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電気と鉛


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2021-8-6(金)

私、電気関連のケーブルや端子,工具などをいじったら、必ず手を洗うようにしています。
なぜなら、電気グッズには鉛が使われているからです。

鉛は、非常に有用な元素です。

鉛の単体 (金属鉛) は、密度が高いため、その性質が古くから利用されてきました。

例えば、釣り用のおもりや、自動車用タイヤのバランサー,散弾銃の弾,放射線の遮蔽材などです。

また、柔らかく,融点が低いため、現場加工が必要な水道管,電力ケーブルの外装などにも多用されました。

さらに、合金や化合物として、鉛ガラス (クリスタルガラス) や鉛白・黄鉛・鉛丹といった顔料,陶磁器の釉薬 (うわぐすり) ,ガソリンのアンチノック剤などの用途もありました。

古くは、ワインの甘味料や、おしろいなどにも使われたそうですから、恐ろしいです。

しかし、20世紀になり、鉛の毒性が知られてからは、代替材料の開発も進み、鉛への規制もはじまりました。

鉛中毒は、金属鉛や鉛化合物を摂取することで発生し、錯乱,人格障害などの症状を経て、最悪は死に至ります。

というわけで、鉛からの置き換えは急速に進んではいるのですが、古い製品には絶賛使用中なので、知っておくのも損ではないでしょう。

この記事では、特に “電気関連の製品に使われる鉛” の例を挙げます。

具体的には、一部のバッテリー,はんだ,ヒューズ,塩ビ,真鍮 (しんちゅう) には鉛が入っています。

バッテリー (鉛蓄電池)

鉛蓄電池は、世界初の二次電池として19世紀半ばに開発されて以来、現在でも一般的です。

これは、鉛と希硫酸を用いたバッテリーで、オフグリッドソーラー用の蓄電池のほか、UPS (無停電電源装置) や自動車・バイク用としても利用されています。

代替品として、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池もありますが、コストの問題から置き換えが進まないのも実情です。

ただ、鉛蓄電池は、リサイクル技術が確立しているので、適切に処理すれば無害だとされます。

はんだ

はんだは、 (すず) と鉛の合金で、融点が低く,材料を濡らしやすいため、金属どうしの溶接に使われます。

これは、電線どうしの接続や、プリント基板への部品の取り付けにも用います。

はんだと圧着スリーブ・コネクター

近年は代替も進み、電線どうしは圧着スリーブやコネクター、基板は鉛フリーはんだに置き換わりつつあります。

ただし、鉛フリーはんだは、高価な銀が必要になったり、“銅食われ” や “ウィスカー” という望まれない現象を好発したりと、開発途上の材料です。

ヒューズ

ヒューズは、過電流から電気回路や機器を保護する部品です。
ヒューズの切れるところ (エレメント) に、鉛やその合金が使われていることがあります。

爪付きヒューズとカバー付きナイフスイッチ

カバーつきナイフスイッチと、爪つきヒューズ。

鉛が使われているのは、上の爪つきヒューズのような、古い一部のやつです。

近年は、配線用遮断器 (サーキットブレーカー) や、自動車用の平型ヒューズなど、鉛を使わない製品に代替されています。

塩化ビニル樹脂

意外ですが、塩ビ (PVC)にも、鉛が使われることがあります。

それは、熱や日光によって塩ビが分解するのを防ぐ、“安定剤” という添加物に含まれます。

鉛系の安定剤は非常に優れており、かつて、電線の被覆といったら鉛系安定剤入りの塩ビでした。

鉛系安定剤とフリー安定剤の電線

1959年製の古い塩ビ電線と、鉛フリー塩ビを使った近年のコード。

鉛フリーの電線やケーブルには、"PbF"(Plumbum Free) や "LFV"(Lead Free Vinyl) などと印字されています。

真鍮

真鍮は銅と亜鉛の合金ですが、鉛が添加されていることもあります。

鉛が入ると、真鍮の切削性がよくなるため、ほとんどの真鍮製品は鉛入りらしいです。

真鍮製のバッテリーターミナル

真鍮製のバッテリーターミナル。

真鍮は、電気抵抗が小さく, () びにくく,銅よりも安価なことから、端子にも使われます。

ここまで、鉛を悪者のように書いてきましたが、鉛は人体にも必ず含まれています。

また、鉛は、銅や鉄などとならんで、古くから文明を支えてきた材料でもあります。
蓄電池やケーブル,初期のダイオードは、鉛のおかげで生まれました。

金属鉛自体は安定な物質で、水への溶解も少なく、体内に吸収される量は多くないです。

ですから、鉛やその合金,化合物を正しく理解し、うまく付き合っていくのがよいと思います。

閲覧ありがとうございました。

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プロフィール

しゅう

Author:しゅう
1991年北海道三笠市生まれ。プロフィール

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