JPS62299912A - プラスチツク光フアイバ−の非接触加熱方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はプラスチック光ファイバーを安定、かつ非接触
的に熱処理する方法に関するものである。

（従来の技術） 通信技術分野の技術革新の中核をなす光学繊維の発展は
、ガラス系光学Ｗ＆維をベースとして著しいものがある
が、ガラス系光学繊維と対比してコストおよび加工性に
優れた有機系光学繊維、すなわちプラスチック光ファイ
バーも短距離伝送用としてその活用が注目されている。

しかしながら、通常合成繊ｌＩｔの製造法の一つである
溶融紡糸技術を応用して￥Ｊ造されるプラスチック光フ
ァイバーは、合成繊維の場合とは相違して繊維を構成覆
るポリマが結晶性を有しないことおよび光学性↑（ｌの
一七から該ポリマの純度が極端に大きいことかが必要で
あること、さらに光学繊維を構成する芯・鞘両成分の界
面に不整がないことなど極めてシビアな製造上の制約、
すなわち技術的困難性があることはよく知られている。

このような技術的困難性の中で、該プラスチック光ファ
イバーにその目的に適合した特性を付与する、たとえば
繊組軸方向に＾分子鎖を配向させ、機械的性質、特に可
撓性や耐屈曲性などを改良するるための未延伸フノノイ
バーの延伸、延伸した後の寸法安定性を向」箕ｊどを目
的として、通常熱処理が施されるが、ガイド類、ローラ
類との擦過による繊維表面の損傷を防止する必要のある
プラスチック光ファイバーの場合は、通常プラスチック
光ファイバーには油剤が付与されていないから、その表
面に静電気が発生し、帯電するために、ファイバーが相
互に反目し合い、熱処理中に熱処理帯域で加熱部材に吸
引されて接触損傷したり、熱処理帯域を安定に走すする
ことかできなくなるなどの１〜う°Ｉルが発生する。そ
の結果とし−（、プラスチック光ファイバーを構成する
鞘成分が損傷、脱落し、透光性および機械的強度の低下
をきたすことになる。

このようなプラスチック光ファイバーの静電気に起因す
る熱処理時のトラブルは、熱処理を非接触、たとえば加
熱空気や加熱窒素などの加熱雰囲気中で周接的に繊維を
加熱する手段を適用する場合にも同様である。

（発明の解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上記プラスチック光ファイバーの機械
的性質、寸法安定性などを改良、向上させるための熱処
理方法、特に熱処理中の帯電に起因する該プラスチック
光ファイバーの光学特性（透光性）および走行安定性の
低下などのない熱処理方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） このような本発明の目的は、前記特許請求の範囲に記載
した発明、すなわち 連続的に走行するプラスチック光ファイバーを熱処理す
るに際して、該プラスチック光ファイバーの帯電圧を１
ＫＶ以下とし、非接触的熱処理することによって達成す
ることができる。

本発明の熱処理において、熱処理に供給されるプラスチ
ック光ファイバー（以下、ＯＦＦと略す）は、その帯電
圧が１ＫＶ以下、好ましくは０．３ＫＶ以下に除電され
ていることが重要である。

特に、本発明のようにＯＦＦを非接触的に熱処理する場
合には、１ＫＶ以下に除電しておかないと、プラスチッ
ク光ファイバーが熱処理工程を安定に走行し難くなり、
該静電気に起因するトラブルを防止できなくなるのであ
る。

ここで、本発明に規定する１Ｋｖ以下の帯電圧にするた
めのプラスチック光ファイバーの除電装置としては、特
に限定されるものではないが、好ましくは以下に述べる
装置がよい。

Ａ：］ロナ放電によってイオンを発生し、繊維表面の電
荷を中和する型式の除電装置、具体的には春日電機（株
）製“イオライザー”ＡＫＥＲ−２００型電極と４０９
−３Ａ型高電圧発生器とを組合わせた装置、 Ｂ：アースを設けた導電性繊維の編織物や不織布（この
布に帯電したプラスチック光ファイバーを接近または接
触させることによって帯電圧を１ＫＶ以下とすることが
できる）。

導電性繊維の編織物や不織布としては、たとえば炭素繊
維製の編織物、導電性カーボンブラックなどの導電性微
粒子を配合した高分子重合体からなる繊維の編織物およ
び成形品、スチール、鉛、アルミニュウム、銅などの導
電性金属からなる繊維の織布や不織布などがある。

本発明の熱処理法を図面に基づき、さらに具体的に説明
する。

第１図は、本発明の熱処理法の１実施態様を示す断面図
であり、図において、１はＯＰＦ、２は駆動ロール、３
はブロックヒーターを装備する延伸帯域、４は加熱流体
導入部、すなわち延伸帯域出口部、５は加熱流体循環用
ファン、６は流体加熱用ヒーター、７はＯＦＦ巻き取り
部、８は除電電極、９は静電気除去用高電圧発生器を示
す。

