特開2021-70783(P2021-70783A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 古河電気工業株式会社の特許一覧
特開2021-70783被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線
<>
  • 特開2021070783-被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線 図000004
  • 特開2021070783-被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線 図000005
  • 特開2021070783-被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線 図000006
  • 特開2021070783-被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線 図000007
  • 特開2021070783-被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線 図000008
  • 特開2021070783-被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線 図000009
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-70783(P2021-70783A)
(43)【公開日】2021年5月6日
(54)【発明の名称】被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線
(51)【国際特許分類】
   C09D 201/00 20060101AFI20210409BHJP
   C08K 5/5415 20060101ALI20210409BHJP
   C08K 5/55 20060101ALI20210409BHJP
   C08K 5/56 20060101ALI20210409BHJP
   C08K 3/01 20180101ALI20210409BHJP
   C08L 101/00 20060101ALI20210409BHJP
   H01B 7/00 20060101ALI20210409BHJP
   C09D 7/63 20180101ALI20210409BHJP
   H01R 4/18 20060101ALI20210409BHJP
   C08F 290/00 20060101ALN20210409BHJP
【FI】
   C09D201/00
   C08K5/5415
   C08K5/55
   C08K5/56
   C08K3/01
   C08L101/00
   H01B7/00 306
   C09D7/63
   H01R4/18 A
   C08F290/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2019-199902(P2019-199902)
(22)【出願日】2019年11月1日
(71)【出願人】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】391045897
【氏名又は名称】古河AS株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096091
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 誠一
(72)【発明者】
【氏名】田中 広樹
(72)【発明者】
【氏名】河中 裕文
(72)【発明者】
【氏名】高橋 宏和
【テーマコード(参考)】
4J002
4J038
4J127
5E085
5G309
【Fターム(参考)】
4J002AA021
4J002BG041
4J002BG051
4J002BG071
4J002BQ001
4J002EE038
4J002ES018
4J002EV027
4J002EV217
4J002EV227
4J002EV247
4J002EV257
4J002EV267
4J002EV287
4J002EV297
4J002EW148
4J002EX036
4J002EX066
4J002EX076
4J002EX086
4J002EZ017
4J002FD158
4J002FD207
4J002FD346
4J002FD347
4J002GH00
4J002GH01
4J002GQ01
4J038FA281
4J038HA476
4J038JC17
4J038JC30
4J038KA03
4J038PA17
4J038PB09
4J038PC02
4J127AA03
4J127AA04
4J127BB221
4J127BD471
4J127BG141
4J127BG14Y
4J127BG271
4J127BG27Y
4J127DA14
4J127DA26
4J127DA28
4J127DA61
4J127FA08
4J127FA39
5E085BB01
5E085BB12
5E085CC03
5E085DD14
5E085FF01
5E085GG33
5E085HH06
5E085HH17
5E085HH35
5E085JJ06
5E085JJ13
5G309FA04
5G309FA06
