JP3974000B2

JP3974000B2 - 防食電線

Info

Publication number: JP3974000B2
Application number: JP2002254861A
Authority: JP
Inventors: 浩一飯沼; 明吉野; 豊永田; 祐二浅野; 年二横谷; 満小町
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004095338A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架空送電線、架空地線、光ファイバ複合架空地線等の電線に用いられる防食電線用グリースおよびそれを用いた防食電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の架空電線には、テンションメンバとなる亜鉛メッキ鋼線やアルミニウム覆鋼線（以下、「亜鉛メッキ鋼線等」ということがある）の単線あるいは撚線を中心として、これの周囲に良導体である多数の硬アルミニウム線またはアルミニウム合金線（以下、単に「アルミニウム線」ということがある）を１層または複数層、同心円状に撚り合わせた複合撚線（ＡＣＳＲ）が使用されている。
このようなＡＣＳＲタイプの架空送電線の場合、強い日差しや風雪雨などの自然環境下に曝されても、中心線材部分が防食処理された亜鉛メッキ鋼線やアルミニウム被覆鋼線であって、また、この中心線材の周囲に撚り合わされる線材も耐食性の高いアルミニウム線やその合金線であるため、通常の環境下では、十分な耐食性を呈する。
【０００３】
しかし、海洋に近い地域、工業地帯などの大気汚染のひどい地域等では、塩分や酸性物質等の腐食性物質が大気中に多く存在し、それが電線を腐食するので、電線の寿命が著しく短くなることが知られている。このため、このような腐食性の高い環境下で使用される架空電線では、その表面にグリースを塗布または充填して電線の表面を被覆し、外気から遮断することが行われている。
一般に、グリースを塗布または充填した電線は、防食電線と呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような防食電線であっても、長期間に亘る使用の間に、通電による発熱のため、グリースが熱劣化して、グリースが垂れ落ちることがあった。また、寒冷条件で、ひび割れが生じることがあった。垂れ落ちやひび割れのため、防食性能が低下し、問題となっていた。
【０００５】
よって、本発明における課題は、高温で垂れ落ちにくく、耐寒性に優れ、防食性を長期間維持することが可能な防食電線を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題は、主成分として、４０℃における動粘度が６４５〜３７０００ｍｍ^２／ｓ、１００℃における動粘度が２８〜８５０ｍｍ^２／ｓであるポリブテンを８０重量％以上含有する基油１００質量部に対して、グリースの滴点が２２０℃以上となる増ちょう剤として、ベントナイト系粘土の表面に四級アンモニウムカチオンの塩類を吸着させて疎水化した有機化ベントナイトを５〜５０質量部、酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合してなり、混合後ミーリングによって均一化した、ちょう度が１８０〜３１０のグリースを塗布および／または充填した防食電線によって解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
本発明の防食電線に塗布および／または充填されるグリースは、基油が、主成分として、４０℃における動粘度が６４５〜３７０００ｍｍ^２／ｓ、１００℃における動粘度が２８〜８５０ｍｍ^２／ｓであるポリブテンを８０重量％以上含有するものであり、このような基油１００質量部に対して、グリースの滴点が２２０℃以上となる増ちょう剤として、ベントナイト系粘土の表面に四級アンモニウムカチオンの塩類を吸着させて疎水化した有機化ベントナイトを５〜５０質量部、酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合してなり、混合後ミーリングによって均一化した、ちょう度が１８０〜３１０のグリースである。
【０００８】
ポリブテンは、ブテン類（イソブチレン、１−ブテン等）の重合によって得られる液状の低重合体であり、炭化水素の主鎖からなるため、電気絶縁性、化学的安定性に優れるとともに、熱や光に対しても安定であり、耐水性、撥水性、耐候性、耐老化性等に優れている。また、不純物やワックス分、揮発油分が極めて少ないので、耐熱性に優れ、低い流動点を呈するため、防食電線としての耐熱性、耐寒性を高くすることができる。また、粘着性や付着性に富み、高温においても、電線からの垂れ落ちを抑制することができる。
