JPS6360062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電気導体ケーブル用のポリエチレン・
ベース被覆の製法に関する。さらに詳しくは例え
ばケーブルを被覆するために使用するポリエチレ
ン・ベース組成物の新規かつ改良された製法、な
らびにそのために用いる中間組成物に関する。 以下では説明の便宜のため、本発明のポリエチ
レン・ベース組成物を使用する重要な一分野の代
表的なものとしてケーブル用電気絶縁被覆につい
て本発明を説明する。「ケーブル」なる用語には、
番手や断面形状に関係なく単線および多重線の金
属電気導体が包含される。 典型的な慣用ポリエチレン・ベースのケーブル
被覆組成物は、主成分としてのポリエチレンと、
小割合の他の成分（以下、一括して「添加物」と
称する）例えば充填剤、酸化防止剤および交叉結
合剤とからなる。ポリエチレン成分は、ホモ重合
体、または小量（例えば約11wt％）のエチレン
酢酸ビニルとの共重合体であつてよい。本明細書
において「ポリエチレン」は、ポリエチレンホモ
重合体と、主成分がポリエチレンであり、小割合
成分がエチレン酢酸ビニルである共重合体との両
者を含むものとする。普通、主な添加物は充填剤
であり、非導電性のカーボンブラツクはある程度
の紫外線に対する保護を与えるので充填剤として
しばしば用いられるが、その他の固体粒状充填剤
（例えばクレー）も時々用いられる。 電気導体ケーブル用電気絶縁被覆中の樹脂ベヒ
クルの改質ないしは補強のための充填剤として及
び着色剤としてカーボンブラツクを用いること
は、従来古くから行なわれてきており、今日では
極めて一般的である。黒色の被覆を有する電気導
体ケーブル製品のほとんどのものは、その被覆中
にカーボンブラツクが配合されている。カーボン
ブラツク材料は多かれ少なかれ電導性を示し、そ
の種類毎に様々な電導性を示すが、連続相をなす
ポリプロピレン等のベヒクル中にカーボンブラツ
ク粒子が不連続に分散していると、被覆の絶縁性
が害されることはない。 被覆中のカーボンブラツクの充填量（濃度）
は、選定用途についての特定の物理的性、例えば
耐候性、強度等に影響を与えるので、広範囲にわ
たる量のカーボンブラツクをベヒクル中に均一に
分散できることは、種々の性質についての選択の
巾が広くなり望ましいことである。 前述のようにカーボンブラツクは種類によつて
多かれ少なかれ導電性を示すものであるが、比較
的低い電導性を示すカーボンブラツクも市販さ
れ、このような低電導性のカーボンブラツクは、
電気ケーブル製造業界では「非電導性
（nonconductive）カーボンブラツク」と一般に
称されている。 従つて、本明細書において「非電導性カーボン
ブラツク」なる用語を用いるときは、上記の意味
を有するものである。 最近では、上記の如き慣用被覆組成物は、バン
バリーミキサーとして知られる型式の強力な混合
装置中で、全ての成分を一緒に（ポリエチレンが
流動性となる温度で）混合することによつて普通
製造される。かかるバンバリーミキサー型の混合
装置は、ポリエチレン中に粒状充填剤および／ま
たはその他の添加物を混合するのに必要とされる
（すなわち、ケーブル被覆組成物に必要とされる
高度な均質性を得るための）高度な剪断混合作用
を与えうる。組成物を混合後にスクリーンに掛け
て未混練物を除去する。交叉結合剤を用いる場合
には、それを他の成分の混合後に第２混合工程
（高剪断力は必要とされないけれども、慣用的に
はバンバリーミキサーで行なう）で組成物に添加
する。この理由は、初期の粒状充填剤とポリエチ
レンの如き成分混合中に発生する高温が、（その
時に交叉結合剤が存在すると）早過ぎる硬化を引
き起こすからである。そして最後に、完全に混合
した組成物をペレツト化し、押圧スクリユーを備
えた押出装置に供給する。このスクリユーは、前
進するケーブルを取り巻いているダイスを介して
高温度で組成物を押出して、ケーブル表面を被覆
する。交叉結合剤を使用する場合には、次いで被
覆ケーブルをスチーム管の如き硬化室を通すこと
によつて被覆を硬化させる。 被覆組成物を押出機に供給する前にバンバリー
ミキサー中で全体の組成物を完全に予備混合する
工程は、そのような混合装置の高い投資および運
転コストのために、ポリエチレン・ベースのケー
ブル被覆製造の全経費に重大かつ望ましくない影
響を与える。しかし、被覆組成物が著しく均質に
ブレンドされなければならないこと、そして添加
物とポリエチレンの混合が慣用法において困難で
あることは、従来前記の如き混合工程の使用を必
