JPH02270525A - 押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は１例えば、ケーブル絶縁物の押出しに用いられ
る押出機の改良に関するものである（従来の技術） ケーブルコアに絶縁樹脂を押出して絶縁被覆か形成され
たケーブル、特に架橋ポリエチレンケーブルは、その取
扱か容易であることから用途か急速に拡大しており、２
７５ｋＶ級のものから５００ｋＶ級のものまて使用され
てきている。一方、ケーブルを一層コンパクトで軽量化
するために、絶縁物の厚みを小さくする努力か行われて
おり、このため材料にかかる電気的ストレスは増加する
傾向にある。この電気的ストレスを少なくするために、
絶Ｍ物中の導電性異物やボイド等か許容される範囲か益
々小さくなっており、使用材料のスクリーンレベルを厳
しくしたり、材料の供給経路を密閉したり、絶縁物の押
出機に極細密なスクリーンメツシュを設けることか行わ
れている。

（発明か解決しようとする課題） しかし、使用材料の異物をスクリーニングしても全数の
検査を行うことは実用上不可能であるのて材料内に異物
か混入する虞れかある。−方、材料の供給経路を完全に
密閉することは、不可能であり、特に材料の混合工程か
あると、外界に曝されるのて確実に密閉することかてき
ない。

また、押出機内のスクリーンメツシュは細かい程捕捉能
力か向上するか、スクリーンメッシュを細かくすると、
スクリーンメツシュの機械的強度か低下して破損し易く
なる上に押出機の背圧が増加して大型の押出機か必要と
なる。更に、スクリーンメツシュを細かくすると、樹脂
温度か上昇し樹脂の焼けか生じて樹脂か異物化する虞れ
かあり、従ってスクリーンメツシュは６００〜ｔｏｏｏ
メツシユか限界であった。特に、異物か直径の細い繊維
状のものである場合には、樹脂の流れによってスクリー
ンメツシュを通過してケーブル絶縁物に混入する可能性
がある。

常規電圧か５５０ｋＶで使用される絶縁厚が２５ｍｍの
架橋ポリエチレンケーブルは、導体寸法を８００ｍｍ”
とした場合、最大電界強度及び電界集中係数から曲率半
径Ｒ＝７ミクロンの楕円形状異物を想定すると（第１図
（Ａ）参照）、輻２４ミクロンの異物でも許容されない
し、第１図（Ｂ）に示すように、細く長い繊維状の異物
も考えられるので１０００メツシユでも確実に捕捉する
ことができるとは限らない。

従って、押出機の樹脂通路内を通る材料に異物かあるか
否かを検出することができる手段が要求されるが、従来
技術では、このような異物検出手段を備えた押出機が開
発されていない本発明の目的は、上記に鑑み、樹脂通路
を通過して押出すべき樹脂内に導電性異物かあるか否か
を検出することができる押出機を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために、押出されるべ
き樹脂が通る樹脂通路にスクリーンメツシュを有する押
出様において、樹脂通路内に相互に非導通状態て配置さ
れた少なくとも２つの電極板を含む導電性異物検出器を
備えたことを特徴とする押出機を提供するものである。

（作用） このように、樹脂通路内に配置された導電性異物検出器
からの信号を監視すると、樹脂通路内を通過する材料内
に導電性異物があるか否かを一確実に判定することがで
き、従ってケーブル絶縁物に有害異物が混入するのを未
然に防止す、ることがてきる。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
２図は本発明に係る押出機ｌＯを示し、この押出機ｌＯ
は、押出されるべき材料である樹脂が装填されるホッパ
ー１２と、このホッパー１２から樹脂が供給される樹脂
通路１４を有しスクリュー１６とシリンダ１８とから虞
る押出機本体２０と、この押出機本体２０のシリンダへ
ウド２２に接続されて押出機本体２０から圧送される材
料を受は入れてケーブルコア等の芯材（図示せず）に樹
脂を被覆する押出機ヘット２４とを備えている。スクリ
ーンメツシュ２６とブレーカプレート２Ｂは、押出機本
体２０のシリンダヘット２２内に樹脂の流れ方向に沿っ
て隣接して配置されている。スクリーンメッシ：Ｌ２６
の通過孔のｔ１径を小さくすると。

その機械的強度が劣るので目が粗く透過孔の直径が異な
る数枚のメツシュプレートを透過孔をずらせて組合わせ
てこの組合わせの状態で適度のメツシュ寸法を形成して
いる。ブレーカプレート２８は、ハニカム状の金属板か
ら成っている。このスクリーンメツシュ２６とブレーカ
プレート２８とは、ａ８３図に示すように、シリンダへ
ウド２２と押出機ヘッド２４のノズル３０との間に挟ん
でノズル３０をシリンダへウド２２に固定する締付はボ
ルト３２によって固定されている。

