JPS6162009A - Plastic group light transmitting resin - Google Patents

Plastic group light transmitting resin

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Publication number
JPS6162009A
JPS6162009A JP59182785A JP18278584A JPS6162009A JP S6162009 A JPS6162009 A JP S6162009A JP 59182785 A JP59182785 A JP 59182785A JP 18278584 A JP18278584 A JP 18278584A JP S6162009 A JPS6162009 A JP S6162009A
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JP
Japan
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polymer
temperature
layer
protective layer
light transmitting
Prior art date
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Application number
JP59182785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamamoto
隆 山本
Ryuji Murata
龍二 村田
Yasuteru Tawara
康照 田原
Hiroshi Terada
寺田 拡
Kenichi Sakunaga
作永 憲一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress transmission loss due to thread diameter spot and unmatching of structure by constituting a projection layer of polymer having a glass transfer temperature higher than that of polymer constituting a core material layer and specifying a drawing temperature and its magnification. CONSTITUTION:In a temperature area setting up a temperature close to Tg of the protection layer polymer as the lower limit of the condition of drawing and a temperature higher than the Tg by 60 deg.C as its upper limit, the drawing is controlled at the magnification of 1.05-20 and a string is instantaneously cooled at the outlet of the drawing part. If drawing is executed at a temperature lower than the Tg of the protection layer polymer, transmission loss based upon the unmatching of the structure is increased in addition to the increase of thread diameter spots. When the drawing is executed at a temperature higher than the Tg by >=60 deg.C, the bending property of the obtained light transmitting resin is reduced. It is preferable to control the magnification of drawing in the range of 1.2-10. If the magnification of drawing is smaller than 1.05, bent resisting property is not improved, and if exceeds 20, troubles such as the sharp increase of the thread diameter spot and the cut of the string may be generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明はグラスチック系光伝送性繊維に関する。[Detailed description of the invention] [Field of invention] TECHNICAL FIELD The present invention relates to glass-based optically transmitting fibers.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、光伝送性繊維としては、広い波長にわたってすぐ
れた光伝送性を有する無機ガラス系光学繊維が知られて
いるが、加工性が悪く、曲げ応力に弱いばかりでなく高
価であることから合成樹脂を基体とする光伝送性繊維が
開発されている。合成樹脂製の光伝送性繊維は屈折率が
大きく、かつ光の透過性が良好な重合体を芯とし、これ
よシも屈折率が小さくかつ透明な重合体を鞘とし7て芯
−鞘構造を有する繊維を製造することによって得られる
。光透過性の高い芯成分として有用な重合体としては無
定形の材料が好ましくポリメタクリル酸メチル、あるい
はポリカーデネート、ポリスチレンが一般に使用されて
いる。
Conventionally, inorganic glass-based optical fibers have been known as optical fibers that have excellent optical transmission properties over a wide range of wavelengths, but synthetic resins have been used because they have poor workability, are susceptible to bending stress, and are expensive. Optical transmitting fibers based on these materials have been developed. Optical transmitting fibers made of synthetic resin have a core-sheath structure, with a core made of a polymer that has a high refractive index and good light transmission, and a sheath made of a transparent polymer that also has a low refractive index. It can be obtained by producing fibers with The polymer useful as a core component with high light transparency is preferably an amorphous material, and polymethyl methacrylate, polycarbonate, or polystyrene is generally used.

このうちポリメタクリル酸メチルは透明性をはじめとし
て力学的性質、熱的性質、耐候性等に優れ、高性能プラ
スチック光学繊維の芯材として工業的に用いられている
Among these, polymethyl methacrylate has excellent mechanical properties, thermal properties, weather resistance, etc. as well as transparency, and is used industrially as a core material for high-performance plastic optical fibers.

しかし、このポリメタクリル酸メチルの屈折率は1.4
8〜1,50と比較的小さく、従ってこの重合体を芯に
用いる場合には鞘成分として特別に屈折率の小さな重合
体を使用する必要がある。屈折率の小さな重合体として
は例えば特公昭43−8978号、特公昭56−832
1号、特公昭56−8322号、特公昭56−8323
号および特開昭53−60243号等に記載されている
ようなメタクリル酸とフッ素化アルコール類とからなる
エステル類を重合させたもの、および特公昭53−42
260号に記載されているような弗化ビニリデンとテト
ラフルオロエチレンの共重合体からなるものが公知であ
る。
However, the refractive index of this polymethyl methacrylate is 1.4.
8 to 1,50, which is relatively small. Therefore, when this polymer is used for the core, it is necessary to use a polymer with a particularly small refractive index as the sheath component. Examples of polymers with a small refractive index include Japanese Patent Publication No. 43-8978 and Japanese Patent Publication No. 56-832.
1, Special Publication No. 56-8322, Special Publication No. 56-8323
Polymerized esters consisting of methacrylic acid and fluorinated alcohols as described in Japanese Patent Publication No. 53-60243, etc., and Japanese Patent Publication No. 53-42
A copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene as described in No. 260 is known.

