JP2014049433A - Production and production method of fire proof layer of heat proof/fire proof insulation electric wire or cable - Google Patents

Production and production method of fire proof layer of heat proof/fire proof insulation electric wire or cable Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fire proof layer as follow: if a fire proof layer formed on a surface of a conductor satisfies the following five requirements, the future hardest standard of a fire proof layer is not only satisfied, but also a present fire proof layer is substituted by a fire proof layer having further safety and further cheap price: first, a fire proof layer has a heat proof property of at least 1,420°C that is the melting point of a hard steel wire, second, being an insulation body even at 1,420°C, third, a fire proof layer can be formed on a surface of a conductor by the same means not depending on a thickness or a material of a conductor, fourth, a fire proof layer can be formed by very simple continuous processing, and fifth, a fire proof layer can be formed by a cheaply priced industrial material.SOLUTION: An organic iron compound that forms iron oxide (II) by heat decomposition is made to be adsorbed to a conductor, the adsorbed organic iron compound is heat-treated in an atmosphere to make a maghemite fine particle precipitate on a surface of a conductor, a coat comprising maghemite is formed on a surface of a conductor by magnetism adsorption of the maghemite fine particles as a fire proof layer, thereby a fire proof layer in which five requirements are satisfied can be realized.

Description

本発明は、耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの導体の表面に形成される耐火層の製造と製造方法とに関する。  The present invention relates to the manufacture and manufacturing method of a refractory layer formed on the surface of a conductor of a heat- and fire-resistant insulated electric wire or cable.

ビル火災で、多くの尊い人命が奪われる痛ましい事故の経験から、消防設備の整備、特に火災時の非常用電源の確保が重要視され、昭和45年に弱電回路用の耐熱電線の基準、昭和46年に強電回路用の耐火電線の基準が消防庁で設定された。その後、幾度かの基準の改正を経て現在に至っている。これらの耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルは、一般の電線ないしはケーブルと比べ特殊な耐火層を設けているため、火災時でも耐火層における絶縁性能が保たれ、一定時間の通電を可能とし、消防法および建築基準法で定める各種非常用設備(非常用エレベーター、屋内消火栓設備、排煙設備など)の配線に使用されている。
こうした耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルには次の6種類があり、それぞれが社団法人日本電線工業会JCSによって決められた規格に準じた耐火・耐熱性能を有する。第一の種類に低圧耐火ケーブルがあり、JCS4506の規格に準じ、定格が600V75℃である。第二の種類に高圧耐火ケーブルがあり、JCS4507の規格に準じ、定格が6600V90℃である。第三の種類に小勢力回路用耐熱電線があり、JCS3501の規格に準じ、定格が60Vである。第四の種類に耐熱光ファイバーケーブルがあり、昭和61年12月12日自治省消防庁予第178号消防庁予防救急課長通達に適合する耐熱性能をもった光ファイバーケーブルであり、防災設備の制御、操作に使用されている。この耐熱光ファイバーはJCS4396の規格に準じ、定格が60V75℃である。第五の種類に耐熱型漏洩同軸ケーブルおよび耐熱同軸ケーブルがあり、平成9年3月17日消防庁予防課長通知消防予第45号「無線通信補助設備に用いる漏えい同軸ケーブルなどの自主管理について」に規定された耐熱性能をもった漏洩同軸ケーブルおよび耐熱同軸ケーブルであり、JCS4504の規格に準じ、電波が届きにくい地下街・地下鉄・ビルの地下・地下駐車場などに敷設され、消防隊の消火緊急活動や警察の保安活動のための無線連絡用として使用されている。第六の種類に、高難燃ノンハロゲン耐火・耐熱電線ないしはケーブルがあり、この耐火・耐熱電線ないしはケーブルには低圧耐火ケーブル、高圧耐火ケーブルおよび耐熱電線の3種類があり、難燃性を向上させ、さらに火災時にも煙やガスの発生を少なくした耐火・耐熱電線ないしはケーブルであり、平成9年12月18日の消防庁告示第10号、第11号で新たに規定された。一般の耐火・耐熱電線ないしはケーブルは電線単体ないしはケーブル単体を供試体とした燃焼試験(JCS3005:傾斜試験)に合格するものであり、CVケーブルなど一般電線ないしはケーブルの難燃性と同等である。これに対し、高難燃ノンハロゲン耐火・耐熱電線ないしはケーブルは、電線群ないしはケーブル群を対象にしたもので、垂直トレイ燃焼試験(IEEE Std.383準)に適合する電線ないしはケーブルである。通常の電線ないしはケーブルの難燃性を向上させるためには、ハロゲン系の難燃材などを添加した材料を採用していたが、高難燃ノンハロゲンの耐火・耐熱電線ないしはケーブルは、ハロゲン元素を含まない材料を使用し、有毒ガス、腐食性ガスおよび煙などの発生を大幅に低減している。
また、JCSによれば、耐火電線ないしは耐火ケーブルとは、消防庁の規定(自治省消防庁告示第10号、平成9年12月18日に基づく技術基準)に基づき認定された電線ないしはケーブルで、30分間で840℃に達する火災温度曲線で加熱されても耐える絶縁性能を持ち、非常電源の回路等に使用が認められている。さらに、耐熱電線ないしは耐熱ケーブルとは、前記の消防庁の規定に基づき認定された電線ないしはケーブルで、15分間で380℃に達する火災温度曲線で加熱されても耐える絶縁性能を持ち、火災発生時の非常放送用スピーカ、非常ベル起動装置等の弱電回路の配線に使用を認められている。
Due to the painful accidents that killed many precious human lives in a building fire, it was important to maintain fire-fighting equipment, especially to secure an emergency power source in the event of a fire. In 1946, standards for fireproof wires for high-power circuits were set by the Fire and Disaster Management Agency. Since then, the standards have been revised several times. These heat- and fire-resistant insulated wires or cables have a special fire-resistant layer compared to ordinary wires or cables, so that the insulation performance in the fire-resistant layer is maintained even in the event of a fire, enabling energization for a certain period of time. It is used for the wiring of various emergency facilities (emergency elevators, indoor fire hydrant facilities, smoke exhaust facilities, etc.) defined by the Building Standard Law.
There are the following six types of such heat-resistant / fire-resistant insulated wires or cables, and each has fire-resistant / heat-resistant performance in accordance with the standards determined by the Japan Electric Wire Industry Association JCS. The first type is a low-pressure fireproof cable, and the rating is 600V75 ° C. according to the standard of JCS4506. The second type is a high-pressure fireproof cable, and the rating is 6600V90 ° C. according to the standard of JCS4507. A third type is a heat-resistant electric wire for a small force circuit, and the rating is 60 V in accordance with the standard of JCS3501. There is a heat-resistant fiber optic cable in the fourth type, which is a fiber optic cable with heat resistance performance that conforms to the notification from the Ministry of Fire, Disaster Prevention Agency Preliminary No. 178 of the Ministry of Home Affairs of Japan on December 12, 1986. Used for operation. This heat-resistant optical fiber has a rating of 60V75 ° C. according to the standard of JCS4396. The fifth type is heat-resistant type leaky coaxial cable and heat-resistant coaxial cable, and fire prevention preliminary number 45 of fire prevention agency prevention section notice on March 17, 1997 "about self-management such as leaky coaxial cable used for radio communication auxiliary equipment" This is a leaky coaxial cable and heat-resistant coaxial cable with the heat resistance specified in JIS. In accordance with the JCS4504 standard, it is laid in underground streets, subways, basements of underground buildings, underground parking lots, etc. Used for wireless communication for activities and police security activities. The sixth type is a highly flame-retardant non-halogen fire-resistant / heat-resistant wire or cable. There are three types of fire-resistant / heat-resistant wires or cables: a low-pressure fire-resistant cable, a high-pressure fire-resistant cable, and a heat-resistant wire. Furthermore, it is a fire-resistant and heat-resistant electric wire or cable that reduces the generation of smoke and gas even in the event of a fire, and was newly specified in the Fire and Disaster Management Agency Notification Nos. 10 and 11 on December 18, 1997. A general fire-resistant / heat-resistant electric wire or cable passes a combustion test (JCS3005: Inclination test) using a single electric wire or cable as a specimen, and is equivalent to the flame resistance of general electric wires such as CV cables or cables. On the other hand, the highly flame-retardant non-halogen refractory / heat-resistant electric wire or cable is intended for the electric wire group or cable group, and is an electric wire or cable that conforms to the vertical tray combustion test (IEEE Std. 383). In order to improve the flame retardancy of ordinary electric wires or cables, materials with halogen-based flame retardants added were used. However, high flame retardant non-halogen fire-resistant / heat-resistant electric wires or cables do not contain halogen elements. The use of non-contained materials has greatly reduced the generation of toxic gases, corrosive gases and smoke.
In addition, according to JCS, a fire-resistant wire or cable is a wire or cable that has been certified in accordance with the regulations of the Fire and Disaster Management Agency (Ministry of Fire and Disaster Management Agency Notification No. 10 and technical standards based on December 18, 1997). It has insulation performance that can withstand even when heated in a fire temperature curve that reaches 840 ° C in 30 minutes, and it is approved for use in emergency power circuits. Furthermore, a heat-resistant electric wire or cable is an electric wire or cable certified in accordance with the above-mentioned regulations of the Fire and Disaster Management Agency, and has an insulation performance that can withstand a heating temperature curve that reaches 380 ° C in 15 minutes. It is approved for use in wiring of weak electric circuits such as emergency broadcast speakers and emergency bell activation devices.

前記した低圧耐火ケーブル、高圧耐火ケーブル、小勢力回路用耐熱電線および高難燃ノンハロゲン耐火・耐熱電線に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルのいずれもが、導体の外周に耐火層を有し、耐火層の外側に絶縁層を有し、さらにその外側にシースを有する構成が基本的な構造である。つまり、火災時でも導体の絶縁性能が耐火層によって一定時間確保され、導体が一定時間通電を可能とする機能を担う。JIS−A1304の規定では、低圧耐火ケーブルに対し、加熱15分後に380℃に達する火災温度曲線で加熱された時に、0.1MΩ以上の絶縁抵抗を有する耐火性能が規定され、小勢力回路用耐熱電線に対し、加熱30分後に840℃の温度に達する火炎温度曲線で加熱された時に、0.4MΩ以上の絶縁抵抗を有する耐熱性能が規定されている。これに対し、加熱前の導体間の絶縁性能を絶縁層が担う。JIS−A1304の規定では、低圧耐火ケーブルに対し、50MΩ以上の絶縁抵抗とAC1500Vに1分間耐えられる絶縁耐力が規定され、小勢力回路用耐熱電線に対し、50MΩ以上の絶縁抵抗とAC250Vに耐えられる絶縁耐力が規定されている。従って、低圧耐火ケーブル、高圧耐火ケーブル、小勢力回路用耐熱電線および高難燃ノンハロゲン耐火・耐熱電線に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおける耐熱性能と耐火性能とは、導体の外周に形成される耐火層が担うことになる。
耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの耐熱性能および耐火性能を担う耐火層について、様々な技術改良がなされている。例えば、特許文献1は、火災時に800℃に及ぶ温度にさらされても電気特性が維持できる絶縁電線ないしは絶縁ケーブルであって、ガラスマイカテープをラップ巻きして形成される耐火層が、そのテープ表面を覆う皮膜のように、加熱温度600〜800℃の範囲で溶融してガラス状化する四ホウ酸ナトリウムによる無機質粉体を担持している。このため、火災などで600〜800℃に晒された場合、絶縁体が燃え尽きても導体と耐火層だけが残り、耐火層が導体を防護して電気特性が維持できる構成が記載されている。
さらに、特許文献2には、耐火層と絶縁層との間に無機粉末を混合した絶縁層を形成する構成になっている。火災によって無機粉末を混合した絶縁層が燃焼すると、絶縁層に混合されていた無機粉末が耐火層上に付着する。これにより、耐火層上に付着した無機粉末が防壁となり、絶縁層が燃焼して生成された導電性燃焼物の導体への侵入を防ぐことができ、耐火性能を確保する絶縁電線ないしは絶縁ケーブルが記載されている。
また、特許文献3には、導体の周りを直接、ガラスで被覆することで、シリカマイカテープやガラス繊維を導体の周りに巻き付けたものに比べ、耐熱性と化学的耐久性が向上する耐熱電線ないしは耐熱ケーブルが記載されている。
All of the above-mentioned low-voltage fire-resistant cable, high-pressure fire-resistant cable, heat-resistant wire for small force circuit, and heat-resistant / fire-resistant insulated wire or cable related to highly flame-retardant non-halogen fire-resistant / heat-resistant wire have a fire-resistant layer on the outer periphery of the conductor, A structure having an insulating layer outside the layer and a sheath outside the layer is a basic structure. That is, the insulation performance of the conductor is ensured for a certain period of time by the fireproof layer even in the event of a fire, and the conductor has a function of enabling energization for a certain period of time. According to JIS-A1304, fire resistance performance with an insulation resistance of 0.1 MΩ or higher is specified for low-pressure fireproof cables when heated at a fire temperature curve that reaches 380 ° C after 15 minutes of heating. Heat resistance performance having an insulation resistance of 0.4 MΩ or more when the wire is heated by a flame temperature curve reaching a temperature of 840 ° C. after 30 minutes of heating is defined. On the other hand, the insulating layer bears the insulating performance between the conductors before heating. According to JIS-A1304, the insulation resistance of 50 MΩ or more and the insulation strength capable of withstanding 1500 VAC for 1 minute are prescribed for low-voltage fireproof cables, and the insulation resistance of 50 MΩ or more and 250 VAC can be withstanding for heat-resistant wires for small force circuits. Dielectric strength is specified. Therefore, the heat resistance and fire resistance of the low-voltage fire-resistant cable, high-voltage fire-resistant cable, heat-resistant electric wire for small force circuit, and heat-resistant / fire-resistant insulated wire or cable related to highly flame-retardant non-halogen fire-resistant / heat-resistant wire are formed on the outer circumference of the conductor. The fireproof layer will be responsible.
Various technical improvements have been made on the heat-resistant and fire-resistant layers of the heat-resistant and fire-resistant insulated wires or cables. For example, Patent Document 1 discloses an insulated wire or an insulated cable that can maintain electrical characteristics even when exposed to a temperature of 800 ° C. in a fire, and a fireproof layer formed by wrapping a glass mica tape is provided on the tape. Like the film which covers the surface, the inorganic powder by sodium tetraborate which melts in the range of the heating temperature of 600-800 degreeC and vitrifies is carry | supported. For this reason, when exposed to 600-800 degreeC by a fire etc., even if an insulator burns out, only a conductor and a refractory layer remain, and the structure which can protect an electrical property by a refractory layer protecting a conductor is described.
Further, Patent Document 2 has a configuration in which an insulating layer in which inorganic powder is mixed is formed between a refractory layer and an insulating layer. When the insulating layer mixed with the inorganic powder burns due to a fire, the inorganic powder mixed in the insulating layer adheres to the refractory layer. As a result, the inorganic powder adhering to the refractory layer acts as a barrier, prevents intrusion of the conductive combustion product generated by burning the insulating layer into the conductor, and provides an insulated wire or cable that ensures fire resistance. Have been described.
Patent Document 3 discloses a heat-resistant electric wire that is improved in heat resistance and chemical durability by covering the conductor directly with glass as compared with a case in which silica mica tape or glass fiber is wound around the conductor. Or a heat-resistant cable is described.

