专利名称：合成树脂线材的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种合成树脂线材的制造方法，更为详细地说，涉及一种对在外表面上具有槽的合成树脂线材的制造特别有效的方法。
螺旋槽为了在其内部保持光纤，其形状对防止光纤的微弯产生的损耗增加极为重要，如何以良好的精度形成其形状是本领域技术人员非常关心的内容。另一方面，隔离件的螺旋槽由于通过冷却固化熔融挤压的热塑性树脂而形成，所以，冷却方法是对槽形状产生影响的重要因素。
在这样的螺旋隔离件的制造工序中，作为挤压成形的线材的冷却方法，过去使用在两端安装以不接触的程度与线材隔开间隙的海绵状的填密的细长水槽，在从两端使冷却水溢流的状态下使刚挤压成形后的线材通过水槽中进行冷却。然而，在该方法中，特别是当形成于线材外表面的螺旋槽的形状变得复杂时，存在发生形状不良和表面粗糙的问题。
另外，在日本特开昭61-227016号公报中记载了这样一种方法，在该方法中，从管的一端导入空气，从另一端吸引形成空气流，使隔离件通过其中。然而，该方法存在难以获得充分的冷却效果、冷却间隔长的问题。
另外，在日本特开平05-278096号公报中记载了这样一种方法，在该方法中，从恒温箱的一端导入保持为一定温度的空气，将箱内保持为规定温度，并对通过箱内的隔离件喷吹恒温空气使其冷却固化。然而，在该方法中，难以获得充分的冷却效果，冷却间隔变长，并且存在冷却的设备费用大的问题。
本发明人为了达到上述目的进行了认真的研究，结果发现，在上述现有方法中因为以下原因导致了上述问题的发生。即，在使刚挤压成形后的线材通过将填密安装于两端的水槽的现有方法中，由于填密的密封不充分，所以，从线材的入口侧也漏水，从而使最初与冷却水接触的位置变动，线材的冷却出现迟速，产生了形状不良和表面粗糙。本发明人还发现，通过对熔融挤出的合成树脂线材喷吹冷却媒体将其预先冷却到规定温度后，使其通过水中进行冷却固化，或在防止从线材入口漏水的状态下使线材通过水槽，则可在高冷却效率下制造高精度而且表面特性优良的线材，根据该发现，完成了本发明。
本发明的合成树脂线材的制造方法具有挤压工序、预备冷却工序、及主冷却工序；在该挤压工序中，挤压成形合成树脂线材；在该预备冷却工序中，对挤压成形的上述线材喷吹冷却媒体，将上述线材预备冷却到满足下述条件的温度(T℃)，T≤{(上述合成树脂的软化点)+5}(℃)；在主冷却工序，使进行了预备冷却的上述线材通过水中进行冷却。
按照该制造方法，在合成树脂线材进入水中之前的预备冷却工序中，由于在保持挤压成形的形状的状态下由冷却媒体冷却到规定温度，所以，表面的树脂粘度增大，进而成为固化状态。为此，即使在水槽的线材入口近旁在合成树脂线材加上水滴，也可抑制表面粗糙，或者即使线材最初与冷却水接触的位置变动，也可抑制形状变化，从而稳定地冷却线材。
在本发明的制造方法的预备冷却工序中，最好挤压成形的上述线材冷却到满足下述条件的温度(T℃)，{(上述合成树脂的软化点)-35}≤T≤{(上述合成树脂的软化点)}(℃)。即使冷却到比该下限的温度更低的温度，由于预备冷却工序的间隔变长，所以实用上也不理想。
在本发明的制造方法中，冷却媒体最好为空气，在上述预备冷却工序中，最好从线材的周围喷吹空气。通过最初从线材的周围喷吹空气，减小线材的形状的变形，并可有效地进行空冷。
在本发明的制造方法中，冷却媒体最好为雾状水滴，在上述预备冷却工序中，最好从线材的周围喷射雾状水滴，最好对线材均匀地沿其行走方向喷射雾状水滴。雾状水滴的平均粒子直径最好为20～80μm。雾状水滴的平均粒子直径不到20μm时，存在冷却效果下降的倾向，而超过80μm时，存在水滴易使合成树脂线材发生表面粗糙的倾向，在上述范围内获得急速冷却的效果。
在本发明的制造方法中，冷却媒体最好为空气和雾状水滴(最好平均粒子直径为20～80μm)，上述预备冷却工序最好具有从上述线材的周围喷吹上述空气的第1预备冷却工序和从上述线材的周围喷射上述雾状水滴的预备冷却工序。
这样，在对熔融挤压的合成树脂线材进行水冷之前先由雾状水滴预备冷却到规定温度，由于不在线材加水压，所以有利于保持尺寸精度。另外，由于空气冷却比雾冷对线材施加的外力小，所以，最好先由空气冷却将线材表面的温度降低到软化点附近以下的温度，然后进行雾冷。