加熱帯域の中空部、すなわち糸通路内を加熱気体が循環
する場合は、糸通路内の温度が均一になり、プラスチッ
ク光フアイバー表面の伝熱境膜を常時更新することがで
きるから、熱の伝達が良好であり、したがってヒーター
艮の短尺化を図ることが可能になる。ブロックヒーター
加熱だけでは、温度が不均一になり、効果的に熱処理を
行うことができない。

また、上述した通り、延伸帯域にＯＦＦを導入する直前
に、紡糸−引取り■稈におりる摩擦によって帯電したＯ
ＦＦ表面の静電気を十分に除去することができるから、
延伸帯域のＯＰＦの走行が安定し、本発明の目的達成の
上で有利となるのである。

第１図において、ＯＰ［１の静電気を除去し、予備張力
をイ・］＃＝Ｊした後、ネルソン式駆動ロール２に捲回
して延伸帯域に導き、ＯＰＦの走行方向に対向して４か
ら加熱気流を吹込み、後方の速度の異なる駆動ロールの
牽引力によって所定の倍率に延伸を行う。駆動ロールと
してはネルソンロール方式の外に、多段ロール方式を用
いることができる。また、加熱気流の流動方向としては
、順流であってもよい。

延伸を行う場合の止糸張力としては、たとえば芯成分が
ポリメチルメタクリレ−１〜系ポリマからなる直径２５
０μｍのＯＰＦの場合を例にとると、約１〜７０Ｃ３の
範囲内、直径が５００μｍの場合は３０〜２００ｑの範
囲内、直径が７５０μｍの場合は７０〜３５０Ｃ１の範
囲内、直径が１０００μｍの場合は１５０〜ａｏｏｃ＋
の範囲内で行うのがよいが、延伸速度や延伸温度および
延伸比倍率などによって変化するから限定されるもので
はない。

また、上記芯成分がポリメチルメタクリレート系ポリマ
からなるＯＰＦの場合の延伸速度としては、直径が２５
０μｍの場合は２０〜１００ｍ／分、直径が５００μｍ
の場合は１０〜５０ｍ／分、直径が１０００μｍの場合
は５〜２０ｍ／分で行うのがよい。

非結晶性のポリマからなる０　１〕Ｆの熱処理は、通常
の合成繊維のような結晶性ポリマからなる繊維の熱処理
とは異なり、延伸工程で与えられた繊維軸方向における
高分子鎖の配向をできる限り維。

持して、繊維内部の歪みを均一化し、寸法安定性を付与
することを意図して施される。この寸法安定、性のため
の熱処理に際しても、非接触加熱が好ましいが、このよ
うな非接触加熱処理手段としては、中空ヒーターなどを
用いることができ、より好ましくは前記の非接触加熱延
伸手段と同様に、加熱流体が循環する加熱帯域内にＯＦ
Ｆを置いて定長下に熱処理し、目的と１６ＯＦＦの最高
使用温度の乾熱下で２４時間の熱処理を行った後のＯＦ
Ｆの収縮率が２％以下、好ましくは１％以下になるよう
に熱処理を施すのがよい。この際、安定に熱処理するた
めには、加熱帯域直前においてＯＰ「表面に帯電してい
る静電気を十分に除去した後、該加熱帯域にＯＰＦを導
入することが必要である。

第２図は、ＯＦＦと除電電極との距離に対するＯＦＦ表
面帯電圧の関係の一例を示すグラフである。第２図の場
合はＯＦＦと電極との距離を１５ｃｍ以下にする必要が
あることが判る。

本発明の熱処理に供されるＯＦＦとしては、有機重合体
からなる光学繊維、たとえばメチルメタクリレート系重
合体、ポリカーボネート、ボルニル系重合体、スチレン
系重合体などを芯成分とし、含弗素メタクリレート系重
合体、弗化ビニリデンとテトラフルオロエヂレンとの共
重合体、含弗素オレフイン系重合体などを鞘成分とし、
好ましくは画成分間の屈折率差が大きく、融点差の小さ
い重合体から得られるＯＰＦを例示することができる。

以下、実施例により本発明の熱処理法の効果を具体的に
説明する。

実施例１ 十分に精製された市販のメチルメタクリレートを連続塊
状ラジカル重合し、脱モノマして、重量平均分子量が８
５，０００．残存モノマ含有量が０．０９重量％のポリ
メチルメタクリレートを得た。このポリメチルメタクリ
レートを芯成分とし、市販の弗素系ポリマ（弗化ビニリ
デン／テトラフルオロエチレン−８０／２０重量比）を
鞘成分として複合紡糸し、未延伸ＯＰＦを作成した。

