JP2004302374A

JP2004302374A - Method and device of manufacturing optical transmission member

Info

Publication number: JP2004302374A
Application number: JP2003098187A
Authority: JP
Inventors: Toru Ogura; 徹小倉; Takahito Miyoshi; 孝仁三好
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a fiber whose wire size variation is suppressed by drawing a preform at high speed. <P>SOLUTION: A melting and drawing provision 10 has a preform holder 18 at a lower part and a heating furnace 20 at the upper part of the holder and a take-up roller 30 at the further upper part of the furnace. A preform 11 is manufactured with an interfacial gel polymerization method by adopting PMMA (polymethyl methacrylate) as a main material. The preform 11 is set on the preform holder 18 to be heated. After the preform 11 is melted, the melt is drawn out to the take-up roller 30. The preform 11 is drawn upward at the drawing speed of 10 m/min by using the take-up roller 30. When the drawn fiber strand 11a is used in an optical fiber, the wire size variation of the fiber strand 11a is suppressed and the optical fiber exhibits excellent optical characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送体の製造装置及び製造方法並びにその製造方法により製造されたプラスチック光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいが、大口径化による接続容易性、端末加工容易性、高精度調芯機構が不要になるメリット、コネクター部分の低コスト化、人体への突き刺し災害による危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性、易敷設性、耐振動性、低価格などのメリットから、家庭や、車載用途に注目されているだけでなく、高速データ処理装置の内部配線やＤＶＩ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＩｎｔｅｒｆａｃｅ）リンクなどの極短距離、大容量ケーブルとしても利用が検討されている。
【０００３】
プラスチック光ファイバは、一般に重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯材（以下、コア部と称する）とコア部と屈折率の異なる外殻（以下、クラッド部と称する）とから構成される。これら部材の製法はプレポリマーを引き出してコア部またはクラッド部を同時に繊維状に成形する方法や、光ファイバ母材（以下、プリフォームと称する）を製作してからこのプリフォームを溶融延伸する方法などがある。
【０００４】
このプリフォームを１８０℃から２６０℃程度の雰囲気中で溶融延伸することによって、所定の外径のプラスチック光ファイバができる。溶融延伸工程では、通常、プリフォームを電気ヒータ等によって内部が加熱された円筒形状の加熱炉内で加熱しながら、下端を引っ張って延伸する。例えば、プリフォームの上部を懸架し、ゆっくりと加熱炉中に降ろし、プリフォームを加熱炉中で溶融させる。糸引きできる柔らかさになるまで加熱し、プリフォームの先端が溶融して自重で落下した後に、糸引きした部分を加熱炉から下方に引き出して引取ローラにかけることによって、連続的に延伸する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３３７７８１号公報（第６頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の延伸方法では、０．５ｍｍから０．２ｍｍといった細い線径のプラスチック光ファイバを高速に安定して線引きすることは困難であり、径が太く、屈曲しない、延伸不充分なファイバが引き取られることになる。このような光ファイバは伝送損失が極端に悪く、コネクターに接続ができず商品価値がないばかりか、張力測定器や、引取ローラを破損すると言ったトラブルを生じる場合がある。また、プリフォームの懸架装置に大きな張力が加わってプリフォームホルダ、ユニバーサルジョイント（プリフォーム角度調整装置）、調芯装置など、種々の部品が破壊されて装置が使用できなくなると言うトラブルもあった。
【０００７】
本発明の目的は、光伝送体母材を溶融延伸する際に、光伝送体の外径精度を安定させ、且つ高速に線引きできる光伝送体の製造装置及び製造方法並びにその製造方法により製造されたプラスチック光ファイバを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らが、鋭意検討を行った結果、光伝送体母材から光伝送体を溶融延伸する際に、母材を上向きに延伸することによって本課題を解決できることを見出した。
【０００９】
本発明の光伝送体の製造装置は、光伝送体母材を溶融する手段と、前記溶融した光伝送体母材を繊維状に延伸する延伸手段とを備えた光伝送体の製造装置において、独立して温度制御可能な区画を３区画以上備え、前記光伝送体母材を加温する予熱部の区画の最低温度と、延伸が行われる溶融部の区画の最高温度との温度差が、５℃以上５０℃以下である前記溶融手段によって、前記延伸手段が前記光伝送体母材を上向きに延伸する手段である。前記区画が下部より、少なくとも予熱部、溶融部となるように配置され、前記予熱部の長さが前記溶融部の長さの３倍以下であることが好ましい。前記光伝送体母材の上端部を把持する治具を有することが好ましい。
【００１０】
本発明の光伝送体の製造方法は、光伝送体母材を溶融し、前記溶融した光伝送体母材を繊維状に延伸する光伝送体の製造方法において、独立して温度制御可能な区画を３区画以上備え、母材を加温する予熱部の区画の最低温度と延伸が行われる溶融部の区画の最高温度との温度差が、５０℃以下である溶融手段によって、前記光伝送体母材を上向きに延伸する。前記光伝送体母材の延伸速度を５ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎの範囲で行うことが好ましい。前記光伝送体母材として断面方向の屈折率に分布を有するものを用いることが好ましい。前記プリフォームを構成するプラスチックが、（メタ）アクリル酸及び／またはそのエステルの単量体を重合させた重合体を主成分とすることが好ましい。例えば、前記重合体にはポリメチルメタクリレートが挙げられる。前記光伝送体の製造方法を用いて製造されたプラスチック光ファイバも本発明には含まれる。また、前記プラスチック光ファイバがグレーデッドインデックス型であることが好ましい。前記グレーデッドインデックス型の光伝送体母材を界面ゲル重合法を用いて製造されたものが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において製造される光伝送体の１つであるプラスチック光ファイバ素線の製造方法を例に示して説明する。始めに、本発明に好ましく用いられる原料ポリマー，開始剤，連鎖移動剤，ドーパントを例示する。次にクラッド部からコア部へ連続的に屈折率の変化する屈折率分布型（グレーデッドインデックス型、ＧＩ型）プラスチック光ファイバ素線の母材（プリフォーム）の製造方法について説明する。そして、プリフォームを溶融延伸してプラスチック光ファイバ素線（以下、ファイバ素線と称する）を製造する方法を説明し、最後にそのファイバ素線に被覆層を設けたプラスチック光ファイバ及び他の形態の光伝送体についても説明する。以下、実施の形態を例示するが、この例示はあくまでも本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明を何ら制限するものではない。
【００１２】
光伝送体、特にプラスチック光ファイバを作るための材料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて特に限定されるものではない。特に材料として好ましく用いられるものとしては、光透過性が高い有機材料がある。例えば、以下のような（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ），ポリカーボネート類等を例示することができ、これらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの２種以上からなる共重合体、およびホモポリマー及び／または共重合体の混合物が挙げられる。これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類を組成として含むものが好ましく用いることができる。
【００１３】
以上に挙げた重合性モノマーとして具体的に、（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０^２，６］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２ −トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３ −テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３ −ペンタフルオロプロピルメタクリレート、１ −トリフルオロメチル−２，２，２ −トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５ −オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４ −ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。勿論、これらに限定されるものではなく、モノマーの単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率がクラッド部のそれに比べて同等かあるいはそれ以上になるように構成モノマーの種類，組成比を組むことが好ましい。
【００１４】
さらに、光学部材を近赤外光用途に用いる場合は、構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報などに記載されているような重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ^８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ２−ＦＡ）などを始めとする、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換した重合体を用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。なお、原料モノマーは重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に低減することが望ましい。
