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JP3604455B2 - Single-slot slot sizing device and manufacturing method of the slot - Google Patents

Single-slot slot sizing device and manufacturing method of the slot Download PDF

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JP3604455B2
JP3604455B2 JP15132995A JP15132995A JP3604455B2 JP 3604455 B2 JP3604455 B2 JP 3604455B2 JP 15132995 A JP15132995 A JP 15132995A JP 15132995 A JP15132995 A JP 15132995A JP 3604455 B2 JP3604455 B2 JP 3604455B2
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groove
slot
water supply
cooling water
sizing
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健次 小塚
政人 磯部
繁宏 松野
佳延 北山
渉 桂島
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Ube Nitto Kasei Co Ltd
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Publication date
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、一溝スロット用サイジング装置および同スロットの製造方法に関し、特に、スロットの溝部の寸法精度や表面粗さを高精度に保ちつつ、高速での製造が可能になるサイジング装置および一溝スロットの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
押出し成形品のうち、例えば、超高密度光ファイバケーブルに使用されるスロットや窓枠などのように、内方に陥入する溝部を有する異形断面の押出し成形品では、凹状の溝部の内側寸法精度が高く、その表面が滑らかなことが要求されている。
【0003】
特に、最近新聞紙上などで脚光を浴びている光ハイウェー構想で用いられる超高密度光ファイバーケーブルの部品であるスロットにおいては、このような要求がより一層大きくなっている。すなわち、この種の光ファイバケーブルでは、より一層の高密度化を図るため、スロットの溝部内に収納される光ファイバテープ芯線も高密度化が進められ、光ファイバを保護するバッファ層を非常に薄くして、収納する芯線数の増加を図っている。
【0004】
この結果、溝の内周に寸法変化や表面に凹凸があると、従来のものよりもより一層マイクロベンディングロスが発生し易くなっており、溝側の寸法精度と表面粗さのより一層の向上が求められている。
ところで、この種のスロットは、従来より以下に示す製造工程により製造されていた。
▲1▼テンションメンバーの外周に、溶融状態の熱可塑性樹脂を、所定の断面形状、例えば、円形の断面に中心を指向する凹状の溝部を設けた異形断面に近似した状態で押出す。
▲2▼サイジングダイ(所定の断面形状の空隙を有する型であって、一溝スロットを冷却しながら整形する装置)に導き、熱可塑性樹脂を冷却しながら整形する。
▲3▼得られた一溝スロットをボビンに巻き取る。
【0005】
なお、スロットの溝部に撚りを加えたい場合には、以上の工程に連続するか、あるいは、分離された状態で以下の処理工程が行なわれる。
▲4▼得られた一溝スロットを軟化点以上融点未満の温度に加熱する。
▲5▼撚りを加えながら冷却する。この場合、再度サイジンクを行なうことも行なわれている。
▲6▼ボビンに巻き取る。
【0006】
このような製造工程におけるサイジングの方法としては、先端部だけが水槽の外側に出ている2分割のサイジングダイにスロットを導き、整形しながら冷却する方法(特開平5−261844号公報)や、冷却ジッヤケットに納めた2分割できるサイジングダイに導く方法などが提案されている。
しかしながら、このようなサイジング方法には、いずれも以下に説明する技術的課題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、まず、前者の方法では、低速での製造では比較的問題がないが、生産速度を上げると、溝部での冷却が不十分になり、溝部の寸法精度が悪化するという問題があった。また、後者の方法では、前者の方法よりも寸法精度がよく、高い寸法精度を確保しながら生産速度を上げるためには、サイジングダイとジャケットの長さを長くするとよいが、このようにすると、スロットの引抜き抵抗が非常に大きくなり、スロットが破断するおそれがある。
【0008】
さらに、後者の方法では、サイジングダイの両端部をシールし、ジャケット内に供給する冷却水を加圧し、サイジングダイの合わせ目から冷却水を侵入させて、スロットを直接冷却することも考えられるが、特に、横引き構造の場合などには、冷却水が逆流し、逆流した冷却水がサイジングダイの入口付近に滞留すると、これが沸騰して、一溝スロットの表面にアバタが発生するという問題がある。
【0009】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、生産速度を上げても、寸法精度がよく、かつ、表面も滑らかな一溝スロットが得られるサイジング装置および同装置を用いる一溝スロットの製造方法を提供することにある。
【0010】
【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、サイジングダイと、冷却水が満たされる給水ジャケットと、減圧チャンバーとを備え、光ファイバを担持する一溝スロット用のサイジング装置であって、前記サイジングダイは、前記給水ジャケット内に配置される入口側に、前記一溝スロットとの接触面に冷却水を供給する給水孔が設けられ、前記減圧チャンバー内に配置される中間部に冷却水を排出する排水孔を設けたことを特徴とする。
前記一溝スロットは、略円形断面の本体と、この本体の外周に一端が開口した凹状の溝部とを有し、前記サンジングダイは、前記本体の外周と接触する第1の型と、前記溝部の内周と接触する第2の型とを有する分割型であり、前記給水孔を、前記本体の外周と前記溝部の内周とに冷却水を供給するように前記第1および第2の型に設けるとともに、前記排水孔を、前記溝部内周から冷却水を排出するように前記第2の型に設けることができる。
前記給水ジャケットには、給水変動緩和タンクと、流量センサーと、定量ポンプとを有する注水制御装置が接続され、前記流量センサーの検出値に基づいて前記定量ポンプをフィードバック制御することができる。
また、別の発明として、略円形断面の本体と、この本体の外周に一端が開口する光ファイバ収納用の溝部とを有する一溝スロットを、押出した後にサイジンク装置で冷却,整形する一溝スロットの製造方法において、前記サイジング装置は、サイジングダイと、冷却水が満たされる給水ジャケットと、減圧チャンバーとを備え、前記給水ジャケット内に配置される入口側で、前記一溝スロットと前記サイジングダイとの接触面に冷却水を供給し、前記減圧チャンバー内に配置される中間部で、前記冷却水を排出することを特徴とする。
