JPH08236242A - 架橋ポリオレフィン絶縁ケーブルの押出しモールド型接続部の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブル絶縁体表面のシュリンクバックを防
止するとともに酸化劣化を防止し、絶縁性能の良い架橋
ポリオレフィン絶縁ケーブルのＥＭＪを形成する方法を
提供する。 【構成】 本発明では、前処理を行なったＣＶケーブル
の導体接続部の外側に、金型５を被嵌し気密に封止した
後、内部の空気を不活性ガス９により置換する。次に、
金型５内を不活性ガス９により大気圧以上に加圧しなが
ら、金型５を予熱してケーブル絶縁体３のペンシリング
面３ａを融点以上の温度に昇温させ、次いで金型５内を
真空ポンプ７により20torr以下の圧力に吸引減圧しつ
つ、架橋可能なポリエチレン１２を押出機１３により押
出し注入する。そして、得られた押出しモールド体を加
熱して架橋、融着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶケーブル（架橋ポ
リエチレン絶縁ケーブル）等の導体接続部上に成形金型
を用いて絶縁補強層を押出し成形する、架橋ポリオレフ
ィン絶縁ケーブルの押出しモールド型接続部の形成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＣＶケーブルのような架橋ポ
リオレフィン絶縁ケーブルの接続部の形成方法には種々
の工法があるが、特に高圧ケーブルでは、電気的性能を
より高めるために押出しモールド方式が採用されてい
る。

【０００３】通常、押出しモールド方式による接続部の
形成は、ケーブル端末を段剥ぎし導体を接続した後内部
半導電層を取付ける前処理工程と、押出工程、および押
出後の架橋工程の３つに大きく分けられる。

【０００４】このうち押出工程においては、前処理が終
了したＣＶケーブル等の導体接続部の外側に成形用の金
型を被嵌した後、加熱装置により金型を予熱し、ケーブ
ル絶縁体と接続部内部半導電層の表面を所定の温度に加
熱し、次いで金型内に、架橋可能なポリエチレン等のポ
リオレフィン材料を押出機により押出し注入する方法が
採られる。

【０００５】ここで金型の予熱は、架橋可能なポリオレ
フィン材料を押出す際の高温で、あるいは架橋の際の加
熱により、ケーブル絶縁体の表面特に鉛筆の先端状に切
削加工されたペンシリング面がシュリンクバック（収
縮）するのを防ぐ目的で、またこのペンシリング面と押
出しモールドされる絶縁補強層との接着性を増大させる
ためになされるものである。そして予熱の際には、ペン
シリング面がこれを構成するポリエチレン等のポリオレ
フィンの融点以上の温度に達するように、加熱する必要
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような金
型の予熱工程では、金型内に空気が存在すると、ケーブ
ル絶縁体の表面特にペンシリング面が酸化し、ケーブル
絶縁体の電気的機械的特性が低下するばかりでなく、押
出しモールド層との接着性が悪くなるため、接続部の絶
縁性能が低下するという問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、ケーブル絶縁体表面のシュリンクバッ
クを防止するとともに酸化劣化を防止し、絶縁性能の良
い架橋ポリオレフィン絶縁ケーブルの押出しモールド型
接続部（以下、ＥＭＪと示す。）を形成する方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の架橋ポリオレフ
ィン絶縁ケーブルのＥＭＪの形成方法は、架橋ポリオレ
フィン絶縁ケーブルの導体接続部の外側に、成形金型を
用いて押出しモールドにより絶縁補強層を形成するにあ
たり、前記金型内の空気を不活性ガスにより置換した
後、該不活性ガスにより金型内に大気圧以上の圧力をか
けながら、金型を予熱して前記ケーブルの絶縁体表面を
融点以上の温度に昇温させ、しかる後この金型内を吸引
減圧しつつ、架橋可能なポリオレフィン絶縁材料を押出
し注入することを特徴とする。

