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JPH0782130B2 - Method for manufacturing plastic optical fiber - Google Patents
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JPH0782130B2 - Method for manufacturing plastic optical fiber - Google Patents

Method for manufacturing plastic optical fiber

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JPH0782130B2
JPH0782130B2 JP62138161A JP13816187A JPH0782130B2 JP H0782130 B2 JPH0782130 B2 JP H0782130B2 JP 62138161 A JP62138161 A JP 62138161A JP 13816187 A JP13816187 A JP 13816187A JP H0782130 B2 JPH0782130 B2 JP H0782130B2
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JP
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optical fiber
heating
plastic optical
zone
stretching
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勲 藤田
壽 田沢
平六 菅沼
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は機械的強度、特に耐屈曲性、透光性および寸法
安定性に優れ、かつ線径変動の小さい高品位なプラスチ
ック光ファイバーの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is a method for producing a high-quality plastic optical fiber which is excellent in mechanical strength, particularly in bending resistance, translucency, and dimensional stability, and has a small wire diameter variation. Regarding

[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、ガラス系光学繊維をベースとして著しいものがあ
り、コスト並びに加工性の重要視される短距離伝送分野
においては有機系光学繊維の活用が注目されている。
[Prior Art] The development of optical fibers at the core of technological innovation in the communication technology field is remarkable based on glass-based optical fibers. In the short-distance transmission field where cost and processability are important, organic fibers are used. The utilization of optical fibers is drawing attention.

有機系光学繊維、すなわちプラスチック光ファイバー
は、ガラス系光学繊維に比較して透光性には劣るが、安
価で、取り扱い性に優れているために、短距離伝送用と
して広く利用されようとしている。
Organic optical fibers, that is, plastic optical fibers, are inferior to glass-based optical fibers in translucency, but are cheap and easy to handle, and are therefore widely used for short-distance transmission.

しかしながら、このプラスチック光ファイバーは、通
常、一般的な合成繊維の製造法である溶融紡糸法を適用
して製造されるが、通常の合成繊維とは異なり、使用す
る重合体が結晶性を有しないこと、光学繊維特性の上か
ら使用する重合体の純度が極度に高純度であり、繊維製
造工程での異物や不純物の混入を完全に防止する必要が
あり、加えて複合される芯および鞘両成分間界面に不整
がないことなど極めてシビアな製造プロセスおよび条件
を採用されねばならないという工業的実施に際しての技
術的困難性がある。
However, this plastic optical fiber is usually produced by applying a melt-spinning method which is a general synthetic fiber production method, but unlike ordinary synthetic fibers, the polymer used has no crystallinity. Because of the characteristics of the optical fiber, the purity of the polymer used is extremely high, and it is necessary to completely prevent the inclusion of foreign substances and impurities in the fiber manufacturing process. There is a technical difficulty in industrial practice that extremely severe manufacturing processes and conditions must be adopted, such as no irregularities in the interfacial interface.

このような技術的困難性の中でも、該プラスチック光フ
ァイバーの機械的性質、特に耐屈曲性および可撓性を改
良するために、溶融紡糸された未延伸繊維を加熱延伸
し、繊維軸方向に高分子鎖を配向させることが必要であ
る。ところが、この加熱延伸工程では、後述するよう
に、プラスチック光ファイバーを構成する芯成分と鞘成
分との界面不整や界面剥離が生じたり、加熱の不均一に
よる糸斑が生じたりする。このため得られるプラスチッ
ク光ファイバーの透光損失を低下させたり、線径変動を
小さくするといった問題の解決が極めて重要である。
Among such technical difficulties, in order to improve the mechanical properties of the plastic optical fiber, particularly the bending resistance and flexibility, the melt-spun unstretched fiber is heat-stretched and polymerized in the fiber axial direction. It is necessary to orient the chains. However, in this heating and drawing step, as will be described later, interface irregularity or interfacial peeling between the core component and the sheath component forming the plastic optical fiber may occur, or yarn unevenness may occur due to uneven heating. Therefore, it is extremely important to solve the problems of reducing the light transmission loss of the obtained plastic optical fiber and reducing the fluctuation of the wire diameter.

[発明が解決しようとする問題点] かかる延伸工程において、加熱ロールや加熱板などのよ
うな従来の加熱方式では、延伸過程の擦過によって鞘成
分が損傷、脱落を生じ易い。この結果として透光性およ
び機械的強度を低下させるので、接触加熱延伸ではなく
て、非接触加熱延伸、たとえば加熱空気や窒素などの加
熱雰囲気中で間接的に繊維を加熱しながら延伸する手段
が採用されている。
[Problems to be Solved by the Invention] In such a drawing step, in a conventional heating method such as a heating roll or a heating plate, the sheath component is likely to be damaged or come off due to rubbing in the drawing process. As a result, the light-transmitting property and the mechanical strength are lowered. Therefore, a non-contact heating drawing, for example, a means for drawing while indirectly heating the fiber in a heating atmosphere such as heated air or nitrogen is used instead of the contact heating drawing. Has been adopted.

