JP2021162718A - Manufacturing method of plastic optical fiber and manufacturing apparatus of plastic optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチック光ファイバの製造方法およびプラスチック光ファイバの製造装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a plastic optical fiber and an apparatus for manufacturing a plastic optical fiber.
光伝送体として、コアおよびクラッドがともにプラスチックで構成されたプラスチック光ファイバ(Plastic Optical Fiber:以下、POFと称する場合がある)が注目されている。POFの製造プロセスにおいては、外径計測器および/または凹凸計測器を用いて、POFの凹凸(外径の変動)、異物等の検出が行われている。しかし、外径計測器および/または凹凸計測器を通過する際にPOFがねじれていると、正確な検出ができない場合がある。 As an optical transmitter, a plastic optical fiber (Plastic Optical Fiber: hereinafter may be referred to as POF) in which both the core and the cladding are made of plastic is attracting attention. In the POF manufacturing process, the outer diameter measuring instrument and / or the unevenness measuring instrument is used to detect the unevenness (variation of the outer diameter), foreign matter, and the like of the POF. However, if the POF is twisted when passing through the outer diameter measuring instrument and / or the unevenness measuring instrument, accurate detection may not be possible.
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、計測器通過時のプラスチック光ファイバのねじれが抑制されているプラスチック光ファイバの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and a main object thereof is to provide a method for manufacturing a plastic optical fiber in which twisting of the plastic optical fiber when passing through a measuring instrument is suppressed. ..
本発明の実施形態によるプラスチック光ファイバの製造方法は、プラスチック光ファイバを、外径および/または凹凸計測器、ならびに、該外径および/または凹凸計測器の上流および下流に配置された、V字溝をロール面上に有する回転ロールを含むねじれ防止機構を通過させ、該プラスチック光ファイバのねじれを解消すること、を含む。
1つの実施形態においては、上記ねじれ防止機構に含まれる回転ロールの抱き角の合計をx(°)、上記プラスチック光ファイバにかかる張力をy(g)としたとき、それぞれの絶対値は以下の式(1)および(2)を満足する:
40≦x≦400 ・・・(1)
−0.15x+60≦y≦−0.15x+95 ・・・(2)。
1つの実施形態においては、上記プラスチック光ファイバの直径は300μm以上である。
本発明の別の局面によれば、プラスチック光ファイバの製造装置が提供される。該製造装置は、所定の張力をかけながらプラスチック光ファイバを搬送する搬送機構と;プラスチック光ファイバの外径および/または凹凸を計測する外径および/または凹凸計測器と;該外径および/または凹凸計測器の上流および下流に配置された、V字溝をロール面上に有する回転ロールを含むねじれ防止機構と;を備え、該ねじれ防止機構に含まれる回転ロールの抱き角の合計をx(°)、該プラスチック光ファイバにかかる張力をy(g)としたとき、それぞれの絶対値が以下の式(1)および(2)を満足するよう構成されている:
40≦x≦400 ・・・(1)
−0.15x+60≦y≦−0.15x+95 ・・・(2)。
In the method for manufacturing a plastic optical fiber according to the embodiment of the present invention, the plastic optical fiber is arranged in an outer diameter and / or unevenness measuring instrument, and upstream and downstream of the outer diameter and / or unevenness measuring instrument, in a V shape. It includes passing through an anti-twist mechanism including a rotating roll having a groove on the roll surface to untwist the plastic optical fiber.
In one embodiment, when the total holding angle of the rotating rolls included in the twist prevention mechanism is x (°) and the tension applied to the plastic optical fiber is y (g), the absolute values of each are as follows. Satisfy equations (1) and (2):
40 ≦ x ≦ 400 ・ ・ ・ (1)
−0.15x + 60 ≦ y ≦ −0.15x + 95 ... (2).
In one embodiment, the diameter of the plastic optical fiber is 300 μm or more.
According to another aspect of the present invention, a plastic optical fiber manufacturing apparatus is provided. The manufacturing apparatus includes a transport mechanism for transporting a plastic optical fiber while applying a predetermined tension; an outer diameter and / or an unevenness measuring instrument for measuring the outer diameter and / or unevenness of the plastic optical fiber; the outer diameter and / or An anti-twist mechanism including a rotary roll having a V-shaped groove on the roll surface, which is arranged upstream and downstream of the unevenness measuring instrument; °), When the tension applied to the plastic optical fiber is y (g), the absolute values thereof are configured to satisfy the following equations (1) and (2):
40 ≦ x ≦ 400 ・ ・ ・ (1)
−0.15x + 60 ≦ y ≦ −0.15x + 95 ... (2).
