JPH0957818A - 樹脂組成物押出用スクリーンメッシュおよびこれを用いた押出品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐食性および耐摩耗性を発揮すると共
に微細な異物を除去できる樹脂組成物押出用スクリーン
メッシュおよび長時間の連続押出成形が可能である押出
成形品の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 押出機内に取り付けられており、押出の
際に押出材料中の異物を除去するスクリーンメッシュで
あって、前記スクリーンメッシュが、４９．０〜５１．
５原子％のニッケルを含有するＮｉ−Ｔｉ系合金線材か
ら構成され、かつ、その表面にチタン酸化物を含む厚さ
０．１〜２．０μｍの皮膜を有することを特徴とする。
また、このスクリーンメッシュを押出方向において押出
スクリューの前方に有する押出機を用いて樹脂組成物を
押し出すことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブル等に
使用されるゴム・プラスチック等の押出被覆材料（以
下、押出材料と省略する）中の微細な異物を安定して除
去し得る樹脂組成物押出用スクリーンメッシュ、および
これを用いた押出品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、導体上にゴム・プラスチック等の
樹脂組成物を押出成形してなる絶縁電力ケーブル（以
下、電力ケーブルと省略する）においては、より高い電
圧下で使用する場合、絶縁層中に存在する異物や、半導
電層中に存在する異物を核として絶縁層と半導電層との
間の界面に生成した突起に起因して電界の集中が引き起
こされ、これによって電気トリーの発生や絶縁破壊がも
たらされることがある。したがって、電力ケーブルの高
電圧化や信頼性の向上を図るためには、各層を押出成形
する際に、上記異物を適宜除去しなければならない。こ
の押出成形の際における異物の除去は、耐食性に優れる
ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス鋼から構成
された線材を織り上げてなるスクリーンメッシュを、通
常押出機の先端に取り付けることにより行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、特に電力ケーブ
ルの高圧送電における信頼性を高めるために、絶縁破壊
の原因となる接続部の数を減らした長尺の電力ケーブル
が使用されている。このような長尺の電力ケーブルを製
造する場合、導体上に形成される半導電層および絶縁層
を、長時間にわたって連続して押出成形する必要があ
る。

【０００４】しかしながら、押出もしくは押出成形する
押出材料、例えばゴム、プラスチックには、種々の添加
材、例えばカーボンブラックのような充填材が配合され
ている。このため、このような添加材が高い割合で配合
されている押出材料がスクリーンメッシュを通過する
と、スクリーンメッシュを構成する線材が添加材、特に
カーボンブラックにより摩耗して線材が細くなり、場合
によっては線材が破断されてしまう。その結果、押出の
際に押出材料中の微細な異物を除去することができなく
なる。また、押出材料としてエチレン−酢酸ビニル共重
合体（ＥＶＡ）のような微量の酸を含む材料を用いる
と、スクリーンメッシュを構成する線材が酸によって腐
食するおそれがある。

【０００５】このように、従来のスクリーンメッシュで
は、耐食性および耐摩耗性が不十分であるので、破断に
至るまでの期間が短く、連続押出成形に限界がある。こ
のため、長尺の電力ケーブルを製造する上で生産性の低
下等の問題が生じる。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、優れた耐食性および耐摩耗性を発揮すると共に微
細な異物を除去できる樹脂組成物押出用スクリーンメッ
シュ、および長時間の連続押出成形が可能である押出品
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、押出機内に取り付けられており、押出の
際に押出材料中の異物を除去するスクリューメッシュで
あって、前記スクリーンメッシュが、４９．０〜５１．
５原子％のニッケルを含有するＮｉ−Ｔｉ系合金線材に
より構成され、かつ、その表面にチタンの酸化物を含む
厚さ０．１〜２．０μｍの皮膜を有することを特徴とす
る樹脂組成物押出用スクリーンメッシュを提供する。