しかるに、この非接触加熱延伸の場合は、繊維の均一加
熱が困難となり易く、不均一な状態で延伸による変形を
受けると界面不整を生じ、プラスチック光ファイバーの
透光性を低下させ、かつ延伸も不安定になって線径変動
を十分に小さくできないという問題があった。
However, in the case of this non-contact heating drawing, uniform heating of the fiber is apt to be difficult, and when deformed by drawing in a non-uniform state, an interface irregularity occurs, the translucency of the plastic optical fiber is lowered, and the drawing is also unsuccessful. There was a problem that the wire diameter became stable and the wire diameter fluctuation could not be sufficiently reduced.

本発明の目的は、機械的強度、特に耐屈曲性、透光性お
よび寸法安定性に優れ、線径変動の小さい高品位なプラ
スチック光ファイバーが得られる方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a method capable of obtaining a high-quality plastic optical fiber which is excellent in mechanical strength, particularly in bending resistance, light transmission and dimensional stability and has a small wire diameter variation.

[問題点を解決するための手段] この目的を達成するため、本発明は、プラスチック光フ
ァイバーを非接触下で加熱延伸するに際して、加熱気流
を光ファイバの走行方向に対して向流となるように加熱
延伸帯域に導入すること、及び、下記式で示される条件
下において延伸するプラスチック光ファイバーの製造方
法からなる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, in the present invention, when a plastic optical fiber is heated and drawn in a non-contact manner, the heated air flow is countercurrent to the traveling direction of the optical fiber. The method comprises introducing into a heating drawing zone, and a method for producing a plastic optical fiber which is drawn under the condition represented by the following formula.

ただし、A:延伸ファイバーの断面積(mm2) V1:加熱延伸帯域へのプラスチック光ファイバーの供給
ローラー速度(m/秒)、 V2:加熱延伸帯域からのプラスチック光ファイバーの引
出ローラー速度(m/秒)、 L:加熱延伸帯域の長さ(m) 本発明の非接触加熱延伸において、未延伸プラスチック
光ファイバーを加熱延伸する帯域へ供給するローラー速
度をV1(m/秒)、延伸されたプラスチック光ファイバー
を加熱延伸帯域から引出すローラー速度をV2(m/秒)と
するとき、加熱延伸帯域中でのファイバーの平均速度と
して相加平均である(V1+V2)/2を用いることができ
る。したがって長さL(m)の加熱延伸帯域を走行する
ときのファイバーの平均通過時間T(秒)は、T=2L/
(V1+V2)で表わされる。該加熱延伸帯域を走行するフ
ァイバーの平均通過時間として好ましい範囲を種々の線
径を有するプラスチック光ファイバーについて鋭意検討
したところ、延伸されたプラスチック光ファイバーの断
面積をA(mm2)とするとき、第4図に示した通り、 の斜線の範囲にある場合は、透光性や耐屈曲性の良好な
線径変動も小さい高品位なプラスチック光ファイバーが
得られることを見出し、本発明に到達したものである。
Where A: cross-sectional area of stretched fiber (mm 2 ) V 1 : feeding roller speed of plastic optical fiber to the heating stretching zone (m / sec), V 2 : drawing roller speed of plastic optical fiber from the heating stretching zone (m / s) Sec), L: length of heat-stretching zone (m) In the non-contact heat-stretching of the present invention, the roller speed supplied to the zone for heat-stretching the unstretched plastic optical fiber is V 1 (m / sec), the stretched plastic When the roller speed for drawing out the optical fiber from the heating / drawing zone is V 2 (m / sec), the arithmetic average (V 1 + V 2 ) / 2 can be used as the average speed of the fiber in the heating / drawing zone. . Therefore, the average transit time T (second) of the fiber when traveling in the heating and drawing zone of length L (m) is T = 2L /
It is represented by (V 1 + V 2 ). When the preferable range of the average transit time of the fiber running through the heating / drawing zone was studied for plastic optical fibers having various wire diameters, it was found that when the cross-sectional area of the drawn plastic optical fiber was A (mm 2 ), As shown in the figure, In the range of the oblique line, the inventors have found that a high-quality plastic optical fiber having a good light-transmitting property and a good bending resistance and a small wire diameter variation can be obtained, and thus the present invention has been accomplished.

