(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機内に取り付けられ、押出の際に押出材料中の異物を除去するスクリーンメッシュの製造方法であって、ステンレス鋼からなる線材の表面に電解研磨処理を施す工程と、電解研磨処理が施された線材の表面に、クロム酸化物を主成分とする酸化物からなる厚さ０．１〜３．０μｍの皮膜を形成する工程とを具備することを特徴とする樹脂組成物押出用スクリーンメッシュの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂組成物押出用スクリーンメッシュを押出スクリューの押出方向前方に備えた押出機を用いて、樹脂組成物を押出すことを特徴とする押出品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力ケーブル等に使用されるゴム・プラスチック等の押出被覆材料（以下、押出材料と省略する）中の微細な異物を安定して除去し得る樹脂組成物押出用スクリーンメッシュ、その製造方法およびそれを用いた押出品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、絶縁電力ケーブル（以下、電力ケーブルと省略する）は、導体上にゴム・プラスチック等の樹脂組成物を押出成形することにより製造されるが、この電力ケーブルを高電圧下で使用する場合、絶縁層中に存在する異物や、半導電層中に存在する異物を核として絶縁層と半導電層との間の界面に生成した突起が、電界の集中を引き起こし、電気トリーの発生や絶縁破壊をもたらすことがある。したがって、電力ケーブルの高電圧化や信頼性の向上を図るためには、上記異物を各層を押出成形する際に適宜除去する必要がある。この押出成形の際の異物の除去は、通常、耐食性に優れたＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス鋼からなる線材を織り上げてなるスクリーンメッシュを押出機の先端に取り付けることにより行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、特に電力ケーブルの高圧送電における信頼性を高めるために、絶縁破壊の原因となる接続部の数を減らした長尺の電力ケーブルが使用されている。このような長尺の電力ケーブルを製造する場合、導体上に形成する半導電層および絶縁層を長時間にわたって連続して押出成形する必要がある。
【０００４】
しかしながら、押出もしくは押出成形する押出材料、例えばゴム、プラスチックは、種々の添加材、例えばカーボンブラックのような充填材が配合されている。このため、このような添加材が高い割合で配合されている押出材料がスクリーンメッシュを通過すると、スクリーンメッシュを構成する線材が添加材、特にカーボンブラックにより摩耗して線材が細くなり、場合によっては線材が破断してしまう。
【０００５】
その結果、押出の際に押出材料中の微細な異物を除去することができなくなる。また、押出材料としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）のような微量の酸を含む材料を用いると、酸によりスクリーンメッシュを構成する線材が腐食する恐れがある。
【０００６】
このように、従来のスクリーンメッシュでは、耐食性および耐摩耗性が不充分であるので、破断に至るまでの期間が短く、連続押出成形に限界がある。このため、長尺の電力ケーブルを製造する上で生産性の低下等の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、優れた耐食性および耐摩耗性を発揮すると共に、微細な異物を除去することの可能な樹脂組成物押出用スクリーンメッシュを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、そのような樹脂組成物押出用スクリーンメッシュを製造する方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、長時間の連続押出成形が可能である押出品の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、押出機内に取り付けられ、押出の際に押出材料中の異物を除去するスクリーンメッシュの製造方法であって、ステンレス鋼からなる線材の表面に電解研磨処理を施す工程と、電解研磨処理が施された線材の表面に、クロム酸化物を主成分とする酸化物からなる厚さ０．１〜３．０μｍの皮膜を形成する工程とを具備することを特徴とする樹脂組成物押出用スクリーンメッシュの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明において、線材の材料としては、オーステナイト系ステンレス鋼を用いることが好ましい。その他、押出材料を押し出す際の圧力に耐え得る強度を有し、メッシュ本体に加工する際の加工性に問題のない材料を選択することができる。
【００１２】