これらの弗素含有重合体はいずれも汎用的なものではな
く、特殊で非常に高価なものである。その上、鞘成分重
合体のもつべき特性、芯成分との接着性、均一で平滑な
芯−鞘界面構造確保のための好ましい成形性、摩擦や屈
曲に耐える力学的性能、使用環境、あるいは加工条件に
耐え得る耐熱性、および耐薬品性等については不充分な
ものが多い。それどころかこれらの特性を完全に満たし
得る鞘成分用重合体は未だ知られていないのが現状であ
る。
None of these fluorine-containing polymers are general-purpose, special, and very expensive. In addition, the properties that the sheath component polymer should have, adhesiveness with the core component, preferred formability to ensure a uniform and smooth core-sheath interface structure, mechanical performance that can withstand friction and bending, usage environment, and processing. Many of them are insufficient in terms of heat resistance, chemical resistance, etc. that can withstand the conditions. On the contrary, at present, no polymer for the sheath component that can completely satisfy these properties is known.

芯−鞘構造よりなる光伝送性繊維の製造方法としては鞘
成分の被覆方法からみて次の2つの方法を挙げることが
できる。1つは芯−鞘両成分、及び保護層成分を溶融状
態のもとて特殊ノズルによって配合しつつ吐出して芯−
鞘構造を付与する方法であり、所謂複合紡糸方式といわ
れるものである。他の1つはまず芯成分を所定の繊維に
賦形したのち、これに適当な溶剤に溶かした鞘成分を被
覆し、脱溶剤して光伝送性繊維とする所謂コーティング
方式である。
As methods for producing light transmitting fibers having a core-sheath structure, the following two methods can be mentioned in terms of the method of covering the sheath component. One is to mix the core and sheath components and the protective layer component in a molten state using a special nozzle and discharge them to form the core.
This is a method of imparting a sheath structure, and is a so-called composite spinning method. The other method is a so-called coating method in which a core component is first shaped into a predetermined fiber, and then a sheath component dissolved in an appropriate solvent is coated on the core component, and the solvent is removed to obtain a light transmitting fiber.

との両者を比較した場合、複合紡糸方式は生産性が高く
、装置の簡略化をもはかることができる省力、省エネル
ギープロセスである。さらに広範囲の太さの光伝送性繊
維を製造することができる、工程の管理が容易である等
の利点をもっており、工業的にきわめて有利な方式であ
り、この方式により低コストの高性能繊維の製造が可能
である。
When comparing the two, the composite spinning method has high productivity and is a labor-saving and energy-saving process that can simplify the equipment. Furthermore, it has advantages such as being able to manufacture optically transmitting fibers with a wide range of thicknesses and easy process control, making it an extremely advantageous method from an industrial perspective. Manufacture is possible.

しかし複合紡糸方式はコーティング方式に比較して技術
的に、より困難であり、芯−鞘界面の均一平滑性の解保
の面でノズルの設計、重合体の選定等に高度の技術を特
徴とする 特に、各層ポリマーの選定と併せて、紡糸条件及び延伸
条件の最適化が肝要であり、実用上必要となる特性、特
に伝送損失の耐熱性耐屈曲性等の機械的特性等を改良す
るため、最適な紡糸条件及び延伸条件を選定することが
極めて重要な技術的課題となっている。
However, the composite spinning method is technically more difficult than the coating method, and requires advanced technology in nozzle design, polymer selection, etc. in order to maintain uniform smoothness at the core-sheath interface. In particular, in addition to selecting the polymer for each layer, it is important to optimize the spinning conditions and stretching conditions in order to improve the properties necessary for practical use, especially mechanical properties such as transmission loss, heat resistance, and bending resistance. Therefore, selecting the optimal spinning conditions and stretching conditions has become an extremely important technical issue.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、糸径斑及び構造不整に由来する伝送損
失の増加を抑制し、芯材層、鞘材層及び保護層の内部応
力歪を緩和し、加熱暴露時の伝送損失の増加を低く抑え
、かつ耐屈曲性等の機械的特性にもすぐれたプラスチッ
ク系光伝送性繊維を提供することにある。
The purpose of the present invention is to suppress the increase in transmission loss caused by yarn diameter unevenness and structural irregularities, alleviate the internal stress strain of the core material layer, sheath material layer, and protective layer, and reduce the increase in transmission loss during heating exposure. It is an object of the present invention to provide a plastic light transmitting fiber which can be kept low and has excellent mechanical properties such as bending resistance.

上記目的を達成するものとして見出された本発明のグラ
スチック系光伝送性繊維は、芯材層、鞘材層及び保護層
を基本構成単位とする繊維を延伸することにより賦形さ
れたプラスチック系光伝送性繊維であって、前記保護層
が前記芯材層を構成するポリマーのガラス転移温度より
も高いガラス転移温度を有するポリマーで構成され、か
つ前記延伸が保護層のガラス転移温度近傍を下限、保護
層のガラス転移温度よりも60℃高い温度を上限とする
温度領域において1.05〜200倍率で行なわれ、か
つ延伸部出口で急冷されることを特徴としている。
The glass-based optically transmitting fiber of the present invention, which has been found to achieve the above object, is a plastic shaped by stretching a fiber whose basic constituent units are a core material layer, a sheath material layer, and a protective layer. The protective layer is made of a polymer having a glass transition temperature higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the core material layer, and the stretching is performed near the glass transition temperature of the protective layer. It is characterized in that it is carried out at a ratio of 1.05 to 200 in a temperature range with a lower limit and an upper limit of 60° C. higher than the glass transition temperature of the protective layer, and is rapidly cooled at the exit of the stretching section.

