(57)【要約】      （修正有）【課題】単純な構造、コンパクトな配置、合理的な設計を有する、導電性光ファイバー用の金属コーティング装置を提供する。【解決手段】シャシー１の上端にフレーム１２が、フレーム１２の上端にコーティングボックス９が、コーティングボックス９の左上にホッパー６が、コーティングボックス９の中上部にキャリブレーションボルト８が、キャリブレーションボルト８の中にキャリブレーションオリフィスが、コーティングボックス９の底部にコーティングボルト１０が、コーティングボルト１０の中にコーティングオリフィスが、コーティングボックス９の下端に上部導管５が、上部導管５の右上に窒素吸気口１１が、上部導管５の下端に予熱ボックス４が、上部導管５の中上部にコーティング排出口が、予熱ボックス４の下端に下部導管３が、下部導管３の下端に硬化ボックス２が設けられる。【選択図】図１
0003200223.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シャシー、フレーム、コーティングボックス、予熱ボックス、硬化ボックス及びモーターからなり、
シャシーの上端にフレームが設けられ、
フレームの上端にコーティングボックスが設けられ、
コーティングボックスの左上にホッパーが設けられ、
コーティングボックスの中上部にキャリブレーションボルトが設けられ、
キャリブレーションボルトの中にキャリブレーションオリフィスが設けられ、
コーティングボックスの底部にコーティングボルトが設けられ、
コーティングボルトの中にコーティングオリフィスが設けられ、
コーティングボックスの下端に上部導管が設けられ、
上部導管の右上に窒素吸気口が設けられ、
上部導管の下端に予熱ボックスが設けられ、
上部導管の中上部にコーティング排出口が設けられ、
予熱ボックスの上、下の中心部にそれぞれ予熱排出口が設けられ、
予熱排出口及び上部導管排出口の直径を０．５〜１cmに設定し、予熱ボックスの下端に下部導管が設けられ、
下部導管の下端に硬化ボックスが設けられ、硬化ボックスの上、下の中心部にそれぞれ硬化乾燥排出口が設けられ、
硬化乾燥排出口の直径を０．５〜１cmに設定し、
フレームの低側にモーターが設けられ、
モーターの前端にリールが設けられ、
リールにコーティング用の導電性光ファイバーが巻かれている導電性光ファイバー用の金属コーティング装置。
【請求項２】
キャリブレーションボルトの外側に雄ねじが設けられており、キャリブレーションボルトがネジ山によってコーティングボックスの中上部に繋がれており、キャリブレーションオリフィスの直径は光ファイバーの直径とコーティングの厚さによって設定することができる請求項１の導電性光ファイバー用の金属コーティング装置。
【請求項３】
コーティングボルトの外側に雄ねじが設けられ、コーティングボルトがネジ山によって繋がり、コーティングボックスの低中部に組立されており、キャリブレーションオリフィスの直径は光ファイバーの直径とコーティングの厚さによって設定することができる請求項１の導電性光ファイバー用の金属コーティング装置。
【請求項４】
光ファイバーのコアの外側にクラッドが設けられており、クラッドの外側に金属コーティング層が鍍金されている請求項１の導電性光ファイバー用の金属コーティング装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は導電性光ファイバー用の金属コーティング装置に関し、医療用光学分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
神経科学における基礎研究と臨床応用では、人々がもう神経の刺激を通じて神経興奮を生じるのにレーザーを使用し始めている。伝統的な電流の刺激と比較し、レーザーでは優れた方向性を有し、優れた空間上の選択性を提供することができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、神経科学における基礎研究と臨床応用では、主に高導電性の金属電極を使用し、例えば、白金（プラチナ）という電極は、優れた導電性を備えるが、光伝導をすることができない。優れた光伝導の性能を取得するには、通信、医学、センサー測定などの分野に広く応用されているガラスからなる光伝導のための繊維である光ファイバーを一般的に利用している。その構造は、細長い円筒状の固体多層複合繊維であり、内側から外側へ一般的に、コア、クラッド、コーティング、ジャケットというように分かれる。然し、通常の光ファイバーは非導電性である。
