JP2006058774A - Optical fiber cable and its manufacturing method - Google Patents

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康之 水嶋
Yoshisada Nakamura
善貞 中村
Katsuya Takemasa
克弥 竹政
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a plastic optical fiber cable with which thermal contraction is suppressed. <P>SOLUTION: A preform is obtained by forming a core part having a GI type refractive index profile in a hollow cylindrical clad pipe. A GI type POF can be obtained by heating/fusion-drawing the preform. A GI type core wire 16 is obtained by covering the outer circumferential face of the GI type POF with polyethylene to form a protective layer 123. The GI type core wire 16 is arranged with a large number of aramid fibers on the outer circumference and covered with polyvinyl chloride to form the outermost layer 125, so that the plastic optical fiber cable 20 is obtained. The aramid fibers become a loose-type coating buffer layer 124, relaxing a stress imparted radially to the optical fiber cable 20. The optical fiber cable 20 is annealed at 60°C for 17 hours. Since the polymer of the outermost layer 124 is reoriented, longitudinal contraction is suppressed in the optical fiber cable 20 even when heat is applied thereto. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ファイバケーブル及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an optical fiber cable and a manufacturing method thereof.

プラスチック光学部材は、同一の構造を有する石英系の光学部材と比較して、製造及び加工が容易であること、および低価格であることなどの利点があり、近年、光ファイバおよび光レンズ、光導波路など種々の応用が試みられている。特にこれらの光学部材の中でも、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として製造し易く、さらに低コストに製造可能であるという長所を有する。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通信伝送媒体として種々検討されている。   Plastic optical members have advantages such as easy manufacture and processing and low cost compared to quartz-based optical members having the same structure. Recently, optical fibers and optical lenses, Various applications such as waveguides have been attempted. Among these optical members, in particular, the plastic optical fiber has a disadvantage that the transmission loss is slightly larger than that of the quartz-based fiber because all the materials are made of plastic. However, it is advantageous in that it has good flexibility, light weight and good processability, and can be easily manufactured as an optical fiber having a large diameter as compared with a quartz optical fiber, and can be manufactured at a lower cost. Therefore, various studies have been made on optical communication transmission media for short distances where the magnitude of transmission loss is not a problem.

プラスチック光ファイバ(以下、POFと称する)は、一般的には、重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯(以下、コアまたはコア部と称する)と、コア部と屈折率が異なる(一般的には低屈折率の)有機化合物からなる外殻(以下、クラッドまたはクラッド部と称する)とから構成される。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プラスチック光ファイバは、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注目されている。この様な屈折率分布型光学部材の製法の1つに、界面ゲル重合を利用して光学部材母材(以下、プリフォームと称する)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1および2参照。)。   A plastic optical fiber (hereinafter referred to as POF) generally has a refractive index different from that of a core (hereinafter referred to as a core or core portion) made of an organic compound having a polymer as a matrix (generally referred to as a core or core portion). Is composed of an outer shell (hereinafter referred to as a clad or a clad portion) made of an organic compound having a low refractive index. In particular, a refractive index distribution type plastic optical fiber having a core part having a distribution of refractive index from the center to the outside has a high transmission capacity because the band of an optical signal to be transmitted can be increased. It is attracting attention as an optical fiber. One of the methods for producing such a gradient index optical member is a method of producing an optical member base material (hereinafter referred to as a preform) using interfacial gel polymerization, and then stretching the preform. It has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

POFは、その外周面を保護すると共に機械的強度を向上させるためにポリマーを被覆して保護層を形成してプラスチック光ファイバ心線(以下、光ファイバ心線または心線と称する)として用いられる。なお、光ファイバ心線の製造方法は、コア部,クラッド部及び保護層を同時にノズルから複合紡糸する方法も知られている。また、光ファイバ心線は、強度など機械的特性を向上させるためにアニール処理がなされることが知られている(例えば、特許文献3参照。)。   POF is used as a plastic optical fiber core (hereinafter referred to as an optical fiber core or a core) by coating a polymer to form a protective layer in order to protect the outer peripheral surface and improve the mechanical strength. . An optical fiber core manufacturing method is also known in which a core portion, a cladding portion, and a protective layer are simultaneously composite-spun from a nozzle. Further, it is known that the optical fiber core wire is annealed to improve mechanical properties such as strength (see, for example, Patent Document 3).

特開昭61−130904号公報JP 61-130904 A 特許第3332922号公報Japanese Patent No. 3332922 特開2000−304942号公報JP 2000-304942 A

近年では、光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して被覆層(以下、最外層または第2被覆層と称する)が形成された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)として用いられることが多くなっている。光ファイバ心線を複数本束ねることで、1本のケーブルで多数の情報を送受信できるため光伝送システムの一部に好ましく用いることができる。また、最外層を形成するポリマーは、防水性を有するものが用いられている。保護層と最外層とを形成しているポリマーの種類は、それぞれの層の機能が異なるため、その素材も異なることが一般的である。また、光ファイバケーブルは加熱されると、ポリマーの収縮が生じる場合がある。この場合に前述したように保護層,被覆層で異なるポリマーが用いられていると、各ポリマーによって熱による収縮率が異なることから光ファイバケーブルに応力が付与される。そこで、この応力を緩和する目的で、光ファイバ心線を束ねる際に抗張力繊維(例えば、アラミド繊維)を併せて束ねた後に最外層を形成して光ファイバケーブルとすることで半径方向に対する応力の緩和を行っている。このような被覆の形態をルース型被覆と称されている。しかしながら、長手方向の収縮に関しては従来は特に検討されていなかった。そのため、光ファイバケーブルの両端にコネクタを取り付けて光伝送システムの一部を形成する際に、長手方向に各層の熱収縮率が異なるとコネクタの接続が困難になったり、一度取り付けられたコネクタが外れたりする問題が生じている。   In recent years, a plastic optical fiber cable (hereinafter referred to as an optical fiber cable) in which one or more optical fiber cores are bundled and coated with a polymer to form a coating layer (hereinafter referred to as an outermost layer or a second coating layer). ) Is increasingly used. By bundling a plurality of optical fiber cores, a large amount of information can be transmitted and received with a single cable, which can be preferably used for a part of an optical transmission system. Moreover, what has waterproofness is used for the polymer which forms outermost layer. In general, the types of polymers forming the protective layer and the outermost layer are different from each other because the functions of the respective layers are different. Further, when the optical fiber cable is heated, the polymer may shrink. In this case, as described above, when different polymers are used for the protective layer and the covering layer, the shrinkage rate due to heat differs depending on each polymer, so that stress is applied to the optical fiber cable. Therefore, in order to relieve this stress, when bundling the optical fiber core wires, bundle the tensile strength fibers (for example, aramid fibers) together, and then form the outermost layer to form an optical fiber cable. Mitigating. Such a form of coating is referred to as loose-type coating. However, the conventional contraction in the longitudinal direction has not been particularly studied. Therefore, when attaching connectors to both ends of an optical fiber cable to form a part of an optical transmission system, if the thermal contraction rate of each layer is different in the longitudinal direction, it becomes difficult to connect the connectors, or connectors once attached There is a problem that comes off.

本発明の目的は、長手方向の熱収縮が抑制されている光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical fiber cable in which thermal contraction in the longitudinal direction is suppressed and a method for manufacturing the same.

本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーを被覆して光ファイバケーブルを製造する方法において、前記ポリマーを被覆した後に、アニールする。前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかがガラス転移温度Tg(℃)を有するものから形成されている場合であって、前記アニール温度が、前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかのガラス転移温度Tg(℃)未満であることが好ましい。前記アニール温度が、50℃より高いことが好ましい。前記アニール時間が、8時間より長く100時間より短いことが好ましい。   In the method of manufacturing an optical fiber cable according to the present invention, in the method of manufacturing an optical fiber cable by coating a polymer on an optical fiber composed of a core and a clad, the polymer is coated and then annealed. It is a case where at least one of the core or the clad is formed of a material having a glass transition temperature Tg (° C.), and the annealing temperature is at least one of the glass transition temperature Tg (of the core or the clad). C.) is preferable. The annealing temperature is preferably higher than 50 ° C. The annealing time is preferably longer than 8 hours and shorter than 100 hours.

本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆して第1被覆層が形成された光ファイバ心線を製造し、前記光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して第2被覆層が形成された光ファイバケーブルの製造方法において、前記第2被覆層形成後に前記第1被覆層と前記第2被覆層との熱収縮との差が0.1%未満となるようにアニールを行う。前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることが好ましい。前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることが好ましい。前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることが好ましい。前記被覆されているポリマーが、ポリ塩化ビニルであることが好ましい。   The method of manufacturing an optical fiber cable according to the present invention includes manufacturing an optical fiber having a first coating layer formed by coating an optical fiber composed of a core and a clad, and bundling one or more optical fibers. In the method of manufacturing an optical fiber cable in which the second coating layer is formed by coating with a polymer, the difference in thermal shrinkage between the first coating layer and the second coating layer after the formation of the second coating layer is 0. Annealing is performed so as to be less than 1%. The optical fiber is preferably a plastic optical fiber. The optical fiber is preferably a gradient index optical fiber. The core is preferably formed from deuterated polymethyl methacrylate. The coated polymer is preferably polyvinyl chloride.

前記光ファイバの周囲に緩衝材を配し、前記光ファイバと前記緩衝材との外周部を前記ポリマーで被覆することが好ましい。前記緩衝材が、アラミド繊維であることが好ましい。   It is preferable that a buffer material is disposed around the optical fiber, and an outer peripheral portion of the optical fiber and the buffer material is covered with the polymer. The buffer material is preferably an aramid fiber.

本発明の光ファイバケーブルは、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーが被覆された光ファイバケーブルにおいて、前記被覆されたポリマーが、アニールされている。本発明の光ファイバケーブルは、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆する第1被覆層を有する光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して第2被覆層が形成されている光ファイバケーブルにおいて、前記第2被覆層が、アニールされている。   The optical fiber cable of the present invention is an optical fiber cable in which a polymer is coated on an optical fiber composed of a core and a clad, and the coated polymer is annealed. In the optical fiber cable of the present invention, one or more optical fiber cores having a first coating layer covering an optical fiber composed of a core and a clad are bundled and coated with a polymer to form a second coating layer. In the optical fiber cable, the second coating layer is annealed.

前記第1被覆層と前記第2被覆層との熱収縮率の差が0.1%未満であることが好ましい。前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることが好ましい。前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることが好ましい。前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることが好ましい。前記第2被覆層が、ポリ塩化ビニルであることが好ましい。   It is preferable that the difference in thermal shrinkage between the first coating layer and the second coating layer is less than 0.1%. The optical fiber is preferably a plastic optical fiber. The optical fiber is preferably a gradient index optical fiber. The core is preferably formed from deuterated polymethyl methacrylate. The second coating layer is preferably polyvinyl chloride.

前記光ファイバ心線の周囲に緩衝材を配し、前記光ファイバ心線と前記緩衝材との外周部を前記第2被覆層で被覆したことが好ましい。前記緩衝材が、アラミド繊維であることが好ましい。   It is preferable that a buffer material is disposed around the optical fiber core, and an outer peripheral portion of the optical fiber core and the buffer material is covered with the second coating layer. The buffer material is preferably an aramid fiber.


本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーを被覆して光ファイバケーブルを製造する方法において、前記ポリマーを被覆した後に、アニールするから、前記光ファイバケーブルに形成されている保護層などのポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに光ファイバケーブルに変形が生じることを防止できる。

According to the method of manufacturing an optical fiber cable of the present invention, in the method of manufacturing an optical fiber cable by coating an optical fiber comprising a core and a clad, the optical fiber cable is annealed after coating the polymer. The thermal contraction of a polymer such as a protective layer formed on the cable is suppressed, and deformation of the optical fiber cable can be prevented when heat is applied to the optical fiber cable.

本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆して第1被覆層が形成された光ファイバ心線を製造し、前記光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して第2被覆層が形成された光ファイバケーブルの製造方法において、前記第2被覆層形成後に前記第1被覆層と前記第2被覆層との熱収縮との差が0.1%未満となるようにアニールを行うから、前記第1及び第2被覆層を形成しているポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに前記第1被覆層と前記第2被覆層の熱収縮率の相違による光ファイバケーブルの変形を防止できる。なお、本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであると、ポリマーの熱緩和の効果がより得られる。   According to the method for manufacturing an optical fiber cable of the present invention, an optical fiber having a first coating layer is manufactured by coating an optical fiber composed of a core and a cladding, and one or more optical fibers are formed. In the method of manufacturing an optical fiber cable in which the second coating layer is formed by bundling and coating with a polymer, there is a difference between thermal contraction between the first coating layer and the second coating layer after the second coating layer is formed. Since the annealing is performed so as to be less than 0.1%, the thermal contraction of the polymer forming the first and second coating layers is suppressed, and the heat is applied to the optical fiber cable. Deformation of the optical fiber cable due to the difference in thermal shrinkage between the coating layer and the second coating layer can be prevented. In addition, the manufacturing method of the optical fiber cable of this invention can acquire the effect of the thermal relaxation of a polymer more when the said optical fiber is a plastic optical fiber.

本発明の光ファイバケーブルによれば、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーが被覆された光ファイバケーブルにおいて、前記被覆されたポリマーが、アニールされているから、前記光ファイバケーブルに形成されている保護層などのポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに光ファイバケーブルに変形が生じることを防止できる。   According to the optical fiber cable of the present invention, in the optical fiber cable in which the polymer is coated on the optical fiber composed of the core and the clad, since the coated polymer is annealed, the optical fiber cable is formed on the optical fiber cable. The thermal contraction of the polymer such as the protective layer is suppressed, and deformation of the optical fiber cable can be prevented when heat is applied to the optical fiber cable.

本発明の光ファイバケーブルによれば、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆する第1被覆層を有する光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して第2被覆層が形成されている光ファイバケーブルにおいて、前記第2被覆層が、アニールされ、前記第1被覆層と前記第2被覆層との熱収縮率の差が0.1%未満であるから、前記第1及び第2被覆層を形成しているポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに前記第1被覆層と前記第2被覆層の熱収縮率の相違による光ファイバケーブルの変形を防止できる。なお、本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであると、ポリマーの熱緩和の効果がより得られる。   According to the optical fiber cable of the present invention, one or more optical fiber cores having a first coating layer that covers an optical fiber composed of a core and a clad are bundled and coated with a polymer to form a second coating layer. In the optical fiber cable, the second coating layer is annealed, and a difference in thermal shrinkage between the first coating layer and the second coating layer is less than 0.1%. The thermal contraction of the polymer forming the two coating layers is suppressed, and when the heat is applied to the optical fiber cable, the difference in the thermal shrinkage rate between the first coating layer and the second coating layer Deformation can be prevented. In addition, the manufacturing method of the optical fiber cable of this invention can acquire the effect of the thermal relaxation of a polymer more when the said optical fiber is a plastic optical fiber.

本発明に係る光ファイバケーブルの作製方法の一実施形態を図1に示す。コア部とクラッド部との原料であるポリマーなどを用いてプリフォーム作製工程11を行いプリフォーム12を得る。プリフォーム12を延伸工程13により延伸(線引き)を行い、所望の径(例えば、300μm〜1000μm)のプラスチック光ファイバ(POF)14を連続して得る。POF14は、通常、巻取リールにロール状で巻き取られる。延伸工程13を行う際に、プリフォーム12を延伸した後に連続して被覆を施してPOF14を保護しても良い。なお、本発明において、被覆の有無を問わず、いずれもPOF14と称する。POF14は、第1被覆工程15により保護層が形成されてプラスチック光ファイバ心線16となる。   One embodiment of a method for producing an optical fiber cable according to the present invention is shown in FIG. The preform production process 11 is performed using a polymer or the like as a raw material for the core part and the clad part to obtain a preform 12. The preform 12 is stretched (drawn) by a stretching step 13 to continuously obtain a plastic optical fiber (POF) 14 having a desired diameter (for example, 300 μm to 1000 μm). The POF 14 is usually wound on a take-up reel in a roll shape. When the stretching step 13 is performed, the POF 14 may be protected by continuously coating after the preform 12 is stretched. In the present invention, regardless of the presence or absence of coating, both are referred to as POF14. A protective layer is formed on the POF 14 in the first coating step 15 to form a plastic optical fiber core wire 16.

光ファイバ心線16は、そのままの形態で光伝送体として用いることができる。しかしながら、通常は、引張・圧縮,側圧・曲げ,浸水などを抑制する機能を持たせる。そこで、光ファイバ心線16を単芯又は多芯としてその外周部に緩衝材17を配設する。光ファイバ心線16と緩衝材17とをまとめて束ねて、最外層を形成するために第2被覆工程18を行う。最外層には、主にポリマーが用いられる。第2被覆工程18で最外層が形成されているプラスチック光ファイバケーブル原反(以下、ケーブル原反と称する)19を得る。さらに、アニール工程20で熱緩和を行い、ケーブル原反19の最外層を形成しているポリマーを再配向させる。以上の工程を経て、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)21を得る。   The optical fiber core wire 16 can be used as an optical transmission body as it is. However, it normally has a function of suppressing tension / compression, lateral pressure / bending, water immersion, and the like. Therefore, the optical fiber core wire 16 is single-core or multi-core, and the buffer material 17 is disposed on the outer periphery thereof. The second coating step 18 is performed to bundle the optical fiber core wire 16 and the buffer material 17 together to form the outermost layer. A polymer is mainly used for the outermost layer. A plastic optical fiber cable original fabric (hereinafter referred to as a cable original fabric) 19 having an outermost layer formed in the second coating step 18 is obtained. Furthermore, thermal annealing is performed in the annealing step 20 to reorient the polymer forming the outermost layer of the cable original fabric 19. Through the above steps, a plastic optical fiber cable (hereinafter referred to as an optical fiber cable) 21 is obtained.

以下に、本発明の実施の態様として、POFとしてコア部に屈折率分布を有する屈折率分布型プラスチック光ファイバ(以下、GI型POFと称することもある)を用いた態様を1例として挙げて説明するが、本発明は記載された内容に限定されるものではない。   In the following, as an embodiment of the present invention, an embodiment using a refractive index distribution type plastic optical fiber (hereinafter sometimes referred to as GI type POF) having a refractive index distribution in the core as POF is taken as an example. Although described, the present invention is not limited to the described contents.

[POFの原料]
(コア部)
コア部の原料の重合性モノマーとしては、塊状重合が容易である原料を選択するのが好ましい。光透過性が高く塊状重合しやすい原料としては例えば、以下のような(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)等を例示することができ、コア部は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から形成することができる。これらのうち、(メタ)アクリル酸エステル類を重合性モノマーとして含む組成を好ましく用いることができる。
[POF ingredients]
(Core part)
As the polymerizable monomer for the raw material of the core part, it is preferable to select a raw material that can be easily bulk-polymerized. Examples of raw materials that are highly light transmissive and easy to bulk polymerize include the following (meth) acrylic acid esters (fluorine-free (meth) acrylic acid ester (a), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester (b) ), Styrenic compounds (c), vinyl esters (d), etc., and the core part is a homopolymer of these, or a copolymer comprising two or more of these monomers, and a homopolymer and / or It can be formed from a mixture of copolymers. Among these, a composition containing (meth) acrylic acid esters as a polymerizable monomer can be 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. Further, (b) the fluorine-containing acrylic ester and the fluorine-containing methacrylate ester are 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、作製するPOF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 POF to be produced is used for near-infrared applications, absorption loss due to the C—H bond constituting the core polymer occurs, so that deuteration as described in Japanese Patent No. 3332922 and the like occurs. Hydrogen atoms (H) of C—H bonds including polymethyl methacrylate (PMMA-d8), polytrifluoroethyl methacrylate (P3FMA), polyhexafluoroisopropyl-2-fluoroacrylate (HFIP 2-FA), etc. By using a polymer substituted with deuterium atoms (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.

(クラッド部)
クラッド部の素材には、コア部を伝送する光がそれらの界面で全反射するために、コア部の屈折率より低い屈折率を有し、コア部との密着性が良いものを好ましく用いることができる。ただし、素材の選択によってコア部とクラッド部の界面の不整が起こりやすい、もしくは製造適性上好ましくない場合などにおいては、コア部とクラッド部の間にさらに層を設けても良い。例えば、コア部との界面(即ち、中空管の内壁面)に、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーからなるアウターコア層を形成することにより、コア部とクラッド部との界面状態を矯正することができる。アウターコア層の詳細については後述する。勿論、アウターコア層を形成せずに、クラッド部そのものを、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーから形成することもできる。
(Clad part)
For the material of the clad part, it is preferable to use a material having a refractive index lower than the refractive index of the core part and having good adhesion to the core part because the light transmitted through the core part is totally reflected at the interface between them. Can do. However, in the case where irregularity of the interface between the core part and the clad part is likely to occur due to selection of the material or it is not preferable in terms of manufacturing suitability, a layer may be further provided between the core part and the clad part. For example, by forming an outer core layer made of a polymer having the same composition as the matrix of the core part at the interface with the core part (that is, the inner wall surface of the hollow tube), the interface state between the core part and the cladding part is corrected. can do. Details of the outer core layer will be described later. Of course, without forming the outer core layer, the cladding part itself can be formed of a polymer having the same composition as the matrix of the core part.

クラッド部の素材としては、タフネスに優れ、耐湿熱性にも優れているものが好ましく用いられる。例えば、フッ素含有モノマーの単独重合体または共重合体からなるのが好ましい。フッ素含有モノマーとしてはフッ化ビニリデン(PVDF)が好ましく、フッ化ビニリデンを10質量%以上含有する1種以上の重合性モノマーを重合させて得られるフッ素樹脂が好ましく用いることができる。   As the material for the clad part, a material excellent in toughness and heat and heat resistance is preferably used. For example, it preferably comprises a homopolymer or copolymer of a fluorine-containing monomer. As the fluorine-containing monomer, vinylidene fluoride (PVDF) is preferable, and a fluororesin obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers containing 10% by mass or more of vinylidene fluoride can be preferably used.

