KR20020046153A

KR20020046153A - 광섬유 케이블용 스페이서 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20020046153A
Application number: KR1020010074868A
Authority: KR
Inventors: 와따나베가즈노리; 이또겐지; 이시이도꾸
Original assignee: 추후제출; 우베-니토 카세이 가부시키가이샤
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2002-06-20
Also published as: JP2002174761A; CN1357774A; CN1207600C; JP3860964B2

Abstract

(과제) 제조 장치의 부하를 경감시키면서 제조 효율을 향상시키는 것이다.

(해결수단) 항장력체의 외주에 예비 피복 내층, 예비 피복 외층을 형성한 피복 항장력선을 얻는다. 이 피복 항장력선의 외주에 스페이서 본체부를 형성하여 SZ 스페이서를 제조한다. 이 경우, 회전 다이의 구금 (口金; 10) 은 형성되는 스페이서 본체부의 단면적 (스페이서 전체 단면적에서 피복 항장력선 (4) 의 단면적을 뺀 값; S1) 을 스페이서 본체 피복을 실시할 때에 사용하는 구금의 수지 토출 실단면적 (구금 개구 면적 (S) 에서 피복 항장력선 (4) 의 단면적을 뺀 값; S2) 으로 나눈 값 (S1/S2) 이 1.7 로 되도록 설계된 것을 사용한다.

Description

광섬유 케이블용 스페이서 및 그 제조 방법 {SPACER FOR OPTICAL FIBER CABLE AND THE METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 광섬유 케이블용 스페이서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유 수납 홈의 나선방향이 SZ 형상으로 교대로 반전되는 소위 SZ 스페이서의 제조 방법에 관한 것이다.

광섬유 케이블의 가격이나 부설 비용을 저감하기 위해 케이블의 세경화(細徑化), 경량화, 광(光) 고밀도화가 검토되고 있어, 광섬유를 수납 담지(擔持)하는 폴리에틸렌(PE)제 광섬유 케이블용 스페이서에 관해서도 세경화 및 홈이 깊어질 것(深溝化)에 대한 요구가 강해지고 있다.

한편, 최근의 가공(架空) 광섬유 케이블에는 광 고밀도화와 함께 광섬유의 중간후의 분기성능이 필요해지면서 이와 같은 요청에 부응하기 위해 광섬유 수납홈의 나선방향이 주기적으로 반전되는 PE제 스페이서 (SZ 스페이서) 를 사용하고, 각 홈에 복수의 테이프형상 광섬유 또는 단심(單心) 광섬유를 수납한 SZ형 광섬유 케이블이 많이 사용되고 있다.

이와 같은 SZ 스페이서를 얻는 방법으로서는 압출성형기의 헤드 내에서 항장력체의 주위에 용융수지를 압출 피복함과 동시에, 헤드부에 배치된 회전 다이를 교대로 반전시켜 외주면에 SZ 홈을 형성시켜 제조되는 것이 일반적이다.

그러나, 이와 같은 종래의 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법에는 이하에 설명하는 과제가 있었다.

즉, 상술한 제조 방법에서는 SZ 홈을 형성하기 위해 회전 다이를 교대로 반전시켰을 때에, 항장력체에 비틀림 (동조 회전) 이 발생하고, 그 결과 얻어지는 스페이서의 반전 각도가 회전 다이의 반전 각도보다 작아져 버린다.

따라서, 종래의 이와 같은 제조 방법에서는 원하는 반전 각도를 얻기 위해 회전 다이의 반전 각도를 크게 하지 않으면 안되는데, 회전 다이의 반전 각도를 크게 하면 회전 다이의 교대 반전 속도에 의존하는 제조 속도를 향상시키기 어렵다는결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 제조 장치의 부하를 경감시키면서 제조 효율을 향상시킬 수 있는 광섬유 케이블용 스페이서 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 관련되는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법의 실시예 1 에서 제조되는 스페이서의 단면도이다.

도 2 는 도 1 의 단면형상의 스페이서를 제조할 때에 사용하는 회전 다이의 평면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 항장력체 (抗張力體) 2 : 예비 피복 내층

3 : 예비 피복 외층 4 : 피복 항장력선

5 : 스페이서 본체부 6 : PE SZ 스페이서

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 중심 항장력체의 주위에 열가소성수지로 중간 피복층을 형성한 피복 항장력선과, 상기 중간 피복층의 외주에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전되면서 연속하는 광섬유 수납용의 나선홈이 형성되는 스페이서 본체 피복층을 구비한 광섬유 케이블용 스페이서에 있어서, 상기 스페이서 본체 피복층의 단면적 (S1) 을 상기 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금(口金)의 개구 면적에서 상기 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지 토출 실단면적 (S2) 으로 나눈 값이 1.1 ∼ 1.8 로 되도록 하였다.

