JPH0230851B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は外周に螺旋状の溝を有する熱可塑性樹
脂製螺旋スペーサの冷却方法および冷却装置に関
し、とりわけ結晶性の熱可塑性樹脂により長手方
向に螺旋状の溝を形状したスペーサに適した冷却
方法・装置に関する。

≪従来技術およびその問題点≫ 一般に、熱可塑性樹脂の異形押出し成形物は、
ダイより押出された後、種々の冷却方法によつて
冷却固化される。

この冷却方法は、押出し成形に使用する原料樹
脂、成形物の形状などによつて選択され、例えば
ポリスチロール、ポリメチルメタクリレート、硬
質塩化ビニル、アセテートセルローズなどの非晶
性樹脂には、主として空気を冷媒として用いた方
法、またポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレ
ンのような結晶性樹脂や、対称的な形状の成形物
などは水で冷却する方法がよいとされている。

一方、熱可塑性樹脂の異形押出し成形物に類す
るものとして、光フアイバケーブルの要素として
使用される螺旋スペーサがある。この螺旋スペー
サは、通常その断面中央部に抗張力線が配置さ
れ、抗張力線の外周に熱可塑性樹脂により長手方
向に延びる複数の螺旋状溝が形成された構造のも
のであり、熱可塑性樹脂としては、機械的強度、
耐候性などの物性や原料コストの点から高密度ポ
リエチレンなどのポリエチレン系樹脂が主として
使用される。

従つて、この種の螺旋スペーサの成形における
冷却媒体として、水を使用することが冷却効果お
よび経済性などの点から望ましいが、従来の異形
押出しにおいて用いられている、一般的なダイか
らの水平方向押出と水を冷媒とする冷却では、主
として冷却槽出入口の水のシール方法において問
題があり、水との接触の遅速による冷却むらなど
のため所望の断面形状のものが得られないなどの
問題があつた。

この水のシールおよび冷却の対称性を考慮して
ダイより垂直に押出し、直接冷却水を満たした水
槽に導いて冷却する方法も試みたが、螺旋状溝部
に付着した気泡によつて溝部がアバタ状になるな
どの問題があつた。

また、この方法によるときは、水槽中で螺旋ス
ペーサの向きを引取りとの関係で交換する必要が
あり、この方向が変換されるまでに冷却固化をほ
ぼ完了せしめる必要があり、このためかなりの水
深を要し、かなり大きな水槽となつて該水槽への
挿通作業性や、押出しダイと水面間のエアギヤツ
プの調整、冷却と生産速度のバランス、装置の作
製費用などの点で問題があつた。

≪発明の目的≫ 本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、光フ
アイバーケーブルの要素として用いられる螺旋ス
ペーサの如き異形押出し成形物を冷却するにあた
り、冷却の均一性および効果が良好で、このため
生産性も向上できる冷却方法および装置を提供す
るところにある。

≪問題点を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、本発明は、垂直下
方に溶融押出しされた熱可塑性樹脂により螺旋状
溝が形状された螺旋スペーサを冷却する方法にお
いて、該螺旋スペーサを界面活性剤を含有する冷
却水溶液が該螺旋スペーサの走行に抗して下方か
ら上方への上昇流を呈している冷却筒内に導いて
冷却することを方法発明の要旨とし、成形ダイか
ら下方に押出された熱可塑性樹脂により螺旋状溝
が形成される螺旋スペーサの冷却装置において、
該ダイの直下に垂直方向に設けられた上下動自在
な冷却筒と、該冷却筒の下方に設けられた水槽と
を有し、該螺旋スペーサは該冷却筒を挿通して該
水槽に導入するとともに、該冷却筒内には該螺旋
スペーサの走行方向に対向して界面活性剤を溶解
した冷却水を循環供給することを装置発明の要旨
としている。

さらに詳細に説明するならば、冷却水溶液に使
用する界面活性剤としては、熱可塑性樹脂による
押出し成形物に対する濡れが良く、泡の発生の少
いものが望ましく、この点から陰イオン界面活性
剤、非イオン界面活性剤などが望ましく、さらに
これらの組合せあるいは消泡剤との併用でもよ
い。

また、冷却筒において下方から上方への冷却水
溶液の流速、流量などは、押出し成形速度あるい
は押出し量により決定されるが、流速をVwとす
るとき成形物の走行速度Voとの比Vw／Voが概
ね0.5〜0.8の範囲が望ましく、また冷却筒中での
上昇流は層流状態であることが望ましい。