上記製造方法では、前記冷却水は、前記給水ジャケット内に配置される前記サイジングダイの入口側で、前記本体の外周と前記溝部の内周とに供給され、前記冷却水の排出は、前記減圧チャンバー内に配置される前記サイジングダイの中間部で、前記溝部内周から行なうことかできる。
【0011】
【作用】
上記構成の一溝スロット用サイジング装置および同スロットの製造方法によれば、まず、給水ジャケット内に配置される入口側で、一溝スロットとサイジングダイとの接触面に冷却水を供給するので、一溝スロットがサイジングダイと接触する面との間に水膜が形成され、この水膜により、一溝スロットが、冷却水により直接冷却され、一溝スロットを短時間に熱変形温度未満まで冷却することができる。
また、この水膜は、一溝スロットの冷却だけでなく、サイジングダイと一溝スロットとの間に介在して、潤滑剤として機能するため、一溝スロットの引抜き抵抗が大幅に低下し、これにより生産速度を上げることができる。
一方、給水ジャケット内には、冷却水が満たされているので、その水圧により、サイジングダイと一溝スロットとの間への冷却水の供給は、確実かつ大量に行なえる。この場合、請求項3のように流量センサーの検出値に基づいて定量ポンプをフィードバック制御する注水制御装置を用いると、安定した一溝スロットの製造が可能になる。
また、冷却水の排出は、減圧チャンバー内に配置されるサイジングダイの中間部から行なうので、減圧による強制的な排水により、冷却水の流れ方向が一定になり、逆流が発生しない。
このとき、冷却水を排出すると、減圧作用により一溝スロットがサイジングダイに吸い付けられるので、一溝スロットの寸法精度や表面精度が向上する。
【0012】
【実施例】
以下本発明の好適な実施例について添附図面を参照して詳細に説明する。図1〜図12は、本発明にかかる一溝スロット用サイジング装置および同スロットの製造方法の一実施例を示している。図1には、製造するスロットAの断面形状が示されている。
【0013】
同図に示すスロットAは、略円形断面を有する熱可塑性樹脂製の本体Aと、本体Aに埋設された3本のテンションメンバーAと、本体Aの内方を指向するようにして陥設された凹状の溝部Aとから構成されていて、溝部Aは、本体Aの長手方向に沿ってその全長に形成されている。なお、図1に示した数値は、得ようとするスロットAの設計寸法である。
【0014】
図2は、スロットAの製造方法の一例を示している。同図に示す製造方法では、テンションメンバーAとして、芳香族ポリアミド繊維(デュポン社製:商品名ケブラー49 1140de)を、また、スロットAの本体A形成用の樹脂として、ポリブチレンテレフタレート(帝人株式会社製:商品名C−7000N)を使用した。
【0015】
3本のテンションメンバーAは、クリールスタンド1に支持されたボビン2に捲回し、このボビン2から繰り出しながらダンサーローラ3により、450g/本のテンションを付与して、予熱装置4を通して、押出機5のクロスヘッドダイに供給する。押出機5の樹脂押出し温度は、245℃に設定した。押出機5に装着されている吐出ダイスは、図3に示すような断面形状とした。
【0016】
すなわち、吐出ダイスの孔部形状は、押出機5から押し出された熱可塑性樹脂が固化する際の寸法収縮を考慮して、溝部Aに相当する部分の幅と長さとを設計寸法(図1参照)よりも大きくし、本体Aの最も肉厚となる部分の外周を切欠した形状とした。このような吐出ダイスからテンションメンバーAの外周に樹脂を溶融状態で押出し被覆し、押出機5から横方向に押し出された中間品をサイジング装置6に導入した。
【0017】
なお、この時の成形品の引取速度は、8m/分、サイジング装置6への冷却水の給水量は、900ml/分、水圧は、0.2kg/cmになるように後述する注水制御装置30でコントロールした。また、後述する減圧チャンバー内の圧力は、40mmHgに設定した。図4〜図11に、このとき使用したサイジンク装置6の詳細を示している。図4は、サイジング装置6の全体図であって、サイジング装置6は、サイジングダイ10と、冷却水が満たされる給水ジャケット12と、減圧チャンバー14とを有している。
【0018】
サイジングダイ10は、給水ジャケット12と減圧チャンバー14の中心を貫通するようにして配置され、図5〜図11にその詳細を示すように、スロットA(成形品)の本体Aの外周と接触する第1の型10aと、この型10aと組み合わされ、スロットA(成形品)の溝部Aの内周と接触する第2の型10bとからなる分割型であって、細長い円筒状に形成されている。
【0019】
第1の型10aは、図8にその一部を示すように、中空リング状部材の一部を切欠した形状に形成され、第2の型10bは、図9にその一部を示すように、第1の型10aの切欠部に嵌合する円弧状部と、この円弧状部から上方に突出する突起部とを有し、略凸状に形成されている。
図7には、第1および第2の型10a,10bを組み合わせたときに、これらの型10a,10b間に形成される空間、すなわち、スロットAが挿通される空間部の寸法形状を示している。また、サイジングダイ10には、その長手方向に沿って、3個のフランジ部10c〜10eが所定の間隔を置いて配置されている。
【0020】
フランジ部10cは、図4に示すように、減圧チャンバー14を画成する隔壁14aにオーリングを介装して当接され、給水ジャケット12と減圧チャンバー14との間を液密的にシールする。また、残りの2個のフランジ部10d,10eは、減圧チャンバー14内に設けられた支持体16上に当接して、サイジングダイ10の位置決め用に使用される。
【0021】
また、サイジングダイ10には、給水ジャケット12内に配置される入口側に、外周からスロットAの本体Aの外周と、溝Aの内周とに冷却水を供給する給水孔10f,10gが設けられている(図5にこの給水孔10f,10gが設けられている箇所をA,A’で示している)。第1の型10aに設けられた給水孔10fは、図8に示すように、中心を指向するようにして放射状に型10aを貫通している。
【0022】
第2の型10bに設けられた給水孔10gは、図9に示すように、角溝10hを形成し、この角溝10hと凹状の溝部Aの底部と両端部とに対応して連通するように3箇所設けられている。中心の給水孔10gは、角溝10hの上端と両側端とに開口するように略十字状に形成されている。さらに、サイジングダイ10には、減圧チャンバー14内に配置される中間部に、溝部A内周からのみ冷却水を排出する排水孔10iが、サイジングダイ10の長手方向に沿って所定の間隔をおいて複数設けられている。
【0023】
図5において、B〜B’で示した箇所が、この排水孔10iが設けられている部分であって、排水孔10iは、図11に示すように、角溝10jを形成し、この角溝10jと凹状の溝部Aの底部に対応する角溝10jの上端と、凹状の溝部Aの両側面に対応する角溝10jの両側端にそれぞれ開口する略十字状に形成されている。
【0024】
一方、給水ジャケット12は、減圧チャンバー14の隔壁14aに固設される両端が開口した筒部12aと、中心にサイジングダイ10の挿通孔12bが設けられた蓋部12cとから構成され、挿通孔12bとサイジングダイ10との間には、オーリングが介装され、また、筒部12aと隔壁14aとの間にもオーリングを介装して、液密的に密閉されている。
