JPS606048B2 - プラスチツクの絶縁電線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、架橋剤入りコンパウンドを長期間連続的に押
出被覆してプラスチック絶縁電線を製造する方法に関す
るものである。

さらに詳しくは長期間連続運転してもスコーチ（早期加
硫）の発生のないプラスチック絶縁電線の製造方法。プ
ラスチックを押出する場合、従釆は一般に第１図に示す
如きブレーカープレートを付設した押出機が用いられて
いる。

この押出機において、１はスクリュー、２はシリンダー
、３はブレーカープレート、４は供給されたプラスチッ
ク、５はその通路、６はクロスヘッドである。そしてこ
の従来のブレーカープレート３のプラスチック通路５は
入口側と出口側が略同径で真直に延びるストレートであ
った。通常、この第１図に示したブレーカープレートを
用いて、架橋ポリエチレン絶縁電線を製造する場合、１
０餌時間以上連続運転すると、押出機の中でスコーチが
発生し、押出物の表面がザラザラしたり、或いは大きな
ブッが付着したりする。

また押出量の減少にもつながる。このため、スタート後
約１００時間経つと、押出機を止めて掃除を行い、再び
運転を開始するというように作業性が悪かった。また上
に述べたように押出量が減少すると、絶縁体の肉厚が途
中から薄くなるという製造上の問題もあった。このよう
な従来の問題となる原因を種々調べたところ、第１図に
おいて、スクリュー１の先端付近７において架橋剤入り
コンパウンドすなわちプラスチックの滞留が特に著しい
こと、また押出機の種類あるいは製造条件によっては、
シリンダー２の管肇の近くでも滞留すること、さらにブ
レーカープレート３の中心８１およびその前後で滞留す
ること、ブレーカープレートの出口側の壁面部分８にお
いてデッドゾーン（ｄｅａｄｚｏ肥）が生じて、やはり
プラスチックの滞留があることなどに起因してスコーチ
が発生しているためであることがわかつた。

そこで、本発明者等は、このような問題に対して、既に
、ブレーカープレート中のプラスチック通路をプラスチ
ックの流れに沿って少なくとも一度拡大することによつ
、ブレーカーマーク（ブレーカープレート通過中の分子
の配向によるものと推測される。

不透明なりング状の縞模様）が著しく減少でき、これに
よりプラスチック絶縁電線の電気的特性、特に絶縁破壊
特性の大中な向上が期待できる発明（樽願昭５４一７０
８０３）を見出したことを基礎として、これがまたスク
リュー先端付近やシリンダー管壁近くのプラスチックの
滞留の減少にもつながると同時に構造的にブレーカープ
レートのデッドゾーンそのものがなくなって、１００時
間以上連続運転してもスコーチの発生が殆んどないプラ
スチック絶縁電線の製造方法（椿願昭５５一３４１３０
）を提供しているが、引き続き研究していたところ、さ
らに改善すべき点が見いだされた。本発明は、上記のよ
うな観点に立ってなされたもので、その要旨とするとこ
ろは、押出機のブレーカープレートにおいて、プラスチ
ックの通路がその出口側において少なくとも一度拡大さ
れた構成とし、しかもブレーカープレートの全体に対す
る入口側と出口側の関孔率を所定の範囲に設定すると同
時に、ブレーカープレートの中心孔、または中心孔と最
外孔を周囲のそれより大きく形成して、より一層プラス
チックの滞留をなくしてスコーチの発生を防止するよう
にした点にある。

次に、かかる本発明を図面により詳説する。第２図は本
発明において用いられるブレーカープレートの一例を示
す概略図で、図中の矢印方向よりプラスチックが流れる
。このブレーカープレート１３の個々の孔におけるプラ
スチック１４の通路１５は途中で拡大されている。すな
わち途中にテーパー状の段部１５ａが形成されている。
尚、この段部１５ａはプラスチックの流れから、このテ
ーパー状が好ましいが、その他の形状例えばアール（Ｒ
）を付けたもの、さらには直角に形成したものであって
もよい。このときの、ブレーカープレート１３の入口側
と出口側においては、第２図に示すようにプレーカーブ
レート１３の直径をｃ、プラスチック通路１５の入口側
の径をａ、出口側の径をｂとして、入口側の関孔率（％
）はａ２×孔の数（ｎ）Ｘ，。

