JPS63287907A - プラスチック製光ファイバ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック製光ファイバーの製造方法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、ファイバーの予熱工
程に遠赤外線ヒーターを、そして近赤外線ヒーターをネ
ック延伸用に併用することで、光伝送損失が少なく、フ
ァイバー径のばらつきが少ない、すぐれたプラスチック
製光ファイバーを、高い生産性をもって製造することの
できる方法に関する。

〔従来の技術〕

プラスチック製光ファイバーの製造工程においては、紡
糸された芯に、鞘がコーティングされたあとの工程で、
ファイバーの強度および可撓製の向上を図るため、熱延
伸工程を設けてファイバーの延伸を行うことが一般に行
われている。

従来、延伸工程では、ファイバーの延伸に熱風延伸機が
使用されている。熱風延伸機は、空気を加熱しつつ延伸
機中を循環させ、その中にファイバーを通すことで空気
との接触伝熱によりファイバーを加熱し、軟化させて延
伸を行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この熱風延伸機は、熱容量が大きくとれるため、工程を
流れるファイバーの直径や糸条数が多少変化しても、容
易に対応ができるという優れた特長を有している。しか
し、熱風延伸機は、ファイバーへの伝熱を空気との接触
により行っているため、いくつかの問題を抱えている。

第１は、ファイバーの直径が大きくなった場合、伝熱に
時間がかかるため延伸速度を低下させるか、熱風の当た
るゾーンを長くするかせざるを得す、生産性向上のネッ
クとなっている。

第２は、ファイバーへの伝熱を空気からの接触伝熱によ
っているため、光ファイバーの直径方向に温度分布が生
じ易い。このため、芯と鞘の′ｆＪＩ離現象や、芯内部
で延伸率の変化による不均一化現象が生じ易い、故に、
熱風延伸機のコントロールには高度の技術が要求される
とともに、延伸条件の不適合が光伝送損失の増加に繋が
り易かった。

第３に、熱風延伸機においては、ファイバーに空気流が
当たるため延伸機内部でファイバーにゆれが生じやす（
、ファイバー径のむらが増加しやすいという欠点を持っ
ている。

そこで、本発明者らは、光伝送損失およびファイバー径
のむらの減少と、光ファイバーの生産性向上といった諸
問題を解決する延伸方法について鋭意研究を行った結果
、プラス千ツク特有の赤外線の吸収を利用することで、
これらの諸問題を完全に解決できる延伸方法を見出した
。即ち、本発明の目的は、光伝送損失が少なく、ファイ
バー径のむらが少ないプラスチック製光ファイバーを、
高い生産性をもって製造することのできる方法を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、芯−鞘構造の断面を有するプラスチッ
ク製光ファイバーの製造方法が提供されるのであって、
この方法は、遠赤外線ヒーターをファイバーの予熱用に
、近赤外線ヒーターをネック延伸用に併用してファイバ
ーを１倍以上１０倍以下の倍率で延伸することを特徴と
する。これによって、光伝送損失が少なく、ファイバー
径のむらが少なく、かつ生産性の高いプラスチック製光
ファイバーの製造方法が提供される。

本発明でいうプラスチック製光ファイバーは、芯に屈折
率の高いプラスチックを、鞘に屈折率の低いプラスチッ
クを使用したもので、その断面形状は円形、または多角
形である０例えば、芯にＰＭＭＡ　（ポリメタクリル酸
メチル）、ＰＳＴ（ポリスチレン）、またはそれらの共
重合物等を使用し、鞘にフッソ系のポリ沸化ビニリデン
等を被覆した物で、その外側に第三成分がコーティング
されていてもかまわない。

かかるプラスチック製光ファイバーは、任意の方法で紡
糸、コーティングされた物でよい。

本発明で言う遠赤外線とは、その波長が１．５μ以上１
顛以下の電磁波である。また、近赤外線とは、波長が１
．５μ以下で０．７８μ以上の電磁波である。この様な
、波長の差異は、赤外線を放射する物質の表面温度によ
ることは、ブランクの法則およびウィーンの法則として
広＜一般に知られている。

（作　用〕 近赤外線は、可視光（波長０．７８〜０．３８μ）に近
い性質を有しているため、集光性に優れている。

一方、遠赤外線は、マイクロ波に近い性質を有しており
、物質内の熱運動を直接励起することが可能であるとい
う特長を有している。

一般に、分子の振動スペクトルは遠赤外線の領域に現れ
る、このため物質は遠赤外線を吸収すると分子レベルで
加熱され、比較的均一に温度が上昇する。身近な例とし
ては、天津甘栗、石焼きいもなどもこの遠赤外線の利用
例である。

本発明においては、この遠赤外線の性質を利用し、遠赤
外線ヒーターを、ファイバーの表面状態に左右されず、
かつ半径方向に温度分布を持たなし）ように加熱するこ
とが可能な予熱機として利用する事によって、温度むら
に起因する光伝送損失の低下を防止できることが見出さ
れたのである。

一方、ポリエチレン等結晶性高分子においては、延伸点
を固定しその超分子構造を均一化してファイバー強度の
向上を図るためネック延伸の手法が利用され、現在一部
工業化もされている。この手法を、非または低結晶性の
ポリマーに応用した場合、延伸点が固定されることで糸
の直径のむらを減少させることが可能であることを見出
した。更に、この場合、加熱は光ファイバーの傷付きを
防止するため、非接触で行われる必要がある。この方法
を与えるのが、近赤外線の優れた集光性である。集光性
を向上させるため、近赤外線ヒーターには、パラボラの
反射鏡を付けるのが望ましく、かつ、その焦点を光ファ
イバーが通過するようセツティングするのが望ましい。