すなわち、 では、ファイバーの加熱が不十分で、変形を受けるファ
イバーの粘度が高かったり、または、ファイバーの単位
長さあたりの変型速度が高まったりするために、変形応
力が大きくなり、高張力延伸となる結果、大きな歪が生
じ易くなり、不均一延伸を起しやすい。特に、一般的な
溶融紡糸においては、融液輸送時の計量手段としてギア
ポンプが用いられるため、その回転変動やギアーの刃ご
とのクリアランス変動に基く線径変動や口金孔から吐出
される際の吐出孔導入部でのメルトフラクチャーや、吐
出孔内壁でのスティック−スリップによるメルトフラク
チャー等に基く線径変動を未延伸プラスチック光ファイ
バーは有している。このため、上記のような高張力延伸
作用を受けると、未延伸プラスチック光ファイバーの細
径部分に先ず応力集中する。次いで太径部分に応力伝搬
していくために、延伸プラスチック光ファイバーは線径
変動が増幅され、平均線径が延伸により細くなったにも
かかわらず未延伸プラスチック光ファイバーの有してい
た線径変動の数倍以上、極端な場合は10倍以上にも達し
てしまう。線径変動の目標は中心線径に対して±2%以
下である。あるいは、一般的にプラスチック光ファイバ
ーを構成する芯成分重合体と鞘成分重合体とは異種の重
合体を用いる。特に、鞘成分重合体としては低屈折率で
あることが要求されるので、フッ素含有重合体がよく用
いられるために、 では、均一に加熱されなかったり、加熱が不十分なまま
延伸による変形を受けると界面不整を生じ、プラスチッ
ク光ファイバーの透光性を低下させてしまう。また では、収縮率も大きく、寸法安定性の悪いプラスチック
光ファイバーしか得られない。
That is, In, the fiber heating is insufficient, the viscosity of the fiber undergoing deformation is high, or the deformation rate per unit length of the fiber is increased, so the deformation stress becomes large, resulting in high tension drawing. However, a large strain is likely to occur and uneven stretching is likely to occur. Especially in general melt spinning, since a gear pump is used as a measuring means during the melt transportation, the wire diameter fluctuation and the discharge at the time of discharging from the spinneret hole based on the rotation fluctuation and the clearance fluctuation of each blade of the gear The unstretched plastic optical fiber has a change in the wire diameter due to melt fracture at the hole introduction portion, melt fracture due to stick-slip on the inner wall of the discharge hole, and the like. Therefore, when subjected to the high-strength stretching action as described above, stress is first concentrated on the small diameter portion of the unstretched plastic optical fiber. Then, the stress propagates to the large diameter portion, so that the drawn plastic optical fiber amplifies the fluctuation of the wire diameter, and the fluctuation of the wire diameter of the unstretched plastic optical fiber is caused even though the average diameter is thinned by the drawing. It reaches several times or more, and even 10 times or more in extreme cases. The target of wire diameter fluctuation is ± 2% or less with respect to the center wire diameter. Alternatively, generally, different polymers are used for the core component polymer and the sheath component polymer that compose the plastic optical fiber. In particular, since the sheath component polymer is required to have a low refractive index, a fluorine-containing polymer is often used, Then, if it is not uniformly heated or if it is deformed by stretching with insufficient heating, irregularities in the interface occur and the translucency of the plastic optical fiber deteriorates. Also Then, only a plastic optical fiber having a large shrinkage and poor dimensional stability can be obtained.

一方、 では、加熱過多となり延伸による分子鎖の配向度が低く
なるために耐屈曲性等の機械的強度が弱いファイバーし
か得られなく、延伸操作上からも問題である。
on the other hand, However, since heating is excessive and the degree of orientation of the molecular chains due to stretching is low, only fibers with weak mechanical strength such as bending resistance can be obtained, which is a problem from the viewpoint of stretching operation.

次に、第1図に本発明の非接触加熱延伸の代表例を示
す。
Next, FIG. 1 shows a typical example of the non-contact heating drawing of the present invention.

第1図に沿ってさらに本発明を説明する。未延伸プラス
チック光ファイバーを加熱延伸する帯域(以下、加熱延
伸帯域(6)という)の出口付近で、光ファイバーの周
囲から、加熱気流(13)をあてると共に、光ファイバー
の走行方向に対する加熱気流の流れが向流となるように
加熱気流を導入部(9)から加熱延伸帯域内に導入す
る。このような加熱流体の加熱延伸帯域への導入および
光ファイバーと加熱流体との向流接触によって、光ファ
イバーの延伸による細化完了点を加熱延伸帯域の出口部
分の加熱気流出口付近に固定するとともに、加熱延伸帯
域を短くすることが可能になるのである。
The present invention will be further described with reference to FIG. At the exit of the zone for heating and stretching the unstretched plastic optical fiber (hereinafter referred to as the heating and stretching zone (6)), the heated air stream (13) is applied from around the optical fiber, and the flow of the heated air stream with respect to the traveling direction of the optical fiber is directed. A heated air stream is introduced into the heating and drawing zone from the introduction section (9) so that it becomes a flow. By introducing such a heating fluid into the heating drawing zone and countercurrent contact between the optical fiber and the heating fluid, the thinning completion point due to the drawing of the optical fiber is fixed near the heating air flow outlet at the outlet part of the heating drawing zone, and heating is performed. It is possible to shorten the stretching zone.

