KR20150126722A - 도전 부재 - Google Patents

Abstract

도전성 및 산화 방지성이 우수한 접합부를 구비하고, 다른 도전 부재와 접합하는 경우의 접촉면 압력이 낮은 경우에 있어서도 접촉 저항을 낮게 안정시킬 수 있으며, 또한 간편하고도 빠르게 다른 도전 부재와 접합할 수 있는 도전 부재를 제공한다. 사용 시에 다른 도전 부재와 접합되는 접합 영역을 구비한 금속제의 도전 기재와, 상기 도전 기재의 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 도포하여 형성되고, 사용 시에는 이 접합 영역과 다른 도전 부재 사이의 접합부에 도전성 및 산화 방지성을 부여하는 도전성 보조 도포제층을 구비한 도전 부재이며, 상기 도전 기재의 상기 접합 영역의 표면 조도가 JISB0601(1994)에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 0.6㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 도전 부재이다.

Description

도전 부재 {CONDUCTING MEMBER}

본 발명은, 발전소, 변전소, 공장 등의 전력 수요 개소에 있어서 다양한 수배전 기기, 제어 기기 등에 내장되고, 또는 자동차(전기 자동차, 연료 전지 자동차, 하이브리드 자동차 포함), 전철, 전동 바이크, 전동 포크리프트 등의 이동체의 모터 유닛이나 인버터 케이스 등의 전장 기기에 내장되는 버스 바(또는 부스 바)나 버스 덕트 등으로서 사용하기 위한 도전 부재에 관한 것이다.

발전소 등에 있어서 발전된 전력의 공급에 있어서는, 전압 강하를 위한 트랜스나 전력 배전을 위한 배전반 등이 사용되는데, 이들 트랜스나 배전반 등에 있어서는, 저압 대용량의 전력을 수배전하기 위한 수배전 기기나 개폐 기기 등의 제어 기기 등이 사용되고 있으며, 또한 이들 수배전 기기나 제어 기기 등에 있어서는, 버스 바나 이러한 버스 바를 복수 적층한 버스 덕트라 칭해지는 도전 부재가 사용되고 있다(예를 들어 특허문헌 1).

그리고 이러한 도전 부재에 대해서는, 도전성, 강도, 가공성, 내식성 등에 있어서 우수한 성능을 갖는 점에서, 주로 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리계 재료가 사용되고 있다. 그러나 최근 들어, 구리 자원 고갈의 우려 등에 의하여 구리 가격이 앙등하고 있는 점이나, 또한 구리계 재료의 성질상, 예를 들어 구리의 밀도가 8.95g/㎤(20℃)인데, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄재〔예를 들어 순 알루미늄의 밀도 2.699g/㎤(20℃)〕와 비교하면 그 중량이 커지는 점 등을 이유로 하여, 모든 전기 분야에 있어서, 경량이어서 취급이 용이하고 도전성도 우수한 알루미늄재로의 대체가 주목받기 시작하고 있다.

그런데 알루미늄 등의 반응성이 좋은 금속은 그 표면이 산화되기 쉽다는 성질이 있으며, 예를 들어 알루미늄재가 외기에 노출되면 그 표면이 순시에 산화되어 자연 산화 피막(산화 알루미늄)이 형성된다. 또한 압연, 압출, 단조 가공 등의 열간 소성 가공 공정을 거친 알루미늄재에 있어서는, 그 표면에 비교적 두껍고 견고한 열산화 피막이 형성되어 있다. 그리고 이러한 알루미늄재를 사용하여 도전 부재를 제조한 경우에는, 그 표면에 형성된 산화 피막에 의하여 전기 저항이 높아져 도전성이 저해되는 것 이외에, 대용량의 전류가 흐르면 특히 도전 부재끼리의 접속부에 있어서 발열의 문제가 발생한다. 또한 산화 피막이 형성된 도전 부재를 고온 고습의 환경 하에 방치하면, 산화 피막의 두께가 점차 증가하거나 또한 이 산화 피막과 수분이 반응하여 수화물(수화 피막)이 형성되어, 경시적으로 전기 저항이 증대되어 도전 부재로서의 용도에는 문제가 발생한다.