【００１５】
合成樹脂製光ファイバー（プラスチック光ファイバ）は、モノマーを重合させてプリフォームを製造する必要がある。モノマーの重合反応を開始させる開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は勿論これらに限定されるものではなく、２種類以上を併用してもよい。
【００１６】
重合度の調整のために連鎖移動剤を使う事ができる。連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【００１７】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオール等）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、前記連鎖移動剤は、勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【００１８】
プラスチック光ファイバの中心部であるコア部が、コア部の中心から外周方向に向かって屈折率分布を有する、屈折率分布型プラスチック光ファイバ（グレーデッドインデックス型光ファイバ、以下、ＧＩ型光ファイバと称する）の場合には、コア部を形成する重合体に複数の屈折率を有する重合体の組合せやその共重合体を用いるか、または、ポリマーマトリクスに屈折率分布を付与するための添加剤（以下、ドーパントと称する）を添加する必要がある。
【００１９】
ドーパントは、併用する前記重合性モノマーの屈折率と異なる化合物である。その屈折率差は０．００５以上であるのが好ましい。ドーパントは、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許３３３２９２２号公報や特開平５−１７３０２６号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成される重合体との比較において溶解性パラメータとの差が７（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以内であると共に、屈折率の差が０．００１以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。
【００２０】
また、ドーパントは重合性化合物であってもよく、重合性化合物のドーパントを用いた場合は、これを共重合成分として含む共重合体がこれを含まない重合体と比較して、屈折率が上昇する性質を有するものを用いることが好ましい。上記性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、ドーパントとして用いることができる。本実施の形態では、コア部形成用重合性組成物にドーパントを含有させ、コア部を形成する工程において界面ゲル重合法により重合の進行方向を制御し、屈折率調整剤の濃度に傾斜を持たせ、コア部に屈折率調整剤の濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成するのが好ましい。（以下、屈折率の分布を有するコア部を「屈折率分布型コア部」と称する）。屈折率分布型コア部を形成することにより、得られる光学部材は広い伝送帯域を有する屈折率分布型プラスチック光学部材となる。
【００２１】
前記ドーパントとしては、例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ビフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。また、ドーパントは、例えばトリブロモフェニルメタクリレートのように重合性化合物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパントとを共重合させるので、種々の特性（特に光学特性）の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。屈折率調整剤の、コア部における濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバの屈折率を所望の値に変化させることができる。その添加量は、用途および組み合わされるコア部原料などに応じて適宜選ばれる。
【００２２】
［プリフォームの製造方法］
以上の素材を用いてプリフォームを製造する。製造方法に関しては、特に制限はなく、既知の方法を等しく適用することができる。例えば、コア部とクラッド部をそれぞれ形成する方法としては、コア部の作成後クラッド部の積層付与による方法や、クラッド部となる中空管を作成した後にその内部にコア部を作成する方法等が挙げられる。
【００２３】
ＧＩ型のプラスチック光ファイバ母材（ＧＩ型プリフォーム）の製造方法は、国際公開第９３／０８４８８号パンフレットに記載されているように、クラッド部となる樹脂の中空管を作成し、その管内にコア部を形成する樹脂組成物を注入し、界面ゲル重合法によりポリマーを重合することによりコア部を形成する方法を例示することができる。なお、本発明に用いられるＧＩ型プリフォームの製造方法は、界面ゲル重合法に限定されるものではない。また、樹脂組成物は前述のように、単一の屈折率を持つ樹脂組成物に屈折率調整剤を添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などが用いられる。また、プラスチック光ファイバは、ＧＩ型の他に、シングルモード型、ステップインデックス型など様々な屈折率プロファイルを持つものが知られており、本発明は、これらプラスチック光ファイバの製造方法に適用することもできる。
【００２４】
［溶融延伸設備及び溶融延伸方法］
図１に本発明の光伝送体の製造装置に用いられる溶融延伸設備１０を示す。加熱源としての電気ヒータを複数積み上げた加熱炉を例示するが、この例示はあくまでも本発明を分かりやすく説明するためのものであって、本発明を制限するものではない。
【００２５】
溶融延伸設備１０は、プリフォーム１１を支持するアーム１２と、プリフォーム１１を加熱するための加熱炉２０と、加熱炉２０によって加熱され軟化したプリフォーム１１を上方に引っ張る一対の引取ローラ３０とを備える。プリフォーム１１は、引取ローラ３０で上方に引っ張られることにより、ファイバ素線１１ａとなる。アーム１２は、スクリュー駆動用モータ１３によって駆動するスクリュー駆動装置１４のスクリュー１５に取りつけられており、上下に移動することができる。また、調芯装置１６によってプリフォーム１１の中心軸を水平方向へ移動し、延伸軸のずれを修正することができる。また、延伸軸に対して垂直に回転する機構を設けて、回転してひねりながら延伸することも可能である。アーム１２の先端にはプリフォーム角度調整装置１７、プリフォームホルダ１８が取りつけられており、プリフォーム１１を垂直に支持できるようになっている。
【００２６】
加熱炉２０はヒーターユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの集合から出来ている。なお、図では６個のヒータユニット２０ａ〜２０ｆを示したが、本発明に用いられる加熱炉２０が備えるヒータユニットの数は、特に限定されるものではないが、溶融条件を厳密に制御するため、複数、特に３個以上のヒータユニットを備えていることが好ましい。また、それぞれが予熱部，溶融部，必要に応じて徐冷部に相当する様な温度分布にする事が好ましい。予熱部は溶融部に進む部分を昇温させるために設ける。予熱部が無い場合、溶融部の温度を高温で制御しなくてはならず溶融箇所の範囲の制御が行いにくくなる。好ましい温度範囲としては溶融が始まらない温度範囲までが好ましく、予熱部の範囲が長いとプリフォームが軟化してしまい、不安定となり好ましくないため、狭い範囲とすることが好ましい。そのため、予熱部の温度は溶融部の温度に近い範囲が好ましく、複数部有する場合でも溶融部との温度差が５℃〜５０℃であることが好ましく、１０℃〜３０℃がより好ましい。
【００２７】
溶融部の範囲が長いと安定した線径が得られにくいため、母材が溶融温度近傍で安定した溶融状態を保つように制御されることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチルを主成分とする母材の場合は２００℃〜２５０℃に制御することが好ましい。また、予熱部と溶融部はそれぞれの区画毎に独立に設定温度を制御する手段を有することが望ましい。徐冷部は溶融状態の高温の樹脂が外気により急激に冷却されないようにするために設ける。徐冷部は溶融部と外気温の中間をとるように配置すればよい。複数段有する場合は延伸の進行方向に対して徐々に降温するように配置すればよい。徐冷部はその設定温度によっては温風機など、加熱機でなくとも良い。
【００２８】
なお、各ヒータユニット２０ａ〜２０ｆは、個別に温度調節ができ、各ヒータユニット２０ａ〜２０ｆの温度が、一定の範囲に収まるように制御される。加熱炉２０によってプリフォーム１１は、加熱溶融される。加熱炉２０は円筒形状を有しその筒の中でプリフォーム１１を加熱することが加熱を均一に行うために好ましい。また、本発明において、ヒータユニット２０ａ〜２０ｆに備えられているヒータには公知のいずれをも用いることができる。
【００２９】
隣り合うヒーターユニット間には、必要に応じてドーナツ状の薄板のオリフィス２１が挿入されて、コンパートメント２２を形成する。オリフィス２１とプリフォーム（延伸されていないとき）１１との間隔は１ｍｍから１０ｍｍ程度が好ましい。各コンパートメントの内部は、プリフォームの劣化が進まない温度範囲に制御されている。また、加熱炉２０の下部にはリング状のエアー吸引装置２３が取りつけられており、ヒーター加熱時の上昇気流により各コンパートメント内部の温度が乱れないように調整される。
【００３０】
ファイバ素線１１ａは必要に応じて、加熱炉２０の上部に配置された冷却装置４０で冷却される。冷却装置４０は、冷却ファン４１，４２から冷風を冷却室４３の内部に通過させて、ファイバ素線１１ａを冷却する。この冷風が加熱炉２０に入ると対流を起こして、均熱分布が崩れるので、吹込みを防止するよう、冷却装置４０の上下に遮風板４４，４５を備えることが好ましい。
【００３１】
一対の引取ローラ３０によってプリフォーム１１の一端が上方に引取られながら延伸して繊維状のファイバ素線１１ａとなる。引取ローラ３０は、引取ローラ用モータ３１により駆動され、引取速度を連続的に変化させることができる。
【００３２】
ファイバ素線１１ａを引取る引取力は、ファイバ素線１１ａの外径を測定するレーザ式線径測定器３２，張力測定器３３，ファイバの延伸長さを計測する距離カウンタ３４などの測定値に基づいてコントローラ３５が引取ローラ用モータ３１、スクリュー駆動用モータ１３、ヒータユニット２０ａ〜２０ｆの出力、冷却装置４０の冷却能力等を制御することで最適化することができる。６個のヒータユニット２０ａ〜２０ｆは、コントローラ３５，３６により独立して温度制御が行われる。また、引取ローラ３０に圧着装置３７を取り付け、ファイバ素線１１ａを圧着しつつ引っ張ることがより好ましい。さらに、レーザー式線径測定器３２に演算表示器３８を取り付け、演算結果を作業者が逐次確認しながら、実験条件を制御しても良い。
【００３３】
プリフォーム１１の溶融延伸は、まずプリフォーム１１の先端を加熱炉２０内に入れてプリフォーム１１の先端より数ｃｍ下の部分を溶融することからスタートする。プリフォームの溶融と共にプリフォームの先端は加熱炉内に落ち込んでしまう。これを防止するために、金属ロッド（図示しない）の先にプリフォーム先端を挟むことができるクリップの付いた治具を取り付ける。この金属ロッドで、プリフォームの先端を固定しておく。通常１０分から５０分で糸引き可能になるので、金属ロッドをゆっくり上方に上げてプリフォームの先端を加熱炉２０から引出し、糸引きした部分を引取ローラ３０にかける。このとき、ロッドと先端部を系から外す。この後に、制御系を生かして、所定の線径のファイバ素線を作製するための延伸を開始する。なお、本発明において、延伸速度は５ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０ｍ／ｍｉｎ〜２０ｍ／ｍｉｎの範囲とすることである。
