JP2005321720A - Manufacturing method and apparatus of clad pipe for optical member - Google Patents

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Masanori Takase
雅典 高瀬
Tadashi Ueda
忠 上田
Takanori Sato
隆則 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method and apparatus of a clad pipe for optical member which has excellent uniformity of thickness in the peripheral direction and suppresses the deterioration of transmission loss of an optical fiber obtained by using the clad pipe for optical member. <P>SOLUTION: Fused PVDF is extruded from an extrusion dice 43 as a fused pipe 44. A plurality of heaters are attached to an adjustment part 51 of the extrusion dice 43. The fused pipe 44 is sent to a cooling vacuum unit 46 through a sizing dice 45. The outer peripheral surface of the fused pipe 44 is leveled, cooled and solidified by the cooling vacuum unit 46. A cooled pipe 48 is sent out via a vacuum seal 47. The thickness of the cooled pipe 48 is measured by a thickness/outer diameter measuring instrument 49. The measured value is transmitted to a controller 50. The optimum temperature of each heater is calculated such that the thickness of the cooled pipe 48 is made uniform by an arithmetic section 90 of the controller 50. A control section 91 controls the temperature of each heater in accordance with the calculated value. Fine adjustment of pipe thickness by means of the heater is always performed during the manufacture of the clad pipe. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学部材用クラッドパイプの製造方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a clad pipe for an optical member.

近年、通信産業の発達に伴い、光ファイバの需要が高まると共に伝送損失が小さく、低価格であるものが要求されている。プラスチック光学部材は、同一構造を有する石英系光学部材と比較して、製造及び加工が容易であること並びに低価格であること等の利点がある。特に、プラスチック光ファイバは、素材が全てプラスチックで構成されているため、伝送損失が石英系光ファイバと比較してやや大きいという短所を有する。しかしながら、良好な可撓性を有し、軽量で加工性が良く、石英系光ファイバと比較して口径の大きい光ファイバの製造が容易であるという長所を有する。さらに、低コストで製造が可能であるという長所をも有する。従って、伝送損失の大きさが問題とならない程度の短距離用の光伝送体として種々検討されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, with the development of the communication industry, the demand for optical fibers has increased, transmission loss is low, and low cost is required. The plastic optical member has advantages such as easy manufacture and processing and low cost compared to the quartz optical member having the same structure. In particular, the plastic optical fiber has a disadvantage that the transmission loss is slightly larger than that of the silica-based optical fiber because the material is made entirely of plastic. However, it has the advantages of having good flexibility, light weight, good workability, and easy manufacturing of an optical fiber having a large diameter compared to a quartz optical fiber. Further, it has an advantage that it can be manufactured at low cost. Therefore, various studies have been made on optical transmission bodies for short distances where the magnitude of transmission loss is not a problem (see, for example, Patent Document 1).

プラスチック光ファイバ(以下、POFとも称する)は、プラスチックからなる芯(以下、コア又はコア部と称する)とコア部より低屈折率のプラスチックからなる外殻(以下、クラッド又はクラッド部と称する)とから構成されている。POFの製造方法の1つに、溶融押出法によりパイプ状のクラッド部(以下、クラッドパイプと称する)を形成し、そのクラッドパイプ中にコア部を形成する方法が知られている。特に、中心から外側に向かって屈折率の大きさに分布を有するコア部を備えた屈折率分布型(グレーデッドインデックス型。以下、GI型と称する)POFは、伝送する光信号の帯域を大きくすることが可能なため、高い伝送容量を有する光ファイバとして最近注目されている。このようなGI型POFの製造方法の1つに、界面ゲル重合法を利用して、プリフォーム(母材)を作製し、その後に前記プリフォームを延伸する方法などが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   A plastic optical fiber (hereinafter also referred to as POF) includes a plastic core (hereinafter referred to as a core or core portion) and an outer shell (hereinafter referred to as a cladding or cladding portion) made of plastic having a lower refractive index than the core portion. It is composed of As one method for producing POF, a method is known in which a pipe-shaped clad portion (hereinafter referred to as a clad pipe) is formed by a melt extrusion method, and a core portion is formed in the clad pipe. In particular, a refractive index distribution type (graded index type; hereinafter referred to as GI type) POF having a core part having a distribution of refractive index from the center toward the outside increases the band of the optical signal to be transmitted. Therefore, it has recently been attracting attention as an optical fiber having a high transmission capacity. As one of the methods for producing such GI-type POF, there has been proposed a method of producing a preform (base material) using an interfacial gel polymerization method and then stretching the preform (for example, , See Patent Document 2).

クラッドパイプは、周方向のパイプの厚さ(肉厚)の均一性が重要である。周方向のパイプの肉厚が一定でない場合、プリフォームを延伸してPOFを得る延伸工程でPOFの径が一定にならない場合が生じる。このような場合には、得られるPOFの光学性能の低下を招いたり、径の変動が大きく不安定となり、得率が低下する原因となる。   In the clad pipe, the uniformity of the pipe thickness (wall thickness) in the circumferential direction is important. If the thickness of the pipe in the circumferential direction is not constant, the diameter of the POF may not be constant in the stretching process of stretching the preform to obtain POF. In such a case, the optical performance of the obtained POF is reduced, and the fluctuation of the diameter is greatly unstable, resulting in a decrease in the yield.

図7に従来の溶融押出法に用いられる押出ダイス100の断面図を示す。内リップ101と外リップ102とのクリアランスが溶融樹脂の樹脂流路103となる。また、内リップ101と外リップ102とは、シリンダ104内に挿入されている。シリンダ104には、調整ネジ105,106,107,108が取り付けられている。調整ネジ105〜108により外リップ102を移動させてクリアランスを調整することで樹脂流路103を偏心させている。このように周方向の樹脂流量を調整してパイプの肉厚をできるだけ均一にするリップ調整作業を行う。   FIG. 7 shows a cross-sectional view of an extrusion die 100 used in the conventional melt extrusion method. The clearance between the inner lip 101 and the outer lip 102 becomes the resin flow path 103 of molten resin. Further, the inner lip 101 and the outer lip 102 are inserted into the cylinder 104. Adjustment screws 105, 106, 107, and 108 are attached to the cylinder 104. The resin flow path 103 is decentered by adjusting the clearance by moving the outer lip 102 with the adjusting screws 105 to 108. In this way, a lip adjustment operation is performed to adjust the resin flow rate in the circumferential direction to make the pipe thickness as uniform as possible.

さらには、円周方向の肉厚分布を計測するセンサと、金型修正値を演算する装置、金型を移動させる調整機構、移動量を測定する変位センサで肉厚を自動調整するシステムを有する方法が知られている(例えば、特許文献3参照。)。押出ダイスから射出または押し出されたパリソン(円筒材料)に冷却された不活性ガスを吹き付けて固化させる方法も知られている(例えば、特許文献4参照。)。または、押出成形用の金型に揺動自在なサポーターリングを備えたサポーターを取り付け、サポーターリングにて合成樹脂の内径を規定する方法も知られている(例えば、特許文献5参照。)。さらには、押出機下流に内面に突起を有する回転可能な筒体が設置され、筒体を回転させることで内部を流れる樹脂を均質化する方法も知られている(例えば、特許文献6参照。)。   Furthermore, it has a sensor that measures the thickness distribution in the circumferential direction, a device that calculates the mold correction value, an adjustment mechanism that moves the mold, and a system that automatically adjusts the thickness using a displacement sensor that measures the amount of movement. A method is known (for example, refer to Patent Document 3). There is also known a method in which a cooled inert gas is sprayed and solidified on a parison (cylindrical material) injected or extruded from an extrusion die (see, for example, Patent Document 4). Alternatively, a method is known in which a supporter having a swingable supporter ring is attached to an extrusion mold and the inner diameter of the synthetic resin is defined by the supporter ring (see, for example, Patent Document 5). Further, there is also known a method in which a rotatable cylinder having a protrusion on the inner surface is installed downstream of the extruder and the resin flowing inside is homogenized by rotating the cylinder (see, for example, Patent Document 6). ).

特開昭61−130904号公報JP-A-61-130904 特許3332922号公報Japanese Patent No. 3332922 特開平5−116201号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-116201 特開平6−170923号公報JP-A-6-170923 特開平6−304991号公報JP-A-6-304991 特開2000−141451号公報JP 2000-141451 A

しかしながら、図7に示されているように調整ネジ105〜108による樹脂流路103の調整では、調整できる箇所が限られていること、機械的な調整であるため、粗調整には向いているが微調整が非常に困難であること等の欠点がある。そこで、肉厚均一性の非常に高いパイプを成形することは難しい問題があった。また、特許文献3ないし6に記載されている各方法で製造されるプラスチックパイプは配水管用途のものが多く、肉厚の均一性を向上させる技術としては、必ずしもクラッドパイプの成形で求められる精度を達成できるものではない。   However, as shown in FIG. 7, the adjustment of the resin flow path 103 with the adjustment screws 105 to 108 is suitable for coarse adjustment because the adjustable portion is limited and mechanical adjustment is performed. However, there are drawbacks such as that fine adjustment is very difficult. Therefore, it has been difficult to form a pipe with extremely high thickness uniformity. In addition, many plastic pipes manufactured by the methods described in Patent Documents 3 to 6 are used for water distribution pipes, and as a technique for improving the uniformity of wall thickness, accuracy required for molding of clad pipes is not necessarily required. Cannot be achieved.

本発明は、周方向の肉厚の均一性に優れた光学部材用クラッドパイプの製造方法及び装置を提供することを目的とする。また、前記光学部材用クラッドパイプを用いて得られる光ファイバの伝送損失の悪化を抑制することも目的とする。   An object of this invention is to provide the manufacturing method and apparatus of the clad pipe for optical members excellent in the thickness uniformity of the circumferential direction. Another object of the present invention is to suppress the deterioration of transmission loss of an optical fiber obtained using the clad pipe for an optical member.

本発明者は、パイプの径や肉厚によらず、安定して肉厚の均一性に優れた光学部材用クラッドパイプを成形するためには、調整ボルトによるリップクリアランスの粗調整に加えて、押出ダイスの外周面に周方向に複数のヒータを配置し、各ヒータの温度を個別に微調整することで押出ダイスの内部を流れる樹脂の粘度を調節し、周方向の流量を調整することで周方向のパイプの肉厚均一性を向上させることができることを見出した。   In order to form a clad pipe for an optical member that is stable and excellent in thickness uniformity regardless of the diameter and thickness of the pipe, the present inventor, in addition to rough adjustment of the lip clearance with an adjustment bolt, By arranging a plurality of heaters in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the extrusion die, adjusting the viscosity of the resin flowing inside the extrusion die by finely adjusting the temperature of each heater individually, and adjusting the flow rate in the circumferential direction It has been found that the thickness uniformity of the pipe in the circumferential direction can be improved.

押出ダイスの外周面に配置されるヒータの数は極力多いほうが望ましいが、数が多くなると個々のヒータ出力がダウンして所望の出力が得られない。配線などが煩雑になり作業性が悪化するなどの問題が生じるため、ヒータ数は4以上24以下が望ましいが、最適な出力値を得るためには8以上16以下が更に望ましい。   It is desirable that the number of heaters arranged on the outer peripheral surface of the extrusion die is as large as possible. However, if the number increases, the output of each heater is lowered and a desired output cannot be obtained. The number of heaters is preferably 4 or more and 24 or less because problems such as complicated wiring and deterioration in workability occur. However, in order to obtain an optimum output value, 8 or more and 16 or less are more desirable.

本発明の光学部材用クラッドパイプの製造方法は、溶融したポリマーを押出ダイスから押出して光学部材用クラッドパイプを製造する方法において、前記押出ダイスの外周面に沿って複数のクリアランス調整手段を設け、前記複数のクリアランスの調整を個別に行い、前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行う。   The method for producing a clad pipe for optical members of the present invention is a method for producing a clad pipe for optical members by extruding a molten polymer from an extrusion die, and a plurality of clearance adjusting means are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die. The plurality of clearances are individually adjusted, and the circumferential thickness of the clad pipe is adjusted.

本発明の光学部材用クラッドパイプの製造方法は、溶融したポリマーを押出ダイスから押出して光学部材用クラッドパイプを製造する方法において、前記押出ダイスの外周面に沿って複数のヒータを設け、前記押出されたクラッドパイプの肉厚を測定し、前記肉厚の測定値から前記複数のヒータの各最適温度を演算し、前記演算値に基づき、前記複数のヒータの温度調整を個別に行い、前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行う。前記押出ダイスの外周面に沿って複数のクリアランス調整手段を設け、前記複数のクリアランスの調整と前記複数のヒータの温度調整とを同時に行うことが好ましい。前記クリアランス調整手段は、前記ヒータのクリアランスを調整するものであっても良い。   The method for producing a clad pipe for optical members of the present invention is a method for producing a clad pipe for optical members by extruding a molten polymer from an extrusion die, and a plurality of heaters are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die. Measuring the thickness of the clad pipe, calculating each optimum temperature of the plurality of heaters from the measured thickness value, individually adjusting the temperature of the plurality of heaters based on the calculated value, Adjust the wall thickness in the circumferential direction of the pipe. Preferably, a plurality of clearance adjusting means are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die, and the adjustment of the plurality of clearances and the temperature adjustment of the plurality of heaters are performed simultaneously. The clearance adjusting means may adjust the clearance of the heater.

