JPS6114617B2 - - 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ツク絶縁電線を製造
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
のないプラスチツク絶縁電線の製造方法である。 プラスチツクを押出する場合、従来は一般に第
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
はスクリユー、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ツク、５はそ
の通路、６はクロスヘツドである。そしてこの従
来のブレーカープレート３のプラスチツク通路５
は入口側と出口側が略同径で真直に延びるストレ
ートであつた。 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、100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、或いは大きなブツが付着したりする。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
かつた。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
上の問題もあつた。 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、スクリユー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
ラスチツ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つては、シリンダー
２の管壁の近くでも滞留すること、さらにブレー
カープレート３の中心孔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、デツドゾーン（dead zone）が生じ
て、やはりプラスチツ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、本発明質等は、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ツク
通路をプラスチツクの流れに沿つて少なくとも一
度拡大することによつて、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リング状の縞模様）が著し
く減少でき、これによりプラスチツク絶縁電線の
電気的特性、特に絶縁破壊特性の大巾な向上が期
待できる発明（特願昭54−70803）を見出したこ
とを基礎として、これがまたスクリユー先端付近
やシリンダー管壁近くのプラスチツクの滞留の減
少にもつながると同時に構造的にブレーカープレ
ートのデツドゾーンそのものがなくなつて、100
時間以上連続運転してもスコーチの発生が殆んど
ないプラスチツク絶縁電線の製造方法（特願昭55
−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。 すなわち、上記従来の押出機において、ブレー
カープレート３の前面にはスクリーン９を入れ、
通常は複数枚のメツシユ例えば40メツシユ１枚、
250メツシユ３枚、40メツシユ１枚などというよ
うに構成しているわけであるが、このようなスク
リーンにおいて、プラスチツクの滞留の大きい部
分に対応するスクリーン部分の流動抵抗を小さく
構成することを見いだしたのである。 本発明は、このような観点に立つてなされたも
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
入口側と出口側の開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前面に入れられ
る複数枚のスクリーンのうち、少なくとも１枚は
プラスチツクの滞留の大きい部分、例えば中央に
穴を有する環状スクリーンとして、プラスチツク
の流動抵抗を小さくし、ブレーカープレートの前
後におけるプラスチツクの滞留をより効果的にな
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押出機の一
例を示す概略図で、図中の矢印方向よりプラスチ
ツクが流れる。この押出機のブレーカープレート
１３の個々の孔におけるプラスチツク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はプラスチツクの流れから、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
であつてもよい。 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図に示すようにブレー
カープレート１３の直径をｃ、プラスチツク通路
１５の入口側の径をａ、出口側の径をｂとして、
入口側の開孔率（％）はａ^２×孔の数（ｎ）／ｃ^２×10
0で表 わし、出口側の開孔率（％）はｂ^２×孔の数（ｎ）／ｃ
^２× 100で表わして定めてある。そして、本発明にお
いては、入口側の開孔率を10〜30％、出口側の開
孔率を40〜65％の範囲とすることが好ましい。こ
こで、これら各開孔率は、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ユー
により押出されてくるプラスチツクの全量に対す
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、プラスチツ
ク通路中を流れるプラスチツクの流速が入口側で
速く、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、開孔率を10〜30％とした場合、従来のブレ
ーカープレート（第１図）の開孔率が一般に約35
〜40％程度であるのに対して、かなり小さく、こ
れがため、ブレーカープレートを通るプラスチツ
クの流速が入口側で従来のものに比べて相当速く
なり（約２倍）、入口側でのプラスチツクの滞留
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ツクがスム
ーズに流れてくると、ブレーカープレート全体と
しても滞留が起りにくくなつて、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100％未満で小さ過ぎると、シリンダー内の溶
融プラスチツクの圧力（背圧）が高くなりすぎて
好ましくなく、また30％を越えると、従来のもの
と略同様になつて好ましくないからである。ま
た、出口側の開孔率を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ツ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ツドゾ
