した。１２０ｍｍ／分の速度で、基板に設けられた穴に端子を挿入し、挿入する際に要する力の最大値を挿入力とした。潤滑剤組成物を塗布していないときの挿入力に対する潤滑剤組成物を塗布したときの挿入力の割合（ドライ対比の割合）が９０％以下である場合を「○」と判定し、９０％を超える場合を「×」と判定した。「○」を合格レベルとした。

（２−２）接触抵抗
挿入試験後、基板に設けられた穴に端子を挿入した状態で、４０℃で３時間乾燥させた。基板にはんだ付けされた配線と、挿入された端子それぞれをＩＣクリップでつかみ、低抵抗計（製品名「３５６９」（鶴賀電機社製））を用いて、測定レンジ３０ｍΩで接触抵抗を測定した。接触抵抗は、１００μΩ未満である場合を「◎」と判定し、１００μΩ以上２００μΩ未満である場合を「○」と判定し、２００μΩ以上である場合を「×」と判定した。「◎」及び「○」を合格レベルとした。

（２−３）保持性
接触抵抗を測定した後、引抜試験を行った。１２ｍｍ／分の速度で、基板に挿入された端子を引き抜き、引き抜く際に要する力の最大値を引抜力とした。この引抜力の数値によって、保持性を評価した。潤滑剤組成物を塗布していないときの引抜力に対する潤滑剤組成物を塗布したときの引抜力の割合（ドライ対比の割合）が７０％以上である場合を「◎」と判定し、４８％以上７０％未満である場合を「○」と判定し、４８％未満である場合を「×」と判定した。「◎」及び「○」を合格レベルとした。

（３）評価結果
評価結果を、表１〜表３に示す。

表１及び表２より、実施例１〜１５では、パーフルオロポリエーテル油と接着成分とを含有するため、端子を基板に挿入する際の挿入力が小さく、端子を基板に挿入した状態で測定した接触抵抗も低く、さらに、端子を基板から引き抜く際の引抜力が大きいことから、端子を基板に挿入した状態での保持性に優れていることが分かった。特に、実施例１〜１０では、接着成分の配合量が、潤滑剤組成物の重量全体に対して１０〜５０重量％であるため、挿入力、引抜力、接触抵抗がより優れていることが分かった。

一方、表３より、比較例１、２では、接着成分が含まれていないため、端子を引き抜く際の引抜力が小さく、端子を挿入した状態での保持性が劣っていることが分かった。
比較例３、５では、パーフルオロポリエーテル油が含まれていないため、端子を基板に挿入する際の挿入力が大きく、端子を挿入した状態での接触抵抗が高く、実用レベルではない。
比較例４では、パーフルオロポリエーテル油が含まれていないため、端子を挿入した状態での接触抵抗が高く、実用レベルではない。
比較例６、７では、パーフルオロポリエーテル油が含まれていないため、端子を基板に挿入する際の挿入力が大きいことが分かった。
比較例８では、Ａｇ粉末が含まれているものの、パーフルオロポリエーテル油が含まれていないため、端子を基板に挿入する際の挿入力が大きく、端子を挿入した状態での接触抵抗が高く、実用レベルではない。

以上より、本発明に係る潤滑剤組成物は、パーフルオロポリエーテル油と、接着成分とを含有することにより、コネクタ接続時における挿入力を低下させ、かつ、コネクタ接続状態において接続を安定して保持できるとともに、接触抵抗を低くすることができる。

本発明に係る潤滑剤組成物は、コネクタ、特にプレスフィットコネクタを使用する自動車、機械及び電気・電子産業に適用することができる。

Claims

３５〜９７重量％のパーフルオロポリエーテル油と、３〜６０重量％の接着成分とを含有し、
前記接着成分は、２−シアノアクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エステル、変成シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂のうち少なくとも１種を含有する、潤滑剤組成物。
電気接続部の接点部分に使用されることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
プレスフィットコネクタの接続部分に使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の潤滑剤組成物。