前記クラッドパイプが、プラスチック光ファイバ用クラッドパイプであることが好ましい。本発明には、前記光学部材用クラッドパイプの製造方法により製造された光学部材用クラッドパイプも含まれる。本発明には、前記光学部材用クラッドパイプの製造方法により製造された光学部材用クラッドパイプ内に前記クラッドパイプの屈折率よりも高い屈折率を有するコアを形成した光学部材用プリフォームも含まれる。本発明には、前記光学部材用クラッドパイプの製造方法により光学部材用クラッドパイプを製造し、前記光学部材用クラッドパイプ内に前記クラッドパイプの屈折率よりも高い屈折率を有するコアを形成して光学部材用プリフォームを作製し、前記光学部材用プリフォームを延伸して得られるプラスチック光ファイバも含まれる。   The clad pipe is preferably a plastic optical fiber clad pipe. The present invention also includes an optical member clad pipe manufactured by the method for manufacturing an optical member clad pipe. The present invention also includes an optical member preform in which a core having a refractive index higher than the refractive index of the clad pipe is formed in the clad pipe for optical member produced by the method for producing a clad pipe for optical member. . In the present invention, a clad pipe for an optical member is produced by the method for producing a clad pipe for an optical member, and a core having a refractive index higher than that of the clad pipe is formed in the clad pipe for an optical member. A plastic optical fiber obtained by producing a preform for an optical member and stretching the preform for an optical member is also included.

本発明の光学部材用クラッドパイプの製造装置は、溶融したポリマーをパイプ状に押し出す押出ダイスを備える光学部材用クラッドパイプの製造装置において、前記押出ダイスの外周面に沿って設けられた複数のクリアランス調整手段と、前記複数のクリアランス調整手段を個別に制御する制御部とを有し、前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行う。   An optical member clad pipe manufacturing apparatus of the present invention is an optical member clad pipe manufacturing apparatus including an extrusion die for extruding a molten polymer into a pipe shape, and a plurality of clearances provided along the outer peripheral surface of the extrusion die. An adjustment unit and a control unit that individually controls the plurality of clearance adjustment units are provided to adjust the circumferential thickness of the clad pipe.

本発明の光学部材用クラッドパイプの製造装置は、溶融したポリマーをパイプ状に押し出す押出ダイスを備える光学部材用クラッドパイプの製造装置において、前記押出ダイスの外周面に沿って設けられた複数のヒータと、前記押出されたクラッドパイプの肉厚を測定する測定器と、前記肉厚の測定値から前記複数のヒータの各最適温度を演算する演算部と、前記演算値に基づき、前記複数のヒータをそれぞれ個別に温度制御する制御部とを有し、前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行う。前記押出ダイスの外周面に沿って設けられた複数のクリアランス調整手段と、前記複数のクリアランス調整手段のクリアランスを制御する第2制御部とを有することが好ましい。   An optical member clad pipe manufacturing apparatus according to the present invention is an optical member clad pipe manufacturing apparatus including an extrusion die for extruding a molten polymer into a pipe shape, and a plurality of heaters provided along the outer peripheral surface of the extrusion die. A measuring device for measuring the thickness of the extruded clad pipe, a calculation unit for calculating each optimum temperature of the plurality of heaters from the measured thickness value, and the plurality of heaters based on the calculated value And a controller for individually controlling the temperature, and adjusting the circumferential thickness of the clad pipe. It is preferable to have a plurality of clearance adjusting means provided along the outer peripheral surface of the extrusion die, and a second control unit that controls the clearances of the plurality of clearance adjusting means.

前記ヒータが、バンドヒータ,アルミ鋳込みヒータ,カートリッジヒータのいずれかであることが好ましい。前記複数のヒータが、4個以上24個以下であることが好ましい。   The heater is preferably a band heater, an aluminum cast heater, or a cartridge heater. The number of the plurality of heaters is preferably 4 or more and 24 or less.

本発明の光学部材用クラッドパイプの製造方法によれば、溶融したポリマーを押出ダイスから押出して光学部材用クラッドパイプを製造する方法において、前記押出ダイスの外周面に沿って複数のクリアランス調整手段を設け、前記複数のクリアランスの調整を個別に行い、前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行うから、押出ダイス内部の溶融樹脂の粘度、流量を調整し周方向の肉厚均一性に優れた光学部材用クラッドパイプを作製することができる。従ってこれを用いて作製したプリフォームの線引き時に光ファイバ径が変動して不安定化することなく、安定して伝送損失の小さいプラスチック光ファイバを作製することができる。   According to the method for producing a clad pipe for optical members of the present invention, in the method for producing a clad pipe for optical members by extruding a molten polymer from an extrusion die, a plurality of clearance adjusting means are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die. Since the adjustment of the plurality of clearances is performed individually and the thickness of the clad pipe in the circumferential direction is adjusted, the viscosity and flow rate of the molten resin inside the extrusion die are adjusted to provide excellent thickness uniformity in the circumferential direction. In addition, a clad pipe for an optical member can be produced. Therefore, a plastic optical fiber having a small transmission loss can be stably produced without causing the optical fiber diameter to fluctuate and destabilize when the preform produced using this is drawn.

本発明の光学部材用クラッドパイプの製造方法によれば、溶融したポリマーを押出ダイスから押出して光学部材用クラッドパイプを製造する方法において、前記押出ダイスの外周面に沿って複数のヒータを設け、前記押出されたクラッドパイプの肉厚を測定し、前記肉厚の測定値から前記複数のヒータの各最適温度を演算し、前記演算値に基づき、前記複数のヒータの温度調整を個別に行い、前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行うから、周方向の肉厚均一性に優れた光学部材用クラッドパイプを連続して製造することが可能となる。   According to the method for producing a clad pipe for optical members of the present invention, in the method for producing a clad pipe for optical members by extruding a molten polymer from an extrusion die, a plurality of heaters are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die, Measure the wall thickness of the extruded clad pipe, calculate the optimum temperature of each of the plurality of heaters from the measured value of the wall thickness, and individually adjust the temperature of the plurality of heaters based on the calculated value, Since the thickness of the clad pipe in the circumferential direction is adjusted, it is possible to continuously manufacture the clad pipe for optical members having excellent thickness uniformity in the circumferential direction.

従来は周方向のパイプ肉厚を規格内に入れることが製造開始の律速となることがあるが、本発明の光学部材用クラッドパイプの製造方法によれば、周方向の肉厚調整速度を向上させることができるため、製造開始時の周方向の肉厚不均一によるロスを減少させ、得率を向上させることができる。   In the past, putting the pipe thickness in the circumferential direction within the standard may be the rate-determining factor for manufacturing, but according to the method for producing a clad pipe for optical members of the present invention, the speed of adjusting the thickness in the circumferential direction is improved. Therefore, loss due to uneven thickness in the circumferential direction at the start of production can be reduced, and the yield can be improved.

本発明に係るクラッドパイプを用いて製造されるプラスチック光ファイバの製造方法を図1に示す。クラッドパイプ作製工程11で原料ポリマーを溶融押出法によりクラッドパイプ12を作製する。なお、クラッドパイプ12の製造方法については、後に詳細に説明する。次に、重合性組成物を含むアウターコア形成用液(以下、アウターコア液と称する)を調製し、その液を用いてアウターコア重合工程13を行い、クラッドパイプ12の中空部にアウターコアを形成する。さらに、インナーコア形成用液(以下、インナーコア液と称する)を調製し、インナーコア重合工程14を行いインナーコアを形成してプリフォーム15を得る。プリフォーム15を延伸工程16により、加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバ(POF)17を得る。POF17は、そのままの形態で光ファイバとして用いることができる。しかしながら、取り扱いを容易にしたりPOF17の外面の損傷を抑制したりするために保護層を形成することが好ましい。保護層は、被覆工程18により形成し、POF17の外周面に被覆材が保護層として形成されたプラスチック光ファイバ心線(以下、光ファイバ心線と称する)19を得ることができる。さらに、光ファイバ心線を複数本束ねた光ファイバケーブルとして用いることもできる。   FIG. 1 shows a method of manufacturing a plastic optical fiber manufactured using a clad pipe according to the present invention. In the clad pipe production step 11, the clad pipe 12 is produced by melt extrusion of the raw material polymer. A method for manufacturing the clad pipe 12 will be described later in detail. Next, a liquid for forming an outer core containing a polymerizable composition (hereinafter referred to as an outer core liquid) is prepared, and the outer core polymerization step 13 is performed using the liquid, and the outer core is attached to the hollow portion of the clad pipe 12. Form. Further, a liquid for forming an inner core (hereinafter referred to as an inner core liquid) is prepared, an inner core polymerization step 14 is performed to form an inner core, and a preform 15 is obtained. The preform 15 is heated, melted and stretched in a stretching step 16 to obtain a plastic optical fiber (POF) 17. The POF 17 can be used as an optical fiber as it is. However, it is preferable to form a protective layer in order to facilitate handling and to prevent damage to the outer surface of the POF 17. The protective layer is formed by the coating step 18, and a plastic optical fiber core wire (hereinafter referred to as an optical fiber core wire) 19 in which a coating material is formed as a protective layer on the outer peripheral surface of the POF 17 can be obtained. Furthermore, it can also be used as an optical fiber cable in which a plurality of optical fiber cores are bundled.

図2(a)にプリフォーム15の断面の一形態を示す。インナーコア30は、高い伝送特性が得られるように、その中心部から外周部へ連続的に屈折率が小さくなるグレーデッドインデックス型(以下、GI型と称する)であることが好ましい(図2(b)参照)。アウターコア31は、インナーコア30を形成する際に、その中で界面ゲル重合が可能な材料から形成されている。以下、本発明に係るクラッドパイプの原料及び製造方法について説明する。その後に、前記クラッドパイプを用いて、プリフォームを作製し、そのプリフォームからPOF、光ファイバ心線を製造する方法を説明する。   FIG. 2A shows one form of the cross section of the preform 15. The inner core 30 is preferably of a graded index type (hereinafter referred to as GI type) in which the refractive index continuously decreases from the central part to the outer peripheral part so as to obtain high transmission characteristics (hereinafter referred to as GI type). b)). When the inner core 30 is formed, the outer core 31 is formed of a material capable of interfacial gel polymerization. Hereinafter, the raw material and manufacturing method of the clad pipe according to the present invention will be described. Then, a method for producing a preform using the clad pipe and producing a POF and an optical fiber core from the preform will be described.

クラッドを構成する素材は、コア部に比べて屈折率が低い素材からなる。素材としては、屈折率が低い限りにおいて、後述のコア部に用いられる素材も好ましく用いることができるがフッ素樹脂は、低屈折率で透明性に優れ、可撓性を有し、機械的強度にも優れているために光学部材のクラッドとして好ましく用いられる。また、フッ素樹脂は、一般的に有機溶媒に難溶であるためその成形は主に高温での溶融成形で行われる。フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリビニルフルオライド(PVF),ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP),テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA),エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE),ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE),テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(EPE)などが挙げられる。   The material constituting the clad is made of a material having a refractive index lower than that of the core portion. As long as the refractive index is low, the material used for the core part described later can also be used preferably. However, the fluororesin has a low refractive index, excellent transparency, flexibility, and mechanical strength. Is also excellent as a cladding for optical members. Further, since the fluororesin is generally hardly soluble in an organic solvent, the molding is mainly performed by melt molding at a high temperature. Examples of fluororesins include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether. Examples thereof include a polymer (PFA), an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), a polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE), and the like.

フッ素樹脂のなかでは、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)が好ましく用いられ、またその共重合体も好ましく用いられる。例えば、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(フッ化ビニリデンを50重量%以上含むものが好ましく、より好ましくは70重量%以上90重量%以下含有するものである)、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体,フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体,フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びフッ化ビニリデンの3元以上の共重合体などが挙げられる。なお、本発明に係るクラッドパイプの原料は、フッ素樹脂に限定されるものではない。   Among the fluororesins, polyvinylidene fluoride (PVDF) is preferably used, and a copolymer thereof is also preferably used. For example, a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (preferably containing 50% by weight or more of vinylidene fluoride, more preferably containing 70% by weight or more and 90% by weight or less), vinylidene fluoride-hexafluoro Propylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, and a ternary or more copolymer of vinylidene fluoride. The raw material for the clad pipe according to the present invention is not limited to the fluororesin.