未延伸ＯＰＦを第１図に示した除電装置（春日電機（株
）製“イオライザー″）を備えた非接触熱処理−延伸装
置を用いて熱処理、延伸し、直径１０００μｍの延伸Ｏ
ＦＦを得た。なお、除電装置の電極とＯＰＦとの相対距
離は５ｃｍに設定した。

除電電極とＯＦＦとの相対距離を１５ｃｍに設定した場
合は、走行するＯＰ「の帯電圧は約１ＫＶを示し、走行
安定性がやや低下した。このことは帯電圧が約１ＫＶよ
り大きくなると、走行安定性の面からも好ましくないこ
とを示している。

上記熱処理−延伸装置において、該装置内を走行する０
１〕［は除電装置によってその帯電圧が約０．３ＫＶに
除電されており、延伸・熱処理帯域を構成する部材に該
ＯＦＦが吸引されることは全くなく、極めて安定した走
行安定性を示した。

かくして得られた延伸ＯＰＦの透光性をタングステン−
ハロゲンランプを光源とし、回折格子分光器を用いて測
定したところ、波長６６０ｎｍで２１０ｄＢ／Ｋｍであ
り、熱処理・延伸前の未延伸ＯＰＦの透光性（２１１ｄ
Ｂ／Ｋｍ）とほぼ同じであることが判った。また、この
延伸ＯＰＦの機械的特性として、１０ｍｍφのｓＵｓ製
九棒を用いてＩＫＱの張力を与えて一定角度で繰返し屈
曲せしめ、破断するまでの回数を測定したところ、５１
７８回であり、また優れた強度を有することが判った。

実施例２ 実施例１において、熱処理−延伸装置に装備する除電装
置として、オイルファーネスから得られた房状に連なっ
た導電性カーボンブラック２５重量部を７５重量部のポ
リエチレンに配合した組成物を芯成分とし、鞘成分とし
てポリアミドを用いて作成した７５デニール２４フイラ
メントの導電性繊Ｍにｉ５／鞘比率−５／９５　＞から
なる織布を除電布として用いて、未延伸ＯＰＦの帯電圧
を０゜５ＫＶまで除電し１、熱処理、延伸した。除電さ
れた未延伸０　［）Ｆは、延伸装置内で部材に吸引され
ることなく、安定した走行ｆ１を示し、極めて安定、良
好に延伸することがＣきた。また、得られた延伸ＯＰ　
Ｉ＝の透光性も未延伸ＯＰＦの透光性とほとんど同じで
あった。

比較例１ 実施例１において、除電装置を取外して加熱−延伸した
ところ、走行ファイバー表面の帯電圧が−７，３ＫＶと
高い値を示し、延伸帯域内を走行するＯＦＦが該帯域の
部材に吸引され、かつＯＦＦ相互が反撥し合うために、
ＯＰＦを安定して走行ざゼることができなかった。結果
として、得られた延伸ＯＰトの透光性も未延伸ＯＰＦに
比較して低下が大きく、延伸による機械的強度の向上も
ＯＦＦ周辺に傷が発生し、小さかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の加熱方法に使用する装置の１態様を
示す断面図であり、図において、１はＯＦＦ、２は駆動
ロール、３はブロックヒーターを装備する延伸帯域、４
は加熱流体導入部、すなわち延伸帯域出口部、５は加熱
流体循環用ファン、６は流体加熱用ヒーター、７はＯＦ
Ｆ巻き取り部、８は除電電極、９は静電気除去用高電圧
発生器を示す。 第２図は、本発明の加熱方法における除電電極−ＯＦＦ
表面間距離とＯＦＦ帯電圧との関係を示すグラフである
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的に走行するプラスチック光ファイバーを熱
   処理するに際して、該プラスチック光ファイバーの帯電
   圧を１ＫＶ以下とし、非接触式熱処理することを特徴と
   するプラスチック光ファイバーの熱処理方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、熱処理に供され
   るプラスチック光ファイバーが未延伸ファイバーである
   プラスチック光ファイバーの熱処理方法。
3. （３）特許請求の範囲第１〜２項において、熱処理に供
   されるプラスチック光ファイバーが延伸された光ファイ
   バーであるプラスチック光ファイバーの熱処理方法。
4. （４）特許請求の範囲第１〜３項において、コロナ放電
   によって発生するイオンにより、繊維の表面電荷を中和
   し、除電する装置を使用して、該プラスチック光ファイ
   バーの帯電圧を１ＫＶ以下とすることを特徴とするプラ
   スチック光ファイバーの熱処理方法。
5. （５）特許請求の範囲第１〜３項において、アースされ
   た導電性繊維からなる編織物を用いてプラスチック光フ
   ァイバーの帯電圧を１ＫＶ以下とすることを特徴とする
   プラスチック光ファイバーの熱処理方法。