ここで、延伸による細化完了点とは、必ずしもポリエス
テル繊維などで見られるようなネッキング部分ではな
い。この点を第2図に基いて説明する。すなわち、第2
図ではプラスチック光ファイバーの延伸による細化完了
点を示す側面図であるが、図に示したように、設定繊維
径(D1)の未延伸プラスチック光ファイバーが点(P1
から細化を開始し、延伸プラスチック光ファイバーの目
標繊維径(D3)の103%に細化された繊維径(D2)の点
(P2)を延伸による細化完了点とするものである。100
%としないのは線径変動による誤差を考慮したためであ
る。
Here, the thinning completion point by stretching does not necessarily mean a necking portion such as seen in polyester fibers. This point will be described with reference to FIG. That is, the second
In the figure, it is a side view showing the completion point of thinning of the plastic optical fiber, but as shown in the figure, the unstretched plastic optical fiber of the set fiber diameter (D 1 ) is the point (P 1 ).
From the point where the fiber diameter (D 2 ) was reduced to 103% of the target fiber diameter (D 3 ) of the stretched plastic optical fiber, the point (P 2 ) at which the fiber was thinned was set as the completion point. . 100
% Is not taken into account because the error due to the wire diameter variation is taken into consideration.

ここで、Pは、加熱延伸帯域出口部分における加熱気流
出口から延伸による細化完了点までの距離(cm)である
が、式|P|≦10(cm)となるように条件設定して延伸す
ることが好ましい。ここでいう延伸による細化完了点の
測定法の1例としては、延伸中のプラスチック光ファイ
バーを加熱延伸帯域の入口と延伸ロールの直前で同時に
把持しつつ切断し、実質的に引張や収縮を与えないで加
熱延伸帯域からすばやく取除き1〜5cm間隔にマーキン
グし、マイクロメーター等でその繊維径変化、つまり細
化プロフィールを調べる方法があり、このような方法に
よって、前述した定義に基づいた延伸点を求めることが
できる。また、Pの値の正負については、次のように定
義することができる。
Here, P is the distance (cm) from the heated air flow outlet at the outlet of the heated drawing zone to the thinning completion point by drawing, and the conditions are set so that the formula | P | ≦ 10 (cm) Preferably. As an example of the method of measuring the thinning completion point by stretching here, the plastic optical fiber being stretched is cut while being simultaneously gripped and cut immediately before the inlet of the heating stretching zone and immediately before the stretching roll to give tensile or shrinkage. There is a method of quickly removing from the heated drawing zone without marking and marking at 1 to 5 cm intervals, and checking the fiber diameter change, that is, the thinning profile with a micrometer, etc., by such a method, the drawing point based on the above-mentioned definition Can be asked. The positive / negative of the value of P can be defined as follows.

すなわち、該延伸帯域出口部分の加熱気流出口の位置が
P=0であり、延伸による細化完了点が延伸帯域内方向
にある場合は、Pの値はマイナス(−)値、延伸による
細化完了点が延伸帯域出口から外の方向にある場合はP
の値はプラス(+)値で表すことができ、P値が−10≦
P≦+10の範囲内にある時に、繊維直径の変動が小さく
て、界面不整などに起因する透光損失の少ない耐屈曲性
などの機械的性質に優れた高品位なプラスチック光ファ
イバーを得ることができるのである。
That is, when the position of the heated airflow outlet at the outlet of the stretching zone is P = 0 and the thinning completion point by stretching is in the direction of the stretching zone, the value of P is a minus (-) value, and the thinning by stretching is P if the completion point is outward from the draw zone exit
The value of can be expressed as a plus (+) value, and the P value is −10 ≦
When it is within the range of P ≦ + 10, it is possible to obtain a high-quality plastic optical fiber which has a small fluctuation of the fiber diameter and is excellent in mechanical properties such as bending resistance with little light transmission loss due to interface irregularity and the like. Of.

P値が−10cmよりも小、つまり、延伸帯域の内部側に延
伸による細化完了点がある場合は、光ファイバーの耐屈
曲性の改良の点から好ましくない。また、P値が+10cm
よりも大、すなわち、延伸帯域出口からかなり離れた領
域に延伸による細化完了点がある場合は、繊維直径の変
動の抑制、品位の改良の点から好ましくない。
When the P value is smaller than -10 cm, that is, when the thinning completion point by stretching is on the inner side of the stretching zone, it is not preferable from the viewpoint of improving the bending resistance of the optical fiber. Also, the P value is +10 cm
If it is larger than that, that is, if the thinning completion point due to stretching is in a region far away from the outlet of the stretching zone, it is not preferable from the viewpoint of suppressing fluctuations in fiber diameter and improving quality.