図3に本発明に係るクラッドパイプ12の製造方法に用いられる製造ライン40の一実施形態を示す。なお、クラッドパイプ原料としてPVDFを用いる製造方法を例示する。押出機41には、原料ポリマーであるPVDF投入用のホッパ42が取り付けられている。押出機41の押出部41aを180℃〜230℃の範囲に加熱して、投入されたPVDFを溶融させる。押出部41aに設けられているスクリュー(図示しない)を用いて押出ダイス43から溶融PVDFをパイプ状に押し出す。以下、このパイプを溶融パイプ44と称する。なお、押出ダイス43の形態については、後に詳細に説明する。   FIG. 3 shows an embodiment of a production line 40 used in the method for producing the clad pipe 12 according to the present invention. In addition, the manufacturing method which uses PVDF as a cladding pipe raw material is illustrated. A hopper 42 for charging PVDF, which is a raw material polymer, is attached to the extruder 41. The extrusion part 41a of the extruder 41 is heated to a range of 180 ° C. to 230 ° C. to melt the charged PVDF. The molten PVDF is extruded into a pipe shape from the extrusion die 43 using a screw (not shown) provided in the extrusion portion 41a. Hereinafter, this pipe is referred to as a melting pipe 44. The form of the extrusion die 43 will be described in detail later.

溶融パイプ44は、その外形を成型するサイジングダイス45に通される。サイジングダイス45は、冷却真空装置46内に設けられている。冷却真空装置46は、冷却水を給排水する給水装置,排水装置及び所望の圧力に減圧するために真空装置を備えている。冷却真空装置46のパイプ出口には真空シール47が設けられており、冷却真空装置46内の圧力を所望の圧力範囲となるように調整される。溶融パイプ44は、サイジングダイス45の成形面となっている内面によりその外周面が平滑化される。また、冷却水により冷却されて固化する。真空度,冷却水の温度は特に限定されるものではないが、絶対圧力で1Pa〜35Pa,温度は170℃〜190℃であることが好ましい。冷却真空装置46から送り出される冷却されたパイプ(以下、冷却パイプと称する)48は、肉厚・外径測定器49によりそのパイプ肉厚及び外径が測定される。測定値は、コントローラ50に送信され、押出ダイス43の調整部51に取り付けられている各ヒータの温度調整が行われる。   The melting pipe 44 is passed through a sizing die 45 that molds its outer shape. The sizing die 45 is provided in the cooling vacuum device 46. The cooling vacuum device 46 includes a water supply device for supplying and discharging cooling water, a drainage device, and a vacuum device for reducing the pressure to a desired pressure. A vacuum seal 47 is provided at the pipe outlet of the cooling vacuum device 46, and the pressure in the cooling vacuum device 46 is adjusted to be within a desired pressure range. The outer peripheral surface of the melting pipe 44 is smoothed by the inner surface that is the molding surface of the sizing die 45. Moreover, it cools with cooling water and solidifies. The degree of vacuum and the temperature of the cooling water are not particularly limited, but are preferably 1 Pa to 35 Pa in absolute pressure and the temperature is 170 ° C. to 190 ° C. The pipe thickness (outer diameter) of the cooled pipe (hereinafter referred to as a cooling pipe) 48 sent out from the cooling vacuum device 46 is measured by a wall thickness / outer diameter measuring device 49. The measured value is transmitted to the controller 50, and the temperature of each heater attached to the adjusting unit 51 of the extrusion die 43 is adjusted.

図4に押出ダイス43のIV−IV線の断面図を示す。また、図5に製造ライン40の要部拡大図を示す。押出ダイス43は、内リップ70と外リップ71とが、シリンダ72内に挿入されている。押出ダイス43の調整部51には、内リップ70と外リップ71とのクリアランスを調整するための調整ネジ73,74,75,76,77,78,79,80が取り付けられている。調整ネジ73〜80の押し引き具合を調整することでクリアランスを調整する。クリアランスは溶融樹脂の樹脂流路81となる。樹脂流路81の調整は、調整ネジを1本〜8本用いることが好ましく、最も好ましくは8本とすることである。この調整ネジによるクリアランスの調整を以下粗調整と称する。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of the extrusion die 43 taken along line IV-IV. Moreover, the principal part enlarged view of the manufacturing line 40 is shown in FIG. In the extrusion die 43, an inner lip 70 and an outer lip 71 are inserted into the cylinder 72. Adjustment screws 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 for adjusting the clearance between the inner lip 70 and the outer lip 71 are attached to the adjusting portion 51 of the extrusion die 43. The clearance is adjusted by adjusting the degree of pushing and pulling of the adjusting screws 73-80. The clearance becomes a resin flow path 81 of molten resin. Adjustment of the resin flow path 81 is preferably performed using 1 to 8 adjustment screws, and most preferably 8 screws. The clearance adjustment with this adjustment screw is hereinafter referred to as coarse adjustment.

調整部51には、さらにヒータ82,83,84,85,86,87,88,89がシリンダ72の外周面に沿って8個取り付けられている。複数個のヒータ82〜89を取り付けて、各々を個別に温度調整することで、樹脂流路81内を流れるPVDFの流量を変化させる。これによりパイプ53の肉厚の微調整を行うことが可能となる。以下、この調整方法を微調整と称する。ヒータの取り付け数は、パイプの肉厚の分布を均一化するレベル,押出ダイス43の外径,ヒータ能力により適宜選択される。取り付け数は、多い方が温度の微調整を容易に行えるために好ましいが、配線が煩雑になるなどのコスト高の原因ともなる。そこで、4個以上24個以下であることが好ましく、8個以上16個以下であることがより好ましい。また、ヒータ82〜89は特に限定されるものではないが、バンドヒータ,アルミ鋳込みヒータ,カートリッジヒータなどを用いることが好ましい。また、調整部51を押出ダイス43に取り付ける位置は、溶融樹脂が押出される下流側であることが、パイプの肉厚の制御をより厳密に行えるために好ましい。図5に示すように制御部51の下流側先端51aは、押出ダイスの下流側先端43aと同一位置になるように取り付けても良いし、作製の容易さから15mm以下の範囲で制御部下流側先端51aを押出ダイス下流側先端43aより上流側に取り付けても良い。   Eight heaters 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, and 89 are attached to the adjustment unit 51 along the outer peripheral surface of the cylinder 72. A plurality of heaters 82 to 89 are attached, and the temperature of each is individually adjusted to change the flow rate of PVDF flowing in the resin flow path 81. As a result, the thickness of the pipe 53 can be finely adjusted. Hereinafter, this adjustment method is referred to as fine adjustment. The number of heaters is appropriately selected depending on the level at which the pipe thickness distribution is uniform, the outer diameter of the extrusion die 43, and the heater capacity. A larger number of attachments is preferable because fine adjustment of the temperature can be easily performed, but it also causes a high cost such as complicated wiring. Therefore, the number is preferably 4 or more and 24 or less, and more preferably 8 or more and 16 or less. The heaters 82 to 89 are not particularly limited, but it is preferable to use a band heater, an aluminum cast heater, a cartridge heater, or the like. In addition, the position where the adjustment unit 51 is attached to the extrusion die 43 is preferably on the downstream side from which the molten resin is extruded because the thickness of the pipe can be controlled more strictly. As shown in FIG. 5, the downstream end 51a of the control unit 51 may be attached so as to be at the same position as the downstream end 43a of the extrusion die. You may attach the front-end | tip 51a to the upstream from the extrusion die downstream front-end | tip 43a.

ヒータ82〜89の温度調整方法について説明する。冷却パイプ48の肉厚を周方向に沿って肉厚・外径測定器49で測定する。その測定値に基づき肉厚が厚い箇所に対応するヒータの温度は下降させる。また、肉厚が薄い箇所に対応するヒータの温度は上昇させる。これにより、樹脂流路81における溶融PVDFの流量が調整されて肉厚が一定のパイプ53を得ることができる。   A method for adjusting the temperature of the heaters 82 to 89 will be described. The thickness of the cooling pipe 48 is measured by a thickness / outer diameter measuring device 49 along the circumferential direction. Based on the measured value, the temperature of the heater corresponding to the thick portion is lowered. Further, the temperature of the heater corresponding to the portion where the wall thickness is thin is increased. Thereby, the flow rate of the molten PVDF in the resin flow path 81 is adjusted, and the pipe 53 having a constant thickness can be obtained.

ヒータ82〜89の温度制御を自動化させることがより好ましい。肉厚・外径測定器49の測定値は、コントローラ50に送信される。コントローラ50の演算部90で測定値に基づき各ヒータ82〜89の温度調整量を演算する。演算値は、制御部91に送信される。制御部91では、演算値に従い各ヒータ82〜89の温度調整信号を送信して各ヒータ82〜89の温度の制御を行う。このように、冷却パイプ48の肉厚の分布を測定し、ヒータ82〜89による微調整を行うことで、肉厚分布が均一なパイプ53を連続して製造することができる。   More preferably, the temperature control of the heaters 82 to 89 is automated. The measurement value of the wall thickness / outer diameter measuring device 49 is transmitted to the controller 50. The calculation unit 90 of the controller 50 calculates the temperature adjustment amounts of the heaters 82 to 89 based on the measured values. The calculated value is transmitted to the control unit 91. In the control part 91, the temperature adjustment signal of each heater 82-89 is transmitted according to a calculated value, and the temperature of each heater 82-89 is controlled. In this way, by measuring the thickness distribution of the cooling pipe 48 and performing fine adjustment by the heaters 82 to 89, the pipe 53 having a uniform thickness distribution can be continuously manufactured.

押出ダイス43の溶融樹脂送液方向の長さをL1(mm)とする。また、調整部51に取り付けられているヒータ82〜89の長さをL2(mm)とする。これら長さL1,L2は、特に限定されるものではないが、200mm≦L1(mm)≦300mmの場合に、40mm≦L2(mm)≦60mmの範囲とすることが好ましい。または、0.1≦(L2/L1)≦0.4の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.2≦(L2/L1)≦0.3であり、最も好ましくは、0.2≦(L2/L1)≦0.25である。(L2/L1)が0.1未満であると、溶融樹脂の温度調整が充分に行われないおそれが生じる。また、(L2/L1)が0.4を超えると、調整ネジ73〜80の粗調整が困難となるおそれがある。   The length of the extrusion die 43 in the molten resin feeding direction is L1 (mm). The length of the heaters 82 to 89 attached to the adjustment unit 51 is L2 (mm). These lengths L1 and L2 are not particularly limited, but when 200 mm ≦ L1 (mm) ≦ 300 mm, the length is preferably in the range of 40 mm ≦ L2 (mm) ≦ 60 mm. Alternatively, it is preferably in the range of 0.1 ≦ (L2 / L1) ≦ 0.4, more preferably 0.2 ≦ (L2 / L1) ≦ 0.3, and most preferably 0.2 ≦ (L2 / L1) ≦ 0.25. If (L2 / L1) is less than 0.1, the temperature of the molten resin may not be sufficiently adjusted. If (L2 / L1) exceeds 0.4, rough adjustment of the adjusting screws 73 to 80 may be difficult.

冷却パイプ48を引取機52により所望の張力を付与して、強靭性が向上したパイプ53とする。引取機52は、モータ54,55が接続している駆動ローラ56,57とニップローラ58,59とからなるローラ対が一対または複数対備えられている。ローラ対で冷却パイプ48を搬送することにより、冷却パイプ48に張力を付与することができる。そして、得られるパイプ53を所望の長さに切断してクラッドパイプ12として用いる。   A desired tension is applied to the cooling pipe 48 by the take-up machine 52 to obtain a pipe 53 with improved toughness. The take-up machine 52 is provided with a pair or a plurality of pairs of driving rollers 56 and 57 and nip rollers 58 and 59 to which motors 54 and 55 are connected. By conveying the cooling pipe 48 with a pair of rollers, tension can be applied to the cooling pipe 48. Then, the obtained pipe 53 is cut into a desired length and used as the clad pipe 12.

プラスチック光ファイバを作るためのコア部の原料は、その重合体が伝送される光に対して光透過性があり、クラッド部の屈折率より高い屈折率を有するものであれば、特に限定されるものではないが、伝送される光信号の伝送損失が少ない材料を用いることが好ましい。   The raw material of the core part for making the plastic optical fiber is particularly limited as long as the polymer is light-transmitting to the transmitted light and has a refractive index higher than that of the cladding part. Although it is not a thing, it is preferable to use the material with little transmission loss of the optical signal transmitted.

特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高い原料として一般的に知られている、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類(フッ素不含(メタ)アクリル酸エステル(a),含フッ素(メタ)アクリル酸エステル(b)),スチレン系化合物(c),ビニルエステル類(d)、ポリカーボーネート類等を例示することができ、これらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの2種以上からなる共重合体、およびホモポリマー及び/または共重合体の混合物が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリル酸エステル類を組成として含むものをより好ましく用いることができる。   Particularly preferably used are organic materials which are generally known as raw materials having high light transmittance, such as (meth) acrylic acid esters (fluorine-free (meth) acrylic acid esters (a), Fluorine (meth) acrylic acid ester (b)), styrene compound (c), vinyl esters (d), polycarbonates and the like can be exemplified, and these homopolymers or two or more of these monomers And a mixture of homopolymers and / or copolymers. Among these, those containing (meth) acrylic acid esters as a composition can be more preferably used.