このようなポリブテンとしては、市販のものから適宜選択して用いることができ、例えば、新日本石油化学株式会社の日石ポリブテンシリーズ（商品名：ＨＶ−１５、ＨＶ−３５、ＨＶ−５４、ＨＶ−１１０、ＨＶ−３００等）、出光石油化学株式会社の出光ポリブテンシリーズ（商品名：１００Ｈ、３００Ｈ、２０００Ｈ、３５Ｒ、１００Ｒ、３００Ｒ等）、日本油脂株式会社のニッサンポリブテンシリーズ（商品名：３Ｎ、５Ｎ、１０Ｎ等）などを好適に使用することができる。
【０００９】
さらに、ポリブテンの粘度としては、４０℃における動粘度が３０〜５００００ｍｍ²／ｓ、１００℃における動粘度が２０〜１０００ｍｍ²／ｓとされる。
動粘度が前記下限値より低いと、電線に塗布して敷設した後に、通電による発熱のため、基油成分の蒸発が多くなり、グリースが防食電線の防食性能が低下するおそれがある。また、動粘度が前記上限値より高いと、グリースの圧送性やハンドリングに劣り、電線への塗布や充填が困難になるので、好ましくない。
【００１０】
本発明の防食電線に用いられるグリースの基油としては、上述のポリブテンを主成分とするものであれば、鉱油（ナフテン系、パラフィン系）、合成油など、他の種類の油を５０重量％未満混合したものを用いることができる。より好ましくは、ポリブテンを８０重量％以上含有するものとし、さらに好ましくは、ポリブテンを９５重量％以上含有するものとすることが好ましい。
【００１１】
増ちょう剤としては、グリースの耐熱性、耐垂れ落ち性などの観点から、グリースの滴点が２２０℃以上となる種類のものが用いられる。このような増ちょう剤としては、金属複合せっけん、有機化ベントナイトやシリカゲルなどの無機系増ちょう剤、ポリウレアなどのウレア化合物、ポリテトラフルオロエチレンなどの高分子系増ちょう剤などのうちの１種または２種以上の混合物が挙げられる。
【００１２】
有機化ベントナイトとは、モンモリロナイト等の粘土鉱物を主成分とするベントナイト系粘土の表面に、四級アンモニウムカチオンの塩類等を吸着させて疎水化したものである。すなわち、四級アンモニウムカチオンが粘土鉱物の層状ケイ酸塩構造の間に侵入して形成される層間化合物であり、有機溶剤に対して優れた分散性を示し、基油との混和により膨潤して、増粘性、チキソトロピー性を呈する。
ベントナイトの表面処理剤として、アニオン系ポリマーやシラン系処理剤を用いた場合、ベントナイトの疎水化が十分に行われず、親水性が高くなるので、増ちょう剤として不適である。但し、四級アンモニウムカチオンなどを吸着させて疎水化した後、シラン系処理剤を用いることは好ましい。
【００１３】
金属複合せっけんは、長鎖脂肪酸の金属塩に、酢酸、乳酸、アジピン酸、ジアルキルリン酸などの他の酸の金属塩を複合させたものである。金属としては、リチウム、アルミニウム、カルシウム、バリウムなどが例示できる。
これらの複合せっけんに用いる長鎖脂肪酸としては、特に、１２−ヒドロキシステアリン酸など、分子内に水酸基を有するものを用いると、ロール掛けによってグリースのチキソトロピー性を大きくすることができるので、特に好ましい。
【００１４】
上述の増ちょう剤は、いずれも、耐熱性、耐水性に優れるとともに、増粘性が高いので、チクソトロピー（揺変性）の高いグリースを得ることができる。このため、電線への塗布性に優れるとともに、架設後の垂れ落ちや、通電時の発熱による熱劣化を効果的に抑制することができ、防食電線用グリースとして優れた性質を発揮する。
特に、有機化ベントナイトは、イオン交換作用を有するので、金属イオンなどを吸着することができ、また、酸などの腐食性物質と反応せず、変質や軟化を起こしにくいことから、特に好ましい。
【００１５】
基油と増ちょう剤との配合比は、基油１００質量部に対して、増ちょう剤を５〜５０質量部配合し、得られるグリースのちょう度が１８０〜３４０になるように調整するのが好ましい。ちょう度が１８０未満の場合、得られるグリースが非常に硬くなり、塗布性が低下する。また、３４０を超えると、得られるグリースが軟化し、流動しやすくなるので好ましくない。
【００１６】
本発明の防食電線用グリースには、高温熱酸化によるグリースの変質を抑制するため、基油１００質量部に対して、酸化防止剤が０．０１〜１０質量部の範囲内で添加される。酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系、リン系などのものを用いることができるが、特に、フェノール系、アミン系のものが好ましい。