このような非接触加熱延伸において、延伸帯域出口付近
に光ファイバーの延伸による細化完了点を固定する上で
望ましいことは、延伸帯域出口に加熱流体の吹き込み、
他方、吹き込まれた加熱流体を延伸大意入口付近から、
例えばエゼクターなどを用いて積極的に排出し、延伸帯
域を流れる加熱流体の流れを安定化することである。こ
のような加熱流体の導入および排出手段を適用すること
によって延伸帯域を走行する光ファイバー表面の伝熱境
膜を常時更新することができ、細化完了点を固定できる
ために均一な延伸が可能となり、また、熱効率が高くな
るるために加熱延伸帯域を短くすることが可能となる。
なお、熱効率を高め、熱エネルギーを再利用する点か
ら、一般的には排気加熱流体は循環使用することが望ま
しい。
In such non-contact heating drawing, it is desirable to fix the thinning completion point due to the drawing of the optical fiber near the exit of the drawing zone by blowing a heating fluid into the exit of the drawing zone,
On the other hand, the heated fluid that has been blown into the drawing
For example, the flow of the heating fluid flowing through the drawing zone is stabilized by positively discharging it using an ejector or the like. By applying such heating fluid introduction and discharge means, the heat transfer film on the surface of the optical fiber traveling in the drawing zone can be constantly updated, and the thinning completion point can be fixed, which enables uniform drawing. Further, since the thermal efficiency is high, the heating / drawing zone can be shortened.
In addition, it is generally desirable to circulate and use the exhaust heating fluid from the viewpoint of increasing the thermal efficiency and reusing the thermal energy.

また、プラスチック光ファイバーを構成する芯成分重合
体のガラス転移点をTgとするとき、非接触加熱延伸温度
をθ(℃)として、Tg−10≦θ≦Tg+80の範囲内の温度
下に非接触延伸することが好ましい。ここで、θとして
Tg−10以上としたのは、延伸張力下ではDSC等で10℃/
分ずつ昇温して静的に測定した場合よりもガラス転移点
は低下することが一般的に知られており、実際の非接触
加熱延伸においても、線径変動もさほど大きくなく、透
光性もほとんど悪化しないことから採用できる。それ未
満では、延伸張力が高まり、線径変動が大きくなった
り、透光性の悪化が生じる。
Further, when the glass transition point of the core component polymer constituting the plastic optical fiber is Tg, the non-contact heating drawing temperature is θ (° C.), and the non-contact drawing is performed at a temperature within the range of Tg−10 ≦ θ ≦ Tg + 80. Preferably. Where θ
Tg-10 or more means that under stretching tension, DSC, etc.
It is generally known that the glass transition point is lower than that when statically measured by increasing the temperature by minutes, and even in the actual non-contact heat drawing, the change in wire diameter is not so large and the light-transmitting property is high. Can be adopted because it hardly deteriorates. If it is less than that, the drawing tension is increased, the variation of the wire diameter is increased, and the transparency is deteriorated.

一方、Tg+80(℃)を越える場合では変形応力が低いた
めに分子鎖配向が不十分となり、耐屈曲性等の機械的性
質が劣る。
On the other hand, when the temperature exceeds Tg + 80 (° C), the deformation stress is low and the molecular chain orientation becomes insufficient, resulting in poor mechanical properties such as bending resistance.

次に、延伸された光ファイバーに寸法安定性及び均一性
を付与するために、第1図に示すように、加熱延伸帯域
(6)と分離した熱処理帯域(6′)を設けることが好
ましい。この熱処理帯域(6′)では、非接触加熱延伸
温度範囲内から選定した温度下で、非接触定長熱処理を
施すことが好ましい。
Next, in order to impart dimensional stability and uniformity to the stretched optical fiber, it is preferable to provide a heat treatment zone (6 ') separate from the heat stretching zone (6) as shown in FIG. In this heat treatment zone (6 '), it is preferable to perform the non-contact fixed length heat treatment at a temperature selected from the non-contact heating and drawing temperature range.

即ち、上記非接触定長熱処理によって、得られる延伸光
ファイバーの収縮率をかなりの程度まで減少させ、寸法
安定性を向上させることができる。この寸法安定性付与
のための熱処理に際しても、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光ファイバーを通
過させて定長下に熱処理し、目的とする光ファイバーの
最高使用温度の乾熱下で24時間の熱処理した後の光ファ
イバーの収縮率が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。
That is, the non-contact constant length heat treatment can reduce the shrinkage ratio of the obtained stretched optical fiber to a considerable extent and improve the dimensional stability. Also in the heat treatment for imparting this dimensional stability, as in the non-contact heating / drawing means, the optical fiber is passed through the heating zone in which the heating fluid circulates and heat-treated under a fixed length to obtain the maximum operating temperature of the target optical fiber. After the heat treatment for 24 hours under dry heat, the heat treatment is performed so that the shrinkage ratio of the optical fiber is 2% or less, preferably 1% or less.

本発明の光ファイバーを構成する芯成分重合体として
は、特に限定されるものではなく、各種の優れた光透過
性を有するもの、例えば、メチルメタクリレートを主成
分とする単独重合体または共重合体やポリカーボネー
ト、ボルニル系単独重合体または共重合体、スチレンや
マレイミドを主成分とする単独重合体または共重合体な
どを挙げることができるし、同様に鞘成分を構成する重
合体としては、含弗素メタクリレート系重合体や弗化ビ
ニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、含弗
素オレフィン系共重合体などを例示することができる。
The core component polymer constituting the optical fiber of the present invention is not particularly limited, those having various excellent light transmittance, for example, a homopolymer or copolymer containing methyl methacrylate as a main component, Examples thereof include polycarbonate, bornyl homopolymers or copolymers, homopolymers or copolymers containing styrene or maleimide as a main component, and similarly, as the polymer constituting the sheath component, fluorine-containing methacrylate is used. Examples thereof include a system polymer, a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, and a fluorine-containing olefin copolymer.