以上に挙げた重合性モノマーとして具体的に、(a)フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−tert−ブチル、メタクリル酸ベンジル(BzMA)、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ[5・2・1・02,6 ]デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−tert−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。また、(b)含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、2,2,2 −トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3 −テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,3 −ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−2,2,2 −トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5 −オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4 −ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。さらに、(c)スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、(d)ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。勿論、これらに限定されるものではない。モノマーの単独あるいは共重合体からなるコア部のポリマーの屈折率は、クラッド部のそれに比べて同等かあるいはそれ以上になるように構成モノマーの種類,組成比を選択する。特に好ましいポリマーとしては、透明樹脂であるポリメタクリル酸メチル(PMMA)が挙げられる。 Specific examples of the polymerizable monomer listed above include (a) fluorine-free methacrylic acid ester and fluorine-free acrylic acid ester: methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, methacrylic acid-tert - butyl, include phenyl benzyl methacrylate (BzMA), methacrylate, cyclohexyl methacrylate, diphenylmethyl, tricyclo [5 · 2 · 1 · 0 2,6] decanyl methacrylate, adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate and And methyl acrylate, ethyl acrylate, tert-butyl acrylate, phenyl acrylate, and the like. In addition, (b) fluorine-containing acrylic acid ester and fluorine-containing methacrylate ester include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3 , 3-Pentafluoropropyl methacrylate, 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 2,2, 3,3,4,4-hexafluorobutyl methacrylate and the like. Furthermore, (c) styrene compounds include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, and the like. Furthermore, (d) vinyl esters include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl phenyl acetate, vinyl chloroacetate and the like. Of course, it is not limited to these. The type and composition ratio of the constituent monomers are selected so that the refractive index of the polymer of the core portion made of a monomer alone or a copolymer is equal to or higher than that of the cladding portion. A particularly preferred polymer is polymethyl methacrylate (PMMA), which is a transparent resin.

さらに、光学部材を近赤外線用途に用いる場合は、コア部のポリマーを構成するC−H結合に起因した吸収損失が起こるために、特許3332922号公報などに記載されているような重水素化ポリメチルメタクリレート(PMMA−d8)、ポリトリフルオロエチルメタクリレート(P3FMA)、ポリヘキサフルオロイソプロピル−2−フルオロアクリレート(HFIP 2−FA)などを始めとする、C−H結合の水素原子(H)を重水素原子(D)やフッ素(F)などで置換した重合体を用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。なお、原料モノマーは重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に低減することが望ましい。   Furthermore, when the optical member is used for near-infrared applications, an absorption loss due to the C—H bond constituting the polymer of the core portion occurs, so that a deuterated polymer as described in Japanese Patent No. 3332922 and the like is used. Hydrogen atoms (H) of C—H bonds such as methyl methacrylate (PMMA-d8), polytrifluoroethyl methacrylate (P3FMA), polyhexafluoroisopropyl-2-fluoroacrylate (HFIP 2-FA), etc. By using a polymer substituted with a hydrogen atom (D), fluorine (F), or the like, the wavelength region causing this transmission loss can be lengthened, and the loss of transmission signal light can be reduced. In addition, in order not to impair the transparency after polymerization of the raw material monomer, it is desirable to sufficiently reduce impurities and foreign substances that become scattering sources before polymerization.

モノマーを重合させてポリマーを製造する場合においては、重合開始剤によって重合を行うことがある。この場合、モノマーの重合反応を開始させる開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル(BPO)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート(PBO)、ジ−tert−ブチルパーオキシド(PBD)、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(PBI)、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バラレート(PHV)などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2’−アゾビス(2−メチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルヘキサン)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2,3,3−トリメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−メチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−メチルヘキサン)、3,3’−アゾビス(3,4−ジメチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−エチルペンタン)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジエチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジ−tert−ブチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は勿論これらに限定されるものではなく、2種類以上を併用してもよい。   In the case of producing a polymer by polymerizing monomers, polymerization may be carried out with a polymerization initiator. In this case, as an initiator for initiating the polymerization reaction of the monomer, for example, benzoyl peroxide (BPO), tert-butylperoxy-2-ethylhexanate (PBO), di-tert- Examples thereof include peroxide compounds such as butyl peroxide (PBD), tert-butyl peroxyisopropyl carbonate (PBI), and n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate (PHV). 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropane), 2,2′-azobis (2-methylbutane), 2,2′-azobis (2-methylpentane), 2,2′-azobis (2,3-dimethylbutane), 2,2 '-Azobis (2-methylhexane), 2,2'-azobis (2,4-dimethylpentane), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethylbutane), 2,2'-azobis (2 , 4,4-trimethylpentane), 3,3′-azobis (3-methylpentane), 3,3′-azobis (3-methylhexane), 3,3′-azobis (3,4-dimethylpentane), 3,3'-azobis 3-ethylpentane), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), diethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), di-tert-butyl-2,2 ′ -Azo compounds such as azobis (2-methylpropionate). Of course, the polymerization initiator is not limited to these, and two or more kinds may be used in combination.

機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには連鎖移動剤を使う事ができる。連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第3版(J.BRANDRUPおよびE.H.IMMERGUT編、JOHN WILEY&SON発行)を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和47年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。   It is preferable to adjust the degree of polymerization in order to keep various physical properties such as mechanical properties and thermophysical properties uniform throughout. A chain transfer agent can be used to adjust the degree of polymerization. About a chain transfer agent, according to the kind of polymerizable monomer used together, a kind and addition amount can be selected suitably. The chain transfer constant of the chain transfer agent for each monomer can be referred to, for example, Polymer Handbook 3rd edition (edited by J. BRANDRUP and EH IMMERGUT, published by JOHN WILEY & SON). The chain transfer constant can also be obtained by experiment with reference to Takayuki Otsu and Masaaki Kinoshita "Experimental Method for Polymer Synthesis", Kagaku Dojin, published in 1972.

連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類(例えば、n−ブチルメルカプタン、n−ペンチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンなど)、チオフェノール類(例えば、チオフェノール、m−ブロモチオフェノール、p−ブロモチオフェノール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオールなど)などを用いることが好ましい。特に、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、C−H結合の水素原子が重水素原子(D)やフッ素原子(F)で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は2種類以上を併用してもよい。   Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans (eg, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan), thiophenols (eg, thiophenol, m- Bromothiophenol, p-bromothiophenol, m-toluenethiol, p-toluenethiol, etc.) are preferably used. In particular, it is preferable to use an alkyl mercaptan such as n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, and tert-dodecyl mercaptan. A chain transfer agent in which a hydrogen atom of a C—H bond is substituted with a deuterium atom (D) or a fluorine atom (F) can also be used. Of course, the chain transfer agent is not limited to these, and two or more of these chain transfer agents may be used in combination.

プラスチック光ファイバの中心部であるコア部が、コア部の中心から外周方向に向かって屈折率分布を有するGI布型プラスチック光ファイバの場合には、モード遅延が解消され伝送性能が向上するため、より広帯域の光通信を行うことができ、高性能通信用途に好ましく用いることができる。屈折率分布を付与する方法としては、コア部を形成する重合体に複数の屈折率を有する重合体の組合せやそれらを組合わせた共重合体を用いるか、または、ポリマーマトリクスに屈折率分布を付与するための添加剤であるドーパントを添加する必要がある。   In the case of a GI cloth type plastic optical fiber in which the core part which is the center part of the plastic optical fiber has a refractive index distribution from the center of the core part toward the outer peripheral direction, the mode delay is eliminated and the transmission performance is improved. Broadband optical communication can be performed, and it can be preferably used for high-performance communication applications. As a method for imparting a refractive index distribution, a combination of polymers having a plurality of refractive indexes or a copolymer obtained by combining them is used for the polymer forming the core, or the refractive index distribution is applied to the polymer matrix. It is necessary to add a dopant which is an additive for imparting.

ドーパントは、併用する前記重合性モノマーの屈折率と異なる屈折率を与える化合物である。その屈折率差は0.005以上であるのが好ましい。ドーパントは、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許3332922号公報や特開平5−173026号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成される重合体との比較において溶解性パラメータとの差が7(cal/cm3 1/2 以内であると共に、屈折率の差が0.001以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件(加熱および加圧等の重合条件)下において安定であるものを、いずれも用いることができる。 The dopant is a compound that gives a refractive index different from the refractive index of the polymerizable monomer used in combination. The refractive index difference is preferably 0.005 or more. The dopant has the property that the polymer containing it has a higher refractive index than the additive-free polymer. These have a difference in solubility parameter of 7 (cal / cm 3 ) in comparison with a polymer produced by monomer synthesis as described in Japanese Patent No. 3332922 and JP-A-5-173026. In addition to being within 1/2 , the difference in refractive index is 0.001 or more, and the polymer containing this has the property of changing the refractive index as compared with the additive-free polymer. Any of those which can coexist and are stable under the polymerization conditions (polymerization conditions such as heating and pressurization) of the polymerizable monomer which is the above-mentioned raw material can be used.

上記性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件(加熱および加圧等の重合条件)下において安定であるものを、ドーパントとして用いることができる。本実施の形態では、コア部形成用重合性組成物にドーパントを含有させ、コア部を形成する工程において界面ゲル重合法により重合の進行方向を制御し、ドーパントの濃度に傾斜を持たせ、コア部にドーパントの濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法を例示する。このように、屈折率の分布を有するコア部を「屈折率分布型コア部」と称する。屈折率分布型コア部を形成することにより、得られる光学部材は広い伝送帯域を有する屈折率分布型プラスチック光伝送体となる。なお、それ以外にもプリフォーム形成後にドーパントを拡散させる方法も知られている。また、ドーパントは重合性化合物であってもよく、重合性ドーパントを用いた場合は、これを共重合成分として含む共重合体がこれを含まない重合体と比較して、屈折率が変化する性質を有するものを用いる。例えば、MMA−BzMA共重合体などが挙げられる。   Using the above-mentioned properties as a dopant that can stably coexist with the polymer and is stable under the polymerization conditions (polymerization conditions such as heating and pressurization) of the above-described raw material polymerizable monomer. Can do. In the present embodiment, the core portion-forming polymerizable composition contains a dopant, and in the step of forming the core portion, the progress of polymerization is controlled by the interfacial gel polymerization method, and the concentration of the dopant is given a gradient. A method of forming a refractive index distribution structure based on the dopant concentration distribution in the part is illustrated. In this way, the core portion having the refractive index distribution is referred to as a “refractive index distribution type core portion”. By forming the gradient index core portion, the obtained optical member becomes a gradient index plastic optical transmission body having a wide transmission band. In addition, a method of diffusing a dopant after forming a preform is also known. In addition, the dopant may be a polymerizable compound, and when a polymerizable dopant is used, a copolymer containing this as a copolymerization component has a property that the refractive index changes compared to a polymer not containing the copolymer. Use what has. For example, MMA-BzMA copolymer etc. are mentioned.

前記ドーパントとしては、例えば、安息香酸ベンジル(BEN)、硫化ジフェニル(DPS)、リン酸トリフェニル(TPP)、フタル酸ベンジル−n−ブチル(BBP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、ビフェニル(DP)、ジフェニルメタン(DPM)、リン酸トリクレジル(TCP)、ジフェニルスルホキシド(DPSO)などが挙げられ、中でも、BEN、DPS、TPP、DPSOが好ましい。また、ドーパントは、例えばトリブロモフェニルメタクリレートのように重合性化合物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパントとを共重合させるので、種々の特性(特に光学特性)の制御がより困難となるが、ドーパントの移動を抑えることができるので熱に対する屈折率分布の安定性の面では有利となる可能性がある。ドーパントのコア部における濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバの屈折率を所望の値に変化させることができる。その添加量は、使用用途,使用形態および組み合わされるコア部原料などに応じて適宜選ばれる。   Examples of the dopant include benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl-n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), and biphenyl (DP). , Diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), diphenyl sulfoxide (DPSO) and the like, among which BEN, DPS, TPP and DPSO are preferable. The dopant may be a polymerizable compound such as tribromophenyl methacrylate. In that case, when forming the matrix, the polymerizable monomer and the polymerizable dopant are copolymerized, so that various properties (especially optical properties). ) Is more difficult to control, but it can be advantageous in terms of the stability of the refractive index distribution against heat since the movement of the dopant can be suppressed. By adjusting the concentration and distribution of the dopant in the core, the refractive index of the plastic optical fiber can be changed to a desired value. The amount of addition is appropriately selected according to the intended use, usage form, core material to be combined, and the like.