【００３４】
本発明で製造されるファイバ素線１１ａの平均直径は０．２ｍｍから２．０ｍｍの範囲であることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。この場合に、ファイバ素線１１ａの直径Ｄが、平均直径Ｄ_ａｖｅに対して、
０．９７×Ｄ_ａｖｅ≦Ｄ≦１．０３×Ｄ_ａｖｅの変動幅のものが得られ、線径変動が抑制されたファイバ素線１１ａが得られる。なお、ファイバ素線１１ａのコア部の直径は０．１ｍｍから１．５ｍｍが好ましいが、この範囲に制限されるものではない。
【００３５】
［光ファイバ］
延伸されたファイバ素線１１ａは通常、そのままの状態で使用されることはない。例えば、ファイバ素線の曲げ・耐候性の向上，吸湿による性能低下抑制，引張強度の向上，耐踏付け性付与，難燃性付与，薬品による損傷からの保護，外部光線によるノイズ防止，着色などによる商品価値の向上などを目的としてファイバ素線の表面に１層以上の被覆層を設けた光ファイバとして使用する。
【００３６】
被覆層の付与方法としては、金属電線の被覆に習い、熱可塑性樹脂を溶融押出しして、ファイバ素線表面に流して固化させる方法が一般的に多く用いられている。しかしながら、プラスチック光ファイバ素線は金属電線と異なり、熱に弱いため、被覆用の熱溶融した樹脂の温度が高いと、ファイバ素線が収縮したり、コア部とクラッド部の界面が凹凸になって、構造不整を発現し、伝送損失が著しく増加して性能の悪化を招く問題がある。また、被覆材料がファイバ素線に融着すると、光ファイバをコネクタに接続する端末の処理工程で、スムーズに被覆を除去できず、時間をロスしたり、ファイバ素線を曲げてしまうこともある。特にシングルモード以外の、コア部内に段階的、或いは連続的に屈折率分布を持たせた光ファイバ（特に、ＧＩ型）においては、被覆時の熱によって、屈折率分布が乱れてしまい、損失が増大する他、帯域が狭くなり、データの高速伝送に支障が出る場合がある。
【００３７】
これらを勘案して、融点が低く、溶融時の流動性が高く、かつ固化した状態での強度の高い被覆材料の選定が行われる。これら樹脂のＭＦＲ（メルトフローレート）は２以上であることが望ましい。なお、ＭＦＲは、ポリマーの種類に対応した測定方法（ＪＩＳＫ７２１０：１９９９）により測定した値を用いる。
【００３８】
前述した方法で製造されたプラスチック光ファイバは、そのままの形態で種々の用途に供することができる。また、保護や補強を目的として、その外側に被覆層を有する形態、繊維層を有する形態、および／または複数のファイバを束ねた状態で、種々の用途に供することができる。被覆工程は、例えばファイバ素線の通る穴を有する対向したダイスにファイバ素線を通し、対向したダイス間に溶融した被覆用の樹脂を満たし、ファイバ素線をダイス間に移動することで被覆されたファイバを得ることができる。被覆層は可撓時に内部のファイバへの応力から保護するため、ファイバ素線と融着していないことが望ましい。さらにこのとき、溶融した樹脂と接することでファイバ素線に熱的ダメージが加わるので、極力ダメージを押さえるような移動速度や低温で溶融できる樹脂を選ぶことも望ましい。このとき、被覆層の厚みは被覆材の溶融温度や素線の引き抜き速度、被覆層の冷却温度による。その他にも、光部材に塗布したモノマーを重合させる方法やシートを巻き付ける方法、押し出し成形した中空管に光部材を通す方法などが知られている。
【００３９】
（被覆の構造）
素線を被覆することにより、プラスチック光ファイバケーブル製造が可能となる。その際にその被覆の形態として、被覆材とプラスチック光ファイバ素線の界面が全周にわたって接して被覆されている密着型の被覆と、被覆材とプラスチック光ファイバ素線の界面に空隙を有するルース型被覆がある。ルース型被覆では、たとえばコネクターとの接続部などにおいて被覆層を剥離した場合、その端面の空隙から水分が浸入して長手方向に拡散されるおそれがあるため、通常は密着型が好ましい。
【００４０】
しかし、ルース型の被覆の場合、被覆と素線が密着していないので、ケーブルにかかる応力や熱とはじめとするダメージの多くを被覆材層で緩和させることができ、素線にかかるダメージを軽減させることができるため、使用目的によっては好ましく用いることができる。水分の伝播については、空隙部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填することで、端面からの水分伝播を防止でき、かつ、これらの半固体や粉粒体に耐熱や機械的機能の向上などの水分伝播防止と異なる機能をあわせ持つようにすることでより高い性能の被覆を形成できる。
【００４１】
ルース型の被覆を製造するには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの位置を調整し減圧装置を加減することで空隙層を作ることができる。空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層を加圧／減圧することで調整が可能である。
【００４２】
さらに、必要に応じて被覆層（１次被覆層）の外周にさらに被覆層（２次被覆層）を設けても良い。２次被覆層に難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよく、耐透湿性能を満足する限りにおいては、１次被覆層にも導入は可能である。なお、難燃剤については臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤や燐含有のものがあるが、毒性ガス低減などの安全性の観点で難燃剤として金属水酸化物を加える主流となりつつある。金属水酸化物はその内部に結晶水として水分を有しており、またその製法過程での付着水が完全に除去できないため、金属水酸化物による難燃性被覆は本発明の対透湿性被覆（１次被覆層）の外層被覆（２次被覆層）として設けることが望ましい。
【００４３】
また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、本発明のような難燃化以外に、素線の吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、また可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層等の緩衝材、剛性を挙げるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、高い弾性率を有する繊維（いわゆる抗張力繊維）および／または剛性の高い金属線等の線材を熱可塑性樹脂に含有すると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。
【００４４】
抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられる。また、金属線としてはステンレス線、亜鉛合金線、銅線などが挙げられる。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を組み込むことができる。
【００４５】
また、ケーブルの形状は使用形態によって、素線を同心円上にまとめた集合ケーブルや、一列に並べたテープ心線と言われる態様、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめた集合ケーブルなど用途に応じてその形態を選ぶことができる。
【００４６】
また、本発明の光ファイバを用いたケーブルは、突き合せによる接合でも用いることができるが、端部に接続用光コネクタを用いて接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては一般に知られている、ＰＮ型、ＳＭＡ型、ＳＭＩ型、Ｆ０５型、ＭＵ型、ＦＣ型、ＳＣ型などの市販の各種コネクタを利用することも可能である。
【００４７】
本発明の光学部材としての光ファイバ、および光ファイバケーブルを用いて光信号を伝送するシステムには、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置等で構成される。また、必要に応じて他の光ファイバなどと組合わせてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮ等をはじめとする、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【００４８】
さらに、ＩＥＩＣＥＴＲＡＮＳ．ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ２００１，ｐ．３３９−３４４「Ｈｉｇｈ−ＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙＳｔａｒＣｏｕｐｌｅｒＵｓｉｎｇＤｉｆｆｕｓｅｄＬｉｇｈｔＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号等の各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号等の各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号等の公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号等の各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号等に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号等に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号等に記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号等の各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも照明、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
【００５０】
［実施例１］
ＰＭＭＡからなる円筒管型のクラッド部を公知の回転重合法で製造した。次に、界面ゲル重合法によりＭＭＡ（メタクリル酸メチル）を主原料にコア部を重合した。この際に、ドーパントとしてＤＰＳ（硫化ジフェニル）を用いて、ＭＭＡに対して１２．５重量％加えた。こうして直径２２ｍｍ、長さ８０ｃｍのプリフォームを製作した。このプリフォームのガラス転移温度Ｔｇは、コア中心部８５℃、クラッド部１０７℃であり、コア部の中心からクラッド部にかけてガラス転移温度はゆるやかに上昇していた（Ｔｇ_ｍｉｎ＝８５℃）。また、このプリフォームの屈折率は、コア部の中心で１．５０４、クラッド部１．４９１であり、コア部の中心からクラッド部にかけて屈折率はゆるやかに下降していた。このプリフォーム１１を図１に示した溶融延伸設備１０で溶融延伸した。
【００５１】
加熱炉２０の同じ高さからなるヒータユニット２０ａ〜２０ｆの温度は、次のように調整した。ヒータユニット２０ａを７０℃±１℃、ヒータユニット２０ｂを１４０℃±１℃、ヒータユニット２０ｃを１６０℃±１℃、ヒータユニット２０ｄを２１５℃±１℃、ヒータユニット２０ｅを２３０℃±１℃、ヒータユニット２０ｆを２００℃±１℃とした。この場合には、ヒータユニット２０ｆが予熱部に、ヒータユニット２０ｅが溶融部に、ヒータユニット２０ａ〜２０ｄが徐冷部に相当する。延伸速度を１０ｍ／ｍｉｎの一定速度とし、外径０．５ｍｍ、線径変動が±１０μｍのファイバ素線１１ａを得た。このファイバ素線１１ａの波長６５０ｎｍの光を用いた伝送損失測定値は、１５８ｄＢ／ｋｍであった。また、このファイバ素線１１ａの帯域特性の測定値は、１．８Ｇｂｐｓ／１００ｍであった。通常のプラスチック光ファイバ素線の伝送損失測定値は、１７２ｄＢ／ｋｍ〜１８５ｄＢ／ｋｍであり、帯域特性の測定値は、１．２Ｇｂｐｓ／１００ｍ〜１．５Ｇｂｐｓ／１００ｍの範囲であることが知られており、本発明を用いて得られたファイバ素線は、良好な光学特性を有することが分かった。
