JPS623206A - 光伝送性集合フアイバ− - 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】 （座業上の利用分野） 本発明は、ファイバースコープやイメージスコープと称
さする画像伝送体あるいは七の他の画像伝送体に好適な
光伝送性集合ファイバーに関するものである。

（従来の技術） ファイバースコープやイメージスコープ等の画像伝送体
は、医療分野をはじめ工業機器分野等広く普及するよう
になってきている。ところでこれらの画像伝送体の多く
は、ガラス系の光ファイバーを用いているが、最近では
プラスチック系光ファイバーの性能が向上し、とりわけ
伝送損失が小さくなってきているので、比較的短距離の
画像伝送がプラスチック系光ファイバーによって可能と
なってきている。

このようにプラスチック系光ファイバーがこの種分野へ
進出する可能性が強くなってきているが、一旦製造さｎ
た光ファイバーを最密充填して正確に一定の太さに集束
させることがむつかしく、ま窺解像度をあげるために個
々の光ファイバーをできるだけ細繊度にしなければなら
　　　　゛ないという課題を残している。

このような観点から導光体全１所甜海、高温の複合紡糸
によって製造することが、特開昭４８−５４９５２号公
報、特開昭４８−５９８４９　　　　　”号公報、特開
昭４９−２２１４７号公報、特開昭４９−７５１４９号
公報、特開昭５０−３９５５７号公報および特開昭５６
−３９５０５号公報等によってすでに提案さｎている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが上記の提案においては、はとんどが海、島２成
分で構成さｎているため、光伝送性能が十分とはいえな
い面があった。また上記提案においては島成分の断面を
非円形にするもの　　　　□が多いが、プラスチック系
光ファイバーにおい　　　　“てはそのような断面にす
ると光伝送性が極端に低下してしまう難点がある。

そこで本発明においては、高部を芯鞘構造とすると共に
この高部を実質的に円形にすることにより、光伝送性の
優れ次光伝送性集合ファイバーを提供しようとするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的全達成するためになされ次もので、
その要旨とするところは、海部に多数の高部が配置され
次構成の線状高分子物質からなり、個々の高部は芯、鞘
構造を有しており、かつその断面が実質的に円形である
ことを特徴とする光伝送性集合ファイバーにある。

以下、本発明を実施例の図面に従って説明する。

第１図は本発明の光伝送性集合ファイバーを示しており
、図中（１）が海部、（２）が高部であり、これらは有
機高分子物質で作らｎている。そしてこのうちの高部（
２）は、透明な芯（２人）とこの芯より屈折率の低い透
明な鞘（２Ｂ）とで実質的に円形となるように構成さｎ
ている。

本発明の芯（２人）として使用さｎる有機高分子物質と
しては、非品性の透明ポリマーが好適であり、例えばメ
タクリル酸メチルの単独ポリマーま７ｔはコポリマー（
原料モノマーの７０重ｔ％以上がメタクリル酸メチル、
３０重ｉ％以下がメタクリル酸メチルと共重合可能なモ
ノマーであることが好ましい。メタクリル酸メチルと共
重合可能なモノマーとしては、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ｎる。

）、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ｔ−ブ
チル、メタクリル酸ノルボルニル、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
、　　　　゛メタクリル酸ナフチル等のメタクリル酸エ
ステルとこｎらと共重合可能なモノマーとのコポリマー
、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン−メタク
リル酸エステル系コポリマー、あるいはこれらポリマー
の水系原子の全部あるいは一部が重水素原子で置換さｔ
′した重水素化ポリマー＃！が便用可能であり、もちろ
ん、その他の透明ポリマー、透明芯ポリマー、透明ブレ
ンド物も使用可能である。

また鞘（２Ｂ）成分としては、芯（２人）成分の屈折率
よりα０１以上以上−屈折率を有する実質的に透明な重
合体が便用さｎるが、通常は芯（２人）成分との屈折率
の差がα０１〜α１５の範囲にあるものから選択するの
がよい。鞘（２Ｂ）を構成する重合体の塊類に特に制限
はなく、従来公知のものでよいが、例えば、メタクリル
酸メチルの単独重合体又に共重合体を芯（２Ａ）とした
場合には、特公昭４３−８９７８号、特公昭５６−８３
２１号、特公昭５６−８５２２号、特公昭５６−８３２
５号および特開昭５３−６０２４３号等に開示されてい
るより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。