(その他の添加剤)
その他、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、コア部もしくはその一部に耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバー増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料モノマーに添加した後、重合することによって、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部に含有させることができる。
(Other additives)
In addition, other additives can be added to the core part, the clad part, or a part thereof within a range that does not deteriorate the optical transmission performance. For example, a stabilizer can be added to the core portion or a part thereof for the purpose of improving weather resistance, durability and the like. In addition, for the purpose of improving optical transmission performance, a stimulated emission functional compound for optical signal amplification can also be added. By adding the compound, the attenuated signal light can be amplified by the excitation light, and the transmission distance can be improved. For example, it can be used as a fiber amplifier in a part of the optical transmission link. These additives can also be contained in the core part, the clad part, or a part of them by adding to the raw material monomer and then polymerizing.

以上のコア用の素材を用いて、前記方法で得られるパイプ53をクラッドパイプ12として用いる。クラッドとコアとの素材に相溶性が無い場合や、設計上屈折率分布領域を任意の大きさとしたい場合など緩衝層としてのコア部を設けても良い。以下、この緩衝層であるコア部をアウターコアと称する。また、アウターコア内に形成されるコア部をインナーコアと称する。クラッドパイプ12の中空内にアウターコア31を形成するアウターコア重合工程13について説明する。アウターコア液は、重合性モノマーを主成分として、所望の添加剤(例えば、重合開始剤,連鎖移動剤,ドーパントなど)を添加して調製する。アウターコア31は、クラッドパイプ12内面にインナーコア形成用の中空円筒状となるように回転重合法により形成する。回転重合法は、クラッドパイプ12の中空部に前記アウターコア液を入れる。そのクラッドパイプ12を温水中で震盪を加えながら予備重合を行い、アウターコア液の粘性を高めることが好ましい。その後に、クラッドパイプ12を水平方向(クラッドパイプの高さ方向が水平となる状態)に保持し、加熱しながら回転重合を行う。   The pipe 53 obtained by the above method is used as the clad pipe 12 by using the core material described above. A core portion as a buffer layer may be provided when the material of the cladding and the core is not compatible, or when the refractive index distribution region is desired to have an arbitrary size in design. Hereinafter, the core portion that is the buffer layer is referred to as an outer core. Moreover, the core part formed in an outer core is called an inner core. The outer core polymerization step 13 for forming the outer core 31 in the hollow of the clad pipe 12 will be described. The outer core liquid is prepared by adding a desired additive (for example, a polymerization initiator, a chain transfer agent, a dopant, etc.) containing a polymerizable monomer as a main component. The outer core 31 is formed on the inner surface of the clad pipe 12 by a rotational polymerization method so as to form a hollow cylinder for forming an inner core. In the rotation polymerization method, the outer core liquid is put into the hollow portion of the clad pipe 12. The clad pipe 12 is preferably preliminarily polymerized with shaking in warm water to increase the viscosity of the outer core liquid. Thereafter, the clad pipe 12 is held in a horizontal direction (a state in which the height direction of the clad pipe is horizontal), and rotational polymerization is performed while heating.

次に、インナーコア30を形成するインナーコア重合工程14について説明する。インナーコア液は、重合性モノマーであるMMAに重合開始剤,連鎖移動剤,ドーパントなどを添加して調製する。そして、このインナーコア液を用いて、特許3332922号公報に記載されている、前記中空管内壁の重合体へモノマーが含浸して膨潤・溶解することにより重合が進むゲル重合を行い、体積排除効果によって屈折率分布を形成する方法(界面ゲル重合法と称される)などを適用してGI型(グレーデッドインデックス型)のインナーコア30を形成し、プリフォーム15を得ることができる(図2参照)。プリフォーム15の形態は、特に限定されるものではないが、クラッドパイプ12の厚みt1が0.5mm〜2mmを用いて、厚みt2が5.5mm〜7mmのアウターコア31を形成した後に、径Dが、12.2mm〜13.7mmのインナーコア30を形成することが好ましい。この形態のプリフォーム15を用いることで、後に説明する延伸工程16を行うと、光学特性,機械的強度に優れるPOF17を得ることができる。   Next, the inner core polymerization step 14 for forming the inner core 30 will be described. The inner core liquid is prepared by adding a polymerization initiator, a chain transfer agent, a dopant and the like to MMA which is a polymerizable monomer. Then, using this inner core liquid, gel polymerization described in Japanese Patent No. 3332922, gel polymerization proceeds as a result of the monomer impregnated into the polymer on the inner wall of the hollow tube and swelled / dissolved to eliminate the volume. The preform 15 can be obtained by forming a GI type (graded index type) inner core 30 by applying a method of forming a refractive index distribution by an effect (referred to as an interfacial gel polymerization method). 2). The form of the preform 15 is not particularly limited, but after forming the outer core 31 having a thickness t2 of 5.5 mm to 7 mm using a thickness t1 of the clad pipe 12 of 0.5 mm to 2 mm, the diameter It is preferable to form the inner core 30 having D of 12.2 mm to 13.7 mm. By using the preform 15 of this form, a POF 17 having excellent optical characteristics and mechanical strength can be obtained when a stretching process 16 described later is performed.

図6は、延伸工程16の形態を示す概略図である。プリフォーム15をヒータ95内に入れて溶融する。ヒータ95は、それぞれ独立して温度制御可能な4区画95a,95b,95c,95dから構成されている。プリフォーム15を所望の速度で延伸(線引き)することで、POF17が得られる。   FIG. 6 is a schematic view showing the form of the stretching step 16. The preform 15 is put in the heater 95 and melted. The heater 95 is composed of four sections 95a, 95b, 95c, and 95d that can be independently temperature controlled. POF 17 is obtained by stretching (drawing) the preform 15 at a desired speed.

なお、本発明に用いられるGI型プリフォームの製造方法は、前述の如く界面ゲル重合法に限定されるものではない。また、樹脂組成物は前述のように、単一の屈折率を持つ樹脂組成物にドーパントを添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などが用いられる。また、プラスチック光ファイバは、GI型の他に、屈折率が一定のステップインデックス型、階段状の屈折率を有するマルチステップインデックス型など様々な屈折率プロファイルを持つものが知られており、本発明はこれらいずれのプラスチック光ファイバの製造方法にも適用することもできる。   The method for producing the GI preform used in the present invention is not limited to the interfacial gel polymerization method as described above. As described above, as the resin composition, those in which a dopant is added to a resin composition having a single refractive index, those in which resins having different refractive indexes are mixed, copolymers, and the like are used. In addition to the GI type, plastic optical fibers having various refractive index profiles such as a step index type having a constant refractive index and a multi-step index type having a stepped refractive index are known. Can be applied to any of these plastic optical fiber manufacturing methods.

本発明において、コア部の作製方法は、前記方法に限定されるものではない。例えば、図2に示すプリフォーム15のインナーコア30を回転させながら界面ゲル重合を行う回転重合法により形成することもできる。この場合には、アウターコア31が形成されているクラッドパイプ12の中空内にインナーコア液を注入した後に、その一端を密閉し回転重合装置内に水平状態(クラッドパイプの高さ方向が水平になる状態)として回転させながら重合を行う。このときに、インナーコア液の供給は一括でも良いし、逐次や連続して供給しても良い。インナーコア用重合性組成物の供給量,組成,重合度を調整することで、連続して屈折率分布を有するGI型のほかに、階段状の屈折率分布を有するマルチステップ型光ファイバの製造にも適用することができる。なお、本発明において、この重合方法をコア部回転重合法(コア部回転ゲル重合法)と称する。   In the present invention, the method for producing the core portion is not limited to the above method. For example, it can be formed by a rotational polymerization method in which interfacial gel polymerization is performed while rotating the inner core 30 of the preform 15 shown in FIG. In this case, after injecting the inner core liquid into the hollow of the clad pipe 12 in which the outer core 31 is formed, one end thereof is sealed and the horizontal state in the rotary polymerization apparatus (the height direction of the clad pipe is horizontal). Polymerization is carried out while rotating. At this time, the inner core liquid may be supplied all at once or sequentially or continuously. Manufacture of multi-step optical fiber with stepwise refractive index distribution in addition to GI type with continuous refractive index distribution by adjusting the supply amount, composition and polymerization degree of the polymerizable composition for inner core It can also be applied to. In the present invention, this polymerization method is referred to as a core part rotation polymerization method (core part rotation gel polymerization method).

前記コア部回転重合法は、重合を行っている際に、界面ゲル重合法に比べてコア液の表面積を大きく取れるので、コア液から発生する気泡の脱気が容易に行われる。そのため、得られるプリフォーム内に泡の含有を抑制することが可能となる。また、コア部回転重合法によりコア部を形成すると、その中心部が中空になるプリフォームが得られる場合がある。そのプリフォームをプラスチック光学部材、特に光ファイバに用いる際には、溶融延伸時にその中空が塞がれつつ延伸されるので特に問題は生じない。また、前記プリフォームを他の光学部材、例えばプラスチックレンズに用いる際には、プリフォームの中空部を塞ぐように溶融延伸を行うことで、中心部の中空が閉塞されたプリフォームを得ることができ、このプリフォームからプラスチックレンズなども作製することが可能となる。   In the core part rotational polymerization method, the surface area of the core liquid can be increased as compared with the interfacial gel polymerization method during the polymerization, so that bubbles generated from the core liquid can be easily degassed. For this reason, it is possible to suppress the inclusion of bubbles in the obtained preform. Further, when the core part is formed by the core part rotational polymerization method, a preform having a hollow center part may be obtained. When the preform is used for a plastic optical member, particularly an optical fiber, there is no particular problem because the hollow is closed while being melt-drawn. Further, when the preform is used for another optical member, for example, a plastic lens, it is possible to obtain a preform in which the hollow of the central portion is closed by performing melt drawing so as to close the hollow portion of the preform. It is possible to produce a plastic lens or the like from this preform.

前記プリフォーム15を延伸することで、所望の直径、例えば100μm以上1000μm以下のPOF17を得ることができる。延伸工程16で行われる製造方法に関しては、特に制限はなく、既知の方法を等しく適用することができる。なお、延伸工程16を行う前にプリフォーム15を減圧乾燥することで、プリフォーム中の残留モノマーや水分の低減を図ることができる。これにより、溶融加熱延伸時における残留モノマーや水分が揮発し発泡することにより生じる延伸泡の発生を抑制できる。   By stretching the preform 15, a POF 17 having a desired diameter, for example, 100 μm or more and 1000 μm or less can be obtained. There is no restriction | limiting in particular regarding the manufacturing method performed at the extending | stretching process 16, A known method can be applied equally. In addition, the residual monomer and water | moisture content in a preform can be reduced by drying the preform 15 under reduced pressure before performing the extending | stretching process 16. FIG. Thereby, the generation | occurrence | production of the extending | stretching bubble which arises by the residual monomer and water | moisture content at the time of melt-heating extending | stretching volatilizing and foaming can be suppressed.

延伸工程16では、プリフォーム15を加熱溶融延伸する。加熱温度はプリフォーム15の材質等に応じて、適宜決定することができる。一般的には、180℃〜250℃中の雰囲気で行われることが好ましい。延伸条件(延伸温度等)は、プリフォーム15の直径、POF17の直径および用いる材料等を考慮して、適宜決定することができる。例えば、線引張力については、特開平7−234322号公報に記載されている様に、溶融したポリマーを配向させるために0.1N以上としたり、特開平7−234324号公報に記載されている様に溶融延伸後に歪みを残さないようにするために1N以下とすることが好ましい。また、特開平8−106015号公報に記載されている様に、延伸の際に予備加熱を設ける方法等をとることもできる。以上の方法によって得られるPOF17については、破断伸びや硬度について特開平7−244220号公報に記載の様に規定することで後に説明する光ファイバケーブルの曲げや側圧特性を改善することができる。   In the stretching step 16, the preform 15 is heated and melted and stretched. The heating temperature can be appropriately determined according to the material of the preform 15 and the like. In general, it is preferably performed in an atmosphere at 180 ° C to 250 ° C. The stretching conditions (stretching temperature and the like) can be appropriately determined in consideration of the diameter of the preform 15, the diameter of the POF 17, the material used, and the like. For example, as described in JP-A-7-234322, the drawing tension is set to 0.1 N or more in order to orient the molten polymer, or described in JP-A-7-234324. Thus, in order not to leave distortion after melt drawing, it is preferable to be 1N or less. Further, as described in JP-A-8-106015, a method of providing preheating at the time of stretching can be used. Regarding the POF 17 obtained by the above method, the bending elongation and lateral pressure characteristics of the optical fiber cable described later can be improved by defining the breaking elongation and hardness as described in JP-A-7-244220.

POF17は、曲げ及び耐候性の向上、吸湿による性能低下抑制、引張強度の向上、耐踏付け性付与、難燃性付与、薬品による損傷からの保護、外部光線によるノイズ防止、着色などによる商品価値の向上などを目的として、通常、その表面に1層以上の保護層を被覆して使用される。   POF17 has improved product value by improving bending and weather resistance, suppressing performance degradation due to moisture absorption, improving tensile strength, imparting stepping resistance, imparting flame resistance, protecting from chemical damage, preventing noise from external light, and coloring. For the purpose of improvement or the like, the surface is usually coated with one or more protective layers.

