JPH01253704A

JPH01253704A - 光伝送体製造用紡糸口金装置

Info

Publication number: JPH01253704A
Application number: JP63081957A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakajima; 敦中嶋; Michisuke Edamatsu; 枝松　通介; Hideaki Habara; 英明羽原
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1989-10-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は光伝送用プラスチックファイバーを製造する紡
糸口金装置に関し、特にファイバー断面内の半径方向に
屈折率分布を有するプラスチック光伝送体を製造する紡
糸口金装置に関するものである。

〈従来の技術〉断面内の半径方向に屈折率分布を有する屈折率分布型光
伝送体は、周波数帯域が広く、−本のファイバーでイメ
ージ伝送が可能であり、プラスチック光伝送体の高度利
用の点からも実用化の要求が強い。

プラスチックに屈折率分布を与えるには半径方向に樹脂
の組成を連続的に変化させる必要がある。　このための
方法として、 ■ロンド状のポリメタクリル酸メチルやポリスチレンを
希釈剤を用いて膨潤させる「希釈剤膨潤法」 ■ロンド状あるいはファイバー状のポリマーに適当なビ
ニルモノマーを含浸させて、紫外線やγ線を照射して重
合させ屈折率分布を付与する「グラフト共重合法」 ■高屈折率ポリマーを与えるジビニルモノマーを一部重
合して得られるゲルを、低屈折率ポリマーを与えるビニ
ルモノマー中に浸漬して共重合させる「乳白色光拡散性
支持体段階共重合法」 ■高屈折率ポリマーとなるビニルモノマーと低屈折率ポ
リマーとなるビニルモノマーの反応性比と千ツマー量比
を選択コントロールして、その混合物を光重合させ所定
の屈折率分布を得る「光共重合法」、さらにこれを熱延
伸してファイバーを得る「光共重合−熱延伸法」など、
種々の作成法が提案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、これらの従来の方法では所望の屈折率分
布の設定が難しく、製造工程も煩雑であり、また連続し
たファイバー化が困難であることなどから、いまだ研究
階段にあり、実用化されるには至っていない。

本発明の紡糸口金装置は、屈折率分布型光伝送体の従来
の製造方法とは全く異なる新規な方法による製造を可能
とするものであり、屈折率分布の設定が容易で、かつ製
造プロセスの簡便なプラスチック光伝送体の製造の有効
な手段を提供するものである。

く問題点を解決するための手段〉本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、そ
の要旨とするところは、高屈折率の樹脂流体および低屈
折率の樹脂流体を供給して光伝送体を製造する紡糸口金
装置であって、（ｉ）上記樹脂流体をそれぞれ多数の流
路に分配する分配ノズルと、（１１）続いて各流路ごとに所定の流量に調節する定量
ノズルと、（ｉｉｉ）次に対応する流路の前記高屈折率の樹脂流体
と低屈折率の樹脂流体とをそれぞれ集合して混合、撹拌
するミキシングノズルと、（ｉｖ）次いで最内層の屈折
率が最も大きく、周辺部の屈折率が徐々に減少するよう
に同軸状の多層のファイバーを吐出する多層ノズルとを
装着したことを特徴とする光伝送体製造用紡糸口金装置
にある。

以下、本発明を図面を参照してより詳細に説明する。

第１図および第３図は、それぞれ、本発明による紡糸口
金装置１の組立図の一例を示す断面図、第２図は紡糸口
金装置１内の樹脂流体の流れを示す系統図である。

第１図および第２図において、第１の定量ギヤポンプ１
１には、図示しないホッパー等から例えば押出機８１１
を経て、高屈折率の樹脂流体が供給される。　また、第
２の定量ギヤポンプ１２には、例えば押出機８２１を経
て、低屈折率の樹脂流体が供給される。

これら第１および第２のポンプ１１．１２の吐出側ボー
トは、それぞれ多数の流路に分岐され、かつ各流路の流
量は規制される。　この第１および第２の定量ギヤポン
プ１１．１２の吐出側ボート数ｎは、第１図および第２
図に示されるように、通常２〜６流路の多連型が有効で
あるが、層数によっては第３図に示されるように、単連
型にても可能である。