〇で表Ｃ２わし、出口側の関孔率（％）はげ×孔の数○
２×Ｃ２１００で表わして定めてある。

そして本発明においては、入口側の関孔率を１０〜３０
％、出口側の関孔率を４０〜６５％の範囲とすることが
好ましい。ここで、これら各関孔率は、いずれもブレー
カープレートの前面、言い換えればこの面にスクリュー
により押出されてくるプラスチックの全量に対する各孔
全部の開孔する割合を示し、その値が入口側で小さく、
出口側で大きいことは、プラスチック通路中を流れるプ
ラスチックの流速が入口側で遠く「出口側で遅いことを
意味する。そして「その値が上記のような範囲としたの
は、入口側において「関孔率を１０〜３０％とした場合
、従来のブレーカープレート（第１図）の関孔率が一般
に約３５〜４０％程度であるのに対して、かなり小さく
、これがため、プレー力−プレートを通るプラスチック
の流速が入口側で従来のものに比べて相当遠くなり（約
２倍）「入口側でのプラスチックの滞留が効果的に除去
されるためである。すなわち、ブレーカープレートの入
口側でプラスチックがスムーズに流れてくれると、ブレ
ーカープレート全体としても滞留が起りにくくなって、
スコーチの発生が防止できるからである。しかしながら
、開孔率が１０％未満で小さ過ぎると、シリンダー内の
溶融プラスチックの圧力（背圧）が高くなりすぎて好ま
しくなく、また３０％をを越えると、従来のものと略同
様になって好ましくないからである。ま、、た、出口側
の関孔率を４０〜６５％と、従来のもの（入口側も出口
側も同じで、上記のように約３５〜４０％）に比べて大
きくしたのは、ブレーカープレート全体のプラスチック
に対する流動抵抗が大きくなり過ぎないように調節する
ためである。もう一つの理由は「出口側の開孔率を大き
くすることにより、孔と孔の間の壁面部分からなるデッ
ドゾーンを小さくして、そこでスコーチが発生しないよ
うにするためである。しかしながら、開孔率が４０％未
満であると「入口側の関孔率との関係などより、流動抵
抗が大きくなり過ぎて、逆に６５％を越えると、出口側
の流速が極端に小さくなり、またブレーカープレート加
工時の問題および機械強度的な問題が生じ好ましくない
からである。上記ブレーカープレ−ト１３において、本
発明では、中心孔のプラスチック通路１５′を周囲のプ
ラスチック通路１５より大きく形成してある。すなわち
、入口側の蚤ａ′と出口側の蓬けを、周囲のプラスチッ
ク通路１５のなす拡大の比（ｂ２／ａ２）と同一になる
ようにして夫々大きくしてある。このように中心孔のプ
ラスチック通路１５′を大きく形成したのは、ブレ−カ
ーブレートの中心部分における流動抵抗をさらに小さく
するためである。これによって、スクリューの先端付近
で特に大きいプラスチックの滞留に対し、全孔同一寸法
の場合より、より効果的に滞留を除去することができ、
スコーチの発生を防止することができる。第３図は本発
明において用いられるブレーカープレートの他の例を示
す概略図で、このブレーカープレート１３では中心孔の
プラスチック通路１５′の他に、最外孔のプラスチック
通路１５″も内側のプラスチック通路１５より大きく形
成してある。

この場合も、入口側の径ａ″と出口側の怪ｂ″を、内側
のプラスチック通路１５のなす拡大の比（ぜ／ａ２）と
同一になるようにして夫々大きくしてある。これにより
、押出機の種類あるいは製造条件によっては、シリンダ
ーの管壁の近くでもかなりプラスチックが滞留すること
があるのに対し、流動抵抗を小さくできるため、滞留を
除去することができ、より完全にスコーチの発生を防止
することができる。尚、シリンダー管壁付近での滞留は
スクリュー先端付近ほどではないので、最外孔の大きさ
は一般に中心孔より小さく形成するようにするとよい。

以上のように構成したブレーカープレートを使用してプ
ラスチック絶縁電線を製造したところ、上述のようにブ
レーカープレートの入口側でのプラスチックの流速が速
くかつ中心孔あるいは最外孔での流動抵抗が小さく、さ
らにブレーカープレートの出口側においてデッドゾーン
が殆んどないため、ブレーカープレートの前後でプラス
チックの滞留はなく、１０偽時間以上の長時間連続運転
してもブレーカープレートの前後で全くスコーチが発生
しないことが確認された。

連続運転時間は従来の約３倍程長く運転できるようにな
った。またスコーチの発生に伴う押出量の減少、表面の
ザラザラ等のトラブルなども殆んどなくなった。また、
第２図または第３図において、孔径ａ，ａ′，ａ″およ
びｂ，ｂ′，ｂ″の部分の長さ配分および孔の個数（ｎ
）については、ブレーカープレート全体の幾何学的抵抗
、即ちブレーカープレート直前の樹脂圧力との兼ね合い
で決める必要がある。以上主に絶縁体の場合について説
明したが、この装置によれば外部シース、内外半導電層
の形成においても同様に使用することが可能である。さ
らに架橋装置とも併用することができ、蒸気架橋、シリ
コーン油架橋、ガス架橋やシラン架橋等を行なうことが
できる。またプラスチック材料もポリエチレン等のポリ
オレフィンやポリ塩化ビニルの努薪愚物、あるいはエチ
レンープロピレンゴム（ＥＰＲ，ＥＰＤＭ）、ブチルゴ
ム等の合成ゴム類の架橋物等種々のものが適用できる。