【０００８】本発明の線材の材料として用いられるＮｉ
−Ｔｉ系合金において、ニッケルの含有量が４９．０原
子％未満の場合には、十分な機械的特性を有するスクリ
ーンメッシュを得ることができず、特に伸びが不十分と
なる。一方、ニッケル含有量が５１．５原子％を越えた
場合には、Ｎｉ−Ｔｉ系合金の加工性が低下するので、
細い線材を得ることが困難となる。なお、Ｎｉ−Ｔｉ系
合金中のニッケル含有量は、好ましくは、５０．６〜５
１．５原子％である。

【０００９】また、このＮｉ−Ｔｉ系合金中には、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，ＶおよびＮｂの合金元素群のなかから
選択された１種または２種以上の元素が含有されていて
もよく、この場合には、ニッケルおよびチタン以外の元
素の含有量は、合計で０．０１〜５．０原子％とするこ
とが好ましい。さらに、Ｃｕを含み前記合金元素（Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，ＶおよびＮｂ）のなかから選択された
１種または２種以上の元素を、合計で１〜１０原子％の
割合で含有してもよい。これらの元素を、所定の割合で
添加することによって、得られるＮｉ−Ｔｉ系合金から
なるスクリーンメッシュの機械的特性を向上させること
ができ、添加元素の種類によっては、さらに耐食性を向
上させることが可能となる。しかしながら、添加元素の
含有量が前記範囲を越える場合には、Ｎｉ−Ｔｉ系合金
の加工性が悪くなり、細い線材を得ることが困難となる
ため実用的でない。

【００１０】なお、Ｎｉ−Ｔｉ系合金中にこれらの元素
を添加する場合、ニッケルの含有量は、４９．５〜５
１．５原子％であることが好ましい。ニッケル含有量の
下限が異なるのは、前記添加元素が合金に添加される際
に、Ｎｉおよび／またはＴｉと置換されるためである。

【００１１】また、Ｎｉ−Ｔｉ合金中には、Ｓｉおよび
Ｓ等の不可避的不純物を含んでもよい。本発明において
は、線材の表面に形成される皮膜の厚さは、０．１〜
２．０μｍに限定する。皮膜の厚さが０．１μｍ未満で
あると、その薄さに起因して皮膜が摩耗し、Ｎｉ−Ｔｉ
系合金母材にまで、腐食・摩耗が進展してしまう。その
母材の腐食は、ステンレス鋼母材よりは極めて少ないも
のの、摩耗量は、Ｔｉ系酸化皮膜の場合よりも大きくな
る。一方、皮膜厚さが２．０μｍを超えると皮膜が厚す
ぎるためにクラックが発生し、押出成形時に押出材料の
通過により皮膜が剥離して、所望の耐食性・耐摩耗性が
得られずにスクリーンメッシュが破断してしまう。

【００１２】線材にチタン酸化物を主成分とする酸化物
からなる皮膜を形成する方法としては、例えば、上述の
ＮｉＴｉ系合金線材を大気中で２５０〜８００℃の温度
で熱処理を施す方法が挙げられる。さらに、真空蒸着ま
たはスパッタリング蒸着法等を用いて、線材に酸化皮膜
を被着することもできる。前記熱処理を施す方法におい
ては、熱処理温度が２５０℃未満であると、有効な皮膜
厚さ（０．１〜２．０μｍ）を得るまでの時間が長くな
り実用的でなく、一方、熱処理温度が８００℃を越える
と、機械的強度の低下によって押出中にスクリーンメッ
シュが樹脂の圧力によって破断するおそれがある。

【００１３】加熱処理の時間は、加熱温度によって適宜
選択することができるが、５時間を越えないことが好ま
しい。例えば、６００℃の場合には、３０分〜２時間の
加熱処理によって、本発明の範囲の膜厚を有する皮膜を
形成することができる。

【００１４】なお、本発明において、この熱処理は、Ｎ
ｉ−Ｔｉ系合金からなる線材を織り込んだ後に行う。こ
れは、線材の状態で熱処理を施しても、線材を織り込む
際に、表面に形成された皮膜が剥離して、充分な耐食性
・耐摩耗性を発揮しなくなる恐れがあるからである。

