专利名称：光纤缆用衬垫及其制造方法和使用该衬垫的光纤缆的制作方法
技术领域：
本发明是涉及带SZ螺旋槽的光纤缆用衬垫、使用该衬垫的光纤缆及该衬垫的制造方法，特别涉及最小凸棱厚度在1.0mm以下，且抑制翻转部的槽倾斜，由此被细径化的带SZ螺旋槽的衬垫。
背景技术：
为了降低光纤缆的价格和布线成本，进行了缆的细径化、轻量化、光高密度化的研究，即使对于收纳光纤的聚乙烯(PE)制衬垫细径化的要求也越来越严格起来。
另一方面，对于最近的架空光纤缆，除了光高密度化之外，开始要求光纤的中间后分支性能，使用光纤收纳槽的螺旋方向相互翻转SZ状的PE衬垫(SZ衬垫)，且大多使用在各槽收纳多个带状光纤的SZ型光纤缆。
其中，在SZ衬垫收纳刚直的光纤带时，作为收纳槽的尺寸，必须确保光纤带扭转的空间。另外，构成凸棱的聚乙烯树脂，在挤出成型时产生三维的成型收缩(固化时重结晶引起的收缩和树脂温度降低引起的体积收缩)，但与纵向凸棱收缩没有余量的单方向扭转的衬垫不同，在SZ衬垫时，只是在翻转部以截弯取直的形式进行凸棱的纵向收缩，其结果，产生凸棱向翻转弯曲的内侧倒伏。
凸棱的根基厚度薄时助长了此现象，结合确保上述的沟槽空间的问题，则成为了阻碍SZ槽细径化的主要原因。
此外，对于凸棱倒伏，除了树脂成型收缩以外，从管头挤出被覆树脂时，也可认为由于树脂的拉伸减量等的不同在被覆树脂之间相互拉伸时产生的情况。
对于凸棱根部等使用凸棱厚度最薄的细径的SZ衬垫的光纤缆，为了消除光缆的余长，必须使翻转螺矩变短，其结果，翻转部的槽倾斜角度变大，不得不增加传输损失。
本发明的目的在于提供可抑制光纤缆用带SZ螺旋槽衬垫的翻转部的槽倾斜角度的、传输损失的增加少的SZ衬垫及使用它的光纤缆，实现光纤缆细径化。
发明的公开为了达到上述目的，本发明是在中心抗拉强度体的周围用能够与聚乙烯相溶性的热塑性树脂施以中间被覆层，用聚乙烯树脂沿着上述中间被覆层的外周纵向、周期地翻转方向，且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫，其中分隔上述螺旋槽的凸棱的最小凸棱厚度是1.0mm以下、而且翻转部的衬垫断面的槽倾斜角度作成18°以下。
另外，本发明在中心抗拉强度体的周围，沿着纵向周期地翻转方向，且使用聚乙烯树脂形成具有连续收纳光缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫中，分隔上述螺旋槽的凸棱的最小凸棱厚度是1.0mm以下、且翻转部的衬垫断面的槽倾斜角度作成18°以下。
在上述构成的衬垫中，构成上述螺旋槽的凸棱的近根部的树脂密度，与凸棱顶端和凸棱中部比较可作成最小。
上述构成的衬垫，上述螺旋槽的底部的平均粗度可作成1.2μm以下。
上述构成的衬垫，在将外径作为d、螺旋槽的翻转角度作为θ、螺旋的翻转螺矩作为P时，用tanθ=(d×π×θ/360)/p公式求出的螺旋行进角(β)可设定在5～15°的范围。
另外，对于本发明使用上述构成的衬垫，在至少一个以上的螺旋槽收纳多条带状光缆可作成光纤缆。
另外，对于本发明使用上述构成的衬垫，在至少一个以上的螺旋槽收纳单心光缆可作成光纤缆。
进而，本发明是用能够与聚乙烯相溶性的热塑性树脂在中心抗拉强度体的周围施以中间被覆层，在上述中间被覆层的外周沿着纵向周期地翻转，且形成具有连续收纳光缆用的螺旋槽的聚乙烯制的衬垫本体被覆的光纤缆用衬垫的制造方法中，在施以上述衬垫本体被覆后，对于上述衬垫的移动方向，从其外周以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
另外，本发明在中心抗拉强度体的周围，沿着纵向周期地翻转，且形成具有连续收纳光缆用的螺旋槽的聚乙烯制的衬垫本体被覆的光纤缆用衬垫的制造方法中，施以上述衬垫本体被覆后，对于上述衬垫的移动方向，从其外周以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
进而，本发明在中心抗拉强度体的周围，沿着纵向周期地翻转，且形成具有连续收纳光缆用的螺旋槽的聚乙烯制的衬垫本体被覆的光纤缆用衬垫的制造方法中，在构成上述抗拉强度体的增强纤维束含浸未固化的热固化性树脂、拉伸成型，将其插入贯通到熔融挤出成型模中，在外周挤出聚乙烯树脂、被覆，接着冷却表面的被覆树脂后，使内部的热固化树脂固化，在被覆树脂的外周施以上述衬垫本体被覆后，对于上述衬垫的移动方向，从其外周以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
在上述构成的光纤缆用的衬垫的制造方法中，冷却介质可以是添加了表面活性剂的40℃以上的热水。
另外，在上述构成的光纤缆用的衬垫的制造方法中，冷却介质可以是干燥空气或者含有雾的湿润空气。
进而，在上述的制造方法中，可将上述所定的角度设定成30°～150°的角度。
在上述构成的光纤缆用的衬垫的制造方法中，通过喷涂冷却固化上述衬垫本体被覆层后，在上述螺旋槽内收纳光纤，在其外周通过压卷无纺布施以鞘被覆，可作为光纤缆的制造方法。
在光纤缆的制造方法中，进而为了得到抑制螺旋槽的倾斜的衬垫时，在施以衬垫本体被覆后的得到的衬垫上，一边施以拉伸，一边在60℃以上、熔点以下的温度下再加热，将带有销针等的整形装置等插入到螺旋槽的方法是有效的。
在本发明可以使用的中心抗拉强度体，按照单股钢丝、多股绞合钢丝、FRP单丝状物、FRP捻丝、高分子抗拉强度体等、作为光纤缆要求的抗拉强度的拉伸强力、可挠性、轻量性、经济性等选择，没有特别对于限制。
