塑料光纤的制造方法与流程

专利检索2022-05-10  37



1.本发明涉及一种塑料光纤的制造方法。


背景技术:

2.塑料光纤相比于石英玻璃制的光纤,制造成本较低,具有良好的挠性,加工性也优异。塑料光纤主要用作短距离(例如100m以下)用的传输介质。
3.塑料光纤通常与玻璃制光纤同样地,具备作为传输光的部分的中心部的芯、以及覆盖该芯的外周的包层。塑料光纤的芯由具有高折射率的树脂形成,包层由具有比芯的树脂更低的折射率的树脂形成。
4.作为塑料光纤的制造方法,已知有使用预制件的熔融纺丝法(例如,专利文献1)。预制件可以包含用于形成芯的树脂和用于形成包层的树脂,也可以仅包含用于形成芯的树脂。在预制件仅由用于形成芯的树脂构成的情况下,利用熔融纺丝法由预制件形成纤维状的芯,并利用用于形成包层的树脂被覆该芯,从而制作塑料光纤。在熔融纺丝法中,将预制件配置于也被称为纺丝用模具的金属构件的内部,从金属构件对预制件赋予热,使被加热而软化的预制件通过金属构件底部的筒状部,从而制作纤维状的成形体。作为用于构成金属构件的材料,不锈钢、哈氏合金(日文:
ハステ


)等合金是合适的。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2003

344675号公报


技术实现要素:

