JPH0687380B2 - 絶縁電線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベンゾトリアゾール防錆溶液を用いて、銅撚
線表面の変色が長期にわたって防止される絶縁電線およ
び電力ケーブルの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、銅線および銅撚線の保管中、又は絶縁電線の製造
工程中および電線保管中において、銅線表面や撚線導体
表面が変色することがあり、その対策として種々の製造
工程で銅線、銅撚線などに銅用防錆溶液が塗布されてい
る。

一方、屋外用配電線として塩化ビニル絶縁電線（OW）、
ポリエチレン絶縁電線（OE）、架橋ポリエチレン絶縁電
線（OC）などが多用されているが、架線後、数年にして
銅線表面に黒色酸化銅皮膜が生成し、稀に硬銅撚線がナ
イフカット状に異常断線する、いわゆる、応力腐食割れ
を起すことがあり、電力保安上、重要な問題となってい
る。

この応力腐食割れは、端末から電線内部に侵入した雨水
が電線の空隙に溜水し、濃縮されて腐食性溜水となって
銅線表面に厚い黒色酸化銅皮膜を形成し、その皮膜のク
ラック部に露出する下地銅を選択的に溶解するという腐
食要因と、硬銅撚線の加工時に生ずる曲げ応力および電
線のドラム巻き時に生ずる曲げ応力に抗して架線時に生
じる応力などの応力要因との相互作用で起るものとされ
ている。

このような長期の腐食環境で発生する応力腐食割れに対
して、ベンゾトリアゾールをアルコールなどの揮発性溶
剤単独なものに溶解した溶液を硬銅撚線に塗布しても十
分な耐食性皮膜が形成されないため、長期の耐食効果が
期待できず、応力腐食割れを起す問題がある。

そのため解決手段として、銅用防錆成分を添加した絶
縁層を用いる方法、硬銅撚線内に水密コンパウンドを
充填する方法、ベンゾトリアゾール誘導体を流動パラ
フィン、ポリブテン、シリコーン油などに溶解したもの
を硬銅撚線上に塗布する方法などが提案されている。

しかしながら、については、絶縁層からの防錆剤の溶
出に難があり、長期間銅の変色を防止させることが困難
で、絶縁層の絶縁抵抗が低下する好ましくない問題があ
る。については、製造コストが高く、水密コンパウン
ドの除去作業が煩わしく、除去が十分でないときは接続
部の通電特性が低下する問題がある。については、そ
の使用によって絶縁体と硬銅撚線との密着性が低下し、
引抜き強度が不足するという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、硬銅撚
線に防錆溶液を塗布することにより、銅線や硬銅撚線の
表面上に強固な耐食性皮膜を形成し、硬銅撚線内部に腐
食性雨水が侵入しても、長期にわたって銅色を維持し、
且つ絶縁体と硬銅撚線との密着性が良好な絶縁電線およ
び電力ケーブルの製造方法を提供することを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討し
た結果、導体引抜に適合するには絶縁体と接する銅素線
に塗布する防錆溶液中のリン酸系可塑剤量が40重量％の
臨界点にあることを見出して、本発明を完成させたもの
である。上記の目的を達成するために本発明の絶縁電線
の製造方法は、硬銅撚線における中心線又は／および下
撚線の表面にベンゾトリアゾール又は／およびベンゾト
リアゾール誘導体0.1〜10重量％、リン酸系可塑剤２〜7
0重量％、残部が溶剤から成る防錆溶液を塗布し、次い
で上撚線の表面に前記防錆溶液よりもリン酸系可塑剤の
添加量を相対的に少なくして防錆溶液を塗布した後、絶
縁体を被覆する前に、前記上撚線の表面に前記防錆溶液
よりもリン酸系可塑剤の添加量を０〜20重量％と更に減
少せしめた防錆溶液を塗布するものである。

以下、本発明の構成について更に詳細に説明する。

本発明に使用する防錆溶液において、ベンゾトリアゾー
ルの添加量を0.1〜10重量％とするのは、10重量％以上
添加しても耐食性皮膜がより以上形成されないために、
防錆効果が飽和に達し、過剰量は析出するので好ましく
ない。逆に、0.1重量％以下の添加量では、十分な耐食
性皮膜が形成されないため、防錆効果が得られない。ベ
ンゾトリアゾールの好ましい添加量は１〜５重量％であ
る。リン酸系可塑剤の使用量を２〜70重量％とするの
は、70重量％以上では塗布後、撚線導体上に粘つきが残
ると共に導体引抜き試験が好ましくない。逆に、２重量
％未満以下では、形成する耐食性皮膜に対する保護作用
に欠けるため、十分な防錆効果が得られにくい。