ま友、ポリカーボネートやポリエチレンヲ芯（２Ａ）と
して用い友場合には、例えばポリメチルメタクリレート
が鞘（２Ｂ）として使用できる。

また、鞘（２Ｂ）の他の具体例としては、例えば特公昭
４３−８９７８号あるいは特公昭５３−４２２６０号に
記載されている様なフッ化ビニリデン系ポリマーを挙げ
ることができ、その他フッ化ビニリデン−へキサフルオ
ロプロピレン系コポリマー、前記ポリメチルメタクリレ
ート以外のメタクリル酸エステル系ポリマー、メチルペ
ンテン系ポリマーも鞘（２Ｂ）として使用することかで
きる〇 本発明の海成分としては、そのメルトフロー　　　　゛
レー）　（ＭＦＲ］２が、高部を構成する芯成分のメル
トフローレート（ＭＦＲ）１との間において、［：ＭＦ
Ｒ］、≧［Ｍ　ＦＲ］ｓの関係となる有機高分子物質で
構成し、海、島構造を形成させる溶融賦形時に、高部を
できるだけ円形に保ち、変形金主じさせないようにする
ことが望ましい。このように高部の真円性を確保するに
は、芯成分のメルトフローレー）　［ＭＩＦＲ］１と海
成分のメルトフローレー）　［ＭＦ’Ｒ）２との関係を
規制することが主たる要因として作用するが、鞘成分の
メルト７０−レート［ＭＩＦＲ］については、光の伝送
性全確保するために重要である。すなわち鞘成分のメ　
　　　□ルト７０−レート［：ＭＦＲ］のＭは、上記の
海成分のメルトフローレート（ＭＦＲ，］、と、芯成分
のメル　　　　パ、ニ ドフローレート（Ｍ　ＦＲ）１との間にあることが望　
　　　□ましい。

このような条件を満す有機高分子物質とじては、例えば
ポリアミド、ポリエステルエラストマー、ナイロンエラ
ストマー、ポリスチレンエラストマー、ポリオレフィン
エラストマー、ポリ・４−メチルペンテン１、ポリフッ
化ビニリデン、アイオノマー、エチレン・エチルアクリ
レートコポリマー、エチレン・酢酸ビニルコポリマー、
ポリフッ化ビニリデンコポリマー、高流動性のポリメチ
ルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、
ＡＢＳ、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン等
の中から選択することができる。

本発明において前記メルトフローレート〔庇〕は、例え
ば日本工業規格ＪＩＳ　　、Ｋ　　７２１０−１９７６
、米国材料試験規格Ａ８ＴＭ　Ｄ１２３８−８２、国際
規格工８０１１３５に準拠して測定することができるフ
ローレートであり、例えばＪ工ＥＩＫ７２１０−７６を
準拠する場合、Ａ法（手動切取ｖ法）を用い、試験温度
２３０℃、試験荷重５ゆで測定することができる。また
このほかの試験条件として、　　　　゛ダイの長さはａ
０００±（１０２５ｍ、内径は２，０９５　　　　’±
ａ００５態と決めら詐る。そして試料充填量は５ｔ、Ａ
法の場合の試料採堆時間約３０秒で測定される口 ２゛ ま九、ＡＳＴＭ　Ｄ　１２３８−８２．１８０１１３３
に準　　　　・□「 拠して測定する場合も、こｎらの試験条件、測　　　　
・定条件を採用して測定さｎる。さらに測定に便　　　
　゛二、２゜用される装置、用具および測定手順につい
ても、それぞｎの規格にある範囲で決めることができ　
　　　する。

′１°“°′°“ＩＪｉ１１３７１″′″″″Ｉ−＄８
７　　　ｆ、’：アイバーは、光伝送損失の小さい優れ
九ものとなるが、最適な画像伝送体に供するには、この
　　　　□光伝送損失をムＱ　ＯＯｄＢ／Ｋｍ以下、好
ましくは１、５００　ｄＢ／Ｋｍ以下、さらに好ましく
は５００ａ　Ｂ／Ｋ　ｍ以下がよい。

本発明の光伝送性集合ファイバーを用い次画像伝送体は
、可視光によって画像を伝送するも　　　　□のであり
、可視領域における伝送損失が前記値を満足することか
望ましい。この伝送損失が１．３００　ａＢ／Ｋｍの光
伝送性集合ファイバーでは、１ｍの距離を画像伝送する
場合にその光量が７４％に減少することが分っており、
５００ｄＢ／Ｋｍの場合では同じくその光量が８９％に
減少することが分っている。

