ケーブル材料の難燃技術の発展に伴い、新しいタイプの難燃ケーブルが次々と登場し、従来の一般難燃ケーブルから、低煙・低ハロゲン難燃ケーブル、低煙ハロゲンフリー難燃ケーブルへと進化しています。 。このことは、近年、難燃性ケーブルに対する要求がますます高まっていることを示しています。
ヨーロッパ、米国、日本などの国々では、環境に優しい電線およびケーブル製品があらゆる種類のケーブルの主流となっています。政府は、環境に優しくないケーブルの使用または輸入を厳しく禁止しています。通常の難燃材にはハロゲンが多量に含まれています。燃焼すると、大量の煙と有毒な腐食性ハロゲン化水素ガスが発生します。ハロゲンフリーの難燃性は主にポリオレフィンで実現されます。したがって、低煙ハロゲンフリーケーブルが将来の主要な開発トレンドになるでしょう。そこで、低煙ハロゲンフリーケーブル材料の押出成形について、以下の観点から説明します。
- 押出装置
A. ワイヤーおよびケーブル押出装置の主なコンポーネントはスクリューであり、これは押出機の適用範囲と生産効率に関係します。さまざまなプラスチック加工のニーズを満たすために、多くの種類のねじデザインが用意されています。低煙のハロゲンフリー難燃性ケーブル材料には、高充填の水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウムが含まれています。したがって、ネジの選択には通常のネジが使用され、その圧縮比は大きすぎず、通常は 1:1 ～ 1:2.5 が適切です。
B. 押出プロセス中の低煙ハロゲンフリーケーブル材料の押出に影響を与えるもう 1 つの重要な要素は、押出機の冷却装置です。低煙ハロゲンフリー材料の特殊な性質により、押出プロセス中の摩擦により大量の熱が発生します。これには、押出装置にプロセス温度を制御する優れた冷却装置が必要です。これは無視できない問題です。温度が高すぎると、ケーブルの表面に大きな細孔が形成されます。温度が低すぎると、機器の全体的な電流が増加し、機器が損傷する可能性があります。 - 押出金型
低煙ハロゲンフリー ケーブル材料には高充填材料が含まれているため、溶融状態の他のケーブル材料との溶融強度、延伸倍率、粘度には大きな違いがあります。したがって、金型の選定も異なります。まず、金型の押出方法の選択です。低発煙ハロゲンフリーケーブル材料の押出成形には、絶縁体の押出金型は押出型を使用し、シースの押出成形には半押出型を使用する必要があります。この方法によってのみ、材料の引張強度、伸び、および表面仕上げを完全に保証できます。次に、ダイスリーブの選択です。押出金型を使用する場合、材料の粘度が高いため、ダイヘッドでの圧力が大きくなり、材料が金型から出るときに膨張します。したがって、ダイスリーブは実際のサイズよりわずかに小さい必要があります。最後に、低煙ハロゲンフリー材料の機械的特性は、通常のケーブル材料や低煙低ハロゲン材料ほど優れていません。延伸倍率は2.5～3.2程度と小さい。したがって、金型を選定する際には、その絞り特性も十分に考慮する必要があります。これには、ダイ スリーブの選択と適合が大きすぎないことが必要です。大きすぎない場合、ケーブルの表面が緻密にならず、押出コーティングが緩くなります。
追加のポイント: メインマシンのモーター出力は十分に大きい必要があります。 LSHF 材料は粘度が比較的高いため、出力が不十分では機能しません。
意見の相違点が 1 つあります。押出成形金型のギャラリー セクションの長さは長すぎてはならず、通常は 1 mm 未満です。長すぎるとせん断力が大きくなりすぎます。- ハロゲンフリー材料の場合は圧縮比の低いスクリューを使用して加工しても問題ありません。 (圧縮率が大きいとプラスチックの内側と外側で激しい発熱が発生し、長さと直径の比が大きいとプラスチックの加熱時間が長くなります。)
- 低発煙ハロゲンフリー材料には大量の難燃剤が添加されているため、押出成形プロセスには大きな困難が伴います。ハロゲンフリー材はネジのせん断力が大きくなります。現時点で最も効果的な方法は、ハロゲンフリー材料用の特殊な押出スクリューを使用することです。
