JPS61262707A - プラスチック光ファイバの製造方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はプラスチック光ファイバおよびその製造方法に
係シ、特にコア部が熱硬化性樹脂で構成されているプラ
スチック光ファイバおよびその製造方法に関する。

〔発明の背景〕

従来、コア部が熱硬化性樹脂で構成されているプラスチ
ック光ファイバとして、特開昭５７−４５５０２号に開
示されたものが存在している。

上記従来技術では、熱可塑性樹脂のチューブ内に熱硬化
性樹脂のモノーマを充填し、これら熱硬化性樹脂を硬化
させることによりコア部を構成し、かつこのコア部の周
囲にクラッド部を熱可塑性樹脂で構成している。

しかし、上記従来技術にあっては、コア部の熱硬化性樹
脂に所望の屈折率分布を形成することが困難であるとい
う問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、コア部が所定の屈折率分布をもつ熱硬
化性樹脂で構成されている光ファイバおよびその製造方
法ｆ、提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明者らは、コア部が熱硬化性樹脂で構成されている
プラスチック光ファイバおよびその製造方法について種
々の検討をおこなつ九結果、熱硬化性樹脂を紡糸しその
紡糸されｔ熱硬化性樹脂をコア部として用いれば、コア
部に所定の屈折率分布を形成することができると考える
に至つ九。この熱硬化性樹脂の紡糸は、熱硬化性樹脂の
モノーマを１０３〜１０６ポアズの範囲内で硬化させ、
この硬化したものを用いれば可能となる。

本発明は係る知見に基づいてなされたものであり１本願
第１の発明はコア部の周囲にクラッド部を有してなる光
ファイバにおいて、コア部が紡糸された熱硬化性樹脂で
構成されていることを特徴とするプラスチック光ファイ
バである。

また、本願第２の発明は熱硬化性樹脂のモノーマを粘度
が１０”〜１０’ポアズの範囲内になるように構成させ
る工程と、この硬化し比熱硬化性樹脂を吐出口から吐出
させることにより紡糸する工程と、当該紡糸され比熱硬
化性樹脂を完全に硬化する工程と、この完全に硬化した
熱硬化性樹脂でコア部を形成し、このコア部の周囲にク
ラッド部を形成する工程とを有してなることを特徴とす
るプラスチック光ファイバの製造方法である。

上記本願第１の発明の構成において、コア部の周囲に設
けられたクラッド部は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で
構成する。ことができる。熱硬化性樹脂を用い九場合は
、光ファイバの耐熱性、耐湿性および材料の選択の汎用
性が向上する。また。

紡糸された熱硬化性樹脂に屈折率分布をほどこしたのち
、周りにクラッド部を形成することが容易となる。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の実施例を添付図面にしたがって詳説する
。

まず、第１図に本発明に係るプラスチック光ファイバの
製造方法の原理図を示して、その原理を説明する。

図において、熱硬化性樹脂単量体１６と１重合開始剤を
混合しタンク１内に充填する。次に樹脂単体量１６をポ
ンプ３の駆動により温水槽５内に配設されている細管１
４に送り込む。この細管１４は温水槽５内で熱媒体（温
水）１８からの熱を受け、内部の樹脂を粘度の高い状態
まで硬化させる。樹脂の粘度がｌＸｌ０’ポアズ程度に
上がると、ノズル６より固化し比熱硬化性樹脂を吐出さ
せる。このような経路を通ると熱硬化性樹脂は糸状とな
り、ノズル６からファイバ１７となって出てくる。その
後、ヒータ等からなる硬化部（キユーア槽）７により加
熱され、さらに硬化が進みファイバとなる。このファイ
バにクラッド部を付けると光ファイバが形成することが
できる。

なお、２はタンク１内の脱気をおこなう排気パルプであ
り、１５はタンク１内に窒素ガスを供給する吸気パルプ
である。

硬化部７として他に紫外線を供給するものを用いること
もできる。ま九、熱媒体として温水の他に油および加熱
空気を用いることもできる。上記細管１４が温水槽５に
入る前に水冷又は空冷により冷却することも可能である
。こうすることにより熱硬化性樹脂が安定し温水槽５に
入る前に硬化することを防止できる。