抗拉强度线的外周的热塑性树脂的中间被覆层，在抗拉强度线是单丝状时，需要与该抗拉强度线粘结或牢固地粘合，在捻丝状的抗拉强度体时，在可用捻结构的埋入进行粘结时，有时不需要进行粘结。
用于中间被覆层的热塑性树脂，可选择在其外周被覆后可形成槽的聚乙烯树脂(称为“衬垫本体被覆用的树脂”)相互相熔的。
在此，所说的具有相熔性是指中间被覆层的热塑性树脂和衬垫本体被覆用的树脂有相互的相熔性高、有可熔融粘结的关系或可通过粘结剂、溶剂等达到某种粘结的关系。
对于衬垫本体被覆用树脂，选择高密度、中密度、低密度的聚乙烯时，作为中间被覆层的树脂，可使用与它们相同种类的树脂或这些的改性树脂等。
另外，在本发明的聚乙烯制光纤衬垫中，在聚乙烯树脂中可添加公知的耐热稳定性、抗老化剂、耐气候稳定剂、盐酸吸收剂、润滑剂、有机系或无机系颜料、碳黑、防垢剂、阻燃剂、抗静电剂、充填剂等。
进而，根据需要可混合环烯烃和乙烯的共结晶聚合树脂、合金树脂、改性聚乙烯树脂及交联性聚乙烯树脂。
沿着纵向周期地翻转，且连续的收纳光缆用的螺旋槽，是在将聚乙烯树脂熔融挤出、被覆后而形成的，但螺旋槽的翻转角度(θ)及翻转周期(翻转螺矩)是根据光纤缆的规格设计的。
一般翻转角度(θ)，优选的作成如日本专利公告13687/1995号公报所示的275°±5°，在本发明也是在此翻转角度为中心的200～375°范围选择。
在本发明的细径的光纤缆用衬垫中，分隔螺旋槽的凸棱的最小凸棱厚度是1mm，若大于1mm时，衬垫的断面的槽部的比例变小，难以达到细径化、高密度化，从此点看，最小凸棱厚度更优选的是0.9mm以下。
所说的槽倾斜角度如图4所示，是指在衬垫的横断面上，连接SZ衬垫的翻转断面的、衬垫中心O和槽底中心部A的直线L1和连接槽底中心部A和槽外宽中心部B的直线L2的夹角表示的角度，从衬垫的断面的放大照片测定的。
若翻转部的槽倾斜角度α大于18°，在收纳光纤时，有传输损失增加的趋势，作为可容许的范围，限定在18°以下。
另外，在本发明的衬垫中，将分隔螺旋槽的凸棱的近于根部的树脂密度与凸棱顶端部或凸棱中央部比较，作成最小的光纤缆用衬垫，但将翻转部的槽倾斜角度抑制在18°以下是理想的。
通过早期进行根基部的冷却、固化可使根基部分的树脂密度比凸棱的顶端和凸棱的中央部分小，其结果，成为比缓冷却的中央部分和凸棱顶端部分的结晶化度低，树脂的密度相对地变低。
为此，在本发明的制造方法中，在被覆抗拉强度线的中间被覆层的外周，沿着纵向周期地翻转，且施以具有连续收纳光缆用的螺旋槽的衬垫本体被覆时，对于衬垫的移动方向，以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
在衬垫本体被覆中，考虑到熔融挤出具有槽及凸棱所定的形状的衬垫，是被包围在具有熔融树脂温度和氛围温度的温度梯度的高温鞘层的状态，通过喷涂冷却介质，可以早期剥离此温度鞘层，促进冷却、固化，由此为了在槽部分早期进行此温度鞘的剥离，从衬垫的外周喷涂冷却介质。
为此，从模熔融挤出后，对于冷却介质是气体和雾等时，需要将其喷涂到槽的底部、对于液体，使冷却介质与沟槽接触。
若在槽底喷涂冷却介质时，位于槽底的两侧的凸棱的根基部分比凸棱的中间部分早期且优先地冷却。若这样地冷却凸棱的根基部分，凸棱的形状可早期地稳定，有效地防止其倾斜。
冷却介质，作为液体，由于不需要事后洗涤处理，是经济的，所以优选的是添加表面活性剂的40℃以上的热水。
在不添加表面活性剂而只是热水时，在衬垫本体的表面附着气泡，在冷却固化后残留所谓痕迹的麻点状，所以为了防止此情况而添加表面活性剂。
将热水的温度调成40℃以上是由于在达不到40℃的温度时，成为急冷，在衬垫本体上生成真空空隙等，所以是不理想的。
冷却介质也可以是干燥空气或含有雾的湿润空气。在使用雾时，最好调节雾浓度，使得在槽壁等上不凝聚雾，可气化的浓度或雾的粒径也有冷却效果，附着痕迹不显眼的范围。
在螺旋槽的槽底喷涂或接触冷却介质时，对于移动的衬垫的纵轴，以规定的速度在30～150°以内的角度斜交地喷涂。
对于用不足30°或超过150°的角度喷涂时，冷却介质的流动成为与衬垫平行的顺流或逆流，在槽部不能有效地流动冷却介质，剥离在衬垫本体的周围形成的高温鞘的作用极少，难以将翻转部的槽倾斜角度α抑制在18°以下。
另外，本发明的光纤缆用衬垫的制造方法中，最好将拉减率设定在70％以上。在此，拉减率是指在衬垫本体被覆中，若将形成衬垫本体的断面积作为Sb和模喷嘴的树脂喷出实际断面积(从喷嘴开口面积减去被覆抗拉强度线的断面积)作为Snb，其定义为([Sb/Snb]×100)。
若将拉减率设定在70％以上、更优选的是在90％以上时，口模成型面长度在规定的长度，从防止熔体破裂，喷出时树脂的拉伸引起的树脂之间的相互拉伸等点上是理想的。
进而，随着缆的细径化，为了防止凸棱厚度变薄的变形，作为衬垫本体被覆用树脂的机械性能，最好是弯曲弹性模量在490Mpa以上。
在实际敷设使用衬垫光纤缆用的光缆时，为了达到容易使用，重要的是具有规定的柔软性。
例如，在使用架空线用的光缆时，如日本专利公开第113932/1995号公报也公开了若光纤缆用衬垫的柔软性差，不仅对于光缆的制造有影响，且光缆的敷设也变得困难等。
因此，作为中间被覆用树脂的机械特性，通过将弯曲弹性模量作成98～490Mpa，可排除这样的影响。
另外，对于本发明的衬垫，优选的是将螺旋槽的槽底的平均粗度作成1.2μm以下。其理由是收纳在衬垫的螺旋槽内的光纤缆和带芯线，由于与槽底直接连接，若槽的表面粗度大，在光缆上发生位微弯曲，特别是使得长波长范围(λ=1.55μm)的传输损失增加，但若表面粗度作成1.2μm以下，可解决此问题。