【００５２】
［実施例２］
延伸速度を２０ｍ／ｍｉｎと高速にした以外は、実施例１と同じ実験条件で行った。外径０．５ｍｍ、線径変動が±１３μｍのファイバ素線１１ａが得られたた。このファイバ素線１１ａの波長６５０ｎｍの光を用いた伝送損失測定値は、１６５ｄＢ／ｋｍであった。また、このファイバ素線１１ａの帯域特性の測定値は、１．７Ｇｂｐｓ／１００ｍであった。このように、本発明によれば、延伸速度を高速にしても線径変動が抑制され、光学特性に優れたファイバ素線が得られることが分かった。
【００５３】
［比較例１］
比較例１として、加熱炉２０のヒータユニット２０ａ〜２０ｆの温度は、次のように調整した。ヒータユニット２０ａを２００℃±１℃、ヒータユニット２０ｂを２３０℃±１℃、ヒータユニット２０ｃを２１５℃±１℃、ヒータユニット２０ｄを１６０℃±１℃、ヒータユニット２０ｅを１４０℃±１℃、ヒータユニット２０ｆを７０℃±１℃とした。この場合には、ヒータユニット２０ｃ〜２０ｆが予熱部に、ヒータユニット２０ｂが溶融部に、ヒータユニット２０ａが徐冷部に相当する。延伸速度を１０ｍ／ｍｉｎの一定速度とし、外径０．５ｍｍ、線径変動が±１８μｍのファイバ素線１１ａを得た。このファイバ素線１１ａの波長６５０ｎｍの光を用いた伝送損失測定値は、１８５ｄＢ／ｋｍであった。また、このファイバ素線１１ａの帯域特性の測定値は、１．２Ｇｂｐｓ／１００ｍであった。
【００５４】
［比較例２］
延伸速度を２０ｍ／ｍｉｎと高速にした以外は、実施例１と同じ実験条件で行った。外径０．５ｍｍ、線径変動が±２５μｍのファイバ素線１１ａが得られた。このファイバ素線１１ａの波長６５０ｎｍの光を用いた伝送損失測定値は、２１３ｄＢ／ｋｍであった。また、このファイバ素線１１ａの帯域特性の測定値は、０．９Ｇｂｐｓ／１００ｍであった。
【００５５】
このように、本発明によれば、延伸速度を高速にしても線径変動が抑制され、光学特性に優れたファイバ素線が得られることが分かった。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光伝送体の製造方法によれば、光伝送体母材を溶融し、前記溶融した光伝送体母材を繊維状に延伸する光伝送体の製造方法において、前記光伝送体母材を上向きに延伸すると、外径精度が優れ、更に光伝送体の延伸速度を速くすることも可能となる。また、プラスチック光ファイバの製造方法に適用すると、外径精度が優れたファイバ素線を高速延伸でき、コストの点からも有利となる。またそのファイバ素線から形成された光ファイバの光学特性も優れている。
【００５７】
さらに、本発明の光伝送体の製造方法は、独立して温度制御可能な区画を３区画以上備え、母材を加温する予熱部の区画の最低温度と延伸が行われる溶融部の区画の最高温度との温度差が、５０℃以下である溶融手段によって、前記光伝送体母材を上向きに延伸することにより、より外径精度が優れ、更に光伝送体の伝送速度を速くすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光伝送体の製造方法に用いられる溶融延伸設備の概略図である。
【符号の説明】
１０溶融延伸設備
１１プリフォーム
１１ａファイバ素線
２０加熱炉
３０引取ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission body manufacturing apparatus and manufacturing method, and a plastic optical fiber manufactured by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
Plastic optical fiber has a larger light transmission loss than silica-based optical fiber, but has the advantages of easy connection due to large diameter, ease of terminal processing, no need for high-precision alignment mechanism, and low cost of connector part Not only is it attracting attention for home and in-vehicle applications because of its advantages such as low risk due to piercing and piercing disasters, easy processability due to high flexibility, easy laying, vibration resistance, low price, etc. Also, the use as an extremely short distance, large capacity cable such as an internal wiring of a high-speed data processing device or a DVI (Digital Video Interface) link is being studied.
[0003]
A plastic optical fiber generally includes a core material (hereinafter referred to as a core portion) made of an organic compound having a polymer as a matrix and an outer shell (hereinafter referred to as a cladding portion) having a different refractive index from the core portion. These members can be produced by a method in which a prepolymer is drawn and the core portion or the clad portion is simultaneously formed into a fiber, or a method in which an optical fiber preform (hereinafter referred to as a preform) is manufactured and then the preform is melt-drawn. and so on.
[0004]
A plastic optical fiber having a predetermined outer diameter can be obtained by melt-drawing this preform in an atmosphere of about 180 ° C. to 260 ° C. In the melt stretching step, the preform is usually stretched by pulling the lower end while heating the preform in a cylindrical heating furnace heated inside by an electric heater or the like. For example, the upper part of the preform is suspended and slowly lowered into the heating furnace, and the preform is melted in the heating furnace. After heating until the tip of the preform is melted and falling by its own weight, it is continuously stretched by drawing the threaded portion downward from the heating furnace and applying it to a take-up roller. For example, see Patent Document 1.)
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-337781 (page 6, FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the conventional drawing method, it is difficult to draw a plastic optical fiber having a thin wire diameter of 0.5 mm to 0.2 mm stably at a high speed, and there is a fiber having a large diameter, a non-bending, and insufficiently drawn fiber. Will be taken over. Such an optical fiber has extremely poor transmission loss, and cannot be connected to a connector and has no commercial value, and may cause troubles such as damage to a tension measuring device or a take-up roller. In addition, there was a problem that a large tension was applied to the preform suspension device, and various parts such as preform holder, universal joint (preform angle adjustment device), alignment device were destroyed and the device could not be used. .
[0007]
An object of the present invention is to produce an optical transmission body manufacturing apparatus and manufacturing method that can stabilize the outer diameter accuracy of the optical transmission body and draw at high speed when the optical transmission base material is melt-drawn, and the manufacturing method thereof. It is to provide a plastic optical fiber.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Thus, as a result of intensive studies, the present inventors have found that this problem can be solved by stretching the base material upward when melt-stretching the optical transmission material from the optical transmission material base material.
