JP2005063737A - 被覆電線の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポリオレフィンのような結晶性樹脂をベースとする被覆材料を被覆層とする被覆電線の製造において、被覆層の機械特性を低下させることのない製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】 移動する導線上に、結晶性樹脂を含有する被覆材料を押し出して被覆層を形成した後、冷却水槽にて冷却して被覆電線を製造する方法であって、前記被覆層を形成した後、前記被覆層を加熱して前記結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持して前記冷却水槽に導入することを特徴とする被覆電線の製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導線を被覆材料で被覆した被覆電線の製造方法及び製造装置に関する。

従来、被覆電線を製造するには、図３に示すように、導線１を図中左側から右側へと移動させ、その途中で先ず押出機３０により被覆材料を押出して被覆層を形成し、その後冷却水槽４０を挿通させて冷却して被覆電線１０を得ている（例えば、特許文献１参照）。尚、導線１はボビン６０から連続的に送り出され、被覆電線１０は巻取装置７０により巻き取られる。

また、設備の小型化を図るために、図示されるように、冷却水槽４０を多段構成とし、冷却水槽４０の前後に往復装置５０ａ，５０ｂを配置して被覆層を形成した導線１を冷却水槽４０に複数回挿通させて冷却することが行われている。

そのため、押出機３０と冷却水槽４０との間にはエアギャップＧと呼ばれる空間が形成され、このエアギャップＧを通過する間に被覆層が自然冷却される。このとき、被覆材料がポリオレフィンをベースとする場合は、ポリオレフィンが結晶性であることから、エアギャップＧで被覆層がポリオレフィンの再結晶化温度以下にまで冷却されると、被覆層の表層部で結晶化が起こり、結晶化部分（表層部）と未結晶化部分（内部）とが混在して被覆電線１０の機械特性、特に伸びが低下することがある。

被覆層に架橋を施す等して、機械特性を改善することも行われているが（例えば、特許文献２参照）、根本的な解決には至っておらず、高価な架橋系添加剤を用いることからコスト増を招いている。

被覆層を形成する被覆材料が塩化ビニルをベースとする場合は、塩化ビニルが非結晶性であることからこのような問題は起こらないが、今日では環境問題からポリオレフィンをベースとする被覆層が主流となっており、エアギャップＧにおける自然冷却は重要な問題となる。

特開平８−１５３４２８号公報 特開平７−７３７６１号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ポリオレフィンのような結晶性樹脂をベースとする被覆材料を被覆層とする被覆電線の製造において、被覆層の機械特性を低下させることのない製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の被覆電線の製造方法及び製造装置を提供する。
（１）移動する導線上に、結晶性樹脂を含有する被覆材料を押し出して被覆層を形成した後、冷却水槽にて冷却して被覆電線を製造する方法であって、
前記被覆層を形成した後、前記被覆層を加熱して前記結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持して前記冷却水槽に導入することを特徴とする被覆電線の製造方法。
（２）前記結晶性樹脂が、ポリオレフィンまたはオレフィンと他のモノマーとの共重合体であることを特徴とする上記（１）記載の被覆電線の製造方法。
（３）前記被覆層を１５０〜２２０℃に維持することを特徴とする上記（２）記載の被覆電線の製造方法。
（４）移動する導線上に、結晶性樹脂を含有する被覆材料を押し出して被覆層を形成した後、冷却水槽にて冷却して被覆電線を製造する装置であって、
前記導線を搬送する搬送手段と、前記導線上に前記被覆材料を押出す押出機と、前記押出機と前記冷却水槽との間に配置され、前記被覆層を前記冷却用水槽への導入直前まで前記結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持する加熱手段とを備えることを特徴とする被覆電線の製造装置。
（５）前記結晶性樹脂が、ポリオレフィンまたはオレフィンと他のモノマーとの共重合体である絶縁性樹脂組成物の被覆に用いることを特徴とする上記（４）記載の被覆電線の製造装置。
（６）前記加熱手段が前記被覆層を１５０〜２２０℃に維持することを特徴とする上記（５）記載の被覆電線の製造装置。

本発明によれば、冷却水槽に送られるまでの間、被覆層が結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持されるため、被覆層内に結晶化部分と未結晶化部分とが混在せず、伸びや引張り特性等の機械特性に優れた被覆電線が得られる。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

図１は本発明の被覆電線の製造装置の一例を示す概略構成図であるが、その基本構成は図３に示した従来の製造装置と同様で、ボビン６０から送り出される導線１を図中左側から右側へと移動させ、その途中で押出機３０により被覆材料を押出して被覆層を形成し、その後冷却水槽４０を挿通させて冷却し、巻取装置７０で被覆電線１０を巻き取る構成となっている。また、設備の小型化のために、冷却水槽４０を多段構成とし、冷却水槽４０の前後に往復装置５０ａ，５０ｂを配置して被覆層を形成した導線１を冷却水槽４０に複数回挿通させて冷却する。これらのボビン６０．押出機３０、冷却水槽４０、往復装置５０ａ，５０ｂ及び巻取装置７０は、何れも公知のもので構わない。また、図示は省略するが、これらに付随する各種装置や部品もまた公知のもので構わない。

本発明の製造装置は、図示されるように、押出機３０と冷却水槽４０との間のエアギャップＧに、より詳細には押出機３０と往復装置５０ｂとの間にヒータ２０を配置したことを特徴とする。本発明では、結晶性樹脂をベースとする被覆材料で被覆層を形成した被覆電線を製造する。そのため、上述したように、エアギャップＧで結晶性樹脂が再結晶化しないようにする必要があり、ヒータ２０により、冷却水槽４０の直前まで被覆層を結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持する。