さらに、本発明の効果を妨げない範囲で、必要に応じて、金属不活性化剤、炭酸カルシウム等の受酸剤、カーボンなどの耐候剤など、他の添加剤を適当量配合してもよい。また、基油の粘度が比較的低いもの（例えば、４０℃における動粘度が４０ｍｍ²／ｓ程度であるものなど）には、電線への付着性を向上させるため、増粘剤を、基油１００質量部に対して、５〜６０質量部添加することができる。増粘剤としては、低温での柔軟性に優れるものが好適に用いられ、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマー（ＯＣＰ）、ポリメタクリレート、石油系ロジン等の石油系樹脂などが例示される。
【００１７】
グリースの製造は、原料に応じて選択されるけん化法、混合法などの適切な方法により行うことができる。
例えば、金属複合石けんを増ちょう剤とするグリースでは、基油中、常圧または加圧下にて油脂類と金属塩基類を加熱してけん化させ、冷却後、各種添加剤などを添加し、必要に応じて加熱した後、混合し、ミーリングによって均一化して、ろ過、脱泡を行うことにより、グリースを製造することができる。
また、有機化ベントナイトを増ちょう剤とするグリースでは、基油と有機化ベントナイトを混合釜に入れ、メタノールなどの膨潤剤を添加して有機化ベントナイトを膨潤させたのち混合し、各種添加剤などを添加し、必要に応じて加熱した後、混合し、ミーリングによって均一化して、ろ過、脱泡を行うことにより、グリースを製造することができる。
【００１８】
グリースの電線（撚線）への充填は、複数の素線を撚り合わせて電線を製造する際に、各素線間にグリースを詰め込みながら撚り合わせることにより、行うことができる。また、グリースの塗布は、該電線の外周表面に対して、適宜の塗布手段によって行われる。グリースの塗布厚は、電線が露出しない程度とすればよい。
防食性の観点から、グリースを電線の素線間に充填するとともに、電線の外周に塗布することが好ましいが、環境条件があまり厳しくない場合は、充填のみを行ってもよい。電線が単線または撚りが緻密な撚線である場合には、塗布のみを行う。
このようにして製造された防食電線は、架空送電線、架空地線などの架空電線のほか、ジャンパ線や変電所内の母線などにも適用可能である。
【００１９】
以下、具体例を示す。表１に示す組成の防食電線用グリースを調製した。
用いた基油の性質は、以下のとおりである。
ポリブテンＡ：動粘度は、４０℃において６４５ｍｍ²／ｓ、１００℃において２８ｍｍ²／ｓ。
ポリブテンＢ：動粘度は、４０℃において９６００ｍｍ²／ｓ、１００℃において２２０ｍｍ²／ｓ。
ポリブテンＣ：動粘度は、４０℃において３７０００ｍｍ²／ｓ、１００℃において８５０ｍｍ²／ｓ。
ポリブテンＤ：動粘度は、４０℃において２０５ｍｍ²／ｓ、１００℃において１４ｍｍ²／ｓ。
ポリブテンＥ：動粘度は、４０℃において１７００００ｍｍ²／ｓ、１００℃において３１００ｍｍ²／ｓ。
鉱油：動粘度は、４０℃において１００ｍｍ²／ｓ、１００℃において１０ｍｍ²／ｓ。
【００２０】
用いた添加剤は、以下のとおりである。
酸化防止剤としては、フェノール系のペンタエリスリトール−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］を用いた。
増粘剤としては、ポリイソブチレン（粘度平均分子量４００００、流動点７７．５）を用いた。
【００２１】
次いで、得られた各防食電線用グリースについて、以下に示す評価試験を行い、特性を評価した。
〔ちょう度〕
グリースのちょう度は、ＪＩＳＫ２２００の５．３に記載の方法により測定した。防食電線用グリースにおいて、ちょう度の望ましい範囲は１８０〜３４０である。
〔滴点〕
グリースの滴点は、ＪＩＳＫ２２００の５．４に記載の方法により測定し、２２０℃の場合を「○」とし、２２０℃未満を「×」として評価した。
〔塗布性〕
グリースをアルミニウム送電線（ＡＣＳＲ）に塗布、充填したときに、注入性が良く、電線からの剥がれ落ちを起こさなかったものを「○」とし、グリースの付着性が弱く、剥がれ落ちを起こした場合を「×」として評価した。
【００２２】
〔高温での垂れ落ち性〕
グリースを、アルミニウム送電線（２００ｍｍ²撚線）の素線間に充填し、かつ撚線の表面に塗布して、防食電線を製造した。これを１５０℃、２００時間放置し、グリースの垂れ落ちの生じないものを「◎」、塗布量に対する垂れ落ち量が３％未満のものを「○」、塗布量に対する垂れ落ち量が３％以上のものを「×」として評価した。
【００２３】
〔耐寒性〕