プラスチック系光ファイバーを用いたイメージスコープ
では、通常数士儒から数ｍの距離での画像伝送に使わｎ
ることが多いが、上記の光量減少に基づき実用的な距離
を考えると、その光量か５０％以下になる伝送距離は、
１．３００ｄＢ／Ｋｍのときで２．３　ｆｆｌ、　　５
００４Ｂ／Ｋｍのときで６ｆｆｉ、ｌ　Ｑ　ＯＧ　ｄＢ
／Ｋｍのときで１ｍとなるので伝送損失はＩ　Ｏ００ｄ
Ｂ／Ｋｍ以下であることが望ましいこととなる。

ま良画像伝送体の性能に関与する要因として解像度があ
る。解像度を表わすには種々の方法があるが、画像を伝
送する場合、被伝送像と伝送像との位置のずれを定量的
に表す方法が最も直接的である。

この画像は二次元の平面で伝送される。そこで光伝送性
集合ファイバーを長手方向に垂直に切断した場合の、該
集合ファイバーの両端面の横方向１列目、縦方向ｊ列目
の単糸位置の中心　　　　′点を、Ｘ（ｉ、ｊ）および
Ｙ（ｉ、ｊ）とすると、被伝送像と伝送像との位置のず
れは次式で表わさｎる。

すなわち横方向については、 縦方向については となる。但し、ｍは縦方向ｊ列目の単糸本数、ｎは横方
向１列目の単糸本数である。

本発明者等が鋭意検討した結果、高解像度の　　　　′
光伝送性集合ファイバーでは、被伝送像と伝送　　　　
。

像との間の中心点の位置のずれは、少なくとも　　　　
　□および の関係を満足するものでなけｎはならないことが分った
。

を友好ましくは および さらに好ましくは、 および でなけｎばならないことか分った。但し、ｄは高部単糸
の代表径である。

本発明の光伝送性集合ファイバーに、海、島７アイパー
を製造する複合紡糸方法で製作さｎるが、この方法の一
例を示すのが第２図である。

ここで（３）、　（Ａ）、　（５）は、そｎぞｎ海部（
１）成分、芯（２Ａ）成分および鞘（２Ｂ）ｉ溶融押出
しする押出機、（６）は紡糸口金装置、（７）ハクエン
チング、（８）はガイド、（９）は案内ロール、（１０
）は引取９０−ルである。

第２図に示し九設備を用いて本発明による光伝送性集合
ファイバーを製造するに際しては、海成分ポリマー、芯
成分ポリマーおよび鞘成分　　　　′ポリマーをそれぞ
れ溶融押出機（３）、　（４Ｌ　（５）に供給し、浴融
させたポリマーをそｎぞ扛別々に紡糸口全装ｆ！（６１
に供給し、まず芯、鞘からなる島　　　　　。

部（２）全形成し次のち、海部（１）を構成するポリマ
ーによｐ高部（２）を集合化させて、海島状の集合ファ
イバーを紡糸してなるものである。紡糸口金装置（６）
によって形成さｎた溶融集合体は、クエンチング（７）
により冷却さｎて固定化し、ファイバー化したのち案内
ロール（８）ヲ経て、引取りロール（９）により一定速
度で引取られる〇第５図は本発明による光伝送性集合フ
ァイバー１−製造する複合紡糸口金装置（４）の−例を
示しており、図中（４１）は芯成分ノズル、（４２）は
鞘成分ノズル、（４３）は海成分ノズル、（４４）は集
合ノズルであり、（４８）は分配板である。

芯成分溶融ポリマーは、分配板（４８）の供給口（４５
）に供給され、芯成分ノズル（４１）に多数個穿設さｎ
た孔から吐出される。ま几鞘成分溶融ポリマーは分配板
（４８）の供給口（４６）に供給さｎ１鞘成分ノズルで
芯成分ファイバーに被覆さｎる。

そしてこの部分で芯、鞘構造をもつ高部が形成さｎる。

海成分浴融ポリマーは、分配板（４８）の供給口（４７
）に供給され、海成分ノズル（４３）によって高部ファ
イバーの周囲に充填される０そしてこの部分で海島構造
をもつ溶融体が形成される。以上のようにして合流され
次溶融体は集合ノズル（４４）により整列さ扛、一定の
形状に集合さｎて光伝送性集合ファイバーが形成さｎる
。

（実施例） はソ第２図に示したものと同じ装置を用いて、光伝送性
集合ファイバーを製造し次。

芯成分としては、（ＭＦＲ）１　＝１．２のポリメチル
メタクリレートを、鞘成分としては７ツ化ビニ　　　　
１リデンコボリマー金、ま穴溝成分として（ＭＦ’Ｒ″
３２　　　　“＝１α５のポリメチルメタクリレートを
そｎぞれ使用した。ちなみに鞘成分のメルトフローレー
トは、６であつ交。

