JPH09320357A - 耐腐食性電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンモニアに対する耐腐食性に優れ、しかも
製造が容易な耐腐食性電線を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 高導電率の金属材料を芯材とし、その外
周にアンモニアに対して耐腐食性を示す金属材料を被覆
して金属被覆層とし、得られた複合金属線の外周に密着
して、ＳＰ値（溶解度パラメータ）８以下の熱可塑性樹
脂からなる耐アンモニア性熱可塑性樹脂の押出被覆層を
形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐腐食性、特に耐ア
ンモニア性に優れた耐腐食性電線に関する。

【０００２】

【従来の技術】電線に用いられる電気導体は、その使用
環境によっては、雰囲気の腐食性ガスによって比較的短
期間の間に腐食し、断線して停電事故を引起こしたり、
電気機器の使用を不能にすることがあり、また時にはそ
れが原因となって大きな事故を誘発する恐れがある。そ
こで腐食性ガス雰囲気で使用される電線には、耐腐食性
に優れた電気導体が用いられる。この腐食性ガス雰囲気
としては、亜硫酸ガスやオゾンを含む大気、あるいはア
ンモニアガス雰囲気などがある。また、アンモニア冷媒
のもとで使用される電気機器用の電線としては特に耐ア
ンモニア性が必要とされる。アンモニアは乾ガスの状態
でも多くの金属材料に対して腐食性を示すが、これに水
分の加わった湿ガスの状態では、より激しい腐食性を示
し、金属材料、特に銅および銅合金を急激に劣化させ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】耐腐食性、特に耐アン
モニア性の電気導体としては、優れた耐腐食性と高い導
電性および経済性を兼ね備えた金属素材があれば最適で
あるが、現実にはそのような素材の入手は困難であると
ころから、一般には複合金属素材の使用が検討されてい
る。例えば、芯材として銅を使用し、その外周にアルミ
ニウムや鉄、あるいはニッケルなどの耐アンモニア性金
属を蒸着やダイス引抜きなどによって被覆する技術が知
られている（例えば、特開平５−２５２６８０号公
報）。このような複合金属素材は、外面に絶縁被覆を施
して使用されるが、従来からコイル巻線に使用されてき
た絶縁材料は耐アンモニア性に乏しく、アンモニアに接
触すると膨潤して絶縁耐力が低下するため、長期間に亘
って使用することができないという難点がある。

【０００４】上記複合金属素材は、必要な導電率を維持
するためには、金属被覆層の厚さをあまり大きくとるこ
とは許されない。しかしながら、金属被覆層の厚さを薄
くすると、クラックやピンホールなどを生じ、耐腐食性
が著しく低下してしまう恐れがあり、製造上の自由度が
少ない。また、芯材と金属被覆層の線膨脹係数に大きな
違いがあると、応力腐食によって、劣化が急速に進展
し、断線に至る恐れがある。本発明は、このような点に
着目してなされたもので、アンモニアに対する耐腐食性
に優れ、しかも製造が容易な耐腐食性電線を提供するこ
とを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の耐腐食性電線
は、高導電率の金属材料を芯材とし、その外周にアンモ
ニアに対して耐腐食性を示す金属材料を被覆して金属被
覆層とし、得られた複合金属線の外周に密着して、ＳＰ
値（溶解度パラメータ）８以下の熱可塑性樹脂からなる
耐アンモニア性熱可塑性樹脂の押出被覆層を形成したこ
とを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、金属被覆層の厚
さは３μｍ以上とすることが望ましい。これは、これ未
満の厚さでは傷などにより孔が生成するため、クラック
やピンホール等の発生が急増し、所期の耐アンモニア性
が得られないからである。また、複合金属線の導電率は
５５％以上とすることが望ましい。これは、導体径が細
い場合でも、所期の電気伝導度を確保するためである。
押出被覆層の形成は、耐アンモニア性の熱可塑性樹脂を
押出機内に導入して加熱混練し、半溶融状態にしてダイ
ス・ニップルの間から複合金属線の上に押出し被覆する
ことによって形成される。この場合、引落し形の押出機
を使用すれば、複合金属線と押出被覆層を密着させるこ
とができる。

