JP3919897B2

JP3919897B2 - 光ケーブル用スペーサの製造方法

Info

Publication number: JP3919897B2
Application number: JP26683197A
Authority: JP
Inventors: 徳石井; 孝清加藤; 憲治伊藤
Original assignee: Ube-Nitto Kasei Co Ltd
Current assignee: Ube-Nitto Kasei Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11109194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ケーブル用スペーサの製造方法に関し、特にスペーサの光ファイバ収納溝における溝内の表面平滑性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スペーサの表面平滑性を向上させる技術については、例えば、特開平４―８１７０６号に開示されており、ＭＩ（メルトインデックス）＝０．３ｇ／１０分以上の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をスペーサ形成用樹脂として使用することにより、表面平滑性が向上し、溝内に収納する光ファイバの光伝送損失増大防止に効果があることが知られている。
【０００３】
一方、スペーサの断面形状の変形を防止し、溝の寸法を高精度に確保するため、抗張力線の外周に熱可塑性樹脂を押出被覆して予備被覆層を形成した後、その外周に長手方向に沿って延びる螺旋状の収納溝を備えたスペーサ本体被覆層をダイスを回転しながら押出被覆するに際し、予備被覆層の外径と溝底部の内接円との関係を所定の範囲とする本出願人による方法が特公平４―８１７６３号で提案されている。
【０００４】
しかし、従来提案されていたこれらの技術においては、以下に説明する点に改善の余地があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、後者の方法により、断面が良形状で、かつ、溝寸法精度を確保しようとすると、予備被覆層の外径と溝底の内接円で形成される溝底のみなし外径とをできるだけ近づけて、スペーサ本体被覆層の溝底厚みをできるだけ薄くすることが必要となる。
ところが、このためには、回転ダイスでの被覆において、回転ダイス開口部の山部と、ニップルにより保持されつつ供給される予備被覆層外周との間隔が狭くなるため、その上に被覆されたスペーサ本体被覆層によるスペーサの溝底部に表面荒れ等が生じて、表面平滑性が阻害されることがあった。
【０００６】
また、鋭意検討した結果、上記表面平滑性の低下現象が発生した場合、スペーサ本体樹脂を、ＭＩ＝０．３ｇ／１０分以上のＨＤＰＥに変更しても、表面平滑性の向上は認められず、かえって表面荒れがひどくなる場合が多いことを見出した。
【０００７】
ところで、光ケーブル用スペーサを用いた光ケーブルを実際に敷設する際には、取扱を容易にするために、可撓性を有していることが重要なファクターになっており、この要求は、最近の光ネットワークの拡充に伴い、光ケーブルの多芯化の促進により、光ケーブルの外径が太くなりつつあることから、可撓性の向上が強く求められている。
【０００８】
ところが、直鎖状低密度ポリエチレン等の密度が０．９３未満の低密度ポリエチレンを使用すると、溝内の表面平滑性は、向上するものの上記の溝底しわなど表面荒れが発生しやすくなるという問題があった。
【０００９】
なお、溝底部の表面荒れが何故発生するかについては、真の原因は定かでないが、以下のように推測できる。
【００１０】
一般に、複雑な断面形状を有するスペーサを、結晶性のポリエチレンで成形する場合、バラス効果等で形状が変動するのを防止するため、回転ダイスのダイ（ノズル）に開口先端と同一径のストレート部分であるランドを設ける場合が多い。
【００１１】
このランドを設けることで、溶融樹脂にプレッシャーがかかりやすくなり、形状の安定化や表面平滑性の改善が図られ、テンションメンバーあるいは予備被覆されたテンションメンバーに対する本体被覆樹脂の接着力向上効果も認められるが、予備被覆層の外周部とダイ先端の山部との間隔が狭い場合、プレッシャーがかかりすぎて、本体被覆樹脂のメルトフラクチャーが生じたり、予備被覆層がランドに接触し、部分的に傷が生じ、結果的にスペーサ溝底部に表面荒れが生じる可能性がある。
【００１２】
本発明の目的は、スペーサ本体被覆をポリエチレンにより構成し、本体被覆層の溝底部の厚みが薄い場合や、ポリエチレンに密度０．９３未満のものを使用する場合などにおいて、溝底のしわ、荒れなどの異常発生の問題を解決して、光ファイバ収納溝内の表面平滑性を向上させた光ケーブル用スペーサの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、光ファイバ用スペーサの断面形状に対応した開口部を有する回転ダイスを取着した溶融押出機のヘッド部に、予備被覆された抗張力体を挿通し、前記予備被覆された抗張力体の外周に本体被覆形成用の熱可塑性樹脂を供給しつつ前記回転ダイスを回転しながら押出して、複数の光ファイバ収納溝と当該溝を画成するリブとを形成し、前記予備被覆層と前記収納溝の溝底との間の溝底部厚みが０．３ｍｍ以下のスペーサ本体被覆層を形成する光ケーブル用スペーサの製造において、前記熱可塑性樹脂は、密度が０．９３未満のポリエチレン樹脂で、前記回転ダイスに溝底形成部がテーパー状のテーパダイを用いる製造方法であって、前記テーパーダイは、開口部に挿入されるニップルとの間に溶融樹脂の通路を形成するものであって、前記ニップルに相対する円錐状傾斜と、前記収納溝及びリブ形成用の山部及び谷部と、前記山部の開口端側にあって開口端縁まで連続し、かつ、樹脂供給側に向かって拡開するとともに、樹脂吐出開口端側に向けてテーパ状に傾斜する前記溝底形成用のランド部とを有し、当該ランド部の中心線に対するテーパー角度を、０．２５〜１０°の範囲内に設定するようにした。
このように構成した製造方法によれば、スペーサ本体被覆層の溝底部でのしわの発生を防止することができる。
この製造方法では、前記テーパーダイのテーパー角度を中心線に対して０．２５〜１０°の範囲とするので、より効果的に溝底のしわ等の異常の発生を防止できる。
なお、本発明の光ケーブル用スペーサは、溝内に収納する光ファイバの伝送特性の低下を回避するため、光ファイバ収納溝の内周面の表面粗さを、ラフネスアベレージで０．８μｍ以下にすることが望ましいのであるが、通常この種スペーサの表面粗さは、ラフネスアベレージ［Ｒａ］により定義される。
ｘ：サンプル（この場合はスペーサ）の長さ方向距離、
ｆ（ｘ）：サンプル表面の凹凸状態を記述する関数
Ｌ：表面粗さを測定するときの被測定長
ｒＬ：被測定長の区間内でｆ（Ｘ）の平均を取った値とすると、ｒＬは、
【式１】