皮膜を構成するクロム酸化物を主成分とする酸化物としては、クロム酸化物を主成分として、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）等の酸化物を含むものを用いることが出来る。また、この皮膜の厚さは、０．１〜３．０μｍに設定することが必要である。これは、皮膜の厚さが０．１μｍ未満であると、皮膜が薄すぎて線材が腐食または摩耗してしまい、皮膜厚さが３．０μｍを超えると、皮膜が厚すぎてクラックが発生し、押出成形時に押出材料の通過により皮膜が剥離してしまい、所望の耐食性・耐摩耗性が得られずにスクリーンメッシュが破断してしまうからである。
【００１３】
また、線材表面にクロム酸化物を主成分とする酸化物からなる皮膜を形成する前に、リン酸系などの電解液により、ステンレス鋼からなる線材表面を電解研磨処理することが好ましい。このような電解研磨処理により、線材表面に存在する不純物などを表面層とともに除去することができ、それによってバラツキがなく、均一な膜厚および膜質の皮膜の形成が可能となる。
【００１４】
もし、このような電解研磨処理を行わなければ、線材表面に存在する不純物などが原因となって、鉄系の酸化物を主成分とする酸化物皮膜が形成される場合がまれにある。鉄系の酸化物を主成分とする酸化物皮膜は、クロム酸化物を主成分とする酸化物皮膜に比べ、耐蝕性および耐摩耗性に劣るため、部分的に線材が細くなり、その細い部分で破断する場合がある。
【００１５】
電解研磨処理の条件としては、０．００１〜０．１（Ａ／ｍ2 ）程度の電流密度を用いるのが好ましい。０．００１（Ａ／ｍ2 ）未満の電流密度では、不純物を除去するのに時間がかかり、０．１（Ａ／ｍ2 ）を越えると、表面層の研磨量が多くなって、線材が細くなり過ぎ、強度が弱くなり、破談する可能性が生じてしまう。
【００１６】
線材にクロム酸化物を主成分とする酸化物からなる皮膜を形成する方法としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼からなる線材に大気中で６００〜１０００℃の温度で熱処理を施す方法、Ｃｒ2 Ｏ3 を真空蒸着法もしくはスパッタリング法により線材に被着する方法等が挙げられる。前記熱処理を施す方法においては、熱処理温度が６００℃未満では、有効な皮膜厚さ（０．１〜３．０μｍ）を得るまでの時間が長くなり実用的でなく、熱処理温度が１０００℃を超えると、オーステナイト系ステンレス鋼の結晶粒界の粗大化に起因する機械的強度低下が起こり、押出成形中にスクリーンメッシュが破断してしまうので、好ましくない。なお、この熱処理は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる線材を織り込んだ後に行う。これは、線材の状態で熱処理を施しても、線材を織り込む際に、表面に形成された皮膜が剥離して、充分な耐食性・耐摩耗性を発揮しなくなる恐れがあるからである。
【００１７】
また、本発明は、上記スクリーンメッシュを押出スクリュ−の押出方向前方に備えた押出機を用いて、樹脂組成物を押出すことを特徴とする押出品の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明において使用される押出材料（樹脂組成物）としては、エチレンプロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等のゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等のオレフィン系重合体、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、飽和ポリエステル等のプラスチック、並びにこれらに充填材やその他の添加材を配合したコンパウンドを挙げることができる。
【００１９】
また、本発明の樹脂組成物押出用スクリーンメッシュを用いて得られる押出品としては、ゴム・プラスチック絶縁電力ケーブルにおける内部半導電層、外部半導電層、絶縁層、押出フィルム等を挙げることができる。このような押出品は、電力ケーブルの接続部に用いられる押出モールド材や、プレハブジョイントにおける電気絶縁部の材料として好適である。
【００２０】
本発明の樹脂組成物押出用スクリーンメッシュは、クロム酸化物を主成分とする酸化物からなる厚さ０．１〜３．０μｍの皮膜が表面に形成された、ステンレス鋼からなる線材により構成されていることを特徴としている。
【００２１】
このような厚さを有する皮膜は、押出材料（樹脂組成物）に含まれる酸やカーボンブラックのような添加材に対し、優れた耐食性および耐摩耗性を発揮する。したがって、大きな押出量で連続して長時間押出成形を行っても、破断することなく、充分に押出材料中の微細な異物を除去することができる。
【００２２】
本発明の押出品の製造方法は、上記スクリーンメッシュを押出スクリュ−の押出方向前方に備えた押出機を用いて、樹脂組成物を押出すことを特徴としている。かかる方法においては、耐食性および耐摩耗性に優れたスクリーンメッシュを使用するので、スクリーンメッシュが破断に至るまでの期間を長くすることができ、長尺の電力ケーブルの製造に要求されるレベルの連続押出成形を実現することができる。このため、電力ケーブル製造における生産性が大幅に向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示し、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ  ３１６からなる線径３０μｍの線材を織り込んで、４００メッシュ（開口径３４μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に、１Ｎのリン酸溶液からなる電解研磨液中で、電流密度０．０３（Ａ／ｃｍ2 ）の条件で１０分間、電解研磨した後、アセトン溶液中に浸漬して電解研磨液を除去した。