要とさせた。例えば混合よりもむしろ押圧を主目
的として設計された押出機の押圧（ないしは圧
送）スクリユーは、慣用のポリエチレン・ベース
のケーブル被覆組成物を適切にブレンドすること
ができない。従つて、最近では、被覆ケーブル製
造業者は大容量のバンバリーミキサーの投資また
は賃借をしなければならず、さもなければ混合業
者から被覆組成物を購入しなければならない。後
者の場合、使用ポリエチレンの全ては、まずポリ
エチレン製造者から混合業者へ輸送され、次いで
（完全混合被覆組成物として）混合業者から被覆
ケーブル製造業者へ輸送され、それに伴なつて高
い輸送コストが掛かる。経済的な理由ならびに操
業の便宜のためには、一定量のケーブル被覆の製
造のためにバンバリーミキサー中で処理されなけ
ればならない材料の量を減小させることは、もし
それが所要の混合均質性を犠牲にすることなく行
なえれば、望ましいことである。 本発明は、電気伝導性ケーブルを被覆するため
の操作において、添加物をまずエチレン・プロピ
レンゴムからなるキヤリヤーと混合して、均質な
濃厚物ないしはマスタバツチを作り、次いでその
マスターバツチを過半量のポリエチレンに添加す
るようにすれば、極めて容易に、かつ高剪断混合
することなく、小割合の粒状固形充填剤および／
またはその他の添加物を該過半量のポリエチレン
中に均質にブレンドすることができるという発見
に基付くものである。さらに詳しくは、かかるマ
スターバツチとケーーブル被覆組成物において用
いられる大量のポリエチレンとの充分に適切な混
合は、組成物をケーブルに適用するのに用いられ
る慣用押出機の押圧（または圧送）スクリユーに
よつて直接に行なうことができるを発見した。従
つて普通は最終被覆組成物の少なくとも約50％
（しばしば60％以上となることもある）を占める
大量のポリエチレンを、バンバリーミキサーまた
はその他の予備混合装置に通すことなく、押出機
スクリユーへ直接に供給することができる。マス
クーバツチ自体はバンバリーミキサーまたは同等
のミキサーで混合するのが好ましいけれども、一
定量の最終被覆組成物を製造するのにバンバリー
ミキサーで処理される材料の量が慣用法と比較し
て大巾に減小したことは、比較的小量のエチレ
ン・プロピレンゴムは同量のポリエチレンよりも
材料費が多少高くなるにも拘らず、ポリエチレ
ン・ベースのケーブル被覆の総合的な製造コスト
を著しく低減する。 本明細書における「比」、「百分率」および「割
合」は、特に指示のない限り、重量基準によるも
のとする。 本発明の目的は、ポリエチレンと添加物との混
合物を製造するに際して、添加物をエチレン・プ
ロピレンゴムからなるベヒクルと混合して均質な
マスターバツチを作り、次いでマスターバツチ
を、最終混合物に含まれるべきポリエチレンの少
なくとも過半量とブレンドする工程からなり、初
期の混合および最終のブレンド両工程を、使用混
合またはブレンド装置によつて作用する力の下で
存在重合体材料が流動化（すなわち無定形および
流動性になる）する温度において実施して、製品
における混合またはブレンドの均質性を達成する
ことを特徴とする前記混合物の製法にある。混合
工程はバンバリーミキサーまたは同等のミキサー
で実施して、マスターバツチの完全な均質性を達
成するのが有利であり、一方ブレンド工程は押出
機スクリユーによつて（すなわち押出操作に付属
する工程として）実施することができる。かくし
て、本発明は、押出または射出成形管、ガスケツ
ト等ならびにケーブル被覆の如き広範囲のポリエ
チレン・ベース物品の製造に応用することがで
き、使用される大量のポリエチレンと添加物との
ブレンドのためにバンバリーミキサーの如き強力
混合設備を使用する必要を省く。上記の混合およ
びブレンド両工程は、従つて、さらにブレンド後
の組成物を所望の形状に成形する別の工程と結合
することができ、そしてブレンド工程はその成形
工程の付属工程として実施できる（すなわちマス
ターバツチおよびポリエチレンを流動状態で成形
工程用のダイスまたはモールドに供給しながら実
施しうる）。 本発明は、一般に液体および粉砕固体の両者な
らびにポリエチレンが流動化する温度において液
体になる初期は固体の材料を包含する添加物を、
ポリエチレン中へ配合するのに広く応用すること
ができる。一具体例において、本発明は、ポリエ
チレン中に粒状固形材料の均一ないしは均質分散
を達成するのに特に有用であり、粒状固形材料
は、例えば、ポリエチレンに関して実質上不活性
であり、かつ処理操作において遭遇する温度にお
いて固体のままで存在するカーボンブラツクの如
