JP2012099345A - 絶縁電線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る絶縁電線の製造方法は、成形金型に導体と樹脂組成物とを挿通させて該導体の外周に絶縁被覆層を押出被覆する絶縁電線の製造方法であって、前記成形金型は、少なくとも前記樹脂組成物と接する面に非晶質炭素被膜を備えており、前記非晶質炭素被膜は、窒素を含み、かつ該窒素が前記非晶質炭素被膜を構成する炭素と結合していることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(1)前記非晶質炭素被膜における窒素の含有量は、炭素と水素と窒素との合計を100質量%とした場合に5質量%以上である。
(2)前記成形金型は、該金型の基材と前記非晶質炭素被膜との間に複数の中間層を有し、前記複数の中間層は、前記基材の直上に形成されチタンからなる第1中間層と、前記第1中間層の直上に形成されチタンと炭素とからなりチタン含有率が漸減するとともに炭素含有率が漸増する第2中間層とを備える。
(3)前記成形金型は、押出ダイスと、該押出ダイス内に挿入されるニップルとを含む構成である。
(4)前記樹脂組成物は、オレフィン系樹脂100質量部に対して120質量部以上の金属水酸化物を含有するポリオレフィン系樹脂である。
(5)前記樹脂組成物は、シラン架橋ポリオレフィン系樹脂である。
(非晶質炭素被膜の形成)
非晶質炭素被膜を形成する方法としては、CVD法(例えば、プラズマCVD法、プラズマイオン注入型CVD法)やPVD法(例えば、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、非平衡マグネトロンスパッタ法)など種々の方法が提案されており、本発明においても特に限定するものではないが、ここでは、プラズマCVD法(PCVD法)および非平衡マグネトロンスパッタ法(UBMS法)を用いて、成形金型の基材である押出ダイスとニップルの表面(少なくとも樹脂組成物と接する面)に性状の異なる5種類の非晶質炭素被膜を形成した。なお、非晶質炭素被膜は水素含有量の低い方が、熱による水素脆化が抑制される傾向にあり、非晶質炭素被膜の形成においては、化学蒸着法よりも物理蒸着の方が水素含有量を少なくできる利点がある。
上記で作製した非晶質炭素被膜(被膜1〜5)に対して、性状調査を行った。まず、X線回折法(XRD)により結晶相の有無を確認したところ、いずれの被膜とも非晶質相特有のハローパターンのみが得られ非晶質膜であることが確認された。また、X線光電子分光法(XPS)により原子同士の結合を確認したところ、いずれの被膜とも炭素原子同士においてsp2結合とsp3結合が混在しており、いわゆるダイヤモンドライクカーボン(DLC)として形成されていることが確認された。さらに、被膜1においては「炭素原子−ケイ素原子結合(C-Si結合)」が存在し、被膜4,5においては「炭素原子−窒素原子結合(C-N結合)」が存在することが確認された。元素の定量分析を行ったところ、ケイ素(被膜1)や窒素(被膜4,5)は所望の量で含有されていることも確認された。
上記で用意した成形金型の基材(押出ダイスとニップル)を用いて絶縁電線を製造した。
ベース樹脂としてエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)を用い、EVAを100質量部に対して水酸化マグネシウム200質量部を混和した樹脂組成物の押出被覆を図1に示したような構成で行った。押出ダイス4とニップル2は孔径がそれぞれ7.6 mmと6.4 mmのものを用い、導体1は素線径1.6 mmの軟銅線を7本撚りした撚線とし線速200 m/minで供給した。樹脂組成物の調合・供給は、単軸混練機(スクリュー径D=90 mm、スクリュー長さL=2160mm、L/D=24、図示せず)を用い、スクリュー回転速度70 rpmで行った。押出被覆時の温度条件としては、単軸混練機のシリンダーが170℃、クロスヘッド本体8が190℃、押出ダイス4が210℃となるように制御した。なお、押出直後の押出被覆層3の表面温度を赤外線放射温度計で計測したところ、225℃と押出ダイス4の設定温度よりも高い値を示していた。
前述したように、絶縁被覆層の押出被覆においては、樹脂組成物のカス(目脂)が成形金型の先端部外面に発生・成長していき、あるところで脱落して製品に付着し、外径異常などの製品不良が発生する問題があった。そこで、製造安定性の評価として、カス(目脂)の発生・成長を目視で観察するとともに、外径異常検出器を用いて異常検出回数を計数した。1回の押出被覆長さ(絶縁電線長さ)は36 kmとし、その長さの中でカス(目脂)の発生・成長が無くかつ異常検出回数が0回のものを「合格」とした。
上述と同じ条件で36 kmの押出被覆(絶縁電線の製造)を5回行い、成形金型の繰り返し使用に対する耐久性を評価した。5回の繰り返しにおいても外径異常の検出回数が0回のものを「合格」とした。なお、耐久性評価では、「不合格」と判定された回の押出被覆で試験終了とした。
ベース樹脂としてポリエチレン(PE)にシランを3%グラフトしたシラングラフトポリマを用い、該ベース樹脂100質量部に対してジラウリン酸ジブチル錫を0.1%含みPEベースとした触媒マスターバッチ5質量部を混和した樹脂組成物の押出被覆を図1に示したような構成で行った。導体1の供給速度を線速100 m/minとし、押出被覆時の温度条件を単軸混練機のシリンダーが140℃、クロスヘッド本体8が150℃、押出ダイス4が160℃となるように制御した以外は、前述と同様にして押出被覆を行い製造安定性と成形金型耐久性とを評価した。なお、押出直後の押出被覆層の表面温度を赤外線放射温度計で計測したところ、170℃を示していた。
6…外径異常部、7…カス、8…クロスヘッド本体、9…固定ホルダ、10…ネジ。
Claims (6)
- 成形金型に導体と樹脂組成物とを挿通させて該導体の外周に絶縁被覆層を押出被覆する絶縁電線の製造方法であって、
前記成形金型は、少なくとも前記樹脂組成物と接する面に非晶質炭素被膜を備えており、前記非晶質炭素被膜は、窒素を含み、かつ該窒素が前記非晶質炭素被膜を構成する炭素と結合していることを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 請求項1に記載の絶縁電線の製造方法において、
前記非晶質炭素被膜における窒素の含有量は、炭素と水素と窒素との合計を100質量%とした場合に5質量%以上であることを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の絶縁電線の製造方法において、
前記成形金型は、該金型の基材と前記非晶質炭素被膜との間に複数の中間層を有し、
前記複数の中間層は、前記基材の直上に形成されチタンからなる第1中間層と、前記第1中間層の直上に形成されチタンと炭素とからなりチタン含有率が漸減するとともに炭素含有率が漸増する第2中間層とを備えることを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 請求項1乃至請求項3に記載の絶縁電線の製造方法において、
前記成形金型は、押出ダイスと、該押出ダイス内に挿入されるニップルとを含む構成であることを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 請求項1乃至請求項4に記載の絶縁電線の製造方法において、
前記樹脂組成物は、オレフィン系樹脂100質量部に対して120質量部以上の金属水酸化物を含有するポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする絶縁電線の製造方法。 - 請求項1乃至請求項4に記載の絶縁電線の製造方法において、
前記樹脂組成物は、シラン架橋ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする絶縁電線の製造方法。
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