그 때문에, 알루미늄재제의 도전 부재를 사용하는 작업 현장에 있어서는, 예를 들어 도전 부재와 접합 대상의 단자 등을 접합하는 경우에는, 작업 직전에 도전 부재의 접합 영역에 형성된 산화 피막을 와이어 브러시 등으로 제거하고, 그 후에 이 도전 부재의 접합 영역에 도전성 보조 도포제, 예를 들어 그리스 중에 산화크롬 등의 도전성 보조 분말을 혼합하여 얻어진 도전성 보조 그리스를 도포하고, 이 도전성 보조 그리스를 개재하여 다른 도전 부재와 접합하는 것이 행해지고 있었다(특허문헌 2). 그러나 이들 작업을 모두 현장에서 행하면 작업 효율이 나쁠 뿐만 아니라 작업의 질이 저하되어, 얻어지는 도전 부재의 품질이 떨어지는 것이 문제로 되고 있었다. 즉, 이러한 현장 작업에 있어서 산화 피막의 제거를 균일하게 행하는 것은 곤란하고, 산화 피막의 제거 상태를 정량적으로 관리하는 것이 어려우며, 특히 열산화 피막은 두껍게 견고하기 때문에 제거하는 것이 곤란하였다. 또한 접합 영역의 표면 조도도 거칠어지기 쉬웠다. 또한 산화 피막 제거 작업 후에 행하는 도전성 보조 그리스의 도포 작업에 대해서도, 마찬가지로 균일하게 도포하는 것은 곤란하며, 도전성 보조 그리스의 도포량을 정량적으로 관리할 수도 없었다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 미리 도전성 보조 그리스와 같은 도전성 보조 도포제가 도포된 도전 부재를 형성하는 것이 생각되고 있다.

그런데 상기 도전성 보조 도포제는 절연성의 그리스를 주성분으로 하기 때문에, 도포 두께가 크면, 이것에 접합 대상인 다른 도전 부재 등을 접합했을 경우에는 접촉 저항이 증대되어 버린다. 이 때문에, 도전성 보조 도포제를 개재하여 도전 부재와 다른 도전 부재 등을 접합하는 경우에는, 이들의 접합의 접촉면 압력을 크게 하여 견고하게 접합시킴으로써, 도전성 보조 도포제를 상기 접합 부재 간으로부터 알맞게 배출시켜 그 두께를 저하시키는 조치가 종종 채용된다.

그러나 접촉면 압력을 높이면, 도전 부재나 체결 볼트의 강도가 부족한 경우, 도전 부재의 좌굴이나 변형, 볼트의 파단 등이 발생할 우려가 있다. 이러한 문제를 발생시키지 않고 접촉면 압력을 크게 하여 접촉 저항을 저감시키기 위해서는, 체결 토크가 큰 볼트, 너트를 사용하여 체결 압력을 높이거나, 볼트나 너트의 수를 증가시켜 접촉면 압력을 크게 할 필요가 있으므로, 소형의 도전 부재에 도전성 보조 도포제를 적용하는 것은 곤란하다. 즉, 자동차용 등의 소형의 버스 바 등에 사용되는 도전 부재에 도전성 보조 도포제를 적용하는 경우에는, 체결 토크가 비교적 낮은 소직경의 볼트, 너트를 사용하는 경우, 예를 들어 에어 구동 또는 전동 임팩트 렌치를 사용한 경우의 체결 토크 2 내지 10N·m에 있어서도, 체결 후의 도전성 보조 도포제층의 두께를 저하시켜 접촉 저항을 낮게 할 필요가 있다. 그러나 도전 기재 표면의 표면 조도가 큰 경우에는, 도전성 보조 도포제 두께가 작으면 산소나 수분이 침입하는 간극이 체결부에 잔존한다. 그 경우, 도전성 보조 도포제의 절대량이 부족하여, 산소 등이 도전 부재의 체결면에 침입하는 것에 의한 체결면의 산화가 진행되어 도전 부재의 접촉 저항이 경시적으로 증대되어, 충분한 도전성이 지속되지 못할 우려가 있었다.

또한 이와 같이 도전성 보조 도포제가 도포된 도전 부재에 대해서는, 그 자체를 보관하거나 유통하거나 하는 것과 같은 사용 방법을 행하는 경우에는, 다른 물질과 접촉하거나 진애 등의 이물이 부착되는 것 등에 의하여, 도포된 도전성 보조 도포제가 상실되거나 오염되거나 하여 사용에 견디지 못하게 될 우려가 있으며, 또한 접촉한 다른 물질을 도전성 보조 도포제로 오염시키게도 된다는 등의 별도의 문제도 있다.