上記ポンプ３は各種のものが使用でき、九とえばスクリ
ュ一方式のポンプ、流動グラ／ジャポンプ、ピストンポ
ンプ、パケットポンプ、ウィングポンプ等を用いること
もできる。上記細管１４′ｆ：二重ガラス管とし、外側
管に熱媒体を供給することも可能である。

次に、光ファイバの製造の実施例を示す。

（実施例１） 樹脂単量体１６としてクロルスチレン４０部（重量部以
下同じ）、アクリル酸１７部、ケイ皮酸２１部、水酸化
バリウム２２部を用い重合開始剤としてジイソプロピル
パーオキシカーボネート０、２部を添加したものをタン
ク１内に充填した。

このタンク１は、樹脂単量体１６の安定性を向上させる
ためにＯＣ〜５Ｃに冷却しである。

樹脂単量体１６をタンク１に充填し几のち、排気バルブ
２を開きタンク１内の圧力を減圧状態くする。このよう
にして、樹脂単量体１６の脱気を十分におこない、その
後、排気バルブ２を閉じ、吸気バルブ１５を開いて窒素
ガスをタンク１内に充填する。窒素ガスは、通常加圧す
る必要がないが樹脂単量体１６がポンプ３に達するまで
加圧するほうが好ましい。ポンプ３まで達し次樹脂単量
体１６をポンプ３で連続的に押し出す。ポンプ３として
は本実施例におい、て、ギヤポンプを使用している。こ
のギヤポンプ３はサーボモータによシ駆動していて、駆
動力を種々の値にコントロールすることができる。

ポンプ３により連続的に押し出された樹脂単量体１６は
、テフロンをラインドしているステ／レスチューブ１４
内に供給される。

温水１１Ｗ５は約６００に保持されており、この温水槽
５内にステンレスチューブ１４が入ることによシチュー
ブ内の樹脂単量体１６が加熱される。

温水槽５内に存在するステンレスチューブの長さは蛇行
形状等にすることにより、加熱時間が約２０分となるよ
うにしである。なお、ポンプの回転数を変えることによ
って、熱硬化性樹脂単量体１６が熱媒体である温水から
受ける受妙咄加熱時間を調整するこもできる。

このような経過を友どると、樹脂単量体１６は架橋が進
みその粘度が約１０４ポアズとなる。そして、ノズル６
から糸状の樹脂１７が得られる。

この樹脂１７を赤外線ヒータ７により約１５０Ｃに加熱
したゾーンを通し、プラスチック光ファイバのコア部が
得られる。このコア部にクラッド部を付けるとプラスチ
ック光ファイバが完成する。

次に、プラスチック光ファイバのクラット部が形成され
るまでの製造方法の実施例について説明する。

第２図はこの製造方法を実施する几めの装置の一実施例
を示す講成図である。

１６２図において、温水槽は５，５Ａ、５Ｂの三つに分
割されている。そして、温水槽５から温水槽５Ｂに至る
まで中の温水の温度が徐々に高くなるようになっている
。こうすることＫよりノズル６から出るファイバ１７の
性状ヲー壕なものとすることができる。

また、硬化部は７と７への二つに分かれている。

こｎは、分布型の屈折率を有する光ファイバを形成しよ
うとする場合に、硬化炉７を半硬化炉とし硬化炉７Ａｉ
完全硬化炉とし、この硬化炉７と硬化炉７Ａとの間に低
屈折率を形成する溶液の含浸槽を設け、この含浸槽に所
定時間、ファイバを含浸させようとする必要がある場合
のためである。

分布型のコア部を形成しようとする場合には、ノズル６
から出たファイバをある程度硬化させたのちに含浸槽を
通過させ念はうが好ましい。完全に硬化がし終つ次のち
の樹脂を、所定液に含浸させて屈折率分布を得ようとし
ても十分得られないことがある。また、ノズル６から出
几ファイバヲ直接合浸させても同じことがいえる。