8.发明要解决的课题
9.对于塑料光纤,要求使其传输损耗减少。本发明的目的在于提供一种适于使传输损耗降低的塑料光纤的新的制造方法。
10.用于解决课题的手段
11.本发明人进行了深入研究,结果意外地查明构成用作纺丝用模具的金属构件的不锈钢、哈氏合金等材料与预制件的接触成为使塑料光纤的传输损耗增大的主要原因,从而完成了本发明。
12.本发明提供一种塑料光纤的制造方法,其具备使软化的预制件从容器状构件的内部侧通过上述贯通孔的步骤,
13.上述容器状构件具有底部有贯通孔的容器的形状,且
14.上述预制件包含树脂,
15.上述容器状构件至少其内部侧表面由包含玻璃、耐热性树脂或铝作为主成分的材料构成。
16.发明效果
17.根据本发明,能够提供一种适于使传输损耗降低的塑料光纤的制造方法。
附图说明
18.[图1]是表示纺丝装置的纺丝用模具(金属构件)的一例的截面图。
[0019]
[图2]是表示容器状构件的一例的截面图。
[0020]
[图3]是表示容器的一例的截面图。
[0021]
[图4]是表示容器的另一例的截面图。
[0022]
[图5]是表示具有源自突出部的筒状部的容器状构件被配置于纺丝用模具的状态的图。
[0023]
[图6]是表示具有由密封构件堵住的贯通孔的容器的一例的截面图。
[0024]
[图7]是表示具有由密封构件堵住的贯通孔的容器的另一例的截面图。
[0025]
[图8]是用于对用以实施本发明的制造方法的纺丝装置的一例进行说明的图。
[0026]
[图9]是表示具有源自突出部的筒状部的容器状构件被配置于纺丝装置的状态的图。
[0027]
[图10]是表示预制件直接接触于纺丝装置的纺丝用模具(金属构件)的状态的图。
具体实施方式
[0028]
以下,对本发明的实施方式进行说明,但以下的说明并非旨在将本发明限制于特定的实施方式。在本说明书中,为了与底部不具有将外部与内部连通的贯通孔的“容器”进行区分,将底部具有贯通孔的容器记载为“容器状构件”。容器状构件的“内部侧表面”意指当将该构件的贯通孔堵住而使其成为容器时,面向该容器内部的表面。另外,在本说明书中,将“主成分”用作意指以重量比率计包含最多的成分的用语,将“实质上构成”用作意指该成分占95重量(wt)%以上、进而99wt%以上的状态的用语。
[0029]
图1是作为纺丝装置的纺丝用模具的金属构件20的截面图。金属构件20是其内部空间在上方的第1开口部21和下方的第2开口部23处与外部连通的筒状构件。在金属构件20的内部空间配置有容器状构件10。在容器状构件10的内部收容有塑料光纤(pof)的预制件1。
[0030]
容器状构件10是具有底部11及从底部11的周端向上方延伸的侧壁部13、且其上方敞开的有底构件。其中,在底部11形成有贯通孔12。底部11的形状没有特别限制,例如在俯视时为多边形或圆,在侧视时为平板状或曲板状。图1所示的底部11在侧视时具有曲板状的形状。如该形状这样地,容器状构件10的底部11优选具有随着从与侧壁部13连接的周端朝向中心而逐渐向下方下垂的形状。图1所示的容器状构件10的底面,也即底部11的上表面在构件10的纵截面(参照图1)中描绘出向下方凸出的u字形曲线。当侧面观察构件10时位于底部11的最下方的是底部11的中心,例如底部11的重心。但是,底部11的上表面也可以为v字形、从周端朝向中心下降的阶梯状等。侧壁部13的形状优选为圆筒状。
[0031]
形成于底部11的贯通孔12在底部11的最下方部、图1中的底部11的中心(也为重心)处,在其厚度方向上贯通底部11。贯通孔12优选在俯视时具有圆的形状。
[0032]
容器状构件10至少其内部侧表面10i由包含玻璃、耐热性树脂或铝作为主成分的材料构成。在不易使预制件1中所含的树脂劣化的方面,玻璃等材料是有利的。
[0033]
以玻璃作为主成分的材料在形成贯通孔12的加工的容易度等方面优异。玻璃例如具有包含二氧化硅作为主成分的组成,并优选为钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、铝硅酸玻璃等。耐
热性树脂例如为氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂或聚苯硫醚树脂,优选为氟树脂。以氟树脂作为主成分的材料在预制件1的脱模性等方面优异。氟树脂优选为聚四氟乙烯(ptfe)。容器状构件10中的玻璃、耐热性树脂或铝的含有率例如为50重量(wt)%以上,优选为80wt%以上,更优选为90wt%以上。容器状构件10也可以实质上由玻璃、耐热性树脂或铝构成。
[0034]
容器状构件10可以由单层材料构成,也可以由层叠材料构成。关于单层材料,其整体由包含玻璃、耐热性树脂或铝作为主成分的材料构成。作为层叠材料,可以例示具备以下层的层叠体:内侧层,其包含玻璃、耐热性树脂或铝作为主成分;和支撑层,其从容器状构件10的外部侧表面10o侧支撑内侧层。内侧层构成在容器状构件10中与预制件1接触的内部侧表面10i。优选的内侧层是:以玻璃、耐热性树脂或铝作为主成分的涂层或薄层;以耐热性树脂作为主成分的膜;铝箔等。外侧层是补强内侧层而对构件10赋予必要的机械强度的层。外侧层可以由各种树脂材料、金属材料构成。
[0035]
图2是用于对容器状构件10的尺寸进行说明的图。容器状构件10的侧壁部13的内径l1没有特别限定,例如为30~50mm。贯通孔12的直径l2没有特别限定,例如为10μm~10mm,优选为100μm~10mm,更优选为1mm~10mm。在如上述所例示地l2<l1成立的情况下,预制件1作为细径化了的流动体从贯通孔12排出。贯通孔12的直径l2可以大于金属构件20的第2开口部23的直径,也可以小于金属构件20的第2开口部23的直径。但是,从充分地抑制从贯通孔12排出的预制件1的流动体接触于金属构件20的观点出发,直径l2优选小于金属构件20的第2开口部23的直径。容器状构件10的高度l3没有特别限定,例如为100~300mm。容器状构件10的底部11及侧壁部13的厚度没有特别限定,例如为0.5~2mm。
[0036]
容器状构件10收容有预制件1。关于预制件1的侧面,其整个面与容器状构件10的侧壁部13的内周面相接。预制件1的底面除了面对贯通孔12将其上方堵住的部分以外,与容器状构件10的底部11的上表面相接。预制件1所相接的容器状构件10的表面是由上述材料构成的内部侧表面10i。
[0037]
预制件1包含用于形成pof的芯的树脂。但是,预制件1也可以包含用于形成芯的树脂并进一步包含用于形成包层的树脂。具体而言,预制件1也可以包括:由用于形成芯的树脂构成的圆柱状的第1部分、和包含用于形成包层的树脂且覆盖第1部分的外周的圆筒状的第2部分。以下,有时将用于形成芯的树脂称为“树脂a”,将用于形成包层的树脂称为“树脂b”。预制件中所含的树脂,即树脂a和/或树脂b也可以包含卤素原子,特别是氯原子。
[0038]
树脂a例如具有含有卤素原子的聚合物x。作为卤素原子,例如可列举出氯原子及氟原子,优选为氯原子。聚合物x可以含有氢原子,也可以不含氢原子。聚合物x中所含的氢原子可以为氘原子。聚合物x例如包含具有聚合性双键的氯化合物或氟化合物作为单体。作为具有聚合性双键的氯化合物,例如可列举出含有氯原子的(甲基)丙烯酸酯化合物。含有氯原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例为(甲基)丙烯酸三氯乙酯,优选为甲基丙烯酸三氯乙酯。作为具有聚合性双键的氟化合物,例如可列举出:含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物、含有聚合性双键及氟原子的二氧戊环衍生物、以及含有聚合性双键及氟原子的氧戊环衍生物。含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例为(甲基)丙烯酸五氟苯酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯及(甲基)丙烯酸六氟异丙酯。
[0039]
作为含有聚合性双键及氟原子的二氧戊环衍生物,例如可列举出下述式(1)所表
示的化合物。
[0040]
[化学式1]
[0041][0042]
(式(1)中,r
ff1
~r
ff4
各自独立地表示氟原子、碳数1~7的全氟烷基、或碳数1~7的全氟烷基醚基。r
ff1
及r
ff2
也可以连结而形成环。)
[0043]
作为上述式(1)所表示的化合物的具体例,例如可列举出下述式(a)~(h)所表示的化合物。
[0044]
[化学式2]
[0045][0046]
构成聚合物x的单体从耐热性的观点出发优选包含上述式(a)~(h)所表示的化合物当中的化合物(b),即下述式(2)所表示的氟化合物。
[0047]
[化学式3]
[0048][0049]
作为包含聚合性双键及氟原子的氧戊环衍生物,例如可列举出:用于形成agc公司
制的cytop(注册商标)中所含的聚合物的单体。
[0050]
聚合物x也可以进一步包含除了上述(甲基)丙烯酸酯化合物以外的其他化合物作为单体。作为其他化合物,例如可列举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等不含卤素原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;苯乙烯、α