【００１５】かかる皮膜を有する本発明のスクリーンメ
ッシュは、室温における２％以上の変形に対して、元の
形状に回復することが好ましい。また、本発明は、上記
スクリーンメッシュを押出方向において押出スクリュー
の前方に有する押出機を用いて樹脂組成物を押し出すこ
とを特徴とする押出品の製造方法を提供する。

【００１６】本発明において使用される押出材料（樹脂
組成物）としては、エチレンプロピレンゴム、エチレン
−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコ
ーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等のゴ
ム、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチ
レン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル
酸エチル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリアミ
ド、ポリ塩化ビニル、テトラフルオロエチレンパーフル
オロアルキルビニルエーテル、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、飽和ポリエステ
ル等のプラスチック、並びにこれらに充填材やその他の
添加材を配合したコンパウンドを挙げることができる。

【００１７】また、本発明の樹脂組成物押出用スクリー
ンメッシュを用いて得られる押出品としては、ゴム・プ
ラスチック絶縁電力ケーブルにおける内部半導電層、外
部半導電層、絶縁層、押出フィルム等を挙げることがで
きる。このような押出品は、電力ケーブルの接続部に用
いられる押出モールド材や、プレハブジョイントにおけ
る電気絶縁部の材料として好適である。

【００１８】なお、本発明のスクリーンメッシュを用い
て樹脂組成物の押出しを行なった後には、酸化皮膜は、
わずかではあるが摩耗してその膜厚が減少してしまう。
そのような場合でも、スクリーンメッシュを洗浄後、再
度、所定の条件下で加熱処理を行なって、０．１〜２．
０μｍの厚さの酸化被膜を形成すれば、数回の繰り返し
使用が可能である。

【００１９】上述のように、本発明の樹脂組成物押出用
スクリーンメッシュは、チタン酸化物を含む厚さ０．１
〜２．０μｍの皮膜を表面に有し、ニッケル含有量が４
９．０〜５１．５原子％のＮｉＴｉ系合金からなる線材
により構成されていることを特徴とするものである。

【００２０】この厚さの皮膜は、押出材料（樹脂組成
物）に含まれる酸やカーボンブラックのような添加材に
対する耐食性および耐摩耗性を発揮する。したがって、
大きな押出量で連続して長時間押出成形を行っても、破
断することなく充分に押出材料中の微細な異物を除去す
ることができる。

【００２１】本発明の押出方法は、上記スクリーンメッ
シュを押出方向において押出スクリューの前方に有する
押出機を用いて樹脂組成物を押し出すことを特徴として
いる。本発明の押出方法においては、耐食性および耐摩
耗性に優れたスクリーンメッシュを使用するので、スク
リーンメッシュが破断に至るまでの期間を長くすること
ができ、長尺の電力ケーブルの製造に要求されるレベル
の連続押出成形を実現することができる。このため、電
力ケーブル製造における生産性が向上する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例および比較
例を示して、本発明をより具体的に説明する。 （実施例１）５１．０原子％のニッケルを含有し、残部
がＴｉであるＮｉ−Ｔｉ系合金からなる線径４０μｍの
線材を織り込んで２５０メッシュ（開口径６２μｍ）の
メッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に大気中で
６００℃×１時間の熱処理を施し、その後空冷すること
によりメッシュ本体上に厚さ０．８μｍの皮膜を形成し
て、実施例１のスクリーンメッシュを作製した。なお、
皮膜の厚さは、オージェ分光分析法により測定した。

【００２３】

【表１】

【００２４】さらに、前記表１に示すようにして、実施
例２〜４および比較例１〜６のスクリーンメッシュを作
製した。すなわち、表１に示すような組成で他の元素を
含有するＮｉ−Ｔｉ系合金からなる線材を用いる以外
は、実施例１と同様にしてメッシュ本体を作製し、それ
ぞれ表１に示す条件で加熱処理を施して、実施例２〜４
のスクリーンメッシュを作製した。実施例２〜４のスク
リーンメッシュの皮膜の厚さは、いずれも１．１〜１．
４μｍであった。

