JP3321366B2 - 合成樹脂発泡体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

合成樹脂発泡体の製造方法及び製造装置

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JP3321366B2
JP3321366B2 JP20322596A JP20322596A JP3321366B2 JP 3321366 B2 JP3321366 B2 JP 3321366B2 JP 20322596 A JP20322596 A JP 20322596A JP 20322596 A JP20322596 A JP 20322596A JP 3321366 B2 JP3321366 B2 JP 3321366B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂発泡体
（具体的には、同軸ケーブルの絶縁体等）の製造方法及
び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、同軸ケーブルの絶縁体等には、
高発泡ポリエチレン絶縁体が使用される。そして、この
高発泡ポリエチレン絶縁体の成核剤には、熱分解時にガ
ス発生を伴う化学発泡剤が添加されており、この化学発
泡剤は、温度によって分解の度合が変化するため、従来
では、発泡度の微調整は、押出機のクロスヘッド直前の
押出温度と成形後の冷却の調整により行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、成核剤に無
機材を使用した場合、温度による発泡度の変化が微小に
なり、押出温度による調整ができず、また、サイズが大
となれば、成形後の冷却位置の変更では発泡度にあまり
変化が見られず、発泡度は樹脂の押出量に対するガス注
入量の割合にのみ依存することとなる。
【０００４】従って、成核剤に無機材を使用した場合、
その絶縁体の発泡度を制御するには、ガスの注入量を変
える必要があった。しかしながら、注入量を変更してか
ら絶縁体の特性（外径、静電容量）を測定するまでに、
押出機内の樹脂分の時間遅れ、及び、クロスヘッド出口
から測定器までの時間遅れが発生するため、安定した発
泡度を有する合成樹脂発泡体を製造することは困難であ
った。
【０００５】そこで、本発明では、確実に、静電容量及
び外径寸法の変動が少ない（発泡度の変動が少ない）合
成樹脂発泡体を製造することができる合成樹脂発泡体の
製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る合成樹脂発泡体の製造方法は、成核
剤が無機系材料である樹脂材に、非フロンガスを注入し
てクロスヘッドから合成樹脂発泡体を吐出させる合成樹
脂発泡体の製造方法であって、ガス注入部位におけるガ
ス注入量及び上記樹脂材の押出量を所定時間毎に測定す
ると共に、その測定部位の発泡度を静電容量及び外径か
ら算出し、その発泡度と、基準発泡度設定手段にて設定
された基準発泡度とを比較演算して、ガス注入量過不足
を演算し、このガス注入量過不足に基づいてガス注入量
を制御するものである。
【０００７】また、本発明に係る合成樹脂発泡体の製造
装置は、成核剤が無機系材料である樹脂材に、非フロン
ガスを注入してクロスヘッドから合成樹脂発泡体を吐出
させる合成樹脂発泡体の製造装置であって、ガス注入手
段と、ガス注入部位におけるのガス注入量及び上記樹脂
材の押出量を所定時間毎に測定するガス注入部位測定手
段と、ガス注入部位測定手段による測定値及び測定部位
を記憶する記憶手段と、上記合成樹脂発泡体の静電容量
及び外径から該合成樹脂発泡体の発泡度を算出する発泡
度算出手段と、基準静電容量及び基準外径から基準発泡
度を設定する基準発泡度設定手段と、該基準発泡度設定
手段による基準発泡度と上記記憶手段にて記憶された測
定部位の上記発泡度算出手段による上記測定部位の発泡
度とを比較演算してガス注入量過不足を演算する演算手
段と、該演算手段によるガス注入量過不足に基づいて上
記ガス注入手段によるガス注入量を制御する制御手段
と、を備えたものである。この場合、上記記憶手段にて
記憶された測定部位の材料がクロスヘッドから吐出して
発泡絶縁体となった時点での線速及びクロスヘッド吐出
量を測定する線速等測定手段と、を備えるのが好まし
