JP4107175B2

JP4107175B2 - 電線着色装置及び電線の製造方法

Info

Publication number: JP4107175B2
Application number: JP2003170514A
Authority: JP
Inventors: 一雄井浦
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP2005005235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用電線等の電線の表面を着色するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電線として、導体上に絶縁体を被覆すると共に、この外周に色付の表皮及びストライプを被覆したものがある。
【０００３】
このような電線では、表皮の色（例えば赤）及びストライプ層の色（例えば青）の組合せ（赤／青）により、数多くの電線種類を識別できる。例えば、１３色の組合せで１６９種類の電線識別を行える。
【０００４】
また、この種の電線は、絶縁体、表皮及びストライプの３つを一括して押出被覆可能な設備にて、それらを構成するための各熱可塑性樹脂を導体上に溶融押出し、その各樹脂を冷却凝固することにより製造される。
【０００５】
上記表皮やストライプ層を形成するための着色樹脂は、コンパウンド工程にて、顔料を加えた着色材又は着色マスターバッチを製造し、この着色材又は着色マスターバッチを、絶縁体を形成するための樹脂と同様の樹脂材料に混合することにより得られる。
【０００６】
なお、通常、電線切断面での電線種類識別は不要とされるため、絶縁体を構成する樹脂としては、高価な着色剤を混合していないものが用いられる。
【０００７】
また、上述のような電線を製造するにあたって、表皮、ストライプ層の色換えを行う場合には、設備を停止させて設備内の着色樹脂を除去した後、新規に使用する着色材料に入換える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、スクリュー押出機等を用いた押出被覆装置では、製造技術的にみて、１μｍ単位での被覆厚さの調整は難しい。このため、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の厚さになるように、表皮及びストライプを押出被覆している。
【０００９】
しかしながら、人が色相を感じるのは表面反射光によるものであることからすると、顔料の粒径よりも極端に大きな被覆厚さは不要と考えることができる。ところが、押出被覆した表皮及びストライプの被覆厚さである０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍは、一般的な顔料の粒径に比べて比べてかなり大きい。このため、高価な顔料を含む材料を必要以上に多く使用しているという問題があった。
【００１０】
また、電線表面の色換えを行う場合、一旦設備を停止させて設備内の着色樹脂を除去した後、新規に使用する着色材料に入換える必要があるため、設備停止時間による時間ロスと材料ロス（ちなみに、材料ロスは２％〜５％と作業スキル習熟度によって差がある）による問題が発生し、設備生産能力を低下させる要因となる。例えば、１３色の組合せで１６９種類の電線を製造するためには、色換えによる機械停止は頻繁に発生し、時間ロスと材料ロスの問題は大きい。特に、材料ロスに関しては、近年環境保全の観点から考えて、資源有効利用のためにも改善が必要である。
【００１１】
そこで、この発明の第１の課題は、着色用の材料の必要量を少なくすることであり、第２の課題は、材料ロスを少なくして迅速に色換えを行うことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、電線の表面に着色するための電線着色装置であって、前記電線が通過可能な環状内周面を有し、その環状内周面に着色剤を吐出する吐出開口部が形成されたコーティングノズルと、前記コーティングノズルに対して着色剤を供給するための着色剤供給機構と、を備え、前記コーティングノズルは、ストライプ着色部分を除く全周着色用の内部空間とストライプ着色用の内部空間との間にセパレート部を設けると共に、前記環状内周面の周方向に沿って該環状内周面の周方向全体に亘って形成されたスリット状の前記吐出開口部を有するものである。