【0025】
筒部12aには、冷却水の注水口12eが設けられている。減圧チャンバー14は、中空な密閉空間を隔成する隔壁14aと、隔壁14aに設けられた出口パッキン14bと、押さえ板14cとを有している。出口パッキン14bは、整形、冷却されたスロットAに対応した断面形状を有していて、スロットAの外周及び内周に密着して、減圧チャンバー14内の気密性を保持するものであり、中心に透孔が設けられた押さえ板14cにより隔壁14aに固設されている。
【0026】
また、隔壁14aには、排気および排水孔14dが貫通形成され、この孔14dには、図2に示すように、開閉バルブ18を介して、減圧タンク20が連通接続されている。そして、減圧タンク20には、排気および排水を行なう真空ポンプ22が接続されている。なお、図4に符号21で示した部材は、サイジングダイ10の外周に冷却水を噴射して、これを冷却するシャワーノズルである。
【0027】
給水ジャケット12の注水口12eには、図13に示す注水制御装置30が接続されている。注水制御装置30は、給水ジャケット12内の水圧ないしは水量を調整するものである。
同図に示す注水制御装置30は、給水ジャケット12内に開口する注水口12eに接続された給水変動緩和タンク30aと、緩和タンク30aの入口側に接続された流量センサー30aと、流量センサー30bの上流側に設置された調圧弁30c,流量表示計30d、圧力ゲージ30e,減圧弁30f,定量ポンプ30g,給水タンク30h,圧力ゲージ30i,減圧弁30j,圧力ゲージ30kとを有している。
【0028】
圧力ゲージ30kの一端側に給水源が設置され、流量センサー30bには、流量表示器30lが接続されている。また、給水ジャケット12には、ジャケット12内の圧力を検出する水圧センサー30mが設置され、この水圧センサー30mには、水圧表示器30nが接続されている。給水タンク30hには、オーバーフロー通路30oが設けられ、給水タンク30hの上流側には、減圧チャンバー14内に設置されたノズル21に冷却水を供給する供給路30qが設置されている。
【0029】
このように構成された注水制御装置30では、給水タンク30hでその上流側の水圧変動が絶縁され、給水タンク30hの下流側に設置されている減圧弁30fで注水口12eに供給する冷却水の圧力を設定するとともに、流量センサー30bにより供給する冷却水の流量を検出して、この検出値に基づいて定量ポンプ30gの駆動をフィードバック制御している。このような構成および制御が行なわれる注水制御装置30を設置すると、冷却水の水圧変動が、例えば、単に水道水を直接供給した場合には、2〜4kg/cmと非常に大きくなり、以下のような不具合が発生していたが、このような問題がなくなる。
【0030】
すなわち、給水圧が低くなり、冷却ジャケット12内の圧力が低くなると、水量が不足し、冷却不足となり、溝部Aの平滑性が損なわれ、給水圧が高くなると、冷却水がサンジングダイ10の入口から逆流し、スロットAの形状が大きく乱れてしまい、場合によっては、押出機5のノズルまで到達することもあった。そこで、本実施例では、上述したような注水制御装置30を設置し、給水ジャケット12への給水圧の変動がどの程度まで許容されるかを実験してみた。この実験結果では、給水圧の変動を±2.5%以内に調整すれば、安定した品質の一溝スロットAが生産できることが確認された。上記注水制御装置30では、給水圧の変動をこの範囲内に押さえることができる。なお、この注水制御装置30では、水圧センサー30mの検出信号に基づいて調圧弁30cをフィードバック制御してもよい。
【0031】
以上のように構成されたサイジンク装置10に中間成形物が導入されると、給水ジャケット12内に配置される入口側で、一溝スロットA(成形品)の本体Aの外周と、溝部Aの内周とに、給水孔10f,10gを介して冷却水を供給するので、サイジングダイ10の第1の型10aおよび第2の型10との内周面と一溝スロットA(成形品)の全外周面との間に水膜が形成され、この水膜により、一溝スロットA(成形品)の外周と溝部の内周とが、冷却水により直接冷却され、一溝スロットA(成形品)は、短時間に熱変形温度未満まで冷却することができる。
【0032】
また、この水膜は、一溝スロットA(成形品)の冷却だけでなく、サイジングダイ10とスロットA(成形品)との間に介在して、潤滑剤として機能するため、スロットA(成形品)の引抜き抵抗が大幅に低下し、これにより生産速度を上げることができる。
一方、給水ジャケット12内には、冷却水が満たされているので、その水圧により、サイジングダイ10と一溝スロットA(成形品)との間への冷却水の供給は、確実かつ大量に行なえる。
【0033】
また、冷却水の排出は、減圧チャンバー14内に配置される出口では、外周および内周から、また、中間部では、溝部A内周からのみ冷却水を排出するように行なうので、減圧による強制的な排水により、冷却水の流れ方向は、常に給水ジャケット12から減圧チャンバー14の方向となり、逆流が発生しない。
このとき、溝部A内周からのみ冷却水を排出すると、溝部A内周が減圧作用によりサイジングダイ10に吸い付けられるので、溝部A内周の寸法精度や表面精度が向上する。
【0034】
以上のようにして整形,冷却された一溝スロットAは、引取機24によって引取、その後、図外の巻取りによりボビンに巻き取った。図12は、以上の製造工程で得られた一溝スロットAの断面形状を示したものであり、以下に示す表1は、その時の製造条件および各部の寸法を示したものである。
得られた一溝スロットAの寸法は、溝幅内が3.9mm、溝幅中が3.9mm、溝幅外が4.1mm、溝深さ4.6mmでほぼ設計寸法を満たすものであった。一溝スロットAの断面を光学顕微鏡で観察したところ、スロットAの表面層は、非常に透明で、内層部は、少し白濁しており、二重構造が認められた。このことは、サイジングダイ10の給水孔10f,10gから侵入した冷却水のために、スロットAの本体Aを形成する樹脂の表面部分が急冷され、非晶状態になっているためと思われる。
【0035】
そして、以上のようにして得られた一溝直線スロットAが巻き取られたボビンを回転供給機に取付、一溝直線スロットAに撚りが掛かるように(ピッチ500mm)回転させながら巻き戻しつつ、熱処理炉に供給し、スロットAを約160℃に加熱して、冷却後引取機を介してボビンに巻き取った。撚りの加えられた後のスロットの溝形状は、撚りを加える前と全く変化していなかった。
比較例1〜3
実施例に対して、減圧チャンバー14と減圧タンク20との間を接続する配管に設けられた開閉バルブ18を閉じて、減圧チャンバー14内の排水および排気を全く行なわない条件で、実施例と同様にして一溝直線スロットを作製した。このとき、引取速度を3.0m/分、給水ジャケット12への給水量を100ml/分としたところ(比較例1)、このような条件下までの製造では、寸法精度のよいものが得られた。
【0036】
また、引取速度を5m/分に上げると、給水ジャケット12への給水量が100ml/分では、不足し、溝部の寸法精度がかなり悪化し,スロットの溝表面には、冷却斑からくる歪みによる細かな凹凸が発生した(比較例2)。比較例2の冷却不足を補うため、給水量を200ml/分に増加させたところ、サイジングダイ10からクロスヘッドダイ側に冷却水が逆流し、冷却ポイントが変動し、形状が悪化するとともに、スロットの溝表面に滞留した冷却水の沸騰による痘痕状の欠陥が発生した。また、場合によっては、クロスヘッドダイに冷却水がかかり、吐出量が変動するトラブルも発生した。
