JP5254577B2 - 絶縁電線の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁電線の製造装置及び製造方法に関し、詳しくは、電子線照射装置を備える絶縁電線の製造装置及び製造方法に関する。

押出機を通過した絶縁電線の樹脂被覆部（絶縁体）に電子線照射を行い架橋を促す技術は、従来より一般的に知られている（例えば下記特許文献１、２参照）。
特開平５−３４５３２４号公報 特開平６−２９０６５０号公報

架橋を促すためとして電子線照射装置を備える従来の絶縁電線の製造装置にあっては、次のような問題点を有している。すなわち、電線に要求される特性を満足させるために、導体に被覆した後の絶縁体に高エネルギーの電子線を照射しなければならず、高エネルギーの電子線を照射するためには、安全上設備が大きなものとなってしまうという問題点を有している。

高エネルギーの電子線を絶縁体に照射する理由としては、電子線を絶縁体内部にまで透過させて架橋させないと電線として要求する特性が得られず、仮にエネルギーが不足するような場合には、耐熱性・耐摩耗性等に不具合が生じてしまうからである。

上記の他に、従来の絶縁電線の製造装置にあっては、電子線照射装置が大型で高価であるために、製品のコストアップにつながってしまうという問題点を有している。また、大型の電子線照射装置を設置するための十分なスペースや、安全性を考慮した十分なスペースを確保しなければならないという問題点も有している。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、電子線照射装置を備えても大型の設備にならず、また、電子線を効率よく照射することも可能な絶縁電線の製造装置及び製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の絶縁電線の製造装置は、導体供給装置と、該導体供給装置から供給される前記導体の外側に絶縁体を押出被覆する押出機と、該絶縁体が被覆される絶縁電線を冷却する冷却水槽と、前記絶縁体を架橋するための電子線照射装置と、前記架橋された絶縁電線を巻き取る電線巻取り装置とを備える絶縁電線の製造装置において、
前記押出機には、前記押出機に投入されるペレットに対して架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射して前記ペレットを半架橋させるペレット用電子線照射装置を設け、
前記電子線照射装置を、前記押出機にて被覆をした後の部分架橋状態の前記絶縁体に対して残り分の架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射する絶縁体用電子線照射装置として設けることを特徴としている。

また、上記課題を解決するためになされた請求項２記載の本発明の絶縁電線の製造方法は、押出機に投入するペレットに対し前記押出機に設けるペレット用電子線照射装置を用いて架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射し前記ペレットを半架橋させる第一工程と、
半架橋させた前記ペレットを前記押出機にて混練した後、導体の外側に押し出して該導体に部分架橋状態の絶縁体を被覆する第二工程と、
前記導体に被覆してなる部分架橋状態の前記絶縁体に対し絶縁体用電子線照射装置を用いて残り分の架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射する第三工程と、
を含んで製造することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、高エネルギーの電子線の照射に比べて電子線の照射回数が増えるものの、ペレット用電子線照射装置、絶縁体用電子線照射装置のそれぞれの照射量は十分に小さくなり、トータル的に省エネルギーの製造装置及び製造方法となる。低エネルギーの電子線の照射であっても本発明の如く構成すれば、絶縁電線として要求する特性が得られるようになる。本発明によれば、電子線照射装置自体の小型化を図ることが可能になり、このことから電子線を過剰に照射してしまうようなことも避けられる。

請求項１、２に記載された本発明によれば、電子線照射装置を備えても大型の設備にならず、また、電子線を効率よく照射することも可能な絶縁電線の製造装置及び製造方法を提供することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の絶縁電線の製造装置及び製造方法の一実施の形態を示す概略的な構成図である。また、図２は他の一実施の形態を示す概略的な構成図、図３は比較例の概略的な構成図である。

図１において、引用符号１は絶縁電線２を製造するための製造装置を示している。製造装置１は、図示しない導体供給装置と、押出機３と、冷却水槽４と、電子線照射装置５と、電線巻取り装置６とを備えて構成されている。押出機３は、導体供給装置から供給される導体７を通過させつつ、この導体７の外側に絶縁体を被覆する装置であって、絶縁体が部分架橋状態の絶縁体８となるように構成されている。

押出機３の構成について具体的に説明すると、この押出機３は電子線照射装置５の一構成を含むものであって、ベース樹脂組成物（ポリエチレン、塩化ビニルなど）のペレット９を入れるホッパ１０と、配合ペレット１１を入れるホッパ１２と、ペレット９に電子線を照射して半架橋させるペレット用電子線照射装置１３と、半架橋のペレット１４及び配合ペレット１１を合流させるペレット合流部１５と、半架橋のペレット１４及び配合ペレット１１を混練して押し出すスクリューシリンダ１６と、このスクリューシリンダ１６から押し出された樹脂を導体７の外側に被覆するクロスヘッド１７とを備えて構成されている。