(57)【要約】
【課題】 例えば、アルミニウム電線及び銅製端子等との界面接着強度を向上させることができ、かつ容易に隙間へも充填することが可能な被膜材と、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線を提供する。
【解決手段】 端子付き電線10は、端子1と被覆導線11が接続されて構成される。バレル間部8から導線圧着部7までの導線13が露出する部位が被覆層17で覆われており、導線13は、被覆層17によって外部に露出しない。被覆対象部材に塗布される被膜材は、少なくとも、紫外線硬化樹脂と、シランカップリング剤と、光酸発生剤とを含む。光酸発生剤は、照射された光を吸収し、次いで分解して、溶媒又は酸発生剤自身から水素を引き抜くことで、酸を発生する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被覆対象部材に塗布される被膜材であって、
紫外線領域の光を照射することによってラジカルを発生する光重合開始剤が含まれる紫外線硬化樹脂と、
シランカップリング剤と、
紫外線領域の光を照射することによって酸を発生する光酸発生剤と、
を含むことを特徴とする被膜材。
【請求項2】
前記光酸発生剤は、オニウム塩系光酸発生剤であり、アニオンは、ボレートアニオン及びガレートアニオンの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1記載の被膜材。
【請求項3】
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の被膜材が、被覆対象部材に塗布され、硬化していることを特徴とする樹脂被膜構造。
【請求項4】
請求項3記載の樹脂被膜構造において、前記被覆対象部材が被覆導線と端子とが接続された端子付き電線であって、
前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、
前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位が、硬化した前記被膜材で覆われていることを特徴とする端子付き電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば自動車部品等の防食のために用いられる被膜材、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線等に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車、OA機器、家電製品等の分野では、電力線や信号線として、電気導電性に優れた銅系材料からなる電線が使用されている。特に、自動車分野においては、車両の高性能化、高機能化が急速に進められており、車載される各種電気機器や制御機器が増加している。したがって、これに伴い、使用される端子付き電線も増加する傾向にある。
【0003】
一方、環境問題が注目される中、自動車の軽量化が要求されている。したがって、ワイヤハーネスの使用量増加に伴う重量増加が問題となる。このため、従来使用されている銅線に代えて、軽量なアルミニウム電線が注目されている。
【0004】
ここで、このような電線同士を接続する際や機器類等の接続部においては、接続用端子が用いられる。しかし、アルミニウム電線を用いた端子付き電線であっても、接続部の信頼性等のため、端子部には、電気特性に優れる銅が使用される場合がある。このような場合には、アルミニウム電線と銅製の端子とが接合されて使用される。
【0005】
しかし、異種金属を接触させると、標準電極電位の違いから、いわゆる電食が発生する恐れがある。特に、アルミニウムと銅との標準電極電位差は大きいため、接触部への水の飛散や結露等の影響により、電気的に卑であるアルミニウム側の腐食が進行する。このため、接続部における電線と端子との接続状態が不安定となり、接触抵抗の増加や線径の減少による電気抵抗の増大、更には断線が生じて電装部品の誤動作、機能停止に至る恐れがある。
【0006】
このため、電線と端子との接続部を樹脂部材で被覆する方法が提案されている。この際、塗布される被膜材を被覆電線の深部まで確実に浸透させ、硬化させることで被覆層を形成するとともに、アルミニウム電線及び銅製端子と被覆層との間の界面接着強度を向上させることが求められる。
【0007】
このような樹脂材料としては、例えば、紫外線硬化材料と、ウレタン結合、尿素結合、イソシアネート基から選択される少なくとも1種を含む化合物と含金属化合物から構成される連鎖移動剤を含有する紫外線硬化性組成物が提案されている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2012−251034号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
一方、前述したように、自動車用端子付き電線は様々な環境で用いられる。そのため、アルミニウム電線及び銅製端子と被覆層との間の界面接着強度を向上させるために、紫外線硬化樹脂を含む被膜材にシランカップリング剤を添加する方法が採られる場合がある。シランカップリング剤を添加することで、加水分解反応及び脱水縮合反応によって、アルミニウム電線及び銅製端子と反応又は相互作用し、被膜材と金属との界面接着強度を向上させることができる。
【0010】