일본 특허 공개 제2009-060757호 공보 일본 특허 공고 소45-2952호 공보

따라서 본 발명자들은 이들 문제를 해결하기 위하여 예의 검토를 진행한 결과, 도전 기재에는 필요한 산화 피막의 제거 작업 및 도전성 보조 도포제의 도포 작업을 실시하여 미리 도전성 보조 도포제층을 형성해 둠과 함께, 도전성 보조 도포제가 도포되는 도전 기재의 접합 영역의 표면 조도를 소정의 범위로 함으로써, 다른 도전 부재와 접합하는 경우의 접촉면 압력을 크게 하지 않더라도, 형성되는 도전성 보조 도포제 두께를 비교적 저하시켜 충분한 도전성 및 그의 지속성을 얻을 수 있어, 접촉 저항을 낮게 안정시킬 수 있는 것을 알아내었다. 또한 도전성 보조 도포제층을 구비한 도전 부재 그 자체를 보관하거나 유통하거나 하는 등의 사용 방법을 취하는 경우에는 이 형성된 도전성 보조 도포제층을 미리 보호 커버로 보호함으로써 도전성 보조 도포제층의 오손을 방지하고, 또한 작업 현장에 있어서는 상기 보호 커버를 떼어 낼 뿐인 조작으로 간편하고도 빠르게 다른 도전 부재와 접합할 수 있어 작업성이 좋으며, 게다가 도전 기재의 산화 피막 제거 상태, 표면 조도 및 도전성 보조 도포제의 도포 상태 등을 미리 일정하게 관리할 수 있고, 이것에 의하여 버스 바나 버스 덕트 등으로서 사용하는 데 필요한 도전성 및 산화 방지성을 확실하게 발현시킬 수 있는 것도 알아내어, 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은, 접촉면 압력을 크게 할 수 없는 소형의 도전 부재에 있어서도, 다른 도전 부재 등과 접합한 후의 도전성 도포제층의 두께를 비교적 저하시켜 충분한 도전성 및 그의 안정성을 얻을 수 있어, 접촉 저항을 낮게 안정시킬 수 있음과 함께, 도전성 보조 도포제층을 구비한 도전 부재 그 자체를 보관하거나 유통하거나 하는 등의 사용 방법을 취하는 경우에는 기재 상에 형성된 도전성 보조 도포제층의 오손을 방지할 수 있고, 또한 다른 도전 부재와의 접합의 작업성도 좋으며, 게다가 원하는 도전성 및 산화 방지성을 확실하게 발현시킬 수 있는 안정된 품질의 도전 부재를 제공하는 데 있다.

즉, 본 발명은, 사용 시에 다른 도전 부재와 접합되는 접합 영역을 구비한 금속제의 도전 기재와, 상기 도전 기재의 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 도포하여 형성되고, 사용 시에는 이 접합 영역과 다른 도전 부재 사이의 접합부에 도전성 및 산화 방지성을 부여하는 도전성 보조 도포제층을 구비한 도전 부재이며, 상기 도전 기재의 상기 접합 영역의 표면 조도가 JISB0601(1994)에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 0.6㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 도전 부재이다.

본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 도전성 보조 도포제층의 두께가 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 도전성 보조 도포제층은, 당해 도전성 보조 도포제층을 피복하여 보호하기 위하여 형성되고, 또한 사용 시에는 떼어지는 보호 커버를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 도전 기재의 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 도전 기재의 접합 영역에는, 상기 도전성 보조 도포제층의 형성에 앞서 화학 에칭 또는 기계 가공에 의한 산화 피막 제거 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 도전성 보조 도포제가, 산화크롬, 아연, 탄화규소 및 비스무트-주석 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 분말을 함유하는 도전성 보조 그리스인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 도전성 보조 도포제층의 두께가 10 내지 40㎛인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 보호 커버가, 상기 도전성 보조 도포제층에 박리 가능하게 접착하는 필름 또는 시트형으로 형성된 박리 시트인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 보호 커버는 상기 도전성 보조 도포제층의 접합면 및 측면의 전체면을 피복하는 것인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 보호 커버는, 양 단부가 개구된 통형 또는 일 단부가 개구된 주머니형으로 형성되고, 상기 알루미늄 도전 기재의 접합 영역 및 이 접합 영역에 형성된 도전성 보조 도포제층을 피복하여 보호하는 양생 시트인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 도전 부재에 있어서는, 상기 보호 커버는, 상기 도전성 보조 도포제층의 전체면을 피복하는 피복부와 이 피복부를 상기 도전 기재에 착탈 가능하게 걸림 지지하는 걸림 지지부를 구비한 양생 덮개인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 도전 부재는, 미리 도전 기재에 도전성 보조 도포제층이 형성되어 있으므로, 작업 현장에서는 간편하고도 빠르게 다른 도전 부재와 접합할 수 있으므로 작업성이 좋고, 게다가 이 도전성 보조 도포제층이 형성되어 있는 도전 기재의 표면 조도(산술 평균 조도) Ra가 소정의 범위이므로, 접촉면 압력을 크게 할 수 없는 소형의 도전 부재에 있어서도, 다른 도전 부재 등과 접합한 후의 도전성 도포제층의 두께를 비교적 저하시켜 충분한 도전성의 지속을 얻을 수 있어, 접촉 저항을 낮게 안정시킬 수 있다. 또한 도전성 보조 도포제층을 구비한 도전 부재 그 자체를 보관하거나 유통하거나 하는 등의 사용 방법을 취하는 경우에 있어서도, 형성된 도전성 보조 도포제층을 보호하기 위한 보호 커버를 구비하고 있으므로 그 보관이나 유통 시에 도전성 보조 도포제층이 오손되지 않고, 또한 작업 현장에 있어서의 사용 시에는 상기 보호 커버를 떼어 낼 뿐인 조작으로 간편하고도 빠르게 다른 도전 부재와 접합할 수 있으므로 작업성이 좋으며, 게다가 필요한 도전성 및 산화 방지성도 우수하므로 버스 바나 버스 덕트 등에 적절히 사용된다.