本発明の実施形態によれば、プラスチック光ファイバの製造方法において、プラスチック光ファイバを、外径および/または凹凸計測器の上流および下流に配置された、V字溝をロール面上に有する回転ロールを含むねじれ防止機構を通過させることにより、計測器通過時のプラスチック光ファイバのねじれを抑制することができる。その結果、プラスチック光ファイバの凹凸(外径の変動)、異物等を正確に検出することができる。 According to an embodiment of the present invention, in a method for manufacturing a plastic optical fiber, a rotating roll having a V-shaped groove on a roll surface in which the plastic optical fiber is arranged upstream and downstream of an outer diameter and / or unevenness measuring instrument. By passing through the twist prevention mechanism including the above, it is possible to suppress the twist of the plastic optical fiber when passing through the measuring instrument. As a result, unevenness (variation in outer diameter) of the plastic optical fiber, foreign matter, and the like can be accurately detected.
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.
A.プラスチック光ファイバの製造方法の概略
本発明の実施形態によるプラスチック光ファイバの製造方法は、プラスチック光ファイバ(POF)を、外径および/または凹凸計測器、ならびに、該外径および/または凹凸計測器の上流および下流に配置された、V字溝をロール面上に有する回転ロールを含むねじれ防止機構を通過させ、POFのねじれを解消すること(以下、ねじれ解消処理と称する場合がある)、を含む。図1は、本発明の1つの実施形態によるPOFの製造方法および製造装置を説明する概略構成図である。図1を参照してより具体的に説明すると、上記製造方法は、プリフォーム作製装置1によりプリフォームを作製すること;当該プリフォームを延伸してPOF2を作製すること;POF2を、外径および/または凹凸計測器4、ならびに、外径および/または凹凸計測器4の上流および下流に配置されたねじれ防止機構31および32を通過させ、POFのねじれを解消すること;POF2を巻き取りロール7で巻き取ること;を含む。POF2は、引き取りロール5により搬送される。さらに、POF2は、張力付与機構(例えば、ダンサー機構のような荷重付与機構)6により、所定の張力がかかった状態で搬送され得る。なお、図示例では、POF2の搬送経路が方向を変える形態を示しているが、搬送経路は直線であってもよく、複数箇所で方向を変えてもよい。以下、製造方法における各工程を対応する装置の構成と併せて説明する。
A. Outline of Manufacturing Method of Plastic Optical Fiber In the manufacturing method of plastic optical fiber according to the embodiment of the present invention, a plastic optical fiber (POF) is used as an outer diameter and / or unevenness measuring instrument, and the outer diameter and / or unevenness measuring instrument. To eliminate the twist of the POF by passing it through an anti-twist mechanism including a rotating roll having a V-shaped groove on the roll surface, which is arranged upstream and downstream of the POF (hereinafter, may be referred to as an untwist process). include. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a method for manufacturing a POF and a manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention. More specifically, with reference to FIG. 1, the above-mentioned manufacturing method is to prepare a preform by the
B.プリフォームの形成
本発明の実施形態による製造方法に用いられ得るPOFは、例えば、あらかじめプリフォームを作製し、当該プリフォームを延伸することにより作製され得る。本明細書において「プリフォーム」は、代表的にはコア部とクラッド部とオーバークラッド部とを有する、未延伸のPOFである。プリフォームは、プリフォーム作製装置1により作製され得る。プリフォームは、任意の適切な方法により作製され得る。すなわち、プリフォーム作製装置1は、プリフォームの作製方法に応じた任意の適切な構成であり得る。プリフォームの作製方法の代表例としては、溶融押出法、溶融紡糸法、溶融押出ドーパント拡散法、ロッドインチューブ法が挙げられる。これらの方法においては、業界で周知の手順が採用され得る。例えば、溶融押出法によれば、コア部を構成する材料、クラッド部を構成する材料およびオーバークラッド部を構成する材料をそれぞれ、同心円状の3層金型に供給し、所定の温度で溶融押出することにより、プリフォームが作製され得る。また例えば、別の溶融押出法によれば、コア部を構成する材料およびクラッド部を構成する材料をそれぞれ、同心円状の2層金型に供給し、所定の温度で溶融押出を行い、さらに、別の2層金型を用いて、コア部およびクラッド部の溶融物の流路の外側に別途溶融押出したオーバークラッド部を構成する材料を合流させることにより、プリフォームが作製され得る。溶融紡糸法は、金型の代わりに紡糸ノズル(代表的には、3層ノズル)を用いればよい。
B. Formation of Preform The POF that can be used in the production method according to the embodiment of the present invention can be produced, for example, by preparing a preform in advance and stretching the preform. As used herein, a "preform" is an unstretched POF that typically has a core portion, a clad portion, and an overclad portion. The preform can be produced by the
C.プリフォームの延伸
次いで、プリフォームを延伸する。プリフォームの延伸温度は、コア部、クラッド部およびオーバークラッド部の構成材料に応じて適切に設定され得る。延伸温度は、例えば150℃〜310℃、好ましくは200℃〜260℃である。延伸倍率は、1つの実施形態においては10倍〜600倍であり、別の実施形態においては100倍〜600倍であり、さらに別の実施形態においては10倍〜300倍であり、さらに別の実施形態においては100倍〜300倍である。延伸速度は、好ましくは1m/分〜120m/分であり、より好ましくは10m/分〜120m/分であり、さらに好ましくは10m/分〜90m/分である。
C. Stretching the preform Then the preform is stretched. The stretching temperature of the preform can be appropriately set depending on the constituent materials of the core portion, the clad portion and the overclad portion. The stretching temperature is, for example, 150 ° C. to 310 ° C., preferably 200 ° C. to 260 ° C. The draw ratio is 10 to 600 times in one embodiment, 100 to 600 times in another embodiment, 10 to 300 times in yet another embodiment, and yet another. In the embodiment, it is 100 to 300 times. The stretching speed is preferably 1 m / min to 120 m / min, more preferably 10 m / min to 120 m / min, and even more preferably 10 m / min to 90 m / min.