で示される。
ラフネスアベレージ［Ｒａ］は「中心線平均粗さ」とも言い、その物理的意味は中心線、すなわちｒＬからの平均距離である。したがってスペーサのラフネスアベレージ［Ｒａ］は次式で示される。
【００１４】

また、本発明において、溝底形成部がテーパー状のテーパーダイのテーパー角度とは、第３図（Ｂ）に示すようにダイ厚み方向断面において、ニップルの対面となる円錐部に連続する開口部の山側（スペーサの溝底形成部）において、該山側の壁が樹脂供給側に向かって拡開した傾斜面が、ダイの中心に対する角度αをいうものとする。溝数が偶数で均等な間隔の場合は中心で破断した面において、相対する山側の壁の延長線が交差する角度の１／２に等しい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照にして説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００１６】
図１は、本発明にかかる光ケーブル用スペーサの製造方法で得られるスペーサの例を示している。
【００１７】
図１に示した光ケーブル用スペーサ１０は、その横断面図であり、光ケーブル用スペーサ１０は、中央に配置された抗張力体１２と、抗張力体１２の外周に熱可塑性樹脂の押出成形により被覆形成された予備被覆層１４と、予備被覆層１４の外周に被覆形成された本体被覆層１６とから構成されている。
【００１８】
なお、本発明のスペーサ１０では、予備被覆層１４は、複数回の押出被覆によって形成しても良いことは当然である。スペーサ１０の本体被覆層１６の外周縁には、凹状の光ファイバ収納溝２０が周方向に間隔を隔てて複数設けられている。
【００１９】
光ファイバ収納溝２０は、リブ２２により画成されていて、スペーサ本体被覆層１６の長手方向に沿って延設され、所定の撚りピッチおよびリード角で螺旋状に、ないしは所定のピッチ毎に反転するいわゆるＳＺ螺旋状に形成されている。
【００２０】
本実施例のスペーサ１０では、スペーサ本体被覆層１４を形成する熱可塑性樹脂は、ポリエチレン樹脂が好ましく、光伝送性能の確保のため、溝底を含む内面の表面粗さが、０．８μｍ以下になっている。
【００２１】
以下に、本発明にかかる光ケーブル用スペーサ及びその製造方法の具体的な実施例を比較例と合わせて説明する。
【００２２】
スペーサ１０を回転ダイにより成形する際には、第２図に示す如く、溶融押出機に取付られたクロスヘッド３０の先端に取り付けられるスペーサの溝断面形状に対応した開口部を有するダイ３１と、予備被覆層を有する抗張力線１４を保持しつつ、樹脂通路の一方の壁を形成するニップル３２とで溶融樹脂通路を形成する。
【００２３】
ダイ３１の回転は、駆動用ギヤ３３と噛合するギヤ３４が固定された回転ダイブロック３５が軸受３６で支承され、駆動用ギヤ３３を介してこれを、所定回転数で回転することにより行われる。
【００２４】
ダイ３１を回転させながら樹脂を押し出すことで、所定の螺旋ピッチのスペーサが得られ、ＳＺ螺旋の場合は、所定の回転角毎に回転方向が交互に反転される。
【００２５】
ダイ３１の溝底形成部のテーパーは、第３図（Ｃ）に示す如く、開口部の吐出口に向かって全ランド部が同一角度αでテーパー状になっているものである。
【００２６】
実施例１
２．０ｍｍΦ×７本のブルーイング鋼撚線（抗張力体１２）に対して、ＭＩ＝１．０の接着性ポリエチレン（日本ユニカー製：ＧＡ００６）を押出被覆し、外径６．０ｍｍの線条体を得、これにＭＩ＝１．３，曲げ弾性率３６００ｋｇ／ｃｍ²，密度０．９２８の低密度直鎖状ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ，日本ユニカー株式会社製；商品名ＮＵＣＧ５３５０）を予備被覆して、外径１０．６ｍｍの予備被覆抗張力線を得た。
【００２７】
この予備被覆抗張力線の表面が６０℃になるように予備加熱しながら回転ダイに導入し、リブが螺旋状になるようにダイ３１を回転させながら、第３図（Ａ）にダイの開口部３１１を模式的に拡大して示すように、スペーサ１０の溝底を形成する山部３１２の見なし径が１１．０ｍｍで、山部の全厚みについて第３図Ｂに示すテーパー角αが１．２５°のテーパーダイを用いて、ＭＩ＝０．０５のＨＤＰＥ樹脂（日本ポリオレフィン製：２００１Ｅ）を本体被覆層として押出被覆し、１５個の収納溝２０を有する外径が１５．４ｍｍのスペーサを得た。
【００２８】
このスペーサの収納溝２０は、幅が1．５ｍｍ、深さが２．０ｍｍでＺ方向にピッチ５００ｍｍ撚りの螺旋状に形成されたものであり、予備被覆層１４と収納溝２０の溝底との間の本体被覆層１６の溝底厚みは０．２ｍｍであった。
このスペーサ１０の収納溝２０の内面の表面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．４〜０．６ｍｍ、溝側面が０．５〜０．８μｍの範囲にあった。
【００２９】