도 1a는 박리 시트(보호 커버)를 도전성 보조 도포제층의 접합면에만 접착시킨 도전 부재를 설명하는 설명도이다.
도 1b는 박리 시트(보호 커버)를 도전성 보조 도포제층의 접합면 및 측면의 전체면에 피복시킨 도전 부재를 설명하는 설명도이다.
도 2a는 양 단부가 개구된 통형의 양생 시트를 도전성 보조 도포제층에 피복시킨 도전 부재를 설명하는 설명도이다.
도 2b는 일 단부가 개구된 주머니형의 양생 시트를 도전성 보조 도포제층에 피복시킨 도전 부재를 설명하는 설명도이다.
도 3a는 양생 덮개를 도전성 보조 도포제층에 피복시킨 도전 부재를 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 도전 부재를 화살표 방향에서 본 경우의 단면도이다.

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태를 구체적으로 설명한다.

본 발명에 있어서, 소지(素地)로 되는 도전 기재에 대해서는, 도전성을 가짐과 함께 다양한 환경 하에서 표면에 산화 피막이 형성되어 도전성이 손상되는 금속이며, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄재, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 구리재, 철 또는 철합금으로 이루어지는 철재 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이를 사용하여 형성되는 도전 부재의 용도나 그 용도에 요구되는 도전성, 강도, 내식성, 가공성 등의 다양한 물성에 기초하여 선택할 수 있다. 알루미늄재를 사용하는 경우에는, 도전성이 우수한 1000계(순 Al계), 1000계보다 도전성은 떨어지지만 고강도이고 성형성도 우수한 6000계(Al-Mg-Si계)가 바람직하다. 이들 도전 기재에 대해서는, 예를 들어 주조, 압출, 압연, 단조 등의 방법에 의하여 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 도전 기재의 표면에 형성되어 다른 도전 부재와 접합되는 접합 영역에 대해서는, 미리 당해 영역에 형성되어 있는 산화 피막이 제거되어 있는 것이 바람직하다. 산화 피막의 제거 처리는 산화 피막의 종류나 두께 등에 기초하여 적절히 선정하는 것이 가능한데, 예를 들어 화학 에칭 처리 또는 기계 가공 처리를 들 수 있다. 전기 저항을 저해하는 산화 피막이 제거됨으로써 사용 시에 있어서의 다른 도전 부재와의 통전이 양호해진다. 또한 접합 영역을 가능한 한 평활하게 하여 후술하는 도전성 보조 도포제와의 밀착성을 양호하게 함으로써, 도전 기재와 도전성 보조 도포제의 접촉면의 공극 부분에 잔존하는 산소를 저감시킬 수 있으므로 사용 시에 있어서도 산화 피막이 형성되기 어렵고, 이것에 의한 전기 저항의 상승이 일어나기 어렵다. 화학 에칭으로서는, 예를 들어 알칼리 용액을 사용한 알칼리 처리, 인산알칼리 처리를 들 수 있으며, 구체적으로는, 알칼리 처리의 경우에는 농도 30 내지 200g/ℓ의 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 알칼리 수용액을 사용할 수 있고, 또한 인산알칼리 처리의 경우에는 농도가 30 내지 100g/ℓ인 수산화나트륨, 인산나트륨, 수산화칼륨으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 인산알칼리 수용액을 사용할 수 있다. 또한 기계 가공 처리로서는 연마, 연삭, 절삭, 쇼트 블라스트, 웨트 블라스트 등의 방법을 이용할 수 있다. 또한 화학 에칭 처리에 의하여 기재 표면에 스머트가 형성된 경우에는, 예를 들어 산 수용액을 사용한 산 처리에 의하여 디스머트 처리를 행해도 된다.

그리고 산화 피막의 제거 처리를 행한 후에는, 상기 접합 영역에는 당해 접합 영역과 다른 도전 부재 사이의 접합부에 필요한 도전성 및 산화 방지성을 부여하기 위한 도전성 보조 도포제를 도포하여 도전성 보조 도포제층을 형성한다. 이러한 도전성 보조 도포제로서는, 베이스로 되는 그리스 중에, 산화크롬, 아연, 탄화규소 및 비스무트-주석 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 도전성 분말이나 도전성 보조 분말을 함유하는 그리스(예를 들어 시즈오카 고산 가부시키가이샤 제조의 상품명 「닛케이 조인탈」 등)나, 바인더 수지 중에 도전성 필러나 필요에 따라 또한 산화 방지제 등을 첨가하고 혼합하여 얻어진 도전성 도포제(예를 들어 일본 특허 공개 제2005-26187호 공보, 일본 특허 공개 제2007-317489호 공보, 일본 특허 공표 제2010-539650호 공보 등 참조)를 예시할 수 있다. 또한 도전성 보조 도포제의 바람직한 특성으로서는, JIS-K2220에 규정되는 점도가 290 내지 340인 것이 상기 접합부로부터의 배출성의 관점에서 좋으며, 또한 JIS-K2220에 규정되는 인화점이 200℃ 이상이고 또한 적점이 160 내지 210℃의 범위인 것이 경년 열화의 관점에서 좋다.