【0037】
【表1】

Figure 0003604455
【0038】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる一溝スロット用サイジング装置および同スロットの製造方法によれば、生産速度を上げても、寸法精度がよく、かつ、表面も滑らかな一溝スロットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるサイジング装置および製造方法が適用される一溝スロットの一例を示す断面図である。
【図2】本発明にかかる製造方法の一実施例を示す工程説明図である。
【図3】図3に示した押出機の吐出ダイスの孔部形状を示す説明図である。
【図4】本発明にかかるサイジング装置の一実施例を示す断面図断面図である。
【図5】図4に示したサイジング装置のサイジングダイの正面図である。
【図6】図4に示したサイジング装置のサイジングダイの側面図である。
【図7】図6に示したサイジングダイの空隙寸法を示す説明図である。
【図8】図5に示したサイジングダイの一方の型の一端側の斜視図である。
【図9】図5に示したサイジングダイの他方の型の一端側の斜視図である。
【図10】図8,9に示した型の組み合わせ状態の断面図である。
【図11】図5に示したサイジングダイの他方の型の他端側の斜視図である。
【図12】本発明の製造方法で得られた一溝スロットの断面説明図である。
【図13 】本発明のサイジング装置の給水ジャケット内の水圧を制御する注水制御装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
A 一溝スロット(成形品)
本体
テンションメンバー
溝部
10 サイジングダイ
10a 第1の型
10b 第2の型
10f,10g 給水孔
10i 排水孔
12 給水ジャケット
14 減圧チャンバー[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a single-slot slot sizing apparatus and a method of manufacturing the same slot, and more particularly, to a sizing apparatus and a single-slot capable of high-speed manufacturing while maintaining high dimensional accuracy and surface roughness of a slot groove. The present invention relates to a method for manufacturing a slot.
[0002]
[Prior art]
Among the extruded products, for example, extruded products of irregular cross-sections having inwardly indented grooves, such as slots and window frames used in ultra-high-density optical fiber cables, the inner dimensions of the concave grooves It is required that the accuracy be high and the surface be smooth.
[0003]
In particular, such a demand has been further increased in a slot which is a component of an ultra-high-density optical fiber cable used in an optical highway concept which has recently been spotlighted on newspapers and the like. In other words, in this type of optical fiber cable, in order to further increase the density, the density of the core of the optical fiber tape accommodated in the groove of the slot is also increased, and the buffer layer for protecting the optical fiber is extremely increased. It is made thinner to increase the number of core wires to be stored.
[0004]
As a result, if the inner circumference of the groove has a dimensional change or irregularities on the surface, micro-bending loss is more likely to occur than in the conventional case, and the dimensional accuracy and surface roughness on the groove side are further improved. Is required.
By the way, this type of slot has been conventionally manufactured by the following manufacturing process.
{Circle around (1)} A molten thermoplastic resin is extruded on the outer periphery of the tension member in a state similar to a modified cross-section having a predetermined cross-sectional shape, for example, a circular groove-shaped concave groove portion.
{Circle around (2)} A sizing die (a mold having a void having a predetermined cross-sectional shape, a device for shaping while cooling one groove slot) is formed while cooling the thermoplastic resin.
{Circle around (3)} The obtained one groove slot is wound up on a bobbin.
[0005]
When twisting is desired to be applied to the groove of the slot, the following processing steps are carried out in a state where the above steps are continued or separated.