き粒状固形充填剤である。すなわち、従来はポリ
エチレン中におけるそのような不活性粒状物の分
散の均一性は、全てのポリエチレンならびに全て
の粒状固形添加物を、バンバリーミキサーの高機
械剪断混合作用に付すことを必要とさせたが、本
発明によれば大量のポリエチレンをバンバリーミ
キサーに全く通さずに、高含量の充填剤（例えば
30％）を含有する組成物においてさえも、粒子の
高度な均一分散を達成することが可能である。 ケーブル被覆操作についてさらに述べれば、本
発明によるケーブル被覆方法は、エチレン・プロ
ピレンゴムからなるベヒクルおよび添加物の予備
形成均質マスターバツチ混合物をポリエチレン
と、該マスターバツチベヒクルおよびポリエチレ
ンが流動状態にあるときに、ブレンドし；そして
得られるブレンド組成物でケーブル表面を被覆す
る；各工程からなる。被覆工程はスクリユー型ポ
ンプ機構を有する慣用のケーブル被覆用押出機に
よつて実施できる。そしてブレンド工程は固形ポ
リエチレンペレツト（未ブレンド状態）と固形マ
スターバツチペレツトとを一緒に該スクリユーに
供給することによつて実施できる。スクリユーポ
ンプ内で両者のペレツトが受ける熱および機械的
作用は、押出操作に付帯するものであり、これに
よつて所要のブレンドがなされ、押出機のダイス
オリフイスにおいては満足すべき均質被覆組成物
が与えられる。 最終ブレンド操作に関しての上記の如き本発明
の利点は、マスターバツチおよびポリエチレンが
流体であるときに、マスターバツチ／ポリエチレ
ン混合物中の重合体キヤリヤー（大部分がポリエ
チレンである）の粘度すなわち剪断特性の改善に
エチレン・プロピレンゴムがある程度の効果を与
えることに帰因すると考えられる。普通の押出機
スクリユーまたは同等物でこのような結果を達成
するには、すなわちマスターバツチおよびポリエ
チレンの適切な均質混合を可能とするには、特定
した工程順序が必須である。言い換えれば、充填
剤および／またはその他の添加物は、エチレン・
プロピレンゴムを含むマスターバツチベヒクルに
よつて均質マスターバツチ混合物中に配合してか
ら、大量のポリエチレン中へ導入されることが必
須である。 本明細書における「エチレン・プロピレンゴ
ム」（EPR）なる用語は、エチレン・プロピレン
共重合体、ならびにエチレンおよびプロピレンと
ジエンとの三元共重合体（普通EPDMと称され
ている）の両者を包含するものとする。本発明の
目的にとつて、使用されるエチレン・プロピレン
ゴムは所望の分散特性（剪断特性）を有すべきで
あり、またポリエチレンと混和性でなければなら
ない。特定的にはエチレン含量が50wt％以上の
エチレン・プロピレンゴムは、上記の所要特性を
併せ有し、本発明の実施に際しての使用に適当で
あることが判明している。かかるエチレン・プロ
ピレンゴムは、ケーブル用絶縁被覆中に含有され
るについて満足すべき電気的特性をも具備する。 マスターバツチに配合される添加物は、カーボ
ンブラツクの如き粒状固体もしくはポリエチレン
中に分散されるべきその他の充填剤；および／ま
たはその他の成分（例えば酸化防止剤、加工助
剤）、着色剤および交叉結合剤を含みうる。好ま
しくは、マスターバツチのベヒクルは、エチレ
ン・プロピレンゴムとポリエチレンの混合物であ
る。マスターバツチ中の添加物とエチレン・プロ
ピレンゴムとの比は５：１程度の高比率であつて
よく、そして経済的理由のため、少なくとも約
２：１であるのが望ましい。しかし添加物とエチ
レン・プロピレンゴムとの比の満足すべき範囲
は、約１：１ないし約５：１である。ベヒクルの
割合を一層大きくして（多量のポリエチレンを含
ませて）、マスターバツチに導入してよいが；マ
スターバツチは、バンバリーミキサーまたは同等
物中で混合され、一方そのマスターバツチと追加
のポリエチレンとをブレンドする次の工程は、押
出機スクリユーによつて行ないうるので、マスタ
ーバツチ混合工程に付す材料の量を可能な限り少
なくすることは、一般に有利である。かくして、
マスターバツチベヒクルがエチレン・プロピレン
ゴムとポリエチレンとの組合せからなるものを用
いる操作に関しては、かかるベヒクル中のポリエ
チレン含量は、最終組成物に含まれるべき全ポリ
エチレンのうちの小部分だけであるのが好まし
い。一般的に、本発明の経済的利点を得るために
は、マスターバツチベヒクルが最終組成物中の重
合体キヤリヤーの小割合をなし、またブレンド工
程で加えられるポリエチレンが該キヤリヤーの大
割合をなすようにする。実際には、添加物とベヒ
クルとを含むマスターバツチは、普通最終組成物