【００１８】
この場合、請求項２記載のように、前記着色剤供給機構は、それぞれ異なる色の着色剤を供給する複数の着色剤供給部と、前記各着色剤供給部より供給された着色剤を混合して前記コーティングノズルに供給するための混合部と、を備えるとよい。
また、請求項３記載のように、導体の周りに絶縁体を押出被覆する工程と、上記請求項１又は請求項２記載の電線着色装置を用いて、前記絶縁体の表面に、着色剤を塗布して着色コーティング層を形成する工程と、を備えるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
＜電線の構成＞
以下、この発明の実施の形態に係る電線について説明する。
【００２０】
まず、参考形態について説明する。図１（ａ）は電線１０を示す断面図である。なお、図１（ｂ）に示す電線については後述する。
【００２１】
この電線１０は、自動車等で用いられるものであり、導体１２と、絶縁体１４と、着色コーティング層１６とを備えている。
【００２２】
導体１２は、単数又は複数の軟銅線により構成される線状の導体である。
【００２３】
絶縁体１４は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁性樹脂により形成されており、導体１２の外周囲に押出被覆されている。
【００２４】
着色コーティング層１６は、絶縁体１４の表面に形成されて所定の色を呈する層であり、厚さ５０μｍ以下、好ましくは、５〜１０μｍに形成されている。
【００２５】
ところで、着色コーティング層１６に混合される顔料の粒径を可及的均一に揃えることは、着色性や、複数種類の顔料を混合して別の色を作る場合の再現性、安定性において、重要な要因となっている。このため、着色コーティング層１６に混合する顔料の粒径を可及的に均一に揃えることが好ましい。この考えは、企業組合「まっち絵の具製造」による。
【００２６】
また、着色コーティング層１６の厚みと顔料の粒径とを揃えることで、顔料が表面に剥き出しになりそこでの乱反射が減少し、色の鮮やかさ実現に貢献する。このため、着色コーティング層１６の厚みを、顔料の粒径と同等にすることが好ましく、例えば、顔料の粒径に応じて、５０μｍ以下、好ましくは５〜１０μｍにすることが好ましい。
【００２７】
また、着色コーティング層１６のデザインパターンとしては、絶縁体１４の全周に所定色の着色コーティング層を形成し、その外周囲に２本の同色又は異色の線状の着色コーティング層を形成したパターン等、種々の態様を考えることができる。
【００２８】
図１（ａ）では、絶縁体１４の外周囲に、その周方向に沿って均等間隔で、４つの着色コーティング層１６ａ，１６ｂが形成されている。各着色コーティング層１６ａ，１６ｂは、電線１０の長手方向に沿って延びる線状に形成されており、そのうち導体１２を挟んで対向する一組の着色コーティング層１６ａは第１の所定色を呈しており、導体１２を挟んで対向する他組の着色コーティング層１６ｂは第２の所定色を呈している。このようなデザインパターンの電線１０では、一組の着色コーティング層１６ａの色と他組の着色コーティング層１６ｂの色との組合せによって、電線１０の種類を識別できる。例えば、１３色の使用を考えた場合、１３×（１３＋１）÷２＝９１により、９１通りの識別数を得ることができる。
【００２９】
この図１（ａ）に示すデザインパターンでは、電線１０をその周方向３６０゜に亘っていずれの方向から見た場合であっても、２色の着色コーティング層１６ａ，１６ｂを認識して誤り無く種別をできるという点で利点がある。
【００３０】
その他のデザインパターンを図２（ａ）〜図２（ｅ）に示す。
【００３１】
図２（ａ）では、絶縁体１４の外周の半周領域に第１の所定色の着色コーティング層１６ａを形成し、その残りの半周領域に第２の所定色の着色コーティング層１６ｂを形成している。この場合、１３色の組合せを考えると、１３×（１３＋１）÷２＝９１により、９１通りの識別数を得ることができる。
【００３２】
図２（ｂ）では、絶縁体１４の外周の半周領域に第１の所定色の着色コーティング層１６ａを形成し、その残りの半周領域の周方向略中間部に、電線１０の長手方向に沿って線状に延びかつ前記着色コーティング層１６ａより幅狭な第２の所定色の着色コーティング層１６ｂを形成している。この場合、着色コーティング層１６ａ，１６ｂの区別を行えるため、例えば、１３色の組合せを考えると、１３×１３＝１６９により、１６９通りの識別数を得ることができる。