图的简单说明
图1是表示本发明实施例1使用的冷却装置的说明图。
图2是表示本发明实施例2使用的冷却装置的说明图。
图3是表示本发明实施例1～4的SZ衬垫的旋转的断面图。
图4是表示SZ衬垫的翻转部的断面的槽倾斜角度α的说明图。
图5是表示实施例5～7的SZ衬垫的旋转部的断面图。
图6是表示本发明的衬垫以外的实施例的断面形状图。
图7是表示本发明的衬垫的另一个例的断面形状图。
实施发明的最佳方案以下，用具体的实施例详细地说明本发明的实施方案。
实施例1将外径φ2.0mm的单股钢丝作为抗拉伸力体导入十字头模中，在此拉伸力体的外周将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂(GA006日本尤尼卡制)作为预被覆内层12a、将LLDPE树脂(NUCG5350日本尤尼卡制)作为预被覆外层12b在200℃下共挤出被覆，得到乙烯-丙烯酸乙酯树脂层外径φ2.8mm、其外周的LLDPE树脂被覆外径φ6.3mm的被覆拉伸线12。
将此被覆拉伸线12预热到60℃导入到对于于衬垫的断面形状的旋转模中，将作为衬垫本体树脂13将MI=0.03(g/10min)的高密度聚乙烯树脂(海泽克斯6600M三井化学制、弯曲弹性模量833Mpa)在挤出温度170℃、10m/min的速度下旋转挤出被覆后，导入图1所示的冷却装置1内，冷却固化聚乙烯树脂。
本实施例所用的冷却装置1具有喷嘴支持部2、设置在此喷嘴支持部2内的环状空间部3、在环状空间部3的内周旋转地开口成缝隙状，顶端开口部向内部突出成环状的冷却喷嘴部4，从环状空间部3的外周侧供给作为冷却介质的干燥空气。
将衬垫插通在冷却喷嘴4的中央，以规定的牵引速度按图1所示的箭头移动。供给环状空间部3的干燥空气，从冷却喷嘴4以10m/sec的风速对于衬垫垂直(垂直相交地)喷出，喷涂到衬垫的槽底，使凸棱的根部比中间部分优先冷却，进行这样的热处理，得到外径φ11.4mm的PE衬垫10。
另外，旋转模喷出树脂的喷嘴使用如下的喷嘴，即将喷嘴孔断面积设计成Sb/Snb的百分率(以下称拉减率)为95％。其中Sb是从作为目标的PE衬垫的断面积Ss减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积值、Snb是从喷嘴孔断面积减去被覆抗拉伸力线的断面积St的值。
得到的PE衬垫10是槽深2.4mm、槽外宽2.4mm、槽内宽1.2mm的梯形槽按圆周方向10处均等配置，进而这些槽具有以翻转螺矩230mm、翻转角度250°捻成SZ状的螺旋结构，凸棱根部的最小凸棱厚度是约0.8mm的、具有要求的尺寸形状，满足各种规格。
在测定连接此SZ衬垫10的翻转部断面的、衬垫中心O和槽底宽中心部A的直线L1和连接槽底宽中心部A和槽外宽中心部B的直线L2的夹角表示槽倾斜角α时，可得到充分抑制槽倾斜的约14°(参照图4)。
另外，用JISB0601的方法测定得到的衬垫10的槽底的平均表面粗度Ra(μm)时，是0.40μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫10的一个凸棱，如图3所示，从根部到顶端分成4份(a～d)后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，在此SZ衬垫上边叠层5条厚0.32mm、宽1.1mm的4芯带状光缆并收纳，通过压卷无纺布进行鞘被覆，得到200芯的SZ型光纤缆。对于此光纤缆测定光传输性能。确定为0.21db/km的良好性能。
实施例2除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，如图2所示，一边插入到内径13mm、长250mm的在中央部设置扩大成球状的冷却介质导入口5的管6中；一边作为冷却介质将常温的空气以50m3/hr的流量导入到冷却介质导入口5内，冷却、固化以外，其它用与实施例1相同的方法，得到外径φ11.4mmdPE衬垫10。
此SZ衬垫10的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例1相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约12°。
另外，此衬垫10的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.62μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫10的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成200芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.20dB的优良性能。
实施例3除了将衬垫本体树脂的冷却介质，使用添加了表面活性剂(马蓬60松本油脂制)为0.1质量％浓度的40℃的热水之外，用与实施例2相同的方法得到外径φ11.4mmdSZ型PE衬垫10。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例1相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约10°。