また、後述の溶融押出法により重合体を成形し、クラッド部を作製する場合は、重合体の溶融粘度が適当であることが必要である。この溶融粘度については、相関する物性として分子量が用いられ特に重量平均分子量との相関がある。本発明においては、重量平均分子量が1万〜100万の範囲であることが適当であり、より好ましくは3万〜50万の範囲である。   Moreover, when forming a clad part by shape | molding a polymer with the below-mentioned melt extrusion method, it is necessary for the melt viscosity of a polymer to be suitable. As for the melt viscosity, molecular weight is used as a correlated physical property, and particularly, there is a correlation with the weight average molecular weight. In the present invention, the weight average molecular weight is suitably in the range of 10,000 to 1,000,000, more preferably in the range of 30,000 to 500,000.

さらに、できるだけコア部へ水分が浸入することを防ぐことが好ましい。そのためには、吸水率が低いポリマーをクラッド部の素材(材料)として用いる。すなわち飽和吸水率(以下、吸水率と称する)が1.8%未満のポリマーを用いてクラッド部を作製するのが好ましい。より好ましくは1.5%未満のポリマー、さらに好ましくは1.0%未満のポリマーを用いてクラッド部を作製することが好ましい。また、前記アウターコア層を作製する場合にも同様の吸水率のポリマーを用いることが好ましい。吸水率(%)は、ASTM D 570試験法に従い、23℃の水中に試験片を1週間浸漬し、そのときの吸水率を測定することにより算出することができる。   Furthermore, it is preferable to prevent moisture from entering the core as much as possible. For this purpose, a polymer having a low water absorption rate is used as a material (material) for the cladding. That is, it is preferable to produce a clad part using a polymer having a saturated water absorption rate (hereinafter referred to as a water absorption rate) of less than 1.8%. More preferably, the clad portion is formed using less than 1.5% polymer, and more preferably less than 1.0% polymer. Further, it is preferable to use a polymer having the same water absorption rate when the outer core layer is produced. The water absorption rate (%) can be calculated by immersing the test piece in water at 23 ° C. for 1 week according to the ASTM D 570 test method and measuring the water absorption rate at that time.

(重合開始剤)
前記コア部及び/又はクラッド部が、重合性モノマーから重合されたポリマーから作製される場合、重合の際に重合開始剤が用いられる。重合開始剤としては、用いるモノマーや重合方法に応じて適宜選択することができ、例えば、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。
(Polymerization initiator)
When the core part and / or the clad part are made from a polymer polymerized from a polymerizable monomer, a polymerization initiator is used in the polymerization. As a polymerization initiator, it can select suitably according to the monomer and polymerization method to be used, for example, benzoyl peroxide (BPO), tert- butyl peroxy-2-ethyl hexanate (PBO), di-tert-butyl. Examples thereof include peroxide compounds such as 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′-azobis (2- And azo compounds such as methyl propionate). Of course, the polymerization initiator is not limited to these, and two or more kinds may be used in combination.

(連鎖移動剤)
コア部形成用重合性組成物及びクラッド部形成用重合性組成物は、連鎖移動剤を含有していることが好ましい。前記連鎖移動剤は、主に重合体の分子量を調整するために用いられる。前記クラッド部およびコア部形成用重合性組成物がそれぞれ連鎖移動剤を含有していると、重合性モノマーからポリマーを形成する際に、重合速度および重合度を前記連鎖移動剤によってより制御することができ、重合体の分子量を所望の分子量に調整することができる。例えば、得られたプリフォームを延伸により線引してPOFとする際に、分子量を調整することによって延伸時における機械的特性を所望の範囲とすることができ、生産性の向上にも寄与する。
(Chain transfer agent)
The polymerizable composition for forming a core part and the polymerizable composition for forming a clad part preferably contain a chain transfer agent. The chain transfer agent is mainly used for adjusting the molecular weight of the polymer. When the polymerizable composition for forming the clad part and the core part contains a chain transfer agent, when the polymer is formed from the polymerizable monomer, the polymerization rate and the degree of polymerization are more controlled by the chain transfer agent. And the molecular weight of the polymer can be adjusted to a desired molecular weight. For example, when the obtained preform is drawn by drawing to make POF, the mechanical properties at the time of drawing can be adjusted to a desired range by adjusting the molecular weight, which contributes to improvement of productivity. .

前記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、前記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。   About the said 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 Masato Kinoshita, “Experimental Methods 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 chain transfer agents include alkyl mercaptans (for example, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan), thiophenols (for example, 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.

(屈折率調整剤)
前記コア部用重合性組成物に屈折率調整剤を含有させるのが好ましい。なお、場合によっては、クラッド部重合性組成物に屈折率調整剤を含有させても良い。屈折率調整剤の濃度に分布を持たせることによって、前記濃度の分布に基づいて屈折率分布型のコアを容易に作製することができる。屈折率調整剤を用いなくとも、コア部の形成に2種以上の重合性モノマーを用い、コア部内に共重合比の分布を持たせることによって、屈折率分布構造を導入することもできるが、共重合の組成比制御などと比較して、製造の簡便さなどを鑑みると屈折率調整剤を用いることが好ましい。
(Refractive index modifier)
It is preferable to add a refractive index adjusting agent to the polymerizable composition for the core part. In some cases, the clad part polymerizable composition may contain a refractive index adjusting agent. By providing a distribution of the concentration of the refractive index adjusting agent, a refractive index distribution type core can be easily produced based on the concentration distribution. Even without using a refractive index adjusting agent, it is possible to introduce a refractive index distribution structure by using two or more polymerizable monomers for forming the core portion and having a distribution of the copolymerization ratio in the core portion. It is preferable to use a refractive index adjusting agent in view of the ease of production and the like as compared with the composition ratio control of copolymerization.

屈折率調整剤はドーパントとも称し、併用する前記重合性モノマーの屈折率と異なる化合物である。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/cm31/2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 refractive index adjusting agent is also called a dopant, and is a compound different from the refractive index of the polymerizable monomer used together. 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ファイバとなる。また、ドーパントは重合性化合物であってもよく、重合性化合物の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、屈折率が上昇する性質を有するものを用いる。なお、このような共重合体には、MMA−BzMA共重合体などが挙げられる。   Use 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 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 direction of the 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. Thus, 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 fiber having a wide transmission band. In addition, the dopant may be a polymerizable compound, and when a dopant of the polymerizable compound is used, a copolymer containing this as a copolymerization component has an increased refractive index compared to a polymer not containing this. Those having the property to Examples of such a copolymer include MMA-BzMA copolymer.

前記ドーパントとしては、特許3332922号や特開平11−142657号公報に記載されている様な、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)、ジフェニル(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)、硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体などが挙げられる。中でも、BEN、DPS、TPP、DPSOおよび硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体が好ましい。なお、これらの化合物中に存在する水素原子を重水素原子に置換した化合物も広い波長域での透明性を向上させる目的で用いることができる。また、重合性化合物として、例えば、トリブロモフェニルメタクリレート等が挙げられる。屈折率調整成分として重合性化合物を用いる場合は、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性屈折率成分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、耐熱性の面では有利となる可能性がある。   Examples of the dopant include benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), and benzyl phthalate as described in Japanese Patent No. 3332922 and JP-A-11-142657. -N-butyl (BBP), diphenyl phthalate (DPP), diphenyl (DP), diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), diphenyl sulfoxide (DPSO), sulfurized diphenyl derivatives, dithian derivatives and the like. Among them, BEN, DPS, TPP, DPSO, sulfurized diphenyl derivatives, and dithian derivatives are preferable. In addition, compounds obtained by substituting hydrogen atoms present in these compounds with deuterium atoms can also be used for the purpose of improving transparency in a wide wavelength region. Examples of the polymerizable compound include tribromophenyl methacrylate. When a polymerizable compound is used as the refractive index adjusting component, it is difficult to control various characteristics (particularly optical characteristics) because the polymerizable monomer and the polymerizable refractive index component are copolymerized when forming the matrix. However, it may be advantageous in terms of heat resistance.

屈折率調整剤の濃度および分布を調整することによって、光学部材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、用途および組み合わされる部材に応じて適宜選ばれる。屈折率調整剤は、複数種類添加してもよい。   By adjusting the concentration and distribution of the refractive index adjusting agent, the refractive index of the optical member can be changed to a desired value. The addition amount is appropriately selected according to the use and the member to be combined. A plurality of types of refractive index adjusting agents may be added.

本発明に用いられる重合性組成物にドーパントを2種類以上含有させても良い。但し、いずれもベンゼン環を有し、その置換基のHammett値(但し、置換基が複数ある場合にはそれらのHammett値の加重平均)が0.04以下でかつ、SP値が10.9以下となる化合物を用いることが好ましい。   Two or more types of dopants may be contained in the polymerizable composition used in the present invention. However, each has a benzene ring, and the Hammett value of the substituent (however, when there are a plurality of substituents, the weighted average of those Hammett values) is 0.04 or less and the SP value is 10.9 or less. It is preferable to use the compound which becomes.

(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、それらを作製する重合性組成物に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。前記誘導放出機能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光ファイバ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 polymerizable composition for producing them in the core part, the clad part, or a part thereof, as long as the optical transmission performance is not deteriorated. 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. Further, for the purpose of improving optical transmission performance, a stimulated emission functional compound for optical signal amplification can be added. By adding the stimulated emission functional compound, the attenuated signal light can be amplified by the excitation light, and the transmission distance is improved. For example, it can be used as an optical 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.

[プリフォームの製造方法]
以下に、本発明の製造方法を、コア部とクラッド部とを有する屈折率分布型プラスチック母材の製造方法に適用した実施の形態について説明する。本実施形態は、主として2種類あるが、以下の実施形態に限定されるわけではない。
[Preform manufacturing method]
Hereinafter, an embodiment in which the manufacturing method of the present invention is applied to a manufacturing method of a gradient index plastic preform having a core portion and a cladding portion will be described. Although there are mainly two types of this embodiment, it is not limited to the following embodiments.

まず、第1の実施形態は、クラッド部用重合性組成物を重合して中空管を作製する。または熱可塑性樹脂を溶融押し出し成形してクラッド部となる中空円筒管を作製する(第1工程)。前記中空円筒管の中空部でコア部形成用重合性組成物を界面ゲル重合させることによりコア部となる領域を形成し、コア部およびクラッド部に各々対応する領域からなるプリフォームを作製する(第2工程)。そして得られたプリフォームを本発明に係る製造装置及び製造方法により所望の形態に加工(第3工程)してPOFを得る。なお、第2工程においてドーパントを加えた重合性組成物を界面ゲル重合法によって重合させることにより屈折率分布型プラスチック光ファイバが得られる。   First, in the first embodiment, a hollow tube is produced by polymerizing a polymerizable composition for a cladding part. Alternatively, a hollow cylindrical tube serving as a clad portion is produced by melt extrusion molding of a thermoplastic resin (first step). The core portion-forming polymerizable composition is subjected to interfacial gel polymerization in the hollow portion of the hollow cylindrical tube to form a region that becomes a core portion, and a preform that includes regions corresponding respectively to the core portion and the cladding portion is produced ( Second step). The obtained preform is processed into a desired form (third step) by the manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention to obtain POF. In addition, the refractive index distribution type plastic optical fiber is obtained by polymerizing the polymerizable composition to which the dopant is added in the second step by the interfacial gel polymerization method.

次に、第2の実施形態は、第1の実施形態でクラッド部に相当する中空円筒管を形成した後にその内周面にさらにアウターコア部という層を形成する(第1'工程)。なお、このアウターコア層を有する形態においては中心のコア部はインナーコア部とも称される。以下の説明において、態様によって「コア部」という場合は「インナーコア部」の意味も兼ねる。   Next, in the second embodiment, after forming the hollow cylindrical tube corresponding to the cladding portion in the first embodiment, a layer called an outer core portion is further formed on the inner peripheral surface (first 'step). In the form having the outer core layer, the central core portion is also referred to as an inner core portion. In the following description, the term “core part” also means the “inner core part” depending on the form.

例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂のような含フッ素樹脂からなる中空円筒管の中空部で、アウターコア用重合性組成物を回転重合法による重合などで、前記中空円筒管の内周面にアウターコア層を形成し、2層からなる中空円筒管を作製する(第1'工程)。前記中空円筒管の中空部にさらにインナーコア部を形成する。インナーコア部は、インナーコア部形成用重合性組成物を界面ゲル重合させて形成する(第2'工程)。そして、得られたプリフォームを所望の形態に加工(第3工程)して光学部材を製造する。   For example, in the hollow portion of a hollow cylindrical tube made of a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride resin, the outer core layer is formed on the inner peripheral surface of the hollow cylindrical tube by polymerization of the polymerizable composition for the outer core by rotation polymerization. To form a hollow cylindrical tube having two layers (first 'step). An inner core portion is further formed in the hollow portion of the hollow cylindrical tube. The inner core portion is formed by interfacial gel polymerization of the polymerizable composition for forming the inner core portion (second step). Then, the obtained preform is processed into a desired form (third step) to produce an optical member.

第2の実施形態においては、2層からなる同心の中空円筒管を作製する際、上記のように段階的でなく、クラッド部となるフッ素樹脂とアウターコア用重合組成物の重合体とを溶融共押し出しの方法の一段階で作製する方法なども容易に適用できる。   In the second embodiment, when a concentric hollow cylindrical tube composed of two layers is produced, the fluororesin serving as the cladding part and the polymer of the polymerization composition for the outer core are not melted stepwise as described above. A method of manufacturing in one step of the coextrusion method can be easily applied.

前記第1の実施の形態ではクラッド部/コア部形成用、第2の実施の形態ではアウターコア部/インナーコア部形成用の各々の重合性組成物に用いられる重合性モノマーの組成は、互いに等しいことが好ましい。ただし、その組成比については同一でなくてもよく、また副成分については等しくなくてもよい。等しい種類の重合性モノマーを用いることによって、クラッド部/コア部またはアウターコア部/インナーコア部界面における光透過性および接着性を向上させることができる。また、クラッド部あるいはアウターコア部を形成する樹脂が共重合体からなり、共重合成分の屈折率が異なる場合、共重合成分の比率を制御することでコア部との屈折率差を大きく持たせやすく、その結果、屈折率分布構造を形成し易くする事もできる。   In the first embodiment, the composition of the polymerizable monomers used in the polymerizable composition for forming the clad / core part and in the second embodiment for forming the outer core / inner core part is mutually different. Preferably equal. However, the composition ratio may not be the same, and the subcomponents may not be equal. By using the same type of polymerizable monomer, it is possible to improve light transmittance and adhesiveness at the cladding / core or outer core / inner core interface. In addition, when the resin forming the clad part or the outer core part is made of a copolymer and the refractive index of the copolymer component is different, the refractive index difference from the core part is increased by controlling the ratio of the copolymer component. As a result, the refractive index distribution structure can be easily formed.

第2の実施形態では、クラッド部とコア部との間にアウターコア部を形成することによって、クラッド部とコア部との材質の違いによる接着性の低下および生産性の低下などを軽減させる。その結果、クラッド部およびコア部に用いる材料の選択の幅を広げることができる。クラッド部に相当する円筒形状の管は、例えば、市販されているフッ素樹脂を溶融押出しや重合性組成物の回転重合により、所望の径と厚みのパイプに成形することで作製することもできる。さらに、得られたパイプの中空部で前記アウターコア部形成用重合性組成物を回転重合させ、その内周面にアウターコア層を形成することができる。また、その他、前記フッ素樹脂と前記重合性組成物からなる重合体を共押し出しすることによっても同様の構造体を作製することもできる。   In the second embodiment, an outer core portion is formed between the clad portion and the core portion, thereby reducing a decrease in adhesiveness and a decrease in productivity due to a difference in material between the clad portion and the core portion. As a result, the range of selection of materials used for the clad part and the core part can be expanded. The cylindrical tube corresponding to the clad part can also be produced, for example, by molding a commercially available fluororesin into a pipe having a desired diameter and thickness by melt extrusion or rotational polymerization of a polymerizable composition. Furthermore, the outer core layer-forming polymerizable composition can be rotationally polymerized in the hollow portion of the obtained pipe to form an outer core layer on the inner peripheral surface thereof. In addition, a similar structure can be produced by co-extrusion of a polymer comprising the fluororesin and the polymerizable composition.

本発明に係るPOFを作製する際に、屈折率調整成分を用い、その濃度に傾斜を持たせることによっても、屈折率分布型POFを作製することができる。屈折率調整成分の濃度に傾斜を持たせる方法としては、後述する界面ゲル重合法や回転ゲル重合法などを適用することができる。   When the POF according to the present invention is manufactured, the refractive index distribution type POF can also be manufactured by using a refractive index adjusting component and giving a gradient to the concentration. As a method of giving a gradient to the concentration of the refractive index adjusting component, an interfacial gel polymerization method or a rotational gel polymerization method described later can be applied.

前記クラッド部、アウターコア部を重合性組成物で作製する場合およびコア部形成用重合性組成物において、各成分の含有割合の好ましい範囲は、その種類に応じて異なり一概に定めることはできないが、一般的には、重合開始剤は、重合性モノマーに対して0.005質量%〜0.5質量%であることが好ましく、0.01質量%〜0.5質量%であることがより好ましい。前記連鎖移動剤は、重合性モノマーに対して0.10質量%〜0.40質量%であることが好ましく、0.15質量%〜0.30質量%であることがより好ましい。また、前記屈折率調整成分は、重合性モノマーに対して1質量%〜30質量%であることが好ましく、1質量%〜25質量%であることがより好ましい。   In the case where the clad part and the outer core part are made of a polymerizable composition, and in the polymerizable composition for forming a core part, the preferred range of the content ratio of each component differs depending on the type and cannot be unconditionally determined. In general, the polymerization initiator is preferably 0.005% by mass to 0.5% by mass and more preferably 0.01% by mass to 0.5% by mass with respect to the polymerizable monomer. preferable. The chain transfer agent is preferably 0.10% by mass to 0.40% by mass with respect to the polymerizable monomer, and more preferably 0.15% by mass to 0.30% by mass. Further, the refractive index adjusting component is preferably 1% by mass to 30% by mass, and more preferably 1% by mass to 25% by mass with respect to the polymerizable monomer.

前記クラッド部、アウターコア部およびコア部形成用重合体組成物を重合することによって得られるポリマーの分子量は、プリフォームを延伸する関係から、重量平均分子量で1万〜100万の範囲であることが好ましく、3万〜50万であることがさらに好ましい。さらに延伸性の観点で分子量分布(MWD:重量平均分子量/数平均分子量)も影響する。MWDが大きくなると、極端に分子量が高い成分がわずかでもあると延伸性が悪くなり、場合によっては延伸できなくなることもある。したがって、好ましい範囲としては、MWDが4以下が好ましく、さらには3以下が好ましい。   The molecular weight of the polymer obtained by polymerizing the clad part, the outer core part, and the polymer composition for forming the core part is in the range of 10,000 to 1,000,000 in terms of weight average molecular weight, because the preform is stretched. Is preferable, and it is more preferable that it is 30,000 to 500,000. Further, the molecular weight distribution (MWD: weight average molecular weight / number average molecular weight) is also influenced from the viewpoint of stretchability. If the MWD becomes large, even if there are a few components having an extremely high molecular weight, the stretchability is deteriorated, and in some cases, stretching may be impossible. Therefore, as a preferable range, MWD is preferably 4 or less, and more preferably 3 or less.

次に、前記第1および第2の形態(特に前記第1の実施形態)の各工程について詳細に説明する。   Next, each step of the first and second modes (particularly the first embodiment) will be described in detail.

(第1工程)
前記第1工程では、クラッド部に相当する1層の、またはクラッド部およびアウターコア部に相当する2層の中空状(例えば円筒形状)の中空円筒管を作製する。中空円筒管の作製方法としては、例えばモノマーを重合させつつ中空管状に成形して作製する。この方法には、特許3332922号に記載されている様な回転重合による製造方法や樹脂の溶融押し出しなどが挙げられる。
(First step)
In the first step, a hollow (for example, cylindrical) hollow cylindrical tube having one layer corresponding to the cladding part or two layers corresponding to the cladding part and the outer core part is manufactured. As a method for producing the hollow cylindrical tube, for example, it is produced by forming a hollow tube while polymerizing monomers. Examples of this method include a production method by rotational polymerization as described in Japanese Patent No. 3332922, and melt extrusion of a resin.

中空円筒管を重合性組成物から製造する場合は、回転重合法で行われる。例えば、前記クラッド部形成用重合性組成物を円筒形状の重合容器に、またはアウターコア部形成用重合性組成物をクラッド部であるフッ素樹脂よりなる中空円筒管に注入する。前記重合容器又は前記中空円筒管を回転(好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状態で回転)させつつ、前記重合性モノマーを重合させる。これによりクラッド部又はクラッド部内周面にインナーコア部が形成された中空円筒管を作製できる。   When producing a hollow cylindrical tube from a polymerizable composition, it is carried out by a rotational polymerization method. For example, the polymerizable composition for forming a clad part is injected into a cylindrical polymerization container, or the polymerizable composition for forming an outer core part is injected into a hollow cylindrical tube made of a fluororesin that is a clad part. The polymerizable monomer is polymerized while rotating the polymerization vessel or the hollow cylindrical tube (preferably rotating with the cylinder axis kept horizontal). Thereby, a hollow cylindrical tube having an inner core portion formed on the clad portion or the inner peripheral surface of the clad portion can be produced.