【０００４】
光ファイバーの外皮層に導電性媒体でコーティングし、例えば、金属薄膜では、通常の電極のような導電性のある光ファイバーとなる。現在、従来技術では、一般的に、スパッタリング法、物理気相成長法、無電解めっき法、エレクトロスピニング法などのコーティングを利用し、光ファイバーの表面に金属や誘電薄膜をコーティングし、導電性を得るというようにしているが、これらの方法では、優れた導電性光ファイバーを生成することができるが、工芸が複雑、生産のステップが多く、試験装置に要求が高く、しかも、前記方法の一部、特に無電解めっき法では、多くの科学廃液が生成される。
【０００５】
エレクトロスピニングコーティングは、ナノファイバー方面には比較的に成熟した技術工芸であるが、光ファイバーの表面にコーティングをするには、光ファイバーの外皮層に均一にコーティングされるように光ファイバーが回転し続ける状態を維持することが必要である。このため、当該方法を使用する機械装置は、一般的に短い光ファイバーの表面へのコーティングにはうまく適用しているが、長い光ファイバーの表面へのコーティングには適用しない。
【０００６】
導電性光ファイバーの応用は、単一な通信用光ファイバーと異なるため、光ファイバーを比較的に大きく曲げるように使用する必要がある。人工光学、内耳の研究では、内耳の微細構造の制限のため、内耳の中で光ファイバーがかなり曲がる必要があるので、当該方法によった導電性光ファイバーには明らかな光横漏れが存在し、損耗がひどく、光伝導に影響を与える。
【０００７】
そのため、人々は各種類の長さと各スペースに対応できる光ファイバー用のコーティング装置に対して極めて需要し、未だに本考案についての記事は耳にしない。本考案は、導電性光ファイバー用の金属コーティング装置を提供し、工芸が複雑、生産ステップが多く、長い光ファイバーへのコーティングができないなどの従来技術の欠陥を解決することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案について、その構造は、シャシー、フレーム、コーティングボックス、予熱ボックス、硬化ボックス及びモーターからなる。当該構造の特徴は、シャシーの上端部にフレームが設けられており、フレームの上端部にコーティングボックスが設けられており、コーティングボックスの左上の端部にホッパーが設けられており、コーティングボックスの中上部にキャリブレーションボルトが設けられおり、キャリブレーションボルトの中にキャリブレーションオリフィスが設けられており、コーティングボックスの底部にコーティングボルトが設けられており、コーティングボルトの中にコーティングオリフィスが設けられており、コーティングボックスの下端に上部導管が設けられている。また、上部導管の右上に窒素吸気口が設けられており、上部導管の下端に予熱ボックスが設けられており、上部導管の中上部にコーティングファイバー排出口が設けられており、予熱ボックスの上、下の中心部に其々予熱ファイバー排出口が設けられており、予熱ファイバー排出口の直径を０．５〜１cmに設定し、予熱ボックスの下端に下部導管が設けられており、下部導管の下端に硬化ボックスが設けられており、硬化ボックスの上、下の中心部に其々硬化乾燥ファイバー排出口が設けられており、硬化乾燥ファイバー排出口の直径を０．５〜１cmに設定している。さらに、シャシーの低側にモーターが設けられており、モーターの前端にリールが設けられており、リールにコーティングの光ファイバーが巻かれており、キャリブレーションボルトの外側に雄ねじが設けられており、キャリブレーションボルトがネジ山によってコーティングボックスの中上部に繋がれており、コーティングボルトの外側に雄ねじが設けられており、コーティングボルトがネジ山によって繋がり、コーティングボックスの低中部に組立されてあり、導電性光ファイバーのコアの外側にクラッドが設けられており、クラッドの外側に金属コーティング層が鍍金されている。
【０００９】
コーティングをするとき、保護や酸化を防ぐように、清潔な窒素は、窒素吸気口より注入され、また上部導管、予熱ボックス、下部導管及び硬化ボックスに通過し、最後、硬化ボックスの下端に設けられてあるファイバー排出口から排出される。
【００１０】