ヒータ２０は、導線１の被覆層を均一に加熱できるものであればその構造等には制限がなく、例えば図２に示すように、円筒状のヒータ本体２１と、温度制御部２２とを備える構成とすることができる。ヒータ本体２１は、押出機３０のダイスから往復装置５０ａの直前までのほぼ全域を覆うように設けることが好ましい。また、ヒータ本体２１は一本の長い円筒状とする他に、図示は省略するが、複数の短筒状のヒータを導線１の搬送方向に沿って並列してもよい。温度制御部２２は、被覆材料に用いる結晶性樹脂に応じて、その再結晶化温度を下回らないように加熱温度を制御する。

本発明で対象となる結晶性樹脂には制限がないが、被覆電線の被覆材料に使用される結晶性樹脂としてはオレフィン系の樹脂が一般的であり、具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体またはプロピレン共重合体である。これらの再結晶化温度は何れも１５０℃以下であることから、本発明ではヒータ２０による加熱を１５０℃以上、再結晶化をより確実に抑えるために２００℃以上とする。また、加熱温度の上限は、経済面を考慮すると２２０℃以下とすることが好ましい。

上記製造装置を用いて被覆電線１０を製造するには、ヒータ２０による加熱以外は従来と同様に行えばよい。即ち、ボビン６０から導電１を所定の搬送速度で連続して送り出し、先ず押出機３０により、導線１をダイスに挿通させながら導体１の周囲に被覆材料を押出して被覆層を形成する。次いで、被覆層を形成した導線１を１５０〜２２０℃に温度調整されたヒータ２０内を挿通させて冷却水槽４０に送り、往復装置５０ａ，５０ｂにより水槽内を複数回往復させて被覆層を冷却する。そして、被覆電線１０を巻取装置７０に巻き取る。

尚、被覆材料は、結晶性樹脂を含むこと以外は制限がなく、目的の特性に合わせて適宜選択することができる。例えば、難燃性の被覆材料とするには、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、オルト珪酸アルミニウム、ハイドロタルサイト等の水酸基あるいは結晶水を有する金属化合物をポリオレフィンに配合したものが挙げられる。

また、上記したように、本発明の製造装置はポリオレフィン等の結晶性樹脂を含む被覆材料を被覆するのに適したものであるが、装置構成はそのままにして、ヒータ２０による加熱を停止すれば、塩化ビニル系の被覆層を形成する場合にも転用することができる。

以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（実施例１）
図１に示すヒータ２０を備える構成の製造装置を用い、直径０．３５ｍｍの銅線を搬送速度２０ｍ／分で搬送しながら押出機３０からエチレン・プロピレン共重合体を押出して厚さ２００μmの被覆層を形成し、２００℃のヒータ２０を通過させた後、冷却水槽４０にて冷却して被覆電線Ａを得た。尚、エアギャップＧは２０００ｍｍであり、ヒータ２０の全長を１９００ｍｍとした。

（比較例１）
図３に示すヒータ２０を備えない製造装置を用い、直径０．３５ｍｍの銅線を搬送速度２０ｍ／分で搬送しながら押出機３０からエチレン・プロピレン共重合体を押出して厚さ２００μmの被覆層を形成した後、冷却水槽４０にて冷却して被覆電線Ｂを得た。尚、エアギャップＧは実施例１と同様に２０００ｍｍである。

（電線特性の評価）
作製した被覆電線Ａ及び被覆電線Ｂについて、ＪＩＳ Ｋ７１６１に従って伸びを評価した。その結果、被覆電線Ａでは５００％であったのに対し、被覆電線Bでは２００％と劣っていた。このことから、本発明に従い、被覆層を冷却水槽の直前まで再結晶化温度以上に保つことにより、電線特性が改善されることがわかる。

本発明の被覆戦線の製造装置の一例を示す概略構成図である。 ヒータの一例を示す概略図である。 従来の被覆戦線の製造装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 導線
２０ ヒータ
３０ 押出機
４０ 冷却水槽
５０ａ，５０ｂ 往復装置
６０ ボビン
７０ 巻取装置
Ｇ エアギャップ

Claims (6)

1. 移動する導線上に、結晶性樹脂を含有する被覆材料を押し出して被覆層を形成した後、冷却水槽にて冷却して被覆電線を製造する方法であって、
   前記被覆層を形成した後、前記被覆層を加熱して前記結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持して前記冷却水槽に導入することを特徴とする被覆電線の製造方法。
2. 前記結晶性樹脂が、ポリオレフィンまたはオレフィンと他のモノマーとの共重合体であることを特徴とする請求項１記載の被覆電線の製造方法。
3. 前記被覆層を１５０〜２２０℃に維持することを特徴とする請求項２記載の被覆電線の製造方法。
4. 移動する導線上に、結晶性樹脂を含有する被覆材料を押し出して被覆層を形成した後、冷却水槽にて冷却して被覆電線を製造する装置であって、
   前記導線を搬送する搬送手段と、前記導線上に前記被覆材料を押出す押出機と、前記押出機と前記冷却水槽との間に配置され、前記被覆層を前記冷却用水槽への導入直前まで前記結晶性樹脂の再結晶化温度以上の温度に維持する加熱手段とを備えることを特徴とする被覆電線の製造装置。
5. 前記結晶性樹脂が、ポリオレフィンまたはオレフィンと他のモノマーとの共重合体である絶縁性樹脂組成物の被覆に用いることを特徴とする請求項４記載の被覆電線の製造装置。
6. 前記加熱手段が前記被覆層を１５０〜２２０℃に維持することを特徴とする請求項５記載の被覆電線の製造装置。

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