甲基苯乙烯、氟苯乙烯、五氟苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等苯乙烯化合物;乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、苯乙酸乙烯酯、氯乙酸乙烯酯等乙烯酯化合物;马来酰亚胺、n

环己基马来酰亚胺、n

甲基马来酰亚胺、n

正丁基马来酰亚胺、n

叔丁基马来酰亚胺、n

异丙基马来酰亚胺、n

苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺化合物;富马酸二环己酯等具有聚合性双键的二酯化合物;丙烯腈等具有聚合性双键的腈化合物;9

乙烯基咔唑等具有聚合性双键的杂环式化合物;(甲基)丙烯酸酐等具有聚合性双键的酸酐。
[0051]
树脂a也可以具有不含卤素原子的聚合物y以代替聚合物x,或者在具有聚合物x的同时具有不含卤素原子的聚合物y。聚合物y例如含有氢原子。聚合物y中所含的氢原子也可以是氘原子。聚合物y例如包含不含卤素原子的(甲基)丙烯酸酯化合物作为单体。作为不含卤素原子的(甲基)丙烯酸酯化合物,可列举出针对聚合物x而上述的那些化合物。聚合物y例如为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0052]
树脂a也可以进一步包含折射率调节剂。折射率调节剂是具有比聚合物x或聚合物y更高的折射率的化合物。作为折射率调节剂,例如可列举出:二苯砜、二苯砜衍生物(例如,4,4
’‑
二氯二苯砜、3,3’,4,4
’‑
四氯二苯砜等氯化二苯砜)、二苯硫醚、二苯基亚砜、二苯并噻吩、二噻烷衍生物等硫化合物;磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯等磷酸化合物;苯甲酸苄酯、邻苯二甲酸正丁苄酯、邻苯二甲酸二苯酯、联苯、二苯甲烷等芳香族化合物。折射率调节剂优选为二苯基亚砜。
[0053]
树脂b是折射率比树脂a更低的树脂。树脂b也可以包含与树脂a同种的成分。树脂b优选包含不含卤素原子的化合物y,特别优选包含聚甲基丙烯酸甲酯。树脂b也可以包含折射率调节剂,但优选不包含折射率调节剂。
[0054]
预制件1可以通过将树脂的原料投入容器的内部,并在容器的内部使树脂的原料进行反应来制作。
[0055]
在树脂的原料中,可以与用于形成聚合物x或聚合物y的上述单体、折射率调节剂等一起地添加聚合引发剂。聚合引发剂例如为自由基引发剂。作为自由基引发剂,例如可列举出:过氧化苯甲酰、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、4,4

双(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯等过氧化物;2,2
’‑
偶氮双异丁腈、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基丁腈)、1,1
’‑
偶氮双(环己烷
‑1‑
甲腈)、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基丙烷)、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基丁烷)、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基戊烷)、2,2
’‑
偶氮双(2,3