の半分以下を占める。 交叉結合剤をマスターバツチに含ませる場合、
交叉結合剤を、その他の添加物とベヒクルとを混
合した後に（すなわち、第２マスターバツチ混合
工程；これもバンバリーミキサー中で行なう）、
マスターバツチに加えることにより、もし交叉結
合剤が比較的高温が発生する第１の混合工程に存
在したときには生ずるであろう早過ぎる硬化を、
避けることができる。別法として、交叉結合剤を
別個にエチレン・プロピレンゴムベヒクルと混合
して第２のマスターバツチとなし、主マスターバ
ツチのペレツトおよびポリエチレンのペレツトと
一緒に、ペレツトの形態で押出機スクリユーに供
給して最終ブレンド工程を行なうこともできる。
交叉結合剤と予備形成マスターバツチまたはエチ
レン・プロピレンゴムベヒクルとの混合によつて
は、早過ぎる硬化は生じない。この理由は交叉結
合剤が該マスターバツチまたはベヒクルと比較的
容易にブレンドして、所要の混合作用が材料温度
を硬化を引き起こす範囲にまで上昇させないから
である。しかし、未混合交叉結合剤はスクリユー
表面を潤滑し、スクリユーの適正なポンプ作用を
妨害し易いので、交叉結合剤はマスターバツチま
たはEPRベヒクルと混合してから押出機スクリ
ユーへ導入すべきである。 本発明は交叉結合されないポリエチレン・ベー
ス製品（例えばケーブル被覆）の製造操作にも応
用することができ、このような操作のためには、
単に交叉結合剤を省けば足りる。 再びケーブル被覆に関して、本発明の一利点
は、特別な混合設備がない被覆ケーブル製造者
が、混合業者から所要のマスターバツチを購入
し、またポリエチレン製造者からポリエチレンを
購入して、既存の押出機設備でそれらをブレンド
して使用することができ、それにより被覆ケーブ
ル製造者、混合業者およびポリエチレン製造者間
における輸送コストを低減しうることである。 さらには、本発明は、カーボンブラツクとエチ
レン・プロピレンゴム（EPR）からなる重合体
ベヒクルとの均質混合物からなり、カーボンブラ
ツクとEPRとの重量比が少なくとも約２：１（ま
たはそれ以上、例えば約５：１程度であることも
ある）のマスターバツチ組成物も提供する。エチ
レン含量が少なくとも約50wt％のエチレン・プ
ロピレンゴムは、本発明組成物に使用するのに適
当である。ベヒクルは例えば主成分としてのその
ようなEPRおよび小割合成分としてのポリエチ
レンからなつてもよい。上記の組成物は前述の方
法における予備形成マスターバツチとして使用で
きる。これらのマスターバツチは実質上油を含ま
ないのが好ましく、特に押出機スクリユーまたは
同等物中でポリエチレンと混合すべきときには、
油の軟化または潤滑効果が押出機スクリユーの混
合作用を損なうので、約５％より多くの油を含ま
ないようにすべきである。 以下図面により本発明を説明する。 第１図は、600ボルトまでの定格の導体として
使用されるような、高含量（約30％まで）の粒状
非電導性カーボンブラツク充填剤を含むポリエチ
レン・ベースの絶縁ケーブル被覆を作る操作を示
すフローシートである。 第１図のフローシートの第１工程において、カ
ーボンブラツクおよびその他の添加物（交叉結合
剤を除く）は、エチレン．プロピレンゴムおよび
小割合のポリエチレンと一緒にバンバリーミキサ
ーへ装入される。その他の添加物としては、普
通、ポリエチレン・ベースのケーブル被覆に通常
用いられる種類の酸化防止剤（例えば１ないし２
％の割合で存在）があり、さらには、就中、鉛
丹、酸化亜鉛の如き材料、ステアリン酸亜鉛また
はステアリン酸の如き加工助剤、および／または
油であることもある。高充填剤含量の被覆を作る
ためには、普通カーボンブラツクは初期混合工程
において他のいずれの単一成分よりも高割合で存
在する。そのような絶縁被覆で慣用されているよ
うにカーボンブラツクの適当な粒度範囲は200〜
500ナノメートルである。 初期混合工程で用いるエチレン・プロピレンゴ
ム（EPR）は、50％以上のエチレン含量のもの
であり、最近市販されている適当なものの例は、
エチレン含量が約70％以上の共重合体およびジエ
ンとの三元共重合体である。EPRの使用量を最
小限にし、かつバンバリーミキサーに入る材料の
量を最小限にするには、初期混合工程でミキサー
へ供給されるEPR量を存在する添加物（充填剤
を含む）の量よりも少なくするのが好ましい。添
加物とEPRとの比の好ましい範囲は、約２：１
ないし約５：１の間であり、さらに広くは約１：
１ないし約５：１の間である。 初期（第１）混合工程で加えられるポリエチレ
ンは、作られる濃厚物の重合体ベヒクルの一部を