ここで、シランカップリング剤の加水分解反応及び脱水縮合反応の反応速度は、一般的に酸又は塩基の環境下で上昇することが知られている。そこで、シランカップリング剤の反応を促進して、界面接着強度をより向上させるために、被覆材として用いられる樹脂組成物を酸性又は塩基性とする方法が考えられる。
【0011】
しかしながら、樹脂組成物を酸性又は塩基性にすると粘度が非常に高くなり、小さな隙間に樹脂を回り込ませることが難しくなる。このため、前述したアルミニウム電線と銅製端子とが圧着された端子付き電線等に適用した際に、被膜材が隙間に浸透せずに空隙が生じ、これが水の浸入経路となるおそれがある。
【0012】
また、樹脂組成物を酸性又は塩基性にすると、保管時にシランカップリング剤の反応が自然と進行し、樹脂組成物が白濁する。すなわち、樹脂組成物を酸性又は塩基性とする方法では、樹脂組成物の取り扱いが難しいという問題がある。
【0013】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであって、例えば、アルミニウム電線及び銅製端子等との界面接着強度を向上させることができ、かつ容易に隙間へも充填することが可能な被膜材と、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前述した目的を達するために第1の発明は、被覆対象部材に塗布される被膜材であって、紫外線領域の光を照射することによってラジカルを発生する光重合開始剤が含まれる紫外線硬化樹脂と、シランカップリング剤と、紫外線領域の光を照射することによって酸を発生する光酸発生剤と、を含むことを特徴とする被膜材である。
【0015】
前記光酸発生剤は、オニウム塩系光酸発生剤であり、アニオンは、ボレートアニオン及びガレートアニオンの少なくとも一方を含むことが望ましい。
【0016】
第1の発明によれば、被膜材に、光を照射すると酸を発生する光酸発生剤が添加されるため、光を照射することで、シランカップリング剤の加水分解反応及び脱水縮合反応の反応速度を上昇させることができる。このため、塗布時には低い粘性によって微細な隙間へも被膜材を浸透させることができるとともに、光を照射することで、シランカップリング剤による界面接着強度を向上させることができる。
【0017】
また、被膜材は、光を照射することによってラジカルを発生する光重合開始剤が含まれる紫外線硬化樹脂を含む。このため、紫外線を照射することで、紫外線硬化樹脂を硬化させると同時に、光酸発生剤によって酸を発生させることができ、シランカップリング剤の反応を促進させることができる。このため、工程が複雑になることがない。また、光を照射していない状態では光酸発生剤から酸はほとんど発生しないため、保管時の白濁も抑制することができ、被膜材の取り扱いが容易である。
【0018】
また、光酸発生剤が、オニウム塩系光酸発生剤であり、アニオンは、ボレートアニオン及びガレートアニオンのいずれかを含むことで、光照射後の金属の変色を抑制することができる。
【0019】
第2の発明は、第1の発明にかかる被膜材が、被覆対象部材に塗布されて硬化していることを特徴とする樹脂被膜構造である。
【0020】
第2の発明によれば、深部まで短時間で硬化させることが可能であり、界面接着強度の高い樹脂被膜構造を得ることができる。
【0021】
第3の発明は、第2の発明にかかる樹脂被膜構造において、前記被覆対象部材が被覆導線と端子とが接続された端子付き電線であって、前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位が、硬化した前記被膜材で覆われていることを特徴とする端子付き電線である。
【0022】
第3の発明によれば、導線の下部まで被膜材が塗布されて硬化した端子付き電線を得ることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、例えば、アルミニウム電線及び銅製端子等との界面接着強度を向上させることができ、かつ容易に隙間へも充填することが可能な被膜材と、これを用いた樹脂被膜構造及び端子付き電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】端子付き電線10を示す斜視図。
図2】端子付き電線10を示す断面図。
図3】圧着前の端子1と被覆導線11を示す図。
図4】(a)は、端子付き電線10へ被膜材17aを塗布する工程を示す図、(b)は、被膜材17aを硬化する工程を示す断面図。
図5】樹脂被膜構造20を示す図。
図6】(a)、(b)は、被膜材17aの界面接着強度を測定する方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、端子付き電線10を示す斜視図であり、図2は断面図である。なお、図1は、被覆層17を透視した図である。端子付き電線10は、端子1と被覆導線11が接続されて構成される。
【0026】
被覆導線11は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である導線13と、導線13を被覆する被覆部15からなる。すなわち、被覆導線11は、被覆部15と、その先端から露出する導線13とを具備する。導線13は、例えば、複数の素線が撚り合わせられた撚り線である。
【0027】
端子1は、オープンバレル型であり、銅または銅合金製である。端子1には被覆導線11が接続される。端子1は、端子本体3と圧着部5とがトランジション部4を介して連結されて構成される。圧着部5と端子本体3の間に位置するトランジション部4は、上方が開口する。
【0028】