尚、以下にガラス転移温度Tgという0〔実施態様〕 本発明のグラスチック系光伝送性繊維の構造は、例とし
て横断面図を第1図に示したが、内部よシ芯材層1、鞘
材層2及び保護1!!3を基本構成単位とし、使用目的
に応じて保護層3の周囲に、更に第4層、第5層・・・
・・・の被覆層を設けてもよく、また重合体繊維、金属
線等のテンションメンバー6あるいはフィルム、紙状物
等を保護層よ如外部に介在させてもよい。
Hereinafter, the glass transition temperature Tg will be referred to as 0 [Embodiment] The structure of the glass-based optically transmitting fiber of the present invention is shown in a cross-sectional view as an example in FIG. Sheath material layer 2 and protection 1! ! 3 as a basic structural unit, and a fourth layer, a fifth layer, etc. are formed around the protective layer 3 depending on the purpose of use.
... may be provided, or a tension member 6 such as a polymer fiber or metal wire, a film, a paper-like material, etc. may be interposed outside the protective layer.

第1図(a)は3層構造の光ファイバー、(b)は4層
構造の光ファイバー、(C)は5層構造の光ファイバー
、(d)は3層構造の光ファイノ!−の外周にテンショ
ンメンバー6を介して第4層の被覆層が設けられてなる
光フアイバーケーブル、(e)は3層構造の光ファイバ
ーを複数本束ねて被覆してなる光フアイバーケーブルで
ある。
Figure 1 (a) shows an optical fiber with a three-layer structure, (b) shows an optical fiber with a four-layer structure, (C) shows an optical fiber with a five-layer structure, and (d) shows an optical fiber with a three-layer structure! - is an optical fiber cable in which a fourth coating layer is provided on the outer periphery via a tension member 6, and (e) is an optical fiber cable in which a plurality of three-layered optical fibers are bundled and coated.

芯利層1の成分として使用される非晶性ポリマーとして
は、メタクリル系重合体、ポリカーボネート、ポリスチ
レン、スチレン−メタクリル酸エステル系共重合体、あ
るいは、これらポリマーの水素原子の全部あるいは一部
が重水素原子で置換された重水素化ポリマー等の透明な
非品性熱可塑性樹脂が使用可能であり、もちろん、その
他の透明な非晶性ポリマー、ブレンド物も使用可能であ
る。本発明においてとりわけ好適に使用される非晶性ポ
リマーとしては、メタクリル系重合体及びポリカーボネ
ートを挙げることができる。
Examples of the amorphous polymer used as a component of the core layer 1 include methacrylic polymers, polycarbonates, polystyrene, styrene-methacrylic acid ester copolymers, or polymers in which all or part of the hydrogen atoms of these polymers are polymerized. Transparent non-grade thermoplastic resins such as deuterated polymers substituted with hydrogen atoms can be used, and of course other transparent amorphous polymers and blends can also be used. Amorphous polymers particularly preferably used in the present invention include methacrylic polymers and polycarbonates.

このうち、メタクリル系重合体は、例えばメタクリル酸
メチルの単独重合体又は共重合体(出発モノマーの70
重−m1以上がメタクリル酸メチル、30重量%以下が
メタクリル酸メチルと共重合可能な他のモノマーである
ことが好ましい。メタクリル酸メチルと共重合可能な七
ツマ−としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル等のビニルモノマーが挙げられる。)、メタクリ
ル酸シクロヘキシル、メタクリル酸t−ブチル、メタク
リル酸イソボルニル、メタクリル酸アダマンチル、メタ
クリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル
酸フェル等のメタクリル酸エステルとこれらと共重合可
能なモノマーとの共重合体等が挙げられる。このうち、
メタクリル酸メチルの単独重合体及び共重合体が好適で
ある。
Among these, the methacrylic polymer is, for example, a homopolymer or copolymer of methyl methacrylate (70% of the starting monomer
It is preferable that methyl methacrylate accounts for at least 1 weight % and 30 weight % or less of other monomers copolymerizable with methyl methacrylate. Examples of the monomer copolymerizable with methyl methacrylate include vinyl monomers such as methyl acrylate and ethyl acrylate. ), copolymers of methacrylic acid esters such as cyclohexyl methacrylate, t-butyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, fer methacrylate, and monomers copolymerizable with these, etc. can be mentioned. this house,
Homopolymers and copolymers of methyl methacrylate are preferred.

また、ポリカ−ボネートとして好適なものは、一般式 
fO−T?−0−C−3nで表わされるもの、で表され
る芳香族ポリカーボネート等が挙げられる。
In addition, suitable polycarbonates have the general formula
fO-T? Examples include aromatic polycarbonates represented by -0-C-3n and the like.

