JPH10278092A - 被覆線材及び被覆ロッドの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電線被覆法において押出機−クロスヘッドダ
イによる被覆線材一本取りの非能率性の改善。 【解決手段】 箱形の溶融樹脂容器（ダイ）の両側面の
対応位置に１ケ以上の入口ノズルと１ケ以上の出口ノズ
ルを設けた被覆線材製造装置を使用。 【効果】 被覆ダイ内の溶融樹脂圧力を無圧にすること
により、樹脂付着量の調整が容易になり、同時に多数本
の線材を能率よく被覆できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、構造が簡単でメン
テナンスの容易で経済的な装置で、且つ１ヶの被覆ダイ
で同時に複数本を被覆することが出来る被覆線材及び被
覆ロッドの製造法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続した線状物を連続で被覆する
には、クロスヘッドダイの中心部に線状物を通し、押出
機より熱可塑性樹脂をクロスヘッドダイに押し込み線状
物の周りに樹脂膜を形成して被覆するのが極く一般的で
あった、その代表的なものが電線被覆である。電線被覆
において、送線機から送り出された芯材は矯線機で曲が
りや癖を矯正した後、予熱炉で加熱され付着水分や油分
を取り除いて、被覆ダイであるクロスヘッドダイに入り
導電性芯線の周囲をポリ塩化ビニール樹脂やポリエチレ
ン樹脂等を被覆し、被覆された電線は冷却槽で冷却され
る。この生産速度は、１分当たり数百メーターから数千
メーターの高速で運転されている。この方法はクロスヘ
ッドダイ１台に押出機１台、クロスヘッドダイ１台で被
覆線材１本取りが極く一般的である。高速で被覆できな
いものや芯材の製造ラインと被覆ラインが別ラインの場
合、芯材の長さには限度があり芯材が終了し、次の芯材
を被覆するためには、減速するか、もしくは完全に停止
せずに連続運転が出来ないものを被覆する時、１本取り
では生産性に劣る。多数本取りのクロスヘッドダイを作
ることは理論上は可能であるが、各被覆線材の間での樹
脂の流れを均一にすることが非常に難しく、又クロスヘ
ッドダイに樹脂流量調整機構を設けても調整に手が掛か
る上に温度条件、スクリュウ回転数、樹脂の流動性等の
変動で微調整が必要となり大変厄介なものであった。ま
た、クロスヘッドダイの構造が複雑で非常に高価で、ま
た状態維持のためにメンテナンスも大変であった。１台
の押出機に複数個のクロスヘッドダイを取り付ける場
合、押出機から一度に３ヶ所以上（ａ、ｂ、ｃ）に分岐
すると、各分岐間での樹脂流量調節が難しい。これは、
ａの分岐をａ、ｂ、ｃの合計量の１／３に調節すると、
押出機に影響し吐出量に変化が現れｂ、ｃの流量が変わ
りａ、ｂ、ｃのバランスが取れなくなり、ｂを調整する
と、ａ、ｃに影響が現れ限りない調整が必要となってく
る。そのため、分岐は一度に２ヶづつに分けていかなけ
ればならず複雑な構造となる。各分岐の流量調節も複雑
なものとなる。又、被覆膜の肉厚調整もクロスヘッドダ
イの個数だけ必要となりスタート準備に手間が掛かるこ
ととなる。線材やロッドの製造ライン上に被覆工程を設
置する時、被覆工程に規制されて１本取りでは採算に合
わないと言う問題点があった。又クロスヘッドダイの大
きさに限度があり、隣の線材やロッドとのピッチ内に収
まりきれない。線材やロッドの生産本数を変えずに製造
ライン上に被覆工程を設置しようとすると製造ラインの
幅が広がり固定費アップするという欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決すべ
く、本発明者等は、押出機によって押し出された被覆樹
脂で芯材を覆うのではなく、被覆ダイに溜められた被覆
樹脂の槽の中を潜ることによって、芯材の周囲に被覆樹
脂を形成させるように発想を変え鋭意検討を重ねた結
果、本発明に至ったものである。以上の記述から明らか
なように、本発明の目的は、上記技術では解決できなか
った各種の不都合を解消し、被覆用の押出機１台に被覆
用ダイ１台で多数本が一度に被覆する事が出来き、構造
が簡単でメンテナンスの容易な経済的な装置を提案す
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記（１）〜
（４）の構成を有する。 （１）線材やロッドを被覆する被覆ダイにおいて、芯材
が導入されるダイ入口と該被覆ダイ内に充填された溶融
熱可塑性樹脂で被覆された芯材が送り出されるダイ出口
が直線上に有り、該被覆ダイ内の樹脂圧力は被覆溶融樹
脂の液面ヘッド圧と同程度で、強制的な加圧をせず、被
覆層の肉厚はダイ出口の大きさで規制する事を特徴とす
る被覆線材及び被覆ロッドの製造法。