여기서, 본 발명에서는, 상기 도전성 보조 도포제가 도포되는 도전 기재의 도포면(접합 영역)의 표면 조도가 JISB0601(1994)에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 0.6㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이 자동차용 등의 소형의 버스 바 등에도 사용 가능한 도전 부재로 하기 위하여, 접촉면 압력이 비교적 낮은 경우〔예를 들어 접촉면압: 52.4㎏f/㎠ 이하〕에 있어서도, 형성되는 도전성 도포제층의 두께를 저하시켜 접촉 저항을 낮게 할 필요가 있기 때문에, 도전성 보조 도포제가 도포되는 도전 기재의 도포면(접합 영역)의 표면 조도(산술 평균 조도 Ra)를 상기 범위로 하면, 비교적 낮은 접촉면 압력의 경우에도, 본 발명의 도전 부재와 다른 도전 부재를 접합했을 경우에 도전성 보조 도포제를 접합 부재간으로부터 알맞게 배출시켜 그 두께를 저하시킬 수 있어, 접촉 저항을 저하시킬 수 있다. 상기 표면 조도가 0.6㎛를 초과하는 경우에는, 도포된 도전성 도포제의 배출성이 충분하지 않아 접촉 저항이 높아져, 충분한 도전성 및 그의 지속성이 얻어지지 않는다. 또한 바람직하게는 본 발명의 도전 부재와 접합하는 다른 도전 부재 등의 접합면에 대해서도, 상기 표면 조도를 만족시키는 것이 좋다. 접촉 저항에 대해서는, 도전 부재의 크기나 접촉면압에 따라 절댓값이 상이하지만, 도전성 보조 도포제 도포 후의 도전 부재의 접촉 저항값을 도포제 도포 전의 도전 기재만의 접촉 저항값으로 나누었을 때의 저항비가 2.5 미만(보다 바람직하게는 2.0 미만)인 것이 바람직하다.

그리고 도전성 보조 도포제가 도포되는 도전 기재의 도포면(접합 영역)의 표면 조도(산술 평균 조도 Ra)를 상기한 바와 같이 하기 위해서는, 예를 들어 조도를 조정한 롤에 의한 압연 가공, 또는 압출 가공, 절삭 가공을 행하는 것 등을 들 수 있다.

또한 상기 도전성 보조 도포제를 도포하여 형성되는 도전성 보조 도포제층의 두께로서는 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10㎛ 내지 40㎛인 것이 좋다. 두께가 100㎛를 초과하는 경우에는, 이 도전성 보조 도포제 층을 개재하여 접합되는 도전 부재끼리의 거리가 커져, 충분한 도전성을 얻기 위해서는 큰 접촉면 압력이 필요해지므로 바람직하지 않다. 한편, 두께가 10㎛보다도 적은 경우에는, 다른 부재와의 접합했을 때 유지되는 도전성 보조 도포제의 양이 적기 때문에 접합부의 수밀성 및 기밀성이 불충분해져, 사용 시에는 수분이나 산소가 침입하여 접합부(도전 부재의 접합면)에 산화 피막이 형성되어 도전성이 저하될 우려가 있음과 함께, 도전성 보조 도포제층의 두께에 불균일이 발생하기 쉬워 도전성에 변동이 발생해 버리므로 바람직하지 않다. 또한 접합하기 위한 상대 부재에 대해서도 도전성 보조 도포제가 도포되어, 이들을 합한 합계의 두께가 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

이러한 도전성 보조 도포제를 도포하는 방법으로서는 공지된 방법을 채용할 수 있으며, 롤 코트법, 바 코트법, 스프레이법, 침지법 등의 수단을 사용할 수 있고, 보다 간편하게는 일반적인 도장 작업에 사용되는 롤러를 사용하여 행할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서는, 도전 기재의 표면에 상기 도전성 보조 도포제층을 형성시킨 후에는 이 도전성 보조 도포제층을 보호 커버로 피복하여 보호하는 것이 바람직하다. 이러한 보호 커버로서는, 그 보관이나 유통 시에 도전성 보조 도포제층의 오손을 방지할 수 있고, 사용 시에는 용이하게 떼어 낼 수 있는 것이면 되며, 예를 들어 도전성 보조 도포제층에 박리 가능하게 접착되는 필름형 또는 시트형의 박리 시트나, 도전성 보조 도포제층의 전체면을 피복하는 양생 덮개 등의 형태를 들 수 있다. 이러한 보호 커버의 재질에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 수지, 금속, 세라믹스, 종이 등을 사용할 수 있다.