また、これらと4.4′−ジオキシジフェニルニーチル
、エチレングリコール、p−キシリレングリコール、1
.6−ヘキサンジオール等のジオキシ化合物との共重合
体も使用することができるが、耐熱性の観点から熱変形
温度が120℃以上のものが好ましい。
In addition, these and 4,4'-dioxydiphenyl nityl, ethylene glycol, p-xylylene glycol, 1
.. Copolymers with dioxy compounds such as 6-hexanediol can also be used, but from the viewpoint of heat resistance, those with a heat distortion temperature of 120° C. or higher are preferred.

ここで熱変形温度とはASTMT) −648、荷重4
.6に&/ctn”における測定値をいう。
Here, the heat distortion temperature is ASTMT) -648, load 4
.. 6 refers to the measured value at &/ctn''.

鞘材層2としては、芯成分の屈折率より0.01以以上
式い屈折率を有する実質的に透明な重合体が使用される
が、通常は芯成分との屈折率の差が0.01〜0.15
の範囲にあるものから選択するのがよい。鞘材層を構成
する重合体の種類に特に制限はなく、従来公知のもので
よい。
As the sheath material layer 2, a substantially transparent polymer having a refractive index 0.01 or more lower than that of the core component is used, but usually the difference in refractive index from the core component is 0.01 or more. 01-0.15
It is best to choose from those within this range. There is no particular restriction on the type of polymer constituting the sheath material layer, and conventionally known polymers may be used.

具体例としては次の如きものが挙げられる。Specific examples include the following.

ポリメチルメタクリレート(n=1.49)、スチレン
/メチルメタクリレ−トコプリマー(n=1.50〜1
.58)、4−メチルペンテン1(n=1.46)、エ
チレン−酢ピコポリマー(n=1.46〜1.50)、
ポリカーボネート(n=1.50〜1.57)。
Polymethyl methacrylate (n=1.49), styrene/methyl methacrylate coprimer (n=1.50-1
.. 58), 4-methylpentene 1 (n = 1.46), ethylene-acetic acid picopolymer (n = 1.46-1.50),
Polycarbonate (n=1.50-1.57).

含弗素?リメテルメタクリレート(n −1,38〜1
.45)、弗化ビニリデン系?リマー(n=1.38〜
1.42)、弗化ビニリデン/ヘキサフルオログロビレ
ンコポリ−r −(n = 1.38〜1.42)lメ
チルメタクリレート/スチレン、ビニルトルエン又はα
−メチルスチレン/無水マレイン酸三元コポリマー又は
四元コポリマー(n=1.50〜1.58)など。これ
らポリマーは基本構成単位における層間剥離強度を向上
させるため、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸な
どの不飽和カルがン酸類。
Contains fluorine? rimether methacrylate (n -1,38~1
.. 45) Vinylidene fluoride? Rimmer (n=1.38~
1.42), vinylidene fluoride/hexafluoroglobylene copoly-r-(n = 1.38-1.42)l methyl methacrylate/styrene, vinyltoluene or α
- Methylstyrene/maleic anhydride ternary or quaternary copolymers (n=1.50-1.58), etc. These polymers use unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid to improve the delamination strength in the basic structural units.

グリシジルアクリレートOrメタクリレート、β−メチ
ルグリシジルアクリレート又はメタクリレートなどの不
飽和グリシジルモノマー、アクリルアミド、メタクリル
アミド及びその誘導体、ヒドロキシアルキルアクリレー
ト又はメタクリレートなどの親水性モノマーを共重合し
てもよい。
Unsaturated glycidyl monomers such as glycidyl acrylate or methacrylate, β-methylglycidyl acrylate or methacrylate, hydrophilic monomers such as acrylamide, methacrylamide and derivatives thereof, hydroxyalkyl acrylate or methacrylate may be copolymerized.

これらのポリマーのうち、汎用性の高いものとしては、
ポリメチルメタクリレート等のメタクリル系重合体、及
び、例えば、特公昭43−8978号、特公昭56−8
321号、特公昭56−8322号、特公昭56−83
23号及び特開昭53−60243号等に開示されてな
る様なメタクリル酸とフッ素化アルコール類とからなる
エステル類を重合させたものなどが使用可能である。こ
のエステル類の具体例としては、例えばメタクリル酸2
.2.2− )リフルオロエチル、メタクリル酸2゜2
.3.3−テトラフルオロプロピル、メタクリル酸2,
2.3,3.3−ペンタフルオロゾロぎル等ヲ挙げるこ
とができる。また、これらの含フツ素メタクリル酸エス
テルの1種又は2種以上を用いて、例えば特開昭59−
7311号、特願昭57−230436号明細書等に記
載されている如き、含フツ素メタクリル酸エステル、こ
のエステルと共重合可能なビニル単量体及び親水性単独
重合物を形成しうるビニル単量体からなる共重合体を用
いてもよい。
Among these polymers, the most versatile ones are:
Methacrylic polymers such as polymethyl methacrylate, and, for example, Japanese Patent Publication No. 43-8978, Japanese Patent Publication No. 56-8
321, Special Publication No. 56-8322, Special Publication No. 56-83
Polymerized esters of methacrylic acid and fluorinated alcohols as disclosed in No. 23 and JP-A No. 53-60243 can be used. Specific examples of these esters include, for example, methacrylic acid 2
.. 2.2-) Lifluoroethyl, methacrylic acid 2゜2
.. 3.3-tetrafluoropropyl, methacrylic acid 2,
Examples include 2,3,3,3-pentafluorozologyl and the like. Furthermore, using one or more of these fluorine-containing methacrylic esters, for example,
Fluorine-containing methacrylic acid ester, vinyl monomer copolymerizable with this ester, and vinyl monomer capable of forming a hydrophilic homopolymer, as described in No. 7311, Japanese Patent Application No. 57-230436, etc. A copolymer consisting of a polymer may also be used.