(被覆の構造)
POF17及び/又は光ファイバ心線19を被覆することにより、プラスチック光ファイバケーブル(以下、光ファイバケーブルと称する)の製造が可能となる。その際にその被覆の形態として、被覆材とPOFとの界面が全周にわたって接して被覆されている密着型の被覆と、被覆材とPOFとの間に空隙を有するルース型被覆がある。ルース型被覆では、たとえばコネクタとの接続部において被覆層を剥離した場合、その端面の空隙から水分が浸入して長手方向に拡散されるおそれがあるため、通常は密着型が好ましい。
(Coating structure)
By covering the POF 17 and / or the optical fiber core wire 19, a plastic optical fiber cable (hereinafter referred to as an optical fiber cable) can be manufactured. In this case, as a form of the coating, there are a contact type coating in which the interface between the coating material and the POF is in contact with the entire circumference and a loose type coating having a gap between the coating material and the POF. In loose type coating, for example, when the coating layer is peeled off at the connection portion with the connector, moisture may enter from the gaps at the end face and diffuse in the longitudinal direction.

しかし、ルース型の被覆の場合、被覆材とPOFとが密着していないので、光ファイバケーブルにかかる応力や熱をはじめとするダメージの多くを被覆層で緩和させることができる。そのため、POFにかかるダメージを軽減させることができ、使用目的によっては好ましく用いることができる。水分の伝播については、空隙部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填することで、端面からの水分伝播を防止でき、且つこれらの半固体や粉粒体に耐熱や機械的機能の向上などの水分伝播防止と異なる機能をあわせ持つようにすることで、より高い性能の被覆を形成できる。なお、ルース型の被覆を製造するには、クロスダイヘッドの押出口ニップルの位置を調整し減圧装置で真空度の加減を行うことで空隙層を形成することができる。空隙層の厚みは前記ニップル厚みと真空度の加減の調整で可能である。   However, in the case of the loose type coating, since the coating material and the POF are not in close contact with each other, most of the damage such as stress and heat applied to the optical fiber cable can be alleviated by the coating layer. Therefore, damage to the POF can be reduced, and it can be preferably used depending on the purpose of use. As for the propagation of moisture, filling the voids with a gel-like semi-solid or powder having fluidity can prevent moisture from being transmitted from the end face. It is possible to form a coating with higher performance by having a function different from the prevention of moisture propagation such as improvement of mechanical function. In order to produce a loose-type coating, the gap layer can be formed by adjusting the position of the extrusion nipple of the cross die head and adjusting the degree of vacuum with a decompression device. The thickness of the void layer can be adjusted by adjusting the nipple thickness and the degree of vacuum.

これら被覆に用いられる保護層形成用材料(被覆用素材)としては、具体的に以下の材料を挙げることができる。一般的な被覆用素材として熱可塑性樹脂素材が挙げられる。これらの素材の例としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられる。   Specific examples of the protective layer forming material (coating material) used for these coatings include the following materials. As a general covering material, a thermoplastic resin material is exemplified. Examples of these materials are polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), polyester, nylon Etc.

前記熱可塑性樹脂以外に各種エラストマーを用いることもできる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的な特性付与の観点でも効果がある。これらエラストマーの例としては、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ジエン系特殊ゴムなどの各種ゴムを用いることができる。また、室温では流動性を示すが加熱によりその流動性が消失して硬化するポリジエン系やポリオレフィン系などの液状ゴムを用いることもできる。さらに、室温ではゴム弾性を示し、高温では可塑化されて成形が容易である物質群である熱可塑性エラストマー(TPE)などが挙げられる。   Various elastomers can be used in addition to the thermoplastic resin. Since these have high elasticity, they are also effective in terms of imparting mechanical properties such as bending. Examples of these elastomers include various rubbers such as isoprene rubber, butadiene rubber, and diene special rubber. Further, liquid rubbers such as polydiene-based and polyolefin-based materials that exhibit fluidity at room temperature but are cured by heating to lose their fluidity can also be used. Furthermore, thermoplastic elastomer (TPE), which is a group of substances that exhibit rubber elasticity at room temperature and are plasticized at high temperatures and can be easily molded, can be used.

また、ポリマー前駆体と反応剤などとを混合した液を熱硬化させるものも用いることができる。例えば、国際公開第95/26374号パンフレットに記載のNCO基含有ウレタンプレポリマーと20μm以下の固形アミンとからなる1液型熱硬化性ウレタン組成物なども用いることができる。   Moreover, what hardens the liquid which mixed the polymer precursor, the reactive agent, etc. can also be used. For example, a one-component thermosetting urethane composition comprising an NCO group-containing urethane prepolymer described in International Publication No. 95/26374 pamphlet and a solid amine of 20 μm or less can be used.

前記列記した素材は、POFの屈折率分布構造に影響を与えない条件で成形可能なものであれば、特に上記材料に限定されず、各材料間もしくは上記以外の共重合体や混合ポリマーとして組み合わせて用いることもできる。その他に、性能を改善する目的で難燃剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤や、無機化合物及び/または有機化合物からなる各種フィラーを加えることができる。   The listed materials are not limited to the above materials as long as they can be molded under conditions that do not affect the refractive index distribution structure of POF, and are combined between the materials or as a copolymer or mixed polymer other than the above. Can also be used. In addition, additives such as flame retardants, antioxidants, radical scavengers, lubricants, and various fillers composed of inorganic compounds and / or organic compounds can be added for the purpose of improving performance.

本発明によるPOFは、さらに、必要に応じて上記の保護層を1次被覆層とし、外周にさらに2次(または多層)被覆層を設けても良い。1次被覆が充分な厚みを有している場合には、1次被覆の存在により熱ダメージが減少するため、2次被覆層の素材の硬化温度の制限は、1次被覆層を被覆する場合に比べて、緩くすることができる。2次被覆層には前述と同様に、難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよい。   The POF according to the present invention may further include the above-mentioned protective layer as a primary coating layer and further provide a secondary (or multilayer) coating layer on the outer periphery as necessary. When the primary coating has a sufficient thickness, thermal damage is reduced due to the presence of the primary coating, so the limit of the curing temperature of the material of the secondary coating layer is the case where the primary coating layer is coated. Compared to, it can be loosened. As described above, a flame retardant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a radical scavenger, a light raising agent, a lubricant and the like may be introduced into the secondary coating layer.

なお、難燃剤については臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤や燐含有のものがある。しかしながら、燃焼時の毒性ガス低減などの安全性の観点で難燃剤として水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物を好ましく使うことができる。金属水酸化物はその内部に結晶水として水分を有しており、またその製法過程での付着水が完全に除去できないため、低吸湿性のPOFや低次被服層ではない場合、金属水酸化物による難燃性被覆は1次被覆層の外層に耐湿性被覆を設けてその外層にさらに被覆層として設けることが望ましい。   Some flame retardants include halogen-containing resins such as bromine, additives, and phosphorus-containing ones. However, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide can be preferably used as a flame retardant from the viewpoint of safety such as reduction of toxic gas during combustion. The metal hydroxide has water as crystal water inside, and the adhering water in the manufacturing process cannot be completely removed. Therefore, if the metal hydroxide is not a low hygroscopic POF or a lower coating layer, the metal hydroxide It is desirable that the flame retardant coating with an object is provided with a moisture resistant coating on the outer layer of the primary coating layer and further provided as a coating layer on the outer layer.

難燃性の規格として、UL(Underwriters Laboratory) ではいくつかの試験方法を決めており、それぞれ難燃性能の低い順から、CMX(燃焼試験は一般にVW−1試験と言われている)、CM(垂直トレイ燃焼試験)、CMR(ライザー試験)、CMP(プレナム試験)などのグレードが設定されている。 POFの被覆の場合は、芯材が可燃性素材から形成されているので、火災時に延焼を防ぐためにVW−1の規格を有したコードまたはケーブルであることが好ましい。   As a flame retardancy standard, UL (Underwriters Laboratory) has decided on several test methods. CMX (combustion test is generally called VW-1 test), CM Grades such as (vertical tray combustion test), CMR (riser test), and CMP (plenum test) are set. In the case of coating with POF, the core material is formed of a combustible material, and therefore, it is preferably a cord or cable having a VW-1 standard in order to prevent the spread of fire in the event of a fire.

また、被覆層に複数の機能を付与させるために、さらに様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、前述の難燃化以外に、吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、また可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層等の緩衝材、剛性を向上させるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、高い弾性率を有する繊維(いわゆる抗張力繊維)および/または剛性の高い金属線等の線材を熱可塑性樹脂に含有すると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられる。また、金属線としてはステンレス線、亜鉛合金線、銅線などが挙げられる。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を組み込むことができる。   Moreover, in order to give a several function to a coating layer, you may laminate | stack the coating | cover which has various functions further. For example, in addition to the above-mentioned flame retardancy, it is possible to have a barrier layer for suppressing moisture absorption or a moisture absorbing material for removing moisture, such as a moisture absorbing tape or moisture absorbing gel, in the coating layer or between the coating layers, and flexible. A cushioning material such as a flexible material layer or a foamed layer for stress relaxation at times, a reinforcing layer for improving rigidity, and the like can be selected and provided depending on the application. In addition to the resin, if the thermoplastic resin contains a fiber having a high elastic modulus (so-called tensile fiber) and / or a highly rigid metal wire, the mechanical strength of the resulting cable can be reinforced. It is preferable because it is possible. Examples of the tensile strength fiber include aramid fiber, polyester fiber, and polyamide fiber. Examples of the metal wire include stainless steel wire, zinc alloy wire, copper wire and the like. None of these are limited to those described above. In addition, a metal tube exterior for protection, an aerial support line, and a mechanism for improving workability during wiring can be incorporated.

また、プラスチック光ケーブルの形状は使用形態によって、POF17またはプラスチック光ファイバ心線19を同心円上にまとめた集合型のものや、一列に並べたテープ型のもの、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめたものなど用途に応じてその使用形態が選ばれる。   Also, the shape of the plastic optical cable depends on the type of use, such as a collective type in which the POF 17 or the plastic optical fiber core wire 19 is concentrically arranged, a tape type that is arranged in a line, and a press-wrap or wrap sheath. The usage form is selected according to the application such as a summary.

また、本発明に係るクラッドパイプ12を用いて製造されるPOF17,光ファイバ心線19を用いた光伝送体は、端部に接続用光コネクタを用いて接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては一般に知られている、PN型、SMA型、SMI型、F05型、MU型、FC型、SC型などの市販の各種コネクタを利用することも可能である。   Moreover, it is preferable that the optical transmission body using the POF 17 and the optical fiber core wire 19 manufactured by using the clad pipe 12 according to the present invention is securely fixed at the end using a connection optical connector. . As the connector, it is possible to use various commercially available connectors such as PN type, SMA type, SMI type, F05 type, MU type, FC type, and SC type that are generally known.

本発明のクラッドパイプ12を用いて製造される光学部材としての光ファイバ、および光ファイバケーブルを用いて光信号を伝送するシステムには、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置等で構成される。また、必要に応じて他の光ファイバなどと組合わせてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際(エヌ・ティー・エス社発行)、日経エレクトロニクス2001.12.3号110頁〜127頁「プリント配線基板に光部品が載る,今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光LAN等をはじめとする、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。   An optical fiber as an optical member manufactured using the clad pipe 12 of the present invention, and a system for transmitting an optical signal using an optical fiber cable include various light emitting elements, light receiving elements, optical switches, optical isolators, optical An optical signal processing device including optical components such as an integrated circuit and an optical transceiver module is used. Moreover, you may combine with another optical fiber etc. as needed. Any known technique can be applied as a technique related to them. For example, the basic and actual of plastic optical fiber (published by NTS Corporation), Nikkei Electronics 2001.1.2.3, pages 110 to 127, “Printed Wiring You can refer to "This time, optical components are mounted on the board." Combined with various technologies described in the above documents, internal wiring in computers and various digital devices, internal wiring in vehicles and ships, optical terminals and digital devices, optical links between digital devices, general households and housing complexes・ Suitable for optical transmission systems suitable for short distances such as high-speed, large-capacity data communications and control applications that are not affected by electromagnetic waves, including optical LANs in factories, offices, hospitals, schools, etc. Can be used.