[0009]
An apparatus for manufacturing an optical transmission body according to the present invention is an apparatus for manufacturing an optical transmission body, comprising: means for melting an optical transmission body base material; and stretching means for extending the molten optical transmission body base material into a fiber shape. The temperature difference between the minimum temperature of the section of the preheating section that heats the optical transmission medium base material and the maximum temperature of the section of the melting section where stretching is performed is provided with three or more sections that can be independently controlled in temperature. The stretching means is a means for stretching the optical transmission medium base material upward by the melting means of 5 ° C. or more and 50 ° C. or less. It is preferable that the section is arranged from the lower part so as to be at least a preheating part and a melting part, and the length of the preheating part is not more than three times the length of the melting part. It is preferable to have a jig for gripping the upper end of the optical transmission medium base material.
[0010]
The method for manufacturing an optical transmission body according to the present invention includes: an optical transmission body base material that is melted; and the molten optical transmission body base material is stretched into a fiber shape; The optical transmission body is provided by a melting means having a temperature difference between a minimum temperature of a preheating section for heating the base material and a maximum temperature of a melting section where stretching is performed at 50 ° C. or less. Stretch the base material upward. It is preferable to perform the stretching speed of the optical transmission material base material in a range of 5 m / min to 30 m / min. It is preferable to use a material having a distribution in the refractive index in the cross-sectional direction as the optical transmission material base material. The plastic constituting the preform is preferably composed mainly of a polymer obtained by polymerizing a monomer of (meth) acrylic acid and / or its ester. For example, the polymer includes polymethyl methacrylate. A plastic optical fiber manufactured using the manufacturing method of the optical transmission body is also included in the present invention. The plastic optical fiber is preferably a graded index type. The graded index type optical transmitter base material is preferably manufactured using an interfacial gel polymerization method.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A method for manufacturing a plastic optical fiber, which is one of optical transmission bodies manufactured in the present invention, will be described as an example. First, raw material polymers, initiators, chain transfer agents, and dopants preferably used in the present invention are exemplified. Next, a method for manufacturing a preform (preform) of a refractive index distribution type (graded index type, GI type) plastic optical fiber in which the refractive index continuously changes from the clad part to the core part will be described. Then, a method for producing a plastic optical fiber (hereinafter referred to as a fiber strand) by melt-drawing a preform will be described, and finally, a plastic optical fiber having a coating layer provided on the fiber strand and other forms The optical transmission body is also described. Hereinafter, although an embodiment is illustrated, this illustration is for explaining the present invention in detail to the last, and does not limit the present invention at all.
[0012]
The material for making the optical transmission body, particularly plastic optical fiber, is not particularly limited as long as the function of optical transmission is not impaired. In particular, an organic material having high light transmittance is preferably used as the material. For example, the following (meth) acrylic acid esters (fluorine-free (meth) acrylic acid ester (a), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester (b)), styrenic compound (c), vinyl esters Examples thereof include (d), polycarbonates and the like, and homopolymers thereof, copolymers composed of two or more of these monomers, and mixtures of homopolymers and / or copolymers. Among these, those containing (meth) acrylic acid esters as a composition can be preferably used.
[0013]
Specific examples of the polymerizable monomer listed above include (a) fluorine-free methacrylic acid ester and fluorine-free acrylic acid ester: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, Examples include benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, diphenylmethyl methacrylate, tricyclo [ ^5.2.1.0.2,6 ] decanyl methacrylate, adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate, and the like. Examples include ethyl acrylate, tert-butyl acrylate, and phenyl acrylate. Examples of (b) fluorine-containing acrylic acid ester and fluorine-containing methacrylate ester include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3. , 3-Pentafluoropropyl methacrylate, 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 2,2, 3,3,4,4-hexafluorobutyl methacrylate and the like. Furthermore, (c) styrene compounds include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, and the like. Furthermore, (d) vinyl esters include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl phenyl acetate, vinyl chloroacetate and the like. Of course, the present invention is not limited to these, and the types and composition ratios of the constituent monomers are set so that the refractive index of the polymer consisting of the monomer alone or the copolymer is equal to or higher than that of the clad portion. Is preferred.
[0014]
Furthermore, when an optical member is used for near-infrared light, absorption loss due to the C—H bond to be formed occurs, so that deuterated polymethyl methacrylate (described in Japanese Patent No. 3332922 and the like) C—H bond hydrogen atoms such as PMMA-d ⁸ ), polytrifluoroethyl methacrylate (P3FMA), polyhexafluoroisopropyl 2-fluoroacrylate (HFIP 2-FA), etc. are deuterium atoms or fluorine. By using the substituted polymer, the wavelength region that causes this transmission loss can be lengthened, and the loss of transmission signal light can be reduced. In addition, in order not to impair the transparency after polymerization of the raw material monomer, it is desirable to sufficiently reduce impurities and foreign substances that become scattering sources before polymerization.
[0015]
A synthetic resin optical fiber (plastic optical fiber) needs to be polymerized with a monomer to produce a preform. Examples of the initiator for initiating the polymerization reaction of the monomer include, for example, benzoyl peroxide (BPO), tert-butylperoxy-2-ethylhexanate (PBO), and di-tert-butyl peroxide, which generate radicals. Examples thereof include peroxide compounds such as (PBD), tert-butylperoxyisopropyl carbonate (PBI), and n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate (PHV). 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropane), 2,2′-azobis (2-methylbutane), 2,2′-azobis (2-methylpentane), 2,2′-azobis (2,3-dimethylbutane), 2,2 '-Azobis (2-methylhexane), 2,2'-azobis (2,4-dimethylpentane), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethylbutane), 2,2'-azobis (2 , 4,4-trimethylpentane), 3,3′-azobis (3-methylpentane), 3,3′-azobis (3-methylhexane), 3,3′-azobis (3,4-dimethylpentane), 3,3′-azobis (3-ethylpentane , Dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), diethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), di-tert-butyl-2,2′-azobis (2- And azo compounds such as methyl propionate). Of course, the polymerization initiator is not limited to these, and two or more kinds may be used in combination.
[0016]
A chain transfer agent can be used to adjust the degree of polymerization. About a chain transfer agent, according to the kind of polymerizable monomer used together, a kind and addition amount can be selected suitably. The chain transfer constant of the chain transfer agent for each monomer can be referred to, for example, Polymer Handbook 3rd edition (edited by J. BRANDRUP and EH IMMERGUT, published by JOHN WILEY & SON). The chain transfer constant can also be obtained by experiment with reference to Takayuki Otsu and Masaaki Kinoshita "Experimental Method for Polymer Synthesis", Kagaku Dojin, published in 1972.
[0017]
Examples of chain transfer agents include alkyl mercaptans (eg, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, etc.), thiophenols (thiophenol, m-bromothio). Phenol, p-bromothiophenol, m-toluenethiol, p-toluenethiol, etc.) are preferably used. In particular, it is preferable to use an alkyl mercaptan such as n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, and tert-dodecyl mercaptan. A chain transfer agent in which a hydrogen atom of a C—H bond is substituted with a deuterium atom or a fluorine atom can also be used. Of course, the chain transfer agent is not limited to these, and two or more of these chain transfer agents may be used in combination.
[0018]
A refractive index distribution type plastic optical fiber (graded index type optical fiber, hereinafter referred to as GI type optical fiber), in which the core part which is the center part of the plastic optical fiber has a refractive index distribution from the center of the core part toward the outer peripheral direction. In the case of the above, a combination of polymers having a plurality of refractive indexes and a copolymer thereof are used for the polymer forming the core portion, or an additive for imparting a refractive index distribution to the polymer matrix ( Hereinafter, it is necessary to add a dopant).
[0019]
The dopant is a compound different from the refractive index of the polymerizable monomer used in combination. The refractive index difference is preferably 0.005 or more. The dopant has the property that the polymer containing it has a higher refractive index than the additive-free polymer. These have a difference in solubility parameter of 7 (cal / cm ³ ) in comparison with a polymer produced by monomer synthesis as described in Japanese Patent No. 3332922 and JP-A-5-173026. ^{In addition to being} within ^1/2 , the difference in refractive index is 0.001 or more, and the polymer containing this has the property of changing the refractive index as compared with the additive-free polymer. Any of those which can coexist and are stable under the polymerization conditions (polymerization conditions such as heating and pressurization) of the polymerizable monomer which is the above-mentioned raw material can be used.