なすものである（すなわちEPRと共に）。好まし
くは、この場合にもバンバリーミキサーで処理さ
れる材料の量を最小限にするため、この第１混合
工程に存在するポリエチレン量は、存在する
EPRの量よりも少なくし、例えばこの工程にお
けるポリエチレンとEPRとの比を約４：５ない
し約１：５またはそれ以下としうる。実際には、
ポリエチレンをこの工程では省くことができる
が、ポリエチレンは普通、混合を容易にするため
望ましい。どのような場合にも、存在するポリエ
チレンの量は、一般に最終被覆組成物中に含まれ
るべき全ポリエチレンのうちの小割合（典型的に
は1/6以下そしてしばしばそれよりかなり少ない）
である。 上記の各成分、例えばポリエチレン、EPR、
カーボンブラツク充填剤およびその他の添加物を
バンバリーミキサーに導入した後、ミキサーを慣
用法で（内容物を加熱して、EPRおよびポリエ
チレンを流動化し）運転して、各成分を均一に混
合する。かくしてEPR／ポリエチレンベヒクル
中の充填剤およびその他の添加物の均質な濃厚物
ができる。 この濃厚物をバンバリーミキサーから320〓程
度（高剪断混合作用に依る）の温度で取り出し、
スクリーンに掛けて（例えば標準80メツシユ・ス
クリーンを用いて）、ブレンドされない材料を除
く。次いで濃厚物を小割合の交叉結合剤（例えば
過酸化ジクミル；市販品「DiCup」）と一緒に再
びバンバリーミキサーに導入し、再加熱し、温度
が約220〓以上にならないように制御した条件下
で混合する（これによつて早過ぎる硬化が起こら
ないようにする）。すなわち、この第２混合工程
では、混合される材料の温度は、ポリエチレンお
よびEPRが交叉結合剤の存在下で硬化するよう
な温度範囲よりも低く維持される。典型的には、
この工程で加えられる交叉結合剤の量は、それと
混合されるべき濃厚物の約5wt％またはそれ以下
である。 第２混合工程後にバンバリーミキサーから出る
材料は、本発明のマスターバツチである。このマ
スターバツチは、EPR／ポリエチレンベヒクル
中の充填剤とその他の添加物（交叉結合剤を含
む）の均質混合物である。好ましくは、初期の各
成分の割合は、添加物（主としてカーボンブラツ
ク充填剤）がマスターバツチの主要成分となり、
そしてEPRが重合体ベヒクル（これ自体もマス
ターバツチの小割合をなす）の小割合を占めるよ
うにする。冷却後、マスターバツチを、例えば慣
用法で、ペレツト化して、ケーブル被覆押出機へ
均質固形ペレツトを導入できるようにする。ペレ
ツトは適宜な粒度であつてよく、粒子寸法の一例
は約3/16インチ径である。 新しい（未混合の）ポリエチレンもペレツト化
され、マスターバツチのペレツトと共に、慣用ケ
ーブル被覆押出機へ供給される。この押出機は第
１図の１０で示されるものであり、慣用の供給
（もしくはポンプ）スクリユー１２を有している。
押出機への供給の際に、導入される新しいポリエ
チレンの量は、導入されるマスターバツチの量に
関して、最終被覆組成物に必要なポリエチレンの
割合を与えるように選定される。普通マスターバ
ツチ中には既に多少のポリエチレンが存在してい
るが、最終組成物中の全ポリエチレン含量のうち
の一層大きな割合（典型的には80％以上）が、新
しいポリエチレンとして押出機へ直接に導入され
る。実際には、押出機への供給物の主要部分は新
しい未混合のポリエチレンペレツトで占められ
る。好適には、ポリエチレンペレツトおよびマス
ターバツチペレツトを押出機へ入れる前に、可成
り均一に混合し、そして混合ペレツトの連続的な
一つのバツチの形態で押出機スクリユーへ供給す
る。ペレツトを押出機へ供給する際に、ペレツト
の分離（得られる被覆の不均質の原因となる）を
防止する注意を払う必要がある。なんとなればマ
スターバツチペレツトの比重は、ポリエチレンペ
レツトの比重よりも大きいからである。上記のよ
うに混合ペレツトを連続バツチまたは混合バツチ
として供給すると、供給物中の望ましくないペレ
ツト分離を有効に防止できる。 押出機内でペレツトを、マスターバツチベヒク
ルおよび新しい追加ポリエチレンが流動化する温
度にまで加熱し（このような温度は硬化温度より
も低い）、そしてポンプスクリユーの機械的作用
に付す（これは通常の押出機操作に付帯するもの
である）。この加熱およ機械作用によつてマスタ
ーバツチおよび新しく追加したポリエチレンの均
一なブレンドがなされて、重合体キヤリヤー中の
添加物の均一分散が達成される。スクリユーがブ
レンド組成物（この段階では最終被覆組成物）
を、前進する金属導電ケーブル１４を取り巻いて
いるダイオリフイス（図示せず）中に押し進め、