この硬化炉７人を出たファイバは、ファイバ外径寸法測
定装置２２により、外径寸法を測定した後ブー９９によ
ってクラッド形成部１９内のクラツド材２０に供給さｎ
るようになっている。このクラツド材２０を含浸通過さ
れたファイバ（グツイードローラ１０を通過したのちテ
ンションメータ１３を介して巻取ドラム１１に至り、こ
のドラム１１で徐々に巻き取られていく。

上記外径寸法測定装置２２はコンピュータ２１に凄続し
ており、これからの信号がコンピュータ２１に入力され
るようになっている。この外径寸法測定装置２２はレー
ザによシファイバの外径を検知している。この検知結果
に基づきコンピュータ２１は、上記ポンプ３と上記フィ
ードローラ１０に制御信号を送りポンプ３の回転数を制
御し、また、フィードローラ１０′の巻取スピードを変
えることによりファイバの径が一定となるように制御し
ている。

なお、上記ノズル６から出てくるファイバの粘度はポン
プ３の回転数を制御したり、温水槽５゜５Ａ、５Ｂの温
度ケ変えることにより調整することもできる。

第２図で示し次プラスチック光ファイバの製造装置にお
いて、水槽５を出たステンレスチューブ１４を再び別の
タンクに入ｎＩそののちに別の水槽を通すこともできる
。すなわち、具体的にいえばポンプ３二Ｑ出念樹脂単量
体１ｎ−６０ｔ：’に保たれた水槽５に入っているステ
ンレスチューブに送り込んだのち、約１０分程かかつて
通過した樹脂を再び冷却して別のタンクに入れる。この
タンク内に入つ友樹脂を再び別のポンプにより別の水槽
（６０Ｃに保たれている）に入っているステ／レスチュ
ーブ中に送り込む。そののちノズル６から吐出し、実施
例および実施例２で形成したような光ファイバを得るこ
とができる。こうすることによりノズル６から吐出され
た際のファイバの均一性を良好にすることができる。な
お、一つの水槽から他の水槽に移すのでの粘度は通常１
０’ポアズの１／２のところでおこなわれる。

次に、上記第２図で説明した装［を用いた光ファイバの
製造の実施例について説明する。

（実施例２） 樹脂単量体１６としてベンジル・メタクリレート６３．
０５部、エチレン・グリコールゆジ・メタクリレ−）６
．３１部、ｔ−ドジシルーメルカブタン０．３２部、酢
酸ブチル３０部を用い、また重合開始剤としてラウロイ
ル−パーオキサイド０．３２部を添加したものを用いた
。これらをモノマタンク１に充填し、実癩例゛１で示し
た場合と同様にして樹脂単量体１６を脱気しポンプ３へ
送る。

本実施例ではポンプ３として、二連式の無脈流プランジ
ャポンプを用いｔｏこのプランジャポンプはサーボモー
タにより、駆動しており、駆動力を糧々の値にコントロ
ールすることができる。このプランジャポンプ３により
連続的に押し出され次樹脂巣量体１６は、リザーバ４に
より脈流の全くない状態となり、細管１４へ送り込まれ
る。細管としては耐圧性のテフロンチューブを用いたが
、４？にテフロンをラインドしているステ／レスチュー
ブおよび通常のステ／レスチューブを用いることも可能
である。内部にテフロンがラインドしてあればその分樹
脂単量体１６の流動が円滑となり望ましい。

この細管１４は８０Ｃの間で保九れ念水槽５゜５Ａ、５
Ｂに順に入るようになっており、樹脂単量体１６はこれ
ら水四により加熱され粘度が１０４ポアズとなるように
なっている。なお、これら水槽の長さは、加熱時間が約
１０分となるように調整しである。

このような経過をたどると樹脂単量体１６は。

ノズル６から糸状の樹脂１７となって半硬化炉７に導入
される。この半硬化炉７で屈折率分布を形成することが
可能な温度で硬化され次のち、屈折率分布を形成する液
に含浸される。この含浸槽７ＣＫＵメタクリル酸メチル
９部にラウロイル−パーオキサイドを１部加えた溶液と
なっている。