本発明に使用する鞘材層の厚みは、特に制限されないが
、層間の密着性並びに繊維の耐屈曲性を更に良好なもの
とするためには、2〜50μmの範囲とするのが望まし
い。
Although the thickness of the sheath material layer used in the present invention is not particularly limited, it is preferably in the range of 2 to 50 μm in order to further improve the adhesion between the layers and the bending resistance of the fibers.

保護層3に使用されるポリマーは、芯材層ポリマーのT
gよりも高いTgをもつポリマーであり、例えば、ポリ
カーボネート、ポリスルホン、耐熱メタクリル酸メチル
共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリエステルカーボ
ネート等が挙げられる。
The polymer used for the protective layer 3 is T of the core layer polymer.
It is a polymer having a Tg higher than g, and includes, for example, polycarbonate, polysulfone, heat-resistant methyl methacrylate copolymer, polyether sulfone, polyester carbonate, and the like.

また、保護層3に使用される高Tgポリマーに、カー?
ンブラック、タルク、ガラス繊維、芳香族、t?))ア
ミド繊維、炭素繊維等の無機物あるいは有機物のフィラ
ーを充填することも可能である。
In addition, the high Tg polymer used for the protective layer 3 has a car?
black, talc, glass fiber, aromatics, t? )) It is also possible to fill with inorganic or organic fillers such as amide fibers and carbon fibers.

本発明のプラスチック系光伝送性繊維の未延伸糸は、複
合紡糸方式あるいにコーティング方式。
The undrawn yarn of the plastic light transmitting fiber of the present invention can be produced using a composite spinning method or a coating method.

ケーブル被覆方式等によって製造される。例えば複合紡
糸方式では、芯材周成分溶融押出機、鞘材層成分溶融押
出機、及び保誰層成分溶融押出機からなる複合紡糸機に
よって製造される。芯成分は溶融押出機によって溶融さ
れ、計量ポンプで一定量紡糸ヘッドに供給され、鞘成分
及び保護層成分も同様にしてそれぞれ紡糸ヘッドに供給
される。
Manufactured using a cable covering method, etc. For example, in the composite spinning method, it is manufactured by a composite spinning machine including a core peripheral component melt extruder, a sheath material layer component melt extruder, and a retainer layer component melt extruder. The core component is melted by a melt extruder and fed in fixed amounts to the spinning head using a metering pump, and the sheath component and the protective layer component are each fed to the spinning head in the same way.

紡糸ヘッド内の例えば第2図の様な構造の紡糸口金で3
層構造に賦形され吐出される。第2図で(A)から基材
層成分、(B)から鞘材層成分、(C)から保護層成分
がそれぞれ供給され、(D)から吐出さく13) れる。
For example, with a spinneret with a structure as shown in Fig. 2 in the spinning head,
It is shaped into a layered structure and discharged. In FIG. 2, the base material layer component is supplied from (A), the sheath material layer component is supplied from (B), and the protective layer component is supplied from (C), and is discharged from (D).

かく1−で吐出される3層構造の押出物は、放冷ないし
、冷媒、気体吹付等適宜の冷却手段を用いた強制冷却に
より冷却される。冷却された糸条はさらに引取機を介し
て連続して延伸され巻き取られるかちるいは、−已未延
伸糸として巻取った後別工程にて延伸されてもよい。
The extrudate having a three-layer structure discharged in step 1- is cooled by leaving it to cool or by forced cooling using an appropriate cooling means such as a refrigerant or gas blowing. The cooled yarn may be further drawn and wound continuously through a take-up machine, or it may be wound as an undrawn yarn and then drawn in a separate step.

本発明に於いては、この延伸の条件を保護層ポリマーの
Tg近傍を下限、保護層ポリマーのTgより60℃高い
温度を上限とする温度領域において、1.05〜20の
延伸倍率で制御し、さらに延伸部出口において糸条を急
冷することが特徴となっている。延伸装置には空気ある
いは不活性ガスによる熱風循環式の加熱面、熱板加熱面
、赤外線加熱面、誘導加熱面、熱媒加熱面等の種々の延
伸方式が利用でき、延伸温度はこれら加熱雰囲気の温度
設定により糸条温度を任意にコントロールして設定され
る。又延伸倍率はフィードロー2とテークアツプローラ
の速度比で任意に設定される。
In the present invention, the stretching conditions are controlled at a stretching ratio of 1.05 to 20 in a temperature range where the lower limit is near the Tg of the protective layer polymer and the upper limit is 60°C higher than the Tg of the protective layer polymer. Furthermore, the yarn is rapidly cooled at the exit of the drawing section. Various stretching methods can be used for the stretching device, such as a hot air circulation type heating surface using air or inert gas, a hot plate heating surface, an infrared heating surface, an induction heating surface, and a heat medium heating surface.The stretching temperature depends on these heating atmospheres. The yarn temperature can be arbitrarily controlled and set by the temperature setting. Further, the stretching ratio is arbitrarily set by the speed ratio of the feed row 2 and the take-up roller.