- 押出中、外型開口部に目やにのようなものが現れます。多量に存在するとワイヤーに付着して小さな粒子を形成し、外観に影響を与えます。これに遭遇したことがありますか?何か良い解決策はありますか？外型開口部に付着した沈殿物です。金型開口部の温度を下げ、金型が少し伸びるように調整すると状況は大幅に改善されます。私もこの問題によく直面しますが、根本的な解決策は見つかりませんでした。素材成分の相性が悪いことが原因ではないかと思われます。トーチで焼くと効果があると言われていますが、温度が高すぎると断熱材が傷んでしまいますのでご注意ください。ダイヘッドの温度が高い場合は、少し温度を下げると改善します。この問題には 2 つの解決策があります。 1) エアガンを使用して、できれば熱風で吹き飛ばします。 2) 型の開口部に小さな突起を作るなど、金型の設計を変更します。突起の高さは通常１ｍｍ程度である。しかし、国内メーカーでそのような金型を作れるメーカーがあるかどうかは分かりません。低煙ハロゲンフリー材料の押出時のダイ開口部の析出問題は、ダイ開口部に熱風スラグ除去装置を設置することで解決できます。当社でも現在この方法を採用しており、効果は非常に高いです。
追加のポイント: 低煙のハロゲンフリー材料を製造する場合、管状押出には半管状押出金型を使用するのが最適です。さらに、金型の外側の開口部に目やにのような堆積物が発生しないように、金型の表面仕上げを高くする必要があります。 - 質問: 現在、低煙のハロゲンフリー材料を製造している場合、バレルの第 4 ゾーンの温度が上昇し続けています。速度を上げると温度が約40度上昇し、発泡します。何か良い解決策はあるでしょうか？低発煙ハロゲンフリー材の押出時に気泡が発生する現象については、従来の解析によれば、 1 つは低発煙ハロゲンフリー材は水分の影響を受けやすいということです。押出前に乾燥処理を行うのが最善です。 2 つ目は、押出成形時の温度管理が適切であることです。ハロゲンフリー材料は押出加工時のせん断力が大きく、バレルとスクリュー間で自然熱が発生します。設定温度は比較的低めにすることをお勧めします。 3つ目は素材自体の品質の理由です。多くのケーブル材料工場では、コスト削減のために単純に大量のフィラーを添加しており、その結果、材料の比重が過剰になってしまいます。低発煙ハロゲンフリー材の押出時に気泡が発生する現象については、従来の解析によれば、 1 つは低発煙ハロゲンフリー材は水分の影響を受けやすいということです。押出前に乾燥処理を行うのが最善です。 2 つ目は、押出成形時の温度管理が適切であることです。ハロゲンフリー材料は押出加工時のせん断力が大きく、バレルとスクリュー間で自然熱が発生します。設定温度は比較的低めにすることをお勧めします。 3つ目は素材自体の品質の理由です。多くのケーブル材料工場では、コスト削減のために単純に大量のフィラーを添加しており、その結果、材料の比重が過剰になってしまいます。ピンタイプのネジ頭であれば、低煙のハロゲンフリー材も製造できますか？いいえ、せん断力が大きすぎるため、すべての泡が発生します。 1) スクリューの圧縮比と、分流セクションまたは逆流セクションの有無にかかわらず、第 4 ゾーンの形状と構造を決定します。その場合はネジを交換することをお勧めします。 2) 第 4 ゾーンの冷却システムを決定します。ファンを使用してこのゾーンに空気を吹き付け、冷却することができます。 3) 基本的に、この状況は材料が湿気の影響を受けるかどうかとはあまり関係がありません。ただし、ハロゲンフリーのシース材料の押出速度は速すぎてはなりません。
- 低煙ハロゲンフリー材料を押出成形する際には、以下の点に注意してください。 1) 押出時の温度が最も重要です。温度制御は正確でなければなりません。一般に、最大温度要件は 160 ～ 170 度です。高すぎても低すぎてもいけません。温度が高すぎると、材料中の水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムが分解しやすくなり、表面が滑らかでなくなり、性能に影響を及ぼします。温度が低すぎると、せん断力が大きすぎ、押出圧力が大きくなり、表面が良好になりません。 2) 押出成形には管状押出金型を使用するのが最善です。型を合わせるときは、ある程度の伸びが必要です。押出中、マンドレルはダイスリーブの 1 ～ 3 mm 後方にある必要があります。押出速度は速すぎてはならず、7 ～ 12 m の間に制御する必要があります。速度が速すぎると、せん断力が大きくなりすぎ、温度制御が困難になります。 （LSZHは加工しやすいとは言えませんが、決して遅いわけではありません（リトルバードさんの仰る通り、7～12M）。とにかくスピードも25以上で、外径は約6MM!! )