{Circle around (4)} The obtained one-groove slot is heated to a temperature higher than the softening point and lower than the melting point.
(5) Cool while adding twist. In this case, re-sincing is also performed.
(6) Take up on a bobbin.
[0006]
As a sizing method in such a manufacturing process, a method of guiding a slot to a two-segment sizing die in which only the tip end is outside the water tank, cooling while shaping (Japanese Patent Laid-Open No. 5-261844), A method of leading to a sizing die that can be divided into two and stored in a cooling jacket has been proposed.
However, each of such sizing methods has a technical problem described below.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
That is, in the former method, although there is relatively no problem in manufacturing at a low speed, when the production speed is increased, there is a problem that cooling in the groove becomes insufficient and the dimensional accuracy of the groove deteriorates. Also, in the latter method, the dimensional accuracy is better than the former method, and in order to increase the production speed while securing high dimensional accuracy, it is good to increase the length of the sizing die and the jacket. The pullout resistance of the slot becomes very large, and the slot may be broken.
[0008]
Furthermore, in the latter method, it is conceivable to seal the both ends of the sizing die, pressurize the cooling water supplied into the jacket, inject the cooling water from the joint of the sizing die, and directly cool the slot. In particular, in the case of a horizontal drawing structure, etc., there is a problem that the cooling water flows backward, and when the cooling water flows backward and stays near the entrance of the sizing die, the boiling water boils and an avatar is generated on the surface of the single groove slot. is there.
[0009]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a single-groove slot having a high dimensional accuracy and a smooth surface even when the production speed is increased. An object of the present invention is to provide a sizing device obtained and a method for manufacturing a single-groove slot using the sizing device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a sizing device for a one-groove slot that includes a sizing die, a water supply jacket filled with cooling water, and a decompression chamber, and carries an optical fiber, wherein the sizing die is A water supply hole for supplying cooling water to a contact surface with the one groove slot is provided on an inlet side arranged in the water supply jacket, and a drainage for discharging cooling water to an intermediate portion arranged in the decompression chamber. It is characterized by having holes.
The one-slot slot has a main body having a substantially circular cross-section, and a concave groove having one end opened on the outer periphery of the main body. The sanding die has a first mold that contacts the outer periphery of the main body, and A split mold having a second mold that is in contact with an inner periphery, wherein the water supply hole is provided to the first and second molds so as to supply cooling water to an outer periphery of the main body and an inner periphery of the groove. In addition, the drain hole can be provided in the second mold so as to discharge the cooling water from the inner periphery of the groove.
The water supply jacket is connected to a water injection control device having a water supply fluctuation alleviating tank, a flow rate sensor, and a metering pump, and can feedback-control the metering pump based on a detection value of the flow rate sensor.
Further, as another invention, a one-groove slot having a substantially circular cross-section main body and a groove portion for storing an optical fiber whose one end is opened on the outer periphery of the main body is extruded and then cooled and shaped by a saijink device. In the manufacturing method, the sizing apparatus includes a sizing die, a water supply jacket filled with cooling water, and a decompression chamber, and on the inlet side arranged in the water supply jacket, the one-slot slot and the sizing die. The cooling water is supplied to the contact surface of the pressure reducing chamber, and the cooling water is discharged at an intermediate portion disposed in the decompression chamber.
In the above manufacturing method, the cooling water is supplied to an outer periphery of the main body and an inner periphery of the groove at an inlet side of the sizing die disposed in the water supply jacket. This can be performed from the inner periphery of the groove at an intermediate portion of the sizing die arranged in the chamber.
[0011]
[Action]
According to the single-slot slot sizing device and the method of manufacturing the same slot, first, cooling water is supplied to the contact surface between the single-slot slot and the sizing die on the inlet side arranged in the water supply jacket. A water film is formed between the one-slot slot and the surface that comes into contact with the sizing die. With this water film, the one-slot slot is directly cooled by cooling water, and the one-slot slot is cooled to a temperature below the heat deformation temperature in a short time. can do.
In addition, since this water film not only cools the single-groove slot but also functions as a lubricant between the sizing die and the single-groove slot, the pull-out resistance of the single-groove slot is greatly reduced. Can increase the production speed.
On the other hand, since the cooling water is filled in the water supply jacket, the supply of the cooling water between the sizing die and the one-groove slot can be reliably and largely performed by the water pressure. In this case, if a water injection control device that performs feedback control of the metering pump based on the detection value of the flow rate sensor is used, a stable one-groove slot can be manufactured.
Further, since the cooling water is discharged from an intermediate portion of the sizing die arranged in the decompression chamber, the flow direction of the cooling water becomes constant due to the forced drainage due to the decompression, and no backflow occurs.
At this time, when the cooling water is discharged, the one-slot is sucked to the sizing die by the depressurizing action, so that the dimensional accuracy and the surface accuracy of the one-slot are improved.
[0012]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 12 show one embodiment of a sizing apparatus for a single groove slot and a method of manufacturing the same slot according to the present invention. FIG. 1 shows a cross-sectional shape of a slot A to be manufactured.
[0013]
Slot A shown in the figure includes a substantially main body A 1 of the thermoplastic resin having a circular cross section, three tension members A 2 of which are embedded in the body A 1, so as to direct the inner body A 1 be composed of Ochii設been concave groove a 3 Metropolitan Te, groove a 3 is formed on the entire length in the longitudinal direction of the body a 1. The numerical values shown in FIG. 1 are the design dimensions of the slot A to be obtained.
[0014]
FIG. 2 shows an example of a method for manufacturing the slot A. In the manufacturing method shown in the figure, as a tension member A 2, aromatic polyamide fiber: the (DuPont trade name Kevlar 49 1140de), also as a body A 1 resin for forming the slots A, polybutylene terephthalate (Teijin (Trade name: C-7000N).
[0015]
The three tension members A 2 are wound around a bobbin 2 supported by a creel stand 1, and are fed out of the bobbin 2 by applying a 450 g / book tension by a dancer roller 3, and passed through a preheating device 4 through an extruder. 5 crosshead dies. The resin extrusion temperature of the extruder 5 was set to 245 ° C. The discharge die mounted on the extruder 5 had a sectional shape as shown in FIG.