[0020]
In addition, the dopant may be a polymerizable compound, and when a dopant of the polymerizable compound is used, a copolymer containing this as a copolymerization component has an increased refractive index as compared with a polymer not containing this. It is preferable to use those having the property of Using the above-mentioned properties as a dopant that can stably coexist with the polymer and is stable under the polymerization conditions (polymerization conditions such as heating and pressurization) of the above-described raw material polymerizable monomer. Can do. In the present embodiment, the core portion-forming polymerizable composition contains a dopant, and in the step of forming the core portion, the progress of polymerization is controlled by the interfacial gel polymerization method, and the concentration of the refractive index adjusting agent has a gradient. It is preferable to form a refractive index distribution structure based on the concentration distribution of the refractive index adjusting agent in the core portion. (Hereinafter, a core portion having a refractive index distribution is referred to as a “refractive index distribution type core portion”). By forming the gradient index core portion, the obtained optical member becomes a gradient index plastic optical member having a wide transmission band.
[0021]
Examples of the dopant include benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl-n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), and biphenyl (DP). , Diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), diphenyl sulfoxide (DPSO) and the like, among which BEN, DPS, TPP and DPSO are preferable. The dopant may be a polymerizable compound such as tribromophenyl methacrylate. In that case, when forming the matrix, the polymerizable monomer and the polymerizable dopant are copolymerized, so that various properties (especially optical properties). ) Is more difficult to control, but may be advantageous in terms of heat resistance. By adjusting the concentration and distribution of the refractive index adjusting agent in the core, the refractive index of the plastic optical fiber can be changed to a desired value. The amount added is appropriately selected according to the use and the core material to be combined.
[0022]
[Preform manufacturing method]
A preform is manufactured using the above materials. The manufacturing method is not particularly limited, and known methods can be equally applied. For example, as a method of forming the core part and the clad part, respectively, a method of providing a clad layer after the core part is created, a method of creating a core part inside a hollow tube that becomes a clad part, etc. Is mentioned.
[0023]
As described in International Publication No. 93/08488, a manufacturing method of a GI type plastic optical fiber preform (GI type preform) is to create a resin hollow tube as a clad part, A method of forming the core part by injecting a resin composition for forming the core part and polymerizing the polymer by an interfacial gel polymerization method can be exemplified. In addition, the manufacturing method of the GI preform used in the present invention is not limited to the interfacial gel polymerization method. As described above, the resin composition may be a resin composition having a single refractive index to which a refractive index adjusting agent is added, a resin having a different refractive index, a copolymer, or the like. In addition to the GI type, plastic optical fibers having various refractive index profiles such as a single mode type and a step index type are known, and the present invention is applied to a manufacturing method of these plastic optical fibers. You can also.
[0024]
[Melt-stretching equipment and melt-stretching method]
FIG. 1 shows a melt drawing facility 10 used in the optical transmission body manufacturing apparatus of the present invention. Although a heating furnace in which a plurality of electric heaters as a heating source are stacked is illustrated, this illustration is merely for the purpose of explaining the present invention in an easy-to-understand manner, and does not limit the present invention.
[0025]
The melt drawing equipment 10 includes an arm 12 for supporting the preform 11, a heating furnace 20 for heating the preform 11, and a pair of take-up rollers 30 for pulling the preform 11 heated and softened by the heating furnace 20 upward. Is provided. The preform 11 is pulled upward by the take-up roller 30 to become a fiber strand 11a. The arm 12 is attached to a screw 15 of a screw driving device 14 driven by a screw driving motor 13 and can move up and down. Moreover, the center axis | shaft of the preform 11 can be moved to a horizontal direction with the alignment apparatus 16, and the shift | offset | difference of an extending | stretching axis | shaft can be corrected. It is also possible to provide a mechanism that rotates perpendicularly to the stretching axis and stretch the film while rotating and twisting. A preform angle adjusting device 17 and a preform holder 18 are attached to the tip of the arm 12 so that the preform 11 can be supported vertically.
[0026]
The heating furnace 20 is made of a set of heater units 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, and 20f. Although the six heater units 20a to 20f are shown in the figure, the number of heater units provided in the heating furnace 20 used in the present invention is not particularly limited, but for strictly controlling the melting conditions. Preferably, a plurality of heater units, particularly three or more heater units are provided. Further, it is preferable that the temperature distributions correspond to the preheating part, the melting part, and if necessary, the slow cooling part. A preheating part is provided in order to heat up the part which goes to a fusion | melting part. When there is no preheating part, the temperature of the melting part must be controlled at a high temperature, and it becomes difficult to control the range of the melting part. A preferable temperature range is a temperature range in which melting does not start. If the preheated portion is long, the preform softens and becomes unstable, which is not preferable. Therefore, the temperature of the preheating part is preferably in the range close to the temperature of the melting part, and even when there are a plurality of parts, the temperature difference from the melting part is preferably 5 ° C to 50 ° C, more preferably 10 ° C to 30 ° C.
[0027]
Since it is difficult to obtain a stable wire diameter when the range of the melting part is long, it is preferable to control the base material so as to maintain a stable molten state in the vicinity of the melting temperature. For example, in the case of a base material containing polymethyl methacrylate as a main component, it is preferable to control at 200 ° C. to 250 ° C. Further, it is desirable that the preheating part and the melting part have means for controlling the set temperature independently for each section. The slow cooling part is provided in order to prevent the molten high-temperature resin from being rapidly cooled by the outside air. What is necessary is just to arrange | position a slow cooling part so that it may take the middle of a fusion | melting part and external temperature. When there are a plurality of stages, the temperature may be gradually lowered with respect to the direction of stretching. The slow cooling part may not be a heating machine such as a warm air machine depending on the set temperature.
[0028]
In addition, each heater unit 20a-20f can be temperature-controlled separately, and it controls so that the temperature of each heater unit 20a-20f may be settled in a fixed range. The preform 11 is heated and melted by the heating furnace 20. The heating furnace 20 has a cylindrical shape, and it is preferable to heat the preform 11 in the cylinder in order to perform heating uniformly. In the present invention, any known heater can be used as the heater provided in the heater units 20a to 20f.
[0029]
A donut-shaped thin plate orifice 21 is inserted between adjacent heater units as necessary to form a compartment 22. The distance between the orifice 21 and the preform (when not stretched) 11 is preferably about 1 mm to 10 mm. The inside of each compartment is controlled to a temperature range in which the deterioration of the preform does not progress. In addition, a ring-shaped air suction device 23 is attached to the lower part of the heating furnace 20 and is adjusted so that the temperature inside each compartment is not disturbed by the rising airflow when the heater is heated.
[0030]
The fiber strand 11a is cooled by a cooling device 40 disposed above the heating furnace 20 as necessary. The cooling device 40 passes the cool air from the cooling fans 41 and 42 into the cooling chamber 43 to cool the fiber strand 11a. When this cold air enters the heating furnace 20, convection occurs and the soaking distribution is disrupted. Therefore, it is preferable to provide wind shielding plates 44 and 45 above and below the cooling device 40 so as to prevent blowing.
[0031]
One end of the preform 11 is drawn upward by the pair of take-up rollers 30 to be drawn into a fibrous fiber 11a. The take-up roller 30 is driven by a take-up roller motor 31 and can continuously change the take-up speed.
[0032]
The pulling force for pulling the fiber strand 11a is a measured value of a laser-type wire diameter measuring device 32 that measures the outer diameter of the fiber strand 11a, a tension measuring device 33, a distance counter 34 that measures the stretched length of the fiber, and the like. Based on this, the controller 35 can control the take-out roller motor 31, the screw drive motor 13, the outputs of the heater units 20a to 20f, the cooling capacity of the cooling device 40, and the like, so that the optimization can be performed. The six heater units 20a to 20f are independently controlled by the controllers 35 and 36. Further, it is more preferable to attach the crimping device 37 to the take-up roller 30 and pull the fiber strand 11a while crimping. Furthermore, the calculation indicator 38 may be attached to the laser type wire diameter measuring device 32, and the experiment conditions may be controlled while the operator sequentially confirms the calculation results.
[0033]
The melt stretching of the preform 11 starts by first putting the tip of the preform 11 into the heating furnace 20 and melting a portion several cm below the tip of the preform 11. As the preform melts, the tip of the preform falls into the heating furnace. In order to prevent this, a jig with a clip that can sandwich the tip of the preform is attached to the tip of a metal rod (not shown). The tip of the preform is fixed with this metal rod. Usually, the yarn can be drawn in 10 to 50 minutes. Therefore, the metal rod is slowly raised upward, the tip of the preform is drawn out from the heating furnace 20, and the drawn portion is applied to the take-up roller 30. At this time, the rod and the tip are removed from the system. Thereafter, drawing for producing a fiber strand having a predetermined wire diameter is started using the control system. In the present invention, the stretching speed is preferably in the range of 5 m / min to 30 m / min, more preferably in the range of 10 m / min to 20 m / min.