以上のようにして、POF2が作製され得る。なお、本発明の実施形態においては、POF(すなわち、延伸完了後)を後述のねじれ解消処理に供してもよく;プリフォームを延伸しながらねじれ解消処理に供し、最終の巻き取り時に所定の延伸が完了するようにしてもよい。したがって、本明細書において「POFを、ねじれ防止機構を通過させる」とは、上記2つの様式を両方包含する。図示例は、便宜上、プリフォーム作製装置1から出てきたファイバをPOF2として描いている。
As described above, POF2 can be produced. In the embodiment of the present invention, the POF (that is, after the stretching is completed) may be subjected to the untwisting treatment described later; the preform is subjected to the untwisting treatment while being stretched, and a predetermined stretching is performed at the time of final winding. May be completed. Therefore, in the present specification, "passing the POF through the anti-twist mechanism" includes both of the above two modes. In the illustrated example, for convenience, the fiber coming out of the
D. 外径および/または凹凸計測
POF2は、外径および/または凹凸計測器4を通過して、その凹凸(外径の変動)、異物等が検出され得る。POFの凹凸(外径の変動)、異物等は光の伝送特性に悪影響を与えるので、凹凸はできるだけ小さいことが好ましく、異物はできるだけ小さく、かつ、その数はできるだけ少ないことが好ましい。外径および/または凹凸計測器4にPOF2を通すことにより、このような凹凸(外径の変動)、異物等を検出することができる。さらに、本発明の実施形態においては、後述するねじれ解消処理により、外径および/または凹凸計測器4を通過する際のPOFのねじれが抑制されているので、POFの製造プロセスにおいて凹凸(外径の変動)、異物等を正確に検出することができる。1つの実施形態においては、外径および/または凹凸計測器4は、凹凸センサーである。外径の変動から凹凸を検出するよりも凹凸を直接検出するほうが、凹凸および異物を正確に検出することができる。凹凸センサーは、例えば、POFの搬送方向に対して直交する面内に配置される(代表的には、搬送方向を中心とする円周上に等間隔に配置される)3つの凹凸検出部を1セット(1つの凹凸センサー)として、搬送方向に沿って複数セット(例えば、2セット、3セット)配置され得る。このような構成であれば、凹凸および異物の検出漏れを少なくすることができる。より詳細には以下のとおりである。上記のとおり、3つの凹凸検出部を1セットとして1つの凹凸センサーが構成されており、当該3つの凹凸検出部はそれぞれ、例えばPOFの搬送方向に沿って配置される2つの外径測定センサーから構成されている。すなわち、1つの凹凸センサーには6つの外径測定センサーが存在する。それらの測定値を(D11、D12)、(D21、D22)、(D31、D32)とすると、それぞれの外径測定センサーの測定値の差の絶対値|D11−D12|、|D21−D22|または|D31−D32|のいずれかが所定のしきい値を超えた場合にアラームを発するよう構成されている。また、上記のとおり、凹凸センサーはPOF周方向における検出の死角を無くすべく、搬送方向に沿って複数配置され得る。1つの凹凸センサー内に3つの凹凸検出部(すなわち、3つの投光部と3つの受光部)がある場合、それらはPOFの搬送方向を中心とする円周上に60度間隔で配置されていることから、例えば2台の凹凸センサーを搬送方向に沿って配置する場合、それぞれの凹凸センサーは当該円周上に30度ずらした位置で配置される。同様に、例えば3台の凹凸センサーを搬送方向に沿って配置する場合、それぞれの凹凸センサーは当該円周上に20度ずつずらした位置で配置される。例えば、POFの設計直径が470μmである場合、当該閾値は例えば20μmであり得る。
D. Outer diameter and / or unevenness measurement The POF2 can pass through the outer diameter and / or
外径および/または凹凸計測器4は、POFの製造プロセスにおける任意の適切な位置に配置され得る。外径および/または凹凸計測器4は、図示例のように引き取りロール5の上流に配置されてもよく、引き取りロール5の下流に配置されてもよい。
The outer diameter and / or
E.ねじれ解消処理