另外，此衬垫10的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.54μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成200芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.19dB/km的优良性能。
实施例4除了将衬垫本体树脂的冷却介质，使用添加了表面活性剂(马蓬60松本油脂制)为0.1质量％浓度的40℃的热水之外，用与实施例2相同的方法得到外径φ11.4mmdSZ型PE衬垫10。
此SZ衬垫10的断面、翻转螺矩、翻转角度等与实施例1相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约11°。
另外，此衬垫10的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.50μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成200芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.20db/km的优良性能。
实施例5将外径φ1.6mm的单钢丝作为拉伸力体21导入到十字头模中，在此拉伸力体的外周在200℃下挤出被覆乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂(GA-006日本尤尼卡制)，得到外径φ2.8mm的被覆抗拉伸线22。
将此被覆拉伸力丝22预热到60℃导入到旋转模中，作为衬垫本体树脂将MI=0.03(g/10min)的高密度聚乙烯树脂(海泽克斯6600M三井化学制、弯曲弹性模量833Mpa)在挤出温度170℃、10m/min的速度下旋转挤出被覆后，如图3所示的构造，边插通内径9mm、长250mm的、在中央部设置冷却介质导入口5的管6；边将30m3/hr的空气导入到此冷却介质导入口5进行冷却，得到外径φ8.0mm的PE衬垫20。
另外，旋转模喷出树脂的喷嘴使用如下的喷嘴，即将喷嘴孔断面积设计成Sb/Snb的百分率(以下称拉减率)为100％。其中Sb是从作为目标的PE衬垫的断面积Ss减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积值、Snb是从喷嘴孔断面积减去被覆抗拉伸力线的断面积St的值。
得到的PE衬垫20是将槽深2.3mm、槽外宽2.4mm、槽内宽1.2mm的梯形槽按圆周方向10处均等配置，进而这些槽具有以翻转螺矩160mm、翻转角度250°捻成SZ状的螺旋结构，凸棱根部的最小凸棱厚度是约0.8mm，满足各种规格的。
在测定此SZ衬垫的翻转部断面的槽倾斜角α时，约15°，可充分抑制沟槽的倾斜。
另外，此衬垫20的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.66μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫10的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，在此SZ衬垫上边叠层5条厚0.32mm、宽1.1mm的4芯带状光缆边收纳，通过压卷无纺布进行色皮被覆，得到100芯的SZ型光纤缆。对于此光纤缆测定光传输性能时，可确认为0.21dB/km的优良性能。
实施例6除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，一边插入与实施例1使用的冷却装置1相同结构的冷却装置一边对于衬垫用10m/sec的风速垂直喷涂干燥空气冷却固化以外，其它用与实施例5相同的方法，得到外径φ8.0mm的PE衬垫20。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例5相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约17°。
另外，此衬垫20的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.70μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上分别收纳5条4芯带状光缆，作成100芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.22dB的优良性能。
实施例7除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，将衬垫导入距移动中心的半径为5cm、向内侧的状态下圆形配置5个喷洒用喷嘴(喷射系统日本制)的中间，从衬垫移动方向看从120°的方向用10m/sec的风速喷吹干燥空气，冷却固化以外，其它用与实施例5相同的方法，得到外径φ8.0mm的PE衬垫20。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例5相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度时，是约16°。