[0034]
The average diameter of the fiber strand 11a manufactured in the present invention is preferably in the range of 0.2 mm to 2.0 mm, but is not limited to this range. In this case, the diameter D of the fiber strand 11a is smaller than the average diameter D _ave .
A fiber having a variation width of 0.97 × D _ave ≦ D ≦ 1.03 × D _ave is obtained, and the fiber strand 11a in which the wire diameter variation is suppressed is obtained. The diameter of the core portion of the fiber strand 11a is preferably 0.1 mm to 1.5 mm, but is not limited to this range.
[0035]
[Optical fiber]
The drawn fiber 11a is not usually used as it is. For example, by bending and weather resistance of fiber strands, suppressing performance degradation due to moisture absorption, improving tensile strength, imparting stepping resistance, imparting flame resistance, protecting against chemical damage, preventing noise from external rays, coloring, etc. It is used as an optical fiber in which one or more coating layers are provided on the surface of the fiber strand for the purpose of improving the commercial value.
[0036]
As a method for applying the coating layer, a method in which a thermoplastic resin is melt-extruded and flown on the surface of the fiber strand and solidified is generally used according to the coating of the metal electric wire. However, plastic optical fiber strands, unlike metal wires, are vulnerable to heat, so if the temperature of the hot-melt resin for coating is high, the fiber strands shrink or the interface between the core and cladding becomes uneven. Therefore, there is a problem in that structural irregularities are manifested, transmission loss is remarkably increased, and performance is deteriorated. Also, if the coating material is fused to the fiber strand, the coating cannot be removed smoothly and the time may be lost or the fiber strand may be bent in the processing step of the terminal connecting the optical fiber to the connector. . In particular, in an optical fiber (particularly GI type) having a refractive index distribution stepwise or continuously in the core other than the single mode, the refractive index distribution is disturbed by heat at the time of coating, and loss is lost. In addition to the increase, the bandwidth is narrowed, which may hinder high-speed data transmission.
[0037]
Considering these, a coating material having a low melting point, a high fluidity at the time of melting, and a high strength in a solidified state is selected. These resins preferably have an MFR (melt flow rate) of 2 or more. In addition, MFR uses the value measured by the measuring method (JIS K7210: 1999) corresponding to the kind of polymer.
[0038]
The plastic optical fiber manufactured by the above-described method can be used for various purposes as it is. In addition, for the purpose of protection and reinforcement, the present invention can be used for various applications in a form having a coating layer on the outside, a form having a fiber layer, and / or a state where a plurality of fibers are bundled. The coating process is performed, for example, by passing the fiber strands through opposed dies having holes through which the fiber strands pass, filling the molten coating resin between the opposed dies, and moving the fiber strands between the dies. Fiber can be obtained. In order to protect the coating layer from stress to the internal fiber when it is flexible, it is desirable that the coating layer is not fused with the fiber. Further, at this time, since the fiber strand is thermally damaged by being in contact with the molten resin, it is desirable to select a resin that can be melted at a moving speed or low temperature that suppresses damage as much as possible. At this time, the thickness of the coating layer depends on the melting temperature of the coating material, the wire drawing speed, and the cooling temperature of the coating layer. In addition, a method of polymerizing a monomer applied to the optical member, a method of winding a sheet, a method of passing the optical member through an extruded hollow tube, and the like are known.
[0039]
(Coating structure)
By coating the strand, a plastic optical fiber cable can be manufactured. At that time, as a form of the coating, a contact type coating in which the interface between the coating material and the plastic optical fiber is in contact with the entire circumference, and a loose having a gap at the interface between the coating material and the plastic optical fiber There is a mold coating. In the loose type coating, for example, when the coating layer is peeled off at the connection portion with the connector, for example, moisture may enter from the gaps at the end face and diffuse in the longitudinal direction.
[0040]
However, in the case of a loose-type coating, since the coating and the strands are not in close contact, most of the damage such as stress and heat applied to the cable can be mitigated by the coating layer, and the damage to the strands can be reduced. Since it can be reduced, it can be preferably used depending on the purpose of use. As for the propagation of moisture, by filling the voids with fluid semi-solid or powdery particles, moisture propagation from the end face can be prevented, and heat and A coating with higher performance can be formed by having functions different from moisture propagation prevention such as improvement of mechanical functions.
[0041]
In order to produce a loose type coating, the void layer can be formed by adjusting the position of the extrusion nipple of the crosshead die and adjusting the pressure reducing device. The thickness of the gap layer can be adjusted by pressurizing / depressurizing the nipple thickness and the gap layer.
[0042]
Furthermore, you may provide a coating layer (secondary coating layer) further in the outer periphery of a coating layer (primary coating layer) as needed. Flame retardants, UV absorbers, antioxidants, radical scavengers, photosensitizers, lubricants, etc. may be introduced into the secondary coating layer, and as long as moisture permeation resistance is satisfied, Introduction is possible. In addition, some flame retardants contain halogen-containing resins such as bromine, additives, and phosphorous. However, metal hydroxides are becoming mainstream as flame retardants in terms of safety such as reduction of toxic gases. . Since the metal hydroxide has moisture as crystal water inside, and the attached water cannot be completely removed during the manufacturing process, the flame retardant coating by the metal hydroxide is the moisture-permeable coating of the present invention. It is desirable to provide as an outer layer coating (secondary coating layer) of (primary coating layer).
[0043]
Moreover, in order to provide a plurality of functions, coatings having various functions may be laminated. For example, in addition to flame retardancy as in the present invention, a barrier layer for suppressing moisture absorption of the wire and a moisture absorbing material for removing moisture, such as a moisture absorbing tape or moisture absorbing gel, are provided in the coating layer or between the coating layers. In addition, a flexible material layer for relaxing stress at the time of flexibility, a cushioning material such as a foam layer, a reinforcing layer for increasing rigidity, and the like can be selected and provided depending on the application. In addition to the resin, if the thermoplastic resin contains a fiber having a high elastic modulus (so-called tensile fiber) and / or a highly rigid metal wire, the mechanical strength of the resulting cable can be reinforced. It is preferable because it is possible.
[0044]
Examples of the tensile strength fiber include aramid fiber, polyester fiber, and polyamide fiber. Examples of the metal wire include stainless steel wire, zinc alloy wire, copper wire and the like. None of these are limited to those described above. In addition, a metal tube exterior for protection, an aerial support line, and a mechanism for improving workability during wiring can be incorporated.
[0045]
In addition, depending on the type of use, the cable shape is a collective cable in which the strands are concentrically arranged, an aspect called a tape core wire arranged in a row, and a collective cable in which they are gathered together with a presser roll or wrap sheath The form can be selected according to the situation.
[0046]
Moreover, although the cable using the optical fiber of this invention can be used also by joining by butt | matching, it is preferable to fix a connection part reliably using the optical connector for connection at an edge part. As the connector, it is possible to use various commercially available connectors such as PN type, SMA type, SMI type, F05 type, MU type, FC type, and SC type that are generally known.
[0047]
An optical fiber as an optical member of the present invention and a system for transmitting an optical signal using an optical fiber cable include various light emitting elements, light receiving elements, optical switches, optical isolators, optical integrated circuits, optical transceiver modules, and the like. It is composed of an optical signal processing device including components. Moreover, you may combine with another optical fiber etc. as needed. Any known technique can be applied as a technique related to them. For example, the basic and actual of plastic optical fiber (published by NTS Corporation), Nikkei Electronics 2001.1.2.3, pp. 110-127 “Printed Wiring You can refer to "This time, optical components are mounted on the board." Combined with various technologies described in the above documents, internal wiring in computers and various digital devices, internal wiring in vehicles and ships, optical terminals and digital devices, optical links between digital devices, general households and housing complexes・ Suitable for optical transmission systems suitable for short distances such as high-speed, large-capacity data communications and control applications that are not affected by electromagnetic waves, including optical LANs in factories, offices, hospitals, schools, etc. Can be used.