二甲基丁烷)、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基己烷)、2,2
’‑
偶氮双(2,4

二甲基戊烷)、2,2
’‑
偶氮双(2,3,3

三甲基丁烷)、2,2
’‑
偶氮双(2,4,4

三甲基戊烷)、3,3
’‑
偶氮双(3

甲基戊烷)、3,3
’‑
偶氮双(3

甲基己烷)、3,3
’‑
偶氮双(3,4

二甲基戊烷)、3,3
’‑
偶氮双(3

乙基戊烷)、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基丙酸)二甲酯、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基丙酸)二乙酯、2,2
’‑
偶氮双(2

甲基丙酸)二叔丁酯等偶氮化合物。
[0056]
树脂的原料也可以进一步包含链转移剂。作为链转移剂,例如可列举出:正丁基硫醇、正戊基硫醇、正辛基硫醇、正月桂基硫醇、叔十二烷基硫醇等烷基硫醇化合物;苯硫酚、
间溴苯硫酚、对溴苯硫酚、间甲基苯硫酚、对甲基苯硫酚等苯硫酚化合物。
[0057]
预制件1例如可以通过在容器内部进行用于生成聚合物x或聚合物y的聚合反应来制作。用于生成聚合物x或聚合物y的聚合反应例如可以通过以下方式进行:在氮等不活泼气体的气氛下,将原料加热至例如50℃~150℃、优选85℃~132℃、更优选87℃~130℃。关于原料,优选通过预先进行冷冻除气等除气操作提前将溶存于原料中的氧去除。
[0058]
在容器内制作预制件1后,在容器的底部形成贯通孔12,从而能够得到容器状构件10。贯通孔12的形成可以根据容器的材料等,施加外力来物理性地实施,或者利用局部的化学反应来实施,或者将它们并用来实施。
[0059]
如图3所示,为了使贯通孔12的形成变得容易,也可以在容器15的底部12设置突出部16。突出部16例如具有圆锥台状或圆锥形状,并从底部12向下方突出,该圆锥台状或圆锥形状具有与容器15的内部空间连通的中空部。通过去除突出部16的整体或一部分,从而形成贯通孔12。关于突出部16,例如,可以通过对突出部16的前端施加应力而折取突出部16,从而容易地去除。突出部16的尺寸可以设定在能够容易地实施突出部16的去除操作以及用于生成聚合物x或聚合物y的聚合操作的范围。突出部16的外径的最大值例如为1~10mm。突出部16的长度例如为5~20mm。突出部16使预先规定贯通孔12的位置及大小成为可能。期望突出部16从位于底部11的最下方的部分进一步向下方突出。但是,突出部16并非必需。如图4所示的不具有突出部16的容器15的底部11也可以通过使用例如市售的穿孔机来形成期望的贯通孔12。
[0060]
需要说明的是,将容器15配置于金属构件20时,突出部16可以具有将其前端插入至下述金属构件20的第2筒状部26的长度,也可以具有其前端从第2开口部23向下方突出的长度,还可以具有其前端插入至下述纺丝装置100的第1室30的内部的长度。如果仅去除突出部16的前端而形成贯通孔12,则如图5所示,容器状构件10的底部11具有源自突出部16的筒状部14。该筒状部14越长,则越能够抑制预制件1的材料与金属构件20的第2筒状部26的接触。例如,在图5中,筒状部14插入金属构件20的第2筒状部26,并且其前端从第2开口部23向下方突出。图5所示的筒状部14特别适于抑制预制件1的材料接触于金属构件20。如下所述,筒状部14也可以在纺丝装置100的第1室30中,延伸至用于形成包层的树脂b与由预制件1形成的成形体合流的位置附近。
[0061]
收容了预制件1的容器状构件10从金属构件20的第1开口部21被导入至金属构件20的内部,且如图1所示地进行配置。
[0062]
纺丝装置的金属构件20具有第1筒状部25、第2筒状部26、以及连接第1筒状部25与第2筒状部26的筒状缩径部22,其整体为筒状。第1筒状部25及第2筒状部26各自的形状例如为圆筒状。第1筒状部25的内径大于第2筒状部26的内径。缩径部22从第1筒状部25朝向第2筒状部26缩径,缩径部22的侧面具有圆锥台的侧面的形状。容器状构件10与缩径部22相接,在缩径部22处由金属构件20支撑。
[0063]
金属构件20具有:形成于第1筒状部25的端部的第1开口部21、和形成于第2筒状部26的端部的第2开口部23。通过将容器状构件10从第1开口部21插入第1筒状部25,将容器状构件10安装于金属构件20内。在该状态下,容器状构件10的贯通孔12与第2筒状部26的轴方向一致,优选它们的中心轴一致。轴方向优选为铅垂方向。
[0064]
若在图1所示的状态下对预制件1进行加热,则预制件1发生软化而能够流动。软化