次に本発明の構成で、前述したように、硬銅撚線におけ
る中心線又は／および下撚線の表面に前記防錆溶液を塗
布し、次いで上撚線の表面に前記防錆溶液よりリン酸系
可塑剤の配合量を相対的に少なくした防錆溶液を塗布し
た後、最終的に絶縁体を被覆する前に、前記上撚線の表
面に前記防錆溶液よりもリン酸系可塑剤の添加量を０〜
20重量％と更に減少せしめた防錆溶液を塗布するのは、
具体的に説明すると、19本の硬銅同心撚線の製造過程に
おいて、中心素線と６本の下撚り素線はリン酸系可塑剤
量の多い防錆溶液を、12本の上撚りには前者より少ない
リン酸系可塑剤を添加した防錆溶液をそれぞれ塗布し、
塗布後の硬銅撚線上に絶縁体を被覆するに際し、リン酸
系可塑剤の添加量を０〜20重量％とした防錆溶液を適宜
選択して塗布し速乾させて、絶縁体と接する12本上撚り
素線上に残留するリン酸系可塑剤の保護皮膜厚を少なく
して絶縁体を被覆すると、絶縁体と硬銅撚線との密着性
が向上でき、すぐれた耐食性と架渉に適した絶縁電線と
することができるためである。

この場合、本発明で示すリン酸系可塑剤の添加量を特定
上限量から中間量の防錆溶液を用いて、中心素線と下撚
り素線および上撚り素線にそれぞれ塗布したものは、絶
縁体と接する上撚り12本素線の表面にはリン酸系可塑剤
の保護皮膜が厚く残留するため、絶縁体を施すと絶縁体
と硬銅撚線との密着性が低下して好ましくない。そこ
で、リン酸系可塑剤を添加しない防錆溶液を塗布して、
上撚り12本の素線上に残留するリン酸系可塑剤の保護皮
膜の厚さを薄い状態に改質し、更に耐食性を付与して絶
縁体と硬銅撚線との密着性を向上させるようにする。

次に、７本の硬銅同心撚線の場合、中心素線と６本の上
撚り素線で構成されているため、撚導体の中心から絶縁
体と接する方向に向かってリン酸系可塑剤の添加量を順
次少なくして前記のように、絶縁体を被覆する前に、上
撚線（上撚り素線）表面に塗布される防錆溶液のリン酸
系可塑剤の添加量が０重量％でも良しとするのは、先に
も詳述したところであるが、所謂上撚線の表面には第一
の工程で塗布された防錆溶液（リン酸系可塑剤の添加量
が２〜70重量％）中に含まれているある程度の濃度のリ
ン酸系可塑剤が存在しているため、第二の工程で、つま
り絶縁体を被覆する前に、仮にリン酸系可塑剤を全く含
まない防錆溶液を上撚線の表面に塗布しても、前記の通
り、第一の工程で塗布した防錆溶液中に含まれたリン酸
系可塑剤が（完全に拭い去られないで微量とは言え）残
存しており、これがベンゾトリアゾール又は／およびベ
ンゾトリアゾール誘導体と相乗的に働き合って十分な防
錆効果を惹起させ、併せて絶縁体と硬銅撚線との密着性
を向上させるからである。従って、リン酸系可塑剤の添
加量を殊に特定上限から中間量の防錆溶液を用いた場合
などには、絶縁体を被覆する前に絶縁体と接する硬銅素
線、つまり上撚線、に塗布する防錆溶液中の可塑剤量が
たとえ０重量％であっても、所期通りの、好ましい防錆
効果と良好な密着性とが得られる。

本発明で使用するリン酸系可塑剤は、トリメチル・ホス
フェート、トリブチル・ホスフェート、トリ−（２−エ
チルヘキシル）ホスフェート、２−エチルヘキシル・ジ
フェニル・ホスフェート、トリブトキシエチル・ホスフ
ェート、トリフェニル・ホスフェート、クレジル・ジフ
ェニル・ホスフェート、イソデシル・ジフェニル・ホス
フェート、トリクレジル・ホスフェート、トリトリル・
ホスフェート、トリキシレニル・ホスフェート、アルキ
ル・アリル・ホスフェート、などで、これらの群の１種
以上が使用できる。

使用する溶剤はベンゾトリアゾール又は／およびベンゾ
トリアゾール誘導体とリン酸系可塑剤との溶解混合を容
易にし、且つリン酸系可塑剤のもつ粘つきを調整するた
めに用いられるが、かかる溶剤としては、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなど
のアルコール系溶剤とトリクロルエタンが好ましいが、
特に限定されるものではない。

なお、本発明ではベンゾトリアゾールのほか、ベンゾト
リアゾールモノエタノールアミン塩、ベンゾトリアゾー
ルジエチルアミン塩、ベンゾトリアゾールシクロヘキシ
ルアミン塩、ベンゾトリアゾールモルホリン塩、ベンゾ
トリアゾールジイソプロピルアミン塩、メチルベンゾト
リアゾールシクロヘキシルアミン塩などのベンゾトリア
ゾール誘導体も使用することができる。