重合容器又は中空円筒管に前記いずれかの重合性組成物を注入する前に、その重合性組成物をフィルタにより濾過して、組成物中に含まれる塵埃を除去するのが好ましい。また、性能劣化や前工程、後工程の煩雑化などを起こさない限りにおいて、特開平10−293215号公報に記載された原料の粘度調整のように取り扱いやすい様に粘度などの調整やプレ重合を行うことによる重合時間の短縮なども行うことができる。重合温度および重合時間は、用いるモノマーや重合開始剤によって異なるが、一般的には、重合温度は60℃〜150℃であることが好ましく、重合時間は5時間〜24時間であることが好ましい。このときに、特開平8−110419号公報に記載されている様に、原料をプレ重合して原料粘度を上昇させてから重合させることで、成形に要する重合時間を短縮しても良い。また、重合に使用する容器が回転によって変形してしまうと、得られる円筒管に歪みを生じさせることから、充分な剛性を持つ金属管・ガラス管を用いることが望ましい。   Before injecting any of the polymerizable compositions into the polymerization vessel or the hollow cylindrical tube, it is preferable to remove the dust contained in the composition by filtering the polymerizable composition through a filter. In addition, as long as it does not cause deterioration of performance or complication of the pre-process and post-process, adjustment of the viscosity and pre-polymerization are performed so that it is easy to handle like the viscosity adjustment of the raw material described in JP-A-10-293215. The polymerization time can be shortened by carrying out the process. Although the polymerization temperature and the polymerization time vary depending on the monomer and polymerization initiator used, in general, the polymerization temperature is preferably 60 ° C. to 150 ° C., and the polymerization time is preferably 5 hours to 24 hours. At this time, as described in JP-A-8-110419, the polymerization time required for molding may be shortened by prepolymerizing the raw material and increasing the raw material viscosity. Moreover, if the container used for polymerization is deformed by rotation, the resulting cylindrical tube is distorted. Therefore, it is desirable to use a metal tube / glass tube having sufficient rigidity.

また、ペレット状や粉末状の樹脂(好ましくはフッ素樹脂)を円筒形状の容器に入れ、両端を塞ぎ、前記容器を回転(好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状態で回転)させる。そして、前記樹脂の融点以上に加熱して樹脂を溶融させることにより、重合体からなる中空円筒管を作製することができる。このときに、溶融による樹脂の熱または酸化、および熱酸化分解を防ぐために、前記容器内を窒素や炭酸ガス、アルゴンなどの不活性気体雰囲気下で行うことが好ましい。また、前記樹脂を事前に充分乾燥させておくことが好ましい。   In addition, a pellet-like or powdery resin (preferably a fluororesin) is put into a cylindrical container, both ends are closed, and the container is rotated (preferably, rotating with the axis of the cylinder kept horizontal). And the hollow cylindrical tube which consists of a polymer can be produced by heating more than melting | fusing point of the said resin and melting resin. At this time, in order to prevent heat or oxidation of the resin due to melting and thermal oxidative decomposition, it is preferable to carry out the inside of the container in an inert gas atmosphere such as nitrogen, carbon dioxide, argon or the like. Moreover, it is preferable that the resin is sufficiently dried in advance.

一方、重合体を溶融押出ししてクラッド部を形成する場合は、一旦、重合体を合成した後、押出し成形等の成形技術を利用して、所望の形状(本実施の形態では円筒形状)の構造体を得ることもできる。これらに用いられる溶融押出装置としては、主として、インナーサイジングダイ方式とアウターダイ減圧吸引方式の2つのタイプがある。   On the other hand, when a polymer is melt-extruded to form a clad portion, a desired shape (cylindrical shape in the present embodiment) is obtained by using a molding technique such as extrusion molding once the polymer is synthesized. A structure can also be obtained. There are mainly two types of melt-extrusion apparatuses used for these: an inner sizing die system and an outer die vacuum suction system.

図2に、インナーサイジングダイ方式の溶融押出装置の断面図の一例を示して、インナーサイジングダイ方式の成形の概略を説明する。溶融押出装置本体からベント付き1軸スクリュー押出機(図示しない)により、クラッド部の原料ポリマー31がダイ本体32に押出される。ダイ本体32には、原料ポリマー31を円筒状に導くガイド33が設けられている。原料ポリマー31は、ガイド33を経てダイ本体32とインナーロッド34との間の流路34aを通る。ダイの出口32aから原料ポリマー31は押出され、円筒中空管の形状のクラッド35が形成される。クラッド35の押出速度については特に制限されないが、形状を均一に保つとともに、生産性の点から、押出速度は1cm/min〜100cm/minの範囲であることが好ましい。   FIG. 2 shows an example of a cross-sectional view of an inner sizing die type melt extrusion apparatus, and an outline of inner sizing die type molding will be described. The raw material polymer 31 in the cladding part is extruded from the melt extrusion apparatus main body to the die main body 32 by a single screw extruder with a vent (not shown). The die body 32 is provided with a guide 33 that guides the raw polymer 31 into a cylindrical shape. The raw material polymer 31 passes through a flow path 34 a between the die body 32 and the inner rod 34 through a guide 33. The raw material polymer 31 is extruded from the die outlet 32a to form a clad 35 in the shape of a cylindrical hollow tube. The extrusion speed of the clad 35 is not particularly limited, but the extrusion speed is preferably in the range of 1 cm / min to 100 cm / min from the viewpoint of productivity while keeping the shape uniform.

ダイ本体32には、原料ポリマー31を加熱するための加熱装置(図示しない)が設置されていることが好ましい。例えば、原料ポリマー31の進行方向に沿って、ダイ本体32を覆うように1つまたは2以上の加熱装置(例えば、蒸気,熱媒油,電気ヒータなどを利用した装置)を設置していてもよい。ダイ出口32a近傍に温度計36を取り付ける。温度計36によってダイ出口32aでのクラッド35の温度を測定して、ダイ本体32の温度を調節することが好ましい。   The die body 32 is preferably provided with a heating device (not shown) for heating the raw polymer 31. For example, even if one or more heating devices (for example, a device using steam, heat transfer oil, electric heater, etc.) are installed so as to cover the die body 32 along the traveling direction of the raw material polymer 31. Good. A thermometer 36 is attached in the vicinity of the die outlet 32a. It is preferable to adjust the temperature of the die body 32 by measuring the temperature of the clad 35 at the die outlet 32 a with the thermometer 36.

加熱温度を40℃以上とすることが、急激な温度変化による形状の変化を抑制することが可能となり好ましい。また、ダイ本体32に冷却区画を設けても良い。クラッド35の温度の制御は、例えば、温調機(例えば、水,不凍液,オイルなどの液体や、電子冷却などを使用した冷却装置)をダイ本体32に取り付けてもよいし、ダイ本体32の自然空冷により冷却してもよい。ダイ本体32に加熱装置が設置されている場合は、冷却装置は加熱装置の位置よりも下流に取り付けるのが好ましい。   It is preferable to set the heating temperature to 40 ° C. or higher because it is possible to suppress a change in shape due to a rapid temperature change. Further, the die body 32 may be provided with a cooling section. For controlling the temperature of the clad 35, for example, a temperature controller (for example, a liquid such as water, antifreeze liquid, oil, or a cooling device using electronic cooling) may be attached to the die body 32. You may cool by natural air cooling. When a heating device is installed in the die body 32, the cooling device is preferably attached downstream of the position of the heating device.

次に、アウターダイ減圧吸引方式について説明する。なお、図3には、溶融押出装置の製造ライン40の一例を示し、図4には成形ダイスの断面図の一例を示す。   Next, the outer die vacuum suction method will be described. FIG. 3 shows an example of the production line 40 of the melt extrusion apparatus, and FIG. 4 shows an example of a cross-sectional view of the forming die.

図3に示す製造ライン40は、溶融押出装置41と、押出しダイス42と、成形ダイス43と、冷却装置44と、引取装置45とを備える。ペレット投入ホッパ46から投入された原料ポリマーは、溶融押出装置内部41aで溶融され、押出しダイス42によって押出され、成形ダイス43に送り込まれる。成形ダイス43には真空ポンプ47が取り付けられている。押出速度Sは、0.1≦S(m/min)≦10の範囲が好ましく、より好ましくは0.3≦S(m/min)≦5.0であり、最も好ましくは0.4≦S(m/min)≦1.0である。しかしながら、押出速度S(m/min)は、前述した範囲に限定されるものではない。   The production line 40 shown in FIG. 3 includes a melt extrusion device 41, an extrusion die 42, a molding die 43, a cooling device 44, and a take-up device 45. The raw material polymer charged from the pellet charging hopper 46 is melted in the melt extrusion apparatus inside 41 a, extruded by the extrusion die 42, and sent to the molding die 43. A vacuum pump 47 is attached to the molding die 43. The extrusion speed S is preferably in the range of 0.1 ≦ S (m / min) ≦ 10, more preferably 0.3 ≦ S (m / min) ≦ 5.0, and most preferably 0.4 ≦ S. (M / min) ≦ 1.0. However, the extrusion speed S (m / min) is not limited to the above-described range.

図4の成形ダイス43は、成形管50を備えており、成形管50に原料ポリマー51を通すことにより、原料ポリマー51が成形され円筒中空形状のクラッド52が得られる。成形管50には、多数の吸引孔50aが設けられていて、成形管50の外側に設けられた減圧チャンバ53を真空ポンプ47により減圧することで、クラッド52の外壁面が、成形管50の成形面(内壁面)50bに密着するために、クラッド52の肉厚が一定になって成形される。なお、減圧チャンバ53内の圧力(絶対圧力)は、20kPa〜50kPaの範囲とすることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、成形ダイス43の入口に、クラッド52の外径を規定するためのスロート(外径規定部材)54を取り付けることが好ましい。   The forming die 43 in FIG. 4 includes a forming tube 50. By passing the raw material polymer 51 through the forming tube 50, the raw material polymer 51 is formed, and a cylindrical hollow clad 52 is obtained. The forming tube 50 is provided with a number of suction holes 50 a, and the decompression chamber 53 provided outside the forming tube 50 is decompressed by the vacuum pump 47, so that the outer wall surface of the clad 52 is formed on the forming tube 50. In order to adhere to the molding surface (inner wall surface) 50b, the cladding 52 is molded with a constant thickness. The pressure (absolute pressure) in the decompression chamber 53 is preferably in the range of 20 kPa to 50 kPa, but is not limited to this range. Further, it is preferable to attach a throat (outer diameter defining member) 54 for defining the outer diameter of the clad 52 to the inlet of the forming die 43.

成形ダイス43により形状が調整されたクラッド42は、冷却装置44に送られる。冷却装置44には、多数のノズル60が備えられている。ノズル60から冷却水61をクラッド52に向けて放水する。これによりクラッド52が冷却されて固化する。冷却水61は、受け器62で回収して、排出口62aから排出される。クラッド52は、冷却装置44から引取装置45により引き出される。引取装置45には、駆動ローラ65と加圧ローラ66とが備えられている。駆動ローラ65には、モータ67が取り付けられており、クラッド52の引取速度の調整が可能になっている。また、クラッド52を挟んで駆動ローラ65と対向して配置されている加圧ローラ66により、クラッド52の微小な位置のずれを修正することが可能となっている。この駆動ローラ65の引取速度と溶融押出装置41の押出速度とを調整したり、加圧ローラ66によるクラッドの移動位置を微調整したりすることにより、クラッド52の形状、特に肉厚を均一にすることが可能となる。なお、必要に応じて、駆動ローラ65と加圧ローラ66はベルト状にすることも出来る。   The clad 42 whose shape is adjusted by the molding die 43 is sent to the cooling device 44. The cooling device 44 is provided with a number of nozzles 60. Cooling water 61 is discharged from the nozzle 60 toward the clad 52. Thereby, the clad 52 is cooled and solidified. The cooling water 61 is collected by the receptacle 62 and discharged from the discharge port 62a. The clad 52 is drawn from the cooling device 44 by the take-up device 45. The take-up device 45 is provided with a drive roller 65 and a pressure roller 66. A motor 67 is attached to the drive roller 65 so that the take-up speed of the clad 52 can be adjusted. Further, it is possible to correct a minute position shift of the clad 52 by the pressure roller 66 arranged to face the driving roller 65 with the clad 52 interposed therebetween. By adjusting the take-up speed of the driving roller 65 and the extrusion speed of the melt extrusion device 41, or by finely adjusting the moving position of the clad by the pressure roller 66, the shape of the clad 52, particularly the wall thickness, can be made uniform. It becomes possible to do. If necessary, the driving roller 65 and the pressure roller 66 can be belt-shaped.

クラッドは、機械的強度向上や難燃性などの多種の機能性を付与させるために複層からなっていてもよく、内壁の算術平均粗さが特定の範囲の中空管を作製した後、その外壁面をフッ素樹脂等によって被覆することもできる。   The clad may be composed of multiple layers in order to give various functions such as mechanical strength improvement and flame retardancy, and after producing a hollow tube with an arithmetic average roughness of the inner wall in a specific range, The outer wall surface can be covered with a fluororesin or the like.

得られるクラッドの外径D1は光学特性や生産性の観点から、D1≦50mmの範囲であることが好ましく、より好ましくは2≦D1(mm)≦30の範囲である。さらに、クラッド部の肉厚tは、形状を保つことができる限りにおいて薄くすることが可能であるが、2≦t(mm)≦20の範囲であることが好ましい。しかしながら、本発明において、それらの範囲は、前述したものに限定されるものではない。   The outer diameter D1 of the obtained cladding is preferably in the range of D1 ≦ 50 mm, more preferably in the range of 2 ≦ D1 (mm) ≦ 30, from the viewpoint of optical characteristics and productivity. Furthermore, the thickness t of the clad portion can be reduced as long as the shape can be maintained, but is preferably in the range of 2 ≦ t (mm) ≦ 20. However, in the present invention, these ranges are not limited to those described above.

アウターコア層の原料となる重合性モノマー等の具体例については、インナーコア部の具体例と同様である。アウターコア層は、主にインナーコア部製造のために設けられるものであり、その厚みはインナーコア部の塊状重合に必要な程度の厚みであればよく、塊状重合の進行によって屈折率を有するインナーコア部と合一となり単独の層として存在しない、単なるコア部となっていてもよい。そのため、コア部形成前に設けるアウターコアの厚みとしては、塊状重合を行うためにコア部重合前に0.5mm〜1mm以上あればよく、その上限は充分な屈折率分布が形成できる空間が残る程度まで厚くしても構わないのでプリフォームのサイズに応じて選択することができる。   Specific examples of the polymerizable monomer or the like used as a raw material for the outer core layer are the same as the specific examples of the inner core portion. The outer core layer is provided mainly for the production of the inner core part, and the thickness thereof may be a thickness necessary for the bulk polymerization of the inner core part, and the inner layer having a refractive index by the progress of the bulk polymerization. It may be a simple core portion that is united with the core portion and does not exist as a single layer. Therefore, the thickness of the outer core provided before forming the core part may be 0.5 mm to 1 mm or more before the core part polymerization in order to perform bulk polymerization, and the upper limit remains a space where a sufficient refractive index distribution can be formed. Since it may be thickened to the extent, it can be selected according to the size of the preform.

前記1重または2重円筒形状の重合体からなる構造体は、コア部(インナーコア部)の原料となる重合性組成物を注入できるように、底部を有しているのが好ましい。また、底部を前記円筒管を構成している重合体と密着性および接着性に富む材質であるのが好ましい。また、底部を前記円筒管と同一の重合体で構成することもできる。重合体からなる底部は、例えば、重合容器を回転させて重合する前、もしくは、いずれかの方法による中空管形成後に、重合容器を垂直に静置した状態で、重合容器内に少量の重合性モノマーを注入し、重合することによって形成することができる。   The single- or double-cylindrical polymer structure preferably has a bottom so that a polymerizable composition as a raw material for the core (inner core) can be injected. Moreover, it is preferable that the bottom part is made of a material that is rich in adhesiveness and adhesiveness with the polymer constituting the cylindrical tube. Further, the bottom can be made of the same polymer as the cylindrical tube. For example, before the polymerization is performed by rotating the polymerization vessel, or after forming the hollow tube by any method, the bottom portion made of the polymer is a small amount of polymerization in the polymerization vessel with the polymerization vessel left still vertically. It can be formed by injecting a polymerizable monomer and polymerizing it.

前記回転重合後に、残存するモノマーや重合開始剤を充分に反応させることを目的として、該回転重合の重合温度より高い温度で得られた中空管に加熱処理を施してもよく、所望の中空管が得られた後、未重合の組成物を取り除いてもよい。   After the rotational polymerization, the hollow tube obtained at a temperature higher than the polymerization temperature of the rotational polymerization may be subjected to heat treatment for the purpose of sufficiently reacting the remaining monomer and polymerization initiator. After the empty tube is obtained, the unpolymerized composition may be removed.

(第2工程)
第2工程では、前記中空管内に充填された重合性組成物中の重合性モノマーを重合させて、コア部(またはインナーコア部)を形成する。界面ゲル重合法では、前記重合性モノマーの重合は、前記中空管の内壁面から断面の半径方向、中心に向かって進行する。2種以上の重合性モノマーを用いた場合は、前記中空管を構成している重合体に対して親和性の高いモノマーが前記中空管の内壁面に偏在して主に重合し、前記モノマーの比率の高い重合体が形成される。中心に向かうに従って、形成された重合体中の前記親和性の高いモノマーの比率は低下し、他のモノマーの比率が増加する。このようにして、コア部となる領域内にモノマー組成の分布が生じ、その結果、屈折率の分布が導入される。また、重合性モノマーに屈折率調整剤を添加して重合すると、特許3332922号公報に記載されているように、コア液が中空管内壁を溶解し、内壁面を構成している重合体が膨潤してゲルを構成しながら、重合が進む。このとき、前記中空管を構成している重合体に対して親和性の高いモノマーが前記中空管表面に偏在して重合し、外側には屈折率調整剤濃度が低い重合体が形成される。中心に向かうに従って、形成された重合体中の該屈折率調整剤の比率は増加する。このようにして、コア部となる領域内に屈折率調整剤の濃度分布が生じ、その結果、屈折率の分布が導入される。
(Second step)
In the second step, the polymerizable monomer in the polymerizable composition filled in the hollow tube is polymerized to form the core part (or inner core part). In the interfacial gel polymerization method, the polymerization of the polymerizable monomer proceeds from the inner wall surface of the hollow tube toward the radial direction and the center of the cross section. When two or more kinds of polymerizable monomers are used, a monomer having a high affinity for the polymer constituting the hollow tube is unevenly distributed on the inner wall surface of the hollow tube and is mainly polymerized, A polymer with a high monomer ratio is formed. Towards the center, the ratio of the high affinity monomer in the formed polymer decreases and the ratio of other monomers increases. In this way, a distribution of the monomer composition occurs in the region that becomes the core portion, and as a result, a refractive index distribution is introduced. Further, when a refractive index adjuster is added to the polymerizable monomer for polymerization, as described in Japanese Patent No. 3332922, the core liquid dissolves the inner wall of the hollow tube, and the polymer constituting the inner wall surface is obtained. Polymerization proceeds while swelling to form a gel. At this time, a monomer having a high affinity for the polymer constituting the hollow tube is unevenly distributed on the surface of the hollow tube and polymerized, and a polymer having a low refractive index adjusting agent concentration is formed outside. The The ratio of the refractive index adjusting agent in the formed polymer increases toward the center. In this way, a concentration distribution of the refractive index adjusting agent is generated in the region that becomes the core portion, and as a result, a refractive index distribution is introduced.

また、重合性モノマーの重合速度および重合度を、重合開始剤および所望により添加される連鎖移動剤によって制御し、重合体の分子量を所望の分子量に調整することができる。例えば、得られた重合体を延伸により線引して、POFとする場合は、連鎖移動剤によって製造される重合体の分子量(好ましくは1万〜100万、より好ましくは3万〜50万)を調整すれば、延伸時における機械的特性を所望の範囲とすることができ、生産性の向上にも寄与する。   Further, the polymerization rate and degree of polymerization of the polymerizable monomer can be controlled by a polymerization initiator and a chain transfer agent added as required, and the molecular weight of the polymer can be adjusted to a desired molecular weight. For example, when the obtained polymer is drawn by stretching to obtain POF, the molecular weight of the polymer produced by the chain transfer agent (preferably 10,000 to 1,000,000, more preferably 30,000 to 500,000) If is adjusted, the mechanical properties at the time of stretching can be in a desired range, which contributes to the improvement of productivity.

本工程では、形成されるコア部となる領域に屈折率の分布が導入されるが、屈折率が互いに異なる部分間は熱挙動も互いに異なる。そのため重合を一定温度で行うと、その熱挙動の違いからコア部となる領域には、重合反応に対して発生する体積収縮の応答性が変化し、プリフォーム内部に気泡が混入する。もしくはミクロな空隙が発生し、得られたプリフォームを加熱延伸した際に多数の気泡が発生する現象が生じる可能性がある。重合温度が低過ぎると、重合効率が低下する。また、生産性を著しく損ない、重合が不完全となって光透過性が低下し、作製される光学部材の光伝送性能を損なう。一方、初期の重合温度が高過ぎると、初期の重合速度が著しく上昇し、コア部となる領域の収縮に対して応答緩和できず、気泡発生の傾向が著しくなる。   In this step, the refractive index distribution is introduced into the region to be the core portion to be formed, but the thermal behavior is different between the portions having different refractive indexes. Therefore, when the polymerization is performed at a constant temperature, the volume shrinkage responsiveness to the polymerization reaction changes in the region that becomes the core due to the difference in thermal behavior, and bubbles are mixed inside the preform. Alternatively, microscopic voids are generated, and there is a possibility that a large number of bubbles are generated when the obtained preform is heated and stretched. When the polymerization temperature is too low, the polymerization efficiency decreases. Further, the productivity is remarkably impaired, the polymerization is incomplete, the light transmittance is lowered, and the optical transmission performance of the produced optical member is impaired. On the other hand, if the initial polymerization temperature is too high, the initial polymerization rate is remarkably increased, the response to the shrinkage of the region that becomes the core portion cannot be relaxed, and the tendency of bubble generation becomes significant.