幅５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの金属板（ＳＵＳ板）の片面に、グリースを０．５ｍｍの厚さにて塗布して試料を作製し、これを、−３０℃の恒温槽に１時間放置した。試料を恒温槽から取り出して直ちに、グリース塗布面を外側に向けて、半径８０ｍｍのマンドレルに当接させ、このマンドレルの外周面に沿って試料を湾曲させた。このとき、グリース塗布面を目視で観測し、亀裂が全く観測されなかった場合を「◎」、僅かな亀裂が観測された場合を「○」、かなりの亀裂や剥離が生じた場合を「×」として評価した。
【００２４】
〔防食性能〕
厚さ１ｍｍのアルミニウム板の表面に、グリースを０．０８ｍｍの厚さにて塗布して試料を作製し、これを濃度６ｍｏｌ／ｌの塩酸を入れたデシケータ内に３０日間放置した。デシケータから試料を取り出し、グリースを除去したのち、アルミニウム板の表面粗さを測定した。このとき、平均表面粗さが２μｍ以下の場合を「○」、２μｍを超えた場合を「×」として評価した。
【００２５】
これらの評価試験の結果を表１、表２に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
以上の結果から明らかなように、実施例の防食電線は、いずれも、ちょう度が適度な範囲にあり、塗布性、垂れ落ち性、耐寒性、防食性能の試験にも合格した。
基油中のポリブテンの配合比が１００％である実施例１〜３及び参考例１〜３の防食電線は、高温での垂れ落ち性、耐寒性ともに極めて優れていた。
基油中のポリブテンの配合比が９５％である実施例４の防食電線は、耐寒性試験で僅かな亀裂が認められたものの、実用上問題なく、高温での垂れ落ち性は極めて優れていた。
基油中のポリブテンの配合比が８０％である実施例５の防食電線は、高温での垂れ落ちが僅かであり、耐寒性試験で僅かな亀裂が認められたものの、実用上問題なく、優れた防食性能を示した。
【００２９】
これに対して、ポリブテンの１００℃における粘度が低く、増ちょう剤の配合比が過少である比較例１の防食電線では、ちょう度が大きく、高温での垂れ落ち性が劣っていた。
ポリブテンの粘度が高い比較例２の防食電線では、塗布性が劣っていた。
基油として鉱油を用いた比較例３、および、ポリブテンの配合比が少ない比較例４の防食電線は、鉱油中のワックス分のため、寒冷条件で流動が低下し、耐寒性試験において不合格となった。
酸化防止剤を添加しない比較例５の防食電線は、ちょう度は適度な範囲内にあったが、高温での変質のため、高温で垂れ落ちがかなりあった。
増ちょう剤としてＡｌ石けんを用いた比較例６の防食電線は、滴点が低く、温度上昇により流動性が増したため、高温での垂れ落ち性において不合格となった。
増ちょう剤の配合比が過多である比較例７の防食電線では、ちょう度が小さく、塗布が困難であった。
酸化防止剤の配合比が過多である比較例８の防食電線、および、増ちょう剤として炭酸カルシウムを添加した比較例９の防食電線では、防食性能が低くなり、不合格となった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の防食電線は、主成分として、４０℃における動粘度が６４５〜３７０００ｍｍ^２／ｓ、１００℃における動粘度が２８〜８５０ｍｍ^２／ｓであるポリブテンを８０重量％以上含有する基油１００質量部に対して、グリースの滴点が２２０℃以上となる増ちょう剤として、ベントナイト系粘土の表面に四級アンモニウムカチオンの塩類を吸着させて疎水化した有機化ベントナイトを５〜５０質量部、酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合してなり、混合後ミーリングによって均一化した、ちょう度が１８０〜３１０のグリースを塗布および／または充填したものであるので、高温での垂れ落ちや、寒冷条件でのひび割れなどによる防食性の低下が抑制され、防食性が極めて高いものとなる。

Claims

主成分として、４０℃における動粘度が６４５〜３７０００ｍｍ^２／ｓ、１００℃における動粘度が２８〜８５０ｍｍ^２／ｓであるポリブテンを８０重量％以上含有する基油１００質量部に対して、
グリースの滴点が２２０℃以上となる増ちょう剤として、ベントナイト系粘土の表面に四級アンモニウムカチオンの塩類を吸着させて疎水化した有機化ベントナイトを５〜５０質量部、酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合してなり、混合後ミーリングによって均一化した、ちょう度が１８０〜３１０のグリースを塗布および／または充填したことを特徴とする防食電線。