端子本体3は、所定の形状の板状素材を、断面が矩形の筒体に形成したものである。端子本体3は、内部に、板状素材を矩形の筒体内に折り込んで形成される弾性接触片を有する。端子本体3は、前端部から雄型端子などが挿入されて接続される。なお、以下の説明では、端子本体3が、雄型端子等の挿入タブ(図示省略)の挿入を許容する雌型端子である例を示すが、本発明において、この端子本体3の細部の形状は特に限定されない。例えば、雌型の端子本体3に代えて雄型端子の挿入タブを設けてもよい。
【0029】
圧着部5は、被覆導線11と圧着される部位であり、圧着前においては、端子1の長手方向に垂直な断面形状が略U字状のバレル形状を有する。端子1の圧着部5は、被覆導線11の先端側に被覆部15から露出する導線13を圧着する導線圧着部7と、被覆導線11の被覆部15を圧着する被覆圧着部9と、導線圧着部7と被覆圧着部9の間のバレル間部8からなる。
【0030】
導線圧着部7の内面の一部には、幅方向(長手方向に垂直な方向)に、図示を省略したセレーションが設けられる。このようにセレーションを形成することで、導線13を圧着した際に、導線13の表面の酸化膜を破壊しやすく、また、導線13との接触面積を増加させることができる。
【0031】
被覆導線11の先端は、被覆部15が剥離され、内部の導線13が露出する。被覆導線11の被覆部15は、端子1の被覆圧着部9によって圧着される。また、被覆部15が剥離されて露出する導線13は、導線圧着部7により圧着される。導線圧着部7において、導線13と端子1とが電気的に接続される。なお、被覆部15の端面は、被覆圧着部9と導線圧着部7の間のバレル間部8に位置する。
【0032】
本発明では、少なくとも、バレル間部8から導線圧着部7までの導線13が露出する部位が被覆層17で覆われている。すなわち、導線13は、被覆層17によって外部に露出しない。被覆層17は防食層として機能し、被覆対象部材である端子付き電線に後述する被膜材を塗布して硬化させることで、樹脂被膜構造を構成する。
【0033】
次に、被覆層17を構成する被膜材について説明する。端子付き電線などの被覆対象部材に塗布される被膜材は、少なくとも、紫外線硬化樹脂と、シランカップリング剤と、光酸発生剤とを含む。
【0034】
紫外線硬化樹脂は、例えば、紫外線で重合及び硬化するエチレン性不飽和基を少なくとも2つ有し、好ましくはオリゴマーである。なお、ここでオリゴマーとは、重合度が2以上100以下の重合体である。また、紫外線硬化樹脂は、紫外線領域の光を照射することによってラジカルを発生する光重合開始剤が含まれる。
【0035】
また、被膜材には、加水分解及び脱水縮合により相互作用するシランカップリング剤と、紫外線領域の光を照射することによってルイス酸やブレンステッド酸などの酸を発生する光酸発生剤が含まれる。光酸発生剤から発生した酸により、シランカップリング剤の加水分解及び脱水縮合が促進され、被覆層17に含まれる樹脂とアルミニウムまたはアルミニウム合金製である導線及び銅製の端子との間の接着強度が向上する。
【0036】
[光酸発生剤]
光酸発生剤は、照射された光を吸収し、次いで分解して、溶媒又は光酸発生剤自身から水素を引き抜くことで、酸を発生する。光酸発生剤が吸収する光は、光酸発生剤の種類によって異なるが、例えば約200nm以上405nm以下の波長領域の紫外線である。なお、被覆層17を構成する被覆材に含まれる紫外線硬化樹脂を硬化させる光の波長領域と、光酸発生剤に酸を発生させる光の波長領域との少なくとも一部が重複していることが望ましい。これにより、一種類の光源からの光によって紫外線硬化樹脂の硬化と光酸発生剤による酸の発生とを同時に行うことができる。
【0037】
光酸発生剤は、オニウム塩系光酸発生剤と非イオン性光酸発生剤とに大別できる。本実施形態ではオニウム塩系光酸発生剤及び非イオン性光酸発生剤の少なくとも一方が用いられるが、それ以外の種類の光酸発生剤が用いられてもよい。被覆層17の被膜材に使用できるオニウム塩系光酸発生剤としては、特に限定されないが、例えば有機スルホニウム塩化合物、有機オキソニウム塩化合物、有機アンモニウム塩化合物、有機ホスホニウム塩化合物、有機ヨードニウム塩化合物であって、ヘキサフルオロアンチモネートアニオン、テトラフルオロボレートアニオン、ヘキサフルオロホスフェートアニオン、ヘキサクロロアンチモネートアニオン、トリフルオロメタンスルフォン酸イオン、又はフルオロスルフォン酸イオンなどのカウンターアニオンを有するものが挙げられる。カウンターアニオンの具体的な化学式は、例えばB(C-、SbF-、SbF-、AsF-、PF-、BF-、CFSO-で表されるアニオンである。これらは1種のみで用いられてよく、あるいは2種以上を混合して用いられてよい。
【0038】
オニウム塩系光酸発生剤の市販品としては、例えばIRGACURE(登録商標、以下省略)250、IRGACURE270、IRGACURE290(以上、BASF社製、商品名)、WPI−113、WPI−116、WPI−169、WPI−170、WPI−124、WPAG−638、WPAG−469、WPAG−370、WPAG−367、WPAG−336(以上、和光純薬工業株式会社製、商品名)、B2380、B2381、C1390、D2238、D2248、D2253、I0591、T1608、T1609、T2041、T2042(以上、東京化成工業株式会社製、商品名)、AT−6992、At−6976(以上、ACETO社製、商品名)、CPI−100、CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、CPI−210S、CPI−310B、CPI−310FG、IK−1、IK−2(以上、サンアプロ株式会社製、商品名)、SP−056、SP−066、SP−130、SP−140、SP−150、SP−170、SP−171、SP−172(以上、ADEKA株式会社製、商品名)、CD−1010、CD−1011、CD−1012(以上、サートマー社製、商品名)、PI2074(ローディアジャパン製、商品名)などが挙げられる。