상기 항장력체는 외경 φ4.0㎜ 이하의 섬유 강화 열경화성 합성수지로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 중심 항장력체의 주위에 열가소성 수지로 중간 피복층을 형성한 피복 항장력선을 얻고, 그 후에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전되고, 또한 연속하는 광섬유 수납용의 나선홈이 형성된 스페이서 본체 피복층을 상기 중간 피복층의 외주에 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법에 있어서, 상기 스페이서 본체 피복층의 단면적과, 상기 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금의 개구 면적에서 상기 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지 토출 실단면적의 관계가 소정의 조건을 만족하도록 설정하였다.

상기 단면적 그 상호관계는, 상기 스페이서 본체 피복층의 단면적을 S1 으로 하고, 상기 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금의 개구 면적에서 상기 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지 토출 실단면적을 S2 로 했을 때에, 단면적 (S1) 을 단면적 (S2) 으로 나눈 값이 1.1 ∼ 1.8 로 되도록 할 수 있다.

이와 같이 구성한 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법에서는, 스페이서 본체 피복층의 단면적 (S1) 을 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금의 개구 면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지 토출 실단면적 (S2) 으로 나눈 값이 1.1 ∼ 1.8 이 되도록 하므로, 구금부에서의 스페이서 본체 피복층의 형성 수지가 차지하는 단면적 비율이 낮아져, SZ 홈을 형성하기 위해 회전 다이를 교대로 반전시켰을 때에, 항장력체에 발생하는 비틀림 (동조 회전) 을 억제할 수 있는 것으로 생각할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서는 상기 스페이서 본체 피복층을 형성한 후에, 소정 속도로 주행하는 스페이서에 대하여, 상기 스페이서의 주행 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수의 냉각용 에어 노즐을 다단형상으로 설치하고, 상기 스페이서의 외주로부터 소정 간격 떨어진 위치에서 상기 에어 노즐을 통하여 건조 공기를 상기 스페이서의 외주에 대략 수직으로 분사시켜 냉각시킬 수 있다.

이와 같은 구성을 채용하면 건조 공기가 스페이서의 나선홈의 홈 저부에 직접 분사되어, 나선홈의 측면을 분리하는 리브의 근원 부분이 중간 부분보다도 조기에 우선적으로 냉각되므로, 나선홈의 측면을 분리하는 리브가 반전 커브의 내측으로 경도되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 항장력체는 외경 φ4.0㎜ 이하의 섬유 강화 열경화성 합성수지를 사용할 수 있다. 상기 중간 피복층은 폴리에틸렌과 상용성(相溶性)을 갖는 열가소성 수지에서 선택할 수 있다.

(발명의 실시형태)

이하에 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 실시예에 의거하여 설명한다.

실시예 1

외경 φ2.0㎜ 의 단일 강선을 항장력체 (1) 로서 크로스헤드(cross head)에 도입하여 이 항장력체 (1) 의 외주에 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지 (GA-006: 닛뽕유니카 제조) 를 예비 피복 내층 (2), 직쇄(直鎖)형상 저밀도 폴리에틸렌수지 (NUCG5350: 닛뽕유니카 제조) 를 예비 피복 외층 (3) 으로 하여 200℃에서 공압출 피복하여, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지층 외경이 φ2.3㎜, 그 외주의 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지 피복 외경이 φ3.0㎜ 인 피복 항장력선 (4) 을 얻었다.

이 피복 항장력선 (4) 을 60℃ 로 예열하여 스페이서의 단면형상에 대응하는 회전 다이에 도입하고, 스페이서 본체부 (5) 의 형성용 수지로서 MI = 0.03 (g/10min) 의 고밀도 폴리에틸렌수지 (Hizex6600M: 미쓰이가가꾸 제조) 를 6m/min 의 속도로, 회전 다이의 반전 각도를 295°로 회전 압출 피복하여, 도 1 에 그 단면형상을 나타낸 바와 같은 외경 φ8.0㎜ 의 SZ 스페이서 (6) 를 얻었다.

이 경우, 회전 다이의 구금 (10) 은 도 2 에 도시한 바와 같이, 형성되는 스페이서 본체부 (5) 의 단면적 (도 1 에 도시한 스페이서 (6) 의 전체 단면적에서 피복 항장력선 (4) 의 단면적을 뺀 값; S1) 을 스페이서 본체 피복을 실시할 때에 사용하는 구금의 수지 토출 실단면적 (도 2 에 도시한 구금 개구 면적 (S) 에서 피복 항장력선 (4) 의 단면적을 뺀 값; S2) 으로 나눈 값 (S1/S2) 이 1.7 로 되도록 설계된 것을 사용하였다.

얻어진 PE 스페이서 (6) 의 반전 각도는 회전 다이의 반전 각도 295°에 대하여 275°로 충분히 동조 회전을 억제할 수 있었다.