【００３３】
図２（ｃ）では、絶縁体１４の外周の一側部に、電線１０の長手方向に沿って線状に延びる第１の所定色の着色コーティング層１６ａを形成し、絶縁体１４の外周の他側部に、電線１０の長手方向に沿って線状に延びる第２の所定色の着色コーティング層１６ｂを形成している。この場合には、１３色の組合せを考えると、図２（ａ）と同様に９１通りの識別数を得ることができる。
【００３４】
図２（ｄ）では、絶縁体１４の外周囲に、その周方向に沿って均等間隔で、４つの着色コーティング層１６ａ，１６ｂが形成されている。各着色コーティング層１６ａ，１６ｂは、電線１０の長手方向に沿って延びる線状に形成されており、そのうち隣合う一組の着色コーティング層１６ａは第１の所定色を呈しており、隣合う他組の着色コーティング層１６ｂは第２の所定色を呈している。この場合には、１３色の組合せを考えると、図２（ａ）と同様に９１通りの識別数を得ることができる。
【００３５】
図２（ｅ）では、絶縁体１４の絶縁体１４の外周囲に、その周方向に沿って均等間隔で、３つの着色コーティング層１６ａ，１６ｂが形成されている。各着色コーティング層１６ａ，１６ｂは、電線１０の長手方向に沿って延びる線状に形成されており、そのうち隣合う一組の着色コーティング層１６ａは第１の所定色を呈しており、他の１つの着色コーティング層１６ｂは第２の所定色を呈している。この場合には、１３色の組合せを考えると、図２（ｂ）と同様に、１６９通りの識別数を得ることができる。
【００３６】
なお、電線１０の外周全体に亘って着色コーティング層を形成する際には、その層による隠蔽性を発揮させるため、白系統の着色コーティング層を施すことが好ましい。
【００３７】
このように構成された電線１０によると、絶縁体１４の表面に厚さ５０μｍ以下の着色コーティング層１６を形成しているため、従来のように、識別用の色付表皮及びストライプを押出被覆した電線に比べて、着色剤の使用量を少なくすることができる。
【００３８】
＜電線の製造方法＞
上記電線１０は、導体１２の周りに絶縁体１４を押出被覆する工程と、絶縁体１４の表面に、着色剤を塗布して厚さ５０μｍ以下の着色コーティング層１６を形成する工程と、を経て製造される。
【００３９】
上記押出被覆する工程では、周知の押出被覆機を用いて導体１２の周りに絶縁体１４を連続的に押出被覆する。
【００４０】
また、上記着色コーティング層１６を形成する工程では、絶縁体１４の外周囲に着色剤を連続的に塗布していく。
【００４１】
この着色剤は、顔料を混合した液状の着色剤であり、例えば、カネビニールペースト（鐘淵化学の塩ビペースト商品名）やカネビラック（鐘淵化学のアクリルと塩化ビニルとの液状混合物の商品名）、その他、エポキシ樹脂や液状ポリウレタン、ＵＶ硬化樹脂等の液状樹脂に、顔料を混合したものを用いることができる。着色剤としては、さらに、グラビア印刷やシルク印刷用のインク等を用いることができる。
【００４２】
また、着色剤の粘度は、３００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。このように、比較的粘度が小さい着色剤を用いることにより、迅速に比較的薄い着色コーティング層１６を形成することができる。
【００４３】
ちなみに、このように液状の着色剤を用いた場合、基準色（例えば、赤、青、黄、白、黒）の着色剤を単体で用いたり、複数を混合して容易に別色を作成し、着色することができ、それらの配合量の調整により微妙な色合を実現できる。
【００４４】
また、熱硬化性樹脂に顔料を混合した着色剤を用いる場合、押出被覆する工程による余熱を利用して、絶縁体１４の表面に塗布された着色剤を硬化させることが好ましい。
【００４５】
すなわち、押出被覆工程では、溶融樹脂を導体１２周りに押出被覆しているため、絶縁体１４が押出被覆機から導出された直後では、絶縁体１４はかなり高温になっている。そこで、絶縁体１４が押出被覆機から導出された後、可及的速やかに、絶縁体１４の表面に着色剤を塗布すると、押出被覆工程による余熱によって着色剤が硬化して、着色コーティング層１６が形成されることになる。