そこで、初期の重合温度を下記関係式を満たす温度T1(℃)に維持し、重合速度を減少させて初期重合における体積収縮性の応答緩和性を改善することが好ましい。
Tb(℃)−10℃≦T1(℃)≦Tg(℃)
Tb(℃)は前記重合性モノマーの沸点を示し、Tg(℃)は前記重合性モノマーの重合体のガラス転移点(ガラス転移温度)を示す。また、温度T1(℃)を初期重合温度と称する。これらは、以下の説明においても同様である。
Therefore, it is preferable to maintain the initial polymerization temperature at a temperature T1 (° C.) that satisfies the following relational expression and to reduce the polymerization rate to improve the volume shrinkage response relaxation property in the initial polymerization.
Tb (° C.) − 10 ° C. ≦ T1 (° C.) ≦ Tg (° C.)
Tb (° C.) indicates the boiling point of the polymerizable monomer, and Tg (° C.) indicates the glass transition point (glass transition temperature) of the polymer of the polymerizable monomer. The temperature T1 (° C.) is referred to as the initial polymerization temperature. The same applies to the following description.

初期重合時間T1(℃)を維持して重合した後に、下記関係式を満たす重合温度T2(℃)まで昇温して、さらに重合する。
Tg(℃)≦T2(℃)≦Tg(℃)+40(℃)
T1(℃)<T2(℃)
重合温度T2(℃)まで昇温して重合を完結すると、光透過性が低下するのを防止でき、光伝送能の良好なプリフォームが得られる。また、プリフォームの熱劣化や解重合の影響を抑制しつつ、内部に存在するポリマー密度の揺らぎを解消し、プリフォームの透明性を向上させることができる。ここで重合温度T2(℃)は、Tg(℃)以上(Tg+30)℃以下であることがより好ましく、(Tg+10)℃程度で行うことが特に好ましい。重合温度T2(℃)がTg(℃)未満であると、この効果を得ることはできず、(Tg+40)℃を超えてしまうと、熱劣化や解重合により、プリフォームの透明性が低下する傾向がある。さらに屈折率分布型のコア部を形成する場合は、屈折率分布が崩れてしまい、光ファイバとしての性能が顕著に低下する。
After carrying out the polymerization while maintaining the initial polymerization time T1 (° C.), the temperature is raised to a polymerization temperature T2 (° C.) that satisfies the following relational expression, and further polymerization is performed.
Tg (° C.) ≦ T 2 (° C.) ≦ T g (° C.) + 40 (° C.)
T1 (° C) <T2 (° C)
When the polymerization is completed by raising the temperature to the polymerization temperature T2 (° C.), it is possible to prevent the light transmittance from being lowered and to obtain a preform having a good light transmission capability. Further, it is possible to eliminate fluctuations in the density of the polymer existing in the interior and improve the transparency of the preform while suppressing the influence of thermal degradation and depolymerization of the preform. The polymerization temperature T2 (° C.) is more preferably Tg (° C.) or more and (Tg + 30) ° C. or less, and particularly preferably about (Tg + 10) ° C. If the polymerization temperature T2 (° C.) is less than Tg (° C.), this effect cannot be obtained. If the polymerization temperature T2 (° C.) exceeds (Tg + 40) ° C., the transparency of the preform decreases due to thermal degradation or depolymerization. Tend. Furthermore, when the refractive index distribution type core portion is formed, the refractive index distribution is lost, and the performance as an optical fiber is significantly reduced.

重合温度T2(℃)での重合は、重合開始剤が残留しないように、重合が完結するまで行うことが好ましい。プリフォーム内に未反応の重合開始剤が残っていると、プリフォーム加工時、特に溶融延伸において、加熱された未反応の重合開始剤が分解して気泡などを発生するおそれがあるため、重合開始剤の反応を終了させておくのが好ましい。重合温度T2(℃)の保持時間は、用いる重合開始剤の種類によって好ましい範囲が異なり、重合温度T2(℃)での重合開始剤の半減期時間以上とするのが好ましい。   The polymerization at the polymerization temperature T2 (° C.) is preferably performed until the polymerization is completed so that the polymerization initiator does not remain. If unreacted polymerization initiator remains in the preform, the heated unreacted polymerization initiator may be decomposed to generate bubbles during preform processing, particularly in melt stretching. It is preferable to terminate the reaction of the initiator. The preferred range of the holding time of the polymerization temperature T2 (° C.) varies depending on the type of the polymerization initiator used, and is preferably not less than the half-life time of the polymerization initiator at the polymerization temperature T2 (° C.).

重合性モノマーの沸点をTb(℃)とした場合に、重合開始剤として十時間半減期温度が(Tb−20)℃以上である化合物を用いることが好ましい。また、前記関係式を満たす初期重合温度T1(℃)で該重合開始剤の半減期の10%以上の時間(好ましくは25%の時間)重合することも、同様な観点から好ましい。十時間半減期温度が(Tb−20)℃以上である化合物を重合開始剤として用い、前記初期重合温度T1(℃)で重合すると、初期の重合速度を減少させることができる。また、前記初期重合温度T1(℃)で、前記重合開始剤の半減期時間の10%以上の時間まで重合することにより、初期重合における体積収縮応答に対し圧力により速やかに追随させることができる。前記条件とすることで、初期重合速度を減少させ、初期重合における体積収縮応答性を向上させることができ、その結果、プリフォーム中の体積収縮による気泡混入を軽減することができ、生産性を向上させることができる。なお、重合開始剤の十時間半減期温度とは、重合開始剤が分解して、十時間でその数が1/2になる温度をいう。   When the boiling point of the polymerizable monomer is Tb (° C.), a compound having a 10-hour half-life temperature of (Tb-20) ° C. or higher is preferably used as the polymerization initiator. It is also preferable from the same viewpoint that the polymerization is performed at an initial polymerization temperature T1 (° C.) satisfying the above relational expression for a time of 10% or more (preferably a time of 25%) of the half-life of the polymerization initiator. When a compound having a 10-hour half-life temperature of (Tb-20) ° C. or higher is used as a polymerization initiator and polymerized at the initial polymerization temperature T1 (° C.), the initial polymerization rate can be reduced. In addition, by polymerizing at the initial polymerization temperature T1 (° C.) to a time of 10% or more of the half-life time of the polymerization initiator, it is possible to quickly follow the volume shrinkage response in the initial polymerization by pressure. By setting the above conditions, it is possible to reduce the initial polymerization rate and improve the volume shrinkage responsiveness in the initial polymerization, and as a result, it is possible to reduce the mixing of bubbles due to the volume shrinkage in the preform and to improve the productivity. Can be improved. The 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator refers to a temperature at which the number is reduced to 1/2 in 10 hours when the polymerization initiator is decomposed.

前記条件を満たす重合開始剤を用いて、初期重合温度T1(℃)で前記開始剤の半減期時間の10%以上の時間重合する場合、重合を完結するまで初期重合温度T1(℃)に維持してもよい。しかしながら、光透過性の高い光学部材を得るには、初期重合温度T1(℃)より高い重合温度T2(℃)に昇温して、重合を完結することが好ましい。昇温時の温度は前記関係式を満たす重合温度T2(℃)であることが好ましく、より好ましい温度範囲も前述の通りであり、重合温度T2(℃)の保持時間の好ましい範囲も前述の通りである。   When a polymerization initiator that satisfies the above conditions is used for polymerization for 10% or more of the half-life time of the initiator at the initial polymerization temperature T1 (° C.), the initial polymerization temperature T1 (° C.) is maintained until the polymerization is completed. May be. However, in order to obtain an optical member having high light transmittance, it is preferable to raise the polymerization temperature T2 (° C.) higher than the initial polymerization temperature T1 (° C.) to complete the polymerization. The temperature at the time of temperature rise is preferably the polymerization temperature T2 (° C.) satisfying the above relational expression, the more preferable temperature range is also as described above, and the preferable range of the holding time of the polymerization temperature T2 (° C.) is also as described above. It is.

本工程において、重合性モノマーとして、沸点Tb(℃)が、100℃のメチルメタクリレート(MMA)を用いた場合、十時間半減期温度が(Tb−20)℃以上の重合開始剤としては、前述の例示した重合開始剤のうち、PBDおよびPHVが該当する。例えば、重合性モノマーとしてMMAを用い、重合開始剤としてPBDを用いた場合は、初期重合温度T1(℃)を100℃〜110℃に48時間〜72時間維持し、その後に重合温度T2(℃)を120℃〜140℃まで昇温して24時間〜48時間重合するのが好ましい。また、重合開始剤としてPHVを用いた場合は、初期重合温度T1(℃)を100℃〜110℃に4時間〜24時間維持し、重合温度T2(℃)を120℃〜140℃まで昇温して24時間〜48時間重合するのが好ましい。なお、昇温は段階的に行っても、連続的に行ってもよいが、昇温にかける時間は短いほうがよい。   In this step, when methyl methacrylate (MMA) having a boiling point Tb (° C.) of 100 ° C. is used as the polymerizable monomer, the polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of (Tb-20) ° C. or higher is described above. Among them, PBD and PHV are applicable. For example, when MMA is used as the polymerizable monomer and PBD is used as the polymerization initiator, the initial polymerization temperature T1 (° C.) is maintained at 100 ° C. to 110 ° C. for 48 hours to 72 hours, and then the polymerization temperature T2 (° C. ) Is preferably heated to 120 to 140 ° C. and polymerized for 24 to 48 hours. When PHV is used as the polymerization initiator, the initial polymerization temperature T1 (° C) is maintained at 100 ° C to 110 ° C for 4 hours to 24 hours, and the polymerization temperature T2 (° C) is raised to 120 ° C to 140 ° C. The polymerization is preferably performed for 24 to 48 hours. In addition, although temperature rising may be performed in steps or continuously, it is better that the time required for temperature rising is short.

本工程においては、特開平9−269424号公報記載のように加圧するもしくは特許3332922号に記載されているように減圧して重合を行っても良く、更には、重合工程で状況に応じて圧力を変化させてもよい。これらの操作により、重合性モノマーの沸点Tb(℃)近傍の温度である前記関係式を満たす初期重合温度T1(℃)および重合温度T2(℃)での重合の重合効率を向上させることができる。加圧状態で重合を行う(以下、加圧状態で行う重合を「加圧重合」と称する)場合は、前記重合性モノマーを注入した中空管を治具の中空部に挿入して、治具に支持された状態で重合を行うのが好ましい。さらに、重合前の重合性モノマーを減圧雰囲気で脱水・脱気することでさらに気泡の発生を低減させることができる。   In this step, the polymerization may be carried out under pressure as described in JP-A-9-269424 or under reduced pressure as described in Japanese Patent No. 3332922. May be changed. By these operations, it is possible to improve the polymerization efficiency of the polymerization at the initial polymerization temperature T1 (° C.) and the polymerization temperature T2 (° C.) satisfying the relational expression, which is a temperature in the vicinity of the boiling point Tb (° C.) of the polymerizable monomer. . When polymerization is performed in a pressurized state (hereinafter, polymerization performed in a pressurized state is referred to as “pressurized polymerization”), a hollow tube into which the polymerizable monomer has been injected is inserted into a hollow portion of a jig, and then cured. The polymerization is preferably carried out while being supported by the tool. Further, the generation of bubbles can be further reduced by dehydrating and degassing the polymerizable monomer before polymerization in a reduced-pressure atmosphere.

前記治具は、前記中空管を挿入可能な中空を有する形状であり、前記中空部は前記中空管と類似の形状を有しているのが好ましい。即ち、前記治具も円筒形状であるのが好ましい。治具は、加圧重合中に前記中空管が変形するのを抑制するとともに、加圧重合が進むに従ってコア部となる領域が収縮するのを緩和可能に支持する。従って、治具の中空部は、前記中空管の外径より大きい径を有し、前記中空管を非密着状態で支持するのが好ましい。前記治具の中空部は、前記中空管の外径に対して0.1%〜40%だけ大きい径を有していることが好ましく、10%〜20%だけ大きい径を有していることがより好ましい。   The jig preferably has a hollow shape into which the hollow tube can be inserted, and the hollow portion preferably has a shape similar to the hollow tube. That is, the jig is also preferably cylindrical. The jig suppresses the deformation of the hollow tube during the pressure polymerization and supports the shrinkage of the region that becomes the core portion as the pressure polymerization progresses. Therefore, it is preferable that the hollow portion of the jig has a diameter larger than the outer diameter of the hollow tube and supports the hollow tube in a non-contact state. The hollow portion of the jig preferably has a diameter that is larger by 0.1% to 40% than the outer diameter of the hollow tube, and has a diameter that is larger by 10% to 20%. It is more preferable.

前記中空管を治具の中空部に挿入した状態で、重合容器内に配置することができる。重合容器内において、前記中空管は、円筒の高さ方向を垂直にして配置されるのが好ましい。前記治具に支持された状態で前記中空管を、重合容器内に配置した後、前記重合容器内を加圧することができる。加圧させる場合は窒素などの不活性ガスで重合容器内を加圧し、不活性ガス雰囲気下で加圧重合を進行させるのが好ましい。重合時の加圧の好ましい範囲については、用いるモノマーによって異なるが、重合時の圧(ゲージ圧)は、一般的には0.05MPa〜1.0MPa程度が好ましい。   The hollow tube can be placed in the polymerization vessel with the hollow tube inserted into the hollow portion of the jig. In the polymerization vessel, the hollow tube is preferably arranged with the height direction of the cylinder vertical. After the hollow tube is disposed in the polymerization vessel while being supported by the jig, the inside of the polymerization vessel can be pressurized. When pressurizing, it is preferable to pressurize the inside of a polymerization container with inert gas, such as nitrogen, and to advance pressurization polymerization in inert gas atmosphere. The preferred range of pressure during polymerization varies depending on the monomer used, but the pressure during polymerization (gauge pressure) is generally preferably about 0.05 MPa to 1.0 MPa.

本発明において、コア部の作製方法は、前記各方法に限定されるものではない。例えば、インナーコアまたはコア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できる。なお、説明はインナーコアを形成する例で行う。アウターコアが形成されているクラッドパイプの中空内にインナーコア液を注入する。その後に、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グレーデッドインデックス型(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方法にも適用できる。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 methods. For example, it can be formed by a rotational polymerization method in which interfacial gel polymerization is performed while rotating the inner core or the core. In addition, description is given in the example which forms an inner core. An inner core solution is injected into the hollow of the clad pipe where the outer core is formed. Thereafter, one end thereof is sealed, and polymerization is performed while rotating in a rotating polymerization apparatus in a horizontal state (a state in which the height direction of the clad pipe is horizontal). At this time, the inner core liquid may be supplied all at once or sequentially or continuously. By adjusting the supply amount, composition, and degree of polymerization of the polymerizable composition for the inner core, in addition to the graded index type (GI type) having a continuous refractive index distribution, a multi-layer having a stepped refractive index distribution The present invention can also be applied to a step type optical fiber manufacturing method. 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が抑制される。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POF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. Therefore, inclusion of foam is suppressed 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 POF, the preform is melt-stretched. Since the hollow is stretched while being closed, no particular problem occurs. 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 at the center is closed by performing melt drawing so as to close the hollow of the preform. It is possible to produce a plastic lens or the like from this preform.

なお、第2工程終了時において、冷却操作を圧力の制御下において一定の冷却速度で行うことによって、重合後に発生する気泡を抑制することができる。コア部重合時に窒素などの不活性ガスで重合容器内を加圧し、不活性ガス雰囲気下で加圧重合を進行させることが、コア部の圧力応答のために好ましい。しかし、基本的にプリフォーム中から気体を完全に抜くことは不可能であり、冷却工程などでポリマーが急激に収縮すると空隙に気体が凝集し気泡核が形成されて気泡の発生を招いてしまう。これを防ぐには冷却工程で冷却速度を0.001℃/分〜3℃/分程度に制御することが好ましく、0.01℃/分〜1℃/分程度に制御することがより好ましい。この冷却操作はポリマーのガラス転移温度Tg(℃)、特にコア領域のガラス転移温度Tg(℃)に近づく過程でのポリマーの体積収縮の進行に応じて、2段以上で行っても良い。この場合、重合直後は冷却速度を速くし、徐々に緩やかにしていくことが好ましい。   In addition, at the time of completion | finish of a 2nd process, the bubble which generate | occur | produces after superposition | polymerization can be suppressed by performing cooling operation by the fixed cooling rate under control of a pressure. It is preferable for the pressure response of the core part to pressurize the inside of the polymerization vessel with an inert gas such as nitrogen at the time of the core part polymerization and advance the pressure polymerization in an inert gas atmosphere. However, it is basically impossible to completely remove the gas from the preform, and if the polymer contracts suddenly during the cooling process, etc., the gas aggregates in the voids and forms bubble nuclei, leading to the generation of bubbles. . In order to prevent this, it is preferable to control the cooling rate to about 0.001 ° C./min to 3 ° C./min in the cooling step, and more preferably to about 0.01 ° C./min to 1 ° C./min. This cooling operation may be performed in two or more stages according to the progress of the volume shrinkage of the polymer in the process of approaching the glass transition temperature Tg (° C.) of the polymer, particularly the glass transition temperature Tg (° C.) of the core region. In this case, it is preferable to increase the cooling rate immediately after the polymerization and gradually decrease it.

以上の操作によって得られたプリフォームは、均一な屈折率の分布および充分な光透過性を有するとともに、気泡およびマクロ空隔等の発生は抑制されている。また、光を反射してPOF内部に閉じ込めるクラッド部またはアウターコア部とコア部との界面の平滑性が良好となる。また、1層のアウターコア部を有する円筒形状のプリフォームの作製方法を示したが、アウターコア部は2層以上であってもよい。また、アウターコア部は、界面ゲル重合や延伸等によって光ファイバの形態となった後は、インナーコア部と一体になり、双方が識別できなくなっていてもよい。   The preform obtained by the above operation has a uniform refractive index distribution and sufficient light transmission, and the generation of bubbles and macro-spaces is suppressed. In addition, the smoothness of the interface between the cladding part or the outer core part and the core part that reflects light and confines in the POF is improved. Moreover, although the manufacturing method of the cylindrical preform which has a 1 layer outer core part was shown, an outer core part may be two or more layers. Further, after the outer core portion is formed into an optical fiber by interfacial gel polymerization, stretching, or the like, the outer core portion may be integrated with the inner core portion so that both cannot be identified.

得られたプリフォームを種々の形態に加工することによって、種々のプラスチック光学部材を作製することができる。例えば、プリフォームを軸方向に垂直にスライスすれば断面が凹凸を有しない円盤状もしくは円柱状のレンズを作製することができる。また、プリフォームを溶融延伸することによりPOFを作製することができる。このとき、プリフォームのコア部となる領域が屈折率分布を有する場合は、均一な光伝送能を有するPOFを生産性高くしかも安定的に製造することができる。   By processing the obtained preform into various forms, various plastic optical members can be produced. For example, if the preform is sliced perpendicular to the axial direction, a disk-shaped or columnar lens having a non-concave section can be produced. Moreover, POF can be produced by melt-drawing the preform. At this time, when the region to be the core portion of the preform has a refractive index distribution, a POF having a uniform optical transmission capability can be manufactured with high productivity and stably.

[延伸によるプラスチック光ファイバの製造]
(第3工程)
第3工程である溶融延伸は、例えば、プリフォームを加熱炉(例えば円筒状の加熱炉)等の内部を通過させることによって加熱し、溶融させた後、引き続き連続して延伸紡糸する。加熱温度は、プリフォームの材質等に応じて適宜決定することができるが、一般的には、180℃〜250℃が好ましい。延伸条件(延伸温度等)は、得られたプリフォームの径、所望のPOFの径および用いた材料等を考慮して、適宜決定することができる。特に、屈折率分布型POFにおいては、その断面の中心方向から円周に向け屈折率が変化する構造を有するため、この分布を破壊しないように、均一に加熱且つ延伸紡糸する必要がある。従って、プリフォームの加熱には、プリフォームを断面方向において均一に加熱可能である円筒形状の加熱炉等を用いることが好ましい。また、加熱炉は延伸軸方向に温度分布を持つことが好ましい。溶融部分が狭いほど屈折率分布の形状が歪みにくく収率が上がるため好ましい。具体的には溶融部分の領域が狭くなるように溶融領域の前後では、予熱と徐冷を行うことが好ましい。さらに、溶融領域に用いる熱源としてはレーザーのような狭い領域に対しても高出力のエネルギーを供給できるものがより好ましい。
[Manufacture of plastic optical fiber by drawing]
(Third step)
In the third step, melt drawing, for example, the preform is heated by passing through the inside of a heating furnace (for example, a cylindrical heating furnace) and melted, and then continuously stretched and spun. Although heating temperature can be suitably determined according to the material etc. of preform, generally 180 to 250 degreeC is preferable. The stretching conditions (stretching temperature and the like) can be appropriately determined in consideration of the diameter of the obtained preform, the desired POF diameter, the material used, and the like. In particular, since the refractive index distribution type POF has a structure in which the refractive index changes from the center direction of the cross section toward the circumference, it is necessary to uniformly heat and stretch the fiber so as not to destroy this distribution. Therefore, it is preferable to use a cylindrical heating furnace or the like that can uniformly heat the preform in the cross-sectional direction for heating the preform. The heating furnace preferably has a temperature distribution in the direction of the drawing axis. A narrow melted portion is preferable because the shape of the refractive index profile is less likely to be distorted and the yield is increased. Specifically, preheating and gradual cooling are preferably performed before and after the melting region so that the region of the melting portion becomes narrow. Furthermore, the heat source used for the melting region is more preferably one that can supply high output energy even to a narrow region such as a laser.

延伸は線形とその真円度を維持させるため、中心位置を一定に保つ調芯機構を有する延伸紡糸装置を用いて行うのが好ましい。延伸条件を選択することによりPOFを構成する重合体の配向を制御することができ、線引きで得られるPOFの曲げ性能等の機械特性や熱収縮などを制御することもできる。   In order to maintain the linearity and its roundness, the drawing is preferably performed using a drawing spinning apparatus having an alignment mechanism that keeps the center position constant. By selecting the stretching conditions, the orientation of the polymer constituting the POF can be controlled, and the mechanical properties such as the bending performance of the POF obtained by drawing and the heat shrinkage can also be controlled.