押出機からケーブルが退去するときにケーブル上
に均一な被覆１６を形成させる。ケーブルは押出
機からスチーム管の如き慣用硬化室を通り抜け、
そこで被覆を硬化させる。 上記の如くマスターバツチおよびポリエチレン
を固形ペレツトの形態で押出機へ供給すること
は、慣用押出装置への供給法の代表的な方法であ
るが、使用ブレンド装置に適当な任意の形態（例
えば粉体または液体であつても）で、マスターバ
ツチおよびポリエチレンを供給しうる。 押出および硬化の装置と操作それ自体は全く慣
用的なものであるが、押出機への材料供給物（混
合されたポリエチレンペレツトおよびマスターバ
ツチペレツト）は、従来の均一に予備混合された
最終組成物よりも、むしろ不均一である。特に押
出機のスクリユーは、従来被覆組成物をダイオリ
フイス中に押し進めるためだけに用いられた全く
の慣用的推進機であり、大量のポリエチレン（新
しく押出機に導入される未ブレンドのポリエチレ
ンペレツト）とマスターバツチの混合工程は、ス
クリユーの通常操作に付帯して行なわれる（すな
わち、混合したマスターバツチペレツトとポリエ
チレンペレツトを分離しないように供給すること
以外に何ら特別な処理条件を必要としない）。 前記の操作によつて電導ケーブル用のポリエチ
レンベースの被覆が作られ、この被覆は主成分と
しての（すなわち50％以上の）ポリエチレン、な
らびに小割合成分としてのカーボンブラツク充填
剤およびその他の添加物とからなる。この被覆
は、押出機に供給される前に、バンバリーミキサ
ー中で完全に混合される被覆組成物から慣用的に
製造される被覆と、均質性およびその他の性質に
おいて同等であるけれども、慣用法とは対照的
に、最終被覆組成物の半分以下の量がバンバリー
ミキサーで処理され、被覆組成物の主要部分は新
しい追加ポリエチレンペレツトの形態で押出機へ
直接に（予備混合することなく）供給される。 上記の方法において、エチレン・プロピレンゴ
ムは、押出機スクリユーによる充填剤およびその
他の添加物と大量のポリエチレンとの均一なブレ
ンドを可能にする加工助剤として主に機能する。
最終組成物において、EPRは主としてポリエチ
レンによつて占められている重合体キヤリヤーの
極めて小割合の成分（典型的には1/6またはそれ
以下）として存在するに過ぎない。すなわち、本
発明は添加物のマスターバツチにおける加工助剤
として小量のEPRを用いて、一定量のケーブル
被覆を作るのにバンバリーミキサーで混合される
べき材料の量を50％以上（あるいは60％以上でさ
え）低減させることによつて、総合的な製造コス
トの減少を可能にする。 単に説明のために、下記の表に第１図の方法で
行なう本発明によつて製造される二つの組成物
（ＡおよＢ）についての成分の相対的割合を例示
する。

【表】 ン

【表】 ン
上記組成物Ａにおいて、EPRは最終重合体ベ
ヒクルの15.5％を占め、ポリエチレンの86.5％が
最終ブレンド工程で添加される。組成物Ｂにおい
て、EPRは最終重合体ベヒクルの16.7％を占め、
ポリエチレンの96.3％が最終ブレンド工程で添加
される。 もちろん上記の各組成物は単なる例示であり、
例えば本発明の方法の他の実施例においては、押
出機へ供給される新規追加ポリエチレンは、全組
成物の2/3以上の量であつた。 第２図は、ケーブルの絶縁被覆の製造に応用さ
れる本発明方法の改変態様を示すフローシートで
ある。この態様において、ベヒクル中の充填剤お
よびその他の添加物の均質濃厚物を作る初期工程
は第１図に示したものと同じである。しかし第２
図においては、この均質濃厚物が、最終組成物を
なす（すなわち交叉結合剤である過酸化ジクミル
は次の工程で濃厚物に添加されない）。けれども
交叉結合剤は別個のマスターバツチに、小量のエ
チレン・プロピレンゴムをベヒクルとして用いて
（場合によつてはポリエチレンを多少含む）、バン
バリーミキサーで硬化が生じないような温度にお
いて、配合される。これら二つのマスターバツチ
を別々に作つた後、これらをそれぞれペレツト化
して、主要部の新規追加ポリエチレンペレツトと
共に適切な相対割合で押出機へ供給し、押出機ス
クリユーによつてブレンドする。第１図の方法と
同様に、二つのマスターバツチおよび新規追加ポ
リエチレンのそれぞれのペレツトは、混合された
一つのバツチとして、同時に押出機へ供給され
る。 第２図の態様は、交叉結合剤が用いられる場合
に一定量のケーブル被覆組成物を作るのにバンバ
リーミキサーで処理されるべき材料の量をさらに
低減しうる。第１図の態様においては、実質上マ