[0016]
That is, the hole shape of the discharge die, in consideration of dimensional shrinkage during the thermoplastic resin extruded from the extruder 5 is solidified, the width of a portion corresponding to the groove A 3 and the length and the design dimensions (Figure 1 larger than the reference), and a shape notched the outer periphery of the portion to be the thickest of the body a 1. Such a resin from a discharge die to the outer periphery of the tension members A 2 extrusion coated with the molten state, was introduced intermediate product extruded laterally from the extruder 5 into the sizing device 6.
[0017]
At this time, the take-up speed of the molded product is 8 m / min, the supply amount of the cooling water to the sizing device 6 is 900 ml / min, and the water pressure is 0.2 kg / cm 2. Controlled at 30. The pressure in the decompression chamber described later was set to 40 mmHg. FIGS. 4 to 11 show details of the saijink device 6 used at this time. FIG. 4 is an overall view of the sizing device 6. The sizing device 6 includes a sizing die 10, a water supply jacket 12 filled with cooling water, and a decompression chamber 14.
[0018]
Sizing die 10 is arranged so as to penetrate the center of the water supply jacket 12 and vacuum chamber 14, as shown in detail in FIGS. 5 to 11, in contact with the outer periphery of the body A 1 of the slot A (molded article) a first mold 10a which, combined with the type 10a, a split mold comprising a second mold 10b in contact with the inner periphery of the groove portion a 3 of the slot a (molded article), formed in an elongated cylindrical shape Have been.
[0019]
The first mold 10a is formed in a shape in which a part of a hollow ring-shaped member is cut away as shown in FIG. 8, and the second mold 10b is formed as shown in FIG. The first mold 10a has an arc-shaped portion fitted into the notch portion, and a projection projecting upward from the arc-shaped portion, and is formed in a substantially convex shape.
FIG. 7 shows the dimensions and shape of the space formed between the first and second molds 10a and 10b when the first and second molds 10a and 10b are combined, that is, the space into which the slot A is inserted. I have. Further, the sizing die 10 is provided with three flange portions 10c to 10e at predetermined intervals along the longitudinal direction.
[0020]
As shown in FIG. 4, the flange portion 10c is in contact with a partition wall 14a defining the decompression chamber 14 with an O-ring interposed therebetween, and seals a liquid-tight seal between the water supply jacket 12 and the decompression chamber 14. . Further, the remaining two flange portions 10 d and 10 e abut on a support 16 provided in the decompression chamber 14 and are used for positioning the sizing die 10.
[0021]
Further, the sizing die 10, the inlet side disposed water jacket 12, and the outer periphery of the body A 1 of the slot A from the outer circumference, the groove A 3 of the inner and the water supply hole 10f for supplying cooling water, 10 g (The locations where the water supply holes 10f and 10g are provided are indicated by A and A 'in FIG. 5). As shown in FIG. 8, the water supply hole 10f provided in the first mold 10a radially penetrates the mold 10a so as to be directed toward the center.
[0022]
Water holes 10g provided in the second mold 10b, as shown in FIG. 9, to form a angular groove 10h, communicating in correspondence with the bottom and both ends of the rectangular groove 10h and the concave groove A 3 As shown in FIG. The center water supply hole 10g is formed in a substantially cross shape so as to open at the upper end and both side ends of the square groove 10h. Furthermore, the sizing die 10, an intermediate portion disposed inside the vacuum chamber 14, the drainage holes 10i which only discharging cooling water from the inner periphery of the groove A 3 is a predetermined interval along the longitudinal direction of the sizing die 10 Are provided.
[0023]
In FIG. 5, portions indicated by B 1 to B 4 ′ are portions provided with the drain holes 10i, and the drain holes 10i form square grooves 10j as shown in FIG. the upper end of the angular groove 10j corresponding to the bottom portion of the angular groove 10j and the concave groove a 3, is formed in a substantially cross shape which respectively open to both side ends of the angular groove 10j corresponding to both sides of the concave groove a 3 .
[0024]
On the other hand, the water supply jacket 12 is composed of a cylindrical portion 12a fixed to the partition wall 14a of the decompression chamber 14 and having both ends opened, and a lid portion 12c provided with an insertion hole 12b of the sizing die 10 at the center. An O-ring is interposed between 12b and the sizing die 10, and an O-ring is also interposed between the cylindrical portion 12a and the partition wall 14a to be sealed in a liquid-tight manner.
[0025]
The cylindrical portion 12a is provided with a cooling water inlet 12e. The decompression chamber 14 has a partition wall 14a that separates a hollow sealed space, an outlet packing 14b provided in the partition wall 14a, and a holding plate 14c. The outlet packing 14b has a cross-sectional shape corresponding to the shaped and cooled slot A, and is in close contact with the outer periphery and the inner periphery of the slot A to maintain the airtightness in the decompression chamber 14; Is fixed to the partition wall 14a by a holding plate 14c provided with a through hole.
[0026]
An exhaust and drain hole 14d is formed through the partition wall 14a, and a pressure reducing tank 20 is connected to the hole 14d via an opening / closing valve 18 as shown in FIG. The vacuum tank 20 is connected to a vacuum pump 22 that performs exhaust and drainage. The member denoted by reference numeral 21 in FIG. 4 is a shower nozzle that injects cooling water to the outer periphery of the sizing die 10 to cool it.
[0027]
A water supply control device 30 shown in FIG. 13 is connected to the water supply port 12 e of the water supply jacket 12. The water injection control device 30 adjusts the water pressure or the amount of water in the water supply jacket 12.
The water supply control device 30 shown in FIG. 3 includes a water supply fluctuation mitigation tank 30a connected to a water supply port 12e opened in the water supply jacket 12, a flow sensor 30a connected to the inlet side of the mitigation tank 30a, and a flow sensor 30b. It has a pressure regulating valve 30c, a flow indicator 30d, a pressure gauge 30e, a pressure reducing valve 30f, a metering pump 30g, a water supply tank 30h, a pressure gauge 30i, a pressure reducing valve 30j, and a pressure gauge 30k installed on the upstream side.