本発明の実施形態においては、POF2は、外径および/または凹凸計測器4の上流および下流に配置されたねじれ防止機構31および32によりねじれ解消処理される。図2(a)〜図2(c)はそれぞれ、ねじれ防止機構に含まれる回転ロールの具体的な形状を示す概略側面図である。ねじれ防止機構31および32は、それぞれ回転ロール40を含む。回転ロール40は、代表的には、ロール面上にV字溝42を有するロール本体と回転軸41とを有する。図2(a)〜図2(c)に示すように、V字溝は、断面が略V字状であればよい。すなわち、V字溝は、図2(a)に示すようなV字状であってもよく、図2(b)に示すようにV字の頂点が面取りされたR状を含む形状であってもよく、図2(c)に示すようにV字の頂点が平坦である略台形状であってもよく、断面がU字に近似する形状(図示せず)であってもよい。V字溝の深さDは、所望の抱き角の合計、回転ロールの数、回転ロールの直径R、V字溝の幅W、POFにかかる張力等に応じて適切に設定され得る。V字溝の幅Wもまた、所望の抱き角の合計、回転ロールの数、回転ロールの直径R、V字溝の深さD、POFにかかる張力等に応じて適切に設定され得る。回転ロールの直径Rもまた、所望の抱き角の合計、回転ロールの数、V字溝の深さDおよび幅W、POFにかかる張力等に応じて適切に設定され得る。V字溝の深さDは例えば2mm〜10mmであり、V字溝の幅Wは例えば5mm〜15mmである、回転ロールの直径Rは例えば20mm〜80mmである。ねじれ防止機構に含まれる回転ロールの数は、所望の抱き角の合計に応じて適切に設定され得る。図示例では3個の回転ロールが示されているが、回転ロールの数は、2個であってもよく、4個以上(例えば4個〜10個、好ましくは4個〜6個)であってもよい。
E. Untwisting process In the embodiment of the present invention, the POF2 is untwisted by the
POF2を、外径および/または凹凸計測器4の上流および下流に配置された上記のようなねじれ防止機構31および32を通過させてねじれ解消処理に供することにより、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOF2のねじれを抑制することができる。その結果、POFの凹凸(外径の変動)、異物等を正確に検出することができる。具体的には以下のとおりである:V字溝を有する回転ロールを通過するPOFに適正な荷重(張力)を付与すると、POFが回転ロールのV字溝に押し付けられる。その結果、POFと回転ロールの間の動摩擦力(転がり抵抗)が増大し、POFのねじれを抑制することができる。この作用は、POFと回転ロールとの接触角度(面積)、またPOFに付与する荷重(張力)が大きいほど顕著である。
By passing the POF2 through the
ねじれ防止機構31および32の配置位置は、それぞれが外径および/または凹凸計測器4の上流および下流に配置される限り特に限定されない。例えば、外径および/または凹凸計測器4の下流に配置されるねじれ防止機構32は、図示例のように引き取りロール5と張力付与機構6との間に配置されてもよく、外径および/または凹凸計測器4と引き取りロール5との間に配置されてもよい。外径および/または凹凸計測器4が引き取りロール5の下流に配置される場合(図示せず)には、ねじれ防止機構31は、引き取りロール5の上流に配置されてもよく、引き取りロール5と外径および/または凹凸計測器4との間に配置されてもよい。1つの実施形態においては、引き取りロール5と張力付与機構6との間に、ねじれ防止機構31、外径および/または凹凸計測器4、およびねじれ防止機構32が順に配置され得る。このような構成であれば、POFに付与する張力を精密かつ意図的に調整することができる。
The arrangement positions of the
1つの実施形態においては、ねじれ防止機構31および32は、搬送経路を含む同一面内(直線の搬送経路上)に配置され得る。このような構成であれば、搬送経路が方向を変える前後に配置する構成に比べて、ねじれが発生する可能性が顕著に小さくなる。別の実施形態においては、ねじれ防止機構31および32は、図示例のように搬送経路が方向を変える前後に配置され得る。このような構成であれば、POFの製造装置が設けられる施設上の制約があったとしても、ねじり解消処理による効果を実現することができる。
In one embodiment, the
ねじれ防止機構31および32は、好ましくは1000mm以内の間隔で、より好ましくは500mm以内の間隔で配置され得る。このような構成であれば、外径および/または凹凸計測器4を通過する際のPOFのねじれがさらに良好に抑制され得る。
The
1つの実施形態においては、ねじれ防止機構31、32のそれぞれに含まれる回転ロール40の抱き角の合計をx(°)、POF2にかかる張力をy(g)としたとき、それぞれの絶対値は以下の式(1)および(2)を満足する:
40≦x≦400 ・・・(1)
−0.15x+60≦y≦−0.15x+95 ・・・(2)。
このような構成であれば、目的に応じたPOF搬送時の張力で、かつ、POFの製造装置が設けられる施設上の制約を考慮した上で、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを良好に抑制することができる。より詳細には以下のとおりである。単にねじれを抑制するのであれば、ねじれ防止機構における回転ロールの抱き角の合計を大きくすればある程度の効果は得られ得る。しかし、当該抱き角の合計を大きくするとPOFの製造装置の機構がきわめて複雑化し、コストが顕著に増大する。さらに、POFの搬送経路も複雑化するので、作業者の負担も顕著に増大する。一方、抱き角の合計が小さすぎると、実用的な張力でPOFを搬送した場合にねじれの抑制が不十分となる場合がある。抱き角の合計は、好ましくは50°〜400°であり、より好ましくは100°〜400°であり、さらに好ましくは150°〜350°であり、特に好ましくは200°〜300°である。抱き角の合計がこのような範囲であれば、設備負担を少なくしつつ、実用的に適切な搬送張力で、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを良好に抑制することができる。実用的な張力は、例えば30g〜80gであり得る。張力が小さすぎると、搬送が不安定となる場合があり、また、巻き取り時に巻き弛みが発生する場合がある。張力が大きすぎると、巻き取り時に巻き締まりが発生する場合がある。単にねじれを抑制するのであれば、張力を大きくすればある程度の効果は得られ得るところ、本実施形態によれば、このような問題点を回避しつつ、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを良好に抑制することができる。なお、抱き角とは、回転ロールを軸方向に垂直な断面から見たときの、回転ロールの中心点とPOFと回転ロールとの接触開始点とを結んだ直線と、回転ロールの中心点とPOFと回転ロールとの接触終了点とを結んだ直線とのなす角である。