押出機３は、電子線照射装置５の一構成としてのペレット用電子線照射装置１３を構成に含む（一例であるものとする。尚、図２に含まない場合を示す）という特徴を有している。また、押出機３は、半架橋のペレット１４がスクリューシリンダ１６に供給され、クロスヘッド１７において導体７の外側に被覆する絶縁体が部分架橋状態の絶縁体８になるという特徴を有している。

電子線照射装置５は、上記のペレット用電子線照射装置１３と、冷却水槽４よりも後に設けられる絶縁体用電子線照射装置１８とを備えて構成されている。ペレット用電子線照射装置１３及び絶縁体用電子線照射装置１８は、それぞれ低エネルギーの電子線を照射することができるような装置となっている。ペレット用電子線照射装置１３及び絶縁体用電子線照射装置１８は、それぞれ小型の装置となっている。

本発明では、架橋を促すために必要な量をペレット用電子線照射装置１３及び絶縁体用電子線照射装置１８で分けて照射するような装置構成になっている。この装置構成は、高エネルギーの電子線を一つの装置で照射するような従来のもの、或いは図３のものと異なり、この点が本発明の特徴になっている。

本発明において、ペレット用電子線照射装置１３は、ペレット９に対して必要照射量（架橋させるために必要十分な照射量）よりも少ない量の電子線（低エネルギーの電子線：例えば６０ｋＶ）を照射して半架橋のペレット１４を得る装置となり、絶縁体用電子線照射装置１８は、部分架橋状態の絶縁体８に対して残り分の電子線（低エネルギーの電子線：例えば６０ｋＶ）を照射して主に絶縁体表面を架橋する装置となっている。

次に、上記構成に基づき絶縁電線２が出来上がるまでの流れを簡単に説明する。

ベース樹脂組成物のペレット９をホッパ１０に投入すると、このホッパ１０に連続する傾斜部１９をペレット９が通過する。傾斜部１９の位置でペレット９に対し低エネルギーの電子線をペレット用電子線照射装置１３を用いて照射すると、半架橋のペレット１４が得られてこの半架橋のペレット１４がペレット合流部１５に投入される（例えばここまでを製造に係る第一工程とする）。

半架橋のペレット１４は、別のホッパ１２に投入された配合ペレット１１と共に押出機３にて混練され、この後にクロスヘッド１７の部分で押し出される。これにより、導体７の外側に部分架橋状態の絶縁体８が被覆される。部分架橋状態の絶縁体８は、既に架橋が促されて半架橋となっていることから、導体７に被覆された時点で電線としての特性向上が図られる（例えばここまでを製造に係る第二工程とする）。

押出機３から押し出され、冷却水槽４を通過した後、部分架橋状態の絶縁体８に対して低エネルギーの電子線を絶縁体用電子線照射装置１８を用いて照射すると、部分架橋状態の絶縁体８の特に表面の架橋が促され、これによって電線に要求される耐摩耗性・耐熱性の向上が図られる。この後、絶縁電線２は電線巻取り装置６に巻き取られて製品となる（例えばここまでを製造に係る第三工程とする）。

以上、図１を参照しながら説明してきたように、本発明によれば電子線照射装置５を備えても大型の設備にならず、また、電子線を効率よく照射することができるようになっている。

続いて、図２を参照しながら他の一実施の形態を説明する。尚、図１と基本的に同じ構成には同一の符号を付すものとする。

図２の製造装置２１は、図示しない導体供給装置と、押出機２２と、冷却水槽４と、電子線照射装置５と、電線巻取り装置６とを備えて構成されている。押出機２２は、導体供給装置から供給される導体７を通過させつつ、この導体７の外側に絶縁体を被覆する装置であって、絶縁体が部分架橋状態の絶縁体８となるように構成されている。

押出機２２の構成について具体的に説明すると、この押出機２２は半架橋のペレット１４と配合ペレット１１とを入れるホッパ２３と、半架橋のペレット１４及び配合ペレット１１を混練して押し出すスクリューシリンダ１６と、このスクリューシリンダ１６から押し出された樹脂を導体７の外側に被覆するクロスヘッド１７とを備えて構成されている。

半架橋のペレット１４は、予め別工程でペレット用電子線照射装置１３を用いて必要照射量（架橋させるために必要十分な照射量）よりも少ない量の電子線（低エネルギーの電子線：例えば６０ｋＶ）を照射することにより得られるようになっている。電子線照射装置５は、上記の予め別工程で用いられるペレット用電子線照射装置１３と、冷却水槽４よりも後に設けられる絶縁体用電子線照射装置１８（例えば６０ｋＶ）とを備えて構成されている。