另外，此衬垫20的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.64μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上分别收纳5条4芯带状光缆，作成100芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.22dB/km的优良性能。
实施例8
将捻合7条外径φ1.8mm的单钢丝的钢丝捻线作为抗拉伸力体，将此抗拉伸力体预热到100℃，导入到对应于衬垫的断面形状的旋转模中，作为衬垫本体树脂将MI=0.03(g/10min)的高密度聚乙烯树脂(海泽克斯6600M三井化学制、弯曲弹性模量833Mpa)在挤出温度170℃、10m/min的速度下旋转挤出被覆后，导入如图1所示的冷却装置1内，冷却固化聚乙烯树脂。
将衬垫插入在冷却喷嘴4的中央，以规定的牵引速度按图1所示的箭头移动。供给环状空间部3的干燥空气，从冷却喷嘴4以10m/sec的风速对于衬垫垂直(垂直相交地)喷出，进行这样的冷却处理，得到外径φ11.4mm的PE衬垫10。
另外，旋转模喷出树脂的喷嘴使用如下的喷嘴，即将喷嘴孔断面积设计成Sb/Snb的百分率(以下称拉减率)为95％。其中Sb是从作为目标的PE衬垫的断面积Ss减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积值、Snb是从喷嘴孔断面积减去被覆抗拉伸力线的断面积St的值。
得到的PE衬垫是将槽深2.4mm、槽外宽2.4mm、槽内宽1.2mm的台形槽按圆周方向10处均等配置，进而这些槽具有以翻转螺矩230mm(衬垫纵向的变动范围220～240mm)、翻转角度250°捻成SZ状的螺旋结构，凸棱根部的最小凸棱厚度是约0.8mm，具有要求的尺寸形状，满足各种规格的。
另外，在测定此SZ衬垫的翻转部断面的槽倾斜角α时，可充分抑制槽倾斜约为15°。
另外，此衬垫的槽底的平均表面粗度，用与实施例1相同的方法测定时，是0.72μm。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫10的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所不。
接着，在此SZ衬垫上边叠层5条厚0.32mm、宽1.1mm的4芯带状光缆边收纳，通过压卷无纺布进行色皮被覆，得到200芯的SZ型光纤缆。对于此光纤缆，测定光传输性能时，可确认为0.22dB/km的优良性能。
实施例9在实施例1的衬垫上，将由外径125μm的包芯构成的10条光缆上施以厚度62.5μm的涂层的单芯光缆收纳在各螺旋槽内，通过压卷无纺布进行色鞘被覆，得到100芯的SZ型光纤缆。对于此光纤缆，测定光传输性能时，可确认为0.22dB/km的优良性能。
实施例10将芳酰胺纤维(肯布拉3120dtex东丽杜邦社制)作为增强纤维，在其上含浸乙烯酯树脂(H6400三井化学制)压伸成型成外径φ2.1mm，将其导入到熔融挤出机的十字头模中，挤出被覆LLDE树脂(N UCG5350日本尤尼卡制)，冷却表面的被覆树脂后，在145℃的蒸汽固化槽中，固化内部的聚酯树脂，得到外径φ2.8mm的被覆抗拉伸力丝。
将此被覆拉伸力丝预热到60℃导入到对应于衬垫的断面形状的旋转模中，作为衬垫本体树脂将MI=0.03(g/10min)的高密度聚乙烯树脂(海泽克斯6600M三井化学制、弯曲弹性模量833Mpa)，在挤出温度170℃、10m/min的速度下旋转挤出被覆后，导入到如图1所示的冷却装置1内，冷却固化聚乙烯树脂。
在冷却装置1中，将作为冷却介质的干燥空气，从冷却喷嘴4以10m/sec的风速对着衬垫垂直(垂直相交地)喷吹，喷涂到衬垫的槽底，使凸棱的根部比中间部分优先冷却，进行这样的冷却处理，得到外径φ8.0mm的SZ型PE衬垫。
另外，旋转模喷出树脂的喷嘴使用如下的喷嘴，即将喷嘴孔断面积设计成Sb/Snb的百分率(以下称拉减率)为95％。其中Sb是从作为目标的PE衬垫的断面积Ss减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积值、Snb是从喷嘴孔断面积减去被覆抗拉伸力线的断面积St的值。
得到的PE衬垫是将槽深2.4mm、槽外宽2.7mm、槽内宽1.2mm的梯形槽按圆周方向5处均等配置的，进而这些槽具有以翻转螺矩175mm(衬垫纵向变动范围是167～183mm)、翻转角度250°捻成SZ状的螺旋结构，凸棱根部的最小凸棱厚度是约0.8mm的，具有要求的尺寸形状，槽底的平均表面粗度Ra(μm)是0.68，是满足各种规格的。
在测定此SZ衬垫的翻转部断面的槽倾斜角α时，得到可充分抑制槽倾斜的约为15°(参照图4)。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，如图2所示，从根部到顶端分成4份(a～d)后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，在此SZ衬垫上边叠层5条厚0.32mm、宽1.1mm的4芯带状光缆边收纳，通过压卷无纺布进行色皮被覆，得到100芯的SZ型光纤缆。对于此光纤缆测定光传输性能时，可确认为0.22dB/km的优良性能。
实施例11在由实施例10得到的外径φ8.0mm的SZ型PE衬垫上，以连续的工序边叠层5条厚0.32mm、宽1.1mm的4芯带状光缆并收纳，通过压卷无纺布进行色皮被覆，得到100芯的SZ型光纤缆。对于此光纤缆测定光传输性能时，可确认为0.22dB/km的优良性能。