【０００７】本発明においては、耐アンモニア性熱可塑
性樹脂として、ＳＰ値が８以下の熱可塑性樹脂として、
例えばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン、あるい
は四フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フ
ッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂、もしくはこれらのフ
ッ素樹脂を含む共重合体を使用することが望ましい。共
重合体としては、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレ
ン／テトラフルオロエチレン共重合体）などが使用され
る。なお、ＳＰ値とは、液体のモル蒸発エネルギーをモ
ル体積で割った値の平方根を意味し、プラスチック（高
分子材料）の場合には、そのプラスチックを、所定のＳ
Ｐ値を示す溶剤に溶解させる場合の溶解しやすさを、熱
力学的な方法で数値として示したものであり、この値が
８以下の熱可塑性樹脂被覆層はアンモニアガスに接触し
ても膨潤せず、絶縁耐力を保持するので、長期間に亘っ
て使用することができる。

【０００８】本発明において、芯材としては、銅、銅合
金、アルミ、アルミ合金、銀および銀合金などを使用す
ることができ、また金属被覆層としては、ＳＵＳ（ステ
ンレス・スチール）、純鉄、錫、錫合金、鉛および鉛合
金のいずれかを使用することができる。純鉄を使用する
場合、純度９９．９％以上のものが好ましい。

【０００９】なお、芯材が銅からなる場合、金属被覆層
として線膨脹係数１７．１〜１７．４×１０^-6／ＫのＮ
ｉ含有ＳＵＳ、例えばＳＵＳ３０４を使用すると、両者
の線膨脹係数が近く、熱伸縮に伴う応力が緩和されるの
で、応力腐食の危険を低減させることができる。これら
のＳＵＳを用いる場合、クラッド法を採用すれば、ピン
ホール等は発生しないので好都合である。また、本発明
においては、金属被覆層として融点３５０℃以下の低融
点金属、例えば錫、錫合金、鉛または鉛合金の電気メッ
キ層を使用することができる。その場合には、耐アンモ
ニア性熱可塑性樹脂の押出し被覆時の熱（１５０〜３５
０℃）でメッキ層が焼鈍され、たとえピンホールがあっ
ても消失する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。表１は、
芯材として銅を使用し、金属被覆層としてＳＵＳ（ＳＵ
Ｓ３０４）、純鉄（純度９９．９％以上）、錫、または
鉛を使用し、絶縁層（耐アンモニア性熱可塑性樹脂被覆
層）としてＰＥまたはＥＴＦＥを押出し被覆した本発明
の実施例を示す。なお、試験方法と評価項目は次の通り
である。 試験方法…気圧５〜７ｋｇｆ／ｃｍのアンモニアガス雰
囲気に各電線を１４日間静置した。 外観………アンモニアガス試験前後で導体、絶縁体それ
ぞれに変色、収縮、割れ等の変化がないかどうかを観察
して評価した。 絶縁性……アンモニアガス試験後、絶縁性能を保ってい
るかどうか、絶縁耐圧を測定して評価した。絶縁耐圧が
１０ｋＶ／ｃｍ以上のものを合格とした。

【表１】

【００１１】表２は、上記実施例と同一条件で行った比
較例を示す。

【表２】

【００１２】表１と表２を対比すれば明らかなように、
本発明の実施例である例１ないし例５はいずれも外観お
よび試験後絶縁性が良好であったが、金属被覆層のない
もの（比較例１）と、金属被覆層としてニッケルを使用
したもの（比較例２）は芯材の外観が不良であり、また
絶縁層としてＰＩ（ポリイミド樹脂）を使用したもの
（比較例３）は外観（芯材と絶縁層）および試験後絶縁
性が共に不良であった。表３は、芯材として銅を使用
し、金属被覆層を錫、鉛、またははんだの電気メッキ層
で形成し、絶縁層としてＰＥまたはＥＴＦＥを１５０〜
３５０℃で押出し被覆した本発明の実施例（例６〜例
９）と、比較例として金属被覆層にニッケルを使用した
もの（比較例４）、および絶縁層にＰＩ（ポリイミド樹
脂）を使用したもの（比較例５）を示す。なお、試験方
法と評価項目は表１の場合と同じである。