前記した耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの耐熱性能および耐火性能を担う耐火層に係わる特許文献1〜3に記載された技術は、いずれもJIS−A1304の試験方法に記載された30分間で840℃に達する火災温度曲線で加熱された際の耐火基準に係わる改良技術である。これに対し、特許文献4に記載された技術は、ドイツ交通省が定める道路トンネル内の設備と運用に関する指針(RABT)に準拠した耐火基準に基づくもので、1200℃の高温加熱に耐えるトンネル内壁に設置したケーブル管路の耐火防護構造が記載されている。つまりトンネル火災では、発生した熱は逃げ場が乏しく、特にガソリンが燃焼する事故の場合には、10分程度で最高温度は1200℃程度にも達することから、こうしたトンネル内での火災事故を反映したケーブル管路の耐火防護構造が特許文献4に記載されている。
さらに、特許文献5に記載された技術は、JIS−A1304の試験方法に記載された30分間で840℃に達する火災温度曲線について、1時間後には930℃に達するとのデータに基づき、1000℃に耐えうる耐火層に関わる技術が記載されている。つまり、特許文献5の技術は、安全基準は社会的な要請によって変わるものであるとの考えに基づき、耐熱性能および耐火性能を担う耐火層は、将来さらに厳しい基準が設けられるとの予測に基づく予備技術であると言える。
The techniques described in Patent Documents 1 to 3 relating to the heat-resistant and fire-resistant performance of the heat-resistant / fire-resistant insulated electric wire or cable described above are all 840 ° C. for 30 minutes described in the test method of JIS-A1304. It is an improved technology related to fire resistance standards when heated with a fire temperature curve that reaches On the other hand, the technique described in Patent Document 4 is based on fire resistance standards that comply with the guidelines for the installation and operation of road tunnels (RABT) established by the German Ministry of Transport, and tunnel inner walls that withstand high-temperature heating at 1200 ° C. Describes the fireproof protection structure of the cable pipe installed in. In other words, in the case of a tunnel fire, the generated heat has little escape, and in the case of an accident in which gasoline burns, the maximum temperature reaches about 1200 ° C in about 10 minutes, which reflects such a fire accident in the tunnel. Patent Document 4 discloses a fireproof protective structure for a cable line.
Furthermore, the technique described in Patent Document 5 is based on the data that the temperature reaches 930 ° C after 1 hour for the fire temperature curve reaching 840 ° C in 30 minutes described in the test method of JIS-A1304. Describes technologies related to fire-resistant layers that can withstand In other words, the technology of Patent Document 5 is based on the idea that the safety standards change according to social demands, and the refractory layer responsible for heat resistance and fire resistance is based on the prediction that stricter standards will be established in the future. It can be said that this is a preliminary technology.

いっぽう、耐火・耐熱絶縁電線ないしはケーブルには、前記した火災時における導体の絶縁性を確保するという観点とは異なり、使用する環境に応じた様々な耐熱絶縁電線ないしはケーブルがある。例えば、特許文献6に記載された耐熱絶縁電線は、ガスタービンエンジンおよび蒸気タービンの回転機械において、高温、高回転で使用される部品や部材の温度や歪みの計測に係わるセンサと測定回路とを結ぶリード線に使用される。この耐熱絶縁電線は、900℃の高温環境にさらされ、エンジンの内部に屈曲設置されるために、耐熱、可撓性、強度、絶縁性が要求される。このため、導体よりなるリード線と、無機質繊維を複数束ねて撚り合わせた絶縁線をリード線上に横巻きした絶縁層と、絶縁線を絶縁層上に重ねて編組み巻きした保護層と、この保護層上にさらに重ねてステンレス鋼線を編組み巻きした外装部とから構成される。
また、特許文献7に記載された耐熱絶縁電線は、自動車の排気マニュホールドに装着される酸素センサのリード線として用いられ、700℃以上の高温域でも使用可能な耐熱性と絶縁性とを有する。この電線は、導体上に耐熱性及び絶縁性に優れた繊維による1次被覆を施した絶縁線芯を束ねたものの上に、耐熱性及び絶縁性に優れた繊維による2次被覆を施して絶縁電線とし、その上に、金属外皮を被覆した構成からなる。
さらに、特許文献8に記載された耐熱絶縁電線ないしケーブルは、1000℃に及ぶ高温下で使用しても引張強度および導電率が低下しない導体を有する耐熱絶縁電線ないしケーブルであって、インジウム−銅合金線導体の外周にマイカ/ガラス貼り合わせテープの絶縁体を施し、その外周にシリカガラス糸編組を形成し、その外周に金属線補強層を形成する構成からなる。
On the other hand, there are various heat-resistant / insulated electric wires or cables according to the environment in which they are used, unlike the above-mentioned viewpoint of ensuring the insulation of the conductor in the event of a fire. For example, a heat-resistant insulated wire described in Patent Document 6 includes a sensor and a measurement circuit for measuring temperature and strain of parts and members used at high temperature and high rotation in a rotating machine of a gas turbine engine and a steam turbine. Used for connecting lead wires. Since this heat-resistant insulated wire is exposed to a high temperature environment of 900 ° C. and bent inside the engine, heat resistance, flexibility, strength, and insulation are required. For this reason, a lead wire made of a conductor, an insulating layer obtained by horizontally winding an insulating wire in which a plurality of inorganic fibers are bundled and twisted together, a protective layer obtained by braiding and winding the insulating wire on the insulating layer, It is comprised from the exterior part which further piled up on the protective layer and braided the stainless steel wire.
Further, the heat-resistant insulated wire described in Patent Document 7 is used as a lead wire of an oxygen sensor mounted on an automobile exhaust manifold, and has heat resistance and insulation that can be used even in a high temperature range of 700 ° C. or higher. . This electric wire is insulated by applying a secondary coating with a fiber having excellent heat resistance and insulation on a bundle of insulated wire cores with a primary coating with fibers having excellent heat resistance and insulation on a conductor. It consists of an electric wire and a metal sheath coated thereon.
Furthermore, the heat-resistant insulated wire or cable described in Patent Document 8 is a heat-resistant insulated wire or cable having a conductor whose tensile strength and conductivity do not decrease even when used at a high temperature up to 1000 ° C. An insulator of a mica / glass bonding tape is provided on the outer periphery of the alloy wire conductor, a silica glass yarn braid is formed on the outer periphery, and a metal wire reinforcing layer is formed on the outer periphery.

特開2002−324439号公報JP 2002-324439 A 特開2005−347053号公報JP 2005-347053 A 特開2006−156293号公報JP 2006-156293 A 特開2007−244073号公報JP 2007-244073 A 特開2000−331546号公報JP 2000-331546 A 特開2000−149672号公報JP 2000-149672 A 特開平10−223061号公報JP-A-10-223061 特開2006−19225号公報JP 2006-19225 A

耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの耐熱性能および耐火性能は、耐火層の外側に形成された絶縁体およびシースが高温に晒されることよって燃焼あるいは熱分解しても、耐火層が耐熱性を有することで高温においても耐火層が導体に結合し、導体の絶縁性を一定時間確保し、導体による通電を一定時間可能とすることである。つまり、耐熱性能は耐火層の耐熱性であり、耐火性能は高温時における耐火層の絶縁性である。従って、耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの耐熱性能および耐火性能は、耐火層の耐熱性と高温における絶縁性で決まる。しかしながら、前記したように、耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの耐熱性能および耐火性能の基準は、社会的な要請によって変わり、将来において、より安全な厳しい基準が求められることが予測される。このため、最も厳しい基準を満たす耐火層が、絶縁電線ないしは絶縁ケーブルに係わる最も優れた予備技術になる。
ここで、将来における最も厳しい耐火層の基準について考える。最も厳しい基準は、耐火層が、第一に導体の融点を超える耐熱性を有し、第二に導体の融点でも絶縁性を有し、これら2つの性質を耐火層が兼備することで、導体の融点に近い温度になっても耐火層が導体に結合して導体の絶縁性を確保することである。なぜならば、導体が溶融してしまえば導体としての機能を失うからである。絶縁電線ないしは絶縁ケーブルにおける導体の多くは電気銅からなるので、耐火層が銅の融点である1085℃以上の耐熱性能を有し、耐火層が1085℃の近い温度において導体に絶縁体として結合していれば、耐火層は1085℃に近い温度での耐火性能を有することになる。これによって、耐火層は、将来における絶縁電線ないしはケーブルに係わる最も厳しい基準を満たす最も優れた予備技術になる。また、前記の特許文献6〜8に記載されたような高温用途の絶縁電線ないしは絶縁ケーブルの優れた耐火層としても使用することができる。さらに、同軸ケーブルの中心導体に用いられている銅被鋼線を構成する硬鋼線の融点である1390℃〜1420℃の温度以上の耐熱性能を耐火層が有し、さらに、耐火層が1420℃の近い温度において硬鋼線に対し絶縁体として結合していれば、耐火層は1420℃に近い温度での耐火性能を有することになる。これによって、電線ないしはケーブルにおける全ての導体材料に対する耐火層としての耐火性能が発揮できる。ちなみに、電線ないしはケーブルにおける導体の材料には、電気銅、無酸素銅、銅合金および銅被鋼線があり、最も融点が高い導体が銅被鋼線を構成する硬鋼線である。
The heat resistance and fire resistance of heat-resistant and fire-insulated wires or cables are that the fire-resistant layer has heat resistance even if it is burned or thermally decomposed by exposure of the insulator and sheath formed outside the fire-resistant layer to high temperatures. Thus, even at high temperatures, the refractory layer is bonded to the conductor, ensuring the insulation of the conductor for a certain period of time, and allowing the conductor to be energized for a certain period of time. That is, the heat resistance is the heat resistance of the refractory layer, and the fire resistance is the insulation of the refractory layer at a high temperature. Accordingly, the heat resistance and fire resistance of the heat / fire resistant insulated wire or cable are determined by the heat resistance of the fire resistant layer and the insulation at high temperatures. However, as described above, the standards for the heat resistance and fire resistance of heat-resistant / fire-resistant insulated wires or cables vary depending on social demands, and it is predicted that safer and stricter standards will be required in the future. For this reason, a refractory layer that meets the most stringent standards is the best preliminary technology for insulated wires or cables.
Now consider the most stringent standards for refractory layers in the future. The strictest standard is that the refractory layer first has heat resistance exceeding the melting point of the conductor, and secondly it has insulation even at the melting point of the conductor, and the refractory layer combines these two properties. Even when the temperature is close to the melting point, the refractory layer is bonded to the conductor to ensure the insulation of the conductor. This is because if the conductor melts, it loses its function as a conductor. Since many conductors in insulated wires or cables are made of electrolytic copper, the refractory layer has a heat resistance of 1085 ° C or higher, which is the melting point of copper, and the refractory layer is bonded to the conductor as an insulator at a temperature close to 1085 ° C. In this case, the fireproof layer has fireproof performance at a temperature close to 1085 ° C. This makes the refractory layer the best preliminary technology that meets the most stringent standards for future insulated wires or cables. Moreover, it can be used also as an excellent fireproof layer of an insulated wire or an insulated cable for high temperature applications as described in Patent Documents 6 to 8. Furthermore, the refractory layer has a heat resistance performance of 1390 ° C. to 1420 ° C., which is the melting point of the hard steel wire constituting the copper-clad steel wire used for the central conductor of the coaxial cable, and the refractory layer is 1420 If it is bonded as an insulator to the hard steel wire at a temperature close to ℃, the refractory layer will have a fire resistance performance at a temperature close to 1420 ℃. Thereby, the fire resistance performance as a fireproof layer for all conductor materials in the electric wire or cable can be exhibited. By the way, there are electric copper, oxygen-free copper, copper alloy and copper-clad steel wire as the conductor material in the electric wire or cable, and the conductor having the highest melting point is a hard steel wire constituting the copper-clad steel wire.