보호 커버가 상기 박리 시트인 경우의 도전성 보조 도포제층에의 설치 부착 형태로서는, 도 1a에 도시한 바와 같이 단순히 도전성 보조 도포제층의 접합면에만 박리 가능하게 접착시킨 것이나, 또한 도 1b에 도시한 바와 같이 도전성 보조 도포제층의 접합면 및 측면의 전체면을 피복시킨 것을 예시할 수 있다. 도 1b와 같이 도전성 보조 도포제층의 접합면 및 측면의 전체면을 피복하는 것은, 보관 시에 있어서의 도전성 보조 도포제층의 접합부의 수밀성 및 기밀성이 보다 충분하게 되므로 보다 바람직하다.

또한 상기 박리 시트의 설치 부착 형태로서, 도 2a에 도시한 바와 같이 양 단부가 개구된 통형의 형태, 또는 도 2b에 도시한 바와 같이 일 단부가 개구된 주머니형의 형태를 가진 양생 시트로 할 수도 있다. 이와 같이 하면 도전 기재의 접합 영역 및 도전성 보조 도포제층의 전체를 피복 가능하므로, 보관 시에 있어서의 도전성 보조 도포제층의 접합부의 수밀성 및 기밀성을 더욱 유지할 수 있으므로 바람직하다. 또한 상기 양생 시트의 개구부는 접착제에 의한 접착 또는 열 용착 등의 방법에 의하여 폐쇄할 수 있다.

또한 보호 커버가 상기 양생 덮개인 경우에는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 도전성 보조 도포제층의 전체면을 피복하는 피복부와 이 피복부를 도전 기재에 착탈 가능하게 걸림 지지하는 걸림 지지부를 구비한 형태로 할 수 있다.

또한 본 발명의 도전 부재를 다른 도전 부재 등과 접합하는 방법으로서는, 상기 보호 커버를 떼어 낸 후, 도전성 보조 도포제층과 접합하는 다른 도전 부재 등의 접합면을 초음파 접합, 진동 용착, 코킹 접합 등의 방법을 이용하여 접합하는 것이 가능하지만, 보다 간편하게는 도 1a, 1b, 2a 및 2b에 도시된 바와 같은 볼트 체결용 구멍(4)을 통하여, 볼트에 의하여 체결하여 접합할 수 있다. 접촉면 압력에 대해서는, 소형의 도전 부재의 경우에 있어서는 접촉면압: 76.8㎏f/㎠ 이하, 바람직하게는 26.4 내지 52.4㎏f/㎠로 하는 것이 바람직하다.

실시예

이하의 시험예에 기초하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

[도전 기재의 표면 조도에 의한 접촉 저항의 확인 시험]

표면 조도(산술 평균 조도 Ra)에 의한 접촉 저항의 효과를 확인하기 위하여 이하의 시험을 행하였다. 표면에 산화 피막이 형성된 알루미늄 부재에 냉간 압연 가공을 행하여 표면 조도 Ra: 0.15㎛로 한 후, 절삭 가공에 의하여 3㎜×50㎜×100㎜의 6101-T6 알루미늄(Al)재로 이루어지는 알루미늄 도전 기재를 준비하고, 이어서, 이 알루미늄 도전 기재에 있어서의 다른 도전 부재(6101-T6 Al재)와의 접합 영역에 접촉하는 부분에 도전성 보조 도포제(시즈오카 고산 가부시키가이샤 제조의 상품명: 닛케이 조인탈 Z)를 도포하고, 그 위로부터 면 웨이스트로 문질러 표면 산화 피막을 제거하였다. 그 후, 다시 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 두께 11㎛로 도포하여 도전 부재를 얻었다. 또한 표면 산화 피막을 제거한 후의 표면 조도 Ra는 0.15㎛였다. 또한 다른 도전 부재로서, 에머리 페이퍼에 의하여 표면을 연마하여 기재 표면의 표면 조도를 Ra: 0.4㎛ 내지 1.0㎛로 한 도전 부재도 준비하였다.

얻어진 도전 부재에 대하여 도전성 보조 도포제를 개재하여 다른 도전 부재(동일한 조건의 도전 부재)를 접합하고, 접촉면압 52.4㎏f/㎠로 되도록 체결하여 시험예 1 내지 5에 관한 알루미늄 시험편을 얻은 후, 이하의 측정 조건에서 접촉 저항비를 측정하였다.

<접촉 저항비의 측정 조건>

·방법: 4단자법

·전류: 1A

·도전 부재와 접합한 다른 도전 부재 사이의 전압을 통전의 방향을 변경하여 각각 두 번씩 측정하였다. 총 4회의 측정값을 평균하여 접촉 저항비를 산출하였다. 또한 6101-T6 Al재 단체로 측정했을 경우를 1로 하였다.

[저항비의 판정 기준]

◎: 저항비가 2 미만이며 도전성이 양호하다.

○: 저항비가 2 이상 2.5 미만이며 도전성이 충분하다.

△: 저항비가 2.5 이상 3.0 미만이며 도전성이 약간 불충분하지만 사용상 문제가 없는 수준이다.