ホッパー１２から投入された樹脂は、スクリュー１６と
シリンダ１８との間の樹脂通路１４を溶融混練されなが
らスクリュー１６によって圧送されて前進し、スクリー
ンメツシュ２６とブレーカプレート２８とを通って押出
機へウド２４内に導かれ、この押出機ヘッド２４て芯材
に樹脂を被覆する。ホッパー１２内に装填される樹脂は
、工場内で密閉系て取扱われるので有害な異物は含まれ
ることは少ないが、若し異物が含まれていたとしても、
スクリーンメッシュ２６によって捕捉されるので、押出
機へ・ンド２４内に導かれることは少ない。

本発明の押出機ｌＯは、樹脂通路１４内に相互に非導通
状態て配置された少なくとも２つの電極板を含む導電性
異物検出器４０を備えている。第３図に示すように１図
示の実施例ては。

導電性異物検出器４０は、ブレーカプレート２８自体を
兼ねてスクリーンメツシュ２６の下流側に配置され、ま
た樹脂の流れ方向に沿って絶縁層３４を挟んで積層され
た２つの電極板３６．３８から成っている。この導電性
異物検出１４０は、第４図に示すように、この検出器か
らの異物信号によって樹脂内の導電性異物の有無を判断
する判定手段４２に接続されている。第３図から解るよ
うに、導電性異物検出！１４０の電極板３６．３８を相
互に絶縁するためにノズル３０は少なくともそのフラン
ジ部分３０ａが絶縁物から成つている。一方の電極板３
６は。

シリンダへラド２２にアースされ、他方の電極板３８は
、ノズル３０の絶縁フランジ部分３０ａを貫通するリー
ド線４４に接続され、このリード線４４は図示しない直
流または交流の高圧電源に接続されている。尚、第４図
に示すように、リード線４４が導出する絶縁フランジ部
分３０ａに襞状のブツシュ４６を設けるのが好ましい、
締付はボルト３２は金属袈であっても電極板３８から充
分な絶縁距離があれば支障がない０判定手段４２は、導
電性異物検出器４０からの異物信号Ｓｌと基準設定器４
Ｂからの基準信号Ｓ０とを比較する比較回路５０から成
り、異物信号Ｓ、が基準信号Ｓ０の値を越えた時に導電
性異物が樹脂に含まれているものと判定する。

次に、本発明の押出機の動作をのべる。既にのべたよう
に、異物の形状やスクリーンメツシュ２６のメツシュ寸
法の限界によって捕捉される異物の大きさや確率に限界
がある。即ち、最も劃かいメツシュのふるいの大きさに
よつて小さい異物はスクリーンメツシュを通過し、樹脂
内に混入したまま通過することがある。また。

たとえ異物の直径がふるいの大きさよりも大きくても繊
維状のものである場合には同じく樹脂内に残ることがあ
る。樹脂がスクリーンメツシュ２６を通過し、このスク
リーンメツシュ２６が異物を捕捉すれば、樹脂内に異物
が残らないので、導電性異物検出９４０は導電性異物を
検出することがなく、異物信号Ｓ、はほぼ零である。従
って１判定手段４２は導電性異物があることを指示する
信号を発生することはない、しかし、スクリーンメウシ
：Ｌ２６を通過した樹脂内に導電性異物があると、導電
性異物検出ｓ４０は、この異物によって電極板３６．３
８が導通して両型極板３６．３８間に漏れ電流が流れて
異物信号Ｓ０が発生する。この異物信号Ｓ。

は判定手段４２に供給され、異物が樹脂内に残っている
ことを判定する（第６５Ｉ参隔）、若し、異物が電極板
３６．３８間の間隔に及ぶような長いものであると、電
極板３６．３８の間て絶縁破壊が生じ重大な欠陥（異物
）の混入があったことを知らせる。崗１判定手段４２に
押出し圧力を指示する圧力信号を入力して圧力の低下を
監視すると、これと合わせてスクリーンメツシュの破壊
による大きな異物の混入を推論することができ１重大な
不良を最小限に食い止めることがてきる。このようにし
て１例えば、ケーブル装造に際して絶縁物への異物の混
入を即座に知ることができるから迅速に対応することが
でき、従って高品質のケーブルを製造することがてきる
。また、ケーブル内への異物の混入分布の研究や良否判
定に有効な情報を提供することがてきる。

第５図は本発明の他の実施例を示し、この実施例では、
中央電極板３８の両側に絶縁層３４．３４°を挟んて配
置された外側電極板３６゜３６°を有することを除いて
第２図乃至第４図の実施例の導電性異物検出Ｗ４０と実
質的に同じである。この実施例では、樹脂の流れに泊っ
て２組の電極組み合わせがあるので　異物の検出を一層
確実に行うことができる。また、この実施例では、中央
電極板３８は絶縁層３４，３４′によって囲まれてシリ
ンダヘット２２及びノズル３０に接触することかないの
てノズル３０を絶縁性とする必要はない。

次に、本発明の具体例をのべる。電極板３６．３８は直
径か２ｍｍの多数のハニカム状貫通孔を有する厚さか１
０ｍｍのＳＵＳ金属板から成っており、中間には同しく
ハニカム状貫通孔を有するＨさか２００ｇｍの絶縁フィ
ルムか配置されている。絶縁フィルムは樹脂材料と化学
的に反応することかなく、且つ濡れ性か悪く、即ち樹脂
との接着性か低く、押出し温度に対して充分な耐熱性か
あり、絶縁性の高いものが選択され１例えばテフロン樹
脂やセラミック等か適当である。スクリーンメツシュは
、樹脂の流れ方向に沿って順次６０メツシユ、１５０メ
ツシユ、４００メウシユ、１０００メツシユ、６００メ
ツシユ、４００メツシユ、１５０メウシユ、８ｏメツシ
ユ、４ｏメツシユの合計９枚の金属製メツシュ板から成
っている。