い。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳説する。
【０００９】図２は本発明に係る合成樹脂発泡体の製造
装置を示し、この製造装置は、第１押出機１と、第２押
出機２と、クロスヘッド３と、該クロスヘッド３に樹脂
材Ｓ（高密度ポリエチレン等）を供給するギアポンプ４
と、を備える。樹脂材Ｓは、無機系材料の成核剤を有す
るものであって、具体的には、成核剤としては、ボロン
ナイトライド、シリカ等が使用される。
【００１０】また、第１押出機１には、シリンダチュー
ブ５とこのシリンダチューブ５内に収納されるスクリュ
ー６と、を備え、シリンダチューブ５に設けられたホッ
パ23から材料（つまり、樹脂材Ｓ）が供給され、スクリ
ュー６の回転にて材料が攪拌されて、吐出口７から第２
押出機２にこの材料が押出される。この場合、第１押出
機１にはガス注入手段８（図４等参照）からガス（非フ
ロンガス）が注入される。
【００１１】しかして、ガス注入手段８は、図４に示す
ように、ガス（非フロンガス）が供給されて所定圧のガ
スが排出されるガス圧入装置９と、該ガス圧入装置９に
非フロンガスを注入するガスボンベ10と、を備え、ガス
圧入装置９から所定圧（例えば、15〜30MPa ）の非フロ
ンガスがマスフローコントローラ12を介してガス注入口
15から第１押出機１に注入される。
【００１２】また、第２押出機２は、シリンダチューブ
13とこのシリンダチューブ13内に収納されるスクリュー
14と、を備え、第１押出機１の吐出口７から第２押出機
２に供給された樹脂材Ｓは、スクリュー14の回転にて攪
拌されてギアポンプ４に押出される。
【００１３】ギアポンプ４は、ブロック体16と、該ブロ
ック体16に内装される一対のギア17，17と、を備え、該
ギア17，17が夫々矢印の如く回転することにより、該ギ
ア17，17の凹凸歯の凹部内の樹脂材Ｓがクロスヘッド３
に送りこまれる。
【００１４】また、クロスヘッド３は、ヘッド本体18
と、該ヘッド本体18に設けられるダイ19と、該ヘッド本
体18乃至ダイ19の孔部に挿入されるニップル20と、を備
え、このニップル20の心線挿通孔21を心線22が走行し、
その際、ギアポンプ４から送られてきた樹脂材Ｓがこの
クロスヘッド３内に導入されて、樹脂材Ｓにて該心線22
が被覆されてゆき、該心線22を被覆する合成樹脂発泡体
24が形成される。
【００１５】そして、クロスヘッド３の吐出口から所定
距離だけ下流の位置に静電容量測定器25が設けられると
共に、該静電容量測定器25から所定距離だけ下流の位置
に外径測定器26が設けられている。
【００１６】静電容量測定器25は、具体的には、容量測
定用ブリッジを使用したもの（例えば、CAPAC300 Zumba
ch社製）等が使用され、外径測定器26は、具体的には、
非接触レーザ寸法測定器（例えば、LS-3060 株式会社キ
ーエンス製）等が使用される。
【００１７】しかして、この製造装置には、図１に示す
ように、ガス注入部位におけるガス注入量及び樹脂材Ｓ
の押出量を所定時間毎に測定するガス注入部位測定手段
28と、ガス注入部位測定手段28による測定値及び測定部
位を記憶する記憶手段29と、上記合成樹脂発泡体24の静
電容量及び外径から該合成樹脂発泡体24の発泡度を算出
する発泡度算出手段30と、基準静電容量及び基準外径か
ら基準発泡度を設定する基準発泡度設定手段31と、該基
準発泡度設定手段31による基準発泡度と上記記憶手段29
にて記憶された測定部位の上記発泡度算出手段30による
上記測定部位の発泡度とを比較演算してガス注入量過不
足を演算する比較演算手段32と、該比較演算手段32によ
るガス注入量過不足に基づいて上記ガス注入手段による
ガス注入量を制御する制御手段33と、を備える。
【００１８】即ち、ガス注入部位測定手段28のガス注入
量の測定は、例えば、図示省略の流量測定器が使用さ
れ、該ガス注入部位測定手段28の押出量の測定は、例え
ば、第１押出機１のスクリュー６の回転数を求めること
によって行う。そして、所定時間毎に、このガス注入量
及び押出量が測定され、この測定値が、順次記憶手段29
に記憶されてゆく。この際、測定時間も同様に、記憶手
段29に記憶される。
【００１９】また、この装置には、ガス注入量等が測定
された測定部位の材料が、クロスヘッド３から吐出して