また、これらの芯,鞘両重合体成分の組み合わせの例と
しては、両者に屈折率差があることは当然であるが、複
合紡糸を行なう点から、両重合体成分の融点はできるだ
け近いことが望ましい。
Further, as an example of the combination of these core and sheath polymer components, it is natural that they have a difference in refractive index, but from the viewpoint of performing composite spinning, the melting points of both polymer components should be as close as possible. desirable.

以下に、本発明の非接触加熱延伸−熱処理方法の一例を
図面に基いて具体的に説明する。
An example of the non-contact heating stretching-heat treatment method of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明に使用する光ファイバーの延伸−熱処
理方法の一例を示す断面図である。図において、1はプ
ラスチック光ファイバー、2は紡糸口金、3は冷却チム
ニー、4は未延伸プラスチック光ファイバーの引取ロー
ラーであり、かつ、延伸帯域への供給ローラーも兼ねて
いる。このローラー速度がV1(m/秒)である。5は除電
装置、6はブロックヒーターを装備する延伸帯域、6′
は熱処理帯域、7、7′は加熱流体循環用ファン、8、
8′は流体加熱用ヒーター、9、9′は、加熱流体導入
部、10は延伸ローラー、つまり延伸されたプラスチック
光ファイバーを延伸帯域から引出すローラーであり、こ
の速度がV2(m/秒)である。11は巻取り部、13は加熱気
流を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an optical fiber drawing-heat treatment method used in the present invention. In the figure, 1 is a plastic optical fiber, 2 is a spinneret, 3 is a cooling chimney, 4 is a take-up roller for an unstretched plastic optical fiber, and also serves as a supply roller to a stretching zone. This roller speed is V 1 (m / sec). 5 is a static eliminator, 6 is a stretching zone equipped with a block heater, 6 '
Is a heat treatment zone, 7, 7'is a fan for circulating heated fluid, 8,
8'is a heater for heating the fluid, 9 and 9'is a heating fluid introducing part, 10 is a drawing roller, that is, a roller for drawing the drawn plastic optical fiber from the drawing zone, and this speed is V 2 (m / sec). is there. Reference numeral 11 represents a winding portion, and 13 represents a heated air stream.

このように加熱帯域の中空部、すなわち糸通路内を向流
で循環させた場合は、糸通路内の温度が均一になり、上
述した通り光ファ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、熱伝達が良好であり、そのためにヒ
ーター長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、上記効果を期
待できない。
In this way, when the air is circulated countercurrently in the hollow portion of the heating zone, that is, in the yarn passage, the temperature in the yarn passage becomes uniform and the heat transfer film on the surface of the optical fiber can be constantly renewed as described above. Therefore, the heat transfer is good, which makes it possible to shorten the heater length. The temperature cannot be uniformed only by heating the block heater, and the above effect cannot be expected.

第1図において、複合紡糸口金2ら吐出され冷却された
未延伸プラスチック光ファイバー1を徐電しつつ速度V1
(m/秒)で延伸帯域6に導き、光ファイバー1の走行方
向に対向して9から加熱気流を吹込み、後方の速度V
2(m/秒)の延伸ロールの牽引力によって所定の倍率に
延伸を行ない、引続き徐電した後、同様の装置で非接触
定長熱処理を行ない、十分に冷却した後に巻取られる。
In FIG. 1, the unstretched plastic optical fiber 1 discharged from the composite spinneret 2 and cooled is slowly charged with a speed V 1
(M / sec) to the drawing zone 6, facing the running direction of the optical fiber 1 and blowing a heated air stream from 9, and the backward velocity V
2 (m / sec) is drawn by a pulling force of a drawing roll to a predetermined ratio, followed by slowing down the electric charge, then performing non-contact fixed length heat treatment with the same device, and sufficiently cooling and winding.

第2図は延伸による細化完了点を示す図であり、前述の
通りである。
FIG. 2 is a diagram showing a thinning completion point by stretching and is as described above.