[0028]
A water supply source is installed at one end of the pressure gauge 30k, and a flow rate display 30l is connected to the flow rate sensor 30b. The water supply jacket 12 is provided with a water pressure sensor 30m for detecting the pressure in the jacket 12, and a water pressure indicator 30n is connected to the water pressure sensor 30m. An overflow passage 30o is provided in the water supply tank 30h, and a supply path 30q for supplying cooling water to the nozzle 21 installed in the decompression chamber 14 is provided upstream of the water supply tank 30h.
[0029]
In the water injection control device 30 configured as described above, the water pressure fluctuation on the upstream side is insulated by the water supply tank 30h, and the cooling water supplied to the water inlet 12e by the pressure reducing valve 30f installed on the downstream side of the water supply tank 30h. The pressure is set, the flow rate of the cooling water supplied by the flow rate sensor 30b is detected, and the drive of the metering pump 30g is feedback-controlled based on the detected value. When the water injection control device 30 having such a configuration and control is installed, the water pressure fluctuation of the cooling water becomes extremely large, for example, 2 to 4 kg / cm 2 when tap water is directly supplied. However, such a problem disappears.
[0030]
That is, the supply water pressure is low, the pressure of the cooling jacket 12 is lowered, the amount of water is insufficient, becomes insufficient cooling, smoothness of groove A 3 is lost, the supply water pressure is high, the inlet of the cooling water Sanjingudai 10 And the shape of the slot A was greatly disturbed, and in some cases, reached the nozzle of the extruder 5. Therefore, in the present embodiment, the water injection control device 30 as described above was installed, and an experiment was performed to determine how much the fluctuation of the water supply pressure to the water supply jacket 12 is allowed. These experimental results confirmed that if the fluctuation of the water supply pressure was adjusted within ± 2.5%, a single-groove slot A with stable quality could be produced. In the water injection control device 30, the fluctuation of the water supply pressure can be suppressed within this range. In the water injection control device 30, the pressure regulating valve 30c may be feedback-controlled based on the detection signal of the water pressure sensor 30m.
[0031]
When the intermediate molded product is introduced into the saijink apparatus 10 configured as described above, the outer periphery of the main body A1 of the one- groove slot A (molded product) and the groove portion A on the inlet side arranged in the water supply jacket 12. Since the cooling water is supplied to the inner periphery of the sizing die 10 through the water supply holes 10f and 10g, the inner peripheral surfaces of the first die 10a and the second die 10 of the sizing die 10 and one groove slot A (molded product) ), A water film is formed between the entire outer peripheral surface and the outer periphery of the one-groove slot A (molded product) and the inner periphery of the groove portion are directly cooled by the cooling water. Molded article) can be cooled to below the heat distortion temperature in a short time.
[0032]
This water film not only cools the single groove slot A (molded product) but also functions as a lubricant between the sizing die 10 and the slot A (molded product). Product) greatly reduces pull-out resistance, thereby increasing the production speed.
On the other hand, since the cooling water is filled in the water supply jacket 12, the supply of the cooling water between the sizing die 10 and the one-slot slot A (molded product) can be performed reliably and in a large amount by the water pressure. You.
[0033]
The discharge of cooling water, the outlet being disposed within the vacuum chamber 14, from the outer periphery and the inner periphery, and in the middle portion, so performed as only discharging cooling water from the inner periphery of the groove A 3, by vacuum Due to the forced drainage, the flow direction of the cooling water is always from the water supply jacket 12 to the decompression chamber 14, and no backflow occurs.
At this time, when only the discharging cooling water from the inner periphery of the groove A 3, since the groove A 3 inner circumference is sucked into the sizing die 10 by the action of vacuum, thus improving the groove A 3 inner circumference of dimensional accuracy and surface accuracy.
[0034]
The single-groove slot A shaped and cooled as described above was taken up by the take-up machine 24, and then wound up on a bobbin by winding up (not shown). FIG. 12 shows a cross-sectional shape of the one-slot slot A obtained in the above manufacturing process. Table 1 below shows manufacturing conditions and dimensions of each part at that time.
The dimensions of the obtained single groove slot A were 3.9 mm in the groove width, 3.9 mm in the groove width, 4.1 mm outside the groove width, and 4.6 mm in the groove depth, which almost satisfied the design dimensions. Was. Observation of the cross section of the single-groove slot A with an optical microscope revealed that the surface layer of the slot A was very transparent, the inner layer was slightly cloudy, and a double structure was observed. This water supply hole 10f of the sizing die 10, for cooling water entering from the 10 g, the surface portion of the resin forming the body A 1 of the slot A is rapidly cooled, be because that is a non-crystalline state .
[0035]
Then, the bobbin around which the single-groove linear slot A obtained as described above is wound is attached to a rotary feeder, and the single-groove linear slot A is rotated while being twisted (pitch: 500 mm) while being rewound while being twisted. The mixture was supplied to a heat treatment furnace, slot A was heated to about 160 ° C., and after cooling, it was wound up on a bobbin via a take-off machine. The groove shape of the slot after the twist was applied was not changed at all from that before the twist was applied.
Comparative Examples 1-3
As compared with the embodiment, the on-off valve 18 provided in the pipe connecting the decompression chamber 14 and the decompression tank 20 is closed, and the drainage and the exhaust in the decompression chamber 14 are not performed at all. To produce a single groove straight slot. At this time, when the take-up speed was 3.0 m / min and the amount of water supplied to the water supply jacket 12 was 100 ml / min (Comparative Example 1), a product having good dimensional accuracy was obtained under such conditions. Was.
[0036]
Also, if the take-up speed is increased to 5 m / min, the amount of water supplied to the water supply jacket 12 will be insufficient if the amount of water supplied to the water supply jacket 12 is 100 ml / min, and the dimensional accuracy of the groove will be considerably deteriorated. Fine irregularities occurred (Comparative Example 2). When the water supply amount was increased to 200 ml / min in order to compensate for the insufficient cooling in Comparative Example 2, the cooling water flowed backward from the sizing die 10 to the crosshead die side, the cooling point fluctuated, the shape deteriorated, and the slot decreased. A small patch-like defect was generated due to boiling of the cooling water retained on the surface of the groove. In some cases, cooling water was applied to the crosshead die, causing a problem that the discharge amount fluctuated.