発泡絶縁体となった時点での線速及びクロスヘッド吐出
量を測定する線速等測定手段34が設けられている。な
お、クロスヘッド吐出量はギアポンプ４のギア17，17の
回転数を求めることによって求めることができる。そし
て、これらの線速及びクロスヘッド吐出量が上記記憶手
段29に入力されて追加記憶される。
【００２０】ところで、発泡度算出手段30では、測定さ
れた静電容量及び外径寸法に基づいて発泡度が算出され
るが、具体的には、次の数１と数２にて算出することが
できる。
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】従って、比較演算手段32では、基準発泡度
設定手段31による基準発泡度と上記記憶手段29にて記憶
された測定部位の上記発泡度算出手段30による上記測定
部位の発泡度とを比較演算して、これによって、ガス注
入部位でのガス注入量の過不足を演算する。即ち、発泡
度は樹脂の押出量に対するガス注入量の割合にのみ依存
するからである。
【００２４】しかして、ガス注入部位測定手段28と記憶
手段29と発泡度算出手段30と基準発泡度設定手段31と比
較演算手段32と制御手段33と線速等測定手段34等は、図
２に示すＣＰＵ（中央処理装置）35にて形成される。
【００２５】次に、合成樹脂発泡体の製造方法を説明す
る。まず、無機系材料の成核剤を有する樹脂材Ｓ（具体
的には、ベースレジンとして高密度ポリエチレン、低密
度ポリエチレンなどであり、成核剤としてボロンナイト
ライド、シリカなどである。）をホッパ23から第１押出
機１に供給し、スクリュー６を回転させることによって
この樹脂材Ｓを攪拌しつつ吐出口７から第２押出機２に
押し出す。この際、第１押出機１のシリンダチューブ５
に開口されたガス注入口15からガス注入手段８を介して
非フロンガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス、炭酸
ガス等）を注入する。
【００２６】そして、第２押出機２に入った樹脂材Ｓ
は、この第２押出機２のスクリュー14にてギアポンプ４
に押し出され、このギアポンプ４から一定量づつクロス
ヘッド３に送られる。クロスヘッド３に送られた樹脂材
Ｓは、このクロスヘッド３を一定の線速で通過している
心線22を被覆して該クロスヘッド３のダイ19から該心線
22と共に送出され、該樹脂材Ｓが発泡して合成樹脂発泡
体24が形成されてゆく。
【００２７】この際、ガス注入部位測定手段28にてガス
注入部位のガス量及び押出量が所定時間毎に測定され、
この測定値が記憶手段29に記憶される。また、記憶手段
29にて記憶された測定部位がクロスヘッド３から吐出し
て発泡絶縁体となった時点での線速及びクロスヘッド吐
出量を線速等測定手段34で測定し、その測定値も該記憶
手段29に記憶させる。つまり、この線速等測定手段34に
よって測定された線速等により、より正確にガス注入量
が測定された部位を検出して、この部位（測定部位）の
発泡度を演算することができる。
【００２８】また、形成された合成樹脂発泡体24は、静
電容量測定器25にてその静電容量が測定され、外径測定
器26にてその外径が測定され、この静電容量及び外径に
基づいて発泡度算出手段30にて発泡度が算出され、この
算出値が比較演算手段32に入力される。さらに、基準発
泡度設定手段31では、基準発泡度が算出され、この基準
発泡度が比較演算手段32に入力される。なお、基準発泡
度は、形成する合成樹脂発泡体24の希望する発泡度であ
って、設定静電容量及び設定外径に基づいて算出する。
【００２９】そして、比較演算手段32では、測定された
実際の発泡度と、基準発泡度とを比較演算して、ガス注
入量過不足を演算し、この演算値を制御手段33に入力す
る。制御手段33では、ガス注入量過不足に基づいて、ガ
ス注入手段８によるガス注入量を制御する。即ち、図３
に示すように、測定された実際の発泡度が基準発泡度に
一致しているか否かが判定され、一致していなければ、
ガス注入量過不足があることであり、このガス注入量過
不足に応じてガス注入量を変更する。また、実際の発泡
度が基準発泡度に一致していれば、ガス注入量を変更す
る必要がなく、製造工程を終了するか否かが判定され、
終了ならば、終了し、終了しないならば、スタートに戻
り、この作業が繰り返される。なお、ガス注入量が変更
された場合、正確に変更されたか否かが判断され、変更