×: 저항비가 3.0 이상이며 도전성이 불충분하다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 표면 조도 Ra: 0.15㎛인 시험예 1에 관한 도전 부재는 저항비가 2 미만이며 양호한 도전성을 얻을 수 있고, 또한 표면 조도 Ra: 0.2㎛ 초과 0.6㎛ 이하인 시험예 2 내지 4에 관한 도전 부재는 저항비가 3.0 미만이며 충분한 도전성을 얻을 수 있음을 알 수 있지만, 비교예 상당인 표면 조도 Ra: 1.0㎛의 시험예 5에 대해서는 저항비가 3.0 이상이며 충분한 도전성을 얻지 못함을 알 수 있다.

[도전성 보조 도포제층의 두께에 의한 접촉 저항의 확인 시험]

도전성 보조 도포제층의 두께에 의한 접촉 저항의 효과를 확인하기 위하여 이하의 시험을 행하였다. 표면에 산화 피막이 형성된 알루미늄 부재에 냉간 압연 가공을 행하여 표면 조도 Ra: 0.15㎛로 한 후, 절삭 가공에 의하여 3㎜×50㎜×100㎜의 6101-T6 알루미늄(Al)재로 이루어지는 알루미늄 도전 기재를 준비하고, 이어서, 이 알루미늄 도전 기재에 있어서의 다른 도전 부재(6101-T6 Al재)와의 접합 영역에 접촉하는 부분에 도전성 보조 도포제(시즈오카 고산 가부시키가이샤 제조의 상품명: 닛케이 조인탈 Z)를 도포하고, 그 위로부터 면 웨이스트로 문질러 표면 산화 피막을 제거하였다. 그 후, 다시 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 표 2에 나타내는 두께로 도포하여 도전 부재를 얻었다. 또한 표면 산화 피막을 제거한 후의 표면 조도 Ra는 0.15㎛였다.

얻어진 도전 부재에 대하여 상기와 마찬가지로 다른 도전 부재(동일한 조건의 도전 부재)를 접합하여 시험예 6 내지 10에 관한 알루미늄 시험편을 얻은 후, 동일한 측정 조건에서 접촉 저항비를 측정하였다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 시험예 6 및 7에 관한 도전성 보조 도포제의 합계 도포 두께가 40㎛ 이하인 도전 부재는 저항비가 2 미만이며 양호한 도전성을 얻을 수 있음을 알 수 있고, 또한 시험예 8 및 9에 관한 도전성 보조 도포제의 합계 도포 두께가 40 내지 100㎛인 도전 부재는 저항비가 2 이상 2.5 미만이며 충분한 도전성을 얻을 수 있음을 알 수 있으며, 또한 시험예 10에 관한 도전성 보조 도포제의 합계 도포 두께가 132㎛인 도전 부재는 저항비가 2.5 이상 3.0 미만이며 도전성이 약간 불충분하지만 사용상 문제가 없는 수준이었다.

[보호 커버에 의한 도전성 보조 도포제의 상태 확인 및 도전성 확인 시험]

[시험예 11]

표면에 산화 피막이 형성된 알루미늄 부재에 냉간 압연 가공을 행하여 표면 조도 Ra: 0.15㎛로 한 후, 절삭 가공에 의하여 6㎜×50㎜×200㎜의 A1050 알루미늄(Al)재로 이루어지는 알루미늄 도전 기재를 준비하고, 이어서, 이 알루미늄 도전 기재에 있어서의 다른 도전 부재(A1050 Al재)와의 접합 영역에 접촉하는 부분에 도전성 보조 도포제(시즈오카 고산 가부시키가이샤 제조의 상품명: 닛케이 조인탈 Z)를 도포하고, 그 위로부터 면 웨이스트로 문질러 표면 산화 피막을 제거하였다. 그 후, 다시 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 두께 11㎛로 도포하여 도전 부재를 얻었다. 또한 표면 산화 피막을 제거한 후의 표면 조도 Ra는 0.15㎛였다.

다음으로, 상기 형성한 도전성 보조 도포제층의 접합면에 대하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)제의 박리 시트(보호 커버)를 접착하여 당해 접합면을 보호하여 시험편(알루미늄 도전 부재)을 제작하였다.

얻어진 시험편을 얼마간 보관한 후, 상기 박리 시트를 떼어 내어 도전성 보조 도포제층의 상태를 확인한 바, 파손 및 이물의 부착은 확인되지 않았다. 또한 상기와 마찬가지의 도포 두께 11㎛의 도전성 보조 도포제를 도포한 다른 도전 부재(A1050재 Al재)와 볼트 체결에 의하여 접합한 접합 부분에 있어서의 도전성을 테스터로 조사한 바, 양호한 도통이 확인되었다. 결과를 표 3에 정리하여 나타낸다.