さらに、耐火層が次の5つの要件を満たせば、将来の最も厳しい耐火層の基準を満たす最も優れた予備技術になるばかりでなく、より安全でより安価な耐火層として現在の耐火層に取って代わることができる。第一の要件は、硬鋼線の融点である1420℃以上の耐熱性を有する。第二の要件は、1420℃においても絶縁体である。第三の要件は、導体の太さや材質の違いによらず、同様の手段で様々な導体の表面に耐火層が形成できる。第四の要件は、極めて簡単な連続処理で導体の表面に耐火層が形成できる。第5の要件は、安価な工業材料を用いて耐火層が形成できる。これら5つの要件を満たす耐火層は、優れた予備技術として、現在の絶縁電線ないしは絶縁ケーブルの安全性を飛躍的に向上させる。本発明における課題は、これら5つの要件を満たす耐火層を実現することである。
いっぽう、前記した特許文献4に記載された技術は、トンネル内壁に設置したケーブル管路の耐火防護ケースの耐火層に係わる技術であって、絶縁電線ないしは絶縁ケーブルの耐火層の技術ではない。この耐火防護ケースの耐火層は、合成ゾノトライト、高炉セメント及びウォラストナイトを固形分とし、これらの固形分にビニロン繊維及びパルプを加えて、水と共に混練する。得られたスラリーを脱水プレス成形により成形する。その後、得られた成形体を180℃で乾燥させることにより、ケイ酸カルシウム系耐火層を作製する。本技術は、スラリー状の物質を脱水プレス成形することで耐火層を形成させる技術であるため、ケースのよラな容器の内側にスラリー状の物質を脱水プレス成形することはできるが、導体のような線材にスラリー状の物質を脱水プレス成形することはできない。つまり、ケイ酸カルシウムが耐熱性に優れたとしても、ケイ酸カルシウムの製法上の制約から、スラリー状の物質を脱水プレス成形する製法に限定される。この製法によって、耐火層を設ける対象が限定され、導体のような線材に耐火層を形成することはできない。また、耐熱性は1200℃である。
また、前記した特許文献5に記載された技術は、導体の表面に形成する耐火層に係わる技術で、集成マイカをアルミナクロスによって裏打ちして複合絶縁テープを製作し、この複合絶縁テープを導体に巻き付けて耐火層を形成する。複合絶縁テープは、フッ素金雲母の層状結晶を破砕して鱗片状にした集成マイカ粉を作成し、この集成マイカ粉をシリコーン系接着剤によってアルミナクロスに接着することで裏打ちする。アルミナクロスは極めて高価な材料であり、また、集成マイカは高価な材料である。さらに、集成マイカをアルミナクロスに裏打ちする工程が複雑であるため、複合絶縁テープの製造コストが高くなる。さらに、複合絶縁テープを製造する複雑な工程と、複合絶縁テープを導体に巻き付ける工程とからなるため、耐火層の製造工程が分断される。また、アルミナ繊維分が過小になると、熱作用時にアルミナ結晶が形成されずに非晶質化して耐熱性が不足する。反対に、アルミナ繊維分が過多になると集積マイカが不足して耐火性が低下する。さらに、導体の太さに応じて、アルミナ長繊維の繊維径とアルミナクロスの厚さを変えなければならない。アルミナ長繊維の繊維径とアルミナクロスの厚さを変えると、集成マイカを構成する粉体の大きさも変えなければならない。さらに、集成マイカを構成する粉体の大きさを変えると、アルミナ繊維分の割合も変える必要がある。このように本技術は、導体の表面に複合絶縁テープを巻きつけることで耐火層を形成するため、極めて長さが長い導体の表面に、均一な性質を持っ絶縁層を同一の条件で巻きつけるには困難を伴う。また、原料として用いる材料が極めて高価であり、また、複合絶縁テープを製造する製造工程が複雑であるため製造コストがかさみ、安価な費用で耐火層を形成することはできない。従って、本技術は優れた予備技術として現在の耐火層に取って代わることはできない。また、耐熱性は1000℃である。
Furthermore, if the refractory layer meets the following five requirements, it will not only become the best preliminary technology that will meet the strictest refractory layer standards of the future, but it will also be a safer and cheaper refractory layer that can be used in the current refractory layer. Can be replaced. The first requirement is heat resistance of 1420 ° C. or higher, which is the melting point of hard steel wire. The second requirement is an insulator even at 1420 ° C. The third requirement is that refractory layers can be formed on the surface of various conductors by the same means regardless of the thickness or material of the conductor. The fourth requirement is that a refractory layer can be formed on the surface of the conductor by a very simple continuous process. The fifth requirement is that a fireproof layer can be formed using inexpensive industrial materials. A fire-resistant layer that satisfies these five requirements dramatically improves the safety of current insulated wires or cables as an excellent preliminary technology. The problem in the present invention is to realize a fireproof layer that satisfies these five requirements.
On the other hand, the technique described in Patent Document 4 described above is a technique related to the fireproof layer of the fireproof protective case of the cable conduit installed on the inner wall of the tunnel, and is not a technique of the fireproof layer of the insulated wire or the insulated cable. The fireproof layer of this fireproof protective case contains synthetic zonotlite, blast furnace cement and wollastonite as solids, and vinylon fibers and pulp are added to these solids and kneaded with water. The obtained slurry is formed by dehydration press molding. Thereafter, the obtained molded body is dried at 180 ° C. to produce a calcium silicate fireproof layer. Since this technology is a technology for forming a refractory layer by subjecting a slurry-like substance to dehydration press molding, the slurry-like substance can be dehydrated and press-molded inside a container that is not a case, but the conductor A slurry-like substance cannot be dehydrated and pressed into such a wire. That is, even if calcium silicate is excellent in heat resistance, it is limited to a manufacturing method in which a slurry-like substance is subjected to dehydration press molding due to restrictions on the manufacturing method of calcium silicate. By this manufacturing method, the object for providing the refractory layer is limited, and the refractory layer cannot be formed on a wire such as a conductor. Moreover, heat resistance is 1200 degreeC.
The technique described in Patent Document 5 described above is a technique related to a refractory layer formed on the surface of a conductor. A composite insulating tape is manufactured by backing laminated mica with an alumina cloth, and this composite insulating tape is used as a conductor. Wrap to form a refractory layer. The composite insulating tape is lined by creating a laminated mica powder obtained by crushing a layered crystal of fluorine phlogopite to a scaly shape and adhering the assembled mica powder to an alumina cloth with a silicone adhesive. Alumina cloth is an extremely expensive material, and laminated mica is an expensive material. Furthermore, since the process of lining the laminated mica on the alumina cloth is complicated, the manufacturing cost of the composite insulating tape increases. Furthermore, since it consists of the complicated process of manufacturing a composite insulating tape and the process of winding a composite insulating tape around a conductor, the manufacturing process of a refractory layer is divided. On the other hand, if the alumina fiber content is too small, the alumina crystal is not formed during the heat action and becomes amorphous, resulting in insufficient heat resistance. On the other hand, if the alumina fiber content is excessive, the accumulated mica is insufficient and the fire resistance is lowered. Furthermore, the fiber diameter of the alumina long fiber and the thickness of the alumina cloth must be changed according to the thickness of the conductor. When the fiber diameter of the alumina long fiber and the thickness of the alumina cloth are changed, the size of the powder constituting the laminated mica must also be changed. Furthermore, if the size of the powder constituting the laminated mica is changed, it is necessary to change the proportion of the alumina fiber. In this way, the present technology forms a refractory layer by wrapping the composite insulating tape around the surface of the conductor, so that the insulating layer having uniform properties is wound around the surface of the conductor having an extremely long length under the same conditions. There are difficulties. In addition, the material used as a raw material is extremely expensive, and the manufacturing process for manufacturing the composite insulating tape is complicated. Therefore, the manufacturing cost is high, and the refractory layer cannot be formed at a low cost. Therefore, this technology cannot replace the current refractory layer as an excellent preliminary technology. Moreover, heat resistance is 1000 degreeC.

本発明に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおける導体の表面に形成する耐火層の第1特徴手段は、鉄の酸化物であるマグヘマイトからなる被膜を導体の表面に形成し、該マグヘマイトからなる被膜によって前記導体の表面に耐火層を形成する点にある。  The first characteristic means of the refractory layer formed on the surface of the conductor in the heat- and fire-resistant insulated electric wire or cable according to the present invention is to form a film made of maghemite, which is an iron oxide, on the surface of the conductor, and the film made of the maghemite Thus, a refractory layer is formed on the surface of the conductor.

つまり、鉄の酸化物であるマグヘマイトは化学式がγ−Feで表される物質であり、次の2つの性質を兼備するため、マグヘマイトからなる被膜は、前記した導体の表面に形成される耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1と第2の要件とを同時に満たす耐火層として作用する。なおマグヘマイトは、酸化鉄(III)Feのγ相である。
第一に、比抵抗が10Ωmの絶縁物質である。このため、マグヘマイトを導体の表面に被覆させれば導体の表面は絶縁体になる。ちなみに銅の比抵抗は1.68×10−8Ωmである。
第二に、450℃以上の温度で酸化鉄(III)Feのα相であるヘマタイトα−Feに相転移する。ヘマタイトは比抵抗が10Ωmの絶縁物質であり、マグヘマイトより一桁絶縁性が高い。さらに、ヘマタイトは極めて安定した酸化物であるため、高温でも不動態であり、融点である1566℃に近い耐熱性を有する。つまり、耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの耐火層としてマグヘマイトからなる被膜を形成すれば、火災時に450℃以上の温度に晒されるとヘマタイトからなる被膜に相転移し、このヘマタイトからなる被膜は硬鋼線の融点である1420℃以上の耐熱性を有し、不動態であるため硬鋼線の融点においても10Ωmに近い比抵抗を示す。こうした性質を兼備するマグヘマイトを導体の表面に被膜として形成すれば、前記した導体の表面に形成される耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1と第2の要件を同時に満たす耐火層としてマグヘマイトの被膜が作用する。
That is, maghemite, which is an iron oxide, is a substance represented by the chemical formula γ-Fe 2 O 3 and has the following two properties. Therefore, a film made of maghemite is formed on the surface of the conductor. Among the five requirements necessary as a fireproof layer, it acts as a fireproof layer that simultaneously satisfies the first and second requirements. Maghemite is a γ phase of iron oxide (III) Fe 2 O 3 .
First, an insulating material having a specific resistance of 10 6 Ωm. For this reason, if the surface of a conductor is coat | covered with maghemite, the surface of a conductor will become an insulator. Incidentally, the specific resistance of copper is 1.68 × 10 −8 Ωm.
Second, the phase transitions to hematite α-Fe 2 O 3 which is the α phase of iron (III) Fe 2 O 3 at a temperature of 450 ° C. or higher. Hematite is an insulating material having a specific resistance of 10 7 Ωm and has a single-digit insulating property higher than that of maghemite. Furthermore, since hematite is an extremely stable oxide, it is passive even at high temperatures and has heat resistance close to the melting point of 1566 ° C. In other words, if a film made of maghemite is formed as a heat-resistant layer for heat-resistant and fire-resistant insulated wires or cables, it will undergo a phase transition to a film made of hematite when exposed to a temperature of 450 ° C. or higher in the event of a fire. It has a heat resistance of 1420 ° C. or higher, which is the melting point of the wire, and since it is passive, it exhibits a specific resistance close to 10 7 Ωm even at the melting point of the hard steel wire. If maghemite having such properties is formed as a coating on the surface of the conductor, among the five requirements necessary as a refractory layer formed on the surface of the conductor, a refractory layer that simultaneously satisfies the first and second requirements. As a maghemite film acts.

本発明に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおける導体の表面に形成する耐火層の第2特徴手段は、前記した第1特徴手段における導体の表面に形成されるマグヘマイトからなる被膜は、マグヘマイト微粒子の集まりによって被膜を形成する点にある。  The second characteristic means of the refractory layer formed on the surface of the conductor in the heat- and fire-resistant insulated electric wire or cable according to the present invention is the maghemite film formed on the surface of the conductor in the first characteristic means described above. The film is formed by gathering.