図２の場合も、大型の設備にならず、また、電子線を効率よく照射することができるようになっている。

続いて、図３を参照しながら比較例としての製造装置を説明する。図３の製造装置と図１、図２の例とを比較すると、いかに本発明が小型の設備であるかが分かるようになっている。

図３において、製造装置３１は、大型電子線照射装置３２を備える大型の設備となっている。大型電子線照射装置３２は、高エネルギーの電子線（例えば約１０００ｋＶ）を照射することができる装置であって、絶縁電線製造ライン３３に設置することができないような大きなものとなっている。従って、予め絶縁電線製造ライン３３で架橋前の絶縁電線３４を製造しておき、この架橋前の絶縁電線３４を別のライン３５に運んだ後に、大型電子線照射装置３２を用いて高エネルギーの電子線を照射し架橋を促して絶縁電線３６を製造するような構成になっている。

尚、大型電子線照射装置３２は、架橋前の絶縁電線３４を絶縁体内部まで架橋させる必要があることから、高エネルギーになるのは勿論のこと、架橋前の絶縁電線３４に対し円周方向にまんべんなく架橋させる必要もあることから、過剰な照射が行われるようになっている。

以上、図１ないし図３を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、高エネルギーの電子線の照射に比べて電子線の照射回数が増えるものの、ペレット用電子線照射装置１３、絶縁体用電子線照射装置１８のそれぞれの照射量は十分に小さくなり、トータル的に省エネルギーの製造装置及び製造方法となる。低エネルギーの電子線の照射であっても本発明の如く構成すれば、絶縁電線として要求する特性が得られるようになる。

本発明によれば、電子線照射装置自体の小型化を図ることが可能になり、また、電子線を過剰に照射してしまうようなことも避けることが可能になる。

その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

本発明の絶縁電線の製造装置及び製造方法の一実施の形態を示す概略的な図であり、（ａ）は製造過程を示すフローチャート、（ｂ）は製造装置の構成図である。 他の一実施の形態を示す概略的な図であり、（ａ）は製造過程を示すフローチャート、（ｂ）は製造装置の構成図である。 比較例の概略的な図であり、（ａ）は比較例の製造過程を示すフローチャート、（ｂ）は比較例の製造装置の構成図である。

符号の説明

１ 製造装置
２ 絶縁電線
３ 押出機
４ 冷却水槽
５ 電子線照射装置
６ 電線巻取り装置
７ 導体
８ 部分架橋状態の絶縁体
９ ペレット
１０ ホッパ
１１ 配合ペレット
１２ ホッパ
１３ ペレット用電子線照射装置
１４ 半架橋のペレット
１５ ペレット合流部
１６ スクリューシリンダ
１７ クロスヘッド
１８ 絶縁体用電子線照射装置
１９ 傾斜部
２１ 製造装置
２２ 押出機
２３ ホッパ
３１ 製造装置
３２ 大型電子線照射装置
３３ 絶縁電線製造ライン
３４ 架橋前の絶縁電線
３５ 別のライン
３６ 絶縁電線

Claims (2)

1. 導体供給装置と、該導体供給装置から供給される前記導体の外側に絶縁体を押出被覆する押出機と、該絶縁体が被覆される絶縁電線を冷却する冷却水槽と、前記絶縁体を架橋するための電子線照射装置と、前記架橋された絶縁電線を巻き取る電線巻取り装置とを備える絶縁電線の製造装置において、
   前記押出機には、前記押出機に投入されるペレットに対して架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射して前記ペレットを半架橋させるペレット用電子線照射装置を設け、
   前記電子線照射装置を、前記押出機にて被覆をした後の部分架橋状態の前記絶縁体に対して残り分の架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射する絶縁体用電子線照射装置として設ける
   ことを特徴とする絶縁電線の製造装置。
2. 押出機に投入するペレットに対し前記押出機に設けるペレット用電子線照射装置を用いて架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射し前記ペレットを半架橋させる第一工程と、
   半架橋させた前記ペレットを前記押出機にて混練した後、導体の外側に押し出して該導体に部分架橋状態の絶縁体を被覆する第二工程と、
   前記導体に被覆してなる部分架橋状態の前記絶縁体に対し絶縁体用電子線照射装置を用いて残り分の架橋させるために必要十分な照射量よりも少ない量の電子線を照射する第三工程と、
   を含んで製造する
   ことを特徴とする絶縁電線の製造方法。

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