In one embodiment, when the total holding angle of the
40 ≦ x ≦ 400 ・ ・ ・ (1)
−0.15x + 60 ≦ y ≦ −0.15x + 95 ... (2).
With such a configuration, when passing through the outer diameter and / or unevenness measuring instrument, taking into consideration the tension during POF transport according to the purpose and the restrictions on the facility where the POF manufacturing device is provided. The twist of the POF can be satisfactorily suppressed. More details are as follows. If twisting is simply suppressed, a certain effect can be obtained by increasing the total holding angle of the rotating rolls in the twist prevention mechanism. However, if the total holding angle is increased, the mechanism of the POF manufacturing apparatus becomes extremely complicated, and the cost increases remarkably. Further, since the POF transport route is also complicated, the burden on the operator is significantly increased. On the other hand, if the total holding angle is too small, the suppression of twisting may be insufficient when the POF is conveyed with a practical tension. The total hugging angle is preferably 50 ° to 400 °, more preferably 100 ° to 400 °, even more preferably 150 ° to 350 °, and particularly preferably 200 ° to 300 °. When the total holding angle is within such a range, the twist of the POF when passing through the outer diameter and / or unevenness measuring instrument is satisfactorily suppressed with a practically appropriate transport tension while reducing the equipment load. be able to. Practical tension can be, for example, 30g-80g. If the tension is too small, the transfer may become unstable, and winding slack may occur during winding. If the tension is too high, winding tightening may occur during winding. If the twist is simply suppressed, a certain effect can be obtained by increasing the tension. However, according to the present embodiment, the outer diameter and / or the unevenness measuring instrument is passed while avoiding such a problem. The twisting of the POF can be satisfactorily suppressed. The hugging angle is a straight line connecting the center point of the rotary roll and the contact start point between the POF and the rotary roll when the rotary roll is viewed from a cross section perpendicular to the axial direction, and the center point of the rotary roll. It is an angle formed by a straight line connecting the POF and the contact end point of the rotary roll.