的预制件1可以利用第1开口部21与第2开口部23之间的气压差,从容器状构件10的内部通过贯通孔12而排出至外部。具体而言,将氮等不活泼气体从第1开口部21导入金属构件20内从而挤压预制件1的上表面,由此能够促进预制件1从贯通孔12的排出。但是,也可以不利用气压差,而是对预制件1进行加热直至预制件1的粘度充分降低的温度。通过贯通孔12从容器状构件10的内部排出至外部后的预制件1的材料进一步通过第2筒状部26,成为纤维状的成形体。
[0065]
如图10所示,在不使用容器状构件的方法中,预制件300的底部的周缘部分300c与金属构件200长时间密接。在这样的部分300c中,树脂发生热劣化,容易产生成为传输损耗的主要原因的异物。与此相对,预制件1在被加热而变得能够流动的期间停留在容器状构件10的内部,不与金属构件20直接接触。因此,预制件1中所含的树脂与金属构件20接触的时间与不使用容器状构件10的情况相比大幅缩短。抑制異物产生的效果在预制件1中所含的树脂包含卤素原子、特别是氯原子的情况下变得显著。该抑制效果在预制件1中所含的树脂包含卤素原子、且构成金属构件20的金属材料包含铁的情况下变得特别显著。作为适于金属构件20的包含铁的金属材料,可列举出不锈钢和哈氏合金。金属构件20例如由以铝以外的金属作为主成分的材料构成。
[0066]
若劣化的树脂堆积于金属构件200的吐出口(第2开口部230)附近,则成为所得成形体的外径变动的主要原因。另外,在使用不活泼气体进行熔融纺丝法的情况下,劣化的树脂堆积于树脂的流动路径内,金属构件200的内压不必要地增加,根据情况不活泼气体有时会从金属构件200喷出。容器状构件10的使用对于因劣化的树脂而可能产生的这些不良情况的缓和而言也有效果。
[0067]
预制件1的表面除了其上表面、和面向贯通孔的下表面的一部分以外,与容器状构件10的内部侧表面相接,不与外部气氛接触。因此,容器状构件10内所收容的预制件1与实质上整个表面与外部气氛接触的预制件300相比较,从防止因与有时混入或残留于外部气氛的氧等活性种的反应而引起的树脂变质的观点出发也是有利的。在将不活泼气体导入预制件1、300的上部进行挤压的情况下,也会在金属构件20的内部残留大气,其中所含的氧可能与预制件1、300的表面的材料发生反应。因此,在导入不活泼气体的情况下,利用容器状构件10的预制件1的被覆在抑制预制件表面的部分氧化的方面也是有利的。需要说明的是,在将其他容器中所制作的预制件1从该容器取出,配置于容器状构件10的内部的情况下,有时会在预制件1的表面与容器状构件10的内部侧表面之间存在少许空隙。即使在这种情况下,容器状构件10内所收容的预制件1若与实质上整个表面与外部气氛接触的预制件300相比,也抑制了与外部气氛中所含的氧的接触。然而,从充分地抑制与氧的接触的观点出发,预制件1优选与容器状构件10的内部侧表面密接。
[0068]
用于使预制件1软化的加热例如可以使用设置于金属构件20的缩径部22附近的加热器(未图示)来进行。在这种情况下,通过从利用加热器加热升温的金属构件20所供给的热,将收容于构件10内的预制件1加热,其发生软化。加热温度根据预制件1中所含的树脂(例如树脂a)的组成而适当设定即可,若列举一例,则为100℃~250℃。加热器的种类、设置位置等没有特别的限制。
[0069]
从第2筒状体26排出的成形体典型地是成为pof的芯的单层结构的纤维,但也可以设为具有芯以及覆盖芯的外周的包层的芯/包层结构的纤维。
[0070]
纤维状的成形体的直径例如为300μm以下,优选为200μm以下,更优选为150μm以下。成形体的直径的下限值例如为10μm。成形体的直径可以利用贯通孔12的直径、金属构件20的内压、成形体的卷绕速度等来调节。
[0071]
如上述所说明地,本发明的优选的一个方式为一种方法,其在内部配置有容器状构件10的金属构件20与预制件1不直接接触的状态下加热预制件1,使软化的预制件1通过容器状构件10的贯通孔12后,进一步通过金属构件20的筒状部26,从而成形为纤维状。另外,本发明的优选的一个方式为一种方法,其在内部配置有容器状构件10的金属构件20与预制件1不直接接触的状态下,从金属构件20对预制件1赋予热而使预制件1软化。如上所述,从金属构件20赋予至预制件1的热也可以以与金属构件20分开设置的加热器为热源。需要说明的是,只要能够使预制件1软化而成形为纤维状,则容器状构件10也可以不配置于金属构件20的内部。
[0072]
另外,本发明的优选的一个方式为一种方法,其还具备:在容器15的内部使树脂的原料反应从而制作预制件1的步骤;以及在容器15形成贯通孔12从而得到容器状构件10的步骤。但是,并非将本发明限定于此,也可以使用利用密封构件将预先形成的贯通孔堵住而成的容器来实施。即,本发明的优选的另一方式为一种方法,其还具备:在具有由密封构件堵住的贯通孔12的容器15的内部,使树脂的原料反应从而制作预制件1的步骤;以及将密封构件从容器15去除从而使贯通孔12导通,得到容器状构件10的步骤。