図5にPOFを製造するための製造設備70を示す。プリフォーム12はXY調芯装置72を介してプリフォーム上下用アーム(以下、アームと称する)73に懸架されている。アーム73は、プリフォーム上下用スクリュー(以下、スクリューと称する)74の回転によって鉛直方向に上下に動く。プリフォーム12を延伸する際は、スクリュー74を一定速度で回転させて, アーム73をゆっくり(例えば1mm/minから20mm/min)下降させる。これによりプリフォーム12の先端が中空円筒状の加熱炉75内に挿入される。プリフォーム12は、その先端から少しずつ溶融されてプラスチック光ファイバ(POF)14が得られる。なお、プリフォーム12全体はフレキシブル円筒77でカバーされていることが好ましい。フレキシブル円筒77は、外部からの塵埃の侵入、付着防止及び空気の流れから遮蔽して、加熱される前のプリフォーム12近傍の雰囲気を一定に保つ。また、加熱炉75中の雰囲気気体の加熱による上昇気流の発生を,フレキシブル円筒77の上部を袋小路にすることによって抑制するなどの効果がある。   FIG. 5 shows a manufacturing facility 70 for manufacturing POF. The preform 12 is suspended on a preform vertical arm (hereinafter referred to as an arm) 73 via an XY aligning device 72. The arm 73 moves up and down in the vertical direction by rotation of a preform up / down screw (hereinafter referred to as a screw) 74. When the preform 12 is stretched, the screw 74 is rotated at a constant speed, and the arm 73 is slowly lowered (for example, from 1 mm / min to 20 mm / min). Thereby, the tip of the preform 12 is inserted into the hollow cylindrical heating furnace 75. The preform 12 is melted little by little from its tip, and a plastic optical fiber (POF) 14 is obtained. The entire preform 12 is preferably covered with a flexible cylinder 77. The flexible cylinder 77 keeps the atmosphere in the vicinity of the preform 12 before being heated by shielding dust from intrusion, adhesion prevention, and air flow from the outside. In addition, there is an effect of suppressing the generation of the rising airflow due to the heating of the atmospheric gas in the heating furnace 75 by making the upper portion of the flexible cylinder 77 a bag path.

加熱炉75は、加熱炉外筒78内に収納されている。製造設備70外の雰囲気の影響を受けなくなり、延伸雰囲気が安定する。さらに、加熱炉外筒78内の雰囲気を清浄なものとするためにクリーンガス導入装置79を取り付けることがより好ましい。   The heating furnace 75 is accommodated in a heating furnace outer cylinder 78. The stretched atmosphere is stabilized without being affected by the atmosphere outside the manufacturing facility 70. Furthermore, it is more preferable to attach a clean gas introduction device 79 in order to make the atmosphere in the heating furnace outer cylinder 78 clean.

POF14を構成する重合体の劣化を防ぐため、加熱炉75内を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。なお、ガスには、窒素ガス(熱伝導率0.0242W/(m・K))及び希ガスであるヘリウムガス(熱伝導率0.1415W/(m・K)),アルゴンガス(熱伝導率0.0015W/(m・K)),ネオンガスなどが好ましく用いられる。コストの点からは窒素ガスを用いることが好ましく、熱伝導効率の点からは、ヘリウムガスを用いることが好ましい。また、数種類のガスを混合させた混合ガス(例えば、ヘリウムガスとアルゴンガスとの混合ガス)を用いることは、所望の熱伝導率のガスを得る目的やコスト低減を図ることもできるために好ましい。不活性ガスは加熱炉75内を不活性な状態に保ち熱伝導を調整するために用いるので、循環利用しても良い。それによりガスの媒体コストを低減することができる。不活性ガスの好ましい供給量は、加熱条件やガスの種類によって異なるが、例えばヘリウムガスを用いる場合には、1L/min〜10L/min(温度が室温のときの換算値)とすることが好ましい。   In order to prevent the polymer constituting the POF 14 from being deteriorated, the inside of the heating furnace 75 is preferably an inert gas atmosphere. The gas includes nitrogen gas (thermal conductivity 0.0242 W / (m · K)), helium gas (thermal conductivity 0.1415 W / (m · K)) which is a rare gas, and argon gas (thermal conductivity). 0.0015 W / (m · K)), neon gas or the like is preferably used. Nitrogen gas is preferably used from the viewpoint of cost, and helium gas is preferably used from the viewpoint of heat conduction efficiency. In addition, it is preferable to use a mixed gas in which several kinds of gases are mixed (for example, a mixed gas of helium gas and argon gas) because the purpose of obtaining a gas having a desired thermal conductivity and cost reduction can be achieved. . Since the inert gas is used to keep the inside of the heating furnace 75 in an inert state and adjust heat conduction, it may be circulated. Thereby, the gas medium cost can be reduced. The preferable supply amount of the inert gas varies depending on the heating conditions and the type of gas. For example, when helium gas is used, it is preferably 1 L / min to 10 L / min (converted value when the temperature is room temperature). .

加熱炉外筒78の上面及び下面のプリフォーム入口及びPOF出口も出来る限り遮蔽して、外部環境の影響を受けなくするのが良い。そのために、プリフォーム入口及びPOF出口にシャッタ80,81を取り付けることが好ましい。シャッタ80,81の開閉を制御することで、出入口の隙間を限りなく小さくすることが好ましい。または、摺動性能,耐熱性能等に優れている素材により完全にシールしても良い。   The preform inlet and POF outlet on the upper and lower surfaces of the heating furnace outer cylinder 78 should be shielded as much as possible so as not to be affected by the external environment. Therefore, it is preferable to attach shutters 80 and 81 to the preform inlet and the POF outlet. By controlling the opening and closing of the shutters 80 and 81, it is preferable to make the gap between the entrance and exit as small as possible. Or you may seal completely by the material which is excellent in sliding performance, heat resistance, etc.

POF14は、線径測定装置82で線径が測定される。線径が所定の値になるように、アーム73の下降速度、加熱炉75での加熱温度、POF14の引取り速度などを制御する。その制御は、線径ムラが生じることによる損失を減少させるため応答性が良い制御系を選ぶことが好ましい。図5に示されている製造設備70では、巻取リール83での巻取速度を変化させることで制御している。なお、製造設備によっては他の箇所を調整することで線径変動を抑制する制御を行っても良い。例えば、プリフォームの加熱をレーザー加熱などのレスポンスが良い方法で行う際には、加熱熱量を制御しても良い。   The wire diameter of the POF 14 is measured by the wire diameter measuring device 82. The descending speed of the arm 73, the heating temperature in the heating furnace 75, the take-off speed of the POF 14 and the like are controlled so that the wire diameter becomes a predetermined value. For the control, it is preferable to select a control system with good responsiveness in order to reduce loss due to the occurrence of wire diameter unevenness. In the manufacturing equipment 70 shown in FIG. 5, control is performed by changing the winding speed of the winding reel 83. In addition, depending on manufacturing equipment, you may perform control which suppresses a wire diameter fluctuation | variation by adjusting another location. For example, when the preform is heated by a method having good response such as laser heating, the amount of heat to be heated may be controlled.

線引時の張力は、特開平7−234322号公報に記載されているように、POF14を配向させるために0.098N以上とすることが好ましい。また、特開平7−234324号公報に記載されているように、溶融延伸後にPOF14に歪みを残さないようにするために0.98N以下とすることが好ましい。但し、これら線引き時の張力は得られるPOFの直径やPOFを構成する材質により異なるため前記条件に限定されるものではない。また、特開平8−106015号公報に記載されているように、溶融延伸の際に予備加熱工程を実施する方法などを採用することもできる。以上の方法によって得られるPOFの破断伸びや硬度については、特開平7−244220号公報に記載の様に規定することでPOFの曲げや側圧特性を改善することができる。また、特開平8−54521号公報のように低屈折率の層を外周に設けて反射層として機能させてさらに伝送性能を向上させることもできる。   As described in JP-A-7-234322, the tension at the time of drawing is preferably 0.098 N or more in order to orient POF14. Further, as described in JP-A-7-234324, it is preferable that the pressure is 0.98 N or less so as not to leave distortion in the POF 14 after melt drawing. However, the tension at the time of drawing differs depending on the diameter of the POF to be obtained and the material constituting the POF, and is not limited to the above conditions. Further, as described in JP-A-8-106015, a method of performing a preheating step at the time of melt drawing can also be employed. The bending elongation and lateral pressure characteristics of the POF can be improved by defining the elongation at break and hardness of the POF obtained by the above method as described in JP-A-7-244220. Further, as in JP-A-8-54521, a transmission layer can be further improved by providing a low refractive index layer on the outer periphery to function as a reflective layer.

[プラスチック光ファイバコード]
POFに直接被覆を施してプラスチック光ファイバコードを得ることができる。被覆の形態としては大きく分けて、POFに直接被覆を施す際に延伸工程に続けて被覆を連続して行う方法と、得られたPOFに対して別途、被覆工程を施す方法がある。連続して行う方法はPOFに連続して被覆が施す事ができるので単芯のファイバ被覆の際は工程数が減るため好ましく、別途、被覆工程を設ける際は、後述のルース型被覆、比較的厚い被覆、多層の被覆、複数のファイバからなるコードの作成等がより容易に可能となるので好ましい。
[Plastic optical fiber cord]
A plastic optical fiber cord can be obtained by directly coating POF. Forms of coating can be broadly divided into a method of continuously coating POF directly after the stretching step and a method of separately coating the obtained POF. The continuous method is preferable because the number of steps can be reduced when single-core fiber coating is performed because POF can be continuously coated. When the coating step is provided separately, Thick coating, multi-layer coating, creation of a cord composed of a plurality of fibers, etc. can be made easier, which is preferable.

[被覆の構造]
POF,光ファイバ素線及び光ファイバ心線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が得られる。その際にその被覆の形態として、最外層の被覆材とPOFなど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、最外層の被覆材とPOFなどとの界面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]
A plastic optical fiber cable is obtained by covering the POF, the optical fiber, and the optical fiber. At that time, as a form of the coating, there is a gap at the interface between the outermost layer coating material and POF, etc., and the adhesion type coating in which the interface between the outermost layer coating material and POF is in contact with the entire circumference. There is a loose type coating. 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、最外層被覆材とPOFなどとが密着していないので、被覆内のPOFなどが動いてしまうということもあるが、光ファイバケーブルにかかる応力や熱を始めとするダメージの多くを空隙層や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、かつ、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を加減することで空隙層を作ることができる。空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層を加圧/減圧することで調整可能である。また、このルース型の被覆において、プラスチック光ファイバと被覆層の収縮率が異なる場合、本発明によるアニール工程は特に有効に作用する。   However, in the case of a loose type coating, since the outermost layer coating material and POF or the like are not in close contact, the POF or the like in the coating may move. Most of the damage to be done can be mitigated by the void layer or 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, by filling the voids with fluid semi-solid or powdery particles, moisture propagation from the end face can be prevented, and heat and A coating with higher performance can be formed by having functions different from moisture propagation prevention such as improvement of mechanical functions. In order to produce a loose-type coating, a void layer can be formed by adjusting the position of the extrusion nipple of the cross die head and adjusting the pressure reducing device. The thickness of the gap layer can be adjusted by pressurizing / depressurizing the nipple thickness and the gap layer. Further, in this loose-type coating, when the shrinkage rates of the plastic optical fiber and the coating layer are different, the annealing process according to the present invention works particularly effectively.

これら被覆に用いられる被覆用材料としては、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)、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 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 include polyethylene (PE) polypropylene (PP), vinyl chloride (PVC), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), polyester, nylon and the like. Can be mentioned.

上記の熱可塑性樹脂以外に各種エラストマーを用いる事もできる。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,ジエン系特殊ゴム等の各種ゴムや、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等の液状ゴム、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各種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 above thermoplastic resins. 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-based rubber, butadiene-based rubber, and diene-based special rubber, and polydiene-based and polyolefin-based materials that exhibit fluidity at room temperature but lose their fluidity when heated. Examples of the liquid rubber include various thermoplastic elastomers (TPE) which are a group of substances that exhibit rubber elasticity at room temperature and are plasticized at a high temperature and can be easily molded.

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もできる。   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 also be used.

前記列記した素材は、POFのポリマーのガラス転移温度Tg(℃)以下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。また、これら素材は被覆時に生じる配向などによって収縮を生じることがあり、本発明のアニール工程によってそれを抑制することができる。   The materials listed above are not limited to the above materials as long as they can be molded at a glass transition temperature Tg (° C.) or less of the POF polymer, and are combined between the materials or as a copolymer or mixed polymer other than the above materials. 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. In addition, these materials may shrink due to the orientation that occurs during coating, and can be suppressed by the annealing process of the present invention.

本発明に用いられる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。   In the POF used in the present invention, the protective layer may be used as a primary coating layer, and a secondary (or multilayer) coating layer may be further provided 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が、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、低吸湿性の素線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. However, aluminum hydroxide and magnesium hydroxide are used as flame retardants from the viewpoint of safety, such as reduction of toxic gases during combustion. A metal hydroxide such as can be preferably used. The metal hydroxide has water as crystal water inside, and the water adhering to the manufacturing process cannot be completely removed. Therefore, if the metal hydroxide is not a low-hygroscopic element wire or a lower coating layer, It is desirable that the flame retardant coating with an oxide 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。プラスチック光ファイバの被覆の場合、芯材であるプラスチック光ファイバは可燃性素材で出来ているので、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 flame retardancy standards, UL (Underwriters Laboratory) has decided on several test methods. CMX (combustion test is generally referred to as VW-1 test), CM Grades such as (vertical tray combustion test), CMR (riser test), and CMP (plenum test) are set. In the case of the coating of the plastic optical fiber, since the plastic optical fiber as the core material is made of a flammable material, it is preferably a cord or cable having the VW-1 standard in order to prevent the spread of fire in the event of a fire.

まず、POFに直接被覆を施す方法について説明する。POF14は、樹脂塗布装置84で樹脂が被覆される。樹脂には、熱溶融性樹脂が用いられる。溶融された樹脂をPOF14に被覆した後に温調機85で溶融樹脂を硬化させる。樹脂に熱溶融性樹脂を用いる場合には、温調機85には冷却装置を用いる。なお、被覆用樹脂に熱硬化性樹脂を用いることもできる。その場合には、温調機85には、加熱装置を設ける。そして、熱硬化性樹脂をPOFに被覆した後に加熱装置で加熱固化させる。温調機85に冷却装置、加熱装置のいずれを用いた場合にも伝熱媒体として、液体または気体を用いることができる。しかしながら、液体の方が, 伝熱効率の点で有利なので、水冷方式や温水方式が好ましい。なお、図5の製造設備70には温調機85に冷却装置を用い、冷却用ガス導入装置86を取り付けて冷却ガスにより冷却する形態を示している。このようにPOF14を樹脂で被覆することでプラスチック光ファイバ心線(光ファイバ心線)16が得られる。   First, a method for directly coating POF will be described. The POF 14 is coated with a resin by a resin coating device 84. As the resin, a hot-melt resin is used. After the molten resin is coated on the POF 14, the molten resin is cured by the temperature controller 85. When a heat-meltable resin is used as the resin, a cooling device is used for the temperature controller 85. A thermosetting resin can also be used as the coating resin. In that case, the temperature controller 85 is provided with a heating device. Then, after the thermosetting resin is coated on the POF, it is solidified by heating with a heating device. When either the cooling device or the heating device is used for the temperature controller 85, a liquid or a gas can be used as the heat transfer medium. However, since liquid is more advantageous in terms of heat transfer efficiency, a water cooling method or a hot water method is preferable. In the manufacturing facility 70 of FIG. 5, a cooling device is used for the temperature controller 85, and a cooling gas introduction device 86 is attached and cooled by the cooling gas. Thus, the plastic optical fiber core wire (optical fiber core wire) 16 is obtained by covering the POF 14 with resin.

樹脂塗布装置84により塗布直後に外径測定装置(以下、上流側外径測定装置と称する)88で光ファイバ心線16の外径が測定される。そして、温調機85で固化した後にも外径測定装置(以下、下流側外径測定装置と称する)89により光ファイバ心線16の外径が測定される。上流側及び下流側外径測定装置88,89で測定される光ファイバ心線16の外径値に基づき温度条件などが調整される。   The outer diameter of the optical fiber core wire 16 is measured by an outer diameter measuring device (hereinafter referred to as an upstream outer diameter measuring device) 88 immediately after application by the resin coating device 84. After the solidification by the temperature controller 85, the outer diameter of the optical fiber core wire 16 is measured by an outer diameter measuring device (hereinafter referred to as downstream outer diameter measuring device) 89. Temperature conditions and the like are adjusted based on the outer diameter value of the optical fiber core wire 16 measured by the upstream and downstream outer diameter measuring devices 88 and 89.

延伸速度が速くなる(例えば、15m/min以上)と、POF14が液体である溶融樹脂の粘度抵抗を受ける場合がある。その際にはPOF14の被覆時の張力が過大となる。それにより伝送損失が増加したり、POF14の伸びが発生し線径ムラが生じたりするおそれがある。そのため、POFの線径、被覆速度(延伸速度)などを勘案して実験条件を規定する必要がある。例えば、比較的常温に近い低めの温度(50℃〜90℃)で硬化する重合性組成物、例えば自己硬化性を有する熱硬化性ウレタンエラストマーなどの様に、あまり熱量も必要としない樹脂を硬化させる場合には、温調機85に加熱装置を用いて加熱用ガスを流しても良い。加熱用ガス導入装置から清浄な空気、または窒素、炭酸ガスなどの不活性ガスを供給する。なお、比熱の大きなガスを用いて伝熱効率を上げる必要がある場合はヘリウムなども用いることができる。   When the stretching speed is increased (for example, 15 m / min or more), the POF 14 may be subjected to the viscosity resistance of a molten resin that is a liquid. In that case, the tension when the POF 14 is coated becomes excessive. As a result, transmission loss may increase, or POF 14 may be stretched to cause uneven wire diameter. For this reason, it is necessary to define experimental conditions in consideration of the POF wire diameter, coating speed (stretching speed), and the like. For example, curing a resin that does not require much heat, such as a polymerizable composition that cures at a relatively low temperature (50 ° C. to 90 ° C.), such as a thermosetting urethane elastomer having self-curing properties. In the case of heating, a heating gas may be supplied to the temperature controller 85 using a heating device. Clean air or an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide is supplied from a heating gas introduction device. In addition, helium etc. can also be used when it is necessary to raise heat transfer efficiency using gas with a large specific heat.

プリフォーム12を延伸してPOF14として固化するまでの雰囲気は清浄に保つ必要がある。雰囲気中に塵埃があると、それが付着した際に、プリフォーム12の延伸が均一に出来なくなったり、溶融状態のプリフォーム12に貼りついてコブ状異物になったり、POF14の均一性、ひいては光学性能まで悪影響を及ぼす。このためクリーンボックス90によってPOF14の雰囲気を清浄に保つことが好ましい。クリーンボックス90には、クリーンガス導入装置91が取り付けられている。クリーンガス導入装置91からクリーンガスをクリーンボックス90内に導入することでクリーンボックス90内のクリーン度を所定の値に保つ。クリーン度としてはクラス10000以下が好ましく、3000以下がより好ましい。なお、図5では省略しているが、クリーンガス導入装置91にHEPAフィルタ等に通して塵埃を捕集した清浄空気を供給, 循環させる装置を設けることが好ましい。   The atmosphere until the preform 12 is stretched and solidified as POF 14 needs to be kept clean. If there is dust in the atmosphere, the preform 12 cannot be stretched uniformly when it adheres, or sticks to the molten preform 12 to form a bump-like foreign material, and the uniformity of the POF 14 and thus optical The performance is adversely affected. For this reason, it is preferable to keep the atmosphere of the POF 14 clean by the clean box 90. A clean gas introduction device 91 is attached to the clean box 90. By introducing clean gas into the clean box 90 from the clean gas introduction device 91, the cleanliness in the clean box 90 is maintained at a predetermined value. The degree of cleanness is preferably class 10,000 or less, and more preferably 3000 or less. Although omitted in FIG. 5, it is preferable to provide a device for supplying and circulating clean air that has collected dust through a HEPA filter or the like in the clean gas introducing device 91.

POF14に樹脂が被覆された光ファイバ心線16は、巻取リール83に巻き取られる。このときに被覆された光ファイバ心線16の張力を張力測定装置92で測定してリール駆動装置93で張力を制御しながら巻取リール83に巻き取ることが好ましい。例えば、クラッド外径が316μmの被覆された光ファイバ心線16の場合には、延伸張力が0.98N以上だと、固化する途中の光ファイバ心線16が高い張力によって再延伸される。これにより、POF14及び/又は光ファイバ心線16の線径のムラが発生することがある。線径のムラが発生すると、伝送損失の悪化を招くとともに機械的強度が低下する。   The optical fiber core wire 16 in which the resin is coated on the POF 14 is wound around the take-up reel 83. At this time, it is preferable that the tension of the coated optical fiber 16 is measured by the tension measuring device 92 and wound on the take-up reel 83 while the tension is controlled by the reel driving device 93. For example, in the case of the coated optical fiber core 16 having a cladding outer diameter of 316 μm, when the stretching tension is 0.98 N or more, the optical fiber core wire 16 being solidified is re-stretched by a high tension. Thereby, unevenness of the wire diameter of the POF 14 and / or the optical fiber core wire 16 may occur. When unevenness of the wire diameter occurs, the transmission loss is deteriorated and the mechanical strength is lowered.