つまり、この特徴手段によれば、マグヘマイトは強磁性体の一種であるフェリ磁性体であるため、導体の表面に析出したマグヘマイト微粒子は互いに強固に磁気吸着し、導体の太さや材質の違いによらず、導体の表面に強い結合力を有するマグヘマイト微粒子からなる被膜を形成する。つまり、導体の材料として用いられている電気銅、無酸素銅、銅合金および銅被鋼線の材質のいかんに拘らず、導体の表面にマグヘマイト微粒子からなる被膜が容易に形成できる。また、導体の材料として最も汎用的に使用されている電気銅に対し、酸化防止と半田付けを容易にするため、錫メッキ、銀メッキ、ニッケルメッキなどの表面処理が施されているが、こうした様々な表面処理を施された電気銅の表面に、マグヘマイト微粒子からなる被膜が容易に形成できる。このように、マグヘマイト微粒子からなる被膜は、前記した導体の表面に形成される耐火層として必要となる5つの要件のうち、第3の要件を満たす耐火層となる。
また、マグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜は、マグヘマイト微粒子同士が互いに磁気吸着するため、導体の表面から剥がされにくい。耐火層の表面に絶縁層を形成する際に各種の負荷が耐火層に加えられても、耐火層が導体の表面から剥がれにくくなる。なお、耐火層の表面に過大な負荷が加えられる場合は、マグヘマイト微粒子からなる被膜を導体の表面に形成した後に、着磁機に対して導体を通過させることで、マグヘマイト微粒子の磁気吸着力が著しく増大し、更に強い結合力を有するマグヘマイト微粒子からなる被膜が形成される。これによって、過大な負荷が耐火層に加えられても、耐火層が導体の表面からさらに剥がれにくくなる。
さらに、導体の表面に析出するマグヘマイト微粒子の量は自由自在に変えられるため、マグヘマイト微粒子ないしは相転移後のヘマタイト微粒子からなる被膜の厚みが自由自在に変えられ、導体の表面に形成される耐火層の絶縁抵抗は如何様にも変えられる。これによって、常温のみならず硬鋼線の融点である1420℃に近い温度であっても、導体を絶縁化させるために必要な絶縁抵抗が容易に実現できる。こうして、マグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜を導体の表面に耐火層として形成すれば、前記した導体の表面に形成される耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1から第3の要件を同時に満たす耐火層としてマグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜が作用する。
In other words, according to this feature means, maghemite is a ferrimagnetic material, which is a kind of ferromagnetic material, so that the maghemite fine particles deposited on the surface of the conductor are strongly magnetically adsorbed to each other, depending on the thickness and material of the conductor. First, a film made of maghemite fine particles having a strong binding force is formed on the surface of the conductor. That is, regardless of the material of the electric copper, oxygen-free copper, copper alloy, and copper-coated steel wire used as the conductor material, a film made of maghemite fine particles can be easily formed on the surface of the conductor. In addition, surface treatments such as tin plating, silver plating, and nickel plating have been applied to the electrical copper that is most commonly used as a conductor material to prevent oxidation and make soldering easier. A film made of maghemite fine particles can be easily formed on the surface of electrolytic copper subjected to various surface treatments. Thus, the film made of maghemite fine particles becomes a refractory layer that satisfies the third requirement among the five requirements necessary as the refractory layer formed on the surface of the conductor.
In addition, the film composed of a collection of maghemite fine particles is hardly peeled off from the surface of the conductor because the maghemite fine particles are magnetically adsorbed to each other. Even when various loads are applied to the refractory layer when the insulating layer is formed on the surface of the refractory layer, the refractory layer is unlikely to peel off from the surface of the conductor. When an excessive load is applied to the surface of the refractory layer, after forming a coating made of maghemite fine particles on the surface of the conductor, the magnetic adsorption force of the maghemite fine particles can be increased by passing the conductor through the magnetizer. A film consisting of maghemite fine particles that remarkably increases and has a stronger binding force is formed. Thereby, even if an excessive load is applied to the refractory layer, the refractory layer is more difficult to peel off from the surface of the conductor.
Furthermore, since the amount of maghemite fine particles deposited on the surface of the conductor can be freely changed, the thickness of the film made of maghemite fine particles or hematite fine particles after phase transition can be freely changed, and the refractory layer formed on the surface of the conductor The insulation resistance can be changed in any way. As a result, the insulation resistance necessary to insulate the conductor can be easily realized not only at room temperature but also at a temperature close to 1420 ° C., which is the melting point of the hard steel wire. Thus, if a film composed of a collection of maghemite fine particles is formed on the surface of the conductor as a refractory layer, among the five requirements necessary for the refractory layer formed on the surface of the conductor, the first to third requirements are satisfied. A film composed of a collection of maghemite fine particles acts as a refractory layer that is simultaneously filled.

本発明に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおけろ導体の表面に形成する耐火層の第3特徴手段は、前記した第2特徴手段における導体の表面に形成されるマグヘマイト微粒子からなる被膜は、熱分解によって酸化鉄(II)を生成する有機鉄化合物を導体に吸着させ、該吸着した有機鉄化合物を大気中で熱処理し、これによって、前記導体の表面にマグヘマイト微粒子を析出させ、該マグヘマイト微粒子同士の磁気吸着によってマグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜を前記導体の表面に形成する点にある。  In the heat-resistant / fire-resistant insulated electric wire or cable according to the present invention, the third characteristic means of the refractory layer formed on the surface of the conductor is a film composed of maghemite fine particles formed on the surface of the conductor in the second characteristic means described above. An organic iron compound that generates iron (II) oxide by thermal decomposition is adsorbed on a conductor, and the adsorbed organic iron compound is heat-treated in the atmosphere, whereby maghemite fine particles are deposited on the surface of the conductor, and the maghemite fine particles The point is that a film composed of a collection of maghemite fine particles is formed on the surface of the conductor by magnetic attraction between them.

つまり、この特徴手段によれば、極めて容易にマグヘマイト微粒子からなる被膜が導体の表面に形成することができる。これによって、前記した導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件のうち、第4の要件を満たす耐火層が実現できる。
最初に、熱分解によって酸化鉄(II)(化学式がFeOである)を生成する有機鉄化合物を溶媒に分散させ、この分散液に導体を浸漬させる。この後、導体を溶媒の気化点以上の温度に晒すと、導体の衣面に有機鉄化合物が吸着する。この有機鉄化合物が吸着した導体を、大気雰囲気で次の2段階の熱処理を連続して行う。
最初に、導体を有機鉄化合物が酸化鉄(II)に熱分解される熱処理を施し、次に、熱分解で生成された酸化鉄(II)がマグヘマイト(化学式がγ−Feである)に酸化する熱処理を施す。つまり、有機鉄化合物を構成する有機物の沸点を超えると、有機鉄化合物が有機物と酸化鉄(II)に熱分解する。熱分解で生成された有機物は気化熱を奪って気化する。いっぽう、熱分解で生成された酸化鉄(II)は、さらに高温にさらされると、2価の鉄イオンFe2+が3価の鉄イオンFe3+になる酸化反応が進む。この2価の鉄イオンFe2+が3価の鉄イオンFe3+になる酸化反応が完了すると、酸化鉄(II)における2価の鉄イオンFe2+の全てが3価の鉄イオンFe3+になって、酸化鉄(II)FeOが酸化鉄(III)Feに酸化する。この酸化鉄(III)Feは、酸化鉄(III)Feのγ相であるマグヘマイトγ−Feである。マグヘマイトは、強磁性体のなかのフェリ磁性体であるため、生成されたマグヘマイト微粒子同士は互いに強固に磁気吸着して、導体の表面にマグヘマイト微粒子からなる被膜が耐火層として形成される。
以上に説明したように、導体の表面に有機鉄化合物を吸着させ、この導体を大気雰囲気からなる熱処理炉を通過させるだけの極めて簡単な連続処理によって、導体の表面にマグヘマイトからなる被膜が耐火層として形成される。また、熱処理の温度は最高でも430℃程度の温度である。このため、従来に比べ格段に安価な費用で、導体の表面に耐熱性が1420℃を優に超えるマグヘマイトからなる絶縁被膜が耐火層として形成できる。こうして、前記した導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1から第4の要件を同時に満たす耐火層が実現できる。
That is, according to this characteristic means, a film made of maghemite fine particles can be very easily formed on the surface of the conductor. As a result, a refractory layer satisfying the fourth requirement among the five requirements necessary as the refractory layer formed on the surface of the conductor can be realized.
First, an organic iron compound that generates iron (II) oxide (chemical formula is FeO) by thermal decomposition is dispersed in a solvent, and the conductor is immersed in this dispersion. Thereafter, when the conductor is exposed to a temperature equal to or higher than the vaporization point of the solvent, the organic iron compound is adsorbed on the surface of the conductor. The conductor having the organic iron compound adsorbed is continuously subjected to the following two-stage heat treatment in an air atmosphere.
First, the conductor is subjected to a heat treatment in which the organic iron compound is pyrolyzed to iron (II) oxide, and then the iron (II) oxide generated by pyrolysis is maghemite (chemical formula is γ-Fe 2 O 3 ). ) Is subjected to oxidation heat treatment. That is, when the boiling point of the organic substance constituting the organic iron compound is exceeded, the organic iron compound is thermally decomposed into an organic substance and iron (II) oxide. The organic matter generated by pyrolysis takes the heat of vaporization and vaporizes. On the other hand, when the iron (II) oxide generated by thermal decomposition is exposed to a higher temperature, an oxidation reaction in which the divalent iron ion Fe 2+ becomes the trivalent iron ion Fe 3+ proceeds. When the oxidation reaction in which the divalent iron ion Fe 2+ becomes the trivalent iron ion Fe 3+ is completed, all the divalent iron ions Fe 2+ in the iron (II) oxide become trivalent iron ions Fe 3+. Iron (II) FeO is oxidized to iron (III) Fe 2 O 3 . This iron (III) Fe 2 O 3 is maghemite γ-Fe 2 O 3 which is a γ phase of iron (III) Fe 2 O 3 . Since maghemite is a ferrimagnetic material among ferromagnetic materials, the produced maghemite fine particles are strongly magnetically adsorbed to each other, and a film made of maghemite fine particles is formed on the surface of the conductor as a refractory layer.
As described above, a coating made of maghemite is formed on the surface of the conductor as a refractory layer by an extremely simple continuous treatment in which an organic iron compound is adsorbed on the surface of the conductor and the conductor is passed through a heat treatment furnace consisting of an atmospheric atmosphere. Formed as. The temperature of the heat treatment is about 430 ° C. at the maximum. For this reason, an insulating film made of maghemite having a heat resistance well above 1420 ° C. can be formed on the surface of the conductor as a refractory layer at a much lower cost than conventional. Thus, a fireproof layer that simultaneously satisfies the first to fourth requirements among the five requirements necessary for the fireproof layer formed on the surface of the conductor can be realized.

本発明に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおける導体の表面に形成する耐火層の第4特徴手段は、前記した第3特徴手段における熱分解によって酸化鉄(II)を生成する有機鉄化合物は鉄イオンが酸素イオンと配位結合する有機鉄化合物である点にある。  The fourth characteristic means of the refractory layer formed on the surface of the conductor in the heat- and fire-resistant insulated electric wire or cable according to the present invention is an organic iron compound that generates iron (II) oxide by pyrolysis in the third characteristic means described above. The point is that the ion is an organic iron compound coordinated with an oxygen ion.

つまり、この特徴手段によれば、鉄イオンが配位子を形成する酸素イオンと配位結合した有機鉄化合物を大気中で熱分解させると酸化鉄(II)が生成され、更に、酸化鉄(II)を酸化するとマグヘマイトが析出する。すなわち、このような有機鉄化合物の大気中での熱分解反応においては、有機鉄化合物を構成する有機物の沸点を超えると熱分解が始まり、酸化鉄(II)と有機物に分解する。つまり、有機鉄化合物を構成する酸素イオンが配位子となって鉄イオンに近づいて配位結合するため、鉄イオンと配位子である酸素イオンとの距離は短い。このため、有機鉄化合物の熱分解においては、最初に配位子である酸素イオンが鉄イオンと結合する短い距離の部位の反対側の結合部位、つまり、結合距離が長い部位が切れる。これによって、有機鉄化合物は、鉄イオンが酸素イオンと結合した酸化鉄(II)FeOと有機物とに分解される。この後、有機物は気化熱を奪いながら気化する。いっぽう酸化鉄(II)FeOは、さらに高温に晒されると2価の鉄イオンFe2+が3価の鉄イオンFe3+になる酸化反応が進み、この酸化反応が完了すると、酸化鉄(II)FeOは酸化鉄(III)Feのγ相、つまりマグヘマイトになる。こうして、酸化鉄(II)の酸化反応が完了すると、マグヘマイト微粒子が導体の表面に析出する。マグヘマイトは強磁性体であるため、マグヘマイト微粒子同士が強固に磁気吸着して、導体の表面に耐火層としてマグヘマイトの被膜を形成する。この結果、導体の表面にマグヘマイト微粒子からなる被膜が耐火層として形成される。このように、鉄イオンが酸素イオンと配位結合する有機鉄化合物を導体の表面に吸着させ、この導体を熱処理することで、前記した導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1から第4の要件を同時に満たす耐火層が具体的に実現できる。In other words, according to this characteristic means, when an organic iron compound in which iron ions coordinate with oxygen ions forming a ligand is thermally decomposed in the atmosphere, iron (II) oxide is generated. When II) is oxidized, maghemite precipitates. That is, in the thermal decomposition reaction of such an organic iron compound in the atmosphere, thermal decomposition starts when the boiling point of the organic substance constituting the organic iron compound is exceeded, and decomposes into iron (II) oxide and the organic substance. That is, the oxygen ion constituting the organic iron compound becomes a ligand and coordinates with the iron ion so that the distance between the iron ion and the oxygen ion that is the ligand is short. For this reason, in the thermal decomposition of the organic iron compound, first, the binding site opposite to the short-distance site where the oxygen ion, which is the ligand, binds to the iron ion, that is, the site with the long binding distance is cut. Thereby, the organic iron compound is decomposed into iron (II) FeO in which iron ions are combined with oxygen ions and organic matter. Thereafter, the organic matter is vaporized while taking the heat of vaporization. On the other hand, when iron (II) FeO is exposed to a higher temperature, the oxidation reaction of divalent iron ions Fe 2+ becomes trivalent iron ions Fe 3+ proceeds. When this oxidation reaction is completed, iron (II) FeO Becomes a γ phase of iron (III) Fe 2 O 3 , that is, maghemite. Thus, when the oxidation reaction of iron (II) is completed, maghemite fine particles are deposited on the surface of the conductor. Since maghemite is a ferromagnetic substance, maghemite fine particles are strongly magnetically adsorbed to form a maghemite film as a refractory layer on the surface of the conductor. As a result, a film made of maghemite fine particles is formed as a refractory layer on the surface of the conductor. As described above, the organic iron compound in which iron ions coordinate with oxygen ions are adsorbed on the surface of the conductor, and the conductor is heat-treated, so that the five requirements necessary as a fireproof layer formed on the surface of the conductor are described. Among these, the fireproof layer that satisfies the first to fourth requirements at the same time can be specifically realized.