另外，本发明的合成树脂线材的制造方法包括挤压工序和冷却工序，在该挤压工序中，挤压成形合成树脂线材，在该冷却工序中，使上述线材通过水槽内，在防止从线材入口漏水的状态下对上述线材进行冷却，该水槽具有水槽本体、第1盖构件、及第2盖构件，并在内部充满冷却水，该第1盖构件形成上述线材入口并安装在上述水槽本体的一方端部，该第2盖构件形成线材出口并安装在上述水槽本体的另一方端部，在上述线材入口设置有用于防止从上述线材入口漏水的漏水防止装置。
按照该制造方法，在水槽的线材入口设置漏水防止装置，抑制从线材入口漏水。因此，线材最初与冷却水接触的位置大体保持一定，所以，可对线材进行均匀而稳定的冷却，冷却不产生迟速。
用于本发明制造方法的上述漏水防止装置具有外筒、内筒、及封闭构件；该外筒具有比上述水槽本体直径小的直径，在筒壁具有水导入口，而且同轴地配置于上述水槽本体内；该内筒比上述外筒短，具有比上述外筒直径小的直径，而且同轴地配置于上述外筒内；该封闭构件用于封闭上述线材入口的上述内筒外侧的部分；当上述线材插通到上述内筒中时，从上述导入口导入到上述外筒与上述内筒之间的水被推着朝上述线材的行进方向流动，从而防止从上述线材入口漏水。
按照上述漏水防止装置，当合成树脂线材通过内筒浸入到水槽内时，由漏水防止装置强制地沿线材的行进方向形成水流，当通过内筒的合成树脂线材在水槽中移动时，由水粘性在线材行进方向产生水流。这样形成于线材的行进方向的流水起到防止内筒与合成树脂线材的间隙中的逆流漏水的作用。通过控制从漏水防止装置的导入口供给的水量，可进一步确实地阻止漏水，使合成树脂线材与冷却水最初接触的位置成为一定，合成树脂线材的冷却不产生迟速，线材可均匀而稳定地冷却。
图2为示出由在外表面上具有槽的隔离件覆盖的合成树脂线材的断面图。
图3为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的装置的一实施形式的示意图。
图4为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的空气喷射装置的一图5为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的装置的另一实施形式的示意图。
图6为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的喷雾装置的一实施形式的分解透视图。
图7为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的装置的再另一实施形式的示意图。
图8为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的装置的再另一实施形式的示意图。
图9A为示出适合于本发明合成树脂线材制造方法的具有漏水防止装置的水槽的一实施形式的侧断面图，图9B为该漏水防止装置的正面图。
图10为示出由在外表面上具有SZ槽的隔离件覆盖的合成树脂线材的断面图。
(实施形式1)图1为示出实施形式1的合成树脂线材制造装置的全体示意图。图2为合成树脂线材的断面图，合成树脂线材10在抗拉加强芯线11的外周设置由粘合性树脂A构成的一次被覆层12，在其外周覆盖沿长度方向由合成树脂B制成并具有6个槽14的隔离件15。对于槽14，存在沿相同方向由螺旋状的肋13形成的“螺旋槽”的场合和使肋13的旋转方向周期性变化地形成的“SZ槽”的场合。
在图1所示制造装置中，从供线装置60拉出的抗拉加强芯线11由制动牵引装置(ブレ一キキャプスタン)69的作用通过第1挤压机62的第1十字头61和配置于第1十字头61的挤出方向的第1水槽63，在此期间，将断面为圆形的一次被覆层12设置到抗拉加强芯线11的外周，接着，在通过设于第2挤压机66的第2十字头64的回转模65期间，在设置了一次被覆层12的抗拉加强芯线11的外周熔融挤压具有槽14的隔离件15，形成合成树脂线材10(挤压工序)。
接着，熔融挤压的线材10在通过预备冷却手段(第2冷却手段)20和主冷却手段(第1冷却手段)30期间将隔离件15冷却固化(冷却工序)，该预备冷却手段20喷吹冷却媒体，将其冷却到合成树脂的软化点+5℃的温度以下，该主冷却手段30使其通过水中冷却到常温。冷却固化了的合成树脂线材10由牵引机67牵引，然后卷取到卷取机68。在这里，作为适合使用的冷却媒体，有空气和/或雾状水滴。