〔作用〕

屋外用絶縁電線が応力腐食割れによって断線するのは、
該絶縁電線が架線された後、引留部、端末部又は接続部
などの僅かなすき間から電線内部の硬銅撚線の撚り空隙
部に腐食性雨水が侵入し、長期に亘って溜満する腐食要
因が第一義である。従って、屋外用絶縁電線として具備
すべき要件はすぐれた耐食性と、架線時に対応するきび
しい導体引抜試験、すなわち絶縁体と接する銅素線との
良好な密着性を有することである。

本発明で使用する防錆溶液、すなわちベンゾトリアゾー
ル又は／およびベンゾトリアゾール誘導体0.1〜10重量
％、リン酸系可塑剤２〜70重量％、残部が溶剤のアルコ
ールなどからなる防錆溶液を硬銅撚線における中心線又
は／および下撚線表面上に塗布すると、アルコールの存
在の下、銅表面に防錆成分とのキレート結合による防錆
皮膜が良好に形成され、アルコールが揮発すれば、含有
するリン酸系可塑剤が前記防錆皮膜上に保護皮膜として
形成し、二重の防錆効果が高められ、耐食性が向上す
る。

また、硬銅撚線における中心線又は／および下撚線の表
面に前記防錆溶液を塗布し、次いで上撚線の表面に前記
防錆溶液よりもリン酸系可塑剤の配合量を相対的に少な
くした防錆溶液を塗布した後、最終的に絶縁体を被覆す
る前に、前記上撚線の表面に前記防錆溶液よりもリン酸
系可塑剤の添加量を０〜20重量％と更に減少せしめた防
錆溶液を塗布し速乾して、該上撚線上に残留させるリン
酸系可塑剤皮膜の粘つき調整と均一化を行い、且つ、該
上撚線上の防錆皮膜の補完を同時に施すようにするの
で、きびしい耐食性と導体引抜試験に適合し、応力腐食
断線を防止できるものとなる。

つまり、防錆溶液中にリン酸系可塑剤添加量が多ければ
（ただし、70重量％を越えることは好ましくないが）、
防錆効果，耐食性は所期通りに好ましい状態で達成され
る反面、塗布後、絶縁体と接する上撚線上に残留するリ
ン酸系可塑剤の皮膜が必然的に厚くなるから、絶縁電線
としたとき、絶縁体と上撚線との密着性が低下し、架線
時に絶縁体が引抜かれ、好ましくない問題が生じる。

この点、本発明では、前記の通り、絶縁体を被覆する前
に、前記上撚線の表面に前記硬銅撚線における中心線又
は／および下撚線に最初に塗布される防錆溶液よりもリ
ン酸系可塑剤の配合量を相対的に少なくした防錆溶液を
塗布した後、最終的に絶縁体を被覆する前に、前記上撚
線の表面に前記防錆溶液よりもリン酸系可塑剤の添加量
を０〜20重量％と更に減少せしめた防錆溶液を塗布す
る、という手段を講じることによって、換言すれば、防
錆効果を高める一度目の塗布はリン酸系可塑剤の濃度の
高い防錆溶液を用い、そのために絶縁体とこれに接する
上撚線との間に生じる滑りの問題は、二度目の防錆処理
において塗布される防錆溶液中のリン酸系可塑剤を可及
的に薄くして再度この絶縁体と接する上撚線上に塗布す
ることによって、この絶縁体と接する上撚線上に残留す
るリン酸系可塑剤の保護皮膜の厚さを薄い状態に改質
し、さらに耐食性を付与して絶縁体と上撚線との密着性
を向上させるものであるから、防錆効果の改善向上が絶
縁体と接する上撚線との密着性を損なうという相容れな
い要求を見事に解決し、所期の目的をうまく達成できる
に至った。

〔実施例〕

以下、本発明にかかる実施例と比較例を対比して説明す
る。

外径2.0mmφの硬銅素線19本を同心撚りに撚り合せ、そ
の外周をポリエチレン絶縁体で被覆するに際し、予め中
心素線と６本の下撚り、12本の上撚り銅素線および絶縁
被覆する前に絶縁体と接する銅素線の表面に第１表に示
すそれぞれの配合の防錆溶液を塗布する。例えば、中心
素線と６本の下撚り素線および12本の上撚り素線の塗布
は、防錆溶液をマイクロポンプで定量送量し、エアーワ
イパーを設けた防錆槽を通過させて行ない、絶縁体と接
する銅素線表面の塗布は、撚線に重錘付フェルトを巻付
け、その上端に防錆溶液をマイクロポンプで定量送流
し、熱風乾燥機中を通過、速乾させて行なう。引続きそ
の外周にポリエチレン絶縁体を押出被覆して60mm²屋外
用ポリエチレン絶縁電線を製造した。得られた各絶縁電
線について、以下に説明する耐食性試験（注１、注２、
注３）および誘導引抜き試験（注４）を行なった。その
結果を第１表の下段に合わせて示す。