【０００５】（２）１ヶの被覆ダイで少なくとも２本以
上の芯材を同時に被覆する前記（１）に記載の被覆線材
及び被覆ロッドの製造法。

【０００６】（３）芯材は、単一方向に整列した長繊維
で強化された熱可塑性樹脂の被覆線材及び被覆ロッドで
あることが特徴である前記（１）及び（２）に記載の被
覆線材及び被覆ロッドの製造法。

【０００７】（４）上部が開放された箱形の溶融樹脂保
持容器と、該容器の対向する両側面の一方のほぼ水平に
対応する位置に１ケ若しくは複数ケの入口ノズルを有
し、他の側面の個々の入口ノズルに対応する位置に１ケ
若しくは複数ケの対応する位置に出口ノズルを有する如
くしてなる被覆線材及び被覆ロッドの製造装置。

【０００８】本発明の構成と効果につき以下に詳述す
る。因に公知技術では、押出機によって発生した押出力
で溶融樹脂がポリマー配管の中を流れるが、配管の分岐
箇所で分岐の下流側での抵抗や温度条件によって溶融樹
脂の流れが変わり、それがクロスヘッドダイから押し出
される被覆層の肉厚へ影響する。一方、上述のように本
発明者等は、被覆ダイに被覆用の溶融樹脂を溜め、被覆
ダイ出口から被覆樹脂が押し出されないようにして、被
覆ダイと被覆ダイ上流の分岐管や押出機と縁切りにして
被覆ダイを独立させることで分岐の問題を解消する方法
を見出し、更に被覆の検討を行った。入口ノズルは、芯
材の直径より少し大きくして芯材の通過をスムーズに
し、且つ被覆ダイ内の溶融被覆樹脂が入口ノズルから浸
み出さないようにしている。すなわち、芯材の直径より
０．２ｍｍφ程大きくしている。出口ノズルの大きさを
変えることによって被覆量の調整を行う。

【０００９】本発明に係わる被覆線材及び被覆ロッドの
製造法は、芯材が導入されるダイ入口と芯材が熱可塑性
樹脂で被覆されてて出てくるダイ出口とが溶融樹脂槽を
横断するほぼ一直線上に位置し、芯材は、押出機からの
押出圧力とは縁切りされ殆ど無圧の状態で被覆樹脂がダ
イに設けられた被覆槽に溜められ、溜められた溶融樹脂
槽の中を芯材が潜り抜ける際に、芯材の周囲に被覆樹脂
で付着し、その後ダイ出口のノズル径で目標とする被覆
量以上の樹脂を絞り取る方法を見出したものである。本
発明においては、被覆ダイの樹脂が芯材に付着して消費
されるので、溶融樹脂槽に溶融樹脂を補給する必要があ
る。何れの方向から補給しても構わないが、注意点とし
て樹脂圧が掛からない方法を採用しなければならない。

【００１０】

【発明の実施の形態】次ぎに、本発明の被覆線材及び被
覆ロッドの製造法について、添付図に基づき具体的に説
明する。本発明の被覆線材及び被覆ロッドの製造法は、
線材やロッドの表面に同種又は異種の熱可塑性樹脂を被
覆する方法であり、先ず被覆ダイの構造について説明す
る。本発明の被覆ダイすなわち溶融樹脂槽６の構造は、
向かい合った側壁６’にそれぞれ入口ノズル１と出口ノ
ズル２を有した上部に蓋のない箱形をしており、箱状の
被覆ダイはヒーター（図示せず）で加熱し、ダイ内の被
覆材の溶融樹脂を設定温度に保っておくようにしてい
る。被覆ダイの上部カバーを取り付けないのは、ダイ内
で樹脂圧力が掛からない様にするためで、圧力を開放す
る構造を有していれば蓋は取り付けても良い。更に被覆
ダイへの溶融樹脂供給は被覆ダイに溜められた溶融樹脂
の液面より上部の大気中又は窒素ガスシール中の雰囲気
下に押出される。具体的には、被覆ダイの上部を開放
し、芯材３が熱可塑性樹脂で被覆されてて出てくるダイ
出口の出口ノズル部２には被覆ダイに溜められた溶融樹
脂の液量によるヘッド圧以外は掛からないようにしてい
る。