【０００９】本発明においては、ポリオレフィン絶縁材
料の押出し注入時の金型内の圧力は、20torr以下より好
ましくは 5torr以下とする。このように減圧された金型
内に架橋可能なポリオレフィン材料を押出し注入するこ
とにより、ケーブル絶縁体界面のボイドが少なくなり、
さらに内部にボイドのほとんどない押出しモールド層が
形成される。

【００１０】

【作用】本発明の方法においては、架橋ポリオレフィン
絶縁ケーブルの導体接続部の外側に設けられた成形金型
内の空気が、窒素ガスのような不活性ガスにより置換さ
れた後、この不活性ガスにより金型内に大気圧以上の圧
力が加えられた状態で、金型内の予熱が行なわれ、ケー
ブル絶縁体のペンシリング面等の表面が、絶縁体を構成
する架橋ポリオレフィンの融点以上の温度に昇温され、
しかる後金型内に架橋可能なポリオレフィン材料が押出
し注入される。このように、架橋可能な絶縁材料の押出
し注入前にケーブル絶縁体が融点以上の温度に加熱昇温
し、このときケーブル絶縁体表面のシュリンクバックが
終了することになるので、その後の押出しおよび架橋工
程でシュリンクバックが生じることがない。

【００１１】また、ケーブル絶縁体の加熱昇温の際に、
不活性ガスの導入により金型内の空気が排出されてお
り、ケーブル絶縁体表面特にペンシリング面と空気との
接触が絶たれているため、表面の酸化が防止され、信頼
性の高い接続部が得られる。さらに、このような金型の
予熱工程では、金型内の不活性ガスの圧力が大気圧以上
に保たれているので、金型内への空気の侵入がなく、ケ
ーブル絶縁体表面の酸化劣化を防止する効果が大きい。

【００１２】またさらに、金型予熱後吸引減圧された金
型内にポリオレフィン材料が押出され、注入終了まで金
型内の減圧状態が保持されるようになっているので、ケ
ーブル絶縁体の界面および押出しモールド層の内部での
ボイドの生成が防止される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例であるＣＶケー
ブルのＥＭＪの形成方法の要部を概略的に示す断面図で
ある。

【００１５】実施例においては、まずＣＶケーブル１の
端部を段剥ぎしてケーブル導体２を露出させるととも
に、ケーブル絶縁体３をペンシリングした後、ケーブル
導体２を導体スリーブ４を介して接続し、その上に内部
半導電層（図示を省略。）を取り付ける。次いで、この
ように形成された導体接続部を内包し両側のケーブル絶
縁体３に跨って、紡錘形の内部形状を有する成形金型５
を被嵌し、金型５内周面とＣＶケーブル１（ケーブルシ
ース）との当接部を、シール層６により気密に封止す
る。

【００１６】次に、この金型５内部の空気を、窒素ガ
ス、ＳＦ₆ ガス等の不活性ガスにより置換する。すなわ
ち、金型５内の空気を真空ポンプ７で吸引し、金型５上
部に連結された吸引およびガス導入用配管８を通して外
部に排出した後、ガスボンベのような不活性ガス源か
ら、吸引およびガス導入用配管８を通して金型５内に不
活性ガス９を導入し充満させる。そして、金型５内の不
活性ガス９の圧力を大気圧以上とした状態で、金型５の
外周に配設された電気ヒータ１０により金型５を予熱
し、ケーブル絶縁体３のペンシリング面３ａをポリエチ
レンの融点以上の温度に昇温させる。

【００１７】こうして、ケーブル絶縁体３のペンシリン
グ面３ａが所定の温度になった段階で、金型５内を真空
ポンプ７により20torr以下より望ましくは 5torr以下の
圧力に吸引減圧する。そして、以下に示すように、真空
ポンプ７による吸引減圧を続けながら、金型５底部中央
に設けられた樹脂注入口１１から、架橋剤を配合した架
橋可能なポリエチレン１２を押出機１３により金型５内
に押出し注入する。