【００２４】
次いで、このメッシュ本体に、大気中で９００℃×２０分の熱処理を施し、その後空冷することにより、メッシュ本体上に厚さ０．９μｍの皮膜を形成した。なお、この皮膜は、クロム酸化物を主成分とし、マンガン酸化物等を含むものであった。また、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして実施例１のスクリーンメッシュを作製した。
（実施例２）
実施例１と同様にして４００メッシュ（開口径３４μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に、１Ｎのリン酸溶液からなる電解研磨液中で、電流密度０．０３（Ａ／ｃｍ2 ）の条件で１０分間、電解研磨した後、アセトン溶液中に浸漬して電解研磨液を除去した。
【００２５】
次いで、このメッシュ本体に大気中で９００℃×４０分の熱処理を施し、その後空冷することによりメッシュ本体上に厚さ１．７μｍの皮膜を形成した。なお、この皮膜は、クロム酸化物を主成分とし、マンガン酸化物等を含むものであった。また、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして実施例２のスクリーンメッシュを作製した。
（実施例３）
実施例１と同様にして４００メッシュ（開口径３４μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に、１Ｎのリン酸溶液からなる電解研磨液中で、電流密度０．０３（Ａ／ｃｍ2 ）の条件で１０分間、電解研磨した後、アセトン溶液中に浸漬して電解研磨液を除去した。
【００２６】
次いで、このメッシュ本体に大気中で７５０℃×６０分の熱処理を施し、その後空冷することによりメッシュ本体上に厚さ１．１μｍの皮膜を形成した。なお、この皮膜は、クロム酸化物を主成分とし、マンガン酸化物等を含むものであった。また、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして実施例３のスクリーンメッシュを作製した。
（実施例４）
オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ  ３０４からなる線径４０μｍの線材を織り込んで２５０メッシュ（開口径６２μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に、１Ｎのリン酸溶液からなる電解研磨液中で、電流密度０．０３（Ａ／ｃｍ2 ）の条件で１０分間、電解研磨した後、アセトン溶液中に浸漬して電解研磨液を除去した。
【００２７】
次いで、このメッシュ本体に大気中で９００℃×４０分の熱処理を施し、その後空冷することによりメッシュ本体上に厚さ１．４μｍの皮膜を形成した。なお、この皮膜は、クロム酸化物を主成分とし、マンガン酸化物等を含むものであった。また、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして実施例４のスクリーンメッシュを作製した。
（実施例５）
実施例４と同様にして２５０メッシュ（開口径６２μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に、１Ｎのリン酸溶液からなる電解研磨液中で、電流密度０．０３（Ａ／ｃｍ2 ）の条件で１０分間、電解研磨した後、アセトン溶液中に浸漬して電解研磨液を除去した。
【００２８】
次いで、このメッシュ本体に大気中で７５０℃×９０分の熱処理を施し、その後空冷することによりメッシュ本体上に厚さ１．３μｍの皮膜を形成した。なお、この皮膜は、クロム酸化物を主成分とし、マンガン酸化物等を含むものであった。また、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして実施例５のスクリーンメッシュを作製した。
（比較例１）
オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ  ３１６からなる線径３０μｍの線材を織り込んで４００メッシュ（開口径３４μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体には、自然酸化皮膜が０．０１μｍ存在していた。なお、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして比較例１のスクリーンメッシュを作製した。
（比較例２）
オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ  ３０４からなる線径６０μｍの線材を織り込んで１５０メッシュ（開口径１１０μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体には、自然酸化皮膜が０．０１μｍ存在していた。なお、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして比較例２のスクリーンメッシュを作製した。
（比較例３）
オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ  ３１６からなる線径３０μｍの線材を織り込んで４００メッシュ（開口径３４μｍ）のメッシュ本体を作製した。このメッシュ本体に、１Ｎのリン酸溶液からなる電解研磨液中で、電流密度０．０３（Ａ／ｃｍ2 ）の条件で１０分間、電解研磨した後、アセトン溶液中に浸漬して電解研磨液を除去した。
【００２９】
次いで、このメッシュ本体に大気中で９００℃×３分の熱処理を施し、その後空冷することによりメッシュ本体上に厚さ０．０６μｍの皮膜を形成した。なお、この皮膜は、クロム酸化物を主成分とし、マンガン酸化物等を含むものであった。また、皮膜の厚さを、オージェ分光分析法により測定した。このようにして比較例３のスクリーンメッシュを作製した。
【００３０】
上記実施例１〜５、比較例１〜３のスクリーンメッシュをそれぞれシリンダ径が６５ｍｍφの押出機に取り付けた。一方、メルトインデックスが１０であるＥＶＡ樹脂１００重量部に、導電性カーボンブラック６５重量部および酸化防止剤０．３重量部を配合して半導電性混和物であるＥＶＡ樹脂組成物を得た。
【００３１】
上記押出機を用いてＥＶＡ樹脂組成物をそれぞれ３種類の押出量（１００ｋｇ、３００ｋｇ、５００ｋｇ）で連続押出した。そのときのそれぞれのスクリーンメッシュの線材細り状況および破断状況は顕微鏡により観察した。その結果を下記第１表および第２表に示す。
【００３２】
【表１】
0003813300.tif 000002
【００３３】
【表２】
0003813300.tif 000003
【００３４】
第１表および第２表から明らかなように、本発明のスクリーンメッシュ（実施例１〜５）は、微量な酸を含み、さらに添加材を含む押出材料を５００ｋｇの押出量で長時間押し出しても破断しなかった。
【００３５】
これに対して本発明において規定する厚さの酸化皮膜を有しないスクリーンメッシュ（比較例１〜３）は、５００ｋｇの押出量で長時間押し出すと破断した。特に、自然酸化皮膜のみのものは３００ｋｇの押出量で押し出した後に破断していた。
【００３６】
なお、電解研磨処理を施さなかったことを除いて、実施例１と同様の条件で、スクリーンメッシュの表面に０．９μｍの膜厚の皮膜を形成した。この皮膜を分析したところ、クロム酸化物を主成分とし、他にマンガン酸化物を含むものであったが、鉄系の酸化物を主成分とした皮膜が形成されている箇所が数箇所認められた。
【００３７】
上述と同様に、線材の細り状況および破断状況を顕微鏡により観察したところ、１００ｋｇ押出後では、２ヶ所で１０μｍ以下の線材の細り、３００ｋｇ押出後では、２ヶ所で２０μｍ以下の線材の細り、５００ｋｇ押出後では、２ヶ所で破断が見られた。なお、２ヶ所以外の箇所では破断はなく、細りはいずれも１μｍ以下であった。
【００３８】
このように、０．９μｍの膜厚の皮膜が形成されたスクリーンメッシュであっても、部分的にある程度の線材の細りや破断が生ずるのは、皮膜形成前の線材表面に汚れや不純物が存在していたため、耐蝕性および耐摩擦性に劣る鉄系の酸化物を主成分とする酸化皮膜が形成されたことに起因するものと思われる。これに対し、実施例１〜５ではいずれも皮膜形成前の線材表面に電解研磨処理が施されており、これらとの比較から、電解研磨処理の効果が明確に示されている。
【００３９】
しかし、電解研磨処理が施されていないとは言っても、０．９μｍの膜厚の皮膜が形成されているため、２ケ所以外の箇所では細りも破断も生じておらず、この点において、比較例１〜３との比較から、本発明における皮膜形成の効果が明確に示されている。
【００４０】
本発明においては、皮膜形成前の電解研磨処理は必ずしも必須要件ではなく、即ち、皮膜形成前の線材表面に汚れや不純物が存在しない場合には、電解研磨処理を施すことなく、実施例１〜５に示すような耐蝕性および耐摩擦性に優れた酸化物皮膜を得ることが可能である。しかし、皮膜形成前の線材表面に汚れや不純物の存在が懸念される場合には、上述したように、バラツキがなく、均一な皮膜を形成するために、電解研磨処理をあらかじめ施すことが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の樹脂組成物押出用スクリーンメッシュは、クロム酸化物を主成分とする酸化物からなる厚さ０．１〜３．０μｍの皮膜が表面に形成されたステンレス鋼からなる線材により構成されているので、優れた耐食性および耐摩耗性を発揮すると共に、長期にわたり、微細な異物を除去することが可能である。
【００４２】
また、本発明の押出品の製造方法は、上記スクリーンメッシュを押出スクリューの押出方向前方に有する押出機を用いて、樹脂組成物を押し出すものであるので、長時間の連続押出成形が可能であり、連続して安定した品質の押出成形品を得ることができる。