POF14を被覆する方法は、前記延伸後に連続的に塗布する方法の他に押出法で行うこともできる。図6に用いられる被覆ライン170を示す。プラスチック光ファイバ(POF)171は、送出機172より送り出される。温調機173でPOF171を所望の温度とした後に溶融樹脂を走行するPOFに対して押し出して被覆するダイスを有する被覆装置174によりPOF171に被覆材(熱可塑性樹脂)を被覆してプラスチック光ファイバ心線(光ファイバ心線)175を得る。加熱された溶融樹脂が持つ熱のダメージを緩和するため光ファイバ心線175は、水槽176で冷水により冷却することが好ましい。この場合には、その後に水分除去装置177により水分を除去する。なお、光ファイバ心線175の冷却は、水槽に限定されず他の装置を用いることもできる。そして、ローラ178により光ファイバ心線175は搬送されて巻取機179に巻き取られる。なお、図6では、POF171が送出機172から供給される形態を示したが、本発明に用いられる被覆ラインは図示した形態に限定されるものではない。例えば、被覆ライン170には従来から知られている電気ケーブルや石英ガラス製光ファイバと同様な被覆ラインや、特開2003−270453号公報、特開2004−29338号公報などに記載されている被覆装置や被覆方法を適用できる。   The method of coating the POF 14 can be carried out by an extrusion method in addition to the method of coating continuously after the stretching. The covering line 170 used for FIG. 6 is shown. A plastic optical fiber (POF) 171 is sent out from a transmitter 172. A plastic optical fiber core is formed by coating the POF 171 with a coating material (thermoplastic resin) by a coating device 174 having a die for extruding and coating the POF 171 running on the molten resin after the POF 171 is set to a desired temperature by the temperature controller 173. A wire (optical fiber core wire) 175 is obtained. The optical fiber core wire 175 is preferably cooled by cold water in the water tank 176 in order to reduce the heat damage of the heated molten resin. In this case, the moisture is removed by the moisture removing device 177 thereafter. The cooling of the optical fiber core wire 175 is not limited to the water tank, and other devices can be used. Then, the optical fiber core wire 175 is conveyed by the roller 178 and wound around the winder 179. Although FIG. 6 shows a form in which the POF 171 is supplied from the transmitter 172, the covering line used in the present invention is not limited to the form shown. For example, the coating line 170 may be a coating line similar to a conventionally known electric cable or quartz glass optical fiber, or a coating described in JP-A-2003-270453, JP-A-2004-29338, or the like. Equipment and coating methods can be applied.

[プラスチック光ファイバケーブルの製造方法]
複数のファイバコードを1本にまとめたり、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たケーブルに加工することができる。例えば、前述の難燃化以外に、外部からの光の入射によるノイズ防止および識別のための着色や、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。
[Plastic optical fiber cable manufacturing method]
In order to combine a plurality of fiber cords into one or to give a plurality of functions to the coating layer, it can be further processed into a cable in which coatings having various functions are laminated. For example, in addition to the above-described flame retardant, coloring for noise prevention and identification due to incident light from the outside, a barrier layer for suppressing moisture absorption, and a moisture absorbing material for removing moisture, such as moisture absorbing tape and moisture absorbing Gels can be contained in the coating layer or between the coating layers, depending on the application, such as a cushioning material such as a flexible material layer and foam layer for stress relaxation during flexing, and a reinforcing layer for improving rigidity It can be selected and provided. 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、POFまたはプラスチック光ファイバ心線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。複数の素線を使いケーブル状に加工する際も、独立した被覆工程のラインの構成を利用して製造することができる。   The shape of the plastic optical cable depends on the type of use, and it is a collective type that concatenates POF or plastic optical fiber cores on a concentric circle, a tape type that is arranged in a row, and further, they are gathered together with a presser roll or wrap sheath. The usage form is selected according to the purpose of use. Even when a plurality of strands are used and processed into a cable shape, it can be manufactured using a line configuration of an independent coating process.

図7に本発明に係るプラスチック光ファイバケーブル原反に用いられる被覆ライン100を示す。なお、被覆ライン100は、図5の製造設備70に直結して延伸,被覆をオンラインで行うこともできる。   FIG. 7 shows a coating line 100 used for a plastic optical fiber cable original fabric according to the present invention. Note that the coating line 100 can be directly connected to the manufacturing facility 70 of FIG. 5 to perform stretching and coating online.

被覆ライン100は、従来から知られている電気ケーブルや石英ガラス製光ファイバと同様な被覆ラインを使用することができる。プラスチック光ファイバ心線16は、送出機101より送り出される。また、緩衝材17は、送出機104にリール状に巻かれている。緩衝材としては、抗張力繊維であるアラミド繊維などが挙げられる。なお、緩衝材17は、通常複数本が同時に光ファイバ心線16の外周面に設けられるが、図7では省略して図示している。また、抗張力繊維と共に防水材である繊維,またはフィラーを光ファイバ心線16の外周部に設けることも可能である。   As the covering line 100, a covering line similar to a conventionally known electric cable or quartz glass optical fiber can be used. The plastic optical fiber core wire 16 is sent out from the sending machine 101. The buffer material 17 is wound around the delivery machine 104 in a reel shape. Examples of the buffer material include aramid fibers which are tensile strength fibers. A plurality of buffer materials 17 are usually provided on the outer peripheral surface of the optical fiber core wire 16 at the same time, but are omitted from FIG. It is also possible to provide a fiber or a filler as a waterproof material together with the tensile strength fiber on the outer peripheral portion of the optical fiber core wire 16.

緩衝材17は、配設機105により光ファイバ心線16の外周部に配設される。その後に被覆装置106により最外層が被覆される。以下、最外層被覆心線107と称する。最外層被覆心線107は、冷却水槽108で冷水により冷却した後に水分除去装置109により水分が除去される。なお、最外層被覆心線107の冷却は、水槽に限定されず他の装置を用いることもできる。そして、ローラ110により、プラスチック光ファイバケーブル原反(以下、ケーブル原反と称する)19が搬送されて巻取リール111に巻き取られる。   The buffer material 17 is disposed on the outer peripheral portion of the optical fiber core wire 16 by the disposing machine 105. Thereafter, the outermost layer is coated by the coating device 106. Hereinafter, the outermost layer coated core wire 107 is referred to. The outermost coated core wire 107 is cooled by cold water in the cooling water tank 108 and then moisture is removed by the moisture removing device 109. The cooling of the outermost coated core wire 107 is not limited to the water tank, and other devices can be used. Then, a plastic optical fiber cable original fabric (hereinafter referred to as a cable original fabric) 19 is conveyed by the roller 110 and taken up on the take-up reel 111.

(アニール工程)
本発明においては、被覆層の付与後被覆の収縮率緩和のためにアニール工程を行う。アニール工程はPOFに被覆を施した光ファイバコードや前記コードをケーブル加工した光ファイバケーブルのどちらについても行うことができる。そこで、光ファイバケーブルのアニール方法を例として説明する。アニール工程20ではケーブル原反19をアニール処理してプラスチック光ファイバケーブル(光ファイバケーブル)21を得る。なお、アニール工程20は、図7の水分除去装置109と巻取リール111との間に加熱炉(図示しない)を設けて連続式で行っても良いし、ケーブル原反19を巻き取った後にバッチ式で行っても良い。なお、本工程は収縮の応答の観点から、巻取り後に行うことが好ましい。
(Annealing process)
In the present invention, an annealing step is performed to reduce the shrinkage of the coating after the coating layer is applied. The annealing process can be performed for both the optical fiber cord in which the POF is coated and the optical fiber cable obtained by processing the cord with a cable. Accordingly, an optical fiber cable annealing method will be described as an example. In the annealing step 20, the cable original fabric 19 is annealed to obtain a plastic optical fiber cable (optical fiber cable) 21. The annealing step 20 may be performed continuously by providing a heating furnace (not shown) between the moisture removing device 109 and the take-up reel 111 in FIG. 7 or after winding the cable original fabric 19. You may carry out by a batch type. In addition, it is preferable to perform this process after winding from a viewpoint of the response of shrinkage.

アニール工程20によるケーブル原反19のアニール温度は特に限定されるものではない。しかしながら、POF14を構成する素材によって、温度条件を特に高温とした場合に、POF14の変形,特性変化が生じるおそれがある。特にこれら変形,特性変化はPOF14をポリマーから形成してある場合に顕著であり、さらにコア部がポリマーである場合に特に顕著となる。そこで、そのポリマーがガラス転移温度Tg(℃)を有するもの(例えば、PMMAなど)の場合には、アニール温度をガラス転移温度Tg(℃)未満とすることが好ましい。なお、ポリマーがガラス転移温度Tg(℃)を有さないものの場合や、略室温以下である場合(例えば、PVDF(−40#C)など)である場合には、融点Tm(℃)(例えば、PVDFでは約190℃)未満とすることが好ましい。また、より好ましくは(Tg−5)℃以下または(Tm−50)℃以下とすることであり、最も好ましくは(Tg−10)℃以下または(Tm−100)℃以下とすることである。   The annealing temperature of the cable original fabric 19 in the annealing step 20 is not particularly limited. However, depending on the material constituting the POF 14, when the temperature condition is particularly high, the POF 14 may be deformed and its characteristics may change. In particular, these deformations and characteristic changes are remarkable when the POF 14 is made of a polymer, and particularly when the core is a polymer. Therefore, when the polymer has a glass transition temperature Tg (° C.) (for example, PMMA), the annealing temperature is preferably less than the glass transition temperature Tg (° C.). In the case where the polymer does not have a glass transition temperature Tg (° C.), or when it is approximately room temperature or lower (for example, PVDF (−40 # C) or the like), the melting point Tm (° C.) (for example, , PVDF is preferably less than about 190 ° C). Further, it is more preferably (Tg-5) ° C. or lower or (Tm−50) ° C. or lower, and most preferably (Tg−10) ° C. or lower or (Tm−100) ° C. or lower.

アニール温度の下限値も特に限定されるものではない。しかしながら、ポリマーを熱緩和させてポリマー分子の分子配向をならす目的から40℃以上が好ましく、より好ましくは50℃より高い温度とすることである。   The lower limit of the annealing temperature is not particularly limited. However, the temperature is preferably 40 ° C. or higher, more preferably higher than 50 ° C., for the purpose of thermally relaxing the polymer and smoothing the molecular orientation of the polymer molecules.

アニール時間は、特に限定されるものではないが、1時間より長く100時間より短くすることが好ましく、より好ましくは5時間より長く50時間より短くすることであり、最も好ましくは10時間より長く24時間より短くすることである。例えば、最外層にPVCを用いた場合に、8時間以下であると熱緩和が十分に行われず、PVC分子の配向制御が十分に行えない場合がある。また、100時間以上であるとそれ以上長くアニールを行っても十分に分子配向制御がなされているため時間ロスが生じて生産性悪化の原因となる場合がある。さらに、最外層用ポリマーであるPVCの一部が分解して、PVCの特性の悪化、例えば機械的強度の低下を招くおそれもある。   The annealing time is not particularly limited, but it is preferably longer than 1 hour and shorter than 100 hours, more preferably longer than 5 hours and shorter than 50 hours, most preferably longer than 10 hours and longer than 24 hours. It is to make it shorter than time. For example, when PVC is used for the outermost layer, if it is 8 hours or less, thermal relaxation is not sufficiently performed, and the orientation control of PVC molecules may not be sufficiently performed. Further, if the annealing time is 100 hours or longer, the molecular orientation is sufficiently controlled even if annealing is performed for a longer time, so that time loss may occur and cause deterioration in productivity. Furthermore, a part of PVC that is a polymer for the outermost layer may be decomposed, resulting in deterioration of the characteristics of the PVC, for example, deterioration of mechanical strength.

アニール工程20を行うことで、光ファイバケーブル21の最外層を構成しているポリマーは熱緩和され、所望の配向状態を有するものとなる。これにより、光ファイバケーブル21に熱が加えられることによる保護層と最外層との熱収縮率の差が極めて低減することになり、使用時に環境の影響によって長手方向による長さの変動を抑制できる。なお、本発明において、熱収縮率の差において、好ましい範囲は以下の方法で説明する値を用いることとする。光ファイバケーブル21を所望の長さ(500mm〜5000mm)に切断し、光ファイバ心線16と光ファイバケーブル21との長さを測定する。なお、これらの長さは、光ファイバケーブルの長手方向に対して垂直に切断した場合には、同一長さとなる。その光ファイバケーブルを温度70℃,湿度50%に調整された加熱炉内に入れて時間放置する。その後に加熱炉の温度を40℃,湿度を50%として更に2時間放置する。以上の処理をもう一度行い、都合2サイクル行う。その後に、光ファイバ心線16と光ファイバケーブル21との長さを測定して収縮率を算出する。本発明によれば、それら収縮率の差を0.1%以内とすることが可能となる。その範囲であれば、光ファイバケーブル21にコネクタを接続する際、又は接続して製品として用いている際にコネクタの脱離という不良が発生することを抑制できる。なお、前記試験方法を本発明ではヒートサイクル試験と称する。   By performing the annealing step 20, the polymer constituting the outermost layer of the optical fiber cable 21 is thermally relaxed and has a desired orientation state. As a result, the difference in thermal shrinkage between the protective layer and the outermost layer due to the application of heat to the optical fiber cable 21 is extremely reduced, and variation in length due to the longitudinal direction can be suppressed during use due to environmental influences. . In the present invention, the value described in the following method is used as a preferable range for the difference in heat shrinkage rate. The optical fiber cable 21 is cut into a desired length (500 mm to 5000 mm), and the lengths of the optical fiber core wire 16 and the optical fiber cable 21 are measured. These lengths are the same when cut perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber cable. The optical fiber cable is placed in a heating furnace adjusted to a temperature of 70 ° C. and a humidity of 50% and left for a time. Thereafter, the temperature of the heating furnace is set to 40 ° C. and the humidity is set to 50%, and the mixture is further left for 2 hours. Repeat the above process for 2 cycles. Thereafter, the length of the optical fiber core wire 16 and the optical fiber cable 21 is measured to calculate the shrinkage rate. According to the present invention, it is possible to make the difference in shrinkage rate within 0.1%. Within this range, it is possible to suppress the occurrence of a failure of connector detachment when the connector is connected to the optical fiber cable 21 or when the connector is connected and used as a product. The test method is referred to as a heat cycle test in the present invention.

本発明に係るプラスチック光ファイバケーブル21の断面を図8に示す。光ファイバケーブル21の中心にはコア部121があり、その周囲をクラッド部122が覆っている。さらに、クラッド部122の外周部を保護層123で覆っている。そして、コア部121,クラッド部122及び保護層123からGI型プラスチック光ファイバ心線(以下、GI型心線と称する)16が構成されている。GI型心線16は、そのままの形態でも光伝送体として用いることができるが、強度保証,損失安定性などを所望のものとするために緩衝層124及び最外層125が形成されている。緩衝層124には、後述するアラミド繊維のような抗張力体を用いることが好ましい。   A cross section of a plastic optical fiber cable 21 according to the present invention is shown in FIG. A core portion 121 is provided at the center of the optical fiber cable 21, and a cladding portion 122 covers the periphery thereof. Further, the outer peripheral portion of the cladding portion 122 is covered with a protective layer 123. The core portion 121, the cladding portion 122, and the protective layer 123 constitute a GI plastic optical fiber core wire (hereinafter referred to as GI core wire) 16. Although the GI type core wire 16 can be used as an optical transmission body as it is, a buffer layer 124 and an outermost layer 125 are formed in order to ensure strength assurance, loss stability, and the like. It is preferable to use a tensile body such as an aramid fiber described later for the buffer layer 124.

前述したアニール工程20のアニール条件でアニールを行うためのプラスチック光ファイバケーブル21の形態は、外径D11が0.1mm〜1mmのGI型心線16に外径D12が0.5mm〜5mm,厚みt11が0.1mm〜2mmの最外層125が形成されていることが好ましく、より好ましくは外径D12が0.75mm〜3mm,厚みt11が0.2mm〜1.5mmであり、最も好ましくは、外径D12が1.2mm〜2.2mm,厚みt11が0.2mm〜1mmの最外層125が形成されていることである。また、最外層125を形成するポリマーは、ポリ塩化ビニル,ポリエチレン,ナイロン,その他ポリアミド,ポリウレタン,ポリ酢酸ビニル,ポリイソプレンなどが好ましく、より好ましくはポリ塩化ビニル又はポリエチレンを用いることである。また、最外層125を形成するポリマーは、ホモポリマーに限定されずに、コポリマー(共重合体),混合ポリマーを用いることもできる。   The form of the plastic optical fiber cable 21 for performing the annealing under the annealing conditions of the annealing step 20 described above is a GI type core wire 16 having an outer diameter D11 of 0.1 mm to 1 mm and an outer diameter D12 of 0.5 mm to 5 mm, thickness. It is preferable that the outermost layer 125 having a t11 of 0.1 mm to 2 mm is formed, more preferably the outer diameter D12 is 0.75 mm to 3 mm, and the thickness t11 is 0.2 mm to 1.5 mm. That is, the outermost layer 125 having an outer diameter D12 of 1.2 mm to 2.2 mm and a thickness t11 of 0.2 mm to 1 mm is formed. The polymer forming the outermost layer 125 is preferably polyvinyl chloride, polyethylene, nylon, other polyamides, polyurethane, polyvinyl acetate, polyisoprene, or the like, more preferably polyvinyl chloride or polyethylene. The polymer forming the outermost layer 125 is not limited to a homopolymer, and a copolymer (copolymer) or a mixed polymer can also be used.

また、GI型心線16の光導波路を構成するコア121とクラッド122との屈折率分布の概略図を図9に示す。コア部121の屈折率は、その中心が最も屈折率が高く、半径方向に向けて略2乗分布的に低下している。そして、クラッド部122の屈折率は、コア部121の屈折率分布よりも小さいことで、光がコア部121内を伝送する。なお、コア部121にはPMMAや重水素化PMMAを用いることが好ましい。また、このような屈折率分布を有するGI型心線16は、前記プリフォームの製造方法の第1の形態により製造されたプリフォームから製造することができる。   FIG. 9 shows a schematic diagram of the refractive index distribution of the core 121 and the clad 122 constituting the optical waveguide of the GI type core wire 16. The refractive index of the core portion 121 has the highest refractive index at the center, and decreases in a substantially square distribution in the radial direction. The clad part 122 has a refractive index smaller than the refractive index distribution of the core part 121, so that light is transmitted through the core part 121. Note that PMMA or deuterated PMMA is preferably used for the core portion 121. Moreover, the GI type | mold core wire 16 which has such refractive index distribution can be manufactured from the preform manufactured by the 1st form of the manufacturing method of the said preform.

また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルに用いられるPOFの他の屈折率分布を有するものの屈折率分布形状の概略図を図10に示す。コア部130は、中心が最も高屈折率で半径方向に向けて略2乗分布的に屈折率が低下するインナーコア部131とインナーコア部131を形成するための壁面となるアウターコア部132とから形成されている。そらに、その外周方向にコア部内の光を全反射するためにコア部より低屈折率のクラッド部133が形成されている。本発明のプラスチック光ファイバケーブルには、図10に示す形態のPOFを用いることもできる。なお、このような屈折率分布を有するPOFは、前記プリフォームの製造方法の第2の実施形態により製造されるプリフォームから製造することができる。   Further, FIG. 10 shows a schematic diagram of a refractive index distribution shape of another POF having a refractive index distribution used in the plastic optical fiber cable of the present invention. The core portion 130 has an inner core portion 131 whose center has the highest refractive index and a refractive index that decreases in a substantially square distribution toward the radial direction, and an outer core portion 132 that serves as a wall surface for forming the inner core portion 131. Formed from. In addition, a clad portion 133 having a refractive index lower than that of the core portion is formed in the outer peripheral direction in order to totally reflect the light in the core portion. A POF having the form shown in FIG. 10 can also be used for the plastic optical fiber cable of the present invention. The POF having such a refractive index distribution can be manufactured from the preform manufactured by the second embodiment of the preform manufacturing method.

本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図を示す。光ファイバケーブル140のコア部141とコア部141の外周を覆うクラッド部142とクラッド部142の外周を覆う保護層143とからなるプラスチック光ファイバ心線(以下、SI型心線)144が用いられている。光ファイバ心線144は、緩衝層145で覆われており、さらにその外周に最外層146が形成されている。コア141は、PMMAなどのアクリル酸エステル系ポリマーから形成されていることが好ましい。また、クラッド142は、低屈折率であるフッ素系ポリマーが用いられる。なお、フッ素系ポリマーのガラス転移温度Tg(℃)は略室温以下であるため、前述したアニール温度は、コア141のポリマーであるアクリル酸エステル系ポリマーのガラス転移温度Tg(℃)を基準とすることが好ましい。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of another embodiment of a plastic optical fiber cable according to the present invention. A plastic optical fiber core wire (hereinafter referred to as SI-type core wire) 144 including a core portion 141 of the optical fiber cable 140, a cladding portion 142 that covers the outer periphery of the core portion 141, and a protective layer 143 that covers the outer periphery of the cladding portion 142 is used. ing. The optical fiber core 144 is covered with a buffer layer 145, and an outermost layer 146 is formed on the outer periphery thereof. The core 141 is preferably made of an acrylate polymer such as PMMA. The clad 142 is made of a fluorine-based polymer having a low refractive index. In addition, since the glass transition temperature Tg (° C.) of the fluorine-based polymer is approximately room temperature or lower, the annealing temperature described above is based on the glass transition temperature Tg (° C.) of the acrylate ester polymer that is the polymer of the core 141. It is preferable.

前述したアニール工程20のアニール条件でアニールを行うには、プラスチック光ファイバケーブル140の具体的な形態は、外径D13が0.5mm〜1mmのSI型心線144に外径D14が0.75mm〜5mm,厚みt13が0.1mm〜2mmの最外層146が形成されていることが好ましく、より好ましくは外径D14が0.75mm〜3mm,厚みt13が0.2mm〜1.5mmであり、最も好ましくは、外径D14が1.2mm〜2.2mm,厚みt13が0.2mm〜1mmの最外層146が形成されていることである。また、最外層146を形成するポリマーは、ポリ塩化ビニル,ポリエチレン,ナイロン,その他ポリアミド,ポリウレタン,ポリ酢酸ビニル,ポリイソプレンなどが好ましく、より好ましくはポリ塩化ビニル又はポリエチレンを用いることである。また、最外層146を形成するポリマーは、ホモポリマーに限定されずに、コポリマー(共重合体),混合ポリマーを用いることもできる。   In order to perform the annealing under the annealing conditions of the annealing step 20 described above, a specific form of the plastic optical fiber cable 140 is as follows: an SI type core wire 144 having an outer diameter D13 of 0.5 mm to 1 mm and an outer diameter D14 of 0.75 mm. It is preferable that an outermost layer 146 having a thickness of ˜5 mm and a thickness t13 of 0.1 mm to 2 mm is formed, more preferably an outer diameter D14 of 0.75 mm to 3 mm and a thickness t13 of 0.2 mm to 1.5 mm. Most preferably, an outermost layer 146 having an outer diameter D14 of 1.2 mm to 2.2 mm and a thickness t13 of 0.2 mm to 1 mm is formed. The polymer forming the outermost layer 146 is preferably polyvinyl chloride, polyethylene, nylon, other polyamides, polyurethane, polyvinyl acetate, polyisoprene, or the like, more preferably polyvinyl chloride or polyethylene. The polymer forming the outermost layer 146 is not limited to a homopolymer, and a copolymer (copolymer) or a mixed polymer can also be used.