スターバツチ全体が二度バンバリーミキサーで処
理される（第１回は基本マスターバツチの製造、
第２回は交叉結合剤の添加）。しかし第２図にお
いては、主要な濃厚物はバンバリーミキサーに一
度だけ導入され、第２の別個に混合されるマスタ
ーバツチ（交叉結合剤を含む）の量は、第１の主
マスターバツチの量と比較して小さい。 第２図から判るように、この方法は個々の被覆
に対しての成分の相対的な割合の選択において融
通性を与える。押出機へ供給される二つのマスタ
ーバツチおよびポリエチレンの各ペレツトの割合
を単に調整するだけで充填剤の添加量の如き因子
を任意に変えうる。例えば、交叉結合しない被覆
を作るには、第２のマスターバツチを作る工程
（第２図の右方に示した工程）を省略する。この
ような場合、押出機への供給物は、単にマスター
バツチと新規追加ポリエチレンの混合ペレツトか
らなる。一方、充填剤を添加しないが交叉結合し
た被覆を作ることは、時に所望されるが、そのよ
うな場合には、唯一の添加物な交叉結合剤である
から、主マスターバツチ製造工程を省く、（すな
わち主マスターバツチのペレツトを押出機への供
給物から省く）、従つて押出機への供給物は第２
のマスターバツチと追加ポリエチレンの混合ペレ
ツトからなる。 上記の種々のマスターバツチ混合工程で行なわ
れるマスターバツチの操作は全く慣用法の通りで
ある。特にバンバリーミキサーにおける高剪断混
合（濃厚物混合の初期工程）のため、または混合
材料の最終温度の制限のための操作条件は、当業
者に明白である。本明細書における「均質」と
は、当業界における常識的な意味で使用されるも
のであり、微視的な均質を意味する。第１図の方
法で製造されたケーブル被覆は、顕微鏡検査で、
一平方インチ当り３個以下の混入物の存在（混入
物とは、少なくとも１ミルの寸法の粒子を意味す
る）および約２ミル以上の混入物の不存在で示さ
れる高度の均質性を示した。この水準の均質性は
絶縁被覆用として完全に許容しうる。 一般的に本発明によるマスターバツチに配合さ
れるべき重合体ベヒクル（EPR単独またはEPR
およびポリエチレン）の割合は、それと混合され
る添加物の均質分散物またはブレンドを、例えば
固化し、ペレツト化したときに、そのまま均質に
維持するに有効量な量である。さらに詳しくは、
ベヒクルに含まれるべきEPRの割合は、押出機
スクリユーまたは同等物の低剪断作用によつてマ
スターバツチと新規追加ポリエチレンの均質なブ
レンドを可能にするに有効な量である。ポリエチ
レン中に添加物マスターバツチをブレンドするの
を容易にする加工助剤としての前述の如きタイプ
のエチレン・プロピレンゴムの使用による利点の
中で重要なことは、混合温度におけるEPRとポ
リエチレンとの相溶性、ならびにポリエチレンに
用いられるものと同じ交叉結合剤（過酸化ジクミ
ル）で硬化されうることである。 使用するその他の成分（例えば酸化防止剤およ
び交叉結合剤）の割合は、慣用のポリエチレン・
ベースのケーブル被覆組成物と同じであつてよ
く、選定は容易である。 以上では、ケーブル用カーボンブラツク充填絶
縁被覆の製造操作の具体例で本発明を説明した
が、本発明はその他の充填剤（例：クレー）を含
む被覆または含まない被覆、そして重合体キヤリ
ヤーが交叉結合されない被覆、ならびに半導体被
覆（例えば電導性カーボンブラツクを含むもの）
およびケーブル被覆以外のポリエチレン・ベース
製品（例えば最終ブレンド工程を行なうための押
出スクリユーまたは同等物を有する成形装置で成
形される押出または射出成形製品）の製造にも応
用しうる。すなわち、本発明は、添加物の特性ま
たは組成物の最終用途に拘らず、一般的にポリエ
チレン・ベースの組成物中に添加物を配合するた
めの操作に広く応用しうる。 本発明を以下実施例によりさらに説明する。 実施例 １ 下記の成分を用いて一連のケーブル用絶縁被覆
組成物を作つた。 ａ エチレン・プロピレンゴム：Nordel2722（デ
ユ・ポン社製）エチレン含量約70〜75％のエチ
レン／プロピレン／ジエン三元共重合体
（EPDM）。 ｂ ポリエチレン：LDPE400（エクソン社）ホモ
重合体またはEVA401（エクソン社）エチレン
酢酸ビニルとの共重合体。 ｃ 充填剤：ThermaxN990非電導性カーボンブ
ラツク。 ｄ 酸化防止剤：AgeRite ResinD（トリメチル
ジヒドロキノリンを重合したもの）。 ｅ 油：Sunpar2280 ｆ 交叉交合剤：DiCup Ｒ（ヘラクルス社）過酸
化ジクミル。 まず本発明方法により、下記の組成の成分をバ
ンバリーミキサーで高剪断下に均一な濃厚物が得