[시험예 12]

표면에 산화 피막이 형성된 알루미늄 부재에 냉간 압연 가공을 행하여 표면 조도 Ra: 0.15㎛로 한 후, 절삭 가공에 의하여 6㎜×50㎜×200㎜의 A6101 Al재로 이루어지는 알루미늄 도전 기재를 준비하고, 이어서, 이 알루미늄 도전 기재에 있어서의 다른 도전 부재(구리재)와의 접합 영역에 접촉하는 부분을 그라인더에 의한 연삭 처리하여 산화 피막을 제거하고, 이 산화 피막이 제거된 부분에 도전성 보조 도포제(시즈오카 고산 가부시키가이샤 제조의 상품명: 닛케이 조인탈 Z)를 도포하고, 그 위로부터 면 웨이스트로 문질러 표면 산화 피막을 제거하였다. 그 후, 다시 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 두께 11㎛로 도포하여 도전 부재를 얻었다. 또한 표면 산화 피막을 제거한 후의 표면 조도 Ra는 0.15㎛였다.

다음으로, 상기 형성한 도전성 보조 도포제층의 접합면에 대하여, 알루미늄 박제의 박리 시트(보호 커버)를 접착하여 당해 접합면을 보호하여 시험편(알루미늄 도전 부재)을 제작하였다.

얻어진 시험편을 얼마간 보관한 후, 상기 박리 시트를 떼어 내어 도전성 보조 도포제층의 상태를 확인한 바, 파손 및 이물의 부착은 확인되지 않았다. 또한 도포 두께 11㎛의 도전성 보조 도포제를 도포한 다른 도전 부재(구리재)와 볼트 체결에 의하여 접합한 접합 부분에 있어서의 도전성을 테스터로 조사한 바, 양호한 도통이 확인되었다. 결과를 표 3에 정리하여 나타낸다.

[시험예 13]

형성시키는 도전성 보조 도포제층의 두께를 44㎛로 한 것 이외에는 시험예 11과 마찬가지로 하여, 시험예 13에 관한 시험편(알루미늄 도전 부재)을 제작하였다. 그리고 시험예 11과 마찬가지로 하여 얻어진 시험편을 얼마간 보관한 후, 박리 시트를 떼어 내어 도전성 보조 도포제층의 상태를 확인한 바, 파손 및 이물의 부착은 확인되지 않았다. 또한 시험예 11과 마찬가지로 다른 도전 부재(A1050재 Al재)와 볼트 체결에 의하여 접합한 접합 부분에 있어서의 도전성을 테스터로 조사한 바, 양호한 도통이 확인되었다. 결과를 표 3에 정리하여 나타낸다.

1: 도전 기재
2: 도전성 보조 도포제층
3: 박리 시트(보호 커버)
4: 볼트 체결용 구멍
5: 양생 시트(보호 커버)
6: 개구부
7: 접착부
8: 양생 덮개
8a: 피복부
8b: 걸림 지지부

Claims (11)

1. 사용 시에 다른 도전 부재와 접합되는 접합 영역을 구비한 금속제의 도전 기재와, 상기 도전 기재의 접합 영역에 도전성 보조 도포제를 도포하여 형성되고, 사용 시에는 이 접합 영역과 다른 도전 부재 사이의 접합부에 도전성 및 산화 방지성을 부여하는 도전성 보조 도포제층을 구비한 도전 부재이며, 상기 도전 기재의 상기 접합 영역의 표면 조도가 JISB0601(1994)에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 0.6㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 도전 부재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 보조 도포제층의 두께가 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 도전 부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 도전성 보조 도포제층은, 당해 도전성 보조 도포제층을 피복하여 보호하기 위하여 형성되고, 또한 사용 시에는 떼어지는 보호 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는, 도전 부재.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전 기재의 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금인, 도전 부재.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전 기재의 접합 영역에는, 상기 도전성 보조 도포제층의 형성에 앞서 화학 에칭 또는 기계 가공에 의한 산화 피막 제거 처리가 실시되어 있는, 도전 부재.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전성 보조 도포제가, 산화크롬, 아연, 탄화규소 및 비스무트-주석 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 분말을 함유하는 도전성 보조 그리스인, 도전 부재.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전성 보조 도포제층의 두께가 10 내지 40㎛인 도전 부재.
8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보호 커버가, 상기 도전성 보조 도포제층에 박리 가능하게 접착되는 필름 또는 시트형으로 형성된 박리 시트인, 도전 부재.
9. 제8항에 있어서,
   상기 보호 커버는 상기 도전성 보조 도포제층의 접합면 및 측면의 전체면을 피복하는, 도전 부재.
10. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 커버는, 양 단부가 개구된 통형 또는 일 단부가 개구된 주머니형으로 형성되고, 상기 알루미늄 도전 기재의 접합 영역 및 이 접합 영역에 형성된 도전성 보조 도포제층을 피복하여 보호하는 양생 시트인, 도전 부재.
11. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 커버는, 상기 도전성 보조 도포제층의 전체면을 피복하는 피복부와 이 피복부를 상기 도전 기재에 착탈 가능하게 걸림 지지하는 걸림 지지부를 구비한 양생 덮개인, 도전 부재.

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