コア部の屈折率分布は、その中心が最も高くなっており、半径方向に向けて段階的に低くなる形状であるものを用いることもできる。その形態は、マルチステップインデックス型と称されるものである。その他本発明の光ファイバケーブルの光伝送路には、ステップインデックス型やシングルモード型のものを用いることもできる。   For the refractive index distribution of the core portion, the refractive index distribution having the highest center and a shape that gradually decreases in the radial direction can also be used. The form is called a multi-step index type. In addition, a step index type or a single mode type can be used for the optical transmission line of the optical fiber cable of the present invention.

本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態を図12に示す。多芯型プラスチック光ファイバケーブル150は、コア部151とクラッド部152と保護層153とからなるSI型光ファイバ心線154に緩衝層155が形成されている。また、コア部156とクラッド部157と保護層158とからなるGI型光ファイバ心線159に緩衝層160が形成されている。これら緩衝層155,160が形成されている光ファイバ心線154,159が束ねられて、さらに最外層161が形成されて多芯型光ファイバケーブル150となっている。この場合に、各光ファイバ心線の伝送路の形態は特に限定されるものではない。同一の形態であっても良いし、異なる形態のものであっても良い。さらに、光ファイバケーブルを構成する光ファイバ心線の数は2本に限定されるものではなく、3本以上の光ファイバ心線を束ねた光ファイバケーブルを製造する際にも、本発明の光ファイバケーブルの製造方法(図7参照)は適用できる。   Another embodiment of the plastic optical fiber cable according to the present invention is shown in FIG. In the multi-core plastic optical fiber cable 150, a buffer layer 155 is formed on an SI-type optical fiber core 154 including a core portion 151, a cladding portion 152, and a protective layer 153. In addition, a buffer layer 160 is formed on a GI optical fiber core wire 159 including a core portion 156, a cladding portion 157, and a protective layer 158. The optical fiber core wires 154 and 159 on which the buffer layers 155 and 160 are formed are bundled, and the outermost layer 161 is further formed to form a multi-core optical fiber cable 150. In this case, the form of the transmission path of each optical fiber core wire is not particularly limited. The same form may be sufficient and a different form may be sufficient. Further, the number of the optical fiber cores constituting the optical fiber cable is not limited to two, and the optical fiber cable of the present invention is also used when manufacturing an optical fiber cable in which three or more optical fiber cores are bundled. The fiber cable manufacturing method (see FIG. 7) can be applied.

前述したアニール工程20のアニール条件でアニールを行なうための多芯型プラスチック光ファイバケーブルの具体的な形態は、幅L15が1mm〜10mm,厚みt15が0.1mm〜2mmであることが好ましく、より好ましくは幅L15が1.5mm〜6mm,厚みt15が0.2mm〜1.5mmであり、最も好ましくは、幅L15が2.4mm〜4.4mm,厚みt15が0.2mm〜1mmである。また、最外層161を形成するポリマーは、ポリ塩化ビニル,ポリエチレン,ナイロン,その他ポリアミド,ポリウレタン,ポリ酢酸ビニル,ポリイソプレンなどが好ましく、より好ましくはポリ塩化ビニル又はポリエチレンを用いることである。また、最外層161を形成するポリマーは、ホモポリマーに限定されずに、コポリマー(共重合体),混合ポリマーを用いることもできる。なお、好ましい多芯型プラスチック光ファイバケーブル150の好ましい例として幅L15が4.4mm、幅L16が2.2mmの例が挙げられる。   The specific form of the multi-core plastic optical fiber cable for annealing under the annealing conditions of the annealing step 20 described above is preferably such that the width L15 is 1 mm to 10 mm and the thickness t15 is 0.1 mm to 2 mm. Preferably, the width L15 is 1.5 mm to 6 mm and the thickness t15 is 0.2 mm to 1.5 mm, and most preferably the width L15 is 2.4 mm to 4.4 mm and the thickness t15 is 0.2 mm to 1 mm. The polymer forming the outermost layer 161 is preferably polyvinyl chloride, polyethylene, nylon, other polyamides, polyurethane, polyvinyl acetate, polyisoprene, or the like, more preferably polyvinyl chloride or polyethylene. The polymer forming the outermost layer 161 is not limited to a homopolymer, and a copolymer (copolymer) or a mixed polymer can also be used. A preferred example of the preferred multi-core plastic optical fiber cable 150 is an example in which the width L15 is 4.4 mm and the width L16 is 2.2 mm.

また、以上に述べた方法によって得られる本発明に係る光ファイバケーブルは、端部に接続用光コネクタを用いて発光素子や受光素子などの光学部材との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 fiber cable according to the present invention obtained by the method described above is securely fixed to a connection portion with an optical member such as a light emitting element or a light receiving element using an optical connector for connection at the end. . As the connector, various commercially available connectors such as PN type, SMA type, and SMI type that are generally known can also be used.

[光伝送体システム]
本発明に係る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み合わせてもよい。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。
[Optical transmission system]
The optical signal transmission system using the optical fiber cable according to the present invention includes an optical signal processing device including optical components such as various light emitting elements and light receiving elements, optical switches, optical isolators, optical integrated circuits, and optical transmission / reception modules. Consists of. 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, pp. 110-127 “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、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 pp. 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 optical transmission applications, it can also be used in the fields of illumination, energy transmission, illumination, and sensors.

以下に実施例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、操作等は、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。従って、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。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The types of materials, their proportions, operations and the like 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.

実施例1では、GI型心線(図8参照)16を用いたプラスチック光ファイバケーブル21を用いて実験を行った。プリフォーム12は、下記に説明するプリフォーム作製工程11により行なった。押し出し成形により作製した外径20mm,内径19mm,長さ600mmのポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなるクラッドパイプを用いた。このクラッドパイプを充分に剛性を有する内径20mm,長さ600mmの重合容器に挿入した。このクラッドパイプを純水にて洗浄、90℃にて乾燥させた。その後、クラッドパイプを重合容器に入れた状態で鉛直に保持し、KF850ペレット(呉羽化学(株)社製)を用いて下端に200℃、30分かけて底付けを行った。エタノールにて管内壁を洗浄した後に、80℃の熱オーブンにて圧力を(大気圧に対して−0.08MPa)として12時間、減圧処理を行った。   In Example 1, an experiment was performed using a plastic optical fiber cable 21 using a GI type core wire (see FIG. 8) 16. The preform 12 was performed by a preform manufacturing step 11 described below. A clad pipe made of polyvinylidene fluoride (PVDF) having an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 19 mm, and a length of 600 mm produced by extrusion molding was used. This clad pipe was inserted into a sufficiently rigid polymerization vessel having an inner diameter of 20 mm and a length of 600 mm. The clad pipe was washed with pure water and dried at 90 ° C. Thereafter, the clad pipe was held vertically in a state where it was put in a polymerization vessel, and bottomed at 200 ° C. for 30 minutes using KF850 pellets (manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.). After the inner wall of the tube was washed with ethanol, a pressure reduction treatment was performed for 12 hours in a hot oven at 80 ° C. with a pressure (−0.08 MPa with respect to atmospheric pressure).

次に、アウターコア重合を行った。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)129.0gと、2,2' −アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.0645gと、1−ドデカンチオール(ラウリルメルカプタン)0.516gとをそれぞれ計量してアウターコア液を調製した。このアウターコア液を井内盛栄堂(株)社製の超音波洗浄装置USK−3(38000MHz、出力360W)を用いて10分間超音波照射を行った。次に、クラッドパイプ内にそのアウターコア液を注液した後に減圧濾過装置を用いてクラッドパイプ内を大気圧に対して0.01MPa減圧した。減圧脱気しつつ前記超音波洗浄装置を用いて超音波処理を5分間行った。   Next, outer core polymerization was performed. In the Erlenmeyer flask, 129.0 g of methyl methacrylate (manufactured by MMA Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.0645 g of 2,2′-azobis (isobutyric acid) dimethyl, 0.516 g of 1-dodecanethiol (lauryl mercaptan) Were measured to prepare an outer core solution. This outer core liquid was irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes using an ultrasonic cleaning device USK-3 (38000 MHz, output 360 W) manufactured by Iuchi Seieido Co., Ltd. Next, after the outer core solution was poured into the clad pipe, the inside of the clad pipe was depressurized by 0.01 MPa with respect to atmospheric pressure using a vacuum filter. Ultrasonic treatment was performed for 5 minutes using the ultrasonic cleaning apparatus while degassing under reduced pressure.

クラッドパイプの先端部分の空気をアルゴンにて置換後、クラッドパイプの先端部をシリコン栓とシールテープを用いて密閉した。アウターコア液を含んだクラッドパイプごと60℃の湯浴中にいれ、震動させつつ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を水平状態(クラッドパイプの長さ方向が水平になる状態)で65℃の温度を保持しつつ3000rpmにて回転させながら1時間加熱重合(回転重合)を行った。その後に回転速度3000rpmで70℃,4時間、さらに3000rpmで90℃,20時間の回転重合を行った。クラッドパイプの内側にPMMAからなるアウターコア層を有する円筒管を得た。   After replacing the air at the tip of the clad pipe with argon, the tip of the clad pipe was sealed with a silicon stopper and a seal tape. The clad pipe containing the outer core solution was placed in a 60 ° C. hot water bath and prepolymerized for 2 hours while shaking. Thereafter, the prepolymerized clad pipe is heated for 1 hour (rotational polymerization) while rotating at 3000 rpm while maintaining a temperature of 65 ° C. in a horizontal state (a state in which the length direction of the clad pipe is horizontal). went. Thereafter, rotational polymerization was performed at a rotation speed of 3000 rpm for 70 hours at 70 ° C., and further at 3000 rpm for 90 hours at 20 ° C. A cylindrical tube having an outer core layer made of PMMA inside the clad pipe was obtained.

次に、インナーコア部作製前処理を行った。前述したアウターコアが形成されているクラッドパイプを90℃の熱オーブンにて圧力を(大気圧に対して−0.08MPa)として3時間、減圧処理を行った。さらに、インナーコア重合を行った。三角フラスコ内に重水素化メチルメタクリレート(MMA−d8)60.0gと、ジ−tert−ブチルパーオキサイド10μLと、1−ドデカンチオール0.165gと、ドーパントとしてジフェニルスルフィド6.00gとをそれぞれ計量してインナーコア液を調製した。その後に超音波洗浄装置USK−3を用いて10分間超音波照射を行った。   Next, an inner core part preparation pretreatment was performed. The above-described clad pipe on which the outer core was formed was subjected to a pressure reduction treatment for 3 hours in a 90 ° C. heat oven at a pressure (−0.08 MPa with respect to atmospheric pressure). Furthermore, inner core polymerization was performed. In an Erlenmeyer flask, 60.0 g of deuterated methyl methacrylate (MMA-d8), 10 μL of di-tert-butyl peroxide, 0.165 g of 1-dodecanethiol, and 6.00 g of diphenyl sulfide as a dopant were weighed. An inner core solution was prepared. Thereafter, ultrasonic irradiation was performed for 10 minutes using an ultrasonic cleaning apparatus USK-3.

アウターコア部が形成されているクラッドパイプを80℃で20分保温した後にインナーコア液を中空部に注入した。クラッドパイプの一端をシールテープで覆い、その後そのクラッドパイプをオートクレーブ内に鉛直に設定(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の圧力が掛かった雰囲気とした。100℃で48時間界面ゲル重合法で加熱重合させた。その後120℃で更に24時間の加熱重合及び熱処理を行った。その後にオートクレーブ外にプリフォーム12を取り出した。   The clad pipe on which the outer core portion 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 was covered with a seal tape, and then the clad pipe was set 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 the atmosphere was a pressure of 0.05 MPa. Heat polymerization was carried out at 100 ° C. for 48 hours by an interfacial gel polymerization method. Thereafter, heat polymerization and heat treatment were further performed at 120 ° C. for 24 hours. Thereafter, the preform 12 was taken out of the autoclave.

外径が20mmのプリフォーム12を図5に示す製造設備70に取り付けて加熱溶融延伸し、外径目標500μmのPOF14を得た。そして、連続的に樹脂塗布装置84によりLDPE(低密度ポリエチレン)を主成分とする保護層123を被覆径D11が1.2mmとなるように形成した(図8参照)。このPOF14の屈折率分布形状は、図10に示す態様のものであった。なお、加熱炉55は、温度を245℃に設定した。   The preform 12 having an outer diameter of 20 mm was attached to the production facility 70 shown in FIG. 5 and was heated, melted and stretched to obtain POF 14 having an outer diameter target of 500 μm. And the protective layer 123 which has LDPE (low density polyethylene) as a main component was continuously formed with the resin application | coating apparatus 84 so that the coating diameter D11 might be 1.2 mm (refer FIG. 8). The refractive index distribution shape of the POF 14 was that shown in FIG. The heating furnace 55 was set to a temperature of 245 ° C.

巻取リール83によるPOF14の引取速度は、8m/minとなるようにリール駆動装置93で制御した。なお、引取速度は、線径測定装置82でPOF14の線径を測定しながら調整するため、±2%程度変化した。POF14は、外径目標500μmとして延伸を行った。得られたPOFの外径変動は、500μm±10μmであった。   The take-up reel 83 controlled the POF 14 take-up speed by the reel driving device 93 so as to be 8 m / min. The take-up speed was changed by about ± 2% because it was adjusted while measuring the wire diameter of POF 14 with the wire diameter measuring device 82. The POF 14 was stretched with an outer diameter target of 500 μm. The outer diameter variation of the obtained POF was 500 μm ± 10 μm.

そして、被覆ライン100を用いてケーブル原反19を製造した。緩衝材17には、外径10μmのケブラー(登録商標)を抗張力繊維として用いた。緩衝材17を配設機105で光ファイバ心線16の外周に配設した。そして、被覆装置106で最外層形成用ポリマーであるポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、黒色顔料としてカーボンが0.2重量%配合されているものを用いた。その後に、約10℃の冷却水が入れられている冷却水槽108内を約5秒間搬送させて、ポリ塩化ビニルを固化させた後に、水分除去装置109で水分を除去した後に巻取リール111でケーブル原反19として巻き取った。なお、このケーブル原反19の光伝送路であるPOF14の屈折率分布は、図10に示したものであった。   And the cable original fabric 19 was manufactured using the coating line 100. FIG. As the buffer material 17, Kevlar (registered trademark) having an outer diameter of 10 μm was used as a tensile strength fiber. The buffer material 17 was disposed on the outer periphery of the optical fiber core wire 16 by the disposing machine 105. Then, the coating device 106 was used to coat the outermost layer forming polymer polyvinyl chloride. The polyvinyl chloride used was a black pigment containing 0.2% by weight of carbon. Thereafter, the inside of the cooling water tank 108 in which cooling water of about 10 ° C. is placed is transported for about 5 seconds to solidify the polyvinyl chloride, and after the moisture is removed by the moisture removing device 109, the winding reel 111 is used. It was wound up as a cable stock 19. The refractive index distribution of the POF 14 which is the optical transmission line of the cable original fabric 19 is shown in FIG.

[アニール工程]
ケーブル原反19を巻きほぐして、長手方向において最外層が198.0cm,GI型心線が200.0cmとなるように切断した。そのケーブル原反19をケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約30cmの輪に巻いた。この輪を温度70℃,湿度50%,大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で8時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に光ファイバケーブル21として加熱炉から取り出した。最外層と心線との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.32%,0.21%であった。
[Annealing process]
The original cable 19 was unwound and cut so that the outermost layer was 198.0 cm and the GI core wire was 200.0 cm in the longitudinal direction. The cable blank 19 was wound around a ring having a diameter of about 30 cm in such a manner that no extra load was applied when the cable contracted. This ring was placed in an oven at a temperature of 70 ° C., a humidity of 50%, and an atmospheric atmosphere. In this state, the cable blank was annealed for 8 hours. After annealing, the optical fiber cable 21 was taken out from the heating furnace. When the shrinkage rate was calculated by measuring the length of the outermost layer and the core wire, the shrinkage rates were 0.32% and 0.21%, respectively.

[ヒートサイクル試験]
前述した方法で製造された光ファイバケーブル21を前記ヒートサイクル試験を行った。調温条件としては、25℃から70℃まで1℃/分で昇温し、70℃で2時間保持後、−40℃まで1℃/分で降温し、−40℃で2時間保持後さらに70℃まで1℃/分で昇温し、70℃で2時間保持後−40℃まで1℃/分で降温し、−40℃で2時間保持後、25℃まで1℃/分で昇温するサイクルで行った。その後に、最外層125と光ファイバ心線16との長さを測定して収縮率を算出したところ、それぞれ0.34%,0.40%であった。最外層と光ファイバ心線(GI型)との収縮率の差は0.06%であった。
[Heat cycle test]
The optical fiber cable 21 manufactured by the method described above was subjected to the heat cycle test. As temperature control conditions, the temperature was raised from 25 ° C. to 70 ° C. at 1 ° C./min, held at 70 ° C. for 2 hours, lowered to −40 ° C. at 1 ° C./min, held at −40 ° C. for 2 hours, and further The temperature was raised to 70 ° C. at 1 ° C./minute, held at 70 ° C. for 2 hours, lowered to −40 ° C. at 1 ° C./minute, held at −40 ° C. for 2 hours, and then raised to 25 ° C. at 1 ° C./minute. The cycle was done. Thereafter, the lengths of the outermost layer 125 and the optical fiber core wire 16 were measured to calculate the shrinkage ratios, which were 0.34% and 0.40%, respectively. The difference in shrinkage between the outermost layer and the optical fiber core wire (GI type) was 0.06%.

実施例2では、SI型心線(図11参照)144を用いたプラスチック光ファイバケーブル140を用いて実験を行った。SI型心線144を用いてプラスチック光ファイバケーブル140を作製した。プリフォーム作製工程11では、複合紡糸ノズルを用いた。なお、コア部141には、PMMAを用いて、クラッド部142には、PVDFを用いて形成して外径が20mmのプリフォーム12を製造した。なお、このプリフォームのクラッドの厚みは0.5mmとなるように製造した。   In Example 2, an experiment was performed using a plastic optical fiber cable 140 using an SI-type core wire 144 (see FIG. 11). The plastic optical fiber cable 140 was produced using the SI type core wire 144. In the preform manufacturing step 11, a composite spinning nozzle was used. The preform 12 was manufactured by using PMMA for the core portion 141 and PVDF for the cladding portion 142 and having an outer diameter of 20 mm. The preform was manufactured so that the clad had a thickness of 0.5 mm.

外径が20mmのプリフォーム12を図5に示す製造設備70に取りつけて加熱溶融延伸し、外径目標750μmのPOF14を得た。そして、連続的に樹脂塗布装置84によりLDPEを主成分とする保護層143を被覆径が1.2mmとなるように形成した(図11参照)。加熱炉55は、温度を235℃に設定した。   The preform 12 having an outer diameter of 20 mm was attached to the manufacturing facility 70 shown in FIG. And the protective layer 143 which has LDPE as a main component was continuously formed in the resin coating apparatus 84 so that the coating diameter might be 1.2 mm (refer FIG. 11). The temperature of the heating furnace 55 was set to 235 ° C.

巻取リール83によるPOF14の引取速度は、8m/minとなるようにリール駆動装置93で制御した。なお、引取速度は、線径測定装置82でPOF14の線径を測定しながら調整するため、±2%程度変化した。POF14は、外径目標750μmとして延伸を行った。得られたPOF(SI型)の外径変動は、750μm±15μmであった。   The take-up reel 83 controlled the POF 14 take-up speed by the reel driving device 93 so as to be 8 m / min. The take-up speed was changed by about ± 2% because it was adjusted while measuring the wire diameter of POF 14 with the wire diameter measuring device 82. POF14 was stretched with an outer diameter target of 750 μm. The outer diameter variation of the obtained POF (SI type) was 750 μm ± 15 μm.

そして、被覆ライン100を用いてケーブル原反19を製造した。緩衝材17には、外径10μmのケブラー(登録商標)を抗張力繊維として用い、POFの外周部に満遍なく一様に配設されるように調整した。緩衝材17を配設機105で光ファイバ心線144の外周に配設した。そして、被覆装置106で最外層形成用ポリマーであるポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、黒色顔料としてカーボンが0.2重量%配合されているものを用いた。その後に、約10℃の冷却水が入れられている冷却水槽108内を約5秒間搬送させて、ポリ塩化ビニルを固化させた後に、水分除去装置109で水分を除去した後に巻取リール111でケーブル原反19として巻き取った。   And the cable original fabric 19 was manufactured using the coating line 100. FIG. As the buffer material 17, Kevlar (registered trademark) having an outer diameter of 10 μm was used as a tensile strength fiber, and was adjusted so as to be evenly disposed on the outer peripheral portion of the POF. The buffer material 17 was disposed on the outer periphery of the optical fiber core 144 by the disposing machine 105. Then, the coating device 106 was used to coat the outermost layer forming polymer polyvinyl chloride. The polyvinyl chloride used was a black pigment containing 0.2% by weight of carbon. Thereafter, the inside of the cooling water tank 108 in which cooling water of about 10 ° C. is placed is transported for about 5 seconds to solidify the polyvinyl chloride, and after the moisture is removed by the moisture removing device 109, the winding reel 111 is used. It was wound up as a cable stock 19.