[0037]
[Table 1]
Figure 0003604455
[0038]
【The invention's effect】
As described in detail in the above embodiments, according to the sizing apparatus for a single groove slot and the method of manufacturing the same slot according to the present invention, even if the production speed is increased, the dimensional accuracy is good, and the surface is smooth. A single groove slot is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a single-groove slot to which a sizing apparatus and a manufacturing method according to the present invention are applied.
FIG. 2 is a process explanatory view showing one embodiment of the manufacturing method according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hole shape of a discharge die of the extruder shown in FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of a sizing apparatus according to the present invention.
5 is a front view of a sizing die of the sizing device shown in FIG.
6 is a side view of a sizing die of the sizing device shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory view showing a gap size of the sizing die shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a perspective view of one end of one mold of the sizing die shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view of one end of the other die of the sizing die shown in FIG. 5;
FIG. 10 is a sectional view of a combination state of the molds shown in FIGS.
11 is a perspective view of the other side of the other die of the sizing die shown in FIG.
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view of a single groove slot obtained by the manufacturing method of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a water injection control device for controlling a water pressure in a water supply jacket of the sizing device of the present invention.
[Explanation of symbols]
A Single groove slot (molded product)
A 1 Body A 2 Tension member A 3 Groove 10 Sizing die 10a First mold 10b Second mold 10f, 10g Water supply hole 10i Drain hole 12 Water supply jacket 14 Decompression chamber

Claims (5)

サイジングダイと、冷却水が満たされる給水ジャケットと、減圧チャンバーとを備え、光ファイバを担持する一溝スロット用のサイジング装置であって、
前記サイジングダイは、前記給水ジャケット内に配置される入口側に、前記一溝スロットとの接触面に冷却水を供給する給水孔が設けられ、
前記減圧チャンバー内に配置される中間部に冷却水を排出する排水孔を設けたことを特徴とする一溝スロット用サイジング装置。
A sizing die, a water supply jacket filled with cooling water, and a decompression chamber, a sizing device for a single-groove slot carrying an optical fiber,
The sizing die is provided with a water supply hole for supplying cooling water to a contact surface with the one-groove slot on an inlet side arranged in the water supply jacket,
A sizing device for a single-groove slot, wherein a drain hole for discharging cooling water is provided in an intermediate portion disposed in the decompression chamber.
前記一溝スロットは、略円形断面の本体と、この本体の外周に一端が開口した凹状の溝部とを有し、
前記サンジングダイは、前記本体の外周と接触する第1の型と、前記溝部の内周と接触する第2の型とを有する分割型であり、
前記給水孔を、前記本体の外周と前記溝部の内周とに冷却水を供給するように前記第1および第2の型に設けるとともに、
前記排水孔を、前記溝部内周から冷却水を排出するように前記第2の型に設けたことを特徴とする請求項1記載の一溝スロット用サイジング装置。
The one-groove slot has a main body having a substantially circular cross-section, and a concave groove having one end opened on the outer periphery of the main body,
The sanding die is a split mold having a first mold that contacts an outer periphery of the main body and a second mold that contacts an inner periphery of the groove.
The water supply holes are provided in the first and second molds so as to supply cooling water to an outer periphery of the main body and an inner periphery of the groove,
The sizing device for a single groove slot according to claim 1, wherein the drain hole is provided in the second mold so as to discharge cooling water from an inner periphery of the groove.
前記給水ジャケットには、給水変動緩和タンクと、流量センサーと、定量ポンプとを有する注水制御装置が接続され、前記流量センサーの検出値に基づいて前記定量ポンプをフィードバック制御することを特徴とする請求項1または2記載の一溝スロット用サンジング装置。The water supply jacket is connected to a water supply control device having a water supply fluctuation alleviating tank, a flow rate sensor, and a metering pump, and performs feedback control of the metering pump based on a detection value of the flow rate sensor. Item 1. A sanding device for a single groove slot according to item 1 or 2. 略円形断面の本体と、この本体の外周に一端が開口する光ファイバ収納用の溝部とを有する一溝スロットを、押出した後にサイジンク装置で冷却,整形する一溝スロットの製造方法において、
前記サイジング装置は、サイジングダイと、冷却水が満たされる給水ジャケットと、減圧チャンバーとを備え、
前記給水ジャケット内に配置される入口側で、前記一溝スロットと前記サイジングダイとの接触面に冷却水を供給し、
前記減圧チャンバー内に配置される中間部で、前記冷却水を排出することを特徴とする一溝スロットの製造方法。
A method of manufacturing a one-groove slot, in which a single-groove slot having a main body having a substantially circular cross-section and a groove portion for storing an optical fiber whose one end is opened on the outer periphery of the main body is extruded and then cooled and shaped by a saijink device,
The sizing device includes a sizing die, a water supply jacket filled with cooling water, and a decompression chamber.
Supplying cooling water to a contact surface between the one-slot and the sizing die on an inlet side arranged in the water supply jacket;
A method for manufacturing a single-groove slot, wherein the cooling water is discharged at an intermediate portion disposed in the decompression chamber.
前記冷却水は、前記給水ジャケット内に配置される前記サイジングダイの入口側で、前記本体の外周と前記溝部の内周とに供給され、
前記冷却水の排出は、前記減圧チャンバー内に配置される前記サイジングダイの中間部で、前記溝部内周から行なわれることを特徴とする請求項4記載の一溝スロットの製造方法。
The cooling water is supplied to an outer periphery of the main body and an inner periphery of the groove at an inlet side of the sizing die arranged in the water supply jacket,
The method according to claim 4, wherein the cooling water is discharged from an inner periphery of the groove at an intermediate portion of the sizing die disposed in the decompression chamber.
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