【００１１】入口ノズルは、芯材の直径より少し大きく
して芯材の通過をスムーズに通り、且つ被覆ダイ内の溶
融被覆樹脂が入口ノズル１から浸み出さないようにして
いる。すなわち入口ノズルの径は、芯材の直径より０．
２ｍｍφ程大きくしている。出口ノズル２の大きさを変
えることによって被覆量の調整を行う。出口ノズル２
は、被覆線材４及び被覆ロッド４’の寸法、即ち被覆肉
厚を決定する重要な箇所である。線材及びロッド等の芯
材が入口ノズルから被覆ダイに入り、被覆ダイ中で溶融
樹脂を芯材が芯材の周囲に付着し、その後ダイ出口の出
口ノズル２でノズルの形状に付着した溶融樹脂が絞り取
られる。芯材が導入されるダイ入口の入口ノズル１の中
心と出口ノズル２の中心とが両ノズルの軸方向に一直線
になるように位置することで被覆層の肉厚を均一にでき
る。即ち出口ノズル２の軸の中心線上に芯材が位置しな
いと被覆層の肉厚に偏肉ができる。芯材に熱可塑性樹脂
が使われている場合、入口ノズル１と出口ノズル２の距
離は重要で、短すぎると被覆が不十分となり、長すぎる
と芯材が溶融し被覆線材や被覆ロッドの形状が保たれな
くなる。具体的長さは、被覆樹脂の温度（樹脂粘度）や
被覆肉厚やライン速度によって変えることができる。

【００１２】上記のように本発明の被覆ダイは、溶融樹
脂を溜める槽と槽の両側壁に開けたノズルからなる非常
に簡単で構造であるため、メンテナンスも簡単でしかも
安価であること大きな特徴である。使用に際し、被覆ダ
イに入る芯材は、表面の水分付着は完全に取り除いて置
かないと、２７０℃程度に加熱溶融した樹脂中で付着水
分が沸騰し被覆線材及び被覆ロッドの表面を荒らす。

【００１３】芯材としては、銅線、鉄線、アルミ線等の
金属製の針金とかガラス繊維、カーボン繊維（炭素繊
維）やポリエステル繊維、ポリアミド繊維（ナイロ
ン）、ポリウレタン繊維等の有機繊維やポリエステル樹
脂、ポリアミド（ナイロン）樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニ
ール樹脂等のモノフィラメントを樹脂で被覆する装置と
して有用である。

【００１４】被覆材に使用する熱可塑性樹脂としては、
下記のものを例示できる。 ・ポリ−α−オレフィン樹脂：ポリエチレン樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、ポリ−１−ブテン樹脂、ポリ−４−メ
チル−１−ペンテン樹脂、プロピレン−エチレン共重合
体樹脂及びプロピレン−１−ブテン共重合体樹脂の１種
以上； ・ポリエステル樹脂：ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレ
ートイソフタレートの１種以上； ・ポリアミド樹脂（ナイロン）：ポリアミド−６、ポリ
アミド−７、ポリアミド−６６、ポリアミド−６１０、
ポリアミド−１１及びポリアミド−１２； ・ポリアセタール； ・ポリウレタン； ・上記の２種以上からなる組成物及び２種以上からなる
ポリマーアロイ。

【００１５】本発明の実施に使用する溶融用樹脂が、ポ
リオレフィン（ポリ−α−オレフィン）の様に分子末端
基に無機繊維特にガラス繊維に対する界面接着性を付与
するための反応性官能基又は極性官能基を有しない場合
には、樹脂を不飽和酸又はその酸無水物等の誘導体で改
質する方策及び／又は不飽和酸で改質された重合体を非
改質樹脂に必要量配合する方策等を施すことが有用であ
る。これらの中では、汎用性及び機械的強度等の観点か
ら、結晶性ポリオレフィン、特に結晶性ポリプロピレン
が好ましく用いられる。

【００１６】実施例１ ポリプロピレン樹脂製の直径４ｍｍの芯材３本を下記の
被覆ダイに導き、それぞれ４．２ｍｍφの入口ノズルを
通し、被覆ダイに２７０℃で加熱溶融した被覆樹脂（ペ
トロセン３５２（Ｍ．Ｉ ３０ｇ／１０ｍｉｎ））を入
れ、その中に芯材を潜らせ、芯材の周辺に被覆樹脂を付
着させの出口ノズルを１５ｍ／分の速度で通過させ、そ
の後冷却槽を通し５ｍｍφの被覆ロッドを得た。被覆ダ
イは、２００ｍｍＷ×８０ｍｍ×高さ１００ｍｍの大き
さで、相対する側壁に線材の中心線上に芯材の４．２ｍ
ｍφの入口ノズルと５．５ｍｍφの出口ノズルとを有
し、上部を開放し樹脂圧が掛からないようにした。又被
覆ダイの周囲にヒーターを取付け、樹脂温度を確保し
た。被覆ダイへの樹脂補給は、溶融樹脂の液面が芯材よ
り上部１０ｍｍ以下にならないように開放された上部よ
り溶融樹脂を落とし込んだ。このものを、定尺に切断し
重量を測定し、被覆材の付着量を出した。その結果、芯
材３本の間での被覆量のバラツキは５％内に入る優れた
ものであった。