さらに、冷却水溶液中の界面活性剤濃度は約５
％以下とし、液温も冷却効果の点から40℃以下、
より好ましくは20℃以下が望ましいので冷凍装置
の使用が推奨される。

≪発明の作用≫ 本発明は上述した如く、ダイより垂直下方に押
出された熱可塑性樹脂製螺旋スペーサを均一な液
面の冷却筒に導くので、螺旋スペーサの断面方向
における冷却開始点の遅速がないため、断面方向
が均一に冷却され、螺旋スペーサにおけるリブ部
の傾斜などがなく均一な溝幅のものが得られる。

また、従来の水のみによる冷却においては、水
中の空気あるいは、螺旋スペーサの表面に接触し
た水の沸騰などにより、スペーサ表面に付着して
いた気泡が、界面活性剤による泡離れの促進効果
と、上昇流の一部が螺旋溝に沿つた螺旋上昇流と
なることによる、これらの相乗作用によりスペー
サの表面部のみならず、螺旋溝の側面に付着した
気泡も確実に除去され、螺旋溝部の凹凸の発生が
防止される。

さらに、冷却筒は下方から上方への上昇流とな
るように冷却水溶液を循環するので、成形物の近
傍に温度境界層が生成しにくいため、冷却効果が
向上でき、かつ冷却筒も高々外径10cm程度のもの
で充分なので、この冷却筒のみの昇降によつてダ
イ吐出面と冷却液面とのエアギヤツプの調整をす
れば良く、装置的にも簡素化される。

≪実施例≫ 以下、本発明の好適な実施例について添付図面
を参照にして詳細に説明する。

図は本発明に係る冷却装置の一実施例を示して
いる。

同図に示す冷却装置は、門型の枠体１に吐出口
が垂直方向に向くように支持された回転ダイ２
と、この回転ダイ２の垂直軸と外周接線が一致す
るように回転自在に軸支された上、下方プーリ
３，４とを配設し、上方プーリ３を介して供給さ
れる抗張力線５に、スペーサの断面形状に対応し
た回転ダイ２によつて押出し成形機を介して供給
される溶融された熱可塑性樹脂で被覆し、その外
周に所定のピツチの螺旋溝が形状される光フアイ
バ担持用スペーサ６の冷却装置であつて、以下の
如く構成されている。

すなわち、上記回転ダイ２の直下には、垂直軸
を同一にする円筒状の冷却筒７が設けられ、冷却
筒７の下端には上記スペーサ６と同じ断面形状の
封止板８が取付けられている。

また、冷却筒７は立設された支柱９に握持片１
０を介して支持され、握持片１０は支柱９に螺着
されていてハンドル１１を回動することで、冷却
筒８は上下移動する。

そして、冷却筒７の下方には、水槽１２が設け
られ、上記下方プーリ４は水槽１２内にその一部
が侵入するようになつている。

上記水槽１２には、冷凍装置１３で熱交換され
た冷却水１４（この冷却水１４には界面活性剤が
添加されている。）が収容され、水槽１２内の冷
却水１４はポンプ１５を介して、上記冷却筒７の
下端に供給され、筒７内を下方から上方に向けて
層状に流通した後、筒７の上端からオーバーフロ
ーして冷凍装置１３に戻され、冷却水１４は同図
の矢印で示すように循環される。

上記回転ダイ２から導出されたスペーサ６は、
ダイ２の先端と冷却筒７とのエアギヤツプを通つ
て冷却筒７に挿通され、芯出ガイド１６を経て下
方プーリ４に捲回され、捲回部分で水槽１２内の
冷却水１４に接触した後外部に導出される。

冷却筒７の内部は、冷却水１４で充満され、ス
ペーサ６の走行と逆方向にこれが流通する。

上述した構成の冷却装置でスペーサ６を冷却す
ると、回転ダイ２から垂直下方に押出されたスペ
ーサ６は、均一な液面の冷却筒７に導入されるた
め、スペーサ６の断面方向での冷却開始点に遅れ
がなく、断面方向が均一に冷却され、スペーサ６
のリブ部分の歪みなどがなく、均一な溝幅のもの
が得られる。

また、冷却水１４には、界面活性剤が添加され
ているので、従来の水のみの冷却のように、水中
の空気、スペーサ６の表面に触れた水が沸騰して
生じる気泡による螺旋溝部の凹凸が生じにくくな
る。

