KR102502130B1 - Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 은도금층; 상기 은도금층 상부에 도포되며 수지, 전도성 충진제를 포함하는 피막층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조에 관한 것이다.
Description
본 발명은 변색을 방지함과 동시에 접촉저항을 제어할 수 있는 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 금(Au)이나 은(Ag)과 같은 귀금속은 광택도, 열전도도, 전기전도도가 우수한 성질을 가지고 있다. 그 중에서 은(Ag)은 현존하는 소재 중 반사율이 가장 높은 소재로서 조명산업에서 고품질의 반사판 소재로 사용되고 있으며, 특히 높은 전기전도 특성 및 방열특성을 이용하여 전자회로의 핵심소재로 사용되기도 한다.
한편 컨택트 터미널(Contact Terminal) 부품은 고전압과 대전류의 전원장치, 인버터 등을 연결하기 위한 부품으로서 높은 전기도전성과 낮은 접촉저항을 요구한다.
이러한 특성으로 인해 컨택트 터미널 부품은 동(Copper) 소재로 구성되며, 표면처리로 대부분 은(Ag)을 포함하는 도금이 사용되고 있다.
그러나 은(Ag)은 후처리 코팅산업에서 다른 금속에 비하여 난부착성 소재로 알려져 있고, 대기 중에 방치하면 자외선에 의해 황갈색 또는 흑갈색으로 변화하고, 대기중의 황 성분에 의해 황화은을 생성하여 황색 또는 흑색으로 변화하는 단점이 있다. 이러한 은도금의 변색은 전기도전성을 저하시키거나 접촉저항을 높여 장기간의 고전압, 대전류 하에서의 작동은 발열을 발생시켜 심각한 문제를 야기한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로서 대한민국 특허등록 제10-1759696호에서는 에탄올(E-OH) 10~20중량%, 이소프로필알콜(IPA) 20~40중량%, MEK(Methyl ethyl ketone) 1~10중량%, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 3~10중량%, BTESE(Bis[triethoxysilyl]ethylene) 3~12중량%, MTMS(Methyltrimethoxysilane) 5~20중량%, MPTMS(Methacryloxypropyltrimethoxysilane) 1~10중량%, 산성 콜로이달실리카(CS) 15~30중량%, ZnCl2(Zinc chloride) 0.01~0.6중량%로 구성됨을 특징으로 하는 은도금 표면의 흑변방지를 위한 유기-무기 복합체의 투명 코팅제 조성물을 제시하고 있다.
그런데 상기 기술의 경우 이러한 유기피막에 의해 공기와의 접촉을 차단시켜 변색을 방지하는 효과는 발현되나, 접촉저항을 높여 대전압·대전류가 흐르는 전력용 컨택트 터미널 제품에 적용하는데 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 은도금의 공기접촉에 의한 변색을 방지함과 동시에 접촉저항을 제어할 수 있는 컨택트 터미널 용 변색방지 은도금 구조를 제공하고자 함이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조(이하, “본 발명의 구조”라함)는 은도금층; 상기 은도금층 상부에 도포되며 수지, 전도성 충진제를 포함하는 피막층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 수지는 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 에스테르계 수지 중 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 전도성 충진제는 카본, 탄소나노튜브, 그래핀, 흑연 중 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 피막층은 수지, 전도성 충진제, 탄소섬유, 티타늄알콕시드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 피막층에는 황산암모늄이 더 첨가됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 피막층에는 염화아연 및 아황산염 혼합물이 더 첨가됨을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 구조는 은(Ag) 도금의 변색발생을 제어하면서 동시에 접촉저항의 증가가 제어되도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 구조를 나타내는 측단면도이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 구조는 은도금층; 상기 은도금층 상부에 도포되며 수지, 전도성 충진제를 포함하는 피막층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명의 구조(1)는 도 1에서 보는 바와 같이 컨택트 터미널(Contact Terminal) 부품(2)의 표면에 은도금층(3)과, 상기 은도금층(3) 표면에 피막층(4)으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 컨택트 터미널 부품은 상기에서 기 언급한 바와 같이 고전압과 대전류의 전원장치, 인버터 등을 연결하기 위한 부품을 정의하는 것으로 특성상 높은 전기도전성과 낮은 접촉저항을 요구한다. 따라서 상기 컨택트 터미널 부품은 동(Copper) 소재로 구성되며, 그 표면에 은도금층(3)이 형성되도록 하는 것이다.