さらに、IEICE TRANS. ELECTRON., VOL. E84-C, No.3, MARCH 2001, p.339-344 「High-Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission」,エレクトロニクス実装学会誌 Vol.3, No.6, 2000 476頁〜480頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開平10−123350号、特開2002−90571号、特開2001−290055号等の各公報に記載の光バス;特開2001−74971号、特開2000−329962号、特開2001−74966号、特開2001−74968号、特開2001−318263号、特開2001−311840号等の各公報に記載の光分岐結合装置;特開2000−241655号等の公報に記載の光スターカプラ;特開2002−62457号、特開2002−101044号、特開2001−305395号等の各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム;特開2002−23011号等に記載の光信号処理装置;特開2001−86537号等に記載の光信号クロスコネクトシステム;特開2002−26815号等に記載の光伝送システム;特開2001−339554号、特開2001−339555号等の各公報に記載のマルチファンクションシステム;や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも照明(導光)、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。   Furthermore, IEICE TRANS. ELECTRON., VOL. E84-C, No.3, MARCH 2001, p.339-344 “High-Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission”, Journal of Japan Institute of Electronics Packaging Vol.3, No.6, 2000 pages 476 to 480 described in “interconnection by optical sheet bus technology”, and JP-A-10-123350, JP-A-2002-90571, JP-A-2001-290055, etc. Optical bus; described in JP-A-2001-74971, JP-A-2000-329962, JP-A-2001-74966, JP-A-2001-74968, JP-A-2001-318263, JP-A-2001-31840, etc. Optical star couplers described in JP 2000-241655 A, etc .; JP 2002-62457, JP 2002-101044, JP 20 Optical signal transmission device and optical data bus system described in each publication such as JP-A-305395; Optical signal processing apparatus described in JP-A-2002-23011; Optical signal cross-connect described in JP-A-2001-86537 System; optical transmission system described in JP-A-2002-26815; multi-function system described in JP-A-2001-339554, JP-A-2001-339555, etc .; and various optical waveguides, optical splitters, By combining with an optical coupler, optical multiplexer, optical demultiplexer, etc., a more advanced optical transmission system using multiplexed transmission / reception can be constructed. In addition to the above light transmission applications, it can also be used in the fields of illumination (light guide), energy transmission, illumination, and sensors.

以下に実施例1を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料の種類、それらの割合、操作などは、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。なお、説明は、本発明に係る実験1で詳細に行い、実験2及び3では、同じ条件の箇所の説明は省略する。さらに、比較例である実験4及び5についても、実験1と同じ条件の箇所の説明は省略する。なお、クラッドパイプの周方向の肉厚の平均値、最大値,最小値及び偏肉値(最大値と最小値との差),偏差,相対標準偏差(RSD),延伸時のファイバ径変動値は、後に表1にまとめて示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Example 1. The types of materials, their proportions, operations, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below. The description will be made in detail in Experiment 1 according to the present invention, and in Experiments 2 and 3, description of the same conditions will be omitted. Further, in the experiments 4 and 5 which are comparative examples, the description of the same conditions as in the experiment 1 is omitted. In addition, the average value, maximum value, minimum value, and uneven thickness value (difference between the maximum value and minimum value), deviation, relative standard deviation (RSD), and fiber diameter fluctuation value during stretching Are summarized in Table 1 later.

実験1では、PVDF(ポリフッ化ビニリデン;呉羽化学工業製KFポリマー#850)を、単軸スクリュー押出機(プラスチック工学研究所製、スクリュー径φ50mm)41にて押出温度180℃でパイプ状に押出ダイス43から押出した。押出ダイス43の長さL1は、250mmのものを用い、ヒータは、長さL2が52mm,バンドヒータを用いた。パイプの肉厚調整は押出ダイス43に取り付けられた8本の調整ネジ73〜80を用いて、樹脂流路81となるクリアランスを2mm±0.2mmの範囲となるように粗調整した。また、微調整は、肉厚・外径測定器49で測定された肉厚分布値からヒータ82〜89の温度調整を行った。そして、内径約φ50mmのサイジングダイス45を用いて外径φ50mm、内径φ46mmのパイプ53として引き取り速度0.5m/分で成形した。パイプ53を成形している間、ヒータ82〜89の最高加熱温度は205℃であり、最低加熱温度は195℃であった。成形されたパイプ53を長尺方向の断面で切断し、断面のパイプ肉厚分布を両球面のデジタルマイクロメーターにて8点測定した。測定結果は、平均肉厚値が2.013mm,最大肉厚値2.088mm,最小肉厚値2.008mm,偏肉値(最大肉厚値−最小肉厚値)は0.080mmであった。また、偏差は0.0241mmであった。前記結果から相対標準偏差((RSD)=偏差/平均肉厚×100(%))は1.20%となった。このパイプを905mmに切断して、クラッドパイプ12とした。   In Experiment 1, PVDF (polyvinylidene fluoride; KF polymer # 850 manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) was extruded into a pipe shape at an extrusion temperature of 180 ° C. with a single screw extruder 41 (plastic engineering laboratory, screw diameter φ50 mm) 41. Extruded from 43. The length L1 of the extrusion die 43 was 250 mm, and the heater used was a band heater with a length L2 of 52 mm. For adjusting the wall thickness of the pipe, eight adjustment screws 73 to 80 attached to the extrusion die 43 were used to roughly adjust the clearance to be the resin flow path 81 within a range of 2 mm ± 0.2 mm. Further, the fine adjustment was performed by adjusting the temperature of the heaters 82 to 89 from the wall thickness distribution value measured by the wall thickness / outer diameter measuring device 49. Then, a sizing die 45 having an inner diameter of about 50 mm was used to form a pipe 53 having an outer diameter of 50 mm and an inner diameter of 46 mm at a take-off speed of 0.5 m / min. While the pipe 53 was being molded, the maximum heating temperature of the heaters 82 to 89 was 205 ° C, and the minimum heating temperature was 195 ° C. The formed pipe 53 was cut in a cross section in the longitudinal direction, and the pipe wall thickness distribution in the cross section was measured at 8 points using a digital micrometer on both spherical surfaces. As a result of the measurement, the average thickness value was 2.013 mm, the maximum thickness value was 2.088 mm, the minimum thickness value was 2.008 mm, and the uneven thickness value (maximum thickness value−minimum thickness value) was 0.080 mm. . The deviation was 0.0241 mm. From the above results, the relative standard deviation ((RSD) = deviation / average wall thickness × 100 (%)) was 1.20%. This pipe was cut into 905 mm to obtain a clad pipe 12.

クラッドパイプ12を充分に剛性を有する内径20mm、長さ1000mmの重合容器に挿入した。クラッドパイプ12を純水にて洗浄し、90℃で乾燥させた。その後にテフロン(登録商標)製の栓を用いて片方の端を封止した。   The clad pipe 12 was inserted into a sufficiently rigid polymerization vessel having an inner diameter of 20 mm and a length of 1000 mm. The clad pipe 12 was washed with pure water and dried at 90 ° C. Then, one end was sealed with a Teflon (registered trademark) stopper.

次に、アウターコア重合工程13を行った。三角フラスコ内に、メチルメタクリレート(MMA,和光純薬(株)社製)205.0gと、2,2’−アゾビス(イソ酢酸ジメチル)を0.0512gと、1−ドデカンチオール(ラウリルメルカプタン)を0.766gとを加えてアウターコア液を調製した。クラッドパイプ12内にそのアウターコア液を入れた。クラッドパイプ12の先端部分をシリコン栓とシールテープとを用いて密閉した。アウターコア液が入れられているクラッドパイプ12を60℃の湯浴中に入れて震盪させつつ2時間予備重合を行った。その後、前記予備重合を行ったクラッドパイプ12を水平状態(クラッドパイプの高さ方向が水平になる状態)で60℃の温度を保持しつつ500rpmにて回転させながら2時間加熱重合(回転重合)を行った。その後に回転速度3000rpmで60℃,16時間、さらに3000rpmで90℃,4時間の回転重合を行った。クラッドパイプ12の内側にPMMAからなるアウターコア31を有する円筒管を得た。なお、アウターコア31の厚みt2は、3.8mmであった。   Next, the outer core polymerization step 13 was performed. In an Erlenmeyer flask, 205.0 g of methyl methacrylate (MMA, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.0512 g of 2,2′-azobis (dimethyl isoacetate), 1-dodecanethiol (lauryl mercaptan) An outer core solution was prepared by adding 0.766 g. The outer core liquid was put into the clad pipe 12. The tip of the clad pipe 12 was sealed using a silicon stopper and a sealing tape. The clad pipe 12 containing the outer core solution was placed in a 60 ° C. hot water bath and shaken for 2 hours for prepolymerization. Thereafter, the pre-polymerized clad pipe 12 is heated for 2 hours (rotational polymerization) while rotating at 500 rpm while maintaining a temperature of 60 ° C. in a horizontal state (a state in which the height direction of the clad pipe is horizontal). Went. Thereafter, rotational polymerization was performed at a rotational speed of 3000 rpm at 60 ° C. for 16 hours, and further at 3000 rpm at 90 ° C. for 4 hours. A cylindrical tube having an outer core 31 made of PMMA inside the clad pipe 12 was obtained. The outer core 31 had a thickness t2 of 3.8 mm.

次に、インナーコア重合工程14を行った。三角フラスコ内にMMA(和光純薬(株)社製)を82.0gと、2,2’−アゾビス(イソ酢酸ジメチル)を0.070gと、1−ドデカンチオールを0.306gと、ジフェニルスルフィド(和光純薬(株)社製)を6.0gとからインナーコア液を調製した。アウターコア31が形成されているクラッドパイプ12を80℃で20分間保温した後にインナーコア液を中空部へ注入した。そのクラッドパイプ12の一端をシールテープで覆い、その後にクラッドパイプ12をオートクレーブ内に縦置き(底付け部が下、シールテープで覆った部分が上で)した後、オートクレーブの蓋をセットした。オートクレーブ内の空気をアルゴンガスにて置換し、そのなかを0.05MPaの圧力がかかった雰囲気とした。100℃で48時間界面ゲル重合法で重合させた。その後120℃で24時間更に加熱重合及び熱処理を行い、プリフォーム15を得た。その後にオートクレーブ外にプリフォーム15を取り出した。   Next, the inner core polymerization process 14 was performed. In an Erlenmeyer flask, 82.0 g of MMA (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.070 g of 2,2′-azobis (dimethyl isoacetate), 0.306 g of 1-dodecanethiol, diphenyl sulfide An inner core solution was prepared from 6.0 g of Wako Pure Chemical Industries, Ltd. The clad pipe 12 on which the outer core 31 was formed was kept at 80 ° C. for 20 minutes, and then the inner core liquid was injected into the hollow portion. One end of the clad pipe 12 was covered with a seal tape, and then the clad pipe 12 was placed vertically in the autoclave (the bottom part was down and the part covered with the seal tape was up), and then the autoclave lid was set. The air in the autoclave was replaced with argon gas, and an atmosphere in which a pressure of 0.05 MPa was applied. Polymerization was performed by an interfacial gel polymerization method at 100 ° C. for 48 hours. Thereafter, heat polymerization and heat treatment were further carried out at 120 ° C. for 24 hours to obtain a preform 15. Thereafter, the preform 15 was taken out of the autoclave.

プリフォーム15を延伸してPOF17とする延伸工程16を行った。プリフォーム15を上下方向に4個の温度ゾーンを持つヒータ95中に配置した(図6参照)。なお、温度ゾーン95a〜95dは、上から順に250℃,175℃,150℃,135℃に調整した。プリフォーム15を延伸して得られたPOF17を20℃の水槽中に入れて冷却固化した。延伸速度は、9m/minで行い、引取ローラで引き取った。引取ローラでは、約0.3Nの張力をPOF17に付与した。延伸時のPOF17の外径変動を外径測定器96で測定したところ、10μm〜15μmであった。そして、外径(平均値)316μm,1500mのPOF17が得られた。そのPOF17の伝送損失値を公知の方法(例えば、特開昭55−7653号公報参照)により測定したところ、波長650nmで145dB/kmであった。   A stretching step 16 was performed by stretching the preform 15 to form POF 17. The preform 15 was disposed in a heater 95 having four temperature zones in the vertical direction (see FIG. 6). The temperature zones 95a to 95d were adjusted to 250 ° C, 175 ° C, 150 ° C, and 135 ° C in order from the top. POF17 obtained by stretching the preform 15 was placed in a 20 ° C. water bath and cooled and solidified. The stretching speed was 9 m / min, and the film was taken up by a take-up roller. In the take-up roller, a tension of about 0.3 N was applied to the POF 17. When the fluctuation of the outer diameter of the POF 17 during stretching was measured with an outer diameter measuring device 96, it was 10 μm to 15 μm. And POF17 with an outer diameter (average value) of 316 μm and 1500 m was obtained. The transmission loss value of the POF 17 was measured by a known method (for example, see JP-A-55-7653), and it was 145 dB / km at a wavelength of 650 nm.

実験2では、パイプを製造している際の微調整をコントローラ50を用いて自動制御で行った。肉厚・外径測定器49で冷却パイプ48の肉厚分布を測定し、その結果をコントローラ50に送信した。コントローラ50では、冷却パイプ48の肉厚分布が2mm±0.04mmとなるようにヒータ82〜89の温度調整を行った。それ以外は、実験1と同じ条件で実験を行った。   In Experiment 2, fine adjustment during manufacturing of the pipe was performed by automatic control using the controller 50. The thickness distribution of the cooling pipe 48 was measured by the wall thickness / outer diameter measuring device 49, and the result was transmitted to the controller 50. In the controller 50, the temperature of the heaters 82 to 89 is adjusted so that the thickness distribution of the cooling pipe 48 is 2 mm ± 0.04 mm. Otherwise, the experiment was performed under the same conditions as in Experiment 1.