ねじれ防止機構における搬送経路の構成は、回転ロールの抱き角の合計が上記の好適な範囲内となり得る任意の適切な構成が採用され得る。図3は、ねじれ防止機構における搬送経路の代表的な変形例を説明する概略図である。図3に示すいずれの構成であっても、回転ロールの抱き角の合計が上記の好適な範囲内であれば、実用的に適切な搬送張力で、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを良好に抑制することができる。言うまでもなく、図示例以外の構成であっても、回転ロールの抱き角の合計が上記の好適な範囲内であれば、実用的に適切な搬送張力で、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを良好に抑制することができる。図示例における好ましい構成は、(3)、(5)または(9)である。このような構成であれば、POFを直線的に搬送できる(POFの進行方向が変わらない)という利点がある。図示例における別の好ましい構成は、(4)、(7)または(8)である。このような構成であれば、POFの製造装置が設けられる施設上の制約があったとしても、ねじり解消処理を適切に行うことができる。 As the configuration of the transport path in the twist prevention mechanism, any suitable configuration may be adopted in which the total holding angle of the rotating rolls can be within the above-mentioned suitable range. FIG. 3 is a schematic view illustrating a typical modification of the transport path in the twist prevention mechanism. In any of the configurations shown in FIG. 3, if the total holding angle of the rotating rolls is within the above-mentioned suitable range, the rotating roll passes through the outer diameter and / or the unevenness measuring instrument with a practically appropriate transport tension. The twisting of the POF can be satisfactorily suppressed. Needless to say, even if the configuration is other than the illustrated example, if the total holding angle of the rotating rolls is within the above-mentioned suitable range, the rotating roll passes through the outer diameter and / or the unevenness measuring instrument with a practically appropriate transport tension. The twisting of the POF can be satisfactorily suppressed. The preferred configuration in the illustrated example is (3), (5) or (9). With such a configuration, there is an advantage that the POF can be conveyed linearly (the traveling direction of the POF does not change). Another preferred configuration in the illustrated example is (4), (7) or (8). With such a configuration, even if there are restrictions on the facility where the POF manufacturing apparatus is provided, the untwisting process can be appropriately performed.
ねじれ防止機構31および32は、それぞれが同一の構成(代表的には、回転ロールの数、抱き角の合計、搬送経路)であってもよく、互いに異なる構成であってもよい。
The
POF2の直径は、好ましくは300μm以上であり、より好ましくは400μm〜1000μmである。このような直径を有するPOFにおいて、本発明の実施形態による効果が顕著である。例えば、直径が250μmのPOFにおいては、ねじれ防止機構における回転ロールの抱き角の合計にかかわらず、実用的に適切な搬送張力で、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを抑制することができる。 The diameter of POF2 is preferably 300 μm or more, more preferably 400 μm to 1000 μm. In POF having such a diameter, the effect of the embodiment of the present invention is remarkable. For example, in a POF with a diameter of 250 μm, the twist of the POF as it passes through the outer diameter and / or unevenness measuring instrument with a practically appropriate transport tension, regardless of the total holding angle of the rotating rolls in the anti-twist mechanism. Can be suppressed.
本明細書においては、ねじれ解消処理について、プリフォームの作製から連続する工程における処理として説明したが、ねじれ解消処理がPOFの製造プロセスにおける任意の局面で適用できることは当業者に自明である。例えば、ねじれ解消処理は、POF出荷前および/または出荷後の検査時、ならびに/あるいは、POFの巻き替え時に適用され得る。 In the present specification, the untwisting process has been described as a process in a continuous process from the production of the preform, but it is obvious to those skilled in the art that the untwisting process can be applied to any aspect of the POF manufacturing process. For example, the untwisting process may be applied during pre-shipment and / or post-shipment inspection of the POF and / or at the time of rewinding the POF.
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
<製造例1>
精製したトリクロロエチルメタクリレート(TCEMA)とドーパントとしてのジフェニルスルフィド(DPS)とを重量比でTCEMA:DPS=100:4の割合で混合した。さらに、全重量中の濃度がそれぞれ0.03重量%および0.2重量%となるように、重合開始剤としてジt−ブチルパーオキサイドおよび連鎖移動剤としてn−ラウリルメルカプタンを添加した。その後、細孔径0.2μmのメンブレンフィルタにより濾過を行った。この混合液を、超音波を与えながら減圧脱気した後、重合容器に入れ、重合容器の温度を120℃に維持しながら、40時間かけてモノマーを重合し、コア部ロッドを得た。
一方、精製したTCEMAおよびMMAを重量比でTCEMA:MMA=20:80の割合で混合した。さらに、全重量中の濃度がそれぞれ0.5重量%および0.3重量%となるように、重合開始剤として過酸化ベンゾイルおよび連鎖移動剤としてn−ブチルメルカプタンを添加した。その後、細孔径0.2μmのメンブレンフィルタにより濾過を行った。この混合液を、超音波を与えながら減圧脱気した後、重合容器に入れ、重合容器の温度を120℃に維持しながら、40時間かけてモノマーを重合し、クラッド部ロッドを得た。
得られたコア部ロッドとクラッド部ロッドとを、別々の押出成形機とそれらに連結された2層金型とを用いて、コア部とクラッド部との積層複層状を形成し、さらに加熱流路に一定時間通すことで、コア部に含有されるドーパントをクラッド部へ拡散させた。さらに、もう一台の押出成形機によりオーバークラッド材であるXYLEX X7300CL[製品名、SABIC Innovative Plastics社製、ポリエステル変性ポリカーボネート](以下、単にPCと称する場合がある)を溶融し、2層金型を用いて、上記のコア部およびクラッド部溶融物の流路と合流させることにより最外周にオーバークラッド部を形成した。金型から吐出された溶融樹脂を引き取り、未延伸のGI型POF(プリフォーム)を得た。
<Manufacturing example 1>
The purified trichloroethyl methacrylate (TCEMA) and diphenyl sulfide (DPS) as a dopant were mixed in a weight ratio of TCEMA: DPS = 100: 4. Further, dit-butyl peroxide was added as a polymerization initiator and n-lauryl mercaptan was added as a chain transfer agent so that the concentrations in the total weight were 0.03% by weight and 0.2% by weight, respectively. Then, filtration was performed with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. This mixed solution was degassed under reduced pressure while applying ultrasonic waves, and then placed in a polymerization vessel, and the monomer was polymerized over 40 hours while maintaining the temperature of the polymerization vessel at 120 ° C. to obtain a core rod.