[0073]
如图6所示,密封构件17也可以为以覆盖贯通孔12的方式贴附于容器15的底部11的带。如图7所示,密封构件17也可以是插入至贯通孔12的栓。
[0074]
密封构件17的材料没有特别限定,例如可列举出:上述所例示的聚酰亚胺、氟树脂等耐热性树脂。如图6所示的密封构件17的优选具体例为聚酰亚胺带、ptfe带。
[0075]
在容器15的内部制作预制件1的优选方式中,无需将预制件1从容器15取出。因此,能够抑制大气中的灰尘等异物附着于预制件1。由此,能够进一步抑制异物混入pof。另外,在该优选方式中,容器15作为预制件的原料的反应容器而被利用,进而作为预制件的保管、搬运及保护容器而被利用,在贯通孔导通后,也作为用于供给软化的预制件的构件而被利用。因此,能够高效地实施一连串的工序。
[0076]
需要说明的是,在本发明的制造方法中,并非必须在容器15的内部制作预制件1,也可以使用与容器15不同的其他容器来制作预制件1。即,本发明的优选的另一方式为一种方法,其还具备:在容器的内部使树脂的原料反应从而制作预制件1的步骤;以及从该容器将预制件1取出,将预制件1配置于容器状构件10的内部的步骤。
[0077]
图8中示出了本实施方式的pof的制造方法中所用的纺丝装置100的概略截面图。该装置是用于将通过贯通孔而得的纤维状的成形体作为芯,并利用与该成形体中所含的树脂不同的其他树脂将其侧面被覆从而形成包层的装置。如图8所示,纺丝装置100具备金属构件20、第1室30及第2室35。金属构件20连接于第1室30。第1室30经由配管连接于第2室35。金属构件20、第1室30及第2室35例如朝向铅垂方向下方依次排列。
[0078]
金属构件20的第1开口部21由盖27来闭合。盖27连接有配管41。能够通过配管41将不活泼气体送至金属构件20。配管41配置有泵40。利用泵40,能够使不活泼气体升压。若将不活泼气体送至金属构件20,则金属构件20的内压上升。若金属构件20的内压上升,则预制件1从容器状构件10被挤出,能够得到纤维状的成形体2。在图8所示的实施方式中,成形体2
为pof的芯。
[0079]
接下来,将成形体2送至第1室30。第1室30配置有第1树脂供给部50。使用第1树脂供给部50,能够将用于形成包层的树脂b供给至第1室30内。树脂b可以在第1树脂供给部50中预先被熔解。可以在第1室30内利用树脂b将成形体2被覆,从而形成覆盖成形体2的外周的包层3。
[0080]
接下来,将由包层3被覆的成形体2送至第2室35。第2室35配置有第2树脂供给部55。使用第2树脂供给部55,能够将用于形成配置于包层3的外周的被覆层(包覆层)的树脂供给至第2室35内。在本说明书中,有时将用于形成被覆层的树脂称为“树脂c”。树脂c只要具有充分的机械强度、且能够与包层3充分地密接,则没有特别限定。树脂c例如包含聚碳酸酯。聚碳酸酯也可以为sabic innovative plastics公司制的xylex x7200等聚酯改性聚碳酸酯。树脂c也可以在第2树脂供给部55中预先被熔融。在第2室35内利用树脂c将包层3被覆,从而能够形成覆盖包层3的外周的被覆层4。
[0081]
对于由被覆层4被覆的成形体2,也可以进一步进行加热处理。在树脂a包含折射率调节剂的情况下,可以通过加热处理使折射率调节剂在从成形体2朝向包层3的方向上扩散。纺丝装置100也可以在比第2室35更靠下游侧还具备配置有用于加热成形体2的加热器的配管(加热路径)。通过将成形体2送至该配管内,从而能够对成形体2进行加热处理。
[0082]
需要说明的是,如上所述,容器状构件10有时具有源自突出部16的筒状部14。图9中示出了配置有具有筒状部14的容器状构件10的纺丝装置100的概略截面图。在图9中,筒状部14的前端插入至纺丝装置100的第1室30的内部。筒状部14在纺丝装置100的第1室30中延伸至树脂b与成形体2合流的位置31附近。通过筒状部14延伸至位置31附近,从而能够进一步抑制异物附着于成形体2。
[0083]
在本实施方式的制造方法中,充分地抑制了预制件1中所含的树脂的劣化,因而利用该制造方法所制作的pof几乎不包含树脂的劣化物等异物。pof是否包含异物可以利用光学显微镜来确认。利用本实施方式的制造方法所制作的pof、特别是pof的芯中的异物的数量在每1m的pof中,例如为10个以下,优选为5个以下,特别优选为0个。
[0084]
利用本实施方式的制造方法所制造的pof几乎不包含异物,因而具有传输损耗低的倾向。利用本实施方式的制造方法所制作的pof中的780nm的光的传输损耗例如为600db/km以下,优选为500db/km以下,更优选为400db/km以下。pof中的780nm的波长的光的传输损耗可以依据jis c6823:2010中所规定的回截法(cut