本発明に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおける導体の表面に形成する耐火層の第5特徴手段は、前記した第4特徴手段における鉄イオンが配位子を形成する酸素イオンと配位結合した有機鉄化合物が酢酸鉄、安息香酸鉄、カプリル酸鉄、ナフテン酸鉄のうちのいずれかのカルボン酸鉄ないしはアセチルアセトン鉄の有機鉄化合物である点にある。  The fifth characteristic means of the refractory layer formed on the surface of the conductor in the heat- and fire-resistant insulated electric wire or cable according to the present invention is such that the iron ions in the fourth characteristic means are coordinated with oxygen ions forming a ligand. The organic iron compound is an organic iron compound of iron carboxylate or acetylacetone iron among iron acetate, iron benzoate, iron caprylate, and iron naphthenate.

つまり、この手段によれば、酢酸鉄(II)(化学式がFe(CHCOO)である)、安息香酸鉄(II)(化学式がFe(CCOO)である)、カプリル酸鉄(II)(化学式がFe(CH(CHCOO)である)、ないしはナフテン酸鉄(II)(化学式がFe(CCOO)である)などからなるカルボン酸鉄は、いずれもカルボン酸のカルボキシル基COOHを構成する酸素イオンが配位子となって2価の鉄イオンに近づき、酸素イオンが鉄イオンとの間で配位結合する。また、アセチルアセトン鉄(III)(化学式がFe(Cである)は、アセチルアセトン(化学式がCである)の共役塩基であるアセチルアセトナート(化学式がC である)を構成する2個の酸素イオンが配位子となって鉄イオンと結合し、アセチルアセトナートが六員環を形成する有機鉄化合物である。このようなカルボン酸鉄ないしはアセチルアセトン鉄は、カルボン酸ないしはアセチルアセトンの沸点を超えると熱分解が始まり、酸化鉄(II)FeOとカルボン酸ないしはアセチルアセトンに分解する。つまり、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオン、ないしはアセチルアセトナートを構成する酸素イオンが鉄イオンに近づいて配位結合するため、鉄イオンと配位子である酸素イオンとの距離は短い。このため、熱分解においては、配位子である酸素イオンが鉄イオンと結合する反対側の長い距離の部位が最初に切れる。この熱分解によって、鉄イオンが酸素イオンと結合した酸化鉄(II)FeOと、カルボン酸ないしはアセチルアセトンに分解する。なお、アセチルアセトン鉄(III)は、3価の鉄イオンFe3+とアセチルアセトナートC の3分子が結合した有機鉄化合物であるが、アセチルアセトン鉄(III)の熱分解が起こる温度では、3価の鉄イオンFe3+より2価の鉄イオンFe2+が安定しているため、アセチルアセトン鉄(III)の熱分解では、2価の鉄イオンFe2+からなる酸化鉄(II)FeOが生成される。この後、カルボン酸ないしはアセチルアセトンは気化熱を奪いながら気化する。いっぽう酸化鉄(II)FeOは、温度上昇によって2価の鉄イオンFe2+が3価の鉄イオンFe3+になる酸化反応が進み、酸化鉄(II)FeOは酸化鉄(III)Feのγ相、つまりマグヘマイトになる。こうして酸化鉄(II)の酸化反応が完了した後に、マグヘマイト微粒子が析出する。マグヘマイトは強磁性体であるため、マグヘマイト微粒子同士が強固に磁気吸着して、導体の表面に耐火層としてマグヘマイトの被膜を形成する。
前記したカルボン酸鉄ないしはアセチルアセトン鉄は、汎用的なカルボン酸ないしは汎用的な有機物と鉄との化合物であるため、合成が容易で安価な工業用薬品である。安価な工業用薬品を導体に吸着させ、この導体を大気中で熱処理する連続処理でマグヘマイトからなる被膜が導体の表面に形成されるため、従来に比べ格段に安価な製造費用で耐熱性が硬鋼線の融点より高い耐火層が形成できる。こうして、前記した導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1から第5の要件を同時に満たす耐火層が実現できる。
That is, according to this means, iron (II) acetate (chemical formula is Fe (CH 3 COO) 2 ), iron (II) benzoate (chemical formula is Fe (C 6 H 5 COO) 2 ), capryl Carboxylic acid comprising iron (II) acid (chemical formula is Fe (CH 3 (CH 2 ) 6 COO) 2 ) or iron (II) naphthenate (chemical formula is Fe (C 6 H 5 COO) 2 ) In each of the acid irons, oxygen ions constituting the carboxyl group COOH of the carboxylic acid act as a ligand to approach the divalent iron ion, and the oxygen ion coordinates with the iron ion. Further, acetylacetone iron (III) (chemical formula is Fe (C 5 H 7 O 2 ) 3 ) is acetylacetonate (chemical formula is C) which is a conjugate base of acetylacetone (chemical formula is C 5 H 8 O 2 ). 5 H 7 O 2 ) is an organic iron compound in which two oxygen ions form a ligand and bind to an iron ion, and acetylacetonate forms a six-membered ring. When such iron carboxylate or acetylacetone iron exceeds the boiling point of the carboxylic acid or acetylacetone, thermal decomposition starts and decomposes into iron (II) FeO and carboxylic acid or acetylacetone. That is, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid or the oxygen ion constituting the acetylacetonate approaches the iron ion and forms a coordinate bond, so the distance between the iron ion and the oxygen ion that is the ligand is short. For this reason, in thermal decomposition, the site | part of the long distance of the opposite side where the oxygen ion which is a ligand couple | bonds with an iron ion cuts first. By this thermal decomposition, iron ions are decomposed into iron (II) FeO in which oxygen ions are combined with carboxylic acid or acetylacetone. In addition, acetylacetone iron (III) is an organic iron compound in which three molecules of trivalent iron ion Fe 3+ and acetylacetonate C 5 H 7 O 2 are bonded, but thermal decomposition of acetylacetone iron (III) occurs. At temperature, since the divalent iron ion Fe 2+ is more stable than the trivalent iron ion Fe 3+ , in the thermal decomposition of acetylacetone iron (III), iron oxide (II) FeO composed of the divalent iron ion Fe 2+. Is generated. Thereafter, the carboxylic acid or acetylacetone vaporizes while taking heat of vaporization. On the other hand, in the iron oxide (II) FeO, the oxidation reaction proceeds from the divalent iron ion Fe 2+ to the trivalent iron ion Fe 3+ as the temperature rises, and the iron (II) FeO is converted into iron (III) Fe 2 O 3. Γ phase, that is, maghemite. Thus, after the oxidation reaction of iron oxide (II) is completed, maghemite fine particles are precipitated. Since maghemite is a ferromagnetic substance, maghemite fine particles are strongly magnetically adsorbed to form a maghemite film as a refractory layer on the surface of the conductor.
The iron carboxylate or iron acetylacetone described above is an industrial chemical that is easy to synthesize and inexpensive because it is a compound of general-purpose carboxylic acid or general-purpose organic matter and iron. Because a film made of maghemite is formed on the surface of the conductor by continuous treatment in which an inexpensive industrial chemical is adsorbed on the conductor and this conductor is heat-treated in the atmosphere, the heat resistance is hard at a much lower manufacturing cost than before. A refractory layer higher than the melting point of the steel wire can be formed. Thus, a fireproof layer that simultaneously satisfies the first to fifth requirements among the five requirements necessary for the fireproof layer formed on the surface of the conductor can be realized.

本発明に係わる耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルにおける導体の表面にマグヘマイトの被膜からなる耐火層を形成する形成方法の特徴手段は、有機鉄化合物を有機溶媒に分散させて分散液を作成する第1の工程と、前記有機鉄化合物の分散液に導体を浸漬する第2の工程と、前記導体を昇温して前記有機溶媒を気化させて該導体の表面に前記有機鉄化合物を吸着させる第3の工程と、前記有機鉄化合物が吸着した導体を大気中で熱処理する第4の工程とからなる4つの工程によってマグヘマイトが導体の表面に析出し、これによって、マグヘマイトからなる被膜が導体の表面に耐火層として形成される形成方法である点にある。  The characteristic means of the forming method for forming a refractory layer composed of a maghemite film on the surface of a conductor in a heat- and fire-resistant insulated wire or cable according to the present invention is a first method for preparing a dispersion by dispersing an organic iron compound in an organic solvent. A second step of immersing the conductor in the dispersion of the organic iron compound, and a third step of evaporating the organic solvent to evaporate the organic solvent to adsorb the organic iron compound on the surface of the conductor. And maghemite is deposited on the surface of the conductor by the four steps consisting of the above step and the fourth step of heat-treating the conductor on which the organic iron compound is adsorbed in the atmosphere, whereby a film made of maghemite is formed on the surface of the conductor. It is in the point which is the formation method formed as a fireproof layer.

つまり、このマグヘマイトの被膜からなる耐火層を形成する形成方法によれば、極めて簡単な連続した4つの工程からなる製造方法で、導体の表面にマグヘマイトからなる被膜が形成される。これによって、極めて安価な製造費用で導体の表面に耐火層が形成できる。
すなわち、第1の工程は、有機鉄化合物を容器に充填し、これに有機溶媒を加えて撹拌するだけの工程である。これによって、有機鉄化合物が有機溶媒に分散された分散液が作成できる。第2の工程は、分散液に導体を浸漬するだけの工程である。これによって、導体の表面に有機鉄化合物の分散液が付着する。第3の工程は、導体を有機溶媒の沸点まで昇温するだけの工程である。これによって、導体の表面に有機鉄化合物が吸着する。第4の製造工程は、大気雰囲気において、有機鉄化合物が熱分解し、さらに、熱分解で生成された酸化鉄(II)が酸化鉄(III)に酸化する反応が完了する温度の熱処理炉を通過させるだけの工程である。これによって、導体の表面に形成されたマグヘマイトからなる被膜が耐火層として作用する。こうして、前記した導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件のうち、第1から第5の要件を同時に満たす耐火層が製作できる。
That is, according to the forming method for forming the refractory layer made of the maghemite film, the film made of maghemite is formed on the surface of the conductor by a very simple continuous four-step manufacturing method. Thereby, a refractory layer can be formed on the surface of the conductor at a very low manufacturing cost.
That is, the first step is a step in which an organic iron compound is filled in a container, an organic solvent is added thereto, and the mixture is stirred. Thereby, a dispersion liquid in which the organic iron compound is dispersed in the organic solvent can be prepared. The second step is simply a step of immersing the conductor in the dispersion. Thereby, the dispersion liquid of the organic iron compound adheres to the surface of the conductor. The third step is simply a step of raising the temperature of the conductor to the boiling point of the organic solvent. As a result, the organic iron compound is adsorbed on the surface of the conductor. In the fourth manufacturing process, a heat treatment furnace at a temperature at which the reaction in which the organic iron compound is thermally decomposed and the iron (II) oxide generated by the pyrolysis is oxidized to iron (III) in an air atmosphere is completed. It is a process that only passes. Thereby, the film made of maghemite formed on the surface of the conductor acts as a fireproof layer. Thus, a refractory layer that simultaneously satisfies the first to fifth requirements among the five requirements necessary as the refractory layer formed on the surface of the conductor can be manufactured.

有機鉄化合物を用いて耐火層を形成する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which forms a fireproof layer using an organic iron compound. ナフテン酸鉄を用いて耐火層を形成する製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process which forms a fireproof layer using iron naphthenate. アセチルアセトン鉄を用いて耐火層を形成する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of forming a fireproof layer using acetylacetone iron.