本発明において、保護層ポリマーのTgより低い温度で
延伸を行うと、糸径後が増大するばか9でなく、構造不
整に基づく伝送損失の増加する。又保護層ポリマーのT
gより60℃以上高い温度で延伸を行うと、得られた光
伝送性繊維の屈曲性が低下する。更に本発明において延
伸倍率は1.05〜20の範囲、より好ましくは1.2
〜10の範囲でコントロールすることが必要であり、延
伸倍率が1.05より小さいと、本発明の目的である光
伝送性繊維の耐屈曲性向上が達成されない。又延伸倍率
が20を越えると、糸径後が極めて大きくなり場合によ
っては糸条が切断するトラブルが発生する。
In the present invention, if the stretching is carried out at a temperature lower than the Tg of the protective layer polymer, not only will the yarn diameter increase but also the transmission loss due to structural irregularities will increase. Also, the protective layer polymer T
If the stretching is performed at a temperature 60° C. or more higher than g, the flexibility of the obtained light transmitting fiber will decrease. Furthermore, in the present invention, the stretching ratio is in the range of 1.05 to 20, more preferably 1.2.
It is necessary to control the stretching ratio within a range of 1.0 to 10. If the stretching ratio is smaller than 1.05, the improvement in the bending resistance of the light transmitting fiber, which is the objective of the present invention, will not be achieved. Further, if the stretching ratio exceeds 20, the yarn diameter becomes extremely large, which may cause problems such as yarn breakage.

本発明において、加熱され延伸された糸条は延伸部出口
において急冷された後、引き取られ光伝送性繊維となる
。急冷して得られた光伝送性繊維は、芯材層ポリマーの
Tg以上の温度に加熱しても伝送損失の増加が認められ
ないが、一方、急冷せずに自然放冷して得られた光伝送
性繊維は、芯材層ポリマーのTg以上に加熱すると、鞘
材層にディトが発生し、伝送損失が極めて大きく増加す
る。
In the present invention, the heated and drawn yarn is rapidly cooled at the exit of the drawing section and then taken off to become a light transmitting fiber. The light transmitting fiber obtained by rapid cooling shows no increase in transmission loss even when heated to a temperature higher than the Tg of the core layer polymer, whereas the light transmitting fiber obtained by cooling naturally without rapid cooling shows no increase in transmission loss. When optically transmitting fibers are heated to a temperature higher than the Tg of the core layer polymer, dithering occurs in the sheath layer, resulting in an extremely large increase in transmission loss.

この原因については、明確でないが、延伸冷却時の繊維
内部の歪が大きく影響していると考えられる。
The cause of this is not clear, but it is thought that the strain inside the fiber during stretching and cooling has a large effect.

延伸部出口における糸条の冷却を行う笑用的かつ好適な
手段として、空気、仝素ガス、アルゴンガス、炭酸ガス
等の気体吹付を用いるあるいは水。
As a practical and suitable means for cooling the yarn at the exit of the drawing section, blowing of a gas such as air, nitrogen gas, argon gas, carbon dioxide gas, etc., or water.

氷水、不凍液、液体窒素等の液体中を通過させるあるい
は氷、ドライアイス等の固体に接触させる等が挙げられ
る。これら冷却媒体の温度は室温以下が好ましく、冷却
部から出た糸条は少なくとも芯材層ポリマーのTgより
低く、好ましくは室温程度以下に冷却されているのがよ
い。冷却部はできるだけ延伸部出口近くに設定されるの
がよく、1゜crI1以内更に好ましくは数m以内であ
る。
Examples include passing through a liquid such as ice water, antifreeze, and liquid nitrogen, or bringing it into contact with a solid such as ice and dry ice. The temperature of these cooling media is preferably below room temperature, and the threads coming out of the cooling section are preferably cooled to a temperature lower than at least the Tg of the core layer polymer, preferably below about room temperature. The cooling section is preferably set as close to the exit of the stretching section as possible, preferably within 1° crI1, more preferably within several meters.

本発明のプラスチック系光伝送性繊維における芯材層1
、鞘材層2及び保護層3の厚さ及び太さは光伝送性繊維
の使用目的に応じて適宜設定される。例えば第2図の紡
糸口金において各供給口におけるオリフィスの管径及び
管長を変えることにより厚さ及び太さがコントロールさ
れる。
Core material layer 1 in the plastic light transmitting fiber of the present invention
The thickness and thickness of the sheath material layer 2 and the protective layer 3 are appropriately set depending on the intended use of the optically transmitting fiber. For example, in the spinneret shown in FIG. 2, the thickness and diameter can be controlled by changing the diameter and length of the orifice at each feed port.