back method)并利用以下方法来测定。首先,准备长度20m的被测定pof。将波长780nm的光导入至该pof的入射端,测定从pof的出射端所射出的光的功率p2。接下来,将pof切断为长度2m的回截长(即,距离入射位置2m)。将波长780nm的光导入至长度2m的pof的入射端,测定从该pof的出射端所射出的光的功率p1。即,测定来自被测定pof的回截长的输出光功率p1。基于测定结果,根据下式算出传输损耗。需要说明的是,在下式中,a意指每1km的pof的传输损耗(db/km)。l意指切断后的pof的长度(km)(也就是0.018km)。
[0085]
a=10
×
log(p1/p2)/l
[0086]
实施例
[0087]
以下,利用实施例及比较例进一步详细地说明本发明,但本发明并不限定于此。
[0088]
(实施例1)
[0089]
首先,在500ml的四氟乙烯

全氟烷基乙烯基醚共聚合物(pfa)制的容器中,加入蒸馏精制的甲基丙烯酸三氯乙酯(tcema)280g、环己基马来酰亚胺8.7g、以及作为折射率调节剂的二苯基亚砜(dpso)12.05g,进行搅拌使之溶解,从而得到溶液。在溶液中,添加作为聚合引发剂的二叔丁基过氧化物115μl、以及作为链转移剂的正月桂基硫醇520μl。针对所得的混合物,使用细孔径0.2μm的膜滤器进行过滤后,进一步使用细孔径0.1μm的膜滤器进行过滤。
[0090]
接下来,在具有图3所示的形状的容器中,加入滤液。容器为玻璃制,并具有圆筒状的侧壁部。容器的侧壁部的外径为38mm。容器的底部具有突出部。突出部的外径的最大值为5mm,突出部的长度为10mm。接下来,将sus制的盖配置于容器。盖设置有用于将氮导入至容器内的开口、和用于利用真空泵将容器内减压的开口。接下来,对滤液进行3次冷冻除气,去除滤液中的溶解氧。冷冻除气通过以下方法进行。首先,使容器的底部浸渍于液氮中,使滤液冷冻后,将容器内减压至约0.1kpa。随后,使容器的底部浸渍于乙醇、水中,使滤液的温度上升至室温,将滤液解冻。
[0091]
进行冷冻除气后,用氮置换容器内的气氛。接下来,将容器配置于干燥机内,以85℃~130℃加热30小时,从而进行聚合反应。由此,得到预制件。聚合反应结束后,切下容器的突出部。由此,在容器的底部形成直径约5mm的贯通孔。接下来,不将预制件从所得容器状构件取出,而是将容器状构件安装至纺丝装置的金属构件。金属构件的第1筒状部的内径为40mm。
[0092]
纺丝装置具备:供给用于形成包层的树脂的第1树脂供给部、以及供给用于形成被覆层的树脂的第2树脂供给部。作为用于形成包层的树脂,使用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)(三菱化学公司制的acrypet)。作为用于形成被覆层的树脂,使用聚酯改性聚碳酸酯(pc)(sabic innovative plastics公司制的xylex x7200)。
[0093]
接下来,将安装于金属构件的容器状构件的底部加热至150℃,使预制件熔融。将氮导入至金属构件内,从而将预制件从容器状构件挤出。由此,得到纤维状的成形体。接下来,从第1树脂供给部供给pmma,利用由pmma形成的包层将成形体被覆。进而,从第2树脂供给部供给pc,利用由pc形成的被覆层将包层被覆。接下来,将成形体输送至配置有加热器的配管,进行加热处理。由此,得到具有芯、包层及被覆层的实施例1的pof。在pof中,芯中所含的折射率调节剂在从芯朝向包层的方向上扩散。实施例1的pof的芯的直径为约100μm。包层的外径为约240μm。被覆层的外径为约470μm。
[0094]
接下来,针对实施例1的pof,对780nm的光的传输损耗、以及芯中有无异物进行评价。实施例1的pof中的780nm的光的传输损耗通过上述方法来测定。作为用于将光导入至pof的发光装置,使用泽木工房公司制的fols