[アニール工程]
ケーブル原反を巻きほぐして、長手方向において最外層が198.0cm,SI型心線が200.0cmとなるように切断した。そのケーブル原反19をケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約30cmの輪に巻いた。この輪を温度50℃,湿度50%,大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で24時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に光ファイバケーブル140として加熱炉から取り出した。最外層と心線(SI型)との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.31%,0.12%であった。前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層146と光ファイバ心線144との長さを測定して収縮率を算出したところ、それぞれ0.31%,0.22%であった。最外層と光ファイバ心線(SI型)との収縮率の差は0.09%であった。
[Annealing process]
The original cable was unwound and cut so that the outermost layer was 198.0 cm and the SI-type core wire was 200.0 cm in the longitudinal direction. The cable blank 19 was wound around a ring having a diameter of about 30 cm in such a manner that no extra load was applied when the cable contracted. This ring was placed in an oven at a temperature of 50 ° C. and a humidity of 50% in an air atmosphere. In this state, the cable blank was annealed for 24 hours. After annealing, the optical fiber cable 140 was taken out from the heating furnace. When the contraction rate was calculated by measuring the length of the outermost layer and the core wire (SI type), the contraction rates were 0.31% and 0.12%, respectively. When the heat cycle test was performed, the shrinkage rates were calculated by measuring the lengths of the outermost layer 146 and the optical fiber core 144 and found to be 0.31% and 0.22%, respectively. The difference in shrinkage between the outermost layer and the optical fiber core wire (SI type) was 0.09%.

実施例3では、多芯型プラスチック光ファイバケーブル150を用いて実験を行った。なお、実験3−1で詳細に行い、実験3−2ないし実験3−5については、表1ないし表3に実験結果をまとめて示す。   In Example 3, an experiment was conducted using a multi-core plastic optical fiber cable 150. In addition, it conducted in detail in Experiment 3-1, and about Experiment 3-2 thru | or Experiment 3-5, an experimental result is put together in Table 1 thru | or Table 3, and is shown.

実験3−1では、SI型心線154及びGI型心線159を用いた。SI型心線154は、実施例2で説明したSI型心線の製造方法と同じ方法で製造した。また、GI型心線159は、外径目標が316μmのPOFを得た。LDPE(黒)の被覆径が1.2mmとなるように保護層158を形成した。   In Experiment 3-1, an SI type core wire 154 and a GI type core wire 159 were used. The SI type core wire 154 was manufactured by the same method as the manufacturing method of the SI type core wire described in Example 2. The GI type core wire 159 has a POF with an outer diameter target of 316 μm. The protective layer 158 was formed so that the coating diameter of LDPE (black) was 1.2 mm.

そして、被覆ライン100を用いてケーブル原反を製造した。緩衝材には、外径10μmのケブラー(登録商標)を抗張力繊維として用い、POFの外周部に満遍なく一様に配設されるように調整した。緩衝材を配設機105で光ファイバ心線154,159の外周に配設した。そして、被覆装置106で最外層形成用ポリマーであるポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、白色顔料として酸化チタニウムが1.3重量%配合されているものを用いた。その後に、約10℃の冷却水が入れられている冷却水槽108内を約5秒間搬送させて、ポリ塩化ビニルを固化させた後に、水分除去装置109で水分を除去した後に巻取リール111でケーブル原反として巻き取った。   And the cable original fabric was manufactured using the covering line 100. FIG. As the buffer material, Kevlar (registered trademark) having an outer diameter of 10 μm was used as a tensile strength fiber, and was adjusted so as to be evenly disposed on the outer periphery of the POF. The buffer material was disposed on the outer periphery of the optical fiber core wires 154 and 159 by the disposing machine 105. Then, the coating device 106 was used to coat the outermost layer forming polymer polyvinyl chloride. The polyvinyl chloride used was a white pigment containing 1.3% by weight of titanium oxide. Thereafter, the inside of the cooling water tank 108 in which cooling water of about 10 ° C. is put is transported for about 5 seconds to solidify the polyvinyl chloride, and after the moisture is removed by the moisture removing device 109, the winding reel 111 It was wound up as a cable stock.

[アニール工程]
ケーブル原反を巻きほぐして、長手方向において最外層が198.0cm,SI型心線154,GI型心線159がいずれも200.0cmとなるように切断した。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約30cmの輪に巻いた。この輪を温度60℃,湿度50%,大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で17時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル150として加熱炉から取り出した。最外層161とSI型心線154とGI型心線159との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.20%,0.00%,0.00%であった。また、5回の実験(3−1〜3−5)の平均値は、0.27%,−0.11%,0.12%であった。前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層161とSI型心線154とGI型心線159との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.33%,0.15%,0.55%であった。また、5回の実験(3−1〜3−5)の平均値は、0.37%,0.29%,0.41%であった。最外層161とSI型心線154との収縮率の差の平均は0.08%であり、最外層161とGI型心線154との収縮率の差の平均は0.04%であった。
[Annealing process]
The original cable was unwound and cut so that the outermost layer was 198.0 cm in the longitudinal direction, and the SI core wire 154 and GI core wire 159 were both 200.0 cm. The cable was wound around a ring having a diameter of about 30 cm in such a manner that no extra load was applied when the cable contracted. This ring was placed in an oven at a temperature of 60 ° C., a humidity of 50%, and an atmospheric atmosphere. In this state, the cable blank was annealed for 17 hours. After annealing, it was taken out from the heating furnace as a multi-core plastic optical fiber cable 150. When the contraction rate was calculated by measuring the lengths of the outermost layer 161, the SI-type core wire 154, and the GI-type core wire 159, the contraction rates were 0.20%, 0.00%, and 0.00%, respectively. It was. Moreover, the average value of five times of experiments (3-1 to 3-5) was 0.27%, −0.11%, and 0.12%. When the heat cycle test was performed, the shrinkage rate was calculated by measuring the lengths of the outermost layer 161, the SI-type core wire 154, and the GI-type core wire 159. 15% and 0.55%. Moreover, the average value of five times of experiments (3-1 to 3-5) was 0.37%, 0.29%, and 0.41%. The average shrinkage difference between the outermost layer 161 and the SI core wire 154 was 0.08%, and the average shrinkage difference between the outermost layer 161 and the GI core wire 154 was 0.04%. .

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実施例4では、次に説明する実験条件以外は実施例3と同じ条件で実験を行った。GI型心線159は、外径目標が750μmのPOFを得た。LDPE(顔料などの着色成分を含まない)の被覆径が1.2mmとなるように保護層158を形成した。ポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、黒色顔料としてカーボンが0.2重量%配合されているものを用いた。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約30cmの輪に巻いた。この輪を温度70℃,湿度50%,大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で10時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル150として加熱炉から取り出した。最外層161とSI型心線154とGI型心線159との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.35%,0.13%,0.21%であった。前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層161とSI型心線154とGI型心線159との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.28%,0.21%,0.29%であった。最外層161とSI型心線154との収縮率の差は0.07%であり、最外層161とGI型心線154との収縮率の差は0.01%であった。   In Example 4, the experiment was performed under the same conditions as in Example 3 except for the experimental conditions described below. The GI type core wire 159 obtained POF with an outer diameter target of 750 μm. The protective layer 158 was formed so that the coating diameter of LDPE (not including coloring components such as pigments) was 1.2 mm. Coated with polyvinyl chloride. The polyvinyl chloride used was a black pigment containing 0.2% by weight of carbon. The cable was wound around a ring having a diameter of about 30 cm in such a manner that no extra load was applied when the cable contracted. This ring was placed in an oven at a temperature of 70 ° C. and a humidity of 50% under an atmospheric atmosphere. In this state, the cable blank was annealed for 10 hours. After annealing, it was taken out from the heating furnace as a multi-core plastic optical fiber cable 150. When the shrinkage rates were calculated by measuring the lengths of the outermost layer 161, the SI-type core wire 154, and the GI-type core wire 159, the shrinkage rates were 0.35%, 0.13%, and 0.21%, respectively. It was. When the heat cycle test was performed, the shrinkage rate was calculated by measuring the lengths of the outermost layer 161, the SI-type core wire 154, and the GI-type core wire 159. 21% and 0.29%. The difference in shrinkage rate between the outermost layer 161 and the SI type core wire 154 was 0.07%, and the difference in shrinkage rate between the outermost layer 161 and the GI type core wire 154 was 0.01%.

実施例5では、SI型心線とGI型心線は、加熱溶融延伸により外径目標が750μmのPOFを得た。これにリニア低密度ポリエチレン(LLDPE)(黒色顔料としてカーボンが0.2重量%配合されているものを用いた)の被覆径が1.2mmとなるように保護層158を形成した。GI型とSI型の2芯が幅1mmで接合するの構造で低密度ポリエチレン(LDPE)を用いてさらに被覆した。なお、低密度ポリエチレンには、白色顔料として酸化チタニウムが1.3重量%配合されているものを用いた。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約30cmの輪に巻いた。この輪を温度70℃,湿度50%,大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で10時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル150として加熱炉から取り出した。最外層161とSI型心線154とGI型心線159との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.35%,0.22%,0.21%であった。更に前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層161とSI型心線1542本との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.18%,0.11%,0.19%であった。最外層161とSI型心線154とGI型心線159との収縮率の差は0.07%と0.01%であった。   In Example 5, for the SI type core wire and the GI type core wire, POF having an outer diameter target of 750 μm was obtained by heating melt drawing. A protective layer 158 was formed so that the coating diameter of linear low density polyethylene (LLDPE) (using black pigment containing 0.2 wt% carbon) was 1.2 mm. It was further coated with low density polyethylene (LDPE) in a structure in which two cores of GI type and SI type were joined with a width of 1 mm. For the low density polyethylene, a white pigment containing 1.3% by weight of titanium oxide was used. The cable was wound around a ring having a diameter of about 30 cm in such a manner that no extra load was applied when the cable contracted. This ring was placed in an oven at a temperature of 70 ° C. and a humidity of 50% under an atmospheric atmosphere. In this state, the cable blank was annealed for 10 hours. After annealing, it was taken out from the heating furnace as a multi-core plastic optical fiber cable 150. When the shrinkage rate was calculated by measuring the lengths of the outermost layer 161, the SI-type core wire 154, and the GI-type core wire 159, the shrinkage rates were 0.35%, 0.22%, and 0.21%, respectively. It was. Further, when the heat cycle test was conducted, the shrinkage rate was calculated by measuring the length of the outermost layer 161 and 1542 SI type core wires, and the shrinkage rates were 0.18%, 0.11%, 0, respectively. 19%. The difference in shrinkage between the outermost layer 161, the SI type core wire 154, and the GI type core wire 159 was 0.07% and 0.01%.

実施例6では、GI型心線は、加熱溶融延伸により外径目標が750μmのPOFを得た。これにリニア低密度ポリエチレン(LLDPE)(黒色顔料としてカーボンが0.2重量%配合されているものを用いた)の被覆径が1.2mmとなるように保護層158を形成した。このGI型心線2本の2芯が幅1mmで接合するの構造で低密度ポリエチレン(LDPE)を用いてさらに被覆した。なお、低密度ポリエチレンには、白色顔料として酸化チタニウムが1.3重量%配合されているものを用いた。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約30cmの輪に巻いた。この輪を温度70℃,湿度50%,大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で10時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル150として加熱炉から取り出した。最外層161とGI型心線159との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.32%,0.27%,0.26%であった。更に前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層とGI型心線2本との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.22%,0.15%,0.13%であった。最外層とGI型心線2本との収縮率の差は0.07%と0.09%であった。このケーブルについて、JIS C 6851に準拠して市販の2芯ケーブルと、引っ張り試験、曲げ剛性、曲げ試験などの各種比較したところ同等の性能であり、ケーブルの取り扱い性も同等であった。   In Example 6, the GI type core wire obtained POF having an outer diameter target of 750 μm by heat-melt stretching. A protective layer 158 was formed so that the coating diameter of linear low density polyethylene (LLDPE) (using black pigment containing 0.2 wt% carbon) was 1.2 mm. The two cores of the two GI type core wires were joined with a width of 1 mm, and further coated with low density polyethylene (LDPE). For the low density polyethylene, a white pigment containing 1.3% by weight of titanium oxide was used. The cable was wound around a ring having a diameter of about 30 cm in such a manner that no extra load was applied when the cable contracted. This ring was placed in an oven at a temperature of 70 ° C. and a humidity of 50% under an atmospheric atmosphere. In this state, the cable blank was annealed for 10 hours. After annealing, it was taken out from the heating furnace as a multi-core plastic optical fiber cable 150. When the lengths of the outermost layer 161 and the GI core wire 159 were measured to calculate the shrinkage rate, the shrinkage rates were 0.32%, 0.27%, and 0.26%, respectively. Further, when the heat cycle test was performed, the shrinkage rates were calculated by measuring the lengths of the outermost layer and the two GI core wires, and the shrinkage rates were 0.22%, 0.15%,. 13%. The difference in shrinkage between the outermost layer and the two GI type core wires was 0.07% and 0.09%. When this cable was compared with a commercially available two-core cable in accordance with JIS C 6851 such as a tensile test, a bending rigidity, a bending test and the like, the performance was equivalent, and the handleability of the cable was also equivalent.

比較実験では、実施例3で用いた多芯型プラスチック光ファイバケーブルを用いて実験を行った。なお、説明は、実験5−1で詳細に行い、実験5−2ないし実験5−5については、表4及び表5に実験結果をまとめて示す。   In the comparative experiment, the experiment was performed using the multi-core plastic optical fiber cable used in Example 3. The description will be made in detail in Experiment 5-1, and the results of Experiments 5-2 to 5-5 are summarized in Tables 4 and 5.

実験5−1では、実験3−1のSI型心線154及びGI型心線159を用いた。そして、被覆ライン100を用いて実験11と同じ条件でケーブル原反を作製した。そして、ヒートサイクル試験実施後に最外層とSI型心線とGI型心線との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ0.53%,0.15%,0.55%であった。また5回の実験(5−1〜5−5)の平均値は、0.64%,0.19%,0.53%であった。最外層161とSI型心線154との収縮率の差の平均値は0.45%であり、最外層161とGI型心線154との収縮率の差の平均値は0.11%であった。   In Experiment 5-1, the SI core 154 and the GI core 159 of Experiment 3-1 were used. And the cable original fabric was produced on the same conditions as the experiment 11 using the coating line 100. FIG. After the heat cycle test, the shrinkage rates were calculated by measuring the lengths of the outermost layer, the SI-type core wire, and the GI-type core wire, and the shrinkage rates were 0.53%, 0.15%,. 55%. The average values of the five experiments (5-1 to 5-5) were 0.64%, 0.19%, and 0.53%. The average shrinkage difference between the outermost layer 161 and the SI core wire 154 is 0.45%, and the average shrinkage difference between the outermost layer 161 and the GI core wire 154 is 0.11%. there were.

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本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、ポリマーから形成されているプラスチック光ファイバに限定されず、石英系光ファイバ、石英−ポリマー系光ファイバから光ファイバケーブルを製造する際にも適用可能である。   The method for manufacturing an optical fiber cable of the present invention is not limited to a plastic optical fiber formed from a polymer, and can also be applied when manufacturing an optical fiber cable from a silica-based optical fiber or a silica-polymer optical fiber. .

本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するための工程図である。It is process drawing for manufacturing the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプリフォームを製造する実施形態の概略図である。1 is a schematic view of an embodiment for producing a preform for producing a plastic optical fiber cable according to the present invention. FIG. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプリフォームを製造する他の実施形態の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of another embodiment for producing a preform for producing a plastic optical fiber cable according to the present invention. 図3の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプラスチック光ファイバ心線を製造する実施形態の概略図である。It is the schematic of embodiment which manufactures the plastic optical fiber core wire for manufacturing the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプラスチック光ファイバ心線を製造する他の実施形態の概略図である。It is the schematic of other embodiment which manufactures the plastic optical fiber core wire for manufacturing the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのケーブル原反を製造する実施形態の概略図である。It is the schematic of embodiment which manufactures the cable original fabric for manufacturing the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの断面図である。It is sectional drawing of the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの光伝送路の屈折率分布の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the shape of the refractive index distribution of the optical transmission line of the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの光伝送路の屈折率分布の他の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the other shape of the refractive index distribution of the optical transmission line of the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of the plastic optical fiber cable which concerns on this invention. 本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of the plastic optical fiber cable which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

14 プラスチック光ファイバ
16 プラスチック光ファイバ心線
20 アニール工程
21,140,144 プラスチック光ファイバケーブル
100 被覆ライン
150 多芯型プラスチック光ファイバケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Plastic optical fiber 16 Plastic optical fiber core wire 20 Annealing process 21,140,144 Plastic optical fiber cable 100 Coated line 150 Multi-core type plastic optical fiber cable

Claims (20)

コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーを被覆して光ファイバケーブルを製造する方法において、
前記ポリマーを被覆した後に、アニールすることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
In a method of manufacturing an optical fiber cable by coating a polymer on an optical fiber composed of a core and a cladding,
An optical fiber cable manufacturing method comprising annealing after coating the polymer.
前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかがガラス転移温度Tg(℃)を有するものから形成されている場合であって、
前記アニール温度が、前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかのガラス転移温度Tg(℃)未満であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバケーブルの製造方法。
In the case where at least one of the core and the clad is formed from one having a glass transition temperature Tg (° C.),
2. The method of manufacturing an optical fiber cable according to claim 1, wherein the annealing temperature is lower than a glass transition temperature Tg (° C.) of at least one of the core and the clad.
前記アニール温度が、50℃より高いことを特徴とする請求項2記載の光ファイバケーブルの製造方法。   The method for manufacturing an optical fiber cable according to claim 2, wherein the annealing temperature is higher than 50 ° C. 前記アニール時間が、8時間より長く100時間より短いことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。   The method for manufacturing an optical fiber cable according to any one of claims 1 to 3, wherein the annealing time is longer than 8 hours and shorter than 100 hours. コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆して第1被覆層が形成された光ファイバ心線を製造し、
前記光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して第2被覆層が形成された光ファイバケーブルの製造方法において、
前記第2被覆層形成後に前記第1被覆層と前記第2被覆層との熱収縮との差が0.1%未満となるようにアニールを行うことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
An optical fiber having a first coating layer formed by coating an optical fiber composed of a core and a clad is manufactured,
In the method of manufacturing an optical fiber cable in which one or more optical fiber cores are bundled and coated with a polymer to form a second coating layer,
A method of manufacturing a plastic optical fiber cable, wherein annealing is performed so that a difference in thermal shrinkage between the first coating layer and the second coating layer is less than 0.1% after the second coating layer is formed. .
前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。   6. The method of manufacturing an optical fiber cable according to claim 1, wherein the optical fiber is a plastic optical fiber. 前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。   7. The method of manufacturing an optical fiber cable according to claim 1, wherein the optical fiber is a gradient index optical fiber. 前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。   8. The method for manufacturing an optical fiber cable according to claim 1, wherein the core is made of deuterated polymethyl methacrylate. 前記被覆されているポリマーが、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項1ないし8いずれか1つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。   9. The method of manufacturing an optical fiber cable according to claim 1, wherein the coated polymer is polyvinyl chloride. 前記光ファイバの周囲に緩衝材を配し、
前記光ファイバと前記緩衝材との外周部を前記ポリマーで被覆することを特徴とする請求項1ないし9いずれか1つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
A buffer material is disposed around the optical fiber,
The method for manufacturing an optical fiber cable according to any one of claims 1 to 9, wherein an outer peripheral portion of the optical fiber and the buffer material is coated with the polymer.
前記緩衝材が、アラミド繊維であることを特徴とする請求項10記載の光ファイバケーブルの製造方法。   The method for manufacturing an optical fiber cable according to claim 10, wherein the buffer material is an aramid fiber. コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーが被覆された光ファイバケーブルにおいて、
前記被覆されたポリマーが、アニールされていることを特徴とする光ファイバケーブル。
In an optical fiber cable in which a polymer is coated on an optical fiber consisting of a core and a cladding,
An optical fiber cable, wherein the coated polymer is annealed.
コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆する第1被覆層を有する光ファイバ心線を1本以上束ねて、ポリマーで被覆して第2被覆層が形成されている光ファイバケーブルにおいて、
前記第2被覆層が、アニールされていることを特徴とする光ファイバケーブル。
In an optical fiber cable in which one or more optical fiber cores having a first coating layer covering an optical fiber composed of a core and a clad are bundled and coated with a polymer to form a second coating layer.
The optical fiber cable, wherein the second coating layer is annealed.
前記第1被覆層と前記第2被覆層との熱収縮率の差が0.1%未満であることを特徴とする請求項13記載の光ファイバケーブル。   The optical fiber cable according to claim 13, wherein a difference in thermal shrinkage between the first covering layer and the second covering layer is less than 0.1%. 前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項12ないし14いずれか1つ記載の光ファイバケーブル。   The optical fiber cable according to claim 12, wherein the optical fiber is a plastic optical fiber. 前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることを特徴とする請求項12ないし15いずれか1つ記載の光ファイバケーブル。   16. The optical fiber cable according to claim 12, wherein the optical fiber is a gradient index optical fiber. 前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることを特徴とする請求項12ないし16いずれか1つ記載の光ファイバケーブル。   The optical fiber cable according to any one of claims 12 to 16, wherein the core is made of deuterated polymethyl methacrylate. 前記第2被覆層が、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項13ないし17いずれか1つ記載の光ファイバケーブル。   The optical fiber cable according to any one of claims 13 to 17, wherein the second covering layer is polyvinyl chloride. 前記光ファイバ心線の周囲に緩衝材を配し、
前記光ファイバ心線と前記緩衝材との外周部を前記第2被覆層で被覆したことを特徴とする請求項13ないし18いずれか1つ記載の光ファイバケーブル。
A buffer material is disposed around the optical fiber core wire,
The optical fiber cable according to any one of claims 13 to 18, wherein an outer peripheral portion of the optical fiber core wire and the buffer material is covered with the second coating layer.
前記緩衝材が、アラミド繊維であることを特徴とする請求項19記載の光ファイバケーブル。
20. The optical fiber cable according to claim 19, wherein the buffer material is an aramid fiber.
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