【0039】
被覆層17を構成する被覆材に使用できる非イオン性光酸発生剤としては、特に限定されないが、例えばフェナシルスルホン型光酸発生剤、o−ニトロベンジルエステル型光酸発生剤、イミノスルホナート型光酸発生剤、N−ヒドロキシイミドのスルホン酸エステル型光酸発生剤などが挙げられる。これらは1種のみで用いられてよく、あるいは2種以上を混合して用いられてよい。非イオン性光酸発生剤の具体的な化合物としては、例えばスルホニルジアゾメタン、オキシムスルホネート、イミドスルホネート、2−ニトロベンジルスルホネート、ジスルホン、ピロガロールスルホネート、p−ニトロベンジル−9,10−ジメトキシアントラセン−2−スルホネート、N−スルホニル−フェニルスルホンアミド、トリフルオロメタンスルフォン酸−1,8−ナフタルイミド、ノナフルオロブタンスルホン酸−1,8−ナフタルイミド、パーフルオロオクタンスルホン酸−1、8−ナフタルイミド、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸−1,8−ナフタルイミド、ノナフルオロブタンスルホン酸−1,3,6−トリオキソ−3,6−ジヒドロ−1H−11−チア−アザシクロペンタアントラセン−2−イルエステル、ノナフルオロブタンスルホン酸−8−イソプロピル−1,3,6−トリオキソ−3,6−ジヒドロ−1H−11−チア−2−アザシクロペンタアントラセン−2−イルエステル、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸クロリド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸クロリド、1,2−ベンゾキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸クロリド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸ナトリウム、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸ナトリウム、1,2−ベンゾキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸ナトリウム、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸カリウム、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸カリウム、1,2−ベンゾキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸カリウム、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸メチル、1,2−ベンゾキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸メチルなどが挙げられる。
【0040】
非イオン性光酸発生剤の市販品としては、例えばWPAG−145、WPAG−149、WPAG−170、WPAG−199(以上、和光純薬工業株式会社製、商品名)、D2963、F0362、M1209、M1245(以上、東京化成工業株式会社製、商品名)、SP−082、SP−103、SP−601、SP−606(以上、ADEKA株式会社製、商品名)、SIN−11(株式会社三宝化学研究所製、商品名)、NT−1TF(サンアプロ株式会社製、商品名)などが挙げられる。
【0041】
光酸発生剤の添加量は、被覆層17を構成する被膜材の全体の0.01wt%以上、好ましくは0.1wt%以上である。これよりも光酸発生剤が少ない場合には、光酸発生剤から発生する酸の量が少ないためにシランカップリング剤の加水分解反応及び脱水縮合反応の進行速度が低下し、被膜材とアルミニウム電線及び銅製端子との間の密着性発現に時間を要する。なお、「wt%」とは、質量パーセント濃度を示している(以下、同じ)。
【0042】
また、光酸発生剤の添加量は、被覆層17を構成する被膜材に含まれる光重合開始剤の量以下であることが望ましく、より望ましくは、光酸発生剤の添加量は、被膜材に含まれる光重合開始剤の量未満である。光酸発生剤を光重合開始剤よりも多く添加する場合には、同じく紫外線を吸収してラジカル種を発生する光重合開始剤の反応を阻害するため、被膜材の硬化性が低下して弾性率が低下するおそれがある。具体的には、光酸発生剤の添加量は被膜材の全体に対して10wt%以下、好ましくは5wt%以下、更には3wt%以下が好ましい。
【0043】
[シランカップリング剤]
シランカップリング剤としては、本発明の効果の妨げにならないものであれば、公知公用のものを含め任意のものを用いることができる。シランカップリング剤の添加量は、実験等によって適宜決定される。シランカップリング剤の具体的な化合物としては、特に限定されないが、例えばテトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリス−(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【0044】
