JP3693417B2

JP3693417B2 - Corrosion resistant wire

Info

Publication number: JP3693417B2
Application number: JP13383696A
Authority: JP
Inventors: 裕人野崎; 保夫高橋; 顯田中; 中小野田; 健三武内; 洋橋本
Original assignee: 昭和電線電纜株式会社
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JPH09320357A

Description

【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、芯材が銅からなり、金属被覆層が線膨張係数１７．１〜１７．４×１０^-6／ＫのＮｉ含有ＳＵＳからなる複合金属線であって、前記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ＳＰ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）を使用することができる。
【０００９】
芯材が銅からなる場合、金属被覆層として線膨張係数１７．１〜１７．４×１０^-6／ＫのＮｉ含有ＳＵＳ、例えばＳＵＳ３０４を使用すると、両者の線膨張係数が近く、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。
【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（ＳＵＳ３０４）、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および例２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。
【００１５】
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ＳＵＳ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張係数１７．１〜１７．４×１０^-6／ＫのＮｉ含有ＳＵＳを使用すると、両者の線膨張係数が近く（銅の線膨張係数は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、特に本発明において、ＳＰ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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a corrosion-resistant electric wire excellent in corrosion resistance, particularly ammonia resistance.
[0002]
[Prior art]
Depending on the usage environment, the electrical conductors used in the wires may corrode in a relatively short period of time due to the corrosive gas in the atmosphere, and may cause a power outage accident due to disconnection or disable the use of electrical equipment. Yes, and sometimes it can cause major accidents. Therefore, electric conductors having excellent corrosion resistance are used for electric wires used in corrosive gas atmospheres. Examples of the corrosive gas atmosphere include an atmosphere containing sulfurous acid gas and ozone, or an ammonia gas atmosphere. In addition, ammonia resistance is particularly required for electric wires for electrical equipment used under ammonia refrigerant. Ammonia is corrosive to many metal materials even in the state of dry gas, but in the state of wet gas with added moisture, it exhibits more severe corrosiveness, and the metal materials, especially copper and copper alloys, are rapidly affected. Deteriorate.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A metal material that has excellent corrosion resistance, high electrical conductivity, and economy is optimal as an electrical conductor with corrosion resistance, especially ammonia resistance, but in reality it is difficult to obtain such a material. Therefore, the use of composite metal materials is generally being studied. For example, a technique is known in which copper is used as a core material and an ammonia-resistant metal such as aluminum, iron, or nickel is coated on the outer periphery thereof by vapor deposition or die drawing (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-252680). ).
Such a composite metal material is used with an insulation coating on the outer surface, but the insulation material conventionally used for coil winding is poor in ammonia resistance, and when it comes into contact with ammonia, it swells and the dielectric strength decreases. Therefore, there is a problem that it cannot be used for a long time.
[0004]
In the composite metal material, the thickness of the metal coating layer is not allowed to be too large in order to maintain the necessary conductivity. However, if the thickness of the metal coating layer is reduced, cracks, pinholes, and the like are generated, and the corrosion resistance may be significantly reduced, and the degree of freedom in manufacturing is low. In addition, if there is a large difference in the linear expansion coefficient between the core material and the metal coating layer, the deterioration rapidly proceeds due to stress corrosion, which may lead to disconnection.
The present invention has been made paying attention to such points, and an object of the present invention is to provide a corrosion-resistant electric wire that is excellent in corrosion resistance to ammonia and that can be easily manufactured.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The corrosion-resistant electric wire of the present invention is a composite metal wire in which the core material is made of copper and the metal coating layer is made of Ni-containing SUS having a linear expansion coefficient of 17.1 to 17.4 × 10 ⁻⁶ / K. It is characterized in that an extrusion coating layer of an ammonia-resistant thermoplastic resin made of a thermoplastic resin having an SP value (solubility parameter) of 8 or less is formed in close contact with the outer periphery of the composite metal wire.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the thickness of the metal coating layer is desirably 3 μm or more. This is because if the thickness is less than this, holes are generated due to scratches and the like, and the occurrence of cracks, pinholes, etc. increases rapidly, and the desired ammonia resistance cannot be obtained. The electrical conductivity of the composite metal wire is desirably 55% or more. This is to ensure the desired electrical conductivity even when the conductor diameter is small.
The extrusion coating layer is formed by introducing an ammonia-resistant thermoplastic resin into the extruder, heating and kneading it, and making it into a semi-molten state and extrusion-coating it from between the die and nipple onto the composite metal wire. . In this case, if a pull-down type extruder is used, the composite metal wire and the extrusion coating layer can be brought into close contact with each other.
[0007]
In the present invention, as an ammonia-resistant thermoplastic resin, as a thermoplastic resin having an SP value of 8 or less, for example, polyethylene (PE), polypropylene, ethylene tetrafluoride resin, vinylidene fluoride resin, ethylene trifluoride resin, etc. It is desirable to use a fluororesin or a copolymer containing these fluororesins. As the copolymer, FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer), or the like is used. The SP value means the square root of the value obtained by dividing the molar evaporation energy of the liquid by the molar volume. In the case of a plastic (polymer material), the plastic is dissolved in a solvent having a predetermined SP value. The ease of dissolution in this case is shown as a numerical value by a thermodynamic method. A thermoplastic resin coating layer having a value of 8 or less does not swell even when it comes into contact with ammonia gas, and maintains the dielectric strength. Therefore, it can be used for a long time.
[0008]
In the present invention, copper, copper alloy, or the like can be used as the core material, and SUS (stainless steel) can be used as the metal coating layer.
[0009]
When the core material is made of copper, if a Ni-containing SUS having a linear expansion coefficient of 17.1 to 17.4 × 10 ⁻⁶ / K, such as SUS304, is used as the metal coating layer, the linear expansion coefficient of both is close, and thermal expansion and contraction are possible. Since the accompanying stress is relaxed, the risk of stress corrosion can be reduced. When these SUSs are used, if the cladding method is employed, pinholes and the like are not generated, which is convenient.
[0010]
【Example】
Examples of the present invention will be described below. Table 1 shows examples of the present invention in which copper is used as a core material, SUS (SUS304) is extruded as a metal coating layer, and PE or ETFE is extrusion coated as an insulating layer (ammonia-resistant thermoplastic resin coating layer). The test methods and evaluation items are as follows.
Test method: Each electric wire was allowed to stand in an ammonia gas atmosphere at a pressure of 5 to 7 kgf / cm for 14 days.
Appearance: Evaluation was made by observing whether there was any change in color, shrinkage, cracking, etc. in the conductor and insulator before and after the ammonia gas test.
Insulation property ... After the ammonia gas test, whether or not the insulation performance was maintained was measured and evaluated. Those with a dielectric breakdown voltage of 10 kV / cm or more were regarded as acceptable.
[Table 1]