このように延伸点を固定化することにより、ファイバー
直径のむらを減少させることが可能となる。

上述のように、遠赤外線と近赤外線を利用することで、
光伝送損失およびファイバー直径のむらをそれぞれ減少
させることが可能であるが、この三者を併用することに
より、三者の相乗効果で延伸時の速度を増加させること
ができるため、光ファイバーの生産性を格段に向上させ
ることが可能になる。

〔実施例〕

第１図は本発明方法の具体的実施に用いる装置の例を示
したものである。ここで１．はファイバー送り出し側の
ニップローラ、２．は引き取り側のニップローラである
。延伸の際には、これらのローラの速度を変化させるこ
とで延伸倍率を決定する。

３、は予熱用の遠赤外線ヒーターでファイバーから１ｃ
ｍから１０ｃｍの間隔をおいて配置されるが、熱効率を
上げ、かつ、はこりの付着を防止するためドーム状のカ
バーを取り付けることが望ましい。

４、は近赤外線ヒーターでその焦点をファイバーが通過
する様セツティングする。５．はファイバーの冷却装置
である。

本発明においては、１．２のニップローラーには、シリ
コンゴム引きのロールを二個有するニップローラーを自
作した。３．の遠赤外線ヒーターには、日本碍子製イン
フラセラムヒーター（ＩＩ７Ｇ−６２０００型、単相２
００Ｖ　、　１００ＯＷ）数台をパラレルで使用すると
ともに、ドーム状のカバー及び反射板でファイバーをは
さみ込むような構造とした。

ヒーターの表面温度は６００℃となるようサイリスク−
で電力をコントロールして調整した。４．の近赤外線ヒ
ーターには鹿島製近赤外ヒーター（単相２００Ｖ　、　
１５００Ｗ）　ニ焦点距Ｍ　５０　ｔｍノハラホラ反射
鏡を取付け、２台を向かい合わせて使用した。

ファイバーはこの２台の中心を通過する。５．の冷却装
置には、水冷のローラーを使用するとともに、この赤外
線延伸装置の前後には、高さ調整ガイド用として滑車を
使用した。

一方、比較用として使用した熱風延伸機は、日本電熱製
シーズヒーター（３相２００Ｖ　、　２０ＫＷ）と高木
鉄工所製ブロワ−（ＮＩＢ、１３　Ｎ　ｒｄ　／ｗｉｎ
）を組み合わせた全長２ｍ、幅２０ｃｍの熱風延伸機を
自作して使用した。

サンプルには、芯にＰＨＭＡ　（ポリメタクリル酸メチ
ル）、鞘にポリ沸化ビニリデンを被覆した２層タイプの
光ファイバーを紡糸して使用した。

実施例１および２、比較例１および２では延伸倍率は２
倍、実施例３および比較例３においては延伸倍率は３倍
で実験し、比較した。

ファイバー直径のむらは、アンリッ社製レーザー外径測
定機Ｍ　５５２Ａでオンライン測定した。光伝送損失は
社内で作成した損失測定機で測定し、波長６５０ｎ−で
の損失を採用した。

生産性を示すファイバーの延伸スピードは、２゜のニッ
プローラの巻取り速度で表した。

結果を第１表にしめす。

第１表 延伸方法　１ニア１に寸法　糸径むら　光伝送損失　延
伸速度　延伸倍率実施例１　本発明　φＥｍｕ　　上１
゜２％　　　３５０ｄＢ／Ｋｍ　　　２８ｍ＋／ｓｉｎ
　　　Ｘ　２比較例１　熱風法　φ５００ｐ　　上２゜
５χ　　４５０ｄＢ／Ｋｓ＋　　　１３ｍ＋／ｗｉｎ　
　　Ｘ　２実施例２　本発明　φ１０００．ｃｒ　　±
１．ｏχ　　２２０ｄＢ／Ｋｍ　　　１２１ｍ／１ｌｉ
ｎ　　　Ｘ　２比較例２　熱風法　φ１０００μ　±２
１旗　　あおり／に−シ／鰯ｉｎ　　　Ｘ２実施例３　
本発明　φ１０００，１７　　上０゜５χ　　２００ｄ
Ｂ／Ｋｍ　　　ｌＯ＋＋／ｓｉｎ　　　Ｘ　３比較例３
　熱風法　φＷ■μ　上１゜炬　　あ［有］Ｂ／に霧　
　〜／ｗｉｎ　　　ｘ３

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の具体的実施に用いる装置の例を
示す図である。 １．２・・・ニップローラ、 ３・・・遠赤外線ヒーター、 ４・・・近赤外線ヒーター、 ５・・・冷却装置、 ６・・・ファイバー。 １．２・・・ニップローラ ３・・・遠赤外線ヒーター ４０９．近赤外線ヒーター ５・・・冷却装置 ６・・・ファイバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯−鞘構造の断面を有するプラスチック製光ファイ
   バーを製造するに当り、延伸工程において、遠赤外線ヒ
   ーターをファイバーの予熱用に、近赤外線ヒーターをネ
   ック延伸用に併用してファイバーを１倍以上１０倍以下
   の倍率で延伸することを特徴とする、プラスチック製光
   ファイバーの製造方法。 ２、前記プラスチック製光ファイバーは、芯に屈折率の
   高いプラスチックを、鞘に屈折率の低いプラスチックを
   使用したもので、その断面形状は円形、または多角形で
   あるプラスチック製光ファイバーである、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３、中心となる波長が１．５μ以上の遠赤外線ヒーター
   と、１．５μ以下の近赤外線ヒーターとを使用し、遠赤
   外線ヒーターの表面温度が２００℃以上であることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、ファイバーと遠赤外線および近赤外線ヒーターとの
   間隔を１ｃｍ以上１０ｃｍ以下としてファイバーを通過
   させる、特許請求の範囲第１項記載の方法。