01。从pof的出射端射出的光的功率使用adc公司制的8230来测定。实施例1的pof中的780nm的光的传输损耗为320db/km。
[0095]
关于实施例1的pof的芯中有无异物,通过利用光学显微镜观察1m长度的芯来进行。在确认芯中有异物的情况下,对其数量进行计数。未从实施例1的pof的芯中确认到异物。
[0096]
(实施例2)
[0097]
除了使用具有图6所示的形状的容器来代替具有图3所示的形状的容器以外,通过与实施例1相同的方法,得到实施例2的pof。在容器的底部形成有直径5mm的贯通孔。贯通孔
由聚酰亚胺带堵住。在实施例2中,在聚合反应结束后将聚酰亚胺带从容器去除,将所得的容器状构件安装于纺丝装置的金属构件。针对实施例2的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0098]
(实施例3)
[0099]
除了使用具有图4所示的形状的容器来代替具有图3所示的形状的容器以外,通过与实施例1相同的方法,得到实施例3的pof。在实施例3中,在聚合反应结束后,在容器的底部形成贯通孔,将所得的容器状构件安装于纺丝装置的金属构件。针对实施例3的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0100]
(实施例4)
[0101]
除了使用聚四氟乙烯(ptfe)制的容器以外,通过与实施例3相同的方法,得到实施例4的pof。进而,针对实施例4的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0102]
(实施例5)
[0103]
除了使用铝制的容器以外,通过与实施例3相同的方法,得到实施例5的pof。进而,针对实施例5的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0104]
(实施例6)
[0105]
除了使用具有图7所示的形状的容器来代替具有图3所示的形状的容器、以及将容器变更为ptfe制以外,通过与实施例1相同的方法,得到实施例6的pof。在容器的底部,形成有直径5mm的贯通孔。贯通孔插入有ptfe制的栓。在实施例6中,在聚合反应结束后,将ptfe制的栓从容器去除,将所得的容器状构件安装于纺丝装置的金属构件。针对实施例6的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0106]
(实施例7)
[0107]
除了使用铝制的容器以外,通过与实施例6相同的方法,得到实施例7的pof。进而,针对实施例7的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0108]
(比较例1)
[0109]
在利用与实施例1相同的方法进行聚合反应后,破坏容器,得到圆柱状的预制件。预制件的直径为38mm,长度为190mm。接下来,除了将预制件直接安装于纺丝装置的金属构件以外,通过与实施例1相同的方法,得到比较例1的pof。进而,针对比较例1的pof,利用与实施例1相同的方法进行传输损耗等的评价。将结果示出于表1。
[0110]
[表1]
[0111][0112]
由表1可知,在比较例1中,预制件直接接触于纺丝装置的金属构件,因而在所得的pof的芯中存在大量异物。与此相对,由实施例1~7可知,根据本实施方式的制造方法,能够制作芯中几乎不存在异物的pof。由实施例及比较例的结果可知,芯中几乎不存在异物的pof能够大幅降低780nm的光的传输损耗。
[0113]
产业上的可利用性
[0114]
通过本实施方式的制造方法所制作的pof适于高速通信的用途。
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