なお、本実施例に用いたテーパーダイ３１を更に詳細に説明すると、第３図（Ａ）模式的に拡大して示す開口部３１１と、山部３１２、谷部３１３、ニップルと相対する円錐状傾斜３１４を有し、各山部３１２は、ストレート状ランドからランド長をＬとするとＬ×ｔａｎαの厚みの角錐（楔）を切り取った形状であり、ダイ３１の樹脂吐出開口端３１０側に向かって傾斜し、第３図（Ｂ）に示すようにαの傾斜角を有している。
【００３０】
なお、実施例のダイのテーパー部の厚みは８ｍｍである。
【００３１】
比較例１
ダイに第４図（Ａ）のストレートランドタイプを用いた以外は、実施例１と同様の方法でスペーサを得、溝内の表面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．４〜１．８μm、溝側面０．５〜０．８μmと溝底において部分的に表面荒れの生じている部分があった。
【００３２】
実施例２
外径４．５ｍｍの芳香族ポリアミド繊維（デュポン製：ケブラー）強化プラスチック（以下ＫＦＲＰという。）をＭＩ＝１．３のＬＬＤＰＥ（日本ユニカー製：ＮＵＣＧ５３５０）を押出被覆して外径５．９ｍｍの線状体を得た。
【００３３】
この線状体の表面温度が６０℃になるように予備加熱しながら、回転ダイに導入し、リブが螺旋状になるようにダイを回転させながら、スペーサの溝底を形成する山部の径が６．１ｍｍで図４のテーパー角が１．５°のテーパーダイを用いて、ＭＩ＝０．３のＨＤＰＥ（三井石油化学製：５３０５Ｅ）を本体被覆層として押出被覆し、５個の光ファイバ収納溝を有する外径が１１．４Φのスペーサを得た。
【００３４】
このスペーサの収納溝は、幅が１．５ｍｍ、深さが２．５ｍｍで溝底厚みが０．１ｍｍであり、Ｚ方向にピッチ５００ｍｍの撚りが形成されており、溝内表面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．２〜０．５μｍ、溝側面０．４〜０．７μｍの範囲にあった。
【００３５】
比較例２
ダイに第４図（Ａ）に示すストレートランドタイプを用いた以外は実施例２と同様の方法でスペーサを得、溝内表面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．８〜３．５μｍ、溝側面０．４〜０．７μｍであり、溝底部において、目視でもわかる表面荒れが発生していた。
【００３６】
実施例３
本体被覆層を構成する樹脂にＭＩ＝１．３のＬＬＤＰＥを用い、ダイのテーパー角度が０．５°のものを用いた以外は実施例１と同様でスペーサを得た。このスペーサの収納溝内面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．１〜０．４μｍ、溝側面０．１〜０．４μｍの範囲であった。
【００３７】
比較例３
ダイに第４図（Ａ）に示すストレートランドタイプを用いた以外は実施例３と同様の方法でスペーサを得、溝内表面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．２〜１．２μｍ、溝側面０．１〜０．４μｍであり溝底部において、部分的に表面荒れが生じている部分があった。
【００３８】
実施例４
実施例３と同様に、本体被覆層を構成する樹脂にＭＩ＝１．３のＬＬＤＰＥを用い、ダイのテーパー角度が７．５°のものを用いた以外は実施例３と同様の方法でスペーサを得た。このスペーサの収納溝内面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．１〜０．４μｍ、溝側面０．１〜０．４μｍの範囲であり、断面形状も規格公差を満足するものであった。
【００３９】
比較例４
ダイのテーパー角度を１２．５°とした以外は実施例３と同様の方法でスペーサを得た。このスペーサの溝内表面粗さを測定したところ、Ｒａで溝底０．１〜０．４μｍ、溝側面０．１〜０．４μｍの範囲であったが、断面形状における溝底部のエッジが第５図に示すようにＲ状となり、ダイの形状を修正しても規格公差に入れることが困難であった。
【００４０】
【発明の効果】
以上実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる光ケーブル用スペーサの製造方法によれば、溝底形成部がテーパー状のテーパーダイを用いて押出成形するので、溝底が薄い場合であってもしわの発生がなく、溝寸法精度の良いスペーサが得られ、光ファイバを確実に収納、保護できる。
また、可撓性を向上させるため密度が０．９３以下のポリエチレン樹脂を使用しても、溝寸法精度の良いスペーサが得られ、光ファイバを確実に収納、保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光ケーブル用スペーサの製造方法で得られるスペーサの例を示す横断面図である。
【図２】本発明にかかる光ケーブル用スペーサを製造する回転ダイスの説明図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の実施例１に対応したダイの模式的拡大図である。
（Ｂ）〜（Ｃ）は、本発明のテーパーダイの態様を説明する縦断面図である。
【図４】従来のストレートランドを有する回転ダイの縦断面図である。
【図５】比較例４の溝部断面形状の説明図である。