抗拉加强芯线11由钢丝或FRP制成的单线或绞合线形成。
形成一次被覆层12的树脂，为具有与抗拉加强芯线11的粘合性的环氧变性、羧酸变性等聚烯烃系粘合性树脂或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酰胺共聚树脂等粘合性热塑性树脂。另一方面，形成隔离件15的树脂，为与一次被覆层12的粘合性树脂相溶度大而且可与一次被覆层12熔化接合的树脂，例如在一次被覆层12使用包含聚乙烯的粘合性树脂的场合，最好为高密度的聚乙烯等聚乙烯系的树脂和聚酰胺系树脂。另外，在一次被覆层12使用含聚丙烯的粘合性树脂的场合，最好使用聚丙烯的均聚物或其共聚物。形成一次被覆层12和隔离件15的树脂挤出成形的温度在比该树脂的软化点高但比树脂不氧化的温度低的范围，该树脂的软化点按照JIS规程K6760(热塑性塑料的维卡软化点温度试验)的方法测定。
图3为示出作为预备冷却手段20使用空气喷射装置21、作为主冷却手段30使用水槽31的场合的冷却装置的构成的图，在上游侧(图的左侧)配置图1中示出的挤压装置66。
主冷却手段30由上部开放的槽形的水槽31和安装于水槽31两端面的海绵状的填密(隔开不与线材10接触那样程度的间隙)32、33形成，在水槽31内装满冷却水，一边使其溢流一边导入合成树脂线材10。冷却水的较好温度范围为20℃～30℃。当冷却水的温度超过30℃时，存在冷却效果下降的倾向，当为不满20℃的较低温度时，存在费用高的不利倾向。
空气喷射装置21如图4所示那样由使合成树脂线材10通过的圆筒22和隔开空隙以环状密封地安装于圆筒22外周的外套25构成，在外套25设置导入空气的孔24，另外，从圆筒22的外周朝向合成树脂线材10的行进方向开设有多个喷射孔23。
在上述制造装置中，从回转模65熔融挤压的合成树脂线材10如图3所示那样依次通过多个空气喷射装置21，由喷射的空气缓冷。由图4所示空气喷射装置21喷射的空气从圆筒22的圆周朝向中心，并朝向线材10的行进方向，所以，可均匀地冷却。空气的冷却由于不象水冷却那样要加水压，所以，不会由冷却导致变形，可正确地保持挤压的形状。从空气喷射装置21喷射的空气温度的较好范围为20C～30℃。当空气温度超过30℃时，存在冷却效果下降的倾向，当为不满20℃的较低温度时，存在费用高的不利倾向。另外，空气喷吹量(风速)的较好范围为25m/秒～50m/秒。当风速过强时，挤压的线材10存在变形的倾向，而当过弱时，存在冷却效果下降的倾向。空气喷吹到线材10时的角度(喷吹的各空气流的中心轴与线材10的中心轴之间的角度)最好为5℃～45℃。当该角度超过上述上限时，存在易由空气的压力使线材变形的倾向，而不到上述下限时，存在冷却效果下降的倾向。
另一方面，由于水冷却的冷却效率比空冷好，所以，为了缩短全体的冷却间隔，最好尽可能早地从空气冷却切换到水冷却。本发明人着眼于这一点，经过认真的研究后，找到了这样的方法，即，熔融挤压的合成树脂线材10的温度由空气冷却到形成合成树脂线材的合成树脂的软化点+5℃以下的温度(在合成树脂的软化点以下而且在软化点-35℃以上的温度更理想)，之后，进行水冷却。即，最初在合成树脂线材10喷吹空气，不产生变形地冷却到软化点+5℃以下的温度(软化点以下的温度更好)。冷却到这一阶段时，表面开始硬化，所以，即使由于水槽漏水使最初被水冷却的位置变动，也可抑制形状产生变化或部分受水滴影响产生表面粗糙和条纹模样。
(实施形式2)图5为示出实施形式2的合成树脂线材制造装置的全体示意图。在图1中，从供线装置60拉出的抗拉加强芯线11由制动牵引装置69的作用通过第1挤压机62的第1十字头61和配置于第1十字头61的挤出方向的第1水槽63，在此期间，将粘合性树脂制成的一次被覆层12设置到抗拉加强芯线11的外周，接着，在设置了一次被覆层12的抗拉加强芯线11通过具有回转模65的第2挤压机66的第2十字头64期间，形成合成树脂线材10(挤压工序)。接着，熔融挤压的线材10在通过具有作为预备冷却手段(第2冷却手段)20的喷雾装置40和作为主冷却手段(第1冷却手段)30的水槽31的冷却装置期间，将隔离件15冷却固化(冷却工序)，冷却固化了的合成树脂线材10由牵引机67牵引，然后卷取到卷取机68。
主冷却手段30的构成和冷却水的温度与实施形式1所示范围相同。