耐火層を形成する実施形態1Embodiment 1 for forming a refractory layer

導体の表面にマグヘマイトの被膜からなる耐火層を形成する実施形態1を、熱分解によって酸化鉄(II)を生成する有機鉄化合物を原料として用い、導体の表面に耐火層を形成する製造工程として図1に示す。予め、有機鉄化合物がn−ブタノールに10重量%として分散させた分散液を作成し、このn−ブタノール分散液を液槽に充填する。最初に、導体を有機鉄化合物のn−ブタノール分散液が入った液槽に一定時間浸漬させてこの液槽を通過させる。これによって、有機鉄化合物のn−ブタノール分散液が導体の表面に付着する。次に、導体を120℃に設定された低温焼成室Aを短時間で通過させ、導体に吸着した有機鉄化合物のn−ブタノール分散液におけるn−ブタノールを気化させ、気化したn−ブタノールは回収機Dで回収する。これによって、有機鉄化合物が導体の表面に吸着する。さらに、導体は高温焼成室Bを一定時間で通過する。高温焼成室Bは、相対的に低い温度に設定された低温焼成部B1と、相対的に高い温度に設定された高温焼成部B2とからなる。低温焼成部B1は、有機鉄化合物を構成する有機物の沸点より若干高い温度に設定され、導体がこの低温焼成部B1を通過することで、導体の表面に吸着した有機鉄化合物が有機物と酸化鉄(II)とに熱分解する。これによって、導体の表面に酸化鉄(II)が吸着する。この熱分解で生成された有機物は、有機物回収機Eによって回収される。高温焼成部B2は、酸化鉄(II)が酸化鉄(III)に酸化する酸化反応が進行する温度に設定され、導体がこの高温焼成部B2を相対的に長い時間で通過することで、酸化鉄(II)の全てが酸化鉄(III)に酸化され、導体の表面にマグヘマイト微粒子が析出する。マグヘマイトは強磁性体であるため、マグヘマイト微粒子同士が強固に磁気吸着して、導体の表面にマグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜が形成される。
以上に説明したように、導体の表面にマグヘマイトからなる耐火層を形成する製造工程は、有機鉄化合物のn−ブタノール分散液に導体を浸漬させる工程と、この導体を大気雰囲気で熱処理する工程との2つの工程を連続して行う。また、導体を熱処理する工程は3つの連続した熱処理工程からなる。このため、導体の表面にマグヘマイトからなる耐火層を形成する製造工程は、極めて安価な製造費用で耐火層が製造できる。
Embodiment 1 in which a refractory layer made of a maghemite film is formed on the surface of a conductor is used as a raw material, and a manufacturing process for forming a refractory layer on the surface of the conductor using an organic iron compound that generates iron (II) oxide by thermal decomposition. As shown in FIG. A dispersion in which an organic iron compound is dispersed in n-butanol as 10% by weight is prepared in advance, and this n-butanol dispersion is filled in a liquid tank. First, the conductor is immersed in a liquid tank containing an n-butanol dispersion of an organic iron compound for a certain period of time and passed through this liquid tank. Thereby, the n-butanol dispersion of the organic iron compound adheres to the surface of the conductor. Next, the conductor is passed through the low-temperature firing chamber A set at 120 ° C. in a short time to vaporize n-butanol in the n-butanol dispersion of the organic iron compound adsorbed on the conductor, and the vaporized n-butanol is recovered. Collect with machine D. As a result, the organic iron compound is adsorbed on the surface of the conductor. Further, the conductor passes through the high-temperature firing chamber B in a certain time. The high temperature baking chamber B includes a low temperature baking part B1 set at a relatively low temperature and a high temperature baking part B2 set at a relatively high temperature. The low-temperature fired part B1 is set to a temperature slightly higher than the boiling point of the organic substance constituting the organic iron compound, and the conductor passes through the low-temperature fired part B1, so that the organic iron compound adsorbed on the surface of the conductor becomes the organic substance and iron oxide. Pyrolysis to (II). Thereby, iron (II) oxide is adsorbed on the surface of the conductor. The organic matter generated by this thermal decomposition is collected by the organic matter collecting machine E. The high-temperature fired part B2 is set to a temperature at which an oxidation reaction in which iron (II) oxide is oxidized to iron (III) proceeds, and the conductor passes through the high-temperature fired part B2 in a relatively long time, thereby oxidizing All of the iron (II) is oxidized to iron (III) oxide, and maghemite fine particles are deposited on the surface of the conductor. Since maghemite is a ferromagnetic material, the maghemite fine particles are strongly magnetically adsorbed to form a film made of a collection of maghemite fine particles on the surface of the conductor.
As described above, the manufacturing process for forming a refractory layer made of maghemite on the surface of the conductor includes a process of immersing the conductor in an n-butanol dispersion of an organic iron compound, and a process of heat-treating the conductor in an air atmosphere. These two steps are performed in succession. Moreover, the process of heat-treating the conductor consists of three consecutive heat treatment processes. For this reason, the manufacturing process which forms the refractory layer which consists of maghemite on the surface of a conductor can manufacture a refractory layer at a very cheap manufacturing cost.

耐火層を形成する実施形態2Embodiment 2 for forming a refractory layer

導体の表面にマグヘマイトの被膜からなる耐火層を形成する実施形態2は、カルボン酸鉄の一種であるナフテン酸鉄(II)(化学式がFe(CCOO)である)を用いて、マグヘマイトの被膜からなる耐火層を銅線の表面に形成する実施形態である。ナフテン酸鉄(III)は、ナフテン酸(化学式がCCOOHである)の2分子が鉄と反応して容易に生成されるカルボン酸鉄の一種で、ナフテン酸を構成するカルボキシル基(化学式がCOOHである)の水素イオンが容易に乖離し、水素イオンが乖離した酸素イオンの部位に2価の鉄イオンが結合して生成される物質で、構造式はCCOO−Fe−OOCCで示される。
図2に、銅線の表面にマグヘマイトの被膜からなる耐火層を形成する製造工程を示す。最初に、ナフテン酸鉄(II)と銅線を用意する(S10工程)。次に、ナフテン酸鉄(II)を10重量%の割合でn−ブタノールに分散させた分散液を作成し、この分散液を液槽に充填する(S11工程)。こうした準備の後に、ナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液に銅線を浸漬する(S12工程)。これによって、銅線の表面にナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液が付着する。次に銅線は、次の3つの熱処理炉を連続して通過する。最初に銅線は120℃の低温焼成室Aを1分間で通過し、n−ブタノールが気化し、気化したn−ブタノールは回収機Dで回収する(S13工程)。これによって、銅線の表面にナフテン酸鉄(II)が吸着する。なお、本実施形態では耐火層の絶縁抵抗を増大させるため、図2に示したように、再度ナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液に銅線を浸漬させ、さらに低温焼成室Aを通過させることでナフテン酸鉄(II)の吸着量を増大させ、結果として耐火層の絶縁抵抗を増大させた。この後、銅線は高温焼成室Bを通過し2段階の熱処理が行われる。最初に、300℃に設定された低温焼成部B1を5分間で通過し、銅線の表面に吸着したナフテン酸鉄(II)が熱分解して酸化鉄(II)が析出し、気化したナフテン酸を有機酸回収機Eで回収する(S14工程)。この後、400℃に設定された高温焼成部B2を10分間で通過し、熱分解で生成された酸化鉄(II)が酸化鉄(III)に酸化され、生成されたマグヘマイト微粒子は互いに磁気吸着して銅線の表面にマグヘマイトからなる被膜を形成する(S15工程)。こうして、高温焼成室Bを通過した銅線は、表面に耐火層としてのマグヘマイトの被膜が形成される。
Embodiment 2 in which a refractory layer composed of a maghemite film is formed on the surface of a conductor uses iron (II) naphthenate (chemical formula is Fe (C 6 H 5 COO) 2 ), which is a kind of iron carboxylate. This is an embodiment in which a refractory layer made of a maghemite film is formed on the surface of a copper wire. Iron (III) naphthenate is a kind of iron carboxylate that is easily generated when two molecules of naphthenic acid (chemical formula is C 6 H 5 COOH) react with iron, and the carboxyl group ( The chemical formula is COOH), which is generated by the separation of the hydrogen ions easily and the divalent iron ions bonded to the oxygen ion sites where the hydrogen ions are separated. The structural formula is C 6 H 5 COO-Fe represented by -OOCC 6 H 5.
FIG. 2 shows a manufacturing process for forming a refractory layer made of a maghemite film on the surface of a copper wire. First, iron (II) naphthenate and a copper wire are prepared (step S10). Next, a dispersion in which iron (II) naphthenate is dispersed in n-butanol at a ratio of 10% by weight is prepared, and this dispersion is filled in a liquid tank (step S11). After such preparation, the copper wire is immersed in an n-butanol dispersion of iron (II) naphthenate (step S12). As a result, the n-butanol dispersion of iron (II) naphthenate adheres to the surface of the copper wire. Next, the copper wire passes through the following three heat treatment furnaces in succession. First, the copper wire passes through a low-temperature firing chamber A at 120 ° C. in 1 minute, n-butanol is vaporized, and the vaporized n-butanol is collected by the collecting machine D (step S13). Thereby, iron (II) naphthenate is adsorbed on the surface of the copper wire. In this embodiment, in order to increase the insulation resistance of the refractory layer, as shown in FIG. 2, the copper wire is immersed again in the n-butanol dispersion of iron (II) naphthenate, and the low-temperature firing chamber A is further provided. By passing, the adsorption amount of iron (II) naphthenate was increased, and as a result, the insulation resistance of the refractory layer was increased. Thereafter, the copper wire passes through the high-temperature firing chamber B and is subjected to a two-stage heat treatment. First, it passes through the low-temperature fired part B1 set at 300 ° C. for 5 minutes, and iron (II) naphthenate adsorbed on the surface of the copper wire is thermally decomposed to precipitate iron (II) oxide, thereby vaporizing naphthene. The acid is recovered by the organic acid recovery machine E (step S14). Thereafter, it passes through the high-temperature calcined part B2 set at 400 ° C. for 10 minutes, and the iron (II) oxide generated by thermal decomposition is oxidized to iron (III), and the produced maghemite fine particles are magnetically adsorbed to each other. Then, a film made of maghemite is formed on the surface of the copper wire (step S15). Thus, the copper wire that has passed through the high-temperature firing chamber B has a maghemite film as a refractory layer formed on the surface.

耐火層を形成する実施形態3Embodiment 3 for forming a refractory layer

導体の表面にマグヘマイトの被膜からなる耐火層を形成する実施形態3は、アセチルアセトン金属の一種であるアセチルアセトン鉄(III)Fe(Cを原料として用いて、マグヘマイトの被膜からなる耐火層を銅線の表面に形成する実施形態である。アセチルアセトン鉄(III)Fe(Cは、アセチルアセトンCの3分子が鉄と反応して容易に生成される有機鉄化合物であり、アセチルアセトンCの共役塩基であるアセチルアセトナートC を構成する2個の酸素イオンが配位子となって鉄イオンと結合し、アセチルアセトナートが六員環を形成する有機鉄化合物である。
本実施形態は、アセチルアセトン鉄(III)の熱分解温度がナフテン酸鉄(II)の熱分解温度と異なるため、ナフテン酸鉄(II)を用いた実施形態2に比べて、熱処理温度の条件が異なるだけである。図3に、アセチルアセトン鉄(III)を原料として用いて、マグヘマイトからなる被膜を銅線の表面に耐火層として形成する製造工程を示す。最初に、アセチルアセトン鉄(III)と銅線を用意する(S20工程)。次に、アセチルアセトン鉄(III)を10重量%の割合でn−ブタノールに分散させた分散液を作成し、この分散液を液槽に充填する(S21工程)。こうした準備の後に、アセチルアセトン鉄(III)のn−ブタノール分散液に銅線を浸漬させる(S22工程)。次に、銅線は低温焼成室Aを1分間で通過し、n−ブタノールが気化し、気化したn−ブタノールは回収機Dで回収する(S23工程)。なお、本実施形態では耐火層の絶縁抵抗を増大させるため、図3に示したように、再度アセチルアセトン鉄(III)のn−ブタノール分散液に銅線を浸漬させ、さらに低温焼成室Aを通過させることでアセチルアセトン鉄(III)の吸着量を増大させ、結果として耐火層の絶縁抵抗を増大させた。さらに、銅線は高温焼成室Bを通過し、2段階の熱処理が行われる。最初に、330℃に設定された低温焼成部B1を5分間で通過し、導体の表面に吸着したアセチルアセトン鉄(III)が熱分解して酸化鉄(II)が生成され、気化したアセチルアセトンは有機酸回収機Eで回収する(S24工程)。この後、430℃に設定された高温焼成部B2を10分間で通過し、熱分解で生成された酸化鉄(II)を酸化鉄(III)に酸化させ、生成されたマグヘマイト微粒子は互いに磁気吸着して銅線の表面にマグヘマイトからなる被膜を形成する(S25工程)。こうして、高温焼成室Bを通過した銅線は、表面に耐火層としてのマグヘマイトの被膜が形成される。
In Embodiment 3, in which a refractory layer made of a maghemite film is formed on the surface of a conductor, acetylacetone iron (III) Fe (C 5 H 7 O 2 ) 3 , which is a kind of acetylacetone metal, is used as a raw material. The fireproof layer is formed on the surface of the copper wire. Acetylacetone iron (III) Fe (C 5 H 7 O 2 ) 3 is an organic iron compound that is easily produced by the reaction of three molecules of acetylacetone C 5 H 8 O 2 with iron. Acetylacetone C 5 H 8 O 2 An organic iron compound in which two oxygen ions constituting acetylacetonate C 5 H 7 O 2 , which is a conjugate base of 2 , binds to iron ions as a ligand and acetylacetonate forms a six-membered ring It is.
In this embodiment, since the thermal decomposition temperature of acetylacetone iron (III) is different from the thermal decomposition temperature of iron (II) naphthenate, the conditions for the heat treatment temperature are higher than those in Embodiment 2 using iron (II) naphthenate. It is only different. FIG. 3 shows a manufacturing process in which a film made of maghemite is formed as a refractory layer on the surface of copper wire using acetylacetone iron (III) as a raw material. First, acetylacetone iron (III) and a copper wire are prepared (step S20). Next, a dispersion liquid in which acetylacetone iron (III) is dispersed in n-butanol at a ratio of 10% by weight is prepared, and this dispersion liquid is filled in a liquid tank (step S21). After such preparation, a copper wire is immersed in an n-butanol dispersion of acetylacetone iron (III) (step S22). Next, the copper wire passes through the low-temperature firing chamber A in 1 minute, n-butanol is vaporized, and the vaporized n-butanol is collected by the recovery machine D (step S23). In this embodiment, in order to increase the insulation resistance of the refractory layer, as shown in FIG. 3, the copper wire is again immersed in the n-butanol dispersion of acetylacetone iron (III) and further passes through the low-temperature baking chamber A. As a result, the adsorption amount of acetylacetone iron (III) was increased, and as a result, the insulation resistance of the refractory layer was increased. Further, the copper wire passes through the high-temperature firing chamber B, and two-stage heat treatment is performed. First, the acetylacetone iron (III) adsorbed on the surface of the conductor is thermally decomposed by passing through the low-temperature fired part B1 set at 330 ° C. in 5 minutes, and iron (II) oxide is generated. It collects with the acid recovery machine E (step S24). Thereafter, it passes through the high-temperature firing part B2 set at 430 ° C. for 10 minutes to oxidize iron (II) oxide generated by pyrolysis to iron (III) oxide, and the generated maghemite fine particles are magnetically adsorbed to each other. Then, a film made of maghemite is formed on the surface of the copper wire (step S25). Thus, the copper wire that has passed through the high-temperature firing chamber B has a maghemite film as a refractory layer formed on the surface.