定量ギヤポンプ１１．１２で分岐、定量された前記高屈
折率の樹脂流体Ａと低屈折率の樹脂流体Ｂとは、それぞ
れ、多連または単連の流路２１．２５を経て紡糸ヘッド
３内に流入する。

紡糸へラド３は、分配ノズル４１．４２と、定量ノズル
５と、ミキシングノズル６と、多層ノズル７とが設置さ
れている。　そして、これら分配ノズル４１．４２、定
量ノズル５、ミキシングノズル６、多層ノズル７は、通
常それぞれブロック体から構成され、紡糸ヘッド３内に
て、この順序で上方から一体化積層されている。

第１図および第２図に示される例では、流路２１．２１
、・・・　に送入される高屈折率の樹脂流体Ａは、分配
ノズル４１により、また流路２５．２５・・・に送入さ
れた低屈折率の樹脂流体Ｂはその後段に設けられた分配
ノズル４２により、それぞれさらに例えば２〜２０の多
数（ｍ）の流路に分配され、次いで分配ノズル４１．４
２の後段に配置された定量ノズル５に至る。

分配ノズル４１．４５は、より詳細には、例えば第３図
に示されるように、透孔および凹部を有する例えば４枚
のブロックを一体化して構成することがてきる。

定量ノズル５において、それぞれｎｘｍの流路数の高屈
折率の樹脂流体および低屈折率の樹脂流体は、紡糸後の
ファイバーに、おいて各層が所定の屈折率をもつ樹脂組
成になるように、各流路の流量つまり吐出配合比が調節
される。

この定量ノズル５における流量調節の方法としては、第
３図に示されるように、定量ノズル５内に設けた導入孔
部５１内に、円形断面流路を有する抵抗管５５を装着す
ることによって行うことが好ましい。　すなわち、この
円形断面流路の入口から出口に至る圧力降下を各流路に
おいて一定にして、所定流量を与える円形断面流路の孔
径と流路長とを各流路ごとに差をつけることにより定量
を行うものである。　このようにして定量ノズル５によ
り定量されたそれぞれｎｘｍの流路の高屈折率および低
屈折率の樹脂流体Ａ、Ｂは、ミキシングノズル６にて混
合される。

ミキシングノズル６では流量調節された、対応する流路
の高屈折率の樹脂流体Ａと低屈折率樹脂流体Ｂとが集合
して混合、攪拌される。

この撹拌操作はミキシングノズル６に設けた導入孔部６
１内に、ねじれ構造を有する静止型撹拌部材６３を装着
して、静止型混合器を構成し、この部分に前記樹脂流体
を通過させることにより行う。

静止型混合器は溶融紡糸用口金において公知であり、例
えば特開昭６０−３９４０５号公報、同６０−１９９９
０７号公報等に記載のものはいずれも使用可能である。

なお、ミキシングノズル６は、第３図に示されるように
、ブロック内を混合器が１回以上折り返し、所定以上の
混合距離が確保されるように構成することが好ましい。

また、ミキシングノズル６は、ｎｘｍの流路をもつもの
であるが、そのうち中央に存在する流路６５は高屈折率
の樹脂流体Ａ用のものであり、これをそのまま後段の多
層ノズル７にて芯材最内層として吐出するものである。

　そ　して、他のｎｘｍ−１の流路が静止型混合器の流
路として構成されるものである。　な　お、ｎｘｍＯ流
路のすべてを混合器としても、あるいは複数の最内層側
の流路を高屈折率の樹脂流体Ａ用の車なる流路として構
成することもできる。

こうして均一にブレンドされた、配合比の異なる各流路
の樹脂流体は多層ノズル７に送られ、最内層の屈折率が
最も大きく、周辺部の屈折率が徐々に減少するようにし
て、同心円状の多層のファイバーとして吐出される。