喷雾装置40如图6所示那样，分别同轴地将厚壁圆筒42、小直径圆板43、及大直径圆板45合成一体，形成喷嘴41，该厚壁圆筒42在外周具有螺纹，该小直径圆板43具有从外周的一点通过中心的贯通孔44而且外径比厚壁圆筒42小，该大直径圆板45具有从外周朝向内侧的狭缝46而且外径比小直径圆板43大。在喷嘴41的厚壁圆筒42连接管49，另外，在喷嘴41的大直径圆板45侧由螺钉固定在前端具有喷射孔48的盖47。
从管49的一端与空气一起压入水，通过贯通孔44和狭缝46从喷射孔48射出。在该场合，水从喷射孔48喷射时，成为雾状的水滴。雾状的水滴的粒子直径根据压入到管49的水与空气的比例变化，空气的比例越大则粒子直径越小。
在上述制造装置中，从回转模65熔融挤压的合成树脂线材10如图5所示那样依次通过多个喷雾装置40，由喷射的雾状水滴缓冷。由于雾冷不象水冷那样要在合成树脂线材10加水压，所以，不会由冷却导致变形，可依原样保持挤压的形状。
另一方面，由于水冷却的冷却效率比雾冷却好，所以，为了缩短全体的冷却间隔，最好尽可能早地从雾冷却切换到水冷却。本发明人着眼于这一点，经过认真研究后，找到了这样的方法，即，熔融挤压的合成树脂线材10由雾冷却到形成合成树脂线材的合成树脂的软化点+5℃以下的温度(在合成树脂的软化点以下而且在软化点-35℃以上的温度更理想)，之后，进行水冷却。即，最初在合成树脂线材10喷吹雾状水滴，不产生变形地冷却到软化点+5℃以下的温度(软化点以下的温度更好)。冷却到这一阶段时，表面开始硬化，所以，即使由于水槽漏水使最初被水冷却的位置变动，也可抑制形状产生变化或部分受水滴影响产生表面粗糙和条纹模样。
为了有效地进行雾冷却，雾状水滴的平均粒子直径成为重要因素。如平均粒子直径过小，则冷却效率下降，如过大，则当附着于合成树脂线材的表面时存在导致表面粗糙的倾向。按照本发明者的研究结果，雾状水滴的平均粒子直径的较好范围为20μm～80μm。平均粒子直径不到20μm时，存在冷却效果下降的倾向，另一方面，当超过80μm时，存在易于产生合成树脂线材的表面粗糙的倾向。另外，雾状水滴的适当温度范围为20℃～30℃。当雾状水滴超过30℃时，存在冷却效果下降的倾向，当不到20℃时，费用高，不理想。
(实施形式3)图7为示出实施形式3的合成树脂线材制造装置的全体示意图。在图7中，从供线装置60拉出的抗拉加强芯线11由制动牵引装置69的作用通过第1挤压机62的第1十字头61和配置于第1十字头61的挤出方向的第1水槽63，在此期间，将粘合性树脂制成的一次被覆层12设置到抗拉加强芯线11的外周，接着，在设置了一次被覆层12的抗拉加强芯线11通过具有回转模65的第2挤压机66的第2十字头64期间，熔融挤压具有螺旋状或SZ状的槽14的隔离件15，形成合成树脂线材10(挤压工序)。接着，熔融挤压的线材10在通过作为预备冷却手段(第2冷却手段)20的空气喷射装置21和作为主冷却手段(第1冷却手段)30的水槽31的期间，将隔离件15冷却固化(冷却工序)，冷却固化了的合成树脂线材10由牵引机67牵引，然后卷取到卷取机68。
主冷却手段30的构成和冷却水的温度及作为一方的预备冷却手段20的空气喷射装置21的构成和空气温度与实施形式1所示内容相同。另外，作为另一方的预备冷却手段20的喷雾装置40的构成及雾状水滴的平均粒子直径和其温度与实施形式2所示内容相同。
在上述制造装置中，从第2十字头64的回转模45熔融挤压的合成树脂线材10如图7所示那样依次通过多个空气喷射装置21和多个喷雾装置40，由喷射的空气和雾状水滴缓冷。由于在水冷却之前进行空气和雾冷却，不在熔融挤压的合成树脂线材10加水压，所以，有利于保持尺寸精度。
对于挤压成形的线材10，在肋13的旋转方向周期性反转的SZ槽的场合，残留于肋13内部的成形应变在反转部附近产生朝肋绘出的曲线内侧拉肋的力，所以，易于产生槽的变形。刚熔融挤压出这样的线材10后，使用易于导致最初与冷却水接触的位置变动的水流和水滴时，可能在局部产生大的变形。为此，在本实施形式中，先由空气冷却使肋表面的温度下降到软化点附近的温度(最好为软化点±20℃)，接着导入到雾冷却装置。由雾冷却使肋表面冷却到更低的温度(最好为软化点以下、软化点-35℃以上的温度)后，由水冷却完全冷却。最初进行空气冷却时，由于比雾冷却对肋施加的外力小，所以对保持尺寸精度有利。