【００２５】また、実施例１〜４で作製されたメッシュ
本体に加熱処理を施さないで、比較例１〜４のスクリー
ンメッシュとし、ＳＵＳ３１６およびＳＵＳ３０４を用
いて同様のメッシュを作製して、それぞれ比較例５およ
び６とした。なお、比較例のスクリーンメッシュの皮膜
の厚さは、いずれも０．０１μｍであった。

【００２６】上述のようにして得られた実施例１〜４お
よび比較例１〜６のスクリーンメッシュを押出機に取り
付け、これを用いて樹脂組成物を押し出した後のスクリ
ーンメッシュの破断状況および削れた量を、以下のよう
にして観察した。まず、実施例１〜４および比較例１〜
６のスクリーンメッシュを、それぞれシリンダ径が６５
ｍｍφの押出機に取り付けた。一方、樹脂組成物として
は、メルトインデックスが１０であるエチレン酢酸ビニ
ル（ＥＶＡ）樹脂１００重量部に、導電性カーボンブラ
ック６５重量部および酸化防止剤０．３重量部を配合し
て得られた半導電性混和物であるＥＶＡ樹脂組成物を用
いた。

【００２７】この樹脂組成物を、上記押出機を用いて、
それぞれ３種類の押出量（５００ｋｇ、１ｔ（トン）お
よび２ｔ（トン））で連続押出し、そのときの各スクリ
ーンメッシュの破断状況および削れた量を顕微鏡により
観察した。その結果を下記表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２から明らかなように、本発明のスクリ
ーンメッシュ（実施例１〜４）は、材料中に微量な酸を
含み、さらに添加材を含有する押出材料を１ｔの通過量
で押し出した場合の線径の減少量は、最大でも０．５μ
ｍであり、さらに、２ｔの押出量で押出した場合におい
ても、スクリーンメッシュの構成する線材はほとんど削
れていない。

【００３０】これに対して、本発明に規定する厚さの酸
化皮膜を有しないスクリーンメッシュ（比較例１〜４）
は、１ｔの材料を押し出した場合の線径の減少量は、
２．１μｍと、本発明の４倍以上に達している。さら
に、押出量を２ｔと増加させると、その減少量は、１８
μｍにも及んでおり、このように摩耗量が大きくなる
と、異物除去のレベルが著しく低くなる。特に、比較例
５および６においては、５００ｋｇ以上の長時間の押出
しでは、いずれもスクリーンメッシュの構成線材は破断
しているため、異物除去の役割を果たしていない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の樹脂組成物
押出用スクリーンメッシュは、スクリーンメッシュが、
４９．０〜５１．５原子％のニッケルを含有するＮｉ−
Ｔｉ系合金線材から構成され、その表面にチタン酸化物
を含む厚さ０．１〜２．０μｍの皮膜を有するので、優
れた耐食性および耐摩耗性を発揮すると共に微細な異物
を除去できるものである。

【００３２】また、本発明の押出品の製造方法は、上記
スクリーンメッシュを押出方向において押出スクリュー
の前方に有する押出機を用いて樹脂組成物を押し出すの
で、長時間の連続押出成形が可能であり、連続して安定
した品質の押出成形品を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機内に取り付けられており、押出の
   際に押出材料中の異物を除去するスクリューメッシュで
   あって、前記スクリーンメッシュが、４９．０〜５１．
   ５原子％のニッケルを含有するＮｉ−Ｔｉ系合金線材に
   より構成され、かつ、その表面にチタンの酸化物を含む
   厚さ０．１〜２．０μｍの皮膜を有することを特徴とす
   る樹脂組成物押出用スクリーンメッシュ。
2. 【請求項２】 請求項１のスクリーンメッシュを押出方
   向において押出スクリューの前方に有する押出機を用い
   て樹脂組成物を押し出すことを特徴とする押出品の製造
   方法。