【００４６】
これにより、押出被覆する工程による余熱を利用して、別途新たな着色剤硬化工程（加熱工程や紫外線照射工程）等を経ることなく、効率的に着色剤を硬化させることができる。
【００４７】
一方、押出被覆後、室温（常温）程度まで冷却した絶縁体１４の外周囲に着色コーティング層１６を形成する際においては、熱硬化性樹脂に顔料を混合した着色剤を用いる場合には、当該着色剤を絶縁体１４の表面に塗布した後、連続して導体１２を周知のヒータ等で加熱する。また、紫外線硬化樹脂に顔料を混合した着色剤を用いる場合には、当該着色剤を絶縁体１４の表面に塗布した後、紫外線を照射する。
【００４８】
これにより、着色剤が硬化して、着色コーティング層１６が形成されることになる。
【００４９】
＜電線着色装置＞
＜単色に着色するための電線着色装置＞
まず、電線１０を単色に着色するための電線着色装置について説明する。
【００５０】
図３は電線着色装置３０を示す斜視図である。この電線着色装置は、押出被覆機２８の電線搬送経路下流側に配設される装置であり、コーティングノズル３２と着色剤供給機構４０とを備えている。
【００５１】
着色剤供給機構４０は、コーティングノズル３２に対して着色剤を供給するための装置であり、圧送タンク４８と、三方バルブ４４と、ロータリアクチュエータ４６と、着色剤吐出部４１と、着色剤吐出部４１による吐出量を調整するためのコントローラ３８とを備えている。このような着色剤供給機構４０は、有限会社キャドサービルにより提供されている。
【００５２】
圧送タンク４８は、着色剤を貯留する第１容器４８ａと、第１容器４８ａを気密状に覆う第２容器４８ｂとを備えている。また、液送給管４３が第２容器４８ｂに貫通しており、その一端部が第１容器４８ａ内の着色剤内に導入されている。さらに、第２容器４８ｂ内には、エアが導入されて所定の気圧に保たれている。この気圧により、第１容器４８ａ内の着色剤が液送給管４３を通って外部に押出されるようになっている。
【００５３】
着色剤吐出部４１は、筒容器上のシリンダ４１ａと、シリンダ４１ａ内を往復移動するピストン４１ｂと、ピストン４１ｂを上下移動させるためのピストン駆動機構４２とを備えている。
【００５４】
シリンダ４１ａの上端部には、吐出管３９が接続されており、また、シリンダ４１ａ内であってピストン４１ｂの上方空間には、着色剤が貯留可能に形成されている。そして、ピストン４１ｂを上方に移動させることによって、貯留された着色剤が吐出管３９を通って外部に押出される一方、ピストン４１ｂを下方に移動させることによって、外部の着色剤が吐出管３９を通ってシリンダ４１ａ内に吸引されるようになっている。
【００５５】
ピストン駆動機構４２は、コントローラ３８により回転方向、回転量、回転速度等が制御されるモータ４２ａ及びボールネジ機構４２ｂとを備えている。そして、モータ４２ａの回転運動がボールネジ機構４２ｂにより直線運動に変換されてピストン４１ｂに伝達される。これにより、モータ４２ａの回転に応じて、ピストン４１ｂが上方又は下方に移動する構成となっている。
【００５６】
また、三方バルブ４４の第１の出入口が圧送タンク４８側の液送給管４３に接続され、第２の出入口が着色剤吐出部４１側の吐出管３９に接続され、第３の出入口がコーティングノズル３２側の吐出管３１に接続されている。この三方バルブ４４は、エア圧により駆動するロータリアクチュエータ４６の切替動作により、圧送タンク４８側の第１の出入口と着色剤吐出部４１側の第２の出入口とを連通状態にした液補給状態と、着色剤吐出部４１側の第２の出入口とコーティングノズル３２側の第３の出入口とを連通状態にした液吐出状態とに切替られる。
【００５７】
そして、コントローラ３８によりロータリアクチュエータ４６へのエア圧印加タイミング及びモータ４２ａの回転方向等が適宜に制御され、コーティングノズル３２に対して着色剤を供給するときには、三方バルブ４４を液吐出状態にして、モータ４２ａの駆動によりピストン４１ｂを上方に移動させて、吐出管３１側に液を供給する。一方、シリンダ４１ａ内の液が不足したときには、三方バルブ４４を液補充状態にして、モータ４２ａの駆動によりピストン４１ｂを下方に移動させて、着色剤を吸引する。
【００５８】
このような着色剤供給機構４０は、モータ４２ａの駆動制御により吐出量をコントロールしているため、１μＬ単位で、吐出量をコントロールすることができる。