いずれの場合も、入口側の開孔率を１０〜３０％、出口
側の閉口率を４０〜６５％の範囲で選ぶと良いｏ尚、本
発明においては、押出機のブレーカープレート内におけ
るプラスチックの通路がその出口側において少なくとも
一度拡大していれば良いのであるから、第２図に示した
ようにブレーカープレート内におけるプラスチックの通
路に１つの段部を設けるように構成する以外にも種々の
形状のものが考えられ、例えばブレーカープレート内に
おけるプラスチックの通路が二度拡大する二段構造でも
良い。

次に実施例について説明する。

実施例 １ 第２図に示すブレーカープレートを用い、ａ−４．２側
め、ｂ一６．６側め、ｃ一１５０励め、ｄ−１０肋、ｅ
−２８側、ｅ′−６肋（但し、中心孔はａ′一６．３肋
で、ｂ′−９．物帆◇、ｃ，ｄ，ｅ，ｅ′‘ま同じ）、
孔数（ｎ）−２７１個の条件で公称断面積４０仇肋２
の導体上に劣等喬剤入りポリエチレンを押出被覆し、続
いてガス架橋によって６舷Ｖ架橋ポリエチレン絶縁電線
を製造した。

このときの入口側の開孔率は２１．３％、出口側の開孔
率は５２．７％であった。また比較のため第１図に示す
ブレーカープレート（孔径５側め、孔の長さ３８側、孔
数（ｎ）は３９１個、他は同じ条件）を用いて同様の架
橋ポリエチレン絶縁電線を作製した。尚、連続運転時間
はいずれも１０畑時間である。これらの電線において、
絶縁体中のアンバー（スコーチして競粕色に変色した異
物）とブラツク（さらに変色して黒色になった異物）の
密度を調べた結果を第１表に示す。

第１表 異物 の 密度 （個ノの）第１表か
ら本発明によるブレーカープレートを用いると、従来の
ものに比べて、スコーチにより競王白色または黒色に変
色した異物が著しく少ないことがわかる。

実施例 ２ 第２図に示すブレーカープレートを用い、ａ−４．２側
め、ｂ一６．６側ぐ、ｃ−１５仇帆、ｄ一１０肌、ｅ−
２８物、ｅ′−６側（但し、中心孔はａ′ー６．３肋め
、ｂ′−９．９肌ぐ、ｄ−５側、ｅ一３３肋、ｃ，ｅ′
は同じ）、孔数（ｎ）−２７１個の条件で公称断面４０
仇帆２ の導体上に架橋剤入りポリエチレンを押出被覆
し、続いてガス架橋によって６腿Ｖ架橋ポリエチレン絶
縁電線を製造した。

このときの入口側の閥孔率は２１．３％、出口側の関孔
率は５２．７％であった。尚、連続運転時間は１０凪時
間である。この電線において、絶縁体中のアンバーとブ
ラックの密度を調べた結果を第２表に示す。第 ２ 表
異物の 密度 （個ノ雌）第２表から本発明
によると、入口側と出口側の開孔率が等しい場合、中心
孔の内部構造が多少異なっても同様の効果を得ることが
わかる。

尚、上記各例において、スクリーンメッシュはいずれの
場合も同じものを使用した。

以上の詳細な説明から明らかなように、本発明のプラス
チック絶縁電線の製造方法において、ブレーカープレー
トの個々の孔におけるプラスチックの通路がその出口側
において少なくとも一度拡大されるように構成し、しか
も入口側の開孔率と出口側の開孔率を所定の範囲に納め
、さらに中心孔、または中心孔と最外孔を他より大きく
形成したことにより、ブレーカープレートの前後におけ
るプラスチックの滞留がより効果的に除去されるため、
ブレーカープレートの前後におけるスコチの発生が殆ん
どなく、これによって連続運転時間を今までよりもさら
に長くでき、押出量の減少、表面のザラザラなどのトラ
ブルも著しく減少できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来方式によるスクリュー、シリンダー、従来
のブレーカープレートおよびクロスヘッドの概略図、第
２図および第３図は本発明方法で使用する各ブレーカー
プレートの概略図である。 １３，１３′……ブレーカープレート、１４……プラス
チック、１５，１５′，１５″……プラスチック通路。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出機によりプラスチツクを導体上に押出被覆して
   絶縁電線を製造するに際し、前記押出機のブレーカープ
   レートの個々の孔におけるプラスチツクの通路がその出
   口側において少なくとも一度拡大される構成とし、かつ
   入口側の開口率を１０〜３０％、出口側の開口率を４０
   〜６５％に設定し、さらに中心孔または中心孔と最外孔
   をそれ以外の各孔より大きく形成した押出機を用いるこ
   とによって架橋剤入りコンパウンドのスコーチを防止す
   ることを特徴とするプラスチツクの絶縁電線の製造方法
   。