この溶液に所定時間１本冥施例では１０数時間、含浸さ
れたのち、硬化炉７に樹脂を辱き硬化させる。こうする
ことによシ屈折率分布を有する光ファイバのコア部を得
ることができる。これだ対して前記笑到例１で示したプ
ラスチック光ファイバでは屈折率分布を有しないステッ
プ型の光ファイバである。すなわち、コア部とその周囲
に形成されるクラッド部で屈折率が異なるだけである。

このようにコア部が形成されたファイバはクラット形成
部２０を通過させることにより元ファイバとなりトルク
モータ１１で巻き取られる。

本実施例では半硬化炉７および硬化炉７Ａの硬化手段と
して赤外線ヒータを用い九が、この他にモノマタンク１
内に加えられた樹脂単量体１６に紫外線増感剤を添加し
紫外線ヒータを用いて硬化することもできる。このよう
にすれば、硬化が迅速となり取り扱いが容易となる。

上記各実施例において用いられる熱硬化性樹脂のモノマ
は、種々のものを用いることができる。

し九がってあらゆる熱硬化性樹脂を紡糸することができ
る。また、ノズル６から出るファイバの径を大きくシ、
これに屈折率分布を付けることによシ光ファイバ以外の
光学伝送部品であるロッドレンズや光導波路等を形成す
ることが可能となる。

また熱硬化性樹脂単量体に混合される重合剤は種々のも
のが使用でき、さらにその重合剤の量が大きく変っても
熱硬化性樹脂の紡糸には影響は与えない。特に上記実施
例２において酢酸メチルの重量が８０部までのものを用
いて実、＊ｔおこなったが、全て熱硬化性樹脂の紡糸が
可能であつ友。

〔発明の効果〕

以上説明し友ように本発明によれば、熱硬化性樹脂を紡
糸することができる几めに、プラスチック光７アイパの
コア部に種々の屈折率分布を形成することができる。し
たがって光伝送量が従来のプラスチック光ファイバに比
べて大きいものとなる。

また、あらゆる熱硬化性樹脂をコア部として使用するこ
とができる九めに、材料の選択性が広がることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な原理を示す原理図、第２図は
本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法を実施
するための装置の一実施例の構成図である。 １・・・タンク、２・・・排気バルブ、３・・・ポンプ
、４・・・リザーバ、ｓ、５Ａ、５Ｂ・・・温熱槽、６
・・・ノズル１−７，７Ａ、７Ｂ・・・硬化部、８・・
・架台、９・・・プーリ、１０・・・フィードローラ、
１１・・・巻き取りドラム、１２・・・圧力計、１３−
・・テンションメータ。 １６・・・機能単量体％　１７・・・ファイバ、１８・
・・加熱媒体、１９・・・クラッド形成部、２０・・・
クラツド材。 ２１・・・コンピュータ、２２・・・外径寸法測定装置
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コア部の周囲にクラッド部を有してなるプラスチッ
   ク光ファイバにおいて、前記コア部が紡糸された熱硬化
   性樹脂で構成されていることを特徴とするプラスチック
   光ファイバ。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記クラッド部が
   熱硬化性樹脂で構成されていることを特徴とするプラス
   チック光ファイバ。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記コア部に屈折
   率分布が形成されていることを特徴とするプラスチック
   光ファイバ。 ４、熱硬化性樹脂のモノーマを粘度が１０＾３〜１０＾
   ６ポアズの範囲になるように硬化させる工程と、当該硬
   化した熱硬化性樹脂を吐出口から吐出させることにより
   紡糸する工程と、当該紡糸された熱硬化性樹脂を完全に
   硬化する工程と、当該完全に硬化した熱硬化性樹脂でコ
   ア部を構成し当該コア部の周囲にクラッド部を構成する
   工程とを有してなることを特徴とするプラスチック光フ
   ァイバの製造方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、上記クラッド部が
   熱硬化性樹脂で構成されていることを特徴とするプラス
   チック光ファイバの製造方法。 ６、特許請求の範囲第４項において、上記コア部に屈折
   率分布が形成されていることを特徴とするプラスチック
   光ファイバの製造方法。