通过采用此光纤缆的制造方法，可防止将SZ型PE衬垫卷取到卷取轴操作中所担心的凸棱变形的同时，可省去卷取操作时所必要的插入层间纸的操作。
实施例12将外径φ2.0mm的单钢丝作为拉伸力体导入到十字头模中，在此拉伸力体的外周，将乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂(GA-006日本尤尼卡制)作为预被覆内层，将LLDPE(NUCG5350日本尤尼卡制、弯曲弹性模量353Mpa)作为预被覆外层，在200℃下共挤出被覆，得到乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂层外径φ2.8mm、其外周的LLDPE树脂被覆外层φ4.4mm的被覆抗拉伸力丝。
将此被覆抗拉伸力丝预热到60℃导入到旋转模中，作为衬垫本体树脂将MI=0.03(g/10min)的高密度聚乙烯树脂(海泽克斯6600M三井化学制)在挤出温度170℃、10m/min的速度下旋转挤出被覆后，导入如图1所示的冷却装置1中，用与实施例1相同条件冷却固化，得到外径φ8.5mm的PE衬垫。
另外，旋转模喷出树脂的喷嘴使用如下的喷嘴，即将喷嘴孔断面积设计成Sb/Snb的百分率(以下称拉减率)为95％。其中Sb是从作为目标的PE衬垫的断面积Ss减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积值、Snb是从喷嘴孔断面积减去被覆抗拉伸力线的断面积St的值。
得到的PE衬垫是将槽深1.7mm、槽外宽3.0mm的大致U字状槽，按圆周方向6处均等配置的，进而这些槽具有以翻转螺矩125mm(衬垫纵向波动范围是122～127mm)、翻转角度275°捻成SZ状的螺旋结构，是满足各种规格的。另外，用下式近似的螺旋进行角β是9.26°。
螺旋进行角(β)tanβ=(d×π×θ/360)/p其中，将衬垫的外径作为d、螺旋槽的翻转角度作为θ、螺旋槽的翻转螺矩作为p。
在测定此SZ衬垫的翻转部断面的槽倾斜角α时，得到可充分抑制槽倾斜的约为14°。
比较例1除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，一边插入在内径φ75mm、长4m的聚丙烯酸管中；一边使用环状喷嘴从管的出口方向(衬垫的牵引侧)对于衬垫用10m/sec的风速平行地喷吹干燥空气，冷却、固化以外，其它用与实施例1相同的方法，得到外径φ11.4mmdPE衬垫。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例1相同，但测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约20°。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成200芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.25～0.42dB/km的优良性能。
比较例2除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，一边插入在出口侧具有孔径φ12mm的衬垫的内径75mm、长1m的SUS管；一边在管内从下方导入40℃热水，该热水中添加了表面活性剂(马篷60松本油脂制)达到0.1质量％浓度，从上方溢流，冷却固化之外，用与实施例1相同的方法得到外径φ11.4mm的PE衬垫。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例1相同，但测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约22°。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例1相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成200芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.25～0.62dB/km的优良性能。
比较例3除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，一边插入在内径φ75mm、长4m的聚丙烯酸管中；边使用环状喷嘴从管的出口(牵引侧)方向，对于衬垫用10m/sec的风速平行地喷吹干燥空气，冷却、固化以外，其它用与实施例5相同的方法，得到外径φ8.0mm的PE衬垫。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例5相同，但测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约28°的大倾斜。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例5相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成100芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.30～0.75dB/km的优良性能。
