JPS63287910A - プラスチック製マルチ光ファイバ−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、プラスチック製マルチ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
チック製マルチ光ファイバーを、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〕

プラスチック製マルチ光ファイバーの製造工程において
は、紡糸のあとで、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寸法や糸条数が多少変化してら、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、ファイバーの寸法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ず、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
っているなめ、マルチ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、芯と鞘の剥離現象や、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
く、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、マルチ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、プラスチッ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マルチ光フ
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、海−島構造の断面を有するプラスチッ
ク製マルチ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マルチ光
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マルチ光ファイバーは、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隔部を、隔部を保持する能力を有す
る海部に１００〜１０００素子配したもので、その断面
形状は円形、町たは多角形である０例えば、芯にＰＭＭ
＾（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＳＴ（ポリスチレン
）等の透明性の高い樹脂またはそれらの共重合物等を使
用し、鞘に屈折率が低い物性の樹脂、例えばポリ濃化ビ
ニリデン等を被覆した光ファイバーを隔部に、海部に露
光をカットする樹脂、例えば着色したＰＨ８八等を、配
した物が知られている。

かかるプラスチック製マルチ光ファイバーは、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１．５７ｘ以上
１ｓ＋ｓ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０８７８μ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
として広く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。

−ｍ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い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、マルチ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
ー寸法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１６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１０ｃｇｅ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のニップローラには、シリコ
ンゴム引きのロールを二個有する二・ツブローラを自作
した。３．の遠赤外線ヒーターには１日本硝子製インフ
ラセラムヒーター（■）Ｇ　−６２０００型、単相２０
０ｖ、１０００１１１）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ター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放鳥製近赤外線ヒ
ーター（単相２００ｖ、１５００Ｋ）に焦点距離５０＋
ｓｍのパラボラ反射鏡を取付け、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、２０ＫＭ）　ト高木鉄
工所製ブロワ−（Ｎｏ、Ｂ、１３Ｎｍ３／５ｉｎ）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ＰＭＮ＾（ポリメタクリル酸メチル
）、鞘にポリ情死ビニリデンを被覆した２層タイプの光
ファイバーを隔部に配し、海部にＰＭＮ＾を配した画素
２５０の断面が長方形のプラスチック製マルチ光ファイ
バーを作成して使用し、延伸後の幅を寸法として評価し
た。

実施例１および比較例１では延伸倍率は２倍、実施例２
および比較例２においては延伸倍率は１．５倍で実験し
、比較した。

ファイバー直径のむらは、アンリツ社製レーザー外径測
定ｖ１８５５２＾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表に示す。

第１表 延伸方法　サンプル寸法　糸径むら　光伝送損失　延伸
速度（６５０ｎ鋼） 実施例１　本発明　幅１５４０μ ＸＫｎＯｕ　　　上１゜３％　５００ｄＢｚ４ｍ＋　　
２０ｍ／ｎ＋ｉｎ比較例１　熱風法　　幅１５４０μ ×厚７７０μ　　　上２゜３％　９００ｄＢ／Ｋｍ　　
　３ｍ／ｗｉｎ実施例２　本発明　幅１７８０μ ×屡制μ　　　上１゜３％　３５０ｄＢ／Ｋｍ　　Ｉｏ
ｎ／ｍｉｎ比較例２　熱風法　幅１７８０μ ×厚洩μ　　　上２゜８％　９８０ｄＢ／に＋＋　　　
２ｍ／ｍ１ｎ

【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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、海−島構造の断面を有するプラスチック製マルチ光
   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
   ク製マルチ光ファイバーの製造方法。 ２、前記プラスチック製マルチ光ファイバーは、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
   ックを使用したプラスチック製光ファイバーの島成分を
   、島部を保持する能力を有する海部に１００〜１０００
   素子配したもので、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マルチ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。