第3図は、本発明の製造方法を採用した場合の光ファイ
バーの延伸変形による細化プロフィルを示したものであ
り、ファイバーの断面積A(mm2)と延伸加熱帯域の長
さL(m)およびローラー速度条件、つまり を満足するように選び、さらに−10≦P≦10の範囲で延
伸による細化完了点を前記の如く考慮すると、一層均一
な光ファイバーが得られる。その場合は中央のBCのよう
に冷却域における光ファイバーのプロフィルも乱れず、
線径変動が小さく、目的とする透光性や耐屈曲性を付与
することができる。なおAは加熱過多による場合であ
り、機械的性質が劣る。またDの場合は加熱不足で線径
変動の大きなものになってしまう。
FIG. 3 shows a thinning profile due to the stretching deformation of the optical fiber when the manufacturing method of the present invention is adopted. The cross-sectional area A (mm 2 ) of the fiber and the length L (m) of the stretching heating zone are shown. And roller speed conditions, that is When the thinning completion point by stretching is considered in the range of −10 ≦ P ≦ 10 as described above, a more uniform optical fiber can be obtained. In that case, like the central BC, the profile of the optical fiber in the cooling area is not disturbed,
The change in wire diameter is small, and the desired transparency and bending resistance can be imparted. Note that A is due to excessive heating, and the mechanical properties are inferior. On the other hand, in the case of D, heating is insufficient and the wire diameter varies greatly.

第4図は光ファイバーの断面積A(mm2)を横軸にと
り、延伸帯域の平均通過時間を表す を縦軸にとった場合に、本発明の目的を満足する延伸条
件の領域を斜線で図示したものである。
Fig. 4 shows the average transit time in the drawing zone, with the horizontal axis representing the cross-sectional area A (mm 2 ) of the optical fiber. In the drawing, the vertical axis represents the region of the stretching condition that satisfies the object of the present invention.

以下、実施例に基き、本発明をさらに具体的に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Examples.

[実施例] なお、実施例において、透光性はタングステン−ハロゲ
ンランプを光源として使用し、回折格子分光器を用いて
波長特性を求めることによって確認した。通常は波長65
0nmでの値を用い、目標として、線径250ミクロンでは30
0dB/km以下、500ミクロン以上では180bB/km以下である
ことが好ましい。
[Examples] In the examples, the translucency was confirmed by using a tungsten-halogen lamp as a light source and determining wavelength characteristics using a diffraction grating spectroscope. Usually wavelength 65
Using the value at 0 nm, the target is 30 for a 250 micron wire diameter.
It is preferably 0 dB / km or less, and 180 bB / km or less at 500 microns or more.

実施例1〜13,比較例1〜10 市販のメチルメタクリレートを充分に精製した後、重合
槽に送液し、開始剤および連鎖移動剤を添加して連続塊
状ラジカル重合を行ない、脱モノマ工程に導き、重量平
均分子量84000,残存モノマ含有率0.11重量%のポリメチ
ルメタクリレート作成し、溶融複合紡糸部の芯側へ供給
した。DSC法で10℃/分ずつ昇温して測定したTgは118℃
であった。
Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 10 After sufficiently purifying commercially available methyl methacrylate, it was sent to a polymerization tank, and an initiator and a chain transfer agent were added to carry out continuous bulk radical polymerization, to a demonomer step. A polymethylmethacrylate having a weight average molecular weight of 84,000 and a residual monomer content of 0.11% by weight was prepared and fed to the core side of the melt-composite spinning section. The Tg measured by the DSC method by raising the temperature by 10 ° C / minute is 118 ° C.
Met.

他方、市販のビニリデンフルオライド−テトラフルオロ
エチレン系共重合体(80/20モル比)を前記複合紡糸部
の鞘側に供給し、紡糸温度240℃,冷却風速0.4m/秒で複
合紡糸した。この際に、線径ごとに芯側と鞘側の吐出量
を調整し、鞘部分の厚さとして、線径250ミクロンの場
合は5ミクロン,1000ミクロンおよび2000ミクロンの場
合は10ミクロンにした。このようにして得られた未延伸
プラスチック光ファイバーを連続して、第1図に示した
非接触加熱延伸−非接触定長熱処理装置へ導き、第1表
に示す条件下に延伸、定長熱処理を行なった。
On the other hand, a commercially available vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (80/20 molar ratio) was supplied to the sheath side of the composite spinning section, and composite spinning was performed at a spinning temperature of 240 ° C. and a cooling wind speed of 0.4 m / sec. At this time, the discharge amounts on the core side and the sheath side were adjusted for each wire diameter, and the thickness of the sheath portion was set to 5 microns for a wire diameter of 250 microns, and 10 microns for a wire diameter of 1000 microns and 2000 microns. The unstretched plastic optical fiber thus obtained is continuously introduced into the non-contact heating stretching-non-contact fixed length heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and stretched and fixed length heat treatment under the conditions shown in Table 1. I did.

延伸帯域中の光ファイバーを延伸帯域の入口と出口で把
持すると同時に両方で切断し、実質的に引張や収縮を与
えないで延伸帯域からすばやく取除き、延伸帯域におけ
る繊維径の変化をマイクロメーターで測定し、前述の定
義に基づいて延伸による細化完了点を求めた。
The optical fiber in the drawing zone is grasped at the entrance and the exit of the drawing zone, and at the same time, cut at both ends, and is quickly removed from the drawing zone without giving substantial tension or shrinkage, and the change in fiber diameter in the drawing zone is measured with a micrometer. Then, the thinning completion point by stretching was determined based on the above definition.