以下、実施例により、本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

なお実施例中の部は重量部を示す。Note that parts in the examples indicate parts by weight.

光伝送性能の評価は、得られた光伝送性繊維の光伝送損
失を、特開昭58−7602号第4図に示された装置に
よって測定することにより行われた。
The optical transmission performance was evaluated by measuring the optical transmission loss of the obtained optically transmitting fiber using the apparatus shown in FIG. 4 of JP-A-58-7602.

実施例1 概略第3図に示した装置を用いて、本発明のグラスチッ
ク系光伝送性繊維を得た。スパイラルリーン型攪拌機を
そなえた反応槽と2軸スクリユ一ベント型押出機からな
る揮発物分離装置を使用して連続塊状重合法によりメタ
クリル酸メチル100部、t−ブチルメルカプタン0.
40部、ジーt−プチルノ!−オキサイド0.0017
部からなる単量体混合物を重合温度155℃、平均滞在
時間4.0時間4.0時間で反応させ、次いでペント押
出機の温度をペント部り40℃、押出部230℃、ペン
ト部真空度4■Hgとして揮発部を分離し、芯成分重合
体(Tg=xos℃)として230℃に保たれたギヤポ
ンプ部を経て230℃の芯鞘保護層三成分複合紡糸ヘッ
ドに供給した。
Example 1 Using the apparatus schematically shown in FIG. 3, a glass-based optically transmitting fiber of the present invention was obtained. 100 parts of methyl methacrylate and 0.0 parts of t-butyl mercaptan were produced by continuous bulk polymerization using a volatile matter separator consisting of a reaction tank equipped with a spiral lean stirrer and a twin-screw one-vent extruder.
Part 40, G-T-Pucirno! -Oxide 0.0017
The polymerization temperature was 155°C, and the average residence time was 4.0 hours. The volatile part was separated as 4.5 Hg, and the core component polymer (Tg=xos°C) was supplied to a core-sheath protective layer three-component composite spinning head at 230°C via a gear pump section maintained at 230°C.

一方メタクリル酸クロライドと2.2,3.3゜3−ペ
ンタフルオロプロパノールとから製造したメタクリル酸
2.2,3.3.3−ペンタフルオロプロピル100部
及びメタクリル酸1部をアゾビスイソブチロニトリルを
触媒として少量のn−オクチルメルカゾタンの存在下で
重合し、屈折率1.417の鞘成分重合体を得た。この
鞘成分重合体を200℃に設定されたスクリュー溶融押
出機でギヤポンプを経て230℃の複合紡糸ヘッドに供
給した。
On the other hand, 100 parts of 2.2,3.3.3-pentafluoropropyl methacrylate prepared from methacrylic acid chloride and 2.2,3.3°3-pentafluoropropanol and 1 part of methacrylic acid were mixed with azobisisobutyropropanol. Polymerization was performed using nitrile as a catalyst in the presence of a small amount of n-octylmercazotane to obtain a sheath component polymer with a refractive index of 1.417. This sheath component polymer was supplied to a composite spinning head at 230°C via a gear pump in a screw melt extruder set at 200°C.

又一方保護層用重合体として、ポリカーがネート(Tg
=145℃)にカーデフブラック3.0チを溶融混練し
たポリマーを230℃に設定されたスクリュー溶融押出
機でギヤポンプを経て250℃の複合紡糸頭に供給した
On the other hand, as a polymer for the protective layer, polycarbonate (Tg
A polymer obtained by melt-kneading 3.0 inches of Cardiff Black at 145°C) was supplied to a composite spinning head at 250°C via a gear pump in a screw melt extruder set at 230°C.

同時に供給された芯材層と鞘材層及び保護層の溶融ポリ
マーは・紡糸口金(ノズル口径3咽φ)201を用い、
230℃で吐出した。
The molten polymers of the core material layer, sheath material layer and protective layer were supplied at the same time using a spinneret (nozzle diameter 3 mm) 201,
It was discharged at 230°C.

ノズル201から吐出された糸条202は25℃0.2
 m / aeeの空気流を用いたクエンチ装置203
の中で冷却され3.0 m/1ninの速度で第1ニツ
プローラ204に引き取られ引き続いて、165℃に加
熱された2m長の熱風循環炉206の中で加熱。
The yarn 202 discharged from the nozzle 201 has a temperature of 25°C 0.2
Quench device 203 with air flow of m/aee
It was cooled in a 2 m long circulating hot air furnace 206 heated to 165° C. and then taken up by a first nip roller 204 at a speed of 3.0 m/1 nin.

延伸され、熱風循環炉206出口から2ctnのところ
に設置された10℃の冷水槽(長さ20口)207中の
ガイド208を通過し、6. Q m/m+nの速度で
第2ニツノローラ205に引き取られ巻取機209に巻
取られた。
6. It is stretched and passes through a guide 208 in a 10°C cold water tank (20 holes in length) 207 installed 2 ctn from the outlet of the hot air circulation furnace 206. It was taken up by the second Nitsuno roller 205 and wound up by the winding machine 209 at a speed of Q m/m+n.