여기서 은도금층(3)은 다양한 공지 기술이 존재하므로 그 상세 설명은 생략한다.
한편 상기에서 언급한 바와 같이 은도금층(3)의 표면은 은(Ag)의 특징 중 하나인 공기 중의 황화물이나 염화물과 접촉할 경우 쉽게 황화반응이나 염화반응을 일으켜 변색되는 경향이 있다.
이러한 은도금층(3)의 변색은 전기도전성을 저하시키거나 접촉저항을 높여 장기간의 고전압·대전류 하에서 작동은 발열을 발생시켜 심각한 문제를 야기할 수 있다.
이에 본 발명에서는 은도금층(3)의 표면에 피막층(4)이 구성되도록 하는데, 상기 피막층(4)은 수지, 전도성 충진제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉 피막층(4)에 의해 은도금층(3)의 공기와의 접촉을 차단토록 함으로써 변색을 방지하고, 동시에 전도성 충진제가 포함되도록 함으로써 접촉저항을 제어토록 하는 것이다.
상기 수지는 그 종류를 한정하지 않으나, 바람직하게는 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 에스테르계 수지 중 하나 이상인 것이 타당하며, 더욱 바람직하게는 우레탄계 수지가 적용됨이 타당하다.
이러한 피막층(4)은 은도금층(3)에 코팅하거나 침적하여 형성할 수 있다. 이렇게 은도금층(3)의 표면에 피막층(4)을 형성하는 경우 변색방지 및 접촉저항 제어는 물론 부식 방지 등에 의해 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 바람직하게 상기 전도성 충진제는 카본, 탄소나노튜브, 그래핀, 흑연 중 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
이러한 전도성 충진제가 수지로 이루어진 페이스트 내에서 분산되어 피막층(4) 전체가 전도성 재질이 발현되도록 하는 것이다.
한편 피막층(4)은 도포후 경과과정에서 수축 등 다양한 원인에 의해 미세균열이 발생될 수 있는데 이러한 미세균열은 절연구간으로 작용을 하여 변색방지효율을 저해하는 요인으로 작용하게 되며, 또한 상기에서 언급한 바와 같이 이러한 미세균열에 약품이 침적되어 불량률을 높이게 되는 요인으로 작용하게 된다.
이에 본 발명에서는 상기 피막층(4)은 수지, 전도성 충진제에 더하여 탄소섬유가 더 포함되는 예를 제시하고 있다.
상기 탄소섬유가 첨가되어 페이스트의 가교작용을 통해 균열에 대한 저항성을 향상시키고, 탄소섬유 자체가 전도성을 나타냄으로 인해 전도성을 배가시키며, 균열이 발생되더라도 탄소섬유가 균열에 게재되어 균열이 절연구간으로서 작용됨을 제어토록 하는 것이다.
이에 더하여 상기 피막층(4)에 상기 조성들외에도 티타늄알콕시드가 더 첨가되도록 한다.
티타늄알콕시드(W)가 더 첨가되도록 함으로써 우레탄 수지의 골격에 존재하는 카르복실산이나 수용성 카르보디이미드 수지의 골격에 존재하는 카르보디이미드기와의 금속 가교에 의해 피막층(4)의 페이스트를 밀실하게 할 수 있는 것이다. 즉 밀실한 페이스트에 의해 내식성, 내약품성 등이 향상된다.
상기 티타늄알콕시드는 티타늄 원자를 중심으로 알콕시기가 배위한 구조를 갖는다. 이러한 화합물은 수중에서 용이하게 가수분해하여 축합을 행한다. 따라서, 티타늄알콕시드는 수중에서 몇 가지 축합한 올리고머 또는 중합체를 형성하고 있는 것으로 추측된다.
