JPS6275603A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ファイバースコープやイメージスコープと称
される画像伝送体あるいはそ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。

（従来の枝体ｊ） ファイバースコープ−やイメージスコープ等ノ画像伝送
体は、ヒ入・奈分粁をばじめ工業Ｆｎ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１生ｉ；ヒが向
上し、とりわけ伝送損失−１＋’−小をくなってきてい
るので、比に？的・短Ｙ巨乍の画（で９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（（プラスチック系光ファイ／く−がこの［口
分野へ進出する可能性が強くなってきているが、一旦製
造され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、また解像度をあげるた
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を、所謂海、島型の複合紡糸
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４９−２２
１４７号公報、持り；ｌ昭４９−７５１４９号公報、特
開昭５０−５９５５７号公報）よび特開昭５６−３９５
０５号公報等によってすでに提案されている。

（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、週とんどが海、島２成
分でｆＩＶｊ成されているため、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、プラスチック糸光フ
ァイバー（′こおいてはそのような断面にすると光伝送
性がトス二昌に低下してしまう′雌点がある。

そこで本発明においては、島部を芯Ｙ　ｆＭ　ｊｌとす
ると共にこの外側に保護ツを設けることにより、真円性
等所望の断面形状を確保して、光伝送性を向上させ、さ
らには保護層を着色して画像のコントラストを高める等
保護層を機能的に活用し、性能の優れた光伝送性集合フ
ァイバーを提供しようとするものである。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
その要旨とするところは、海部に多数の６１部が配す１
ｔされた構成の線状高分子物質からなり、個々の島部は
芯、鞘溝造を有していて、しかもこれらの外側に保鴻１
すが形成されていることを特大とする光伝送性集合ファ
イバーにちる。

以下、本発明を実施例の図面に従って説明する。

・′ｇ１図は本発明の光伝送性５合ファイバーを示して
訃り、図中（１）がｉ′ｔ：ン；仏、（２）が島部、（
３）が保ざシ；・房であり、これらは汀も却高分子物質
で作られている。そしてこのうちの島’、［（２）は、
第２図に示す通り一、極明な芯（２人）とこの芯より■
折・名一つ低ｉ／′１透明；’ｘ’７＋ｉ　（２Ｂ　）
とでμｄ　：ｒ’ノに円形となろＬうに１．・Ｉ成さオ
しているう 不定用の芯（２人）として・ｊｐ　：ｉｊ　５　ｒ−ら
有；・４高分子物質としては、非１・・１世つ一部２・
ＩＪＩ−ｒ′！Ｊマーが好らでで５らり、（−１し之−
；−ｒメｑり′ノル皮メチルのｆ＋１５Ｊポリマーまた
はコポリマー（原料上ツマ−の７０重量％以上がメタク
リル酸メチμ、３０重量％以下がメタクリル酸メチ７し
と共重合可能な化ツマ−であることが好ましい。メタク
リ／Ｉ／酸メチルと共重合可能な化ツマ−としては、例
えばアクリル酸メチル、アクリル酸メチル等のビニフレ
モノマーが挙げられる。）、メタクリ／１／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ｌし酸アダマンチル、メタクリル酸ベ
ンジμ、メタクリ）Ｖ酸フェニル、メタクリル１１タナ
フチｐ等のメタクリ／’Ｆｔ’２エステルとこれらと共
重合可能な化ツマ−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／Ｌ’酸エステル
系コポリマー、す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市水素化ポリ
マー−１）がｖＪｌ用可［准でちり、もちろん、その・
也つｈ・ｒＪｉ　ｗ、ａリマー、ニダ明芯ポリマー、透
明ブレンド物もイ・ｕ用司丁；旨である。

また￥ｉ’ｌ　（２Ｂ　）成分としては、芯（２Ａ　）
　ｂ’：分の屈折率より［１０１以上以上−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（
２人）成分との知折率の差がα０１〜Ｇ、１５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
重合体の種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！Ｊ／ｖＷメチ〜の単独重合体また
は共重合体を芯（２Ａ）とした場合には、特公昭４３−
８９７８号、特公昭５６−８３２ｊ号、特公昭５６−８
３２２号、特公昭５６−８５２５号および特開昭５３−
６０２４３号等に開示されているようなメタクリ／Ｌ／
酸とフッ素化アμコー／ｌ／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。

また、ポリカーボネートやポリスチレンを芯（２人）と
して用いた場合には、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５３−４２２６［］号
に記］戎されで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、その他フッ化ヒニリデンーへキサフ
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〃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
ができる。