（注１）絶縁電線から10cm長の試料を金ノコで切断し、
絶縁体を剥いだ導体素線を濃度100ppmの硫化ナトリウム
水溶液に室温で30秒間浸漬した後取り出して、導体素線
表面の変色状態を目視し、耐食性良否の判定をした。

（注２）絶縁電線から10cm長の試料を金ノコで切断し、
絶縁体を剥離して硬銅撚線を取り出し、導体素線の表面
に付着する防錆溶液を溶剤で洗い落した後、濃度100ppm
の硫化ナトリウム水溶液に室温で30秒間浸漬した後取り
出して、導体素線表面の変色状態を目視し、耐食性良否
の判定をした。

（注１），（注２）の判定基準は、○印を変色のないも
の、△印を僅かに変色のあるもの、×印を明瞭に変色の
あるものとして評価した。

（注３）絶縁電線から30cm長の試料を金ノコで切断し、
これを濃度100ppmのアンモニヤ水溶液に1/2浸漬し、60
℃で８時間、室温で16時間のヒートサイクルを１週間続
けては新しいアンモニヤ水溶液と取り替える腐食環境
に、８週間浸漬させた後、試料を取り出して絶縁体を剥
離し、導体上に生成する酸化銅の平均皮膜厚を求め、そ
の値から耐食性の良否の判断をした。

判定基準は、○印を皮膜厚0.2μｍ未満のもの、△印を
皮膜厚0.2〜0.3μｍの範囲にあるもの、×印を皮膜厚0.
3μｍを超えるものとして評価した。

（注４）絶縁電線から3m長の試料を金ノコで切断し、片
端0.3m端の絶縁体を10cm剥離し、他端を固定し、片端の
絶縁体に荷重1ton（引抜き荷重）を加えたときの、絶縁
体の引抜き具合を観察し、導体と絶縁体との密着性良否
の判断をした。

判定基準は、○印を引抜きにくいもの、△印を僅かなが
ら引抜けるもの、×印を大きく引抜けるものとして評価
した。

結果からわかるように、実施例１〜７は絶縁被覆する前
に絶縁体と接する上撚り銅素線上にリン酸系可塑剤量を
０〜20重量％とする防錆溶液を塗布し、銅素線表面に残
留する防錆溶液中のリン酸系可塑剤量が40重量％の臨界
点以下に調整するので、いずれの試験においても良好な
結果を示すが、比較例１は絶縁体と接する上撚りの銅素
線上に防錆溶液を絶縁前に塗布していないため、耐食性
を有するものの導体と絶縁体との密着性が低下し、導体
引抜試験が好ましくない。比較例２はベンゾトリアゾー
ルの添加量が少ないため、銅表面に十分な耐食性皮膜が
形成されず、好ましくない。比較例３は中心線、下撚り
および上撚り銅素線上に塗布する防錆溶液中のリン酸系
可塑剤添加量が不足するため、耐食性試験が好ましくな
い。比較例４は塗布する防錆溶液中のリン酸系可塑剤量
が臨界量を超えるため、導体引抜試験に適合しない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る製造方法によれば、
絶縁体と接する上撚り銅素線との密着性がよく、且つ撚
線導体上にすぐれた耐食性皮膜と保護皮膜とをもつ絶縁
電線が得られるので、従来、絶縁電線又は電力ケーブル
の製造工程中および電線保管中に撚線導体が変色する問
題も十分防止することができると共に、屋外用絶縁電線
として架線した後、その端末部などから腐食性雨水の侵
入があっても、応力腐食割れを起す憂もないので、その
効果が大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹谷 千加士 大阪府東大阪市岩田町２丁目３番１号 タ ツタ電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−57416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−200604（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬銅撚線における中心線又は／および下撚
   線の表面にベンゾトリアゾール又は／およびベンゾトリ
   アゾール誘導体0.1〜10重量％、リン酸系可塑剤２〜70
   重量％、残部が溶剤から成る防錆溶液を塗布し、次いで
   上撚線の表面に前記防錆溶液よりもリン酸系可塑剤の添
   加量を相対的に少なくして防錆溶液を塗布した後、絶縁
   体を被覆する前に、前記上撚線の表面に前記防錆溶液よ
   りもリン酸系可塑剤の添加量を０〜20重量％と更に減少
   せしめた防錆溶液を塗布することを特徴とする絶縁電線
   の製造方法。