본 발명에 있어 티타늄알콕시드는 알콕시기와 킬레이트제가 공존한 것이 바람직하다. 구체적으로는 티타늄테트라이소프로폭시드, 티타늄테트라노르말부톡시드, 티타늄테트라―2-에틸헥속시드, 티타늄디이소프로폭시비스, 티타늄테트라 아세틸아세토네이트, 티타늄디옥틸옥시비스, 티타늄디이소프로폭시비스, 티타늄락테이트암모늄염, 티타늄락테이트 등이 적용될 수 있다.
이에 더하여 본 발명에서는 상기 피막층(4)에 상기 조성들외에도 황산암모늄이 더 첨가된 예를 제시하고 있다.
황산암모늄은 경화과정에서 발생되는 경화열을 흡수함으로써 경화열에 의한 균열을 제어하는 것이다. 앞서 탄소섬유는 물리적인 가교작용을 통해 균열저항성을 향상시키도록 하는 것이며 이에 더하여 황산암모늄의 첨가에 의해 화학적으로 균열저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
또한 상기 황산암모늄은 전도도 보조제로서 기능을 하는 바, 황산암모늄의 첨가에 의해 전도성 충진제의 전도도를 더욱 배가시키도록 하는 것이다.
바람직하게 상기 피막층(4)은 수지 100중량부에 대해 전도성 충진제 10 내지 30중량부, 탄섬섬유 0.1 내지 3중량부, 티타늄알콕시드 0.1 내지 3중량부, 황산암모늄 0.01 내지 0.5중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.
이에 더하여 상기 피막층(4)에는 상기 조성들외에도 염화아연 및 아황산염 혼합물이 더 첨가되는 예가 제시된다.
상기 염화아연(ZnCl2)은 피막층(4)에 방오기능이 발현되도록 하기 위한 것이다.
상기 피막층(4)은 유기베이스이므로 휘발성 유기화합물(VOC)을 포함하여 기타 유해물질이 필수적으로 발생하는 바, 이는 인체에 유해한 것은 물론 피막층(4) 표면에 침적에 의해 접촉저항을 크게 하는 문제가 있을 수 있다. 또한 이러한 유기물의 침적은 피막층(4)의 표면에 미세균열에 의해 유기물이 침적됨에도 기인한다.
이에 본 발명에서는 상기 피막층(4)에 염화아연이 더 첨가되도록 하는 것이다.
한편 방오성을 향상시키기 위해 염화아연만을 첨가하는 경우 강도증진의 저해요소로 작용하는 염소기(Cl-) 성분이 잔류하고 있어 방오성은 확보되나, 페이스트의 강도를 저해할 수 있는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 아황산염이 더 첨가되도록 하는데, 상기 아황산염은 분해작용에 의해 페이스트로부터 잔존하는 염소기(Cl-) 성분의 분해가 촉진되고 염화수소를 거쳐 고체상의 염화염으로 고정화 되도록 함으로써 강도저해 요인으로서 염소기(Cl-)를 불활성화 시키는 것이다.
바람직하게 수지 100중량부에 대해 염화아연 및 아황산염 혼합물 0.01 내지 1중량부가 혼합되는 것이 타당하며, 염화아연 및 아황산염은 중량비로 (7:3) 내지 (9.5:0.5)로 혼합되는 것이 타당하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
Claims (6)
- 은도금층; 및
상기 은도금층 상부에 도포되며 수지, 전도성 충진제를 포함하는 피막층;을 포함하되,
상기 전도성 충진제는 카본, 탄소나노튜브, 그래핀, 흑연 중 하나 이상이며,
상기 피막층은 수지, 전도성 충진제, 탄소섬유 및 티타늄알콕시드를 포함하는 것을 특징으로 하는 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조.
- 제 1항에 있어서,
상기 수지는,
올레핀계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 에스테르계 수지 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 피막층은,
황산암모늄이 더 첨가됨을 특징으로 하는 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조.
- 제 1항에 있어서,
상기 피막층은,
염화아연 및 아황산염 혼합물이 더 첨가됨을 특징으로 하는 Contact Terminal 용 변색방지 은도금 구조.
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KR101759696B1 (ko) | 2017-05-11 | 2017-07-19 | (주)필스톤 | 은도금 표면의 흑변방지를 위한 유기-무기 복합체의 투명 코팅제 조성물 및 그의 제조방법 |
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2022
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