先ず、上記のスクリーンメツシュと導電性異物検出器を
有しない従来のブレーカプレートとを備えた押出機て５
００ｋＶ２０００ｍｍ”の架橋ポリエチレン絶縁ケーブ
ルを製造する試験を行った。押出し実験後、長手方向に
ランダムにサンプリングした半数の絶縁物の異物検査を
行ったところ、５ケ所に直径か２０〜３０ＪＬｍて長さ
か１５０〜１８０μｍの繊維状金属異物か発見された。

残りのケーブルでＡＣ破壊試験を実施したことろ１０５
０ｋＶで異物を起点として絶縁破壊が発生した。

次に、押出機のブレーカプレートを上記の本発明による
導電性異物検出器を有するものに代えて同様の仕様でケ
ーブルを製造する実験を行った。下流側の電極板に５ｋ
Ｖの直流電圧を印加した。ケーブルの製造に際しては押
出し作業の開始後、暫くは頭出しと外径調整とを行い、
その後に電極板に電圧を印加した。絶縁樹脂の押出し前
には電極板間の沿面は空気や窒素等の気体であるために
絶縁破壊し易く、これは押出し作業開始直後はダイスや
ニラプル、スクリーンメツシュ等の樹脂通過パスに残存
した異物か絶縁物中に入る可Ｉ七性かあることによる。

このようにして押出し作業開始後、１５分後から電極板
間に高電圧を印加し、電流計て電極板間に流れる電流を
モニターした。その結果は第６図に示す通ってあり、モ
ニター開始後、３分、４分、１１分後にそれぞれ５ｍＡ
の漏れ電流か観測された。それ以外の残りの全長の漏れ
電流は約１０ｇｍＡであり、上記の３ケ所が著しく特異
な点であることを示している。製造後、押出し時の線速
データを用いてケーブル中の特異点を抽出し、その部分
を解体調査したところ、３ケ所のいずれからも繊維状金
属異物か発見された。残りのケーブルから電気試験用と
してランダムに５０ｍを５本切り出し、それぞれに対し
てＡＣ破壊試験を行って破壊値を測定したところ、１２
５０ｋＶ、１２００ｋＶ、１２５０ｋＶ、１２５０ＫＶ
、１３００ｋＶと高い数イ１て安定していた。これは、
上記のように漏れ電流の異常と線速データから異物が混
入していた地点を突き止めてそれを除去したためである
。

尚、第４図に示すように、判定手段４２か異物の混入に
よる異常を警報信号Ｓ２として警報器５２または押出機
停止回路に与え、製造ラインを止めることかてき、また
製造後に異常部分の分布を知ることかできるように処理
してもよい。

尚、上記実施例では、ブレーカプレート２８自体を導電
性異物検出器４０としたか、これらは別体てあってもよ
い、また、上記実施例では、導電性異物検出器４０は、
２つまたは３つの電極板を絶縁フィルムの如きＳい絶縁
層を挟んで配置して構成されているのて電極板の間の間
隔を極めて小さくして微細な導電性異物ても検出するこ
とができるので好ましいが、絶縁フランジ部分３０ａか
ら突出するスペーサ状突起によって相互に絶縁して電極
板を配置したりして電極板相互の間を電気的に非導通状
態にすることかてきれば電極板の間に絶縁層がなくても
よい、更に、この導電性異物検出器４０は、実施例では
、スクリーンメツシュ２６の下流側にあるが、上流側ま
たはその両方に設けてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記のように、押出機の樹脂通路を通
過して押出すべき樹脂内に導電性異物かあるか否かを検
出することかできるので製品の品質を向上することがで
きる上にその管理が容易となる実益かある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）（Ｂ）は異物の異なる形状モデルの説明図
、第２図は本発明に係る押出機の全体を示す一部断面図
、第３図は本発明に用いられるスクリーンメツシュとブ
レーカプレートを有する部分の拡大断面図、第４図は導
電性異物検出器と判定手段との系統図、第５図は本発明
の他の実施例の要部の拡大断面図、第６図は導電性異物
検出器の検出電流の測定結果を示す線図である。 １０−−−−一押出機、２０−−一−−押出機本体、２
４−−−−〜クロスヘツド、２６−−−−−スクリーン
メツシユ、３４．３４’　−−−−一絶縁層、３６．３
６°、３８−−−−−電極板、４０−−−−一導電性異
物検出器、４２−−一一−’＃２手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 押出されるべき樹脂が通る樹脂通路内にスクリーンメッ
   シュを有する押出機において、前記樹脂通路内に相互に
   非導通状態で配置された少なくとも２つの電極板を含む
   導電性異物検出器を備ええたことを特徴とする押出機。