【００５９】
コーティングノズル３２，３２Ｂは、基本的に、供給された着色剤を絶縁体１４の表面に塗布するものであり、電線が通過可能な環状内周面３３，３３Ｂと、環状内周面３３に形成された吐出開口部３６，３６Ｂとを備えている（図４及び図５参照）。
【００６０】
特に、電線１０の周方向全体に着色コーティング層１６を形成するコーティングノズル３２は、供給された着色剤を前記環状内周面３３の周方向全体に分配するための環状内部空間３４を備えている。また、吐出開口部３６は、環状内周面３３の周方向に沿って該環状内周面３３の周方向全体に亘って形成されたスリット状に形成されている。そして、上記吐出管３９より送給される着色剤が環状内部空間３４において、記環状内周面３３の周方向全域に分散されて、吐出開口部３６の周方向全体から着色剤が吐出されるようになっている（図４参照）。
【００６１】
これにより、電線１０が環状内周面３３を通過する際、電線１０の周方向全体に着色剤が吐出されて、電線１０の周方向全体にその長手方向に沿って連続的に、着色コーティング層１６が形成されることとなる。
【００６２】
また、電線１０の周方向の一部に線状の着色コーティング層１６を形成するコーティングノズル３２Ｂにおいては、吐出開口部３６Ｂは、環状内周面３３の周方向の一部に形成された小孔状に形成されている。この吐出開口部３６Ｂは、電線１０に形成する着色コーティング層１６の数に応じて単数又は複数形成される。また、上記吐出管３９は、必要に応じて分岐されて適宜吐出開口部３６Ｂに接続されている。そして、上記吐出管３９より送給される着色剤が吐出開口部３６Ｂより吐出されるようになっている（図５参照）。
【００６３】
これにより、電線１０が環状内周面３３Ｂを通過する際、電線１０の周方向の一部に着色剤が吐出されて、電線１０の周方向の一部に、その長手方向に沿って連続的に、線状の着色コーティング層１６が形成されることとなる。以上が参考形態に係る説明である。
【００６４】
以上の新規な電線識別デザインの製造方法に対し、外観が現行電線と同様である図１（ｂ）に示す電線、即ち、ストライプ部着色部分を除く全周とストライプ着色を組合わせた場合の製造方法を図６に示す。この方法は、図４と図５の装置を一体に組合わせた構造を用いてる。図６に示すように、単一のノズル３２Ｃにおいて、ストライプ着色部分を除く全周着色用の内部空間３４Ｃｂとストライプ着色用の内部空間３４Ｃａとの間にセパレート部６６を設けることにより、それらの間で異色の着色剤の進入を防止するようにしている。
【００６５】
なお、コントローラ３８は、電線１０の送給機構等に接続されており、着色剤供給機構４０からの着色剤のトータル吐出量と電線１０の送給速度とが比例関係になるように、それら吐出量及び送給速度を制御する。
【００６６】
また、着色コーティング層１６の厚さは、着色剤の吐出量と電線送給速度との関係で設定される。
【００６７】
このように構成された電線着色装置３０によると、押出被覆機２８より導出された電線１０を、コーティングノズル３２，３２Ｂ内に通しつつ、吐出開口部３６，３６Ｂから所定色の着色剤を吐出させることで、該着色剤が絶縁体１４の長手方向に沿って連続的に、該絶縁体１４の表面全周（ストライプ着色部分を除く）に亘り又は線状に塗布される。そして、その着色剤が硬化することで、所定色の着色コーティング層１６が形成されることになる。このため、電線１０の表面に比較的薄い着色コーティング層１６を形成することができ、着色用の材料の必要量を少なくすることができる。
【００６８】
＜容易に色換えできる電線着色装置＞
次に、電線１０の表面に形成する着色コーティング層１６の色換えを容易に行うことができる電線着色装置について説明する。
【００６９】
図４に示すように、この電線着色装置５０は、上記着色剤供給機構４０に代えて複数色の着色剤を切替えて送給可能な着色剤供給機構６０を備えると共に、上記と同様のコーティングノズル３２，３２Ｂを備えている。
【００７０】
着色剤供給機構６０は、複数の着色剤供給部６２ａ〜６２ｅと、混合部６４とを備えている。
【００７１】
各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅは、それぞれ異なる色の着色剤を供給するためのものであり、上記着色剤供給機構４０と同様構成にて、コントローラ３８の制御に応じて、所定タイミング、所定の供給量で所定量の着色剤を供給する。