(实施形式4)图8为示出实施形式4的合成树脂线材制造装置的全体示意图，图9A为示出用于该制造装置的具有漏水防止装置的水槽的构成断面图，图9B为其漏水防止装置的正面图。在图8中，从供线装置60拉出的抗拉加强芯线11由制动牵引装置69的作用通过第1挤压机62的第1十字头61和配置于第1十字头61的挤出方向的第1水槽63，在此期间，将粘合性树脂制成的一次被覆层12设置到抗拉加强芯线11的外周。接着，在设置了一次被覆层12的抗拉加强芯线11通过具有回转模65的第2挤压机66的第2十字头64期间，熔融挤压具有槽14的隔离件15，形成合成树脂线材10(挤压工序)。接着，熔融挤压的线材10在通过于线材入口侧设置有漏水防止装置50的水槽31的期间，将隔离件15冷却固化(冷却工序)，冷却固化了的合成树脂线材10由牵引机67牵引，然后卷取到卷取机68。
本实施形式的冷却手段如图9A所示那样设置有水槽31，该水槽31包括圆筒形或上部开放的槽形的水槽本体31a、形成线材入口(线材10通过的间隙)38而且具有安装于水槽本体31a的一方端部的第1盖构件(第1端面构件)34、及形成线材出口(线材10通过的间隙)39而且具有安装于水槽本体31a的另一方端部的第2盖构件(第2端面构件)35。在形成线材入口38的第1盖构件34安装漏水防止装置50。在水槽31中导入冷却水36，在形成线材出口39的第1盖构件34的端面35安装海绵状的填密(隔开不与线材10接触那样程度的间隙地配置)33。冷却水36的温度范围与实施形式1所示范围相同。
漏水防止装置50如图9A和图9B所示那样，具有外筒51、内筒54、及封闭构件(圆板)56。该外筒51具有比水槽本体31a直径小的直径，在筒壁(侧壁)具有多个水导入口52，而且同轴地配置于水槽本体31a内；该内筒54比外筒51短，具有比外筒51直径小的直径，而且同轴地配置于外筒51内；该封闭构件56用于封闭线材入口38的内筒54外侧的部分。该封闭构件56安装于外筒51与内筒54中的一方的端部，在中心开设有与内筒54的直径大体相等直径的孔57，而且外缘部安装在形成水槽31的线材入口38的第1盖构件34。外筒51与内筒54间的同心状的间隙由分隔壁55剖分，在被剖分的间隙部分别配置一个导入口52。从各导入口52供给的水受压而通过由外筒51、内筒54、及分隔壁55围住的间隙朝线材30的行进方向(在图9A中由箭头10a示出)流动，与水槽31中的冷却水36汇合。因此，通过改变从各导入口52送入的流量，可调整上下方向或左右方向的流速。
按照上述的漏水防止装置50，当合成树脂线材10通过内筒54浸入到水槽31内时，由漏水防止装置50强制地沿线材30的行进方向10a形成水流，当通过内筒54的线材10在水槽31中移动时，由水粘性在线材10的行进方向10a产生水流。这样形成于线材10的行进方向10a的流水起到防止内筒54与线材10的间隙中的逆流漏水的作用。通过控制从漏水防止装置50的导入口52供给的水量，可进一步确实地阻止从线材入口38的漏水，固定合成树脂线材10与冷却水36最初接触的位置，合成树脂线材10的冷却不产生迟速，可稳定地冷却。
在这里，内筒54内面与线材10外面之间的间隙的较好范围为1.0mm～3.0mm。当间隙超过3.0mm时，存在难以防止漏水的倾向，当不到1.0mm时，存在内筒与合成树脂线材接触的倾向。
以上说明了本发明的较好实施形式，但本发明的方法不限于上述实施形式。即，在上述实施形式的图1、图5、图7所示制造装置中，未使用图9所示漏水防止装置50，但作为这些图所示制造装置的水槽31，也可使用具有漏水防止装置50的水槽31。
在图9所示漏水防止装置50中，第1盖构件34和封闭构件56由独立的构件构成，但也可由单一的构件形成。
(实施例)实施例1～6、参考例1、及比较例1～2本发明人根据上述实施形式，利用图1、图5、图7、及图8所示制造装置制作具有朝同一方向旋转的螺旋槽的如图2所示的隔离件构造的合成树脂线材。制造条件和获得的结果(线材的表面状态和尺寸精度)示于表1中。
作为线材的表面状态的评价标准，当隔离件的槽表面平滑时为良好A，当表面粗糙或出现条纹模样程度的情况时为稍好B，当出现凹凸时为差C。
另外，作为线材的尺寸精度的评价标准，当槽宽相对1.5mm的误差不到±0.1mm时为良好A，当在±0.1mm～±0.2mm以下时为稍好B，当在±0.2mm以上时为差C。
表1