また、アンリツ製レーザー外径測定器により線径の変動
幅を求め、前述の方法で透光損失を測定した。さらに対
向する10mm径の丸棒を30mmの間隔で設置し、その間に光
ファイバーを張力下にS字状にかけて交互に連続的に屈
曲を与えて耐屈曲性を測定した。また、80℃の乾熱オー
ブン中で24時間無拘束下に処理し、処理前後の長さの変
化割合から収縮率を求めた。これらの結果を第2表にま
とめた。
In addition, the fluctuation range of the wire diameter was obtained with a laser outer diameter measuring device manufactured by Anritsu, and the light transmission loss was measured by the method described above. Further, opposite round rods having a diameter of 10 mm were installed at intervals of 30 mm, and the optical fibers were bent in an S-shape under tension while being alternately and continuously bent to measure the bending resistance. The shrinkage rate was calculated from the rate of change in length before and after treatment in a dry heat oven at 80 ° C for 24 hours without restraint. The results are summarized in Table 2.

本発明で測定する範囲内で延伸したプラスチック光ファ
イバーの特性は、すべて満足できるものであり、耐屈曲
性に優れた高品位なファイバーを得ることができた。
The properties of the plastic optical fiber stretched within the range measured by the present invention were all satisfactory, and a high-quality fiber excellent in bending resistance could be obtained.

[発明の効果] 本発明に基づいて製造したプラスチック光ファイバー
は、線径変動が小さく、機械物性、特に耐屈曲性に優
れ、長手方向に亘って均一で品位が高く、透光性や寸法
安定性も良好である。
[Advantages of the Invention] The plastic optical fiber manufactured according to the present invention has a small variation in wire diameter, excellent mechanical properties, particularly, excellent bending resistance, is uniform and high in quality in the longitudinal direction, and has transparency and dimensional stability. Is also good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明に使用する光ファイバーの延伸−熱処
理方法の一例を示す断面図である。 第2図はプラスチック光ファイバーの延伸による細化完
了点を示す側面図である。 第3図は本発明の製造方法を採用した場合の光ファイバ
ーの延伸による細化プロフィールを示す説明図である。 第4図は光ファイバーの断面積A(mm2)を横軸にと
り、延伸帯域の平均通過時間を表す を縦軸にとった場合に、本発明の目的を満足する延伸条
件の領域を図示した関係図である。 1:プラスチック光ファイバー 2:紡糸口金 3:冷却チムニー 4:未延伸プラスチック光ファイバーの引取ローラー、か
つ延伸帯域への供給ローラー 5:除電装置 6:ブロックヒーターを装備する加熱延伸帯域 6′:ブロックヒーターを装備する熱処理帯域 7、7′:加熱流体循環用ファン 8、8′:流体加熱用ヒーター 9、9′:加熱流体導入部 10:延伸ローラー 11:熱処理ローラー 12:巻取部 13:加熱気流
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an optical fiber drawing-heat treatment method used in the present invention. FIG. 2 is a side view showing the completion point of thinning of the plastic optical fiber. FIG. 3 is an explanatory view showing a thinning profile by stretching an optical fiber when the manufacturing method of the present invention is adopted. Fig. 4 shows the average transit time in the drawing zone with the horizontal axis representing the cross-sectional area A (mm 2 ) of the optical fiber FIG. 4 is a relational diagram illustrating a region of a stretching condition that satisfies the object of the present invention when is plotted on the vertical axis. 1: Plastic optical fiber 2: Spinneret 3: Cooling chimney 4: Unstretched plastic optical fiber take-up roller and supply roller to stretching zone 5: Static eliminator 6: Heating stretching zone equipped with block heater 6 ': Equipped with block heater Heat treatment zone 7, 7 ': Fan for circulating heated fluid 8, 8': Heater for fluid heating 9, 9 ': Heated fluid introduction part 10: Stretching roller 11: Heat treatment roller 12: Winding part 13: Heating air flow

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラスチック光ファイバーを非接触下で加
熱延伸するに際して、加熱気流を光ファイバの走行方向
に対して向流となるように加熱延伸帯域に導入するこ
と、及び、下記式で示される条件下において延伸するこ
とを特徴とするプラスチック光ファイバーの製造方法 ただし、A:延伸ファイバーの目標断面積(mm2) V1:加熱延伸帯域へのプラスチック光ファイバーの供給
ローラー速度(m/秒)、 V2:加熱延伸帯域からのプラスチック光ファイバーの引
出ローラー速度(m/秒)、 L:加熱延伸帯域の長さ(m)
1. When a plastic optical fiber is heated and drawn in a non-contact manner, a heating air stream is introduced into the heating and drawing zone so as to be a countercurrent to the running direction of the optical fiber, and the condition shown by the following formula: A method for producing a plastic optical fiber, which comprises stretching under However, A: target cross-sectional area of drawn fiber (mm 2 ) V 1 : feeding roller speed of plastic optical fiber to heating drawing zone (m / sec), V 2 : drawing roller speed of plastic optical fiber from heating drawing zone (m / Sec), L: length of heating stretching zone (m)
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