この場合、多層ノズル７は、　通常、中央に吐出ロア５
用の孔部を有し、流路用の　透孔と凹部を有するブロッ
クを複数積層一体止して構成される。

多層ノズルの吐出の形態は種々のものであってよく、第
１図に示されるように吐出ロア５をストレート管形状と
し、その中央から最内層用樹脂流体Ａが吐出され、順次
ｎｘｍ−１の混合樹脂流体Ａ＋Ｂが吐出されるように構
成してもよい。

あるいは、第３図に示されるように、吐出ロア５の中央
から最内層用樹脂流体Ａが吐出され、順次ｎｘｍ−１の
混合樹脂流体Ａ＋Ｂが吐出されるごとに吐出ロア５　径
が拡径されるように構成してもよい。

このようにして得られたファイバーＣの横断面は第４図
に示されるように、屈折率の最も高い最内層ＣＯと、そ
れから屈折率が徐々に減少していく被覆層Ｃｉとからな
る同軸状の多層構造をとる。

本発明の紡糸口金装置に用いられる高屈折率樹脂流体お
よび低屈折率の樹脂流体としては以下のものが挙げられ
、従って種々の製造プロセスが可能となる。

■溶融可能な高屈折率樹脂および低屈折率樹脂を用いて
溶融賦形する方法 ■高屈折率樹脂および低屈折率樹脂に、双方の樹脂が可
溶である溶剤を含有させて樹脂流体とし、紡糸口金装置
より吐出し、加熱乾燥して溶剤を除去し、ファイバーを
得る方法 ■高屈折率樹脂および低屈折率樹脂の双方にモノマーお
よび光増感剤を含有させて樹脂流体として紡糸口金装置
より吐出し、千ツマ−の一部を揮発させた後、紫外線を
照射して重合させファイバーを得る方法以上の製造プロセスの概略を第５図、第６図および第７
図に示す。

第５図は、■の溶融賦形法によるプロセスの一例を示す
概略的な正面図であり、°高屈折率の樹脂Ａおよび低屈
折率の樹脂Ｂはホッパー８１５．８２５から供給され、
それぞれ押出機８１１．８２１にて溶融押出しされて、
定量ギヤポンプ１１．１２に至る。　次いで本発明の紡
糸口金装置１内で分配、定量、ミキシングされて吐出さ
れ、クエンチ’Ｗｔ９ｘ、ｈ却水槽９２を経て巻取機９
９により巻取られる。

第６図は溶剤を含有した樹脂流体を用いた■のプロセス
の一例を示す概略的な正面図であり、高屈折率の樹脂流
体Ａおよび低屈折率の樹脂流体Ｂは、供給装置８１．８
２よりそれぞれ供給され、しかる後、本発明の紡糸口金
装置１から吐出され加熱乾燥装置９４にて溶剤を除去さ
れファイバーとして巻取られる。

第７図は千ツマ−および光増感剤を含有した樹脂流体を
用いた■のプロセスの一例を示す概略的な正面図である
。　高屈折率樹脂流体および低屈折率樹脂流体Ｂは、供
給装置８１．８２より供給され、しかる後に本発明の紡
糸口金装置１から吐出され揮発筒９６、紫外線照射装置
９７を経て、ファイバーとして巻取られる。

上記の方法により得られたファイバーの断面内半径方向
の屈折率分布は層界面の相溶、拡散により、第７図に示
す如く、中心部の屈折率が最も大きく、周辺部に向って
徐々に減少していく滑らかな曲線となる。

屈折率の設定は放物線状の屈折率分布とするのが望まし
く、本発明においては各流路の高屈折率樹脂流体と低屈
折率樹脂流体の流量、従って配合比を定量ノズル■によ
って調節するこにより容易に設定できる。

又、得られたファイバーを熱処理したり、延伸細化すれ
ばより滑らかな屈折率分布曲線を有する光伝送体とする
ことが出来る。

ファイバーの層数ｎｘｍは多い方が理想的な屈折率分布
に近い光伝送体が得られるが、層の数は使用目的によっ
て任意に選ぶことが出来る。　単に導光を目的とする場
合は５〜１０層のもので十分であり、またほぼ連続的な
屈折率分布を有する光伝送体としては１０〜２０層のも
ので実用に供し得る。　光通信や解像度を問題にする場
合は４０〜１００層とさらに多層化する必要がある。