本考案は、ナノ金属粒子（銀ナノ、金ナノ、銅ナノ）の焼結技術を利用し、光ファイバーの外皮クラッドに厚さが均一な金属コーティングを生成し、しかも金属コーティングの表面に柔軟性かつ伸縮性に富む医療用シリコーンを塗布し、生体適合性を持つ導電・導光電極を得る。当該電極を生成するには後述の三つのステップが必要である。生成手順は次の通りである。
【００１１】
（１）光ファイバーの表層処理は、光ファイバークランプ機械を利用し、光ファイバー付きのシースとコーティング層を除去し、また光ファイバーを３０〜４０%のＮａＯＨ溶液に１０〜１５分間浸漬し脱脂し、またイオン水で洗浄し、次に温度コントロール乾燥箱で８０〜９０℃で乾燥し、最後に、濃度がアミノシランＫＨ−５５０となる溶液に３０分間浸漬し、恒温槽で乾燥し、処理した後に予備となる。
【００１２】
（２）光ファイバーの表面におけるナノ金属樹脂のコーティングは、粘度が１０〜２０ｃｐｓとなるコーティング金属を含有した樹脂、ナノ金属粒子を含有した樹脂を本考案の導電性光ファイバーの金属コーティング装置に置き、また手順（１）から得たシラン化された光ファイバーを、上から下へ当該装置の下部に設けられてあるミクロンレベルのファイバー排出口を通過させ、光ファイバーの直径と金属コーティングの厚さによって、アパーチャの大きさをあらかじめ設定することができる。ナノ金属が光ファイバーのクラッドの表面に粘着するようにする。
【００１３】
（３）温度コントロールストーブでの予熱硬化と焼結は、光ファイバー用のコーティング装置の下部で、窒素を含有した温度コントロールストーブを利用しコーティングのクラッドに対して予熱し硬化処理をし、（温度を約７０〜９０℃に設定）また二番目の窒素を含有した硬化ストーブで１３０〜１６０℃の温度でナノコーティングされた光ファイバーに対して２０〜３０分間焼結する。焼結によって分解し気化した樹脂溶液を通じて、金属ナノ粒子を光ファイバーのクラッド表面に凝集させ、均一な金属コーティングとなる。
【考案の効果】
【００１４】
本考案は、単純な構造、コンパクトな配置、合理的な設計を持ち、ナノ金属の低温焼結の役割を利用し、光ファイバーの表面に導電性薄膜を生成し、各スペースの光ファイバーや樹脂を溶媒とした各種のナノ金属コーティングに適し、特に、長さがわりに長く、導電・導光・光ファイバーの作成に最適し、大きく曲がる場合にも、効果的に光ファイバーの横漏れを低下させたり、光伝導の性能を向上させたりすることができる。広く神経医学などの分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案実施形態の構造概略図である。
【図２】同じくキャリブレーションボルトの概略図である。
【図３】同じくコーティングボルトの構造の概略図である。
【図４】同じく導電性光ファイバー７の断面概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参考に、更に詳しく本考案の実施形態の導電性光ファイバー７用の金属コーティング装置１００を説明する。詳細な実施方式は次の通りである。
【００１７】
図１〜図３に示す通り、金属コーティング装置１００のシャシー１の上端にフレーム１２が設けられており、フレーム１２の上端にコーティングボックス９が設けられている。コーティングボックス９の左上にホッパー６が設けられている。コーティングボックス９の中上部にキャリブレーションボルト８が設けられている。キャリブレーションボルト８の中にキャリブレーションオリフィスが設けられており、コーティングボックス９の底部にコーティングボルト１０が設けられている。光ファイバ７ａはキャリブレーションボルト８に導入される。コーティングボルト１０の中にコーティングオリフィスが設けられている。コーティングボックス９の下端に上部導管５が設けられている。
【００１８】
この上部導管５の右上に窒素吸気口１１が設けられている。上部導管５の下端に予熱ボックス４が設けられている。上部導管５の中上部にコーティング排出口が設けられている。予熱ボックス４の上、下の中心部にそれぞれ予熱排出口が設けられている。予熱排出口及び上部導管５の排出口の直径を０．５〜１cmに設定し、予熱ボックス４の下端に下部導管３が設けられている。下部導管３の下端に硬化ボックス２が設けられており、硬化ボックス２の上、下の中心部にそれぞれ硬化乾燥排出口が設けられている。硬化乾燥排出口の直径を０．５〜１１cmに設定している。フレーム１２の低側にモーター１３が設けられている。モーターの前端にリール１４が設けられており、リール１４にコーティング用の導電性光ファイバー７が巻かれる。