【００７２】
各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅは、供給管６３ａ〜６３ｅを通じて混合部６４に接続されており、混合部６４は供給管６５を通じてコーティングノズル３２又は３２Ｂに接続されている。
【００７３】
混合部６４は、複数の着色剤供給部６２ａ〜６２ｅから供給される着色剤を混合してコーティングノズル３２又は３２Ｂに供給するようになっている。
【００７４】
ここで、電線１０の周方向全体に着色コーティング層１６を形成する際には、コーティングノズル３２が用いられ、電線１０の周方向２箇所に線状の着色コーティング層１６を形成する際には、図５に示すコーティングノズル３２Ｂが用いられる。また、電線１０の周方向４箇所に線状の着色コーティング層１６を形成する際には、２つのコーティングノズル３２Ｂが用いられる。
【００７５】
この電線着色装置では、各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅより、所定の基準色（例えば、赤、青、黄、白、黒）の着色剤が供給される。
【００７６】
コントローラ３８は、上記押出被覆機２８側の電線１０の送給速度や着色を行う色に応じて、上記各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅからの着色剤の供給のオン・オフ、供給量を制御する。
【００７７】
そして、所定の基準色の着色コーティング層１６を施す際には、各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅのうちいずれか一つから当該所定の基準色の着色剤を供給する。これにより、この所定の基準色の着色剤が、混合部６４を経て（この場合に、混合部６４における混合動作は不要である）コーティングノズル３２又は３２Ｂに供給される。そして、環状内周面３３，３３Ｂ内を通過する電線１０の絶縁体１４の表面に所定の基準色の着色コーティング層１６が形成される。
【００７８】
また、所定の基準色以外の色を持つ着色コーティング層１６を施す際には、各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅのうち２つ以上から、２色以上の所定の基準色の着色剤を所定の割合で混合されるように供給する。例えば、黄緑の着色剤を得たい場合には、各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅのうち青色を供給するものと黄色を供給するものとが、１対２の割合で着色剤を供給するように、それぞれの供給量を制御する。これにより、当該２色以上の所定の基準色の着色剤が、混合部６４内において攪拌されて上記所望色の着色剤に生成された後、コーティングノズル３２又は３２Ｂに供給される。そして、環状内周面３３，３３Ｂ内を通過する電線１０の絶縁体１４の表面に所望の色の着色コーティング層１６が形成される。
【００７９】
そして、色換えを行う場合には、各着色剤供給部６２ａ〜６２ｅからの供給タイミングや供給量を適宜切替えて、他の色の着色剤をコーティングノズル３２又は３２Ｂに供給して、当該他の色の着色コーティング層１６を形成する。
【００８０】
このように構成された電線着色装置５０によると、各着色剤供給部６２ｅ〜６２ｅからの着色剤の供給タイミングを適宜制御したり、或は、供給量を調整することで、所望色の着色剤を供給することができる。
【００８１】
図７は、図４で示した電線着色装置５０を応用した電線着色システムを示している。
【００８２】
上記電線着色装置５０で説明したものと同様構成要素については同一符号を付して、相違点を中心に説明すると、この電線着色システムは、２つの着色剤供給機構１６０Ａ，１６０Ｂを備えている。そして、一方側の着色剤供給機構１６０Ａ側にコーティングノズル３２が接続されていて、電線１０の外周囲全体に所定色の着色を行う。また、他方側の着色剤供給機構１６０Ｂ側にコーティングノズル３２Ｂが接続されていて、電線１０の外周囲に線状の着色を行う。
【００８３】