On the other hand, purified TCEMA and MMA were mixed in a weight ratio of TCEMA: MMA = 20:80. Further, benzoyl peroxide as a polymerization initiator and n-butyl mercaptan as a chain transfer agent were added so that the concentrations in the total weight were 0.5% by weight and 0.3% by weight, respectively. Then, filtration was performed with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. This mixed solution was degassed under reduced pressure while applying ultrasonic waves, and then placed in a polymerization vessel, and the monomer was polymerized over 40 hours while maintaining the temperature of the polymerization vessel at 120 ° C. to obtain a clad portion rod.
The obtained core portion rod and clad portion rod are formed into a laminated multi-layer shape of the core portion and the clad portion by using a separate extrusion molding machine and a two-layer mold connected to them, and further heated flow. By passing it through the path for a certain period of time, the dopant contained in the core portion was diffused into the clad portion. Further, an overclad material XYLEX X7300CL [product name, manufactured by SABIC Innovative Plastics, polyester-modified polycarbonate] (hereinafter, may be simply referred to as PC) is melted by another extrusion molding machine, and a two-layer mold is used. An overclad portion was formed on the outermost periphery by merging with the flow path of the core portion and the clad portion melt described above. The molten resin discharged from the mold was taken up to obtain an unstretched GI type POF (preform).
<実施例1>
図1に示す装置を用いて、製造例1で得られたプリフォームを延伸しながらねじれ解消処理を行い、最終的に直径490μmのPOFを得た。ねじれ解消機構における回転ロールは、図2(a)に示すような断面がV字状の溝を有するものを用いた。上流および下流のねじれ解消機構をそれぞれ図3の(1)〜(11)の構成としたとき、ねじれが解消される張力を調べた。結果を表1に示す。
なお、張力は以下のようにして測定した。図4に示すように、POFにねじれの目印となるテープを貼り、一方のPOF(図示例では左側)に錘を取り付けて、他方のPOF(図示例では右側)をPOFの長尺方向から見てテープが360°回転するようにねじり、その時に左側のPOF(の目印のテープ)が回転するか否かを観察した。取り付ける錘の重量を変化させて、左側のPOF(の目印のテープ)が回転しない最小の重量を「ねじれが解消される張力」とした。なお、錘を取り付けるPOFは、下方向に向いているPOFであり、例えば図3の(3)のような構成においては、90°回転させて一方のPOFが下方向に向くようにして測定した。
<Example 1>
Using the apparatus shown in FIG. 1, the preform obtained in Production Example 1 was stretched and untwisted to finally obtain a POF having a diameter of 490 μm. As the rotary roll in the untwisting mechanism, one having a groove having a V-shaped cross section as shown in FIG. 2A was used. When the upstream and downstream twist relieving mechanisms were configured as shown in FIGS. 3 (1) to (11), the tension at which the twist was relieved was investigated. The results are shown in Table 1.
The tension was measured as follows. As shown in FIG. 4, a tape that serves as a twist mark is attached to the POF, a weight is attached to one POF (left side in the illustrated example), and the other POF (right side in the illustrated example) is viewed from the long direction of the POF. The tape was twisted so as to rotate 360 °, and it was observed whether or not the POF (mark tape) on the left side rotated at that time. By changing the weight of the weight to be attached, the minimum weight at which the left POF (mark tape) does not rotate is defined as the "tension that eliminates twisting". The POF to which the weight is attached is a POF that faces downward. For example, in the configuration shown in (3) of FIG. 3, the POF is rotated by 90 ° and measured so that one POF faces downward. ..