Claims

光ファイバ用スペーサの断面形状に対応した開口部を有する回転ダイスを取着した溶融押出機のヘッド部に、予備被覆された抗張力体を挿通し、前記予備被覆された抗張力体の外周に本体被覆形成用の熱可塑性樹脂を供給しつつ前記回転ダイスを回転しながら押出して、複数の光ファイバ収納溝と当該溝を画成するリブとを形成し、前記予備被覆層と前記収納溝の溝底との間の溝底部厚みが０．３ｍｍ以下のスペーサ本体被覆層を形成する光ケーブル用スペーサの製造において、
前記熱可塑性樹脂は、密度が０．９３未満のポリエチレン樹脂で、前記回転ダイスに溝底形成部がテーパー状のテーパダイを用いる製造方法であって、
前記テーパーダイは、開口部に挿入されるニップルとの間に溶融樹脂の通路を形成するものであって、前記ニップルに相対する円錐状傾斜と、前記収納溝及びリブ形成用の山部及び谷部と、前記山部の開口端側にあって開口端縁まで連続し、かつ、樹脂供給側に向かって拡開するとともに、樹脂吐出開口端側に向けてテーパ状に傾斜する前記溝底形成用のランド部とを有し、当該ランド部の中心線に対するテーパー角度を、０．２５〜１０°の範囲内に設定することを特徴とする光ケーブル用スペーサの製造方法。