- 低煙ハロゲンフリー材料の押出温度は、押出機のサイズによって異なります。 70型押出機でテストした押出温度は以下の通りですのでご参考までに。セクション1:170度、セクション2:180度、セクション3:180度、セクション4:185度、ダイヘッド:190度、マシンアイ:200度。最大値は210度に達します。上記難燃剤の分解温度は350度なので分解しません。ハロゲンフリー材料のメルトインデックスが大きいほど、流動性が良くなり、押し出しが容易になります。したがって、ハロゲンフリー材料の流動性が良好であれば、150タイプのスクリュでも押出可能です。 （ご質問の最高温度は表示温度ですか、それとも設定温度ですか？お聞きしたいのですが、設定温度は通常140度を超えないようにしております。） はい、それを超えると難燃性能が低下します。 160度。
- 圧縮比3.0のBMスクリューを使用して製品化に成功。これも気になります。専門家の皆様にお聞きしたいのですが、なぜ高圧縮比 (>1:2.5) のネジを製造に使用できないのでしょうか?せん断力が大きすぎると気泡が発生します。弊社では低発煙ハロゲンフリーケーブルの製造に150本を使用しており、その効果は非常に良好です。等間隔で等しい深さのネジを使用しており、各セクションの加熱温度を適切に制御する必要があります。そうしないと、気泡や古い接着剤の問題が発生します。しかし、それは非常に面倒です。そのたびにスクリューやプーリーを交換する必要があり、バレルやダイヘッド内の圧力も大きくなります。
- 押出中はバキュームをかけないほうが半径方向に相対的に滑りやすくなり割れにくくなると思います。
- ただし、供給口での材料の膨張を防ぐために注意を払う必要があります。
- 当社では従来、一般的なハロゲンフリーの材料を使用していましたが、白化が起こりやすかったのです。現在、私たちはGE素材を使用しています。GE素材はより高価ですが、白化の問題はありません。ハロゲンフリーの材料に白化の問題があるかどうかお聞きしたいのですが?
- 低発煙ハロゲンフリー材料には大量の難燃剤が添加されているため、これが速度を上げることができない主な要因であり、押出プロセスで大きな困難をもたらします。押出中、外型開口部に目やにのようなものが現れます。多量に存在するとワイヤーに付着して小さな粒子を形成し、外観に影響を与えます。前述したように、トーチで焼くことができます。温度が高すぎてはなりません。高すぎると断熱材が損傷します。これはプロセスの中で最も難しい制御ポイントです。ハロゲンフリー材料の場合、低圧縮比の中空スクリューを使用して加工しても加工速度の点で問題ありません。小型押出機設備（スクリュー径100mm以下）や酢酸ビニル共重合体を基材とした低発煙ハロゲンフリー線の押出の観点からは、通常の使用では外観や性能に大きな影響を与えません。 PVC ネジと低煙ハロゲンフリー材料生産用の特殊ネジ。押出成形の性能と外観に影響を与える最も重要な要素は、やはりさまざまな難燃剤、その他の充填材、基材の配合と割合です。 PVC および PE 材料の押出スクリューを使用して低煙ハロゲンフリー材料を製造する場合、これらの材料は粘度が高いため、通常の PVC 材料の押出スクリューの圧縮比は 2.5 ～ 3.0 程度です。このような圧縮比のスクリューを使用して低煙ハロゲンフリー材料を製造すると、押出プロセス中に材料がスクリュー内に留まっている間、スクリュー内の混合効果が最適に達せず、材料がスクリューに付着してしまいます。バレルの内壁が破損し、接着剤の吐出量が不足し、押出速度を上げることができなくなり、同時にモーターの負荷も増加します。したがって、これらを使用することはお勧めできません。量産する場合は圧縮比の低い専用スクリューを使用するのがベストです。圧縮率は 1.8:1 未満にすることをお勧めします。さらに、最高の押出効果とワイヤ性能を達成するには、モーター出力を増加し、適切なパワーインバーターを選択する必要があります。
- 低煙ハロゲンフリー材料の全体的な問題は次のとおりです。 1) 押出成形品には気孔が存在します。 2) 表面仕上げが悪い。 3) 接着剤の生産量が少ない。 4) ネジの摩擦熱が大きい。
- ハロゲンフリーの低煙難燃性材料を押出成形する場合、温度をあまり高くすることができないため、材料の粘度は高くなります。押出小ねじは 20/1 を選択し、圧縮比は 2.5 以下にしてください。せん断力が大きいため、自然温度上昇が大きい。ネジを冷やすには水を使用するのが最善です。弱火でブロートーチで焼くと、型開口部の目やにに効果があり、絶縁を破壊しません。
- 押出金型の低煙ハロゲンフリー化率についてご協力をお願いします。ドロー倍率は1.8～2.5、ドローバランス度は0.95～1.05です。延伸倍率はPVCよりも若干小さいです。型合わせをコンパクトにしてみよう！延伸倍率は約1.5倍です。マンドレルはワイヤを運ぶ必要がありません。半押出法を採用。第一水槽の水温は70～80度です。次に空冷、最後に水冷となります。
投稿日時: 2024 年 11 月 12 日