これは、界面活性剤による泡ばなれ、その促進
作用および上昇流の一部が螺旋溝に沿つた螺旋上
昇流となる作用に基づくものである。

さらに、冷却筒７中の冷却水１４は、下方から
上方へ向かう上昇流であつて、しかも冷却水１４
を循環するため、スペーサ６の近傍に温度境界層
を生起せず、スペーサ６を充分に冷却できる。

さらにまた、冷却筒７の上下動によつて、ダイ
２と冷却液面との間のエアギヤツプは簡単に調整
することができる。

本発明者らは、上記装置および冷却方法の作用
効果を以下の具体的な実施例と比較例で確認し
た。

実施例 １ 外径0.6mmの鋼線を（１×７）本の構造に撚つ
た見掛けの外径1.8mmの撚鋼線を抗張力線５とし
て、これを回転ダイ２を取着したクロスヘツドダ
イに挿通して、MI＝0.15の高密度ポリエチレン
をダイ部温度210℃で後述する断面に相応する回
転ダイ２から押出し被覆し、未冷却状の螺旋スペ
ーサを、アニオン型界面活性剤であるロート油
（松本油脂製薬製：有効成分60％）を２重量％含
有させた水溶液を冷凍装置１３で10℃に冷却した
冷却水１４を、ポンプ１５を介して内径6.8cmで
長さ80cmの冷却筒７内に500／時の流量で供給
し、その上端からオーバーフローさせるととも
に、冷却筒７中に3.5ｍ／分の速度でスペーサ６
を挿通して冷却した。

このものは抗張力線５の外周に５条の螺旋を有
し、リブ部の山径９mm、溝部の谷部4.2mm、螺旋
のピツチ400mmを目標としたが、各寸法は規格範
囲に適合し、リブ部の傾斜もなく、表面の凹凸も
ないし良形状のものが得られた。

なお、この実施例における冷却筒７内の冷却水
１４の上昇流速は2.3ｍ／分であつた。

実施例 ２ 実施例１と同構成、同形状の螺旋スペーサ６を
作製するにあたり、冷却水１４としてラウリル酸
とポリエチレングリコールをエステル化した非イ
オン性のエステル型界面活性剤（松本油脂製薬
製：商品名ブリアンＬ−400）を2.7％添加したも
のを使用し、実施例１と同様に押出し成形し冷却
した。

このようにして得られた螺旋スペーサ６も、実
施例１と同様良形状のものであつた。

比較例 １ 冷却水１４として界面活性剤を使用せず、水道
水を使用して同じようにスペーサ６を作製した。
その結果、スペーサの螺旋溝には多数の凹凸が生
じた。

≪発明の効果≫ 以上、実施例で詳細に説明したように、本発明
に係る方法・装置によれば、溶融押出し成形物と
しての螺旋スペーサの均一冷却が可能となつて、
スペーサの形状を良好に保てるとともに、スペー
サの表面に付着した界面活性剤によつてスペーサ
の表面に帯電防止効果や、平滑性が付与され、使
用適性が向上でき、さらにスペーサの種類や生産
速度などに応じて製造条件を簡単に調整できるな
ど優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す側面図である。 １……枠体、２……回転ダイ、３……上方プー
リ、４……下方プーリ、５……抗張力線、６……
スペーサ、７……冷却筒、８……封止板、９……
支柱、１０……握持片、１１……ハンドル、１２
……水槽、１３……冷凍装置、１４……冷却水、
１５……ポンプ、１６……芯出しガイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直下方に溶融押出しされた熱可塑性樹脂に
   より螺旋状溝が形状された螺旋スペーサを冷却す
   る方法において、該螺旋スペーサを界面活性剤を
   含有する冷却水溶液が該螺旋スペーサの走行に抗
   して下方から上方への上昇流を呈している冷却筒
   内に導いて冷却することを特徴とする熱可塑性樹
   脂製螺旋スペーサの冷却方法。 ２ 成形ダイから下方に押出された熱可塑性樹脂
   により螺旋状溝が形成される螺旋スペーサの冷却
   装置において、該ダイの直下に垂直方向に設けら
   れた上下動自在な冷却筒と、該冷却筒の下方に設
   けられた水槽とを有し、該螺旋スペーサは該冷却
   筒を挿通して該水槽に導入するとともに、該冷却
   筒内には該螺旋スペーサの走行方向に対向して界
   面活性剤を溶解した冷却水を循環供給することを
   特徴とする熱可塑性樹脂製螺旋スペーサの冷却装
   置。