<参考例1>
製造例1で得られたプリフォームから最終的な直径が250μmのPOFを作製したこと以外は実施例1と同様にして、ねじれが解消される張力を調べた。結果を表1に示す。
<Reference example 1>
The tension at which the twist was eliminated was examined in the same manner as in Example 1 except that a POF having a final diameter of 250 μm was prepared from the preform obtained in Production Example 1. The results are shown in Table 1.
表1から明らかなとおり、本発明の実施例によれば、実用的に適切な搬送張力で、外径および/または凹凸計測器を通過する際のPOFのねじれを良好に抑制することができる。さらに、参考例1から明らかなように、このような効果は、所定値以上の直径を有するPOFに特有の効果であることがわかる。 As is clear from Table 1, according to the embodiment of the present invention, the twisting of the POF when passing through the outer diameter and / or unevenness measuring instrument can be satisfactorily suppressed with a practically appropriate transport tension. Further, as is clear from Reference Example 1, it can be seen that such an effect is an effect peculiar to a POF having a diameter of a predetermined value or more.
本発明の製造方法により得られるプラスチック光ファイバは、高速通信を意図する光ファイバケーブルの構成要素として有用である。さらに、形状を変化させることにより、光導波路等の光導性素子類、スチールカメラ用、ビデオカメラ用、望遠鏡用、眼鏡用、プラスチックコンタクトレンズ用、太陽光集光用等のレンズ類、凹面鏡、ポリゴン等の鏡類、ペンタプリズム類等のプリズム類等の光学部材として応用することが可能である。 The plastic optical fiber obtained by the manufacturing method of the present invention is useful as a component of an optical fiber cable intended for high-speed communication. Furthermore, by changing the shape, optical elements such as optical waveguides, lenses for steel cameras, video cameras, telescopes, eyeglasses, plastic contact lenses, sunlight condensing, etc., concave mirrors, polygons, etc. It can be applied as an optical member of mirrors such as, and prisms such as pentaprisms.
1 プリフォーム作製装置
2 プラスチック光ファイバ(POF)
4 外径および/または凹凸計測器
5 引き取りロール
6 張力付与機構
7 巻き取りロール
31 ねじれ防止機構
32 ねじれ防止機構
1
4 Outer diameter and / or
Claims (4)
プラスチック光ファイバの製造方法。 An anti-twist mechanism comprising a plastic optical fiber with an outer diameter and / or unevenness measuring instrument and a rotating roll having a V-shaped groove on the roll surface, which is arranged upstream and downstream of the outer diameter and / or unevenness measuring instrument. To untwist the plastic optical fiber, including
Manufacturing method of plastic optical fiber.
40≦x≦400 ・・・(1)
−0.15x+60≦y≦−0.15x+95 ・・・(2)。 When the total holding angle of the rotating rolls included in the twist prevention mechanism is x (°) and the tension applied to the plastic optical fiber is y (g), their absolute values are the following equations (1) and (2). ) Satisfying the method for manufacturing a plastic optical fiber according to claim 1.
40 ≦ x ≦ 400 ・ ・ ・ (1)
−0.15x + 60 ≦ y ≦ −0.15x + 95 ... (2).
プラスチック光ファイバの外径および/または凹凸を計測する外径および/または凹凸計測器と;
該外径および/または凹凸計測器の上流および下流に配置された、V字溝をロール面上に有する回転ロールを含むねじれ防止機構と;
を備え、
該ねじれ防止機構に含まれる回転ロールの抱き角の合計をx(°)、該プラスチック光ファイバにかかる張力をy(g)としたとき、それぞれの絶対値が以下の式(1)および(2)を満足するよう構成されている、プラスチック光ファイバの製造装置:
40≦x≦400 ・・・(1)
−0.15x+60≦y≦−0.15x+95 ・・・(2)。
With a transport mechanism that transports plastic optical fibers while applying a predetermined tension;
With an outer diameter and / or unevenness measuring instrument that measures the outer diameter and / or unevenness of a plastic optical fiber;
With an anti-twist mechanism including a rotating roll having a V-shaped groove on the roll surface, arranged upstream and downstream of the outer diameter and / or unevenness measuring instrument;
With
When the total holding angle of the rotating rolls included in the twist prevention mechanism is x (°) and the tension applied to the plastic optical fiber is y (g), the absolute values of the respective absolute values are the following equations (1) and (2). ) Is configured to satisfy the plastic optical fiber manufacturing equipment:
40 ≦ x ≦ 400 ・ ・ ・ (1)
−0.15x + 60 ≦ y ≦ −0.15x + 95 ... (2).
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