本発明に係わる導体の表面に耐火層を形成する実施例1は、カルボン酸鉄の一種であるナフテン酸鉄(II)を用いて、マグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜を耐火層として銅線の表面に形成させた実施例である。なお耐火層の製造工程は、23段落で説明した実施形態2に準拠する。
最初に、原料となるナフテン酸鉄(II)とn−ブタノールと、電線としてJIS C 3102の規定に基づく電気用軟銅線を用意する。ナフテン酸鉄(II)は、金属石鹸として市販されているナフテン酸鉄(II)(例えば、東栄化工株式会社の製品)を用いた。n−ブタノールは試薬一級品を用いた。電気用軟銅線は市販品を用いた。
次に、ナフテン酸鉄(II)をn−ブタノールに対し10重量%の割合になるように秤量し、このナフテン酸鉄(II)をn−ブタノールに混合して撹拌し、ナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液を作成した。この分散液を容器に充填した。さらに、電気用軟銅線をナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液が入った容器に30秒間浸漬させた。これによって、電気用軟銅線の表面にナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液が付着する。
次に、電気用軟銅線を3つの熱処理炉を連続して通過させた。最初に120℃の低温焼成室を1分間で通過させ、n−ブタノールを気化させた。これによって、電気用軟銅線の表面にナフテン酸鉄(II)が吸着する。さらに、再度ナフテン酸鉄(II)のn−ブタノール分散液に電気用軟銅線を30秒間浸漬させ、この後低温焼成室を1分間で通過させた。この後、電気用軟銅線は300℃に設定された高温焼成室の低温焼成部を5分間で通過し、電気用軟銅線の表面に吸着したナフテン酸鉄(II)が熱分解して酸化鉄(II)を析出させた。この後、400℃に設定された高温焼成室の高温焼成部を10分間で通過させ、熱分解で生成された酸化鉄(II)が酸化鉄(III)に酸化され、生成されたマグヘマイト微粒子は互いに磁気吸着して電気用軟銅線の表面にマグヘマイトからなる被膜を形成させた。
次に、前記した条件で製作した電気用軟銅線の試料について観察と測定とを行ない、目的とする処理が確実になされているか否かを判定した。最初に試料表面を電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、JFEテクノリサーチ株式会社の極低加速電圧SEMを用いた。この装置は100Vからの極低加速電圧による表面観察が可能で、さらに試料に導電性の被膜を形成せずに直接試料の表面が観察できる特徴を有する装置である。反射電子線の900V〜1kVの間にある2次電子線を取り出して画像処理を行い試料表面の凹凸を観察した。試料には、極めて多数の40nm〜60nmの大きさからなる粒状の微粒子が、電気用軟銅線の表面全体に満遍なく形成されていることが確認できた。次に、特性X線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料表面に形成された被膜を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。鉄原子、酸素原子の双方が表面に均一に存在し、特段に偏在する箇所が見られなかったため、酸化鉄からなる微粒子であることが確認できた。さらに極低加速電圧SEMの機能にEBSP解析機能を付加し、結晶構造の解析を行なった。この結果から、試料表面に形成された微粒子が酸化鉄(III)のγ相であるマグヘマイトγ−Feであることが確認できた。なおEBSP解析機能とは、試料に電子線を照射したとき、反射電子が試料中の原子面によって回折されることによってバンド状のパターンを形成し、このバンドの対称性が結晶系に対応し、バンドの間隔が原子面間隔に対応しているため、このパターンを解析することで、結晶方位や結晶系を測定する機能をいう。
以上に説明した試料表面の電子顕微鏡による観察結果から、電気用軟銅線の表面全体に極めて多数のマグヘマイトの微粒子が磁気吸着している事実が確認できた。この結果から、前記で説明した条件でナフテン酸鉄(II)を熱処理することで、電気用軟銅線の表面にマグヘマイト微粒子が満遍なく磁気吸着することが確認できた。
次に、試料の絶縁抵抗を測定した。絶縁抵抗の測定には、共立電気計器の絶縁抵抗計を用い、試料の長さを1mとし、電気用軟銅線と耐火層との間の電気抵抗を測定した。絶縁抵抗は1MΩに近い値を示した。従って、耐火層として必要となる絶縁抵抗を、マグヘマイト微粒子からなる被膜が形成していることが分かった。
以上に説明したように、安価な工業用薬品であるナフテン酸鉄(II)を原料として用いて、ナフテン酸鉄(II)を大気雰囲気で熱分解することによって、電気用軟銅線の表面にマグヘマイト微粒子の集まりから耐火層が形成できた。マグヘマイトは、450℃の温度でヘマタイトに相転移する。ヘマタイトは極めて安定した酸化物の不動態であるため、融点である1566℃に近い耐熱性を有し、かつ、融点に近い温度においても比抵抗が10Ωmに近い絶縁物である。このため、マグヘマイト微粒子の集まりから耐火層は、導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件の全てを満たす。
Example 1 in which a refractory layer is formed on the surface of a conductor according to the present invention is the surface of a copper wire using iron (II) naphthenate, which is a kind of iron carboxylate, and a coating composed of a collection of maghemite fine particles as a refractory layer. It is the Example formed in. In addition, the manufacturing process of a refractory layer is based on Embodiment 2 demonstrated in 23 paragraphs.
First, iron (II) naphthenate and n-butanol as raw materials, and an annealed copper wire based on JIS C 3102 are prepared as electric wires. As iron (II) naphthenate, iron (II) naphthenate commercially available as a metal soap (for example, a product of Toei Chemical Co., Ltd.) was used. For n-butanol, a reagent first grade was used. Commercially available annealed copper wire was used.
Next, iron (II) naphthenate is weighed so as to have a ratio of 10% by weight with respect to n-butanol, and this iron (II) naphthenate is mixed with n-butanol and stirred, and iron naphthenate (II N-butanol dispersion was prepared. This dispersion was filled in a container. Further, the electrical annealed copper wire was immersed in a container containing n-butanol dispersion of iron (II) naphthenate for 30 seconds. As a result, the n-butanol dispersion of iron (II) naphthenate adheres to the surface of the electrical annealed copper wire.
Next, the annealed copper wire was passed through three heat treatment furnaces in succession. First, a low-temperature baking chamber at 120 ° C. was passed in 1 minute to vaporize n-butanol. As a result, iron (II) naphthenate is adsorbed on the surface of the electrical annealed copper wire. Furthermore, the annealed copper wire was dipped in the n-butanol dispersion of iron (II) naphthenate again for 30 seconds, and then passed through the low-temperature firing chamber for 1 minute. Thereafter, the electrical annealed copper wire passes through the low temperature firing part of the high temperature firing chamber set at 300 ° C. in 5 minutes, and iron (II) naphthenate adsorbed on the surface of the electrical annealed copper wire is thermally decomposed to iron oxide. (II) was precipitated. Thereafter, the high-temperature baking part of the high-temperature baking chamber set at 400 ° C. is passed in 10 minutes, and iron (II) oxide generated by thermal decomposition is oxidized to iron (III), and the generated maghemite fine particles are A film made of maghemite was formed on the surface of the annealed copper wire by magnetic adsorption.
Next, observation and measurement were performed on a sample of an electrical annealed copper wire manufactured under the above-described conditions, and it was determined whether or not the intended treatment was reliably performed. First, the sample surface was observed with an electron microscope. The electron microscope used was an ultra-low acceleration voltage SEM from JFE Techno-Research Corporation. This apparatus is capable of observing the surface with an extremely low acceleration voltage from 100 V, and further has a feature that the surface of the sample can be directly observed without forming a conductive film on the sample. A secondary electron beam between 900 V and 1 kV of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing to observe irregularities on the sample surface. It was confirmed that an extremely large number of granular fine particles having a size of 40 nm to 60 nm were uniformly formed on the entire surface of the electrical annealed copper wire in the sample. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types of elements constituting the film formed on the sample surface and the distribution state thereof were analyzed. Both iron atoms and oxygen atoms were uniformly present on the surface, and no particularly uneven locations were found, confirming that the particles were made of iron oxide. Furthermore, an EBSP analysis function was added to the function of the extremely low acceleration voltage SEM, and the crystal structure was analyzed. From this result, it was confirmed that the fine particles formed on the sample surface were maghemite γ-Fe 2 O 3 which is a γ phase of iron (III) oxide. The EBSP analysis function means that when a sample is irradiated with an electron beam, the reflected electrons are diffracted by the atomic plane in the sample to form a band-shaped pattern, and the symmetry of this band corresponds to the crystal system. Since the band interval corresponds to the atomic plane interval, the function of measuring the crystal orientation and the crystal system by analyzing this pattern.
From the observation results of the sample surface described above with an electron microscope, it was confirmed that an extremely large number of maghemite particles were magnetically adsorbed on the entire surface of the electrical annealed copper wire. From this result, it was confirmed that the maghemite fine particles were evenly magnetically adsorbed on the surface of the electrical annealed copper wire by heat-treating iron (II) naphthenate under the conditions described above.
Next, the insulation resistance of the sample was measured. For measuring the insulation resistance, an insulation resistance meter of a Kyoritsu electric meter was used. The length of the sample was 1 m, and the electrical resistance between the annealed copper wire and the refractory layer was measured. The insulation resistance showed a value close to 1 MΩ. Therefore, it was found that a film made of maghemite fine particles was formed to have the insulation resistance required for the refractory layer.
As explained above, iron naphthenate (II), which is an inexpensive industrial chemical, is used as a raw material, and iron (II) naphthenate is thermally decomposed in an air atmosphere to thereby form maghemite on the surface of an electrical annealed copper wire. A refractory layer was formed from the collection of fine particles. Maghemite undergoes a phase transition to hematite at a temperature of 450 ° C. Since hematite is an extremely stable oxide passivity, it has heat resistance close to the melting point of 1566 ° C. and is an insulator having a specific resistance close to 10 7 Ωm even at a temperature close to the melting point. For this reason, the refractory layer from the collection of maghemite fine particles satisfies all the five requirements necessary for the refractory layer formed on the surface of the conductor.