本発明の海成分としては、そのメ〃トフローレー）　（
ＭＦＲＩ２が、高部を構成する芯成分のメルトフローレ
ートＣＭＦＲ］＋との間において、（ＭＦＲ］２≧（Ｉ
ＪＦＲ）＋の関係となる有機高分子物質で！１”Ｓ成し
、海、島構造を形成させる溶融賦形時に１，１部をでき
るだけ円形に保ち、変形を生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トＣＭＦＲ１１と海成分のメ
ルトフローレートＣＭＦＲ″１２との関係を規制するこ
とが必要である。

さらに高部の真円性を向上し画像伝送性を高めるために
は、保護層を形成する成分のメルトフローレートＣＭＦ
Ｒ１３の規制も重要となる。すなわち保護層成分のメ／
Ｌ’）フローレー）　［：ＭＦＲ］３の値は、上記の海
成分のメルトフローレート〔ＭＦＲ〕２と、芯成分のメ
〜トフローレー）　（ＭＦＲ］＋との間にあることが望
ましい。

このような条件を満す海成分および保護層成分としての
有機高分子物質は、例えばポリアミド、ポリエステルエ
ラストマー、ナイロンエヲヌトマー、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
−６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。

上記の如き物質のうち、一旦製造された集合ファイバー
の一部分の海成分を溶解させて柔軟性のあるファイバー
を得ようとするときには、保護；・１り成分として１ｉ
ｌｌｔ溶剤性の高い物質を選ぶことが望ましい。また、
保護層成分には光を吸収する物質、例えば染料、顔料等
を均一に分数せしめて用いるのが好ましく、このように
着色することによって、伝送された画像部における外光
の吸収がなされ、コントラストが大幅に向上する。

本発明において前記メｐトフローレ−１−［ＭＦＲ）は
、例えば日本工業規格ＪＩＳ　Ｋ　７２１０−１９７６
、米国材料試験規格ＡＳＴＭ　Ｄ１２５８−８２、国際
規格ＩＳＯ１１３３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ＪＩＳ　Ｋ　７２１０−７６
を準拠する場合、Ａ法（手動切取り法）を用い、試験温
度２３０℃、試験荷車ｓ　ｋｇ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ａ００
０±Ｑ、０２５ｍ、内怪は２，０９５±０．００５ｍｍ
と決められる。そして試料充填量は５ｇ、Ａ法の場合の
試料採取時間約３０紗で測定される。

また、ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１２３８−８２、　ＩＳＯ１
１３３に準拠して測定する場合も、これらの試験条件、
測定条件を採用して測定される。さらに測定に使用され
る装置、用具および測定手順についても、それぞれの規
格にある範囲で決めることができる。

以上のようにして構成された光伝送性集合ファイバーは
、光伝送損失の小さい優れたものとなるが、最適な画像
伝送体に供するには、この光伝送損失をｓ、　ｏ　ｏ　
ｏ　ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは１．３００　ｄＢ／ｋ
ｍ以下、さらに好ましくは５００ｄＢ／ｋｍ以下がよい
。

本発明の光伝送性集合ファイバーを用いた画像伝送体は
、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が望ましい。

この伝送損失が１、３００　ｄＢ／ｋｍの光伝送性集合
ファイバーでは、１ｒｒＬの距離を画像伝送する場合に
その光量が７４優に減少することが分っており、５００
　ｄＢ／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、通常数十のから数ｍの距離での画像伝送に使われ
ることが多いが、上記の光量減少に基づき実用的な距、
恒を考えると、その光量が５０チ以下になる伝送距離は
、１．５００ｄＢ／ｋｍのときで２．５　ｍ　、　　５
００　ｄＢ／ｋｍのときで６　ｍ、　１０００　ｄＢ／
ｋｍのときで１ｍとなるので伝送損失は３．０００　ｄ
Ｂ／ｋｍ以下であることが望ましいこととなる。

また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
集合ファイバーを投手力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、コ）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
わされる。

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３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１ｉｔ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ればならないことが分った
。

また好ましくは および さらに好ましくは、 および でなければならないことが分った。但し、ｄは島部単糸
の代表径である。

本発明の光伝送性集合ファイバーは、屑、島ファイバー
を製造する複合紡糸方法で製作されるが、この方法の一
例を示すのが第３図である。

ここで（３）、（４）、（５）、（６）は、それぞれ海
部（１）成分、芯（２人）成分、鞘（２Ｂ）成分および
保１ｊ隻ｒ４　（３）成分を溶融押出しする押出機、（
７）は紡糸口金装置、（８）はクエンチング、（９）は
ガイド、αＯは引取りロールである。