着色剤供給機構１６０Ａ，１６０Ｂは、混合部６４と着色剤供給部６２ａ〜６２ｅとの各間に、コントローラ３８により開閉制御される開閉手段としての電磁バルブ１７０Ａａ〜１７０Ａｅ，１７０Ｂａ〜１７０Ｂｅを備えている。
【００８４】
また、各混合部６４は配管１７２Ａ，１７２Ｂを介して共通の清掃吸引シリンダ１７４に接続されている。また、各配管１７２Ａ，１７２Ｂには、コントローラ３８により開閉制御される開閉手段としての電磁バルブ１７３Ａ，１７３Ｂが介挿されている。清掃吸引シリンダ１７４はコントローラ３８の制御により、所定の吸引動作を行う。
【００８５】
この電線着色システムでは、上記電線着色装置５０と同様に、基本色の着色剤、又は、基本色を混合して生成した所定色の着色剤を供給する。
【００８６】
そして、色換えを行う場合には、電磁バルブ１７０Ａａ〜１７０Ａｅ，１７０Ｂａ〜１７０Ｂｅを全て閉じると共に、電磁バルブ１７３Ａ，１７３Ｂを閉じた状態で、清掃吸引シリンダ１７４に吸引動作を、例えば、１秒程度行わせる。これにより、コーティングノズル３２，３２Ｂ及び各混合部６４内の着色剤が吸引清掃される。ノズル３２内の着色剤は、およそ２ｍｍ幅のドーナツ上の環状空間の体積であり、一般的には、０．０５ｃｍ³以下である。このため、従来において、押出被覆機にて無駄になっていた着色用の材料よりも極めて少ない。
【００８７】
つまり、図４〜図７に示す装置、システムでは、色換えを行う場合において、混合部６４やノズル３２，３２Ｂ内等で無駄になる着色用の材料量は、従来において、押出被覆機で無駄になる着色用の材料量よりも明らかに少ないので、材料ロスを少なくして色換えを行うことができる。また、従来のように、設備を停止させて設備内の着色樹脂を除去して新規に使用する着色材料に入換える必要はないので、各着色剤供給部６２ｅ〜６２ｅからの着色剤の供給タイミング、或は、量を調整することで、所望色の着色剤を供給することができるので、迅速に色換えを行うことができる。
【００８８】
また、従来のように、押出被覆にて電線の着色を行う構成では、予め各色の樹脂材料（カラーバッチ等）を製造してストックしておく必要があったため、その各色の樹脂材料を製造する上でも色替えの際の材料ロスを生じる上、それらの材料の在庫管理上の問題も生じていた。
【００８９】
しかしながら、上記着色剤供給装置やシステムでは、電線１０に着色コーティング層１６を形成する段階で、複数の基準色から容易に所望の色を生成することができるため、上述のような事前段階での材料ロスの問題が無く、また、材料の在庫管理上の問題も少ない。
【００９０】
なお、本発明者等の実際の製造条件下では、従来押出被覆機を用いていた場合の材料のロス率２．１パーセントから、本発明の場合にはロス率０．１パーセントに改善された（但し銅と樹脂と使用量のロス率）。また、製造時間短縮についても、大幅な改善が図られると共に、着色用に用いる顔料自体についてみても、その使用量を削減することが可能になった。
【００９１】
＜着色剤の粘度と着色コーティング層の厚さ、電線の送給速度等との関係＞
ところで、電線１０がコーティングノズル３２，３２Ｂ内を通過する際、当該電線１０に作用する張力によって、導体１２の引き伸びが発生しないようにすることが、電線１０の品質において重要である。
【００９２】
そして、コーティングノズル３２において、着色剤を電線１０の表面に塗布することによる抵抗力（剪断力）が電線１０に作用する張力Ｆ（Ｎ）であると考えることができ、流体の粘性と剪断力計算式より、当該張力Ｆは下記式のようになる。
【００９３】
Ｆ＝Ａ（μ×Ｖ÷Ｔ）・・・（１）
ここで、値Ａ（ｍ²）はコーティングノズル３２のうち電線１０と接触する部分の面積であり、値μ（Ｐａ・ｓ）は着色剤の粘度であり、値Ｖ（ｍ／sec）は電線１０の送給速度であり、値Ｔ（ｍ）は塗布厚さである。
【００９４】
そして、実施上想定される厳しい条件を想定する。
【００９５】
コーティングノズル３２の環状内周面３３の径を１．６ｍｍ（＝１．６／１０００ｍ）、環状内周面３３の軸方向の長さ（ランド長さ）を１／１０００ｍとすると、面積Ａ＝（１．６／１０００）×π×（１／１０００）＝５．０／１００００００ｍｍ²となる。
【００９６】
また、粘度３．１（Ｐａ・ｓ）の塩ビペーストカネビラック１００重量部に２０重量部の顔料を加えた着色剤の場合、粘度は３１０Ｐａ・ｓになる。
【００９７】