(实施例1 )在图1所示合成树脂线材的制造装置中，作为预备冷却手段20，沿线材10的行进方向以50cm间隔配置3m的图4所示空气喷射装置21，主冷却手段30使用在两端设置了填密32、33的水槽31构成的冷却装置。从空气喷射装置21喷吹的空气的温度为20℃，空气喷吹量(风速)为40m/秒，另外，充满水温22℃的冷却水的水槽长度为3m。
将外径2.6mm的钢丝插通到安装于第1挤压机62的第1十字头61，在其外周覆盖外径3mm的粘合性树脂。接着，使其插通到安装于第2挤压机66的第2十字头64，并由回转模65在180℃下挤压被覆由维卡软化点温度122℃的高密度聚乙烯制成的图2所示断面形状的隔离件15，制作合成树脂线材10。隔离件15的螺旋槽节距为400mm，槽宽为1.5mm，外径为8.5mm。在这里，粘合性树脂为在由钢等制成的抗拉加强芯线11进行聚乙烯等被覆时可提高两者的粘合性的材料，采用包含与抗拉加强芯线11的粘合性高的极性成分和与聚乙烯的粘合性高的聚烯烃成分的树脂。
在以线速10m/分制造线材10的场合，刚空冷后的隔离件15的表面温度为119℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的隔离件15的螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(实施例2)除空冷的长度从3m延长到4.8m以外，其它条件与实施例1相同，制造隔离件时，刚空冷后的表面温度为105℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的隔离件的螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(比较例1)除空冷的长度从3m缩短到2.5m以外，其它条件与实施例1相同，制造隔离件时，刚空冷后的表面温度为130℃，刚水冷后的表面温度为23℃。制造的隔离件15具有螺旋槽14的槽宽在1.3mm以下的部分，另外，表面状态出现线材浸入到水槽时的水的飞沫形成的凹凸。
(实施例3)在图5所示合成树脂线材的制造装置中，作为预备冷却手段20，沿线材10的行进方向以50cm间隔配置2m图6所示喷雾装置40，主冷却手段30使用在两端设置了填密32、33的水槽31构成的冷却装置。从喷雾装置40喷射的雾状水滴的温度为22℃，平均粒子直径为20μm，另外，充满水温22℃的冷却水的水槽长度为3m。
将外径2.6mm的钢丝插通到安装于第1挤压机62的第1十字头61，在其外周覆盖外径3mm的粘合性树脂。接着，使其插通到安装于第2挤压机66的第2十字头64，并由回转模65在180℃下挤压被覆由维卡软化点温度122℃的高密度聚乙烯制成的图2所示断面形状的隔离件15，制作合成树脂线材10。隔离件15的螺旋槽节距为400mm，槽宽为1.5mm，外径为8.5mm。
在以线速10m/分制造线材10的场合，刚空冷后的表面温度为105℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(实施例4)制造线速从10m/分上升到15m/分，雾的平均粒子直径从20μm增大到40μm，除此以外，其它条件与实施例3相同，制造隔离件时，刚雾冷后的表面温度为119℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的隔离件15的螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(实施例5)制造线速从10m/分上升到15m/分，雾的平均粒子直径从20μm增大到80μm，除此以外，其它条件与实施例3相同，制造隔离件时，刚雾冷后的表面温度为105℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的隔离件15的螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(参考例1)