동조 회전의 감소는 S1/S2 를 크게 함으로써 반전부의 홈 경사를 작게 할 수 있기 때문에, 회전 다이의 반전 각도를 약간 적게 설정함으로써 달성됨과 동시에, 회전 다이의 회전량을 작게 할 수 있기 때문에 항장력체의 비틀림을 억제함으로써 달성할 수 있다.

실시예 2

외경 φ2.3㎜ 의 단일 강선을 항장력체 (1) 로서 크로스 헤드에 도입하여 이 항장력체 (1) 의 외주에 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지 (GA-006: 닛뽕유니카 제조) 를 예비 피복 내층 (2), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌수지 (NUCG5350: 닛뽕유니카 제조) 를 예비 피복 외층 (3) 으로 하여 200℃ 에서 공압출 피복하여, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지층 외경이 φ2.6㎜, 그 외주의 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지 피복 외경이 φ6.1㎜ 인 피복 항장력선 (4) 을 얻었다.

이 피복 항장력선 (4) 을 60℃ 로 예열하여 스페이서의 단면형상에 대응하는 회전 다이에 도입하고, 스페이서 본체부 (5) 의 형성용 수지로서 MI = 0.03(g/10min) 의 고밀도 폴리에틸렌수지 (Hizex6600M: 미쓰이가가꾸 제조) 를 7.5m/min 의 속도로, 회전 다이의 반전 각도를 300°로 회전 압출 피복하여, 실질적으로 도 1 에 도시한 단면형상과 동등한 외경 φ11.0㎜ 의 PE 스페이서 (6) 를 얻었다.

이 경우, 회전 다이의 구금은 형성되는 스페이서 본체부의 단면적 (스페이서 전체 단면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 값; S1) 을 스페이서 본체 피복을 실시할 때에 사용하는 구금의 수지 토출 실단면적 (구금 개구 면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 값; S2) 으로 나눈 값 (S1/S2) 이 1.5 로 되도록 설계된 것을 사용하였다.

얻어진 PE 스페이서 (6) 의 반전 각도는 회전 다이의 반전 각도 300°에 대하여 275°로 충분히 비틀림을 억제할 수 있었다.

실시예 3

유리 섬유 (RS57QM575tex: 닛또우그라스파이버 제조) 를 보강섬유로 하고, 이것에 비닐에스테르수지 (에스터 H-6400 : 미쓰이가가꾸 제조) 를 함침시켜 외경 φ3.5㎜ 로 드로잉 성형하고, 이것을 용융압출기의 크로스 헤드 다이에 도입하여, LLDPE 수지 (NUCG5350: 닛뽕유니카 제조) 를 압출 피복하고, 표면의 피복 수지를 냉각시킨 후, 145℃ 의 증기경화조 내에서 내부의 비닐 에스테르 수지를 경화시켜 외경이 φ4.5㎜ 인 피복 항장력선을 얻었다.

이 피복 항장력선을 60℃ 로 예열하여 스페이서의 단면형상에 대응한 회전 다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지로서 MI = 0.03 (g/10min) 고밀도 폴리에틸렌수지 (Hizex6600M: 미쓰이가가꾸 제조) 를 7m/min 의 속도로, 회전 다이의 반전 각도를 340°로 회전 압출 피복하여 외경 φ10.0㎜ 의 PE 스페이서를 얻었다.

얻어진 PE 스페이서의 반전 각도는 회전 다이의 반전 각도 340°에 대하여 290°로 충분히 동조 회전을 억제할 수 있었다. 또한, 스페이서의 항장력체에 본 실시예와 같은 FRP 를 사용하는 경우에는, 강선제의 항장력체와 다음과 같은 상이점이 있다.

즉, 스페이서의 항장력체에 사용되는 FRP 는 일반적으로는 한 방향 (인장 방향) 으로 보강 섬유를 고도로 정렬하여, 조금이라도 인장 강도 (탄성율) 를 강선에 접근시키려고 하고 있다.

그러나, SZ 스페이서의 경우에는 스페이서 본체부의 수지 피복을 실행할 때에, 회전 다이를 교대로 반전시키기 때문에, 항장력체에는 항상 비틀림 응력이 걸리게 되지만, FRP 의 항장력체에서는 비틀림 방향으로 보강 섬유가 배치되어 있지 않아, 이 방향의 비틀림 강성은 강선과 비교하면 몇분의 1 정도로 되어 있다.

따라서, 소정의 반전 각도를 얻으려고 하는 경우, 강선에 비하여 회전 다이의 반전 각도를 더욱 크게 할 필요가 있다.