本発明に係わる導体の表面に耐火層を形成する実施例2は、アセチルアセトン金属の一種であるアセチルアセトン鉄(III)を用いて、マグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜を耐火層として銅線の表面に形成させた実施例である。なお耐火層の製造工程は、24段落で説明した実施形態3に準拠する。
最初に、原料となるアセチルアセトン鉄(III)とn−ブタノールと、電線としてJIS C 3102の規定に基づく電気用軟銅線を用意する。アセチルアセトン鉄(III)は、金属石鹸として市販されているアセチルアセトン鉄(III)(例えば、日本化学産業株式会社の製品であるナーセム第二鉄)を用いた。n−ブタノールは試薬一級品を用いた。電気用軟銅線は市販品を用いた。
次に、アセチルアセトン鉄(III)をn−ブタノールに対し10重量%の割合になるように秤量し、このアセチルアセトン鉄(III)をn−ブタノールに混合して撹拌し、アセチルアセトン鉄(III)のn−ブタノール分散液を作成した。この分散液を容器に充填した。さらに、電気用軟銅線をアセチルアセトン鉄(III)のn−ブタノール分散液が入った容器に30秒間浸漬させた。これによって、電気用軟銅線の表面にアセチルアセトン鉄(III)のn−ブタノール分散液が付着する。
次に、電気用軟銅線を3つの熱処理炉を連続して通過させた。最初に120℃の低温焼成室を1分間で通過させ、n−ブタノールを気化させた。これによって、電気用軟銅線の表面にアセチルアセトン鉄(III)が吸着する。さらに、再度アセチルアセトン鉄(III)のn−ブタノール分散液に電気用軟銅線を30秒間浸漬させ、この後低温焼成室を1分間で通過させた。この後、電気用軟銅線は330℃に設定された高温焼成室の低温焼成部を5分間で通過し、電気用軟銅線の表面に吸着したアセチルアセトン鉄(III)が熱分解して酸化鉄(II)を析出させた。さらに、430℃に設定された高温焼成室の高温焼成部を10分間で通過させ、熱分解で生成された酸化鉄(II)が酸化鉄(III)に酸化され、生成されたマグヘマイト微粒子は互いに磁気吸着して電気用軟銅線の表面にマグヘマイトからなる被膜を形成させた。
次に、前記した条件で製作した電気用軟銅線の試料について観察と測定とを行ない、目的とする処理が確実になされているか否かを判定した。最初に試料表面を電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、JFEテクノリサーチ株式会社の極低加速電圧SEMを用いた。反射電子線の900V〜1kVの間にある2次電子線を取り出して画像処理を行い試料表面の凹凸を観察した。試料には、極めて多数の40nm〜60nmの大きさからなる粒状の微粒子が、電気用軟銅線の表面全体に満遍なく形成されていることが確認できた。次に、特性X線のエネルギーとその強度を画像処理し、試料表面に形成された被膜を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。鉄原子、酸素原子の双方が表面に均一に存在し、特段に偏在する箇所が見られなかったため、酸化鉄からなる粒状微粒子であることが確認できた。さらに、極低加速電圧SEMの機能にEBSP解析機能を付加し、結晶構造の解析を行なった。この結果から、試料表面に形成された微粒子が酸化鉄(III)のγ相であるマグヘマイトγ−Feであることが確認できた。
以上に説明した試料表面の電子顕微鏡による観察結果から、電気用軟銅線の表面全体に極めて多数のマグヘマイトの微粒子が磁気吸着している事実が確認できた。この結果から、前記で説明した条件でアセチルアセトン鉄(III)を熱処理することで、電気用軟銅線の表面にマグヘマイト微粒子が満遍なく磁気吸着することが確認できた。
次に、試料の絶縁抵抗を測定した。絶縁抵抗の測定には、共立電気計器の絶縁抵抗計を用い、試料の長さを1mとし、電気用軟銅線と耐火層との間の電気抵抗を測定した。絶縁抵抗は1MΩに近い値を示した。従って、耐火層として必要となる絶縁抵抗を、マグヘマイト微粒子からなる被膜が有することが分かった。
以上に説明したように、安価な工業用薬品であるアセチルアセトン鉄(III)を原料として用いて、アセチルアセトン鉄(III)を大気雰囲気で熱分解することによって、電気用軟銅線の表面にマグヘマイト微粒子の集まりから耐火層が形成できた。マグヘマイトは、450℃の温度でヘマタイトに相転移する。ヘマタイトは極めて安定した酸化物の不動態であるため、融点である1566℃に近い耐熱性を有し、かつ、融点に近い温度においても比抵抗が10Ωmに近い絶縁物である。このため、マグヘマイト微粒子の集まりから耐火層は、導体の表面に形成する耐火層として必要となる5つの要件の全てを満たす。
Example 2 of forming a refractory layer on the surface of a conductor according to the present invention uses acetylacetone iron (III), which is a kind of acetylacetone metal, to form a film composed of a collection of maghemite fine particles on the surface of a copper wire as a refractory layer. This is an example. In addition, the manufacturing process of a refractory layer is based on Embodiment 3 demonstrated in 24 paragraphs.
First, acetylacetone iron (III) and n-butanol as raw materials and an electric annealed copper wire based on JIS C 3102 are prepared as electric wires. As acetylacetone iron (III), acetylacetone iron (III) commercially available as a metal soap (for example, nursem ferric, a product of Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used. For n-butanol, a reagent first grade was used. Commercially available annealed copper wire was used.
Next, acetylacetone iron (III) is weighed so as to have a ratio of 10% by weight with respect to n-butanol, this acetylacetone iron (III) is mixed with n-butanol and stirred, and n of acetylacetone iron (III) is stirred. -A butanol dispersion was made. This dispersion was filled in a container. Further, the electrical annealed copper wire was immersed in a container containing an n-butanol dispersion of acetylacetone iron (III) for 30 seconds. As a result, an n-butanol dispersion of acetylacetone iron (III) adheres to the surface of the electrical annealed copper wire.
Next, the annealed copper wire was passed through three heat treatment furnaces in succession. First, a low-temperature baking chamber at 120 ° C. was passed in 1 minute to vaporize n-butanol. Thereby, acetylacetone iron (III) is adsorbed on the surface of the electrical annealed copper wire. Furthermore, the annealed copper wire was immersed again in an n-butanol dispersion of acetylacetone iron (III) for 30 seconds, and then passed through a low-temperature firing chamber for 1 minute. Thereafter, the electrical annealed copper wire passes through the low temperature firing part of the high temperature firing chamber set at 330 ° C. in 5 minutes, and acetylacetone iron (III) adsorbed on the surface of the electrical annealed copper wire is thermally decomposed to iron oxide ( II) was precipitated. Furthermore, the high temperature baking part of the high temperature baking chamber set to 430 degreeC is passed over 10 minutes, the iron (II) oxide produced | generated by thermal decomposition is oxidized to iron (III), and the produced | generated maghemite fine particles mutually A film made of maghemite was formed on the surface of the annealed copper wire by magnetic adsorption.
Next, observation and measurement were performed on a sample of an electrical annealed copper wire manufactured under the above-described conditions, and it was determined whether or not the intended treatment was reliably performed. First, the sample surface was observed with an electron microscope. The electron microscope used was an ultra-low acceleration voltage SEM from JFE Techno-Research Corporation. A secondary electron beam between 900 V and 1 kV of the reflected electron beam was taken out and subjected to image processing to observe irregularities on the sample surface. It was confirmed that an extremely large number of granular fine particles having a size of 40 nm to 60 nm were uniformly formed on the entire surface of the electrical annealed copper wire in the sample. Next, the energy and intensity of characteristic X-rays were subjected to image processing, and the types of elements constituting the film formed on the sample surface and the distribution state thereof were analyzed. Both iron atoms and oxygen atoms were present uniformly on the surface, and no particularly uneven locations were found, so it was confirmed that they were granular fine particles made of iron oxide. Furthermore, an EBSP analysis function was added to the function of the extremely low acceleration voltage SEM, and the crystal structure was analyzed. From this result, it was confirmed that the fine particles formed on the sample surface were maghemite γ-Fe 2 O 3 which is a γ phase of iron (III) oxide.
From the observation results of the sample surface described above with an electron microscope, it was confirmed that an extremely large number of maghemite particles were magnetically adsorbed on the entire surface of the electrical annealed copper wire. From this result, it was confirmed that the maghemite fine particles were uniformly magnetically adsorbed on the surface of the electrical annealed copper wire by heat-treating acetylacetone iron (III) under the conditions described above.
Next, the insulation resistance of the sample was measured. For measuring the insulation resistance, an insulation resistance meter of a Kyoritsu electric meter was used. The length of the sample was 1 m, and the electrical resistance between the annealed copper wire and the refractory layer was measured. The insulation resistance showed a value close to 1 MΩ. Therefore, it has been found that the coating made of maghemite fine particles has an insulation resistance required as a refractory layer.
As described above, acetylacetone iron (III), which is an inexpensive industrial chemical, is used as a raw material, and acetylacetone iron (III) is thermally decomposed in an air atmosphere, whereby maghemite fine particles are formed on the surface of an electric annealed copper wire. A refractory layer was formed from the gathering. Maghemite undergoes a phase transition to hematite at a temperature of 450 ° C. Since hematite is an extremely stable oxide passivity, it has heat resistance close to the melting point of 1566 ° C. and is an insulator having a specific resistance close to 10 7 Ωm even at a temperature close to the melting point. For this reason, the refractory layer from the collection of maghemite fine particles satisfies all the five requirements necessary for the refractory layer formed on the surface of the conductor.

Claims (6)

耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの導体の表面に形成する耐火層の形成について、鉄の酸化物であるマグヘマイトからなる被膜を導体の表面に形成し、該マグヘマイトからなる被膜によって前記導体の表面に耐火層を形成することを特徴とする耐熱・耐火絶縁電線ないしはケーブルの導体の表面に形成する耐火層の形成。  Regarding the formation of a refractory layer formed on the surface of a heat-resistant / fire-resistant insulated wire or cable conductor, a film made of maghemite, which is an iron oxide, is formed on the surface of the conductor, and the surface of the conductor is refractory by the film made of the maghemite. Formation of a refractory layer formed on the surface of a heat- and fire-resistant insulated electric wire or cable conductor, characterized by forming a layer. 請求項1におけるマグヘマイトの被膜からなる耐火層は、マグヘマイト微粒子の集まりによって形成された被膜であることを特徴とする請求項1に記載したマグヘマイトの被膜からなる耐火層の形成。  The refractory layer comprising a maghemite film according to claim 1, wherein the refractory layer comprising a maghemite film is a film formed by a collection of maghemite fine particles. 請求項2におけるマグヘマイト微粒子の集まりによって形成された被膜は、熱分解によって酸化鉄(II)を生成する有機鉄化合物を導体に吸着させ、該吸着した有機鉄化合物を大気中で熱処理して前記導体の表面にマグヘマイト微粒子を析出させ、該マグヘマイト微粒子同士の磁気吸着によってマグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜を形成することを特徴とする請求項2に記載したマグヘマイト微粒子の集まりからなる被膜の形成。  The film formed by the collection of maghemite fine particles according to claim 2 adsorbs an organic iron compound that generates iron (II) oxide by thermal decomposition on a conductor, and heat-treats the adsorbed organic iron compound in the air to form the conductor. 3. The formation of a film comprising a collection of maghemite fine particles according to claim 2, wherein maghemite fine particles are deposited on the surface of the maghemite and a film comprising the collection of maghemite fine particles is formed by magnetic adsorption between the maghemite fine particles. 請求項3における熱分解によって酸化鉄(II)を生成する有機鉄化合物は、鉄イオンが酸素イオンと配位結合する有機鉄化合物であることを特徴とする請求項3に記載した熱分解によって酸化鉄(II)を生成する有機鉄化合物。  The organic iron compound that produces iron (II) oxide by thermal decomposition in claim 3 is an organic iron compound in which iron ions coordinate with oxygen ions, and is oxidized by thermal decomposition according to claim 3. An organic iron compound that produces iron (II). 請求項4における鉄イオンが酸素イオンと配位結合する有機鉄化合物は、酢酸鉄、安息香酸鉄、カプリル酸鉄、ナフテン酸鉄のうちのいずれかのカルボン酸鉄ないしはアセチルアセトン鉄の有機鉄化合物であることを特徴とする請求項4に記載した鉄イオンが酸素イオンと配位結合する有機鉄化合物。  The organic iron compound in which the iron ion is coordinated to the oxygen ion in claim 4 is an organic iron compound of iron acetate, iron benzoate, iron caprylate, or iron naphthenate or iron acetylacetone. The organic iron compound in which the iron ion according to claim 4 is coordinated with an oxygen ion. 請求項1から請求項5のいずれの請求項に記載した導体の表面に形成するマグヘマイトの被膜からなる耐火層の形成方法は、有機鉄化合物を有機溶媒に分散させて分散液を作成する第1の工程と、前記有機鉄化合物の分散液に導体を浸漬する第2の工程と、前記導体を昇温して前記有機溶媒を気化させて該導体の表面に前記有機鉄化合物を吸着させる第3の工程と、前記有機鉄化合物が吸着した導体を大気中で熱処理する第4の工程とからなる4つの工程によって、マグヘマイトが導体の表面に析出して該マグヘマイトからなる被膜が前記導体の表面に耐火層として形成される請求項1から請求項5のいずれの請求項に記載した導体の表面に形成するマグヘマイトの被膜からなる耐火層の形成方法。  The method for forming a refractory layer comprising a maghemite film formed on the surface of a conductor according to any one of claims 1 to 5, wherein a dispersion liquid is prepared by dispersing an organic iron compound in an organic solvent. A second step of immersing the conductor in the dispersion of the organic iron compound, and a third step of evaporating the organic solvent to evaporate the organic solvent to adsorb the organic iron compound on the surface of the conductor. And the fourth step of heat treating the conductor on which the organic iron compound is adsorbed in the atmosphere, maghemite is deposited on the surface of the conductor, and a film made of the maghemite is formed on the surface of the conductor. A method for forming a refractory layer comprising a maghemite film formed on the surface of a conductor according to any one of claims 1 to 5, wherein the refractory layer is formed as a refractory layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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