得られた三層構造の光伝送性繊維は芯材部径300μm
、鞘材部厚さ10μm、保護層厚さ90μm。
The resulting three-layer optically transmitting fiber has a core diameter of 300 μm.
, sheath material thickness: 10 μm, protective layer thickness: 90 μm.

外径約500μmであり、顕微鏡による観察では芯材層
、鞘材層、保護層は同心円に泥面した真円であり、気泡
や異物の存在は認められなかった。かくして得られた光
伝送性繊維の糸径斑、伝送損失。
The outer diameter was approximately 500 μm, and microscopic observation revealed that the core material layer, sheath material layer, and protective layer were perfect circles with concentric circles, and no air bubbles or foreign matter were observed. Thread diameter unevenness and transmission loss of the optically transmitting fiber thus obtained.

加熱後の伝送損失110111nl中のマンドレルに1
0回巻き付けた時の巻付光量保持率の評価を行ない、結
果を表1に示した。
Transmission loss after heating: 1 on the mandrel in 110111nl
The winding light amount retention rate when the film was wound 0 times was evaluated, and the results are shown in Table 1.

実施例2〜11 比較例1〜6 延伸温度、延伸倍率、急冷条件を表1及び2に示す様に
変えた以外は、実施例1と同様にして光伝送性繊維を得
た。
Examples 2 to 11 Comparative Examples 1 to 6 Light transmitting fibers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the stretching temperature, stretching ratio, and quenching conditions were changed as shown in Tables 1 and 2.

実施例1と同じ特性評価を行ない結果を表1及び2に示
した。
The same characteristics evaluation as in Example 1 was performed and the results are shown in Tables 1 and 2.

巻付光量保持率 ファイバの一端に650 nm平行光を入射し、固定し を測定する。Wrapping light intensity retention rate Inject 650 nm parallel light into one end of the fiber and fix it. Measure.

実施例12〜13 芯材層及び保護層成分であるポリマーを表1に示すもの
に変えた以外は実施例1と同様にして、光伝送性繊維を
得た。実施例1と同じ特性評価を行ない、結果を表1に
示した。
Examples 12 to 13 Optical transmitting fibers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the polymers as components of the core layer and protective layer were changed to those shown in Table 1. The same characteristics evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(、)〜(、)は本発明の光伝送性繊維の横断面
図、第2図は三層構造光伝送性繊維製造用の紡糸口金の
構造の一例を示す断面図、第3図は本発明の光伝送性繊
維を製造するプロセスの一例を示す装置の概略図である
。 1:芯材層、2:鞘材層、3:被覆層、A、E:芯材層
成分出口、B:鞘材層成分出口、C,E:保護層成分出
口、D:吐出口、201:紡糸ノズル、202:光伝送
性繊維、203:紡糸クエンチ装置、204:第1ニツ
ゾローラ、205:第2ニツプローラ、206:熱風循
環延伸装置、207:急冷水槽、208ニガイド、20
9:巻取機。
Figures 1 (,) to (,) are cross-sectional views of the optically transmitting fiber of the present invention; Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a spinneret for producing a three-layer optically transmitting fiber; The figure is a schematic diagram of an apparatus showing an example of a process for manufacturing the optically transmitting fiber of the present invention. 1: Core material layer, 2: Sheath material layer, 3: Covering layer, A, E: Core material layer component outlet, B: Sheath material layer component outlet, C, E: Protective layer component outlet, D: Discharge port, 201 : Spinning nozzle, 202: Light transmitting fiber, 203: Spinning quench device, 204: First nip roller, 205: Second nip roller, 206: Hot air circulation stretching device, 207: Quenching water tank, 208 Ni guide, 20
9: Winder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)芯材層、鞘材層及び保護層を基本構成単位とする
繊維を延伸することにより賦形されたプラスチック系光
伝送性繊維であって、前記保護層が前記芯材層を構成す
るポリマーのガラス転移温度よりも高いガラス転移温度
を有するポリマーで構成され、かつ前記延伸が、保護層
のガラス転移温度近傍を下限、保護層のガラス転移温度
よりも60℃高い温度を上限とする温度領域において1
.05〜20の倍率で行なわれ、かつ延伸部出口で急冷
されることを特徴とするプラスチック系光伝送性繊維。
(1) A plastic light transmitting fiber shaped by drawing a fiber whose basic constituent units are a core layer, a sheath layer, and a protective layer, wherein the protective layer constitutes the core layer. A polymer comprising a polymer having a glass transition temperature higher than the glass transition temperature of the polymer, and at which the stretching temperature is such that the lower limit is near the glass transition temperature of the protective layer and the upper limit is 60° C. higher than the glass transition temperature of the protective layer. 1 in the area
.. 1. A plastic light transmitting fiber characterized by being drawn at a stretching ratio of 0.05 to 20 and rapidly cooled at the exit of the drawing section.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4977810B1 (en) * 2009-04-22 2012-07-18 ホッティンガー バルトヴィン メッセテヒニーク ゲーエムベーハー Optical strain measurement device with fiber Bragg grating

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