【００１９】
図２に示す通りに示されたキャリブレーションボルト８の外側に雄ねじ１５が設けられており、キャリブレーションボルト８がネジ山によってコーティングボックス９の中上部に繋がれており、キャリブレーションオリフィスの直径は光ファイバー７ａの直径とコーティングの厚さによって設定することができる。
【００２０】
図３に示す通り、コーティングボルト１０の外側に雄ねじ１６が設けられており、コーティングボルト１０がネジ山によって繋がり、コーティングボックス９の低中部に組み立されており、キャリブレーションオリフィスの直径は光ファイバー７ａの直径とコーティングの厚さによって設定することができる。
【００２１】
図４に示された導電性光ファイバー７のコア１８の外側にクラッド１７が設けられており、クラッド１７の外側に金属コーティング層１９が鍍金されている。
【００２２】
作業のとき、ナノ金属の含有した樹脂がホッパー６よりコーティングボックス９の中に注入され、クラッド１７を含有した光ファイバー７ａがコーティングボックス９よりコーティングオリフィスに入り、ナノ金属の含有した樹脂を塗布され、予熱ボックス４で８０℃で五分間の硬化処理をした後に、硬化ボックス２に送られ、また１５０℃で３０分間の焼結をしてから、モーター１３のリール１４によって纏め、導電性光ファイバー７の金属コーティングが完成となり、また次のステップに入り、導電性光ファイバー７の表面にシリコーンを塗布し、導電性光ファイバー７に対する保護処理とする。
【００２３】
導電性光ファイバー７を生成するには三つのステップが必要である。生成手順は次の通りである。
【００２４】
（１）光ファイバー７ａの表層処理は、光ファイバークランプ機械を利用し、光ファイバーに付けられたシースとコーティング層を除去し、また光ファイバー７ａを３０〜４０%のＮａＯＨ溶液に１０〜１５分間浸漬し脱脂し、またイオン水で洗浄し、次に温度コントロール乾燥箱で８０〜９０℃で乾燥し、最後に、濃度がアミノシランＫＨ−５５０となる溶液に３０分間浸漬し、恒温槽で乾燥し、処理した後に予備となる。
【００２５】
（２）光ファイバー７ａの表面におけるナノ金属樹脂のコーティングは、粘度が１０〜２０ｃｐｓとなるコーティング金属を含有した樹脂、ナノ金属粒子を含有した樹脂を、本考案実施形態の導電性光ファイバー７の金属コーティング装置１００に置き、また手順（１）から得たシラン化された光ファイバー７ａを、上から下へ当該装置１００の下部に設けられてあるミクロンレベルのファイバー排出口を通過させ、光ファイバー７ａの直径と金属コーティングの厚さによって、アパーチャの大きさをあらかじめ設定することができる。ナノ金属が光ファイバー７ａのクラッド１７の表面に粘着するようにする。
【００２６】
（３）温度コントロールストーブでの予熱硬化と焼結は、光ファイバー用のコーティング装置１００の下部で、窒素を含有した温度コントロールストーブを利用し、コーティングのクラッド１７に対して予熱し硬化処理をし（温度を約７０〜９０℃に設定）、また、二番目の窒素を含有した硬化ストーブで１３０〜１６０℃の温度でナノコーティングされた光ファイバー７ａに対して２０〜３０分間焼結する。焼結によって分解し気化した樹脂溶液を通じて、金属ナノ粒子を光ファイバー７ａのクラッド１７の表面に凝集させ、均一な金属コーティング層１９になる。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・シャシー
２・・・硬化ボックス
３・・・下部導管
４・・・予熱ボックス
５・・・上部導管
６・・・ホッパー
７・・・導電性光ファイバー
７ａ・・・光ファイバー
８・・・キャリブレーションボルト
９・・・コーティングボックス
１０・・・コーティングボルト
１１・・・窒素吸気口
１２・・・フレーム
１３・・・モーター
１４・・・リール
１５，１６・・・雄ねじ
１７・・・クラッド
１８・・・コア
１９・・・金属コーティング層
【図１】
0003200223.tif 000003
【図２】
0003200223.tif 000004
【図３】
0003200223.tif 000005
【図４】
0003200223.tif 000006