送給速度Ｖ（ｍ／sec）は１０００ｍ／分（およそ１６．７ｍ／sec）、塗布厚さは５μｍ（＝５／１００００００ｍ）であると想定した。
【００９８】
この条件１の場合、上記式（１）より、Ｆ＝１６５７（Ｎ）が導き出される。
【００９９】
導体１２の断面積が０．５ｓｑである電線１０の一般的な電線破断強度は１５４Ｎであり、上記張力１６５７（Ｎ）は電線破断強度は１５４（Ｎ）を大幅に上回ってしまう。
【０１００】
そこで、上記着色剤に適宜可塑剤を混入して、粘度を３Ｐａ・ｓに調整した（条件２）。
【０１０１】
この条件２の場合、Ｆ＝１６（Ｎ）＜１５４（Ｎ）×０．２＝３０．４（Ｎ）から、電線１０に作用する張力が電線破断強度の０．２倍以下となり、引き伸びの無い電線を製造することができることとなった。
【０１０２】
また、上記条件１において、送給速度Ｖ（ｍ／sec）を１０００ｍ／分（およそ１６．７ｍ／sec）から１０ｍ／分に変更すると共に、塗布厚さを５μｍから４０μｍに変更すると、Ｆ＝１６５７／４０より、およそＦ＝２０（Ｎ）となった。このため、粘度がおよそ３００Ｐａ・Ｓの場合でも、送給速度や塗布厚さを製造上許容される範囲内で適宜調整することにより、電線１０に作用する張力を、一般的な電線破断強度の０．２倍以下程度に抑えることができた。
【０１０３】
以上より、電線に作用する張力をなるべく少なくするという点からは、着色剤の粘度をなるべく小さくすることが好ましく、電線１０の送給速度や塗布厚さ等を許容される範囲内で適宜調整することを考慮すると、着色剤の粘度としては３００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。
【０１０４】
【発明の効果】
【０１１０】
以上のように、この発明の請求項１記載の発明によれば、電線の表面に比較的薄い着色コーティング層を形成することができ、着色用の材料の必要量を少なくすることができる。また、ストライプ着色部分を除く全周とストライプ着色を組合わせた電線を着色できる。
【０１１１】
請求項２記載の発明によれば、各着色剤供給部からの着色剤の供給を断続させたり、或は、供給量を調整することで、材料ロスを少なくして迅速に電線表面の色換えを行うことができる。
また、請求項３記載の発明によれば、電線の表面に比較的薄い着色コーティング層を形成することができ、着色用の材料の必要量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は参考形態に係る電線を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｅ）は電線の着色デザインパターンを示す断面図である。
【図３】電線着色装置を示す概略斜視図である。
【図４】色換えを容易に行うことができる電線着色装置を示す概略図である。
【図５】線状の着色コーティング層を形成するためのコーティングノズルを示す概略図である。
【図６】発明に係るコーティングノズルを示す図である。
【図７】電線着色装置を応用した電線着色システムを示す図である。
【符号の説明】
１０電線
１２導体
１４絶縁体
１６（１６ａ，１６ｂ）着色コーティング層
２８押出被覆機
３０，５０電線着色装置
４０，６０着色剤供給機構
６２ａ〜６２ｅ着色剤供給部
６４混合部

Claims

電線の表面に着色するための電線着色装置であって、
前記電線が通過可能な環状内周面を有し、その環状内周面に着色剤を吐出する吐出開口部が形成されたコーティングノズルと、
前記コーティングノズルに対して着色剤を供給するための着色剤供給機構と、
を備え、
前記コーティングノズルは、
ストライプ着色部分を除く全周着色用の内部空間とストライプ着色用の内部空間との間にセパレート部を設けると共に、前記環状内周面の周方向に沿って該環状内周面の周方向全体に亘って形成されたスリット状の前記吐出開口部を有するものである、電線着色装置。
請求項１記載の電線着色装置であって、
前記着色剤供給機構は、
それぞれ異なる色の着色剤を供給する複数の着色剤供給部と、
前記各着色剤供給部より供給された着色剤を混合して前記コーティングノズルに供給するための混合部と、
を備える電線着色装置。
導体の周りに絶縁体を押出被覆する工程と、
請求項１又は請求項２記載の電線着色装置を用いて、前記絶縁体の表面に、着色剤を塗布して着色コーティング層を形成する工程と、
を備える電線の製造方法。