이와 같은 조건하에서, 본 실시예와 같이, 형성되는 스페이서 본체부의 단면적 (스페이서 전체 단면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 값; S1) 을 스페이서 본체 피복을 실시할 때에 사용하는 구금의 수지 토출 실단면적 (구금 개구 면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 값; S2) 으로 나눈 값 (S1/S2) 이 소정의 범위내에 들어가도록 하면 동조 회전을 억제할 수 있으므로, FRP 의 항장력체를 사용하는 경우에 더욱 더 효과적인 제조 방법으로 된다.

비교예 1

S1/S2 가 0.9 로 되도록 설계한 구금을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 외경 φ8.0㎜ 의 SZ 스페이서를 얻었다.

얻어진 PE 스페이서의 반전 각도는 회전 다이의 반전 각도 295°에 대하여 230°로 동조 회전의 영향으로 반전 각도가 작아졌다.

비교예 2

유리 섬유 (RS57QM575tex: 닛또우그라스파이버 제조) 를 보강섬유로 하고, 이것에 비닐에스테르수지 (에스타 H-6400: 미쓰이가가꾸 제조) 를 함침시켜 외경 φ2.0㎜ 로 드로잉 성형하고, 이것을 용융압출기의 크로스 헤드 다이에 도입하여, LLDPE 수지 (NUCG5350: 닛뽕유니카 제조) 를 압출 피복하고, 표면의 피복 수지를 냉각시킨 후, 145℃ 의 증기경화조 내에서 내부의 비닐 에스테르 수지를 경화시켜 외경이 φ3.0㎜ 인 피복 항장력선을 얻었다.

이 피복 항장력선을 60℃ 로 예열하여 스페이서의 단면형상에 대응하는 회전 다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지로서 MI = 0.03 (g/10min) 고밀도 폴리에틸렌수지 (Hizex6600M: 미쓰이가가꾸 제조) 를 6m/min 의 속도로, 회전 다이의 반전 각도를 295°로 회전 압출 피복하여 외경 φ8.0㎜ 인 PE 스페이서를 얻었다.

이 경우, 회전 다이의 구금은 형성되는 스페이서 본체부의 단면적 (스페이서 전체 단면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 값; S1) 을 스페이서 본체 피복을 실시할 때에 사용하는 구금의 수지 토출 실단면적 (구금 개구 면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 값; S2) 으로 나눈 값 (S1/S2) 이 0.9 로 되도록 설계된 것을 사용하였다.

얻어진 PE 스페이서의 반전 각도는 회전 다이의 반전 각도 400°에 대하여 270°로 동조 회전의 영향으로 반전 각도가 작아졌다.

이상 실시예에서 설명한 바와 같이 본 발명에 관련되는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법에 의하면, 제조 장치의 부하를 경감시키면서 제조 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims

중심 항장력체의 주위에 열가소성수지로 중간 피복층을 형성한 피복 항장력선과, 상기 중간 피복층의 외주에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전되면서 연속하는 광섬유 수납용의 나선홈이 형성되는 스페이서 본체 피복층을 구비한 광섬유 케이블용 스페이서에 있어서,

상기 스페이서 본체 피복층의 단면적 (S1) 을, 상기 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금의 개구 면적에서 상기 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지 토출 실단면적 (S2) 으로 나눈 값이 1.1 ∼ 1.8 로 되도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서.
제 1 항에 있어서, 상기 항장력체는 외경 φ4.0㎜ 이하의 섬유 강화 열경화성 합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서.
중심 항장력체의 주위에 열가소성 수지로 중간 피복층을 형성한 피복 항장력선을 얻고, 그 후에, 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전되고, 또한 연속하는 광섬유 수납용의 나선홈이 형성된 스페이서 본체 피복층을 상기 중간 피복층의 외주에 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법에 있어서,

상기 스페이서 본체 피복층의 단면적과, 상기 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금의 개구 면적에서 상기 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지토출 실단면적의 관계가 소정의 조건을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 스페이서 본체 피복층의 단면적을 S1 으로 하고, 상기 스페이서 본체 피복층을 형성할 때에 사용하는 구금의 개구 면적에서 상기 피복 항장력선의 단면적을 뺀 수지 토출 실단면적을 S2 로 했을 때에, 단면적 (S1) 을 단면적 (S2) 으로 나눈 값이 1.1 ∼ 1.8 로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 스페이서 본체 피복층을 형성한 후에, 소정 속도로 주행하는 스페이서에 대하여, 상기 스페이서의 주행 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수의 냉각용 에어 노즐을 다단형상으로 설치하고,

상기 스페이서의 외주로부터 소정 간격 떨어진 위치에서 상기 에어 노즐을 통하여 건조 공기를 상기 스페이서의 외주에 대략 수직으로 분사시켜 냉각하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 항장력체는 외경 φ4.0㎜ 이하의 섬유 강화 열경화성 합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조 방법.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 피복층은 폴리에틸렌과 상용성을 갖는 열가소성 수지에서 선택하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.