そして上記芯成分のポリメチルメタクリレート、鞘成分
のフッ化ビニリデンコポリマーおよ　　　　。

び海成分のポリメチルメタクリレ−トラ、そｎ　　　　
・ぞｎ溶融押出機に供給して溶融し、各ボＩＪ　？　−
’）；。

を芯成分２４ｔ／分、鞘成分１．６９７分、海成分１．
６ｆ１分で複合紡糸口金に供給し、光伝送性　　　“集
合ファイバーを製造し比。

以上のようにして得られ九九伝送性集合７７　　　　゛
□イパーの拡大断面写真を第４図に示し九〇島部の直径
は５０μで、実質的に円形であつ几。そ　　　　“して
この集合ファイバーの伝送損失を測定し次ところ、３１
０４Ｂ／Ｋｍで、十分１０ｍの距ａｔ　　　　、：画像
伝送することができた。また１０ｍの光伝送性集合ファ
イバー両端面の高部の位置のずれは、ｄ以下で、非常に
鮮明な像を伝送することができ几。

（発明の効果） 本発明は以上詳述しｔ如き構成からなるものであるから
、有機高分子物質からなる光伝送ファイバーの特質を如
何なく発揮し九海、島型のしかも光伝送損失の小さい優
ｎｍ元伝送集合ファイバー全提供しうる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例金示す部分的な拡大断面図、
第２図は本発明の光伝送性集合ファイバーを製造する装
置を示す概略的な説明図、第３図はこれに用いる紡糸口
金装置の要部を示す断面図、第４図は本発明の実施例に
よって得られ次光伝送性集合ファイバーの拡大断面図で
ある。 （１）・・・海部 （２）・・・高部 （２Ａ）・・・芯、（２Ｂ）・・・鞘 秦ｆ図 犀、２図 肌３図 尾４図 手続補正歯 昭和６０年　８月ｔ６　日 特願昭６０−１４３００２号 ２、発明の名称 光伝送性集合ファイバー ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 （６０３）三菱レイヨン株式会社 取締役社長　河　崎　晃　夫 ４、代理人 〒１０４東京都中央区京橋二丁目３番１９号（１）明細
書第１７頁第１６行の「拡大断面図」を「拡大写真」に
補正する。 （２）第４図を別紙の通り補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、海部に多数の島部が配置された構成の有機高分子物
   質からなり、個々の島部は芯、鞘構造を有しており、か
   つその断面が実質的に円形であることを特徴とする光伝
   送性集合ファイバー。 ２、海成分のメルトフローレート〔ＭＦＲ〕＿２と、島
   部を構成する芯成分のメルトフローレート 〔ＭＦＲ〕＿１とが、〔ＭＦＲ〕＿２≧〔ＭＦＲ〕＿１
   の関係となる有機高分子物質で構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光伝送性集合ファ
   イバー。 ３、光伝送損失が３，０００ｄＢ／Ｋｍ以下であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   光伝送性集合ファイバー。 ４、島部の単糸位置の中心点のＸ（ｉ、ｊ）とＹ（ｉ、
   ｊ）のずれが、 ｜［Ｘ（ｉ、ｊ）／Ｘ（ｍ、ｊ）］−［Ｙ（ｉ、ｊ）／
   Ｙ（ｍ、ｊ）］｜＜３＠ｄ＠／ｍｉ＝１〜ｍ ｊ＝１〜ｎ および ｜［Ｘ（ｉ、ｊ）／Ｘ（ｉ、ｎ）］−［Ｙ（ｉ、ｊ）／
   Ｙ（ｉ、ｎ）］｜＜３＠ｄ＠／ｎｉ＝１〜ｍ ｊ＝１〜ｎ の関係にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項または第３項記載の光伝送性集合ファイバー。 但しＸ（ｉ、ｊ）およびＹ（ｉ、ｊ）は、光伝送性集合
   ファイバーを長手方向に垂直に切断した場合の、該集合
   ファイバーの両端面の横方向１列目、縦方向ｊ列目の単
   糸位置で、ｍは横方向の単糸本数、ｎは縦方向の単糸本
   数であり、また＠ｄ＠は島部単糸の代表直径である。 ５、芯がメチルメタクリレートを主成分とするポリマー
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項または第４項記載の光伝送性集合ファイバー。