除雾的平均粒子直径从20μm增大到100μm以外，其它条件与实施例3相同，制造隔离件时，刚雾冷后的表面温度为90℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的隔离件15具有螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm～±0.2mm以下的范围内的部分，另外，出现雾状粒子喷吹到螺旋槽14的表面时的表面粗糙。本发明人认为，这是因为当喷雾的水粒子的粒径变大时，在隔离件的表面产生水滴，有时发生由喷雾的风速推着移动的现象，从而导致槽宽等的形状不良。
(实施例6)在图8所示合成树脂线材的制造装置中，使用具有水槽31的冷却装置，该水槽31在形成线材入口38的第1盖构件34安装图8所示构成的漏水防止装置50，而且在形成线材出口39的第2盖构件35设置填密33。充满水温22℃的冷却水的水槽长度为3m，槽宽150mm，线材入口38的直径为80mm。另外，构成漏水防止装置50的外筒51的长度为100mm，外径为80mm，内径为76mm，内筒54的长度为50mm，外径为16mm，内径为12mm。另外，从各导入口52导入的冷却水的温度为22℃。
将外径2.6mm的钢丝插通到安装于第1挤压机62的第1十字头61，在其外周覆盖外径3mm的粘合性树脂。接着，使其插通到安装于第2挤压机66的第2十字头64，并由回转模65在180℃下挤压被覆由维卡软化点温度122℃的高密度聚乙烯制成的图2所示断面形状的隔离件15，制作合成树脂线材10。隔离件15的螺旋槽节距为400mm，槽宽为1.5mm，外径为8.5mm。
在以线速15m/分制造线材10的场合，刚水冷后的表面温度为23℃。制造的隔离件15的螺旋槽14的槽宽处于1.5mm±0.1mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(比较例2)不使用漏水防止装置50，使用在形成线材入口38的第1盖构件34安装填密32(由厚10mm的海绵制成，用于通过线材的间隙的直径为9mm)的水槽31，除此以外，其它条件与实施例6相同，制造隔离件时，刚水冷后的表面温度为23℃。制造的隔离件15具有螺旋槽14的槽宽在1.3mm以下的部分，另外，表面状态出现线材浸入到水槽时的水的飞沫形成的凹凸。
实施例7和参考例2接着，本发明人利用图7所示制造装置制作了形成于表面的槽的旋转方向周期性变化(SZ槽)的隔离件构造的合成树脂线材。图10为示出该合成树脂线材的断面的图，合成树脂线材10在抗拉加强芯线11的外周设置由粘合性树脂制成的一次被覆层12，在其外周被覆沿长度方向具有5个槽14的隔离件15。制造条件和获得的结果(线材的表面状态和尺寸精度)如表2所示。
作为线材的表面状态的评价标准，当隔离件的槽表面平滑时为良好A，当表面粗糙或出现条纹模样程度的情况时为稍好B，当出现凹凸时为差C。
另外，作为线材的尺寸精度的评价标准，当槽宽相对4.4mm的误差不到±0.3mm时为良好A，当在±0.3mm～±0.6mm以下时为稍好B，当在±0.6mm以上时为差C。
表2
(实施例7)在图7所示合成树脂线材的制造装置中，使用了由作为预备冷却手段20的空气喷射装置21和喷雾装置40及作为主冷却手段30的水槽31构成的冷却装置，该空气喷射装置21沿线材10的行进方向以50cm间隔配置1m，该喷雾装置40以50cm间隔配置2m，该水槽31在两端设置了填密32、33。从空气喷射装置21喷吹的空气的温度为20℃，空气喷吹量(风速)为40m/秒，从喷雾装置40喷射的雾状水滴的温度为22℃，平均粒子直径为20μm，另外，充满水温22℃的冷却水的水槽31的长度为3m。
将外径2.3mm的钢丝插通到安装于第1挤压机62的第1十字头61，在其外周覆盖外径3.5mm的粘合性树脂。接着，使其插通到安装于第2挤压机66的第2十字头64，并由回转方向每过270°反转的回转模65在180℃下挤压被覆由维卡软化点温度122℃的高密度聚乙烯制成的图10所示断面形状的隔离件15，制作合成树脂线材10。隔离件15的SZ槽14的反转节距为150mm，槽宽为4.4mm，外径为11.0mm。
在以线速5m/分制造线材10的场合，刚空冷后的隔离件15的表面温度为135℃，刚雾冷后的隔离件15的表面温度为87℃，刚水冷后的表面温度为22℃。制造的隔离件15的SZ槽14的槽宽处于4.4m±0.3mm的范围内，另外，表面状态没有发现表面粗糙等，获得了良好的线材。
(参考例2)除了停止空气喷射装置21的空气喷射以外，其它条件与实施例7相同，制造图10所示隔离件时，虽然表面状态未发现表面粗糙等，属于良好，但SZ槽14的槽宽处于4.4mm±0.3mm～±0.6mm的范围内。