実験3では、内径約φ20mmのサイジングダイスを用いて、外径φ20mm,内径φ19mmのパイプを引取速度1.0m/minとして成形した。それ以外は、実験1と同じ条件で実験を行った。   In Experiment 3, a pipe having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 19 mm was molded at a take-up speed of 1.0 m / min using a sizing die having an inner diameter of about 20 mm. Otherwise, the experiment was performed under the same conditions as in Experiment 1.

比較例である実験4では、8本の調整ネジ73〜80による粗調整を行った後に、ヒータ82〜89の温度は、200℃に保持した。それ以外は、実験1と同じ条件で実験を行った。   In Experiment 4, which is a comparative example, the temperature of the heaters 82 to 89 was maintained at 200 ° C. after coarse adjustment with the eight adjustment screws 73 to 80. Otherwise, the experiment was performed under the same conditions as in Experiment 1.

比較例である実験5では、内径約20mmのサイジングダイスを用いて、外径φ20mm、内径φ19mmのパイプを引き取り速度1.0m/分で成形した。また、押出ダイスの調整は、8本の調整ネジ73〜80による粗調整のみを行い、ヒータ82〜89の温度は、200℃に保持した。それ以外は、実験1と同じ条件で実験を行った。   In Experiment 5, which is a comparative example, a pipe having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 19 mm was formed at a take-up speed of 1.0 m / min using a sizing die having an inner diameter of about 20 mm. The adjustment of the extrusion die was only rough adjustment with eight adjusting screws 73 to 80, and the temperature of the heaters 82 to 89 was kept at 200 ° C. Otherwise, the experiment was performed under the same conditions as in Experiment 1.

Figure 2005321720
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実験1と実験4との比較より、押出ダイス43の外周面に設置したヒータ82〜89の加熱温度を調整することで溶融樹脂の粘度を調整して流量を調整することにより、偏肉値を0.153mmから0.080mmと約半分にすることができた。更に微調整を自動化させた実験2では、偏肉値を0.067mmまで下げることができた。相対標準偏差(RSD)も実験4では2.75%であったが本発明に係る実験1では1.20%となりより均一な肉厚のクラッドパイプを得ることができることが分かる。さらに微調整を自動化させた実験2では、1.01%と極めて肉厚が均一のクラッドパイプを得ることができた。   From the comparison between Experiment 1 and Experiment 4, by adjusting the heating temperature of the heaters 82 to 89 installed on the outer peripheral surface of the extrusion die 43, the viscosity of the molten resin is adjusted, and the flow rate is adjusted. It could be about half from 0.153 mm to 0.080 mm. Furthermore, in Experiment 2 in which fine adjustment was automated, the uneven thickness value could be reduced to 0.067 mm. The relative standard deviation (RSD) was 2.75% in Experiment 4 but was 1.20% in Experiment 1 according to the present invention, indicating that a clad pipe with a more uniform thickness can be obtained. Furthermore, in Experiment 2 in which fine adjustment was automated, a clad pipe with an extremely uniform wall thickness of 1.01% could be obtained.

また、目標肉厚を0.5mmとした実験3と実験5との比較から明らかなように、パイプの肉厚が異なる場合においても同様に偏肉値を減少させることができ、クラッドパイプの周方向の肉厚均一性を向上できた。例えば、実験5では、相対標準偏差(RSD)は、4.78%であったが、本発明に係る実験3では、3.03%と小さくなり、肉厚が均一のクラッドパイプを得ることができることが分かった。   Further, as is clear from comparison between Experiment 3 and Experiment 5 in which the target thickness is 0.5 mm, even when the pipe thickness is different, the uneven thickness value can be similarly reduced, and the circumference of the clad pipe can be reduced. The thickness uniformity in the direction could be improved. For example, in Experiment 5, the relative standard deviation (RSD) was 4.78%, but in Experiment 3 according to the present invention, the relative standard deviation (RSD) was as small as 3.03%, and a clad pipe with a uniform thickness could be obtained. I understood that I could do it.

本発明に係るクラッドパイプの製造方法及び装置は、光学部材用パイプに限定されず、パイプの肉厚が均一なものが好ましく用いられる分野にも適用可能である。   The method and apparatus for producing a clad pipe according to the present invention are not limited to a pipe for an optical member, and can be applied to a field where a pipe having a uniform thickness is preferably used.

プラスチック光ファイバの製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of a plastic optical fiber. 本発明に係るクラッドパイプを用いて製造されるプリフォームの断面図及び屈折率分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating sectional drawing and refractive index distribution of the preform manufactured using the clad pipe which concerns on this invention. 本発明に係るクラッドパイプを製造するための製造ラインの概略図である。It is the schematic of the manufacturing line for manufacturing the clad pipe which concerns on this invention. 図3のIV−IV線の断面図である。It is sectional drawing of the IV-IV line of FIG. 図3の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. プリフォームを延伸する工程を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of extending | stretching a preform. 従来の押出ダイスの断面図である。It is sectional drawing of the conventional extrusion die.

符号の説明Explanation of symbols

12 クラッドパイプ
40 製造ライン
43 押出ダイス
46 冷却真空装置
48 冷却パイプ
49 肉厚・外径測定器
50 コントローラ
70 内リップ
71 外リップ
81 樹脂流路
82,83,84,85,86,87,88,89 ヒータ
90 演算部
91 制御部
12 Clad Pipe 40 Production Line 43 Extrusion Die 46 Cooling Vacuum Device 48 Cooling Pipe 49 Wall Thickness / Outer Diameter Measuring Instrument 50 Controller 70 Inner Lip 71 Outer Lip 81 Resin Channel 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 Heater 90 Calculation unit 91 Control unit

Claims (12)

溶融したポリマーを押出ダイスから押出して光学部材用クラッドパイプを製造する方法において、
前記押出ダイスの外周面に沿って複数のクリアランス調整手段を設け、
前記複数のクリアランスの調整を個別に行い、
前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行うことを特徴とする光学部材用クラッドパイプの製造方法。
In a method for producing a clad pipe for an optical member by extruding a molten polymer from an extrusion die,
A plurality of clearance adjusting means are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die,
Individually adjusting the plurality of clearances,
A method of manufacturing a clad pipe for an optical member, comprising adjusting a thickness in a circumferential direction of the clad pipe.
溶融したポリマーを押出ダイスから押出して光学部材用クラッドパイプを製造する方法において、
前記押出ダイスの外周面に沿って複数のヒータを設け、
前記押出されたクラッドパイプの肉厚を測定し、
前記肉厚の測定値から前記複数のヒータの各最適温度を演算し、
前記演算値に基づき、前記複数のヒータの温度調整を個別に行い、
前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行うことを特徴とする光学部材用クラッドパイプの製造方法。
In a method for producing a clad pipe for an optical member by extruding a molten polymer from an extrusion die,
A plurality of heaters are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die,
Measure the wall thickness of the extruded clad pipe,
Calculate each optimum temperature of the plurality of heaters from the measured thickness value,
Based on the calculated value, individually adjust the temperature of the plurality of heaters,
A method of manufacturing a clad pipe for an optical member, comprising adjusting a thickness in a circumferential direction of the clad pipe.
前記押出ダイスの外周面に沿って複数のクリアランス調整手段を設け、
前記複数のクリアランスの調整と前記複数のヒータの温度調整とを同時に行うことを特徴とする請求項2記載の光学部材用クラッドパイプの製造方法。
A plurality of clearance adjusting means are provided along the outer peripheral surface of the extrusion die,
The method for manufacturing a clad pipe for an optical member according to claim 2, wherein the adjustment of the plurality of clearances and the temperature adjustment of the plurality of heaters are performed simultaneously.
前記クラッドパイプが、プラスチック光ファイバ用クラッドパイプであることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つ記載の光学部材用クラッドパイプの製造方法。   4. The method for producing a clad pipe for an optical member according to claim 1, wherein the clad pipe is a clad pipe for plastic optical fiber. 請求項1ないし4いずれか1つ記載の光学部材用クラッドパイプの製造方法により製造されたことを特徴とする光学部材用クラッドパイプ。   An optical member clad pipe manufactured by the method for manufacturing an optical member clad pipe according to any one of claims 1 to 4. 請求項1ないし4いずれか1つ記載の光学部材用クラッドパイプの製造方法により製造された光学部材用クラッドパイプ内に前記クラッドパイプの屈折率よりも高い屈折率を有するコアを形成したことを特徴とする光学部材用プリフォーム。   A core having a refractive index higher than that of the clad pipe is formed in the clad pipe for optical member produced by the method for producing a clad pipe for optical member according to any one of claims 1 to 4. An optical member preform. 請求項1ないし4いずれか1つ記載の光学部材用クラッドパイプの製造方法により光学部材用クラッドパイプを製造し、
前記光学部材用クラッドパイプ内に前記クラッドパイプの屈折率よりも高い屈折率を有するコアを形成して光学部材用プリフォームを作製し、
前記光学部材用プリフォームを延伸して得られることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
A clad pipe for an optical member is produced by the method for producing a clad pipe for an optical member according to any one of claims 1 to 4,
Forming a core having a refractive index higher than the refractive index of the clad pipe in the clad pipe for the optical member to produce a preform for the optical member,
A plastic optical fiber obtained by stretching the optical member preform.
溶融したポリマーをパイプ状に押し出す押出ダイスを備える光学部材用クラッドパイプの製造装置において、
前記押出ダイスの外周面に沿って設けられた複数のクリアランス調整手段と、
前記複数のクリアランス調整手段を個別に制御する制御部とを有し、
前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行うことを特徴とする光学部材用クラッドパイプの製造装置。
In the manufacturing apparatus of the clad pipe for optical members provided with an extrusion die for extruding the molten polymer into a pipe shape,
A plurality of clearance adjusting means provided along the outer peripheral surface of the extrusion die;
A control unit for individually controlling the plurality of clearance adjustment means,
An apparatus for manufacturing a clad pipe for an optical member, wherein the thickness in the circumferential direction of the clad pipe is adjusted.
溶融したポリマーをパイプ状に押し出す押出ダイスを備える光学部材用クラッドパイプの製造装置において、
前記押出ダイスの外周面に沿って設けられた複数のヒータと、
前記押出されたクラッドパイプの肉厚を測定する測定器と、
前記肉厚の測定値から前記複数のヒータの各最適温度を演算する演算部と、
前記演算値に基づき、前記複数のヒータをそれぞれ個別に温度制御する制御部とを有し、
前記クラッドパイプの周方向の肉厚の調整を行うことを特徴とする光学部材用クラッドパイプの製造装置。
In the manufacturing apparatus of the clad pipe for optical members provided with an extrusion die for extruding the molten polymer into a pipe shape,
A plurality of heaters provided along the outer peripheral surface of the extrusion die;
A measuring instrument for measuring the thickness of the extruded clad pipe;
A calculation unit for calculating each optimum temperature of the plurality of heaters from the measured value of the wall thickness;
A controller that individually controls the temperature of each of the plurality of heaters based on the calculated value;
An apparatus for manufacturing a clad pipe for an optical member, wherein the thickness in the circumferential direction of the clad pipe is adjusted.
前記押出ダイスの外周面に沿って設けられた複数のクリアランス調整手段と、
前記複数のクリアランス調整手段のクリアランスを制御する第2制御部と、
を有することを特徴とする請求項9記載の光学部材用クラッドパイプの製造装置。
A plurality of clearance adjusting means provided along the outer peripheral surface of the extrusion die;
A second control unit for controlling the clearances of the plurality of clearance adjusting means;
The apparatus for manufacturing a clad pipe for optical members according to claim 9, wherein:
前記ヒータが、バンドヒータ,アルミ鋳込みヒータ,カートリッジヒータのいずれかであることを特徴とする請求項9または10記載の光学部材用クラッドパイプの製造装置。   The apparatus for manufacturing a clad pipe for an optical member according to claim 9 or 10, wherein the heater is any one of a band heater, an aluminum casting heater, and a cartridge heater. 前記複数のヒータが、4個以上24個以下であることを特徴とする請求項9ないし11いずれか1つ記載の光学部材用クラッドパイプの製造装置。   The apparatus for manufacturing a clad pipe for an optical member according to any one of claims 9 to 11, wherein the plurality of heaters is 4 or more and 24 or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105082499A (en) * 2015-09-17 2015-11-25 湖北凯乐科技股份有限公司 Gas charging device capable of automatically adjusting outer diameter of dry-type optical fiber loose tube
CN103731210B (en) * 2013-12-30 2016-01-20 北京航空航天大学 A kind of multifunctional unit device for ASE optical fiber source
WO2022116219A1 (en) * 2020-12-05 2022-06-09 南京溧水高新创业投资管理有限公司 Extrusion device having good material fluidity
KR102672502B1 (en) 2021-12-20 2024-06-05 (주)거산 Manufacturing Apparatus for Unplasticized PVC Pipe

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