されていなければ、さらに、変更させ、変更されている
ならば、製造工程を終了するか否かが判定される。
【００３０】従って、本発明では、ＣＰＵ35内でガス注
入部位から測定器25，26までの樹脂を任意の時間で分割
したファイル（このファイルにはガス注入量、第１押出
機１のスクリュー６の回転数、線速、ギアポンプ回転数
等のデータが記憶されている。）を作成し、このファイ
ルのデータに基づいて、ガス注入部位のガス注入量過不
足が順次測定され、このガス注入量過不足が確実に補わ
れ、形成される合成樹脂発泡体24は、安定した発泡度を
有する製品となる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
【００３２】 発泡度の変動の少ない（静電容量及び
外径の変動の少ない）製品を自動的に確実に提供するこ
とができる。 材料ロスの節減、及び作業工程時間の短縮を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る合成樹脂発泡体の製造装置のブロ
ック図である。
【図２】合成樹脂発泡体の製造装置の簡略図である。
【図３】フローチャート図である。
【図４】ガス注入手段の具体例を示す簡略図である。
【符号の説明】
３ クロスヘッド ８ ガス注入手段 24 合成樹脂発泡体 28 ガス注入部位測定手段 29 記憶手段 30 発泡度算出手段 31 基準発泡度設定手段 32 比較演算手段 33 制御手段 34 線速等測定手段 Ｓ 樹脂材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−10410（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−14450（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−349362（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 13/14 B29C 47/00 - 47/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 成核剤が無機系材料である樹脂材に、非
    フロンガスを注入してクロスヘッドから合成樹脂発泡体
    を吐出させる合成樹脂発泡体の製造方法であって、ガス
    注入部位におけるガス注入量及び上記樹脂材の押出量を
    所定時間毎に測定すると共に、その測定部位の発泡度を
    静電容量及び外径から算出し、その発泡度と、基準発泡
    度設定手段にて設定された基準発泡度とを比較演算し
    て、ガス注入量過不足を演算し、このガス注入量過不足
    に基づいてガス注入量を制御することを特徴とする合成
    樹脂発泡体の製造方法。
  2. 【請求項２】 成核剤が無機系材料である樹脂材に、非
    フロンガスを注入してクロスヘッドから合成樹脂発泡体
    を吐出させる合成樹脂発泡体の製造装置であって、ガス
    注入手段と、ガス注入部位におけるガス注入量及び上記
    樹脂材の押出量を所定時間毎に測定するガス注入部位測
    定手段と、ガス注入部位測定手段による測定値及び測定
    部位を記憶する記憶手段と、上記合成樹脂発泡体の静電
    容量及び外径から該合成樹脂発泡体の発泡度を算出する
    発泡度算出手段と、基準静電容量及び基準外径から基準
    発泡度を設定する基準発泡度設定手段と、該基準発泡度
    設定手段による基準発泡度と上記記憶手段にて記憶され
    た測定部位の上記発泡度算出手段による上記測定部位の
    発泡度とを比較演算してガス注入量過不足を演算する演
    算手段と、該演算手段によるガス注入量過不足に基づい
    て上記ガス注入手段によるガス注入量を制御する制御手
    段と、を備えたことを特徴とする合成樹脂発泡体の製造
    装置。
  3. 【請求項３】 記憶手段にて記憶された測定部位の材料
    がクロスヘッドから吐出して発泡絶縁体となった時点で
    の線速及びクロスヘッド吐出量を測定する線速等測定手
    段と、を備えた請求項２記載の合成樹脂発泡体の製造装
    置。
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