【００１７】実施例２ ガラス繊維のロービング３本を温度２７０℃に調整され
た無水マレイン酸改質ポリプロピレン［ＭＦＲ（２３０
℃；２２．１８Ｎ）１００ｇ／１０ｍｉｎ］の溶融物で
満たされている開繊含浸槽に供給し、引取速度１５ｍ／
ｍｉｎで連続的に含浸・賦形を行った。その中のロービ
ングとしては平均単繊維径１７μ、テックス番手２３０
０ｇ／ｋｍのものを用いた。溶融した改質ポリプロピレ
ンで含浸されたロービングは含浸槽出口に設けられた内
径２．０ｍｍのダイ内を通過させたのち、改質ポリプロ
ピレン含浸ロービングを空冷槽内に通過させて表面温度
が１２５℃以下の状態にして内径がそれぞれ２．２ｍｍ
・２．０ｍｍで幅が１０ｍｍあるスチール製で３０℃以
下の温度にコントロールされた賦形冷却スリットを４０
ｍｍの間隔で配置し、通過させることでのロッドを得、
そのライン上に被覆ダイを設置した。ロッドは３本取り
とした。被覆ダイの２．２ｍｍφの入口ノズルを通し、
被覆ダイに２７０℃で加熱溶融した被覆樹脂（ペトロセ
ン３５２（Ｍ．Ｉ ３０ｇ／１０ｍｉｎ））を入れ、そ
の中に芯材を潜らせ、芯材の周辺に被覆樹脂を付着させ
の３．５ｍｍφ出口ノズルを１５ｍ／分の速度で通過さ
せ、その後冷却槽を通し３．０ｍｍφの被覆ロッドを得
た。このものを、定尺に切断し重量を測定し、被覆材の
付着量を出した。その結果、芯材３本の間での被覆量の
バラツキは５％内に入る優れたものであった。

【００１８】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、被覆ダイ
内の樹脂圧力を無圧にする事によって、一つのダイで複
数本の芯材を被覆する時、錘間での被覆樹脂付着量のコ
ントロールが調整なしでも被覆量のバラツキも少なく、
且つ経済的に被覆線材が出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の被覆線材及び被覆ロッドの被覆装置の
外観図である。

【図２】本発明の被覆装置の横断面説明図である。

【符号の説明】

１ 入口ノズル ２ 出口ノズル ３ 芯材 ４ 被覆線材 ４’被覆ロッド ５ 被覆用溶融樹脂 ６ 溶融樹脂槽 ６’側壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線材やロッドを被覆する被覆ダイにおい
   て、芯材が導入されるダイ入口と該被覆ダイ内に充填さ
   れた溶融熱可塑性樹脂で被覆された芯材が送り出される
   ダイ出口が直線上に有り、該被覆ダイ内の樹脂圧力は被
   覆溶融樹脂の液面ヘッド圧と同程度で、強制的な加圧を
   せず、被覆層の肉厚はダイ出口の大きさで規制する事を
   特徴とする被覆線材及び被覆ロッドの製造法。
2. 【請求項２】 １ヶの被覆ダイで少なくとも２本以上の
   芯材を同時に被覆する請求項１記載の被覆線材及び被覆
   ロッドの製造法。
3. 【請求項３】 芯材は、単一方向に整列した長繊維で強
   化された熱可塑性樹脂の被覆線材及び被覆ロッドである
   ことが特徴である請求項１及び請求項２記載の被覆線材
   及び被覆ロッドの製造法。
4. 【請求項４】 上部が開放された箱形の溶融樹脂保持容
   器と、該容器の対向する両側面の一方のほぼ水平に対応
   する位置に、１ケ若しくは複数ケの入口ノズルを有し、
   他の側面の個々の入口ノズルに対応する位置に１ケ若し
   くは複数ケの対応する位置に出口ノズルを有する如くし
   てなる被覆線材及び被覆ロッドの製造装置。