られるまで混合して、四種のマスターバツチを作
つた。

【表】 これら四つのマスターバツチをDiCup Ｒと下
記の割合で混合して最終マスターバツチを作つ
た。

【表】 これら最終マスターバツチを固形化し、ペレツ
ト化し、得られたペレツトを新しいポリエチレン
と混合し、慣用のケーブル被覆押出機のスクリユ
ーへ装入て一連の八種の最終被覆組成物を得た。

【表】 各場合において、混合ペレツトが押出機への移
送中に分離しないように押出機の直上に装着した
ペレツト混合機を介して、ペレツトを混合ペレツ
トの連続的バツチとして押出機に供給した。各バ
ツチの容積は約１立方フイートであつた。ペレツ
トを押出機内での加熱により流動性とし、押出機
スクリユーの作用で混合し、得られた混合組成物
を＃６個体軟引抜銅線上へ押出して、0.045イン
チ厚の絶縁被覆を形成した。かくして作つた全て
の被覆は充分に均質であり満足すべきものであつ
た。被覆線をスチーム管内に通すことによつて硬
化した後の各被覆の特性は下記の通りであつた。

【表】 この例で用いた押出機は、シヨン・ロイル・ア
ンド・サン社製（米国ニユージヤージー州パター
ソン）のSpirobe押出機であり、スクリユー長と
スクリユー筒内径との比が20：１であり、スクリ
ユー筒内径が１1/2インチであつた。 実施例 ２ それぞれ、487部のエチレン・プロピレンゴム
（重量基準以下同じ）、123部のポリエチレン、
50.2部のAgeRite ResinD、95.6部のDiCupR交叉
結合剤、25部の加工助剤および下記のその他の成
分を含む一連の均質マスターバツチを作つた。 これらのうちの８個のマスターバツチ（No.５〜
12）は下記の組成成分であつた。

【表】 チ。
(4) EPR中に90％の鉛丹を含むマスター
バツチ。
その他のマスターバツチ（No.13〜20）は下記の
組成成分であつた。

【表】

【表】 チ
鉛丹マスターバツチ 153
153 − −
これら16個のマスターバツチの比重は、1.17
（No.16および20）から1.43（No.５および９）の範囲
内であつた。 上記16個のマスターバツチをペレツト化し、新
しい別のポリエチレンのペレツトと混合し、ブレ
ンドして、32個の最終被覆組成物を作つた。すな
わち各マスターバツチについて、２個づつの最終
被覆組成物を作つた。一方には800重量部の
LDPE400ポリエチレンを含ませ、他方には800重
量部のEVA401ポリエチレンを含ませた。使用マ
スターバツチ量と得られた最終被覆組成物の比重
は下記の通りであつた。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一具体例のフローシート
略図。第２図は本発明方法の改変具体例のフロー
シート略図である。 １０：押出機、１２：スクリユー、１４：ケー
ブル、１６：被覆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 少なくとも50％のエチレン含量を有する
   エチレン・プロプレンゴムの成分と、不活性充
   填剤を含む添加剤の成分とを、その添加剤：エ
   チレン・プロピレンゴムの重量比を１：１ない
   し５：１の範囲内として、高剪断条件下に予備
   混合して均質混合物を作り、 (b) 50〜80重量％のポリエチレンと、残部重量％
   をなす上記均質混合物及び交叉結合剤を含む材
   料と、を供給スクリユー付き押出機内で混合し
   て硬化性被覆用組成物を作り、 (c) その硬化性組成物を上記押出機から電気導体
   ケーブル上に押出し、そして (d) 押出された被覆物を硬化させて、電気導体ケ
   ーブル上に硬化した電気絶縁性被覆を形成す
   る、 ことからなる、電気導体ケーブル上に充填剤添加
   ポリエチレン組成物の硬化、電気絶縁性被覆を形
   成する方法。 ２ 予備混合される成分にさらにポリエチレンを
   共存させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ３ 予備混合で得られる均質混合物を、交叉結合
   剤を含む材料と、工程(a)の後かつ工程(b)の前に混
   合することを特徴とする特許請求の範囲第１また
   は２項に記載の方法。 ４ 交叉結合剤を含む材料は、交叉結合剤と、上
   記エチレン・プロピレンゴムを含む材料とを混合
   することにより得られた第２の均質混合物である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１または２項
   に記載の方法。