[0011]
Table 2 shows a comparative example performed under the same conditions as in the above example.
[Table 2]

[0012]
As is clear from comparison between Table 1 and Table 2, Examples 1 and 2, which are examples of the present invention, both had good appearance and insulation after the test, but had no metal coating layer (Comparison Example 1) and the one using nickel as the metal coating layer (Comparative Example 2) have a poor appearance of the core material, and the one using PI (polyimide resin) as the insulating layer (Comparative Example 3) has the appearance ( Both the core material and the insulating layer) and the insulation after the test were poor.
[0015]
As is clear from the above-described Examples and Comparative Examples, in the present invention, SUS is coated as a metal coating layer, preferably with a thickness of 3 μm or more, and the outer periphery thereof is excellent in ammonia resistance and has an SP value. Since a thermoplastic resin of 8 or less is extruded and coated so as to be in close contact with the metal coating layer, a corrosion-resistant electric wire having high ammonia resistance can be obtained.
[0016]
In the present invention, when the core material is made of copper, when a Ni-containing SUS having a linear expansion coefficient of 17.1 to 17.4 × 10 ⁻⁶ / K is used as the metal coating layer, the linear expansion coefficient of both is close ( The coefficient of linear expansion of copper is 17.3 × 10 ⁻⁶ / K), and stress associated with thermal expansion and contraction is relieved, so the risk of stress corrosion can be reduced. Further, particularly in the present invention, as the ammonia-resistant thermoplastic resin having an SP value of 8 or less, for example, polyethylene, polypropylene, fluororesin such as ethylene tetrafluoride resin, vinylidene fluoride resin, ethylene trifluoride resin, or these When the copolymer containing the fluororesin is used, these thermoplastic resin coating layers do not swell even when they come into contact with ammonia gas, so that the desired withstand voltage can be maintained over a long period of time. .
[0017]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the corrosion-resistant electric wire which is excellent in the corrosion resistance with respect to ammonia, and is easy to manufacture can be obtained.

Claims

The core material is made of copper, and the metal coating layer is a composite metal wire made of Ni-containing SUS having a linear expansion coefficient of 17.1 to 17.4 × 10 ⁻⁶ / K, and is in close contact with the outer periphery of the composite metal wire A corrosion-resistant electric wire characterized by forming an extrusion coating layer of an ammonia-resistant thermoplastic resin made of a thermoplastic resin having an SP value (solubility parameter) of 8 or less.

The corrosion-resistant electric wire according to claim 1, wherein the thermoplastic resin having an SP value of 8 or less is made of polyethylene, polypropylene, fluororesin, or a copolymer containing fluororesin.