【００１８】すなわち、Ａ部を拡大した図２に示すよう
に、吸引およびガス導入用配管８には、金型５の吸引お
よびガス導入口１４に近い方から順に、樹脂圧センサー
１５および３方向に流体の出入口を有する三方弁１６が
それぞれ配設されており、架橋可能なポリエチレン１２
の押出し工程では、まず三方弁１６における真空ポンプ
７側の流通路のみを開放する。そして、架橋可能なポリ
エチレン１２が金型５内に充填され、金型５の吸引およ
びガス導入口１４から吐出したことが樹脂圧センサ１５
により検知された後、三方弁１６の真空ポンプ７側の流
通路を閉塞すると同時にオーバーフロー用配管１７側の
流通路を開放し、押出されたポリエチレン材料を所望の
時間オーバーフローさせる。

【００１９】次いで、こうして形成された押出しモール
ド層を冷却した後、常法により加熱して架橋、融着させ
ることにより、ＣＶケーブルのＥＭＪが形成される。

【００２０】このように構成される実施例においては、
架橋可能なポリエチレン１２を金型５内に押出し注入す
る前に、ケーブル絶縁体３のペンシリング面３ａをはじ
めとする表面が、それを構成するポリエチレンの融点以
上の温度に加熱昇温されているので、この時点でケーブ
ル絶縁体３表面のシュリンクバックが実質的に終了し、
その後の押出しおよび架橋工程で再びシュリンクバック
が生じることがない。また、このようなケーブル絶縁体
３の加熱昇温の前に、金型５内の空気が不活性ガス９で
置換されており、高温時にケーブル絶縁体３表面が空気
に晒されることがないため、酸化劣化が防止され、信頼
性の高い接続部が得られる。さらに、シール層６により
金型５内が気密に封止されているうえに、金型５予熱工
程では、金型５内の不活性ガス９の圧力が大気圧以上に
保たれているので、金型５内への空気の侵入がなく、ケ
ーブル絶縁体３表面の酸化劣化を防止する効果が大き
い。

【００２１】またさらに、架橋可能なポリエチレン１２
の押出し注入の際には、このような不活性ガス９が真空
ポンプ７により吸引され、金型５内の圧力が真空に近く
減圧されているので、ケーブル絶縁体３と押出しモール
ド層との界面および押出しモールド層内部のボイドの発
生が防止され、絶縁特性の良好なＥＭＪが形成される。

【００２２】次に、本発明の具体的実施例について説明
する。

【００２３】すなわち、内部半導電層取付けまでの前処
理を行なったＣＶケーブルの導体接続部の外側に、図１
に示すように金型５を装着し、金型５内部の空気を窒素
ガスにより置換した後、電気ヒータ１０により金型５を
予熱し、ケーブル絶縁体３のペンシリング面３ａを 110
℃に昇温させた後、真空ポンプ７により吸引し金型５内
の窒素ガス圧力を 3torrに減圧しながら、金型５内に架
橋可能なポリエチレン１２を押出し冷却した。次いで、
ケーブル絶縁体３の界面が 140℃以上の温度になるよう
な条件で加熱し、押出しモールド層を架橋、融着させ
た。このように形成されたＣＶケーブルのＥＭＪにおい
て、ケーブル絶縁体３のペンシリング面３ａ界面の酸化
開始温度とそのシュリンクバック量を測定するととも
に、同界面のボイドの発生状況を調べた。結果を表１に
示す。

【００２４】また比較例１として、架橋可能なポリエチ
レン１２を金型５内に押出し注入する際の金型内環境
を、圧力 3torrの減圧雰囲気とする代わりに、 1.2kgf/
cm² の窒素ガスによる加圧雰囲気とし、その他の工程は
実施例と全く同様にしてＥＭＪを形成した。さらに、金
型５内の空気を窒素ガスにより置換することなく金型５
予熱を行ない、ケーブル絶縁体３のペンシリング面３ａ
を90℃（比較例２）および 110℃（比較例３）にそれぞ
れ昇温させた後、そのまま大気圧に保持された金型５内
に架橋可能なポリエチレン１２を押出し、実施例と同様
に加熱架橋してＥＭＪを形成した。

【００２５】こうして形成された比較例１〜３のＥＭＪ
について、実施例と同様に、ケーブル絶縁体３のペンシ
リング面３ａ界面の酸化開始温度とシュリンクバック量
および同界面のボイドの発生状況を、それぞれ調べた。
これらの測定結果も表１に示す。