另外，作为用于隔离件的树脂，对聚丙烯、尼龙12也进行了研究，结果发现，对两者都由空冷或雾冷将其冷却到用于隔离件的树脂的软化点+5℃以下的温度，之后，进行水冷，这样，可以高精度保持规定的形状，而且可获得具有平滑表面的隔离件。
产业上利用的可能性本发明的制造方法在熔融挤压的合成树脂线材喷吹雾状水滴或空气，冷却到软化点+5℃以下的温度，之后，在水中通过，进行冷却和固化。因此，在合成树脂线材浸入到水槽时线材表面的固化开始，所以，可防止水冷形成的表面粗糙或凹凸的发生。
另外，本发明的另一制造方法由在线材入口设置漏水防止装置的水槽冷却熔融挤压的合成树脂线材。由于可通过漏水防止装置将水冷开始时刻大体保持为一定，所以，可防止冷却的迟速(不均匀性)等导致的变形。
因此，按照本发明，即使为螺旋隔离件那样在外表面具有槽的合成树脂线材，也可在高冷却效率下制造高精度的而且表面特性良好的线材。
权利要求
1.一种合成树脂线材的制造方法，其特征在于，具有挤压工序、预备冷却工序、及主冷却工序；在该挤压工序中，挤压成形合成树脂线材；在该预备冷却工序中，对挤压成形的上述线材喷吹冷却媒体，将上述线材预备冷却到满足下述条件的温度(T℃)，T≤{(上述合成树脂的软化点)+5}(℃)；在主冷却工序，使进行了预备冷却的上述线材通过水中进行冷却。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由上述预备冷却工序将挤压成形的上述线材冷却到满足下述条件的温度(T℃)，{(上述合成树脂的软化点)-35}≤T≤{(上述合成树脂的软化点)}(℃)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述冷却媒体为空气，在上述预备冷却工序中，从上述线材的周围喷吹上述空气。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述冷却媒体为雾状水滴，在上述预备冷却工序中，从上述线材的周围喷射雾状水滴。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，上述雾状水滴的平均粒子直径为20～80μm。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述冷却媒体为空气和雾状水滴，上述预备冷却工序具有从上述线材的周围喷吹上述空气的第1预备冷却工序和从上述线材的周围喷射上述雾状水滴的预备冷却工序。
7.一种合成树脂线材的制造方法，其特征在于，包括挤压工序和冷却工序，在该挤压工序中，挤压成形合成树脂线材，在该冷却工序中，使上述线材通过水槽内，在防止从线材入口漏水的状态下对上述线材进行冷却，该水槽具有水槽本体、第1盖构件、及第2盖构件，并在内部充满冷却水，该第1盖构件形成上述线材入口并安装在上述水槽本体的一方端部，该第2盖构件形成线材出口并安装在上述水槽本体的另一方端部，在上述线材入口设置有用于防止从上述线材入口漏水的漏水防止装置。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，上述漏水防止装置具有外筒、内筒、及封闭构件；该外筒具有比上述水槽本体直径小的直径，在筒壁具有水导入口，而且同轴地配置于上述水槽本体内；该内筒比上述外简短，具有比上述外筒直径小的直径，而且同轴地配置于上述外筒内；该封闭构件用于封闭上述线材入口的上述内筒外侧的部分；当上述线材插通到上述内筒中时，从上述导入口导入到上述外筒与上述内筒之间的水被推着朝上述线材的行进方向流动，从而防止从上述线材入口漏水。
全文摘要
一种合成树脂线材的制造方法,具有挤压工序、预备冷却工序、及主冷却工序;在该挤压工序中,挤压成形合成树脂线材;在该预备冷却工序中,对挤压成形的上述线材喷吹冷却媒体,将上述线材预备冷却到满足下述条件的温度(T℃),T≤{(上述合成树脂的软化点)+5}(℃);在主冷却工序,使进行了预备冷却的上述线材通过水中进行冷却。
文档编号G02B6/44GK1344200SQ00805303
公开日2002年4月10日 申请日期2000年3月23日 优先权日1999年3月23日
发明者冈凉英, 韮泽信昌, 吉村三郎, 松本浩典 申请人:住友电气工业株式会社