比较例4除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，一边插入在出口侧具有孔径9mm的有衬垫的内径75mm、长1m的SUS管；一边导入40℃热水，该热水中添加了表面活性剂(马蓬60松本油脂制)达到0.1质量％浓度，通过溢流，冷却固化之外，用与实施例5相同的方法得到外径φ8.0mm的PE衬垫。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例1相同，但测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约30°大的倾斜。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例5相同，在各槽上分别收纳5条4芯带状光缆，作成100芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.30～0.95dB/km的优良性能。
比较例5除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，从移动衬垫的中心以半径5cm在向着内侧的状态下圆形配置五个喷洒用喷嘴(喷涂系统日本制)，从衬垫的进行方向看从170°的方向用10m/sec的风速喷吹干燥空气，冷却固化以外，其它用与实施例5相同的方法，得到外径φ8.0mm的PE衬垫。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例5相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约24°。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例5相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成100芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.26～0.64dB/km的优良性能。
比较例6除了作为衬垫本体树脂的冷却方法，从移动衬垫的中心以半径5cm在向着内侧的状态下圆形配置五个喷洒用喷嘴(喷涂系统日本制)，从衬垫的进行方向看从20°的方向用10m/sec的风速喷吹干燥空气，冷却固化以外，其它用与实施例5相同的方法，得到外径φ8.0mm的PE衬垫。
此SZ衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例5相同，另外，测定翻转部断面的槽倾斜角度α时，是约23°。
进而，切取本体树脂形成的SZ衬垫的一个凸棱，从根部到顶端分成4份后，用密度梯度管测定树脂密度。测定结果如表1所示。
接着，与实施例5相同，在各槽上收纳5条4芯带状光缆，作成100芯的SZ型光纤缆。测定传输性能时，它也显示了0.26～0.62dB/km的优良性能。
比较例7除了作为衬垫本体树脂，使用MI=0.4(g/10min)的高密度聚乙烯树脂(海泽克斯5300B三井化学制)，挤出温度为170℃之外，用与实施例3相同的方法，得到外径φ11.4mm的SZ衬垫。
此衬垫的断面尺寸、翻转螺矩、翻转角度等与实施例3相同，槽底的平均表面粗度是1.5μm。使用此衬垫的光缆的传输损失是0.25～0.36dB/km的不均匀性能。
比较例8除了旋转模的树脂喷出喷嘴的孔断面积，是使用用从喷嘴孔断面积Sn减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积Snb去除作为目标的、从PE衬垫的断面积Ss减去被覆拉伸力丝的断面积St的断面积Sb的值Sb/Snb，设计拉伸率成65％之外，作为与实施例1相同的条件，得到外径是φ11.4mm的SZ衬垫。
此SZ衬垫的槽倾斜角度α是约35°，可收纳规定个数的带状光缆。
比较例9除了将外径2.8mm的被覆抗拉伸力体卷取到卷取辊上后，在其它的工序形成衬垫本体被覆之外，用与实施例10相同的工序，得到外径φ8.0mm的SZ型衬垫。
此SZ衬垫的翻转螺矩，受到被覆抗拉伸力体的卷取缺陷的影响，衬垫纵向方向的变动范围在不均匀145～205mm内，用与实施例10方法测定作成100芯的光纤缆，其传输性能是有0.27～0.35dB/km的不均匀性能。
比较例10除了将螺旋槽的翻转螺矩作成75mm(73～77mm)之外，用与实施例12相同的方法得到外径φ8.5mm的PE衬垫。在与实施例12相同地求出得到的衬垫的螺旋进行角时，是15.22°。
另外，在测定此衬垫的槽翻转部的槽倾斜角度时，是约20°的比实施例12有大的倾斜。
在以上的实施例、比较例的槽倾斜角度α、凸棱的每个部位的树脂密度、SZ衬垫上实装带芯丝作成光缆时的传输损失的测定结果如以下表1、2所示。
表1
表2
另外，本发明的衬垫，不受图1或图5所示的断面形状的限制，另外，如图6所示的螺旋槽的断面大致U字状的衬垫或如图7所示的螺旋槽的断面形状中，也可适用平行地形成侧面的衬垫。
以上，如按照实施例及比较例详细说明的，本发明的SZ衬垫，由于即使设计成细径化的最小凸棱厚度，也可抑制在翻转部的槽倾斜，所以在实装光缆时的传输损失的增加少是极实用的衬垫。
另外，本发明的衬垫，以提高缆敷设时的作业性为目的，收纳在螺旋槽内的光缆具有余长，确保引出的容易性，且为了防止从收纳的螺旋槽内的脱落，同时为了确保作为必要的芯丝拉拔力，可将翻转螺矩设计得短些。