本発明の装置では前記層数は分配ノズル４１．４２の流
路数を変えることにより容易に設定することができる。

本発明の紡糸口金装置により光伝送体を製造する際に用
いられる高屈折率樹脂としてはポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリメタクリル酸メチル等の屈折率が１．４
８〜１．６０程度のものが挙げられ、低屈折率樹脂とし
てはポリアクリル酸メチル、エチレン−テトラフロオロ
エチレン共重合体、ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニ
ル等の屈折率が１．３５〜１．５０程度のものが有効で
ある。

溶剤としては、メチルエチルケトン、アセトン、シクロ
ヘキサン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエ
ステル類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭
化水素類、メタノール、エタノール、イソプロピルアル
コール等のアルコール類、およびこれらの混合溶剤を挙
げることができる。

また、千ツマ−としてはメタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、塩化ビニル、酢酸ビニル、弗化ビニル、等
が挙げられる。

〈発明の作用効果〉以上詳述したように、本発明は屈折率分布型光伝送体を
製造する有用な手段を提供するものであり、紡糸口金装
置内で高屈折率の樹脂流体ことにより、屈折率分布を任
意に設定でき、かつ連続したファイバーを極めて簡便な
プロセスにより効率よく製造できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は、本発明による紡糸口金装置の組
立図の一例を示す断面図、第２図は紡糸口金装置内の樹
脂流体の流れを示す系統図であり、第４図は本発明の装
置を用いて製造した光伝送体の横断面図である。第５図、第６図および第７図は、それぞれ本発明の装置
を用いた製造プロセスの概略を示すものであり、第５図
は溶融賦形法によるプロセスの一例を示す概略的な正面
図、第６図は溶剤を含有した樹脂流体を用いたプロセス
の一例を示す概略的な正面図、又第７図は千ツマ−およ
び光増感剤を含有した樹脂流体を用いたプロセスの一例
を示す概略的な正面図である。第８図は本発明の装置により製造した光伝送体の断面内
半径方向の屈折率分布を示す。符号の説明１・・・紡糸口金装置、１１．１２・・・ギヤポンプ、３・・・紡糸ヘッド、４１．４２・・・分配ノズル、５・・・定量ノズル、５５・・・抵抗管、６・・・ミキシングノズル、６３・・・静止型撹拌部材、７・・・多層ノズル、８１．８２・・・供給装置、８１１．８２１・・・押出機、８１５．８２５・・・ホッパー、９１・・・クエンチ筒、９２・・・冷却水槽、９４・・・加熱乾燥装置、９６・・・揮発筒、９７・・・紫外線照射装置、９９・・・巻取機、Ａ・・・高屈折率の樹脂流体、Ｂ・・・低屈折率の樹脂流体、Ｃ・・・ファイバーＦＩ　Ｇ、　１ＦＩＧ、２Ｆ　Ｉ　Ｇ、　３ＦＩＧ、５ＦＩＧ、６ＦＩＧ、７ＦＩＧ、８

Claims

【特許請求の範囲】　高屈折率の樹脂流体および低屈折率の樹脂流体を供給
して光伝送体を製造する紡糸口金装置であって、（ｉ）上記樹脂流体をそれぞれ多数の流路に分配する分
配ノズルと、（ｉｉ）続いて各流路ごとに所定の流量に調節する定量
ノズルと、（ｉｉｉ）次に対応する流路の前記高屈折率の樹脂流体
と低屈折率の樹脂流体とをそれぞれ集合して混合、撹拌
するミキシングノズルと、（ｉｖ）次いで最内層の屈折率が最も大きく、周辺部の
屈折率が徐々に減少するように同軸状の多層のファイバ
ーを吐出する多層ノズルとを装着したことを特徴とする
光伝送体製造用紡糸口金装置。