[0048]
Further, IEICE TRANS. ELECTRON. , VOL. E84-C, no. 3, MARCH 2001, p. 339-344 “High-Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission”, Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Vol. 3, no. 6, 2000, pages 476 to 480, which are described in “Interconnection by Optical Sheet Bus Technology”, and Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-123350, 2002-90571, 2001-290055, etc. Optical buses described: JP 2001-74971, JP 2000-329962, JP 2001-74966, JP 2001-74968, JP 2001-318263, JP 2001-31840, etc. Optical star couplers described in JP 2000-241655 A, etc .; JP 2002-624457, JP 2002-101044, JP 2001-305395 A, etc. Optical signal transmission device and optical data bus system; optical signal processing device described in JP-A-2002-23011, etc. Optical signal cross-connect systems described in JP-A-2001-86537, etc .; optical transmission systems described in JP-A-2002-26815, etc .; described in JP-A-2001-339554, JP-A-2001-339555, etc. Multi-functional system; and various optical waveguides, optical splitters, optical couplers, optical multiplexers, optical demultiplexers, etc., combined to construct a more advanced optical transmission system using multiplexed transmission / reception can do. In addition to the above optical transmission applications, it can also be used in the fields of illumination, energy transmission, illumination, and sensors.
[0049]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to these.
[0050]
[Example 1]
A cylindrical tube type clad portion made of PMMA was produced by a known rotational polymerization method. Next, the core portion was polymerized using MMA (methyl methacrylate) as a main raw material by an interfacial gel polymerization method. At this time, 12.5 wt% was added to MMA using DPS (diphenyl sulfide) as a dopant. Thus, a preform having a diameter of 22 mm and a length of 80 cm was produced. The glass transition temperature Tg of this preform was 85 ° C. at the core center and 107 ° C. at the core, and the glass transition temperature gradually increased from the center of the core to the cladding (Tg _min = 85 ° C.). Further, the refractive index of this preform was 1.504 at the center of the core part and 1.491 of the cladding part, and the refractive index gradually decreased from the center of the core part to the cladding part. This preform 11 was melt stretched by the melt stretching equipment 10 shown in FIG.
[0051]
The temperature of the heater units 20a to 20f having the same height of the heating furnace 20 was adjusted as follows. Heater unit 20a is 70 ° C ± 1 ° C, heater unit 20b is 140 ° C ± 1 ° C, heater unit 20c is 160 ° C ± 1 ° C, heater unit 20d is 215 ° C ± 1 ° C, heater unit 20e is 230 ° C ± 1 ° C, The heater unit 20f was set to 200 ° C. ± 1 ° C. In this case, the heater unit 20f corresponds to the preheating part, the heater unit 20e corresponds to the melting part, and the heater units 20a to 20d correspond to the slow cooling part. A fiber strand 11a having an outer diameter of 0.5 mm and a wire diameter variation of ± 10 μm was obtained at a constant stretching speed of 10 m / min. The measured transmission loss of the fiber strand 11a using light having a wavelength of 650 nm was 158 dB / km. Moreover, the measured value of the band characteristic of the fiber strand 11a was 1.8 Gbps / 100 m. It is known that the transmission loss measurement value of a normal plastic optical fiber is 172 dB / km to 185 dB / km, and the band characteristic measurement value is in the range of 1.2 Gbps / 100 m to 1.5 Gbps / 100 m. It was found that the fiber strand obtained by using the present invention has good optical characteristics.
[0052]
[Example 2]
The experiment was performed under the same experimental conditions as in Example 1 except that the stretching speed was 20 m / min. A fiber strand 11a having an outer diameter of 0.5 mm and a wire diameter variation of ± 13 μm was obtained. The measured transmission loss of the fiber strand 11a using light having a wavelength of 650 nm was 165 dB / km. Further, the measured value of the band characteristic of the fiber strand 11a was 1.7 Gbps / 100 m. Thus, according to the present invention, it has been found that even when the drawing speed is increased, the fluctuation of the wire diameter is suppressed, and a fiber strand excellent in optical characteristics can be obtained.
[0053]
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, the temperatures of the heater units 20a to 20f of the heating furnace 20 were adjusted as follows. Heater unit 20a is 200 ° C ± 1 ° C, heater unit 20b is 230 ° C ± 1 ° C, heater unit 20c is 215 ° C ± 1 ° C, heater unit 20d is 160 ° C ± 1 ° C, heater unit 20e is 140 ° C ± 1 ° C, The heater unit 20f was set to 70 ° C. ± 1 ° C. In this case, the heater units 20c to 20f correspond to the preheating part, the heater unit 20b corresponds to the melting part, and the heater unit 20a corresponds to the slow cooling part. A fiber strand 11a having an outer diameter of 0.5 mm and a wire diameter variation of ± 18 μm was obtained at a constant stretching speed of 10 m / min. The measured transmission loss of the fiber strand 11a using light having a wavelength of 650 nm was 185 dB / km. Moreover, the measured value of the band characteristic of the fiber strand 11a was 1.2 Gbps / 100 m.
[0054]
[Comparative Example 2]
The experiment was performed under the same experimental conditions as in Example 1 except that the stretching speed was 20 m / min. A fiber strand 11a having an outer diameter of 0.5 mm and a wire diameter variation of ± 25 μm was obtained. The measured transmission loss of the fiber strand 11a using light having a wavelength of 650 nm was 213 dB / km. Moreover, the measured value of the band characteristic of the fiber strand 11a was 0.9 Gbps / 100 m.
[0055]
Thus, according to the present invention, it has been found that even when the drawing speed is increased, the fluctuation of the wire diameter is suppressed, and a fiber strand excellent in optical characteristics can be obtained.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing an optical transmission body of the present invention, in the method for manufacturing an optical transmission body, the optical transmission body base material is melted, and the molten optical transmission body base material is stretched into a fiber shape. When the optical transmission medium base material is stretched upward, the outer diameter accuracy is excellent, and it is possible to increase the stretching speed of the optical transmission medium. In addition, when applied to a plastic optical fiber manufacturing method, a fiber strand excellent in outer diameter accuracy can be drawn at high speed, which is advantageous in terms of cost. Moreover, the optical characteristics of the optical fiber formed from the fiber strand are also excellent.
[0057]
Furthermore, the method of manufacturing an optical transmission body according to the present invention includes three or more compartments that can be independently controlled in temperature, the minimum temperature of the preheating portion that heats the base material, and the melting portion that is stretched. By extending the optical transmission base material upward by a melting means having a temperature difference from the maximum temperature of 50 ° C. or less, the outer diameter accuracy is further improved, and the transmission speed of the optical transmission body can be further increased. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a melt drawing facility used in a method for producing an optical transmission body according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Melt drawing equipment 11 Preform 11a Fiber strand 20 Heating furnace 30 Take-off roller

Claims

In an apparatus for manufacturing an optical transmission body, comprising: means for melting an optical transmission medium base material; and stretching means for extending the molten optical transmission base material into a fiber shape,
3 or more compartments with independent temperature control,
By the melting means in which the temperature difference between the minimum temperature of the preheating section for heating the base material and the maximum temperature of the melting section where stretching is performed is 5 ° C. or more and 50 ° C. or less,
The optical transmission body manufacturing apparatus, wherein the stretching means is a means for stretching the optical transmission medium base material upward.

The compartment is arranged so as to be at least a preheating part and a melting part from the lower part,
2. The apparatus for manufacturing an optical transmission body according to claim 1, wherein the length of the preheating portion is not more than three times the length of the melting portion.

3. The apparatus for manufacturing an optical transmission body according to claim 1, further comprising a jig for gripping the upper end portion of the base material.

In the method of manufacturing an optical transmission body by melting the optical transmission medium base material and stretching the molten optical transmission base material into a fiber shape,
The temperature difference between the minimum temperature of the section of the pre-heating section for heating the base material and the maximum temperature of the section of the melting section where stretching is performed is 50 ° C. or less. A method of manufacturing an optical transmission body, wherein the optical transmission base material is stretched upward by a melting means.

5. The method of manufacturing an optical transmission body according to claim 4, wherein a stretching speed of the optical transmission body base material is set in a range of 5 to 30 m / min.

6. The method of manufacturing an optical transmission body according to claim 4, wherein a material having a distribution in a refractive index in a cross-sectional direction is used as the base material.

7. The optical transmission according to claim 4, wherein the plastic constituting the preform is mainly composed of a polymer obtained by polymerizing a monomer of (meth) acrylic acid and its ester. Body manufacturing method.

A plastic optical fiber, wherein the optical transmission body is manufactured using the method for manufacturing an optical transmission body according to any one of claims 4 to 7.