第６図に示した設９１ｉ］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、鞘成分ポリマーおよび保護層成分
ポリマーをそれぞれ溶融押出機（３）、（４）、（５）
、（６）に供給し、溶）犠させたポリマーをそれぞれ別
々に紡糸口金装置（７）に供給し、壕ず芯、鞘からなる
高部（２）と保護層（３）を形成したのち、海部（１）
を構成するポリマーにより高部（２）を集合化させて、
泥島伏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（７）によって形成された溶融集合体は、ク
エンチング（８）により冷却されて固定化し、ファイバ
ー化したのち案内ローｌしく９）を経て、引取りロー／
Ｌ’（イ）により一定速度で引取られる。

第４図は本発明による光伝送性集合ファイバーを製造す
る複合紡糸口金装置（７）の−例を示しており、口金の
構成は導入板σＯ）と芯成分分配板συ、鞘成分分配板
（７２１、保護層成分分配板σ３、海成分分配板σ（イ
）および集合セ／Ｌ’σつからなっている。

そして芯成分は導入口σｂ）よりギアポンプ（図示略）
にて一定量供給され、分配板向にて番孔に分配される。

また鞘成分は導入口面よりギアポンプにて一定量供給さ
れ、分配板ｆｆ３にて芯成分を被覆し、同様に保護層成
分は導入口σ→よりギアポンプにて一定量供給され、分
配板σ４にて芯、鞘成分を被覆し島成分となる。さらに
海成分は導入口σ翅よりギアボンデにて一定量供給され
、分配板向にて上記島成分を被覆するが、この海成分は
島成分の真円性を確保しつ＼流下し、集合セル徹の上部
で島と島の間へ流入して集合ファイバーを形成させる。

（実施例） はゾ第５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た。

芯成分としては、（ＭＦＲＩ、　−１，２のポリメチル
メタクリレートを、鞘成分としてはフッ化ビニリデンコ
ポリマーを、また海成分として（ＭＦＲ］２＝Ｉ　Ｑ、
５のポリメチルメタクリレートをそれぞれ使用した。ち
なみに鞘成分のメルトフローレートは、６であった。ま
た、保護層成分としては、カーボンを５重量％混入した
［ＭＦＲ）、　＝　８のポリエチレンを使用した。

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、海成分のポリメチルメ
タクリレートおよび保Ｊ　島成分のポリエチレンを、そ
れぞれ溶融押出機に供給して溶融し、各ポリマーを芯成
分２４９／分、鞘成分ｔ　ｂ　９　／分、海成分１．６
９７分、保護層成分１６９／分で孔数２００の複合紡糸
口金に供給し、光伝送性集合ファイバーを製造した。

以上のようにして得られた光伝送性集合ファイバーは、
れｔＯ１５圏、横１鴫の断面形状を有し、それぞれの高
部を構成するファイバーは外内部が４５０　ｄＢ／ｋｍ
　、中央部が４４０　ｄＢ／ｋｍで光量むらのきわめて
少ないものであり、しかも非常に萌ミ明な像を伝送する
ことができた。また比１１（２のため上記試ｑの製造に
際し、同−楯゛１１戊で保護７′、りのみ設けない集合
ファイバーを製作して評価したところ、外周部が７００
　ｄＢ／ｋｍ　、中央部３５０　ｄＢ／ｋｍと」ｉ、を
所によって光ｊＮむらの大きいものであった。

（発明の効果） 本発明は以上詳述した如さ（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、しかもこれに保護層が組合された光伝
送損失の小さい罎れた光伝送集合ファイバーを堤供しう
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を示す部分的な拡大断面図、
第２図はその一部の拡大ｆｉ、ｌｉ面図、４３図は本発
明の光伝送性集合ファイバーを１１２迫する装Ｋｉを示
す概略的な説明図、第４図はこれに用いる紡糸口金装置
の警部を示す断面図である。 （１）・・・海部 （２）・・・高部 （２Ａ〕・・・芯、（２Ｂ）・・・τ・１１（３）・・
・保護層 剃１２１　　　　　　　朱２図 ネ３２］

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、鞘構造を有していて、し
   かもこれらの外側に保護層が形成されていることを特徴
   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、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
   または第３項記載の光伝送性集合ファイバー。 ５、保護層成分のメルトフローレート〔ＭＦＲ〕＿３と
   芯成分のメルトフローレート〔ＭＦＲ〕＿１と海成分の
   メルトフローレート〔ＭＦＲ〕＿２が、〔ＭＦＲ〕＿１
   ≦〔ＭＦＲ〕＿３≦〔ＭＦＲ〕＿２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、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。 ６、保護層が着色されてい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、第４項または第５項記
   載の光伝送性集合ファイバー。