【００２６】

【表１】 表１の結果から、実施例で形成されたＥＭＪが、金型５
予熱の際にケーブル絶縁体３表面のシュリンクバックが
終了しているため、その後にほとんどシュリンクバック
が生じることがなく、またケーブル絶縁体３のペンシリ
ング面３ａ界面の酸化開始温度が高く酸化しにくいうえ
に、ペンシリング面３ａ界面のボイドが極めて少ないこ
とがわかる。

【００２７】これに対して比較例１は、窒素ガスによる
加圧雰囲気でポリエチレンの押出し注入を行なっている
ので、実施例に比べてペンシリング面３ａ界面における
ボイドの発生が多くなっている。また、比較例２では、
金型５内に空気が残留したままで、ポリエチレンの融点
以下の低い温度（90℃）の予熱がなされているので、ケ
ーブル絶縁体３のペンシリング面３ａの酸化劣化の進行
はほとんど認められないが、この予熱工程ではケーブル
絶縁体３表面にシュリンクバックが生じることがないの
で、その後の工程でのシュリンクバック量が大きくなっ
ている。また、ポリエチレンの押出し注入の際も、金型
５内が大気圧の空気雰囲気となっているので、ペンシリ
ング面３ａ界面に大きなボイドの発生が見られる。さら
に比較例３では、金型５内に空気が残留したままで、ケ
ーブル絶縁体３のペンシリング面３ａがポリエチレンの
融点以上の温度（ 110℃）に昇温されており、そのまま
大気圧の空気雰囲気中にポリエチレンが押出し注入され
ているので、ペンシリング面３ａ界面に酸化劣化が生じ
ているうえに、同界面に大きなボイドが発生しているこ
とがわかる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の形成方法に
よれば、金型を予熱しケーブル絶縁体表面を昇温する前
に、金型内の空気が不活性ガスにより置換されているの
で、ケーブル絶縁体表面の酸化劣化が防止され、絶縁性
能が良好で信頼性の高いＥＭＪが得られる。また、この
ような金型の予熱により、後工程でのケーブル絶縁体表
面のシュリンクバックが防止され、かつケーブル絶縁体
と押出しモールド層との接着性が向上する。さらに、金
型内が真空に近く減圧された状態で架橋可能なポリオレ
フィン材料の押出し注入がなされるので、ケーブル絶縁
体と押出しモールド層との界面および押出しモールド層
内部のボイドの発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【００２９】

【図１】本発明の一実施例であるＣＶケーブルのＥＭＪ
の形成方法の要部（押出し工程）を概略的に示す断面
図。

【００３０】

【図２】図１のＡ部を拡大して示す図。

【００３１】

【符号の説明】

３………ケーブル絶縁体 ３ａ………ペンシリング面 ４………導体スリーブ ５………金型 ７………真空ポンプ ９………不活性ガス １２………架橋可能なポリエチレン １３………押出機 １４………樹脂圧センサー １６………三方弁 １７………オーバーフロー用配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架橋ポリオレフィン絶縁ケーブルの導体
   接続部の外側に、成形金型を用いて押出しモールドによ
   り絶縁補強層を形成するにあたり、 前記金型内の空気を不活性ガスにより置換した後、該不
   活性ガスにより金型内に大気圧以上の圧力をかけなが
   ら、金型を予熱して前記ケーブルの絶縁体表面を融点以
   上の温度に昇温させ、しかる後この金型内を吸引減圧し
   つつ、架橋可能なポリオレフィン絶縁材料を押出し注入
   することを特徴とする架橋ポリオレフィン絶縁ケーブル
   の押出しモールド型接続部の形成方法。
2. 【請求項２】 前記ポリオレフィン絶縁材料の押出し注
   入時の金型内の圧力が、20torr以下より好ましくは 5to
   rr以下であることを特徴とする請求項１記載の架橋ポリ
   オレフィン絶縁ケーブルの押出しモールド型接続部の形
   成方法。