シランカップリング剤の添加量は、被覆層17を構成する被膜材の全体に対して0.1wt%以上10wt%以下が好ましく、0.5wt%以上5.0wt%以下がより好ましい。上記範囲であると、アルミニウム電線及び銅製端子と被膜材の接着強度が十分となり、且つ被覆材の保存安定性に優れる。
【0045】
さらに、被覆層17を構成する被膜材は、希釈モノマー、光増感剤、光重合開始剤、連鎖移動剤及び各種添加剤を含んでよい。希釈モノマーとしては、単官能(メタ)アクリレート又は多官能(メタ)アクリレートが用いられる。例えば、グリシジル(メタ)アクリレートが用いられる。希釈モノマーとは、紫外線硬化樹脂を希釈するためのモノマーである。
【0046】
[光重合開始剤]
光重合開始剤は、紫外線照射装置から発せられる波長領域の光を吸収し、ラジカルを発生することによって紫外線硬化樹脂に重合を開始させる。光重合開始剤の添加量は、実験等によって適宜決定される。光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えばアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、o−アシルオキシム系光重合開始剤などを用いることができる。
【0047】
[光増感剤]
光増感剤は、光酸発生剤の感光性を向上させる目的で被膜材に添加される。光増感剤は、光酸発生剤では吸収できない波長領域の光を吸収することによって、光酸発生剤の感光性を向上させる。そのため、光増感剤の吸収波長域と光酸発生剤の吸収波長域とは異なっており、それらの重なりが少ないほど好ましい。
【0048】
光増感剤の添加量は、被覆層17を構成する被膜材の全体に対して0.1wt%以上10wt%以下であることが好ましく、0.5wt%以上10wt%以下であることがより好ましい。光増感剤の含有量が0.1wt%以上であると、所望の感度が得やすく、また、10wt%以下であると、被覆の透明性を確保しやすい。
【0049】
被覆層17を構成する被膜材に使用できる光増感剤としては、特に限定されないが、例えばアントラセン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体、ベンゾイン誘導体などが挙げられる。より詳しくは、光増感剤として、9,10−ジアルコキシアントラセン、2−アルキルチオキサントン、2,4−ジアルキルチオキサントン、2−アルキルアントラキノン、2,4−ジアルキルアントラキノン、p,p’−アミノベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アルコキシベンゾフェノン、ベンゾインエ−テルなどが挙げられる。
【0050】
光増感剤の具体的な化合物としては、特に限定されないが、例えばアントロン、アントラセン、9,10−ジフェニルアントラセン、9−エトキシアントラセン、ピレン、ペリレン、コロネン、フェナントレン、ベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、2−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイル安息香酸ブチル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン−i−ブチルエーテル、9−フルオレノン、アセトフェノン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、p,p’−テトラエチルアミノベンゾフェノン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フェノチアジン、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビン−T、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−1,9−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、1,2−ナフトキノン、3,3’−カルボニル−ビス(5,7−ジメトキシカルボニルクマリン)、9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセンなどが挙げられる。これらは1種のみで用いられてよく、あるいは2種以上を混合して用いられてよい。
【0051】
この他、被覆層17を構成する被膜材には、着色剤や染料を含有してもよい。着色顔料や染料としては、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ナフトキノン化合物、ジインモニウム化合物、ナフタロシアニン化合物、スクアリウム色素、キノン系化合物、アゾ化合物、キナクリドン、ジオキザン、ベンスイミダゾロン、カーボンブラック、酸化チタンなどを用いることができる。これらの成分は、その1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0052】
次に、端子付き電線10の製造方法について説明する。まず、図3に示すように、端子1と、被覆部15の先端部を剥離して導線13を露出させた被覆導線11を準備する。
【0053】