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、入口側の開孔率との関係など
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。 上記押出機において、本発明では、ブレーカー
プレート１３の前面に複数枚のスクリーン１９_1
〜６が入れてある。その構成は第３図に示すよう
に例えば６枚からなり、大別すると円形スクリー
ンと環状スクリーンに分けられ、スクリユー側の
方から、40メツシユの円形スクリーン１９_１，
250メツシユの円形スクリーン１９_２，250メツシ
ユの環状スクリーン１９_３，250メツシユの円形
スクリーン１９_４，250メツシユの環状スクリー
ン１９_５、40メツシユの円形スクリーン１９_６の
順で入れられている。そして環状スクリーン１９
_３，１９_５の略中央の穴１９ａは比較的大きく、
例えばブレーカープレート１３の中央孔と次の２
列目の各孔が露出されるようにしてある。すなわ
ち、３列目の各孔から最外列の各孔までを覆うよ
うにしてある。このように構成することにより、
従来のスクリーンの構成に比べて、中心孔おおよ
び２列目の各孔に対する流動抵抗が小さくなり、
逆に３列目から最外列までの各孔に対する流動抵
抗は相対的に大きくなる。このため、プラスチツ
ク１４の流れは従来より中心方向へ向うことにな
る。したがつてプラスチツクの滞留の特に大きい
部分であるスクリユー１１の先端部分１７におい
て、プラスチツクの滞留がより効果的に除去さ
れ、スコーチの発生が防止される。 尚、スクリーン１９_1〜6の構成は上記組合せお
よびメツシユの大きさに限るものではなく、少な
くともプラスチツクの滞留の大きい部分に対応す
る部分の流動抵抗が小さく構成されていればよ
い。またプラスチツクの滞留は、スクリユー先端
付近だけでなく、押出機の種類あるいは製造条件
によつては、シリンダーの管壁付近でもかなりあ
ることがあるため、例えば最外孔も露出するよう
な小さ目の環状スクリーンを前後の円形スクリー
ンに固着するようにすることも可能である。 以上のように構成した押出機を使用してプラス
チツク絶縁電線を製造したところ、上述のように
スクリーンの中央部分へのプラスチツクの流入が
容易になり、また入口側でのプラスチツクの流速
が速くかつ出口側でデツ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ツクの
滞留はなく、100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つた。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つた。 また、第２図または第３図において、孔径ａ、
および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。 またプラスチツク材料もポリエチレン等のポリ
オレフインやポリ塩化ビニルの架橋物、あるいは
エチレン―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％、出口側の開孔率を40〜65％の範囲で選
ぶと良い。 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ツ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ツクの通路に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
おけるプラスチツ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。 第２図に示す押出機を用い、ブレーカープレー
トは、ａ―4.2mmφ、ｂ―66mmφ、ｃ―150mmφ、
ｄ―10mm、ｅ―28mm、e′―６mm、孔数（ｎ）―
271個、スクリーンの構成は、40メツシユ円形ス
クリーン１枚、250メツシユ円形スクリーン２
枚、250メツシユ環状スクリーン２枚、40メツシ
ユ円形スクリーン１枚の条件で公称断面積400mm²
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つて66KV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
口率は21.2％、出口側の開口率は52.5％であつ
た。 また比較のため第１図に示す押出機のブレーカ
ープレート（孔径は５mmφ、孔の長さ38mm、孔数
（ｎ）は391個、他は同じ条件）および40メツシユ
１枚、250メツシユ３枚、40メツシユ１枚の構成
からなり、すべて円形のスクリーンを用いて同様
の架橋ポリエチレン絶縁電線を作成した。尚、連
続運転時間はいずれも100時間である。 これらの電線において、絶縁体中のアンバー
（スコーチして琥珀色に変色した異物）とブラツ
ク（さらに変色して黒色になつた異物）の密度を
調べた結果を第１表に示す。

【表】 第１表から本発明による押出機を用いると、従
来のものに比べて、スコーチにより琥珀色または
黒色に変色した異物が著しく少ないことがわか
る。 以上の詳細な説明から明らかなように、本発明
のプラスチツ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
大されるように構成し、しかも入口側の開開孔率
と出口側の開孔率を所定の範囲に納め、さらにブ
レーカープレートの前面に入れられる複数枚のス
クリーンのうち、少なくとも１枚は中央部分に穴
を有する環状スクリーンとしたことにより、プラ
スチツクに対する流動抵抗を小さくし、ブレーカ
ープレートの前後におけるプラスチツクの滞留が
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ーチの発生が殆んどなく、
これによつ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図は従来方式で用いる押出機のスクリユ
ー、シリンダー、ブレーカープレートおよびクロ
スヘツドの概略図、第２図は本発明方法において
使用する押出機の概略図、第３図は本発明方法に
おいて使用するスクリーンの構成を示す斜視図で
ある。 １３…ブレーカープレート、１４…プラスチツ
ク、１５…プラスチツク通路、１９_1〜6…スクリ
ーン。

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、かつ入口側の開孔率を10〜
   30％、出口側の開孔率を40〜65％に設定し、さら
   に前記ブレーカープレートの前面に入れられる複
   数枚のスクリーンのうち、少なくとも１枚は中央
   部分に穴を有する環状スクリーンとした押出機を
   用いることによつ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
   絶縁電線の製造方法。