【表３】

【００１３】表３中の各例と比較例とを対比すれば明ら
かなように、本発明の実施例ではいずれも外観および試
験後絶縁性が良好であったが、金属被覆層としてニッケ
ルを使用したもの（比較例４）は芯材の外観が不良であ
り、また絶縁層としてＰＩを使用したもの（比較例５）
は絶縁層の外観および試験後絶縁性が共に不良であっ
た。表４は、芯材として銅を使用し、金属被覆層を錫の
電気メッキ層で形成し、絶縁層としてＰＥまたはＥＴＦ
Ｅを１５０〜２００℃で押出し被覆した本発明の実施例
（例１０〜例１２）と、比較例として絶縁層の押出し温
度を１００℃または２００℃とした例（比較例６，７）
を示す。なお、試験方法と評価項目は表１の場合と同じ
である。

【００１４】

【表４】

【００１５】表４中の各例と比較例とを対比すれば明ら
かなように、本発明の実施例ではいずれも外観および試
験後絶縁性が良好であったが、絶縁層としてＰＥを１０
０℃で押出し被覆したもの（比較例６）と、４００℃で
押出し被覆したもの（比較例７）はいずれも芯材の外観
が不良であった。上述した実施例と比較例から明らかな
ように、本発明においては、金属被覆層として、ＳＵ
Ｓ、純鉄、アルミ、錫、錫合金、鉛および鉛合金のよう
に、アンモニアに対して高い耐腐食性を示す金属材料
を、好ましくは厚さ３μｍ以上に被覆しており、またそ
の外周に耐アンモニア性に優れ、ＳＰ値が８以下の熱可
塑性樹脂を、金属被覆層に密着するようにして押出し被
覆しているので、高い耐アンモニア性を持つ耐腐食性電
線を得ることができる。

【００１６】本発明においては、芯材を銅で構成する場
合、金属被覆層として線膨脹係数１７．１〜１７．４×
１０^-6／ＫのＮｉ含有ＳＵＳを使用すると、両者の線膨
脹係数が近く（銅の線膨脹係数は１７．３×１０^-6／
Ｋ）、熱伸縮に伴う応力が緩和されるので、応力腐食の
危険を低減させることができる。また、金属被覆層とし
て融点３５０℃以下の低融点金属、例えば錫、錫合金、
鉛または鉛合金の電気メッキ層を使用する場合、耐アン
モニア性熱可塑性樹脂を１５０〜３５０℃で押出し被覆
することにより、メッキ層が焼鈍されるので、たとえピ
ンホールがあっても消失する。特に本発明において、Ｓ
Ｐ値が８以下の耐アンモニア性熱可塑性樹脂として、例
えばポリエチレンやポリプロピレン、あるいは四フッ化
エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化エチレ
ン樹脂などのフッ素樹脂、またはこれらのフッ素樹脂を
含む共重合体を使用する場合には、これらの熱可塑性樹
脂被覆層はアンモニアガスに接触しても膨潤しないの
で、長期間に亘って所期の絶縁耐圧を保持することがで
きる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、アンモニアに対する耐
腐食性に優れ、しかも製造が容易な耐腐食性電線を得る
ことができる。

フロントページの続き (72)発明者 田中 顯 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 小野田 中 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 武内 健三 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 橋本 洋 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高導電率の金属材料を芯材とし、その外
   周にアンモニアに対して耐腐食性を示す金属材料を被覆
   して金属被覆層とし、得られた複合金属線の外周に密着
   して、ＳＰ値（溶解度パラメータ）８以下の熱可塑性樹
   脂からなる耐アンモニア性熱可塑性樹脂の押出被覆層を
   形成したことを特徴とする耐腐食性電線。
2. 【請求項２】 芯材が銅、銅合金、アルミ、アルミ合
   金、銀および銀合金の内のいずれか一種からなり、金属
   被覆層がＳＵＳ、純鉄、錫、錫合金、鉛および鉛合金の
   内のいずれか一種からなることを特徴とする請求項１に
   記載の耐腐食性電線。
3. 【請求項３】 芯材が銅からなり、金属被覆層が線膨脹
   係数１７．１〜１７．４×１０^-6／ＫのＮｉ含有ＳＵＳ
   からなることを特徴とする請求項１または２に記載の耐
   腐食性電線。
4. 【請求項４】 金属被覆層が、融点３５０℃以下の低融
   点金属の電気メッキ層からなることを特徴とする請求項
   １または２に記載の耐腐食性電線。
5. 【請求項５】 ＳＰ値８以下の熱可塑性樹脂がポリエチ
   レン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、またはフッ素樹脂
   を含む共重合体からなることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれか一項に記載の耐腐食性電線。