次に、被覆導線11の導線13を導線圧着部7に配置し、被覆部15を被覆圧着部9に配置する。この際、被覆部15の先端部がバレル間部8に位置する。次に、導線13を導線圧着部7で圧着するとともに、被覆部15を被覆圧着部9で圧着し、被覆導線11と端子1とを圧着により接続する。
【0054】
次に、図4(a)に示すように、少なくとも、バレル間部8から導線圧着部7までの導線13が露出する部位に、前述した被膜材17aを例えばディスペンサ19等で塗布する。その後、図4(b)に示すように、光源21によって紫外線を照射することにより、被膜材17aを硬化させて、被覆層17を形成する。以上により、導線13が露出する部位が、被膜材17aが硬化することで形成される被覆層17で覆われた端子付き電線10を得ることができる。
【0055】
以上説明したように、本実施形態によれば、被覆層17を形成する際に用いられる被膜材17aが、紫外線領域の光を照射することによってラジカルを発生する光重合開始剤と、酸を発生する光酸発生剤と、シランカップリング剤を含む。このため、紫外線照射を行うと、発生したラジカルによって、確実に被膜材17aを硬化させることができると同時に酸を発生させることができる。このため、発生した酸によってシランカップリング剤の加水分解反応及び脱水縮合反応の進行が促進され、紫外線硬化後すぐにアルミニウム電線及び銅製端子と被覆層17との高い密着性が得られ、防食性や防水性に優れた被膜構造を得ることができる。
【0056】
また、光酸発生剤は、紫外線照射を行うことで初めて酸を発生する。このため、紫外線を照射する前の状態では、被膜材17aは酸性ではないため、被膜材17aの粘性が低い。このため、端子付き電線の狭い隙間へも被膜材17aを確実に浸透させて、被膜材17aを端子と電線との隙間へ充填することができる。
【0057】
また、光酸発生剤は、暗所では酸をほとんど発生させないため、保管時に被膜材17aが酸性になることが抑制される。例えば、シランカップリング剤の反応を促進するために、被膜材を予め酸性にするような構成では、保管時にシランカップリング剤の反応が自然と進行するという問題がある。それに対して、本実施形態に係る被膜材17aは暗所で保管すれば光酸発生剤からほとんど酸が発生しないため、保存安定性が良好である。
【0058】
なお、本実施形態においては、被覆対象部材が、被覆導線11と端子1とが接続される端子付き電線10であり、被膜材17aが、被覆対象部材である端子付き電線10に塗布されて硬化する例について説明したが、本発明はこれに限られない。
【0059】
例えば、図5は、複数の被覆導線11が接続された接続部に被覆層17を形成した樹脂被膜構造20を示す図(被覆層17の透視図)である。この場合には、複数の被覆導線11同士を例えば溶接して接続し、導線13の露出部に被膜材17aを塗布した後に、紫外線を照射することで、導線13との界面接着強度が優れた被覆層17を形成することができる。この際、紫外線照射前は被膜材の粘性が低いため、導線13同士の隙間へも、被膜材17aを浸透させることが可能である。
【0060】
このように、防食や保護のために被膜材17aを被覆対象部材に塗布して硬化させ、被覆層17を形成する必要があるような樹脂被膜構造であれば、あらゆる分野に利用可能である。例えば、光ファイバの被覆工程、電子部品や光ピックアップの樹脂塗布工程、プリントレジスト硬化工程、各種部材の貼り合せ時における樹脂塗布工程など、被覆対象部材に樹脂を塗布する工程であれば、いずれの分野でも利用可能である。
【実施例】
【0061】
次に、複数の被膜材を用いて、種々の評価を行ったので以下に説明する。前述したように、評価に供した被膜材は、光重合開始剤を含む紫外線硬化樹脂と、光酸発生剤と、シランカップリング剤からなる。
【0062】
被膜材の紫外線硬化樹脂として、紫外線硬化型のポリエーテル系ウレタンアクリレート系樹脂を使用した。オリゴマー中のポリエーテル部分の分子量、希釈モノマー及び反応性モノマーの種類及び配合量を変えることによって、ヤング率が80MPaになるように調整した。光重合開始剤としては、LucirinTPO(BASF社製)を使用し、被膜材全体に対して2.5wt%となるように調整した。また、シランカップリング剤としては、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−5103)を使用し、被膜材全体に対して1.5wt%となるように調整した。
【0063】
被膜材に添加する光酸発生剤として、以下を使用した。
A:トリアリールスルホニウム−テトラキスペンタフルオロフェニルガレート(サンアプロ社製、CPI−310FG)
B:トリアリールスルホニウム−テトラキスペンタフルオロフェニルボレート(サンアプロ社製、CPI−310B)
C:ジフェニル[4−(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート(サンアプロ社製、CPI−101A)
D:4−イソブチルフェニル(4−メチルフェニル)ヨードニウム・ヘキサフルオロホスフェート(BASF社製、Irgacure250)
各実施例及び比較例において、被覆材料に添加した光酸発生剤の種類及び量は表1のように様々に設定した。なお、比較例1は、シランカップリング剤を添加しなかったものであり、比較例2は、光酸発生剤を添加しなかったものである。
【0064】
【表1】
【0065】
(2.5%伸長時弾性率)