进而，本发明的衬垫，对于光缆的传输特性的稳定性成为重要的因素的螺旋槽的轨迹，可抑制被覆丝织和抗拉伸力体的供返现象，所以可作成正弦曲线。
另外，本发明的带细径化的带SZ螺旋槽的衬垫，非常有效地用于收纳可进行电话局内的光布线模数等、在有限的空间的高密度化、多芯化布线的光带的光纤缆。即，对于100芯局内光纤缆的用途，由于缆外径变小，于相同收纳芯数的以外缆比较，可将缆断面积大幅度降低的同时，由于柔软性也提高，所以敷设作业也可效率化。
因此，本发明的光纤缆可实现结果地细径化的SZ型光纤缆。
另外，按照本发明的制造方法，由于即使衬垫本体被覆用树脂具有高的熔融指数值(MI)，也可抑制螺旋槽的倾斜，所以具有也可使用再生树脂类的高MI树脂的优点。
另外，由于可抑制螺旋槽的凸棱倾斜，所以衬垫纵向的外径精度提高，由此，看到光缆的集合化速度提高，也防止光缆敷设时的传输损失的增加。
产业上的可利用性本发明的带SZ螺旋槽的衬垫，由于可细径化，所以可极有效地用于电话局内的光布线模块等、在有限的空间的高密度化多芯化布线时的光纤缆。
权利要求
1．一种光纤缆用衬垫，其是在中心抗拉强度体的周围用能够与聚乙烯相溶性的热塑性树脂施以中间被覆层，用聚乙烯树脂沿着上述中间被覆层的外周纵向、周期地翻转方向，且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫，其特征是分隔上述螺旋槽的凸棱的最小凸棱厚度是1.0mm以下、而且翻转部的衬垫断面的槽倾斜角度作成18°以下。
2．一种光纤缆用衬垫，其是在中心抗拉强度体的周围，用聚乙烯树脂沿着纵向、周期地翻转方向，且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫，其特征是分隔上述螺旋槽的凸棱的最小凸棱厚度是1.0mm以下、而且翻转部的衬垫断面的槽倾斜角度作成18°以下。
3．如权利要求1或2所述的衬垫，其特征是分隔上述螺旋槽的凸棱的近根部的树脂密度，与凸棱顶端和凸棱中部比较可作成最小。
4．如权利要求1～3中任一项所述的衬垫，其特征是上述螺旋槽的底部的平均粗度可作成1.2μm以下。
5．如权利要求1～3中任一项所述的衬垫，其特征是在将外径作为d、螺旋槽的翻转角度作为θ、螺旋的翻转螺矩作为P时，用tanθ=(d×π×θ/360)/p公式求出的螺旋行进角(β)可设定在5～15°的范围。
6．如权利要求1～5中任一项所述的衬垫，其特征是在至少一个以上的螺旋槽收纳多条带状光纤。
7．如权利要求1～5中任一项所述的衬垫，其特征是在至少一个以上的螺旋槽收纳单芯光纤。
8．一种光纤缆用衬垫的制造方法，其是在中心抗拉强度体的周围用能够与聚乙烯相溶性的热塑性树脂施以中间被覆层，用聚乙烯树脂沿着上述中间被覆层的外周纵向、周期地翻转方向，且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫的制造方法，其特征是在施以上述衬垫本体被覆后，对着上述衬垫的移动方向，从其外周以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
9．一种光纤缆用衬垫的制造方法，其是在中心抗拉强度体的周围，用聚乙烯树脂沿着纵向、周期地翻转方向，且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫的制造方法，其特征是施以上述衬垫本体被覆后，对着上述衬垫的移动方向，从其外周以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
10．一种光纤缆用衬垫的制造方法，其是在中心抗拉强度体的周围，用聚乙烯树脂沿着纵向、周期地翻转方向，且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆的聚乙烯制光纤缆用衬垫的制造方法，其特征是在构成上述抗拉强度体的增强纤维束中含浸未固化的热固化性树脂、拉伸成型，将其插入贯通到熔融挤出成型模中，在外周挤出聚乙烯树脂、被覆，接着冷却表面的被覆树脂后，使内部的热固化树脂固化，接着在被覆树脂的外周施以上述衬垫本体被覆层后，对于上述衬垫的移动方向，从其外周以规定的角度斜交地吹入冷却介质。
11．如权利要求8～10中任一项所述的衬垫制造方法，其特征是冷却介质可以是添加了表面活性剂的40℃以上的热水。
12．如权利要求8～10中任一项所述的衬垫制造方法，其特征是冷却介质可以是干燥空气或者含有雾的湿润空气。
13．如权利要求9～11中任一项所述的衬垫制造方法，其特征是上述所定的角度设定成30°～150°以内的角度。
14．如权利要求8～13中任一项所述的衬垫制造方法，其特征是拉减率设定在70％以上。
15．如权利要求9所述的光纤缆用衬垫的制造方法，其特征是通过喷涂冷却介质固化上述衬垫本体被覆层后，在上述螺旋槽内收纳光纤，在其外周通过压卷无纺布施以鞘被覆。
全文摘要
一种光纤缆用衬垫,其是在中心抗拉强度体的周围用热塑性树脂施以中间被覆层,用聚乙烯树脂沿着上述中间被覆层的外周纵向、周期地翻转方向,且连续地形成具有收纳光纤缆用的螺旋槽的本体被覆时,熔融吐出后冷却介质优先地吹入或流入槽中,上述分隔上述螺旋槽的凸棱的最小凸棱厚度是1.0mm以下、而且翻转部的衬垫断面的槽倾斜角度α作成18°以下。
文档编号G02B6/44GK1310805SQ00800992
公开日2001年8月29日 申请日期2000年6月1日 优先权日1999年6月3日
发明者石井德, 渡边和宪, 伊藤宪治 申请人:宇部日东化成株式会社