表中の「2.5%伸長時弾性率」は、以下のように評価した。まず、試料とするフィルムを以下の要領で作成した。100×100mmのガラス板上に両面テープを張り、その上にフッ素樹脂シートを張り付けた。そのフッ素樹脂シート上に、各実施例及び比較例に係る被覆材を250μmの厚さでコートした。作製された試料をパージボックスに入れて窒素雰囲気にし、コンベヤ型紫外線照射装置にて積算光量20J/cmになるように照度及び速度を調整して紫外線を照射した。これにより硬化された被覆材料を各実施例及び比較例に係るフィルムとした。コンベヤ型紫外線照射装置の光源としては、365nmUV−LEDランプを使用した。
【0066】
被覆材料の硬化性の判定のために、フィルムの引張弾性率を算出した。各実施例及び比較例に係るフィルムを、6mm幅に切断して短冊状にし、それの2.5%伸長時の弾性率をJIS K7161に準拠して測定した。得られた弾性率を、2.5%伸長時弾性率として表に示した。
【0067】
(界面接着強度)
表中の「界面接着強度」は、以下のように評価した。まず、図6(a)に示すように、25mm幅×100mm長さ、厚さ1mmの試験片23上の長辺上の片端に外径8mm、内径6mm、高さ3mmの銅リング25を静置し、銅リング25内を被膜材17aで満たしたあと、365nmの光源21により、20J/cm(1000mW/cm×20秒)の紫外光を照射し硬化させた。なお、試験片23の材質としては、アルミニウム、銅及び銅錫合金のそれぞれについて行った。
【0068】
界面接着強度の評価試験は、図6(b)に示すように、引張試験機の片側チャック(図示せず)に、添え板(図示せず)と一緒に被膜材を接着させた試験片23をチャックし、もう一辺は、外径9mmの孔29の開いたステンレス製の板材27を取り付け、孔29に銅リング25を引っ掛け、100mm/minの速度で引張り(図中矢印A)、断面積当たりの接着強度を算出した。なお、引張試験に供した試験片23としては、硬化させたままのもの(ヒートショック前)と、ヒートショック後(+120℃〜−40℃×1000サイクル後)のものを用い、それぞれに対して引張試験を行った。なお、界面接着強度は、ヒートショック後の接着強度が2.5MPa以上のものを合格とし、表中にて「〇」で示し、それ以外は不合格とし、表中にて「×」で示した。
【0069】
また、ヒートショック前後のそれぞれの引張試験後に、剥離部の試験片の変色を目視で確認した。いずれの金属材料でも変色が確認されなかった場合は、表中にて「○」で示し、一部でも変色が見られたものを「△」で示した。
【0070】
結果より、光重合開始剤と光酸発生剤を添加した実施例1〜7及び比較例1は、いずれも2.5%伸長時弾性率が約80MPaを維持しており、光酸発生剤の添加は、樹脂の硬化性に影響しないことが確認された。
【0071】
また、実施例1〜7は光酸発生剤が添加されない比較例2と比較して、いずれの金属に対しても、高い界面接着強度を得ることができた。特に、ヒートショック後であっても、高い界面接着強度を維持することができた。
【0072】
また、光酸発生剤CPI−310B(表中A)又はCPI−310FG(表中B)を樹脂に添加した実施例1〜4は、添加量に依らず、金属表面の変色および腐食は見られなかった。CPI−310B(表中A)は低腐食性のボレートアニオン、CPI−310FG(表中B)はガレートアニオンのため、腐食性の高い、フッ化水素を副生しないためである。
【0073】
なお、実施例5〜7は、ヒートショック後も高い界面接着強度を維持していたが、フルオロアンチモネートやフルオロホスフェートはフッ化水素を副生するため、ヒートショック後、金属表面に変色が確認された。このように、光酸発生剤としては、オニウム塩系光酸発生剤であって、アニオンが、ボレートアニオン又はガレートアニオンの少なくとも一方を含むものを使用するのが好ましい。
【0074】
一方、樹脂に光酸発生剤が添加されていない比較例2は、シランカップリング剤の作用によりある程度の接着強度は得られるものの、接着強度が光酸発生剤を添加したものより小さいことが確認された。すなわち、光酸発生剤の添加がないと、界面接着強度が不十分であり、ヒートショック後に負荷が掛かると、界面の剥離など問題が起こる可能性がある。
【0075】
また、シランカップリング剤が添加されていない比較例1では、光酸発生剤が添加されているにもかかわらず高い接着強度は得られないことが確認された。すなわち、上述の実施形態の効果は、シランカップリング剤及び光酸発生剤が共に存在することによって発揮されること確認された。
【0076】
なお、光酸発生剤の添加量が光重合開始剤の量(2.5wt%)と略同じである実施例2、4、6は、光酸発生剤の添加量が光重合開始剤の量よりも少ない実施例1、3、5(1.5wt%)と比較して、界面接着強度が低下する傾向であった。これは光酸発生剤が、同じく紫外線を吸収しラジカル種を発生する光重合開始剤の反応を阻害している可能性が考えられる。このため、光酸発生剤の量は光重合開始剤の量以下であることが望ましく、より望ましくは、光酸発生剤の量は光重合開始剤の量未満である。
【0077】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0078】
1………端子
3………端子本体
4………トランジション部
5………圧着部
7………導線圧着部
8………バレル間部
9………被覆圧着部
10………端子付き電線
11………被覆導線
13………導線
15………被覆部
17………被覆層
17a………被膜材
19………ディスペンサ
20………樹脂被膜構造
21………